CZ2003118A3

CZ2003118A3 - Dermální aplikační systém pro aminolevulovou kyselinu

Info

Publication number: CZ2003118A3
Application number: CZ2003118A
Authority: CZ
Inventors: Geoffrey Lee; Rolf-Markus Szeimies
Original assignee: Photonamic Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2000-07-17
Filing date: 2001-07-13
Publication date: 2003-05-14
Also published as: DE10034673C1; NO330303B1; ZA200210267B; PL365380A1; US20050013852A1; ATE263557T1; ES2215924T3; RU2262930C2; JP4469131B2; AU2001281980B2; JP2004503591A; HUP0301089A3; AU8198001A; PL221283B1; NO20030182D0; HU230272B1; CA2416147C; DK1303267T3; EP1303267B1; CA2416147A1

Description

Tento vynález se týká dermálního aplikačního systému pro aminolevulovou kyselinu.

Dosavadní stav techniky

Zevní použití 5-aminolevulové kyseliny (ALA) (δ-ALA) při léčbě povrchových kožních tumorů, zvláště basaliomů, poprvé popsal v roce 1990 Kennedy a další (J. Photochem. Photobiol.

B., sv. 6, (1990), ss. 143-148), přičemž se v první řadě lokálně testovaly na účinek ALA vizuálně diagnostikované tumory. Přitom je ALA selektivně pohlcována tkání tumoru a v ní se obohacuje, takže k tvorbě porfyrinu a růstu jeho koncentrace dochází jen v této tkáni, zatíco zdravá tkáň v podstatě zůstává neovlivněna. Účinek ALA spočívá ve stimulaci tvorby porfyrinu, jež je organismu vlastní. Protože porfyrin při ozáření silně fluoreskuje, může se zvýšení obsahu ALA nebo porfyrinu v tkáni tumoru použít k diagnóze předrakovinných nebo rakovinných lézí i k fotodynamické terapii nádorových onemocnění.

Možnost farmaceutických formulací preparátů s ALA je z praktického hlediska omezována nestabilitou ALA ve vodném roztoku. ALA se totiž při velmi nízkých pH jeví jako dostatečně stálá, stabilita však se stoupajícím pH trvale klesá (srovnej Rodriguez a další, S.P.I.E. (Society of Photo-optical Instrumentation Engineers) 2371 (1995), ss. 204-209). Čerstvý roztok ALA například vykazuje při přibližně fysiologické hodnotě pH 8 po přesně dvou týdnech už jen 10 % nerozložené účinné látky. Z tohoto důvodu nejsou finální preparáty s ALA jako roztoky nebo masti komerčně dostupné, ale musí se těsně před použitím čerstvě připravit z čisté ALA a pak mají velmi omezenou trvanlivost, typicky menší než dva týdny.

Evropský patent 0 704 209 Al se týká kompozic obsahujících • ·

ALA, zvláště ve formě gelů, emulzí a podobně, jež mají výše zmíněné nedostatky.

Zveřejněné mezinárodní přihlášky WO 95/05813 a WO 96/06602 popisují kompozice pro kožní aplikaci ALA, v nichž však účinná látka vykazuje relativně nízkou rychlost uvolňování.

Cílem tohoto vynálezu tedy je poskytnout preparát ALA ve formě konečné formulace s dobrou skladovatelností při minimálním rozkladu ALA.

Tento úkol se řeší dermatologickým aplikačním systémem podle tohoto vynálezu. V tomto sytému jde o samolepící matricový systém, v němž polymerní matrice obsahuje krystalickou aminolevulovou kyselinu v zrnitosti pod asi 200 μπι.

Při studiích v rámci vynálezu se překvapivě zjistilo, že rychlé uvolňování ALA je nikoliv nevýhodně ovlivňováno volbou samolepící polymerní matrice. Pomocí zvoleného rozmezí velikostí krystalů se brání usazování krystalů ALA a převládá homogenní distribuce ALA v matrici.

Jako systémy pro kožní aplikace přicházejí v úvahu zejména dosud známé matricové systémy typu PSA (lepidla citlivá na tlak - samolepící), jak se popisují například v článku Sugibayashi a dalších, J. Control. Rel., sv. 29 (1994), ss. 177-185 (srovnej zejména obrázky la a le), nebo v monografii Pharmazeutische Technologie: Modeme Arzeneiformen (kapitola Transdermale Therapeutische Systeme, M. Dittgen; vydavatel: R. Můller, G. Hildebrand, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft Stuttgart, 1997) .

···· ·

Přehled obrázků na přiložených výkresech

Na obr. 1 je znázorněno srovnání uvolňování a permeace ALA přes vyříznutou lidskou kožní membránu z náplasti složené z NE/ATBC v poměru 1:2 při 10% obsahu ALA v tomto náplastovém systému jednak ihned po výrobě, jednak po šestitýdenním skladování.

Na obr. 2 je znázorněna fluorescence z náplasti (Eudragit NE/acetyltributylcitrát v poměru 1:1) s obsahem 20 % ALA, doba aplikace 3 hod.

Na obr. 3 je znázorněn časový průběh uvolňování ALA z náplasti NE/ATBC v poměru 1:2,5.

Na obr. 4 je znázorněno snímání povrchu náplasti (NE/ATBC v poměru 1:1,5) s obsahem ALA 50 % hmot./hmot. elektronovou mikrografií při tloušťce filmu 250 pm a zrnitosti 90-160 pm.

Na obr. 5 je znázorněno snímání povrchu náplasti (NE/ATBC v poměru 1:1,5) s obsahem ALA 50 % hmot./hmot. elektronovou mikrografií při tloušťce filmu 250 pm a zrnitosti 90-160 pm po 1 minutě. Styk s vodou.

Na obr. 6 je znázorněn časový průběh uvolňování a permeace ALA ze suspenzní náplasti NE/ATBC v poměru 1:2 vyříznutými vrstvami lidské rohovité vrstvy (stratům corneum) a pokožky (epidermis).

Na obr. 7 je znázorněn časový průběh uvolňování a permeace ALA z masfového základu Psoralon-mastný krém s obsahem ALA 10 % hmot. vyříznutými vrstvami lidské rohovité vrstvy (stratům corneum) a pokožky (epidermis).

Na obr. 8 je znázorněn časový průběh uvolňování a permeace ALA z hydroxyethylcelulózového gelu s obsahem ALA 10 % hmot. vyříznutými vrstvami lidské rohovité vrstvy (stratům corneum) a pokožky (epidermis).

Na obr. 9 je znázorněna intenzita fluorescence v závislosti na době trváni aplikace pro kožní aplikační systém ve srovnání s užitím Psoralon-mastný krém.

Podstata vynálezu

Aplikační systém podle vynálezu výhodně zahrnuje polymerní matrici propustnou pro vodu, která však je v obzvlášť výhodném případě propustná jen podmíněně.

Je výhodné, když je samolepící polymerní matrice vyrobena z polymerů patřících do skupiny, kterou tvoří

a) akryláty,

b) silikonové polymery a

c) polyisobutylen jež případně obsahují přísady změkčovadel jako jsou například estery kyseliny citrónové (například acetyltributylcitrát ATBC).

Při volbě matric jsou výhodné polymery s nízkou rozpouštěcí schopností vůči ALA jako je například kopolymer ethylakrylát-methylmethakrylát (Eudragit NE). Výhodná je rovněž dostatečná lepivost umožňující výrobu samolepících matricových systémů, čehož je možno dosáhnout přídavkem změkčovadel (jako například ATBC).

Jako samolepící polymerní matrice je zvláště výhodný Eudragit NE (NE) s acetyltributylcitrátem (ATBC) jako změkčovadlem, zejména v hmotnostním poměru NE/ATBC od 1:0,5 do 1:2,5.

V rámci studií tohoto vynálezu se ukázalo, že zvláště výhodné jsou krystaly ALA se středním průměrem pod 200 pm, přednostně 20 až 200 pm a zvláště výhodně od 30 do 190 pm.

Nejvýhodnější jsou krystaly ALA s průměrem od 90 do 160 pm.

V dermatologickém aplikačním systému podle tohoto vynálezu se ALA výhodně používá v koncentraci do 50 % hmot., zvláště od nejméně 1 % hmot. z finální polymerní matrice. Zvláště výhodná je koncentrace ALA kolem 20 % hmot.

Zvláště výhodným provedením podle tohoto vynálezu je aplikační systém, ve kterém mají krystaly ALA průměr 90 až 160 pm a polymerní matrice je z Eudragitu NE (NE) a acetyltributylcitrátu (ATBC) ve hmotnostním poměru NE/ATBC od

1:0,5 do 1:2,5, přičemž je ALA obsažena v koncentraci do 50 % hmot. z finální polymerní matrice.

Vynález se dále týká způsobu výroby tohoto aplikačního systému, při němž se v acetonu rozpustí Eudragit NE (NE) vysušený zmrazením s acetyltributylcitrátem (ATBC) ve hmotnostním poměru NE/ATBC od 1:0,5 do 1:2,5, potom se v acetonovém roztoku disperguje rozemletá aminolevulová kyselina v granulometrickém rozmezí 90 až 160 μπι a takto získaná disperze se nanese v tenkém filmu na nosič (krycí fólii) a 45 minut se suší při 60 °C.

Zde nabízený aplikační systém se zejména vyznačuje tím, že ALA se ve srovnání s účinnými látkami existujících náplasúových systémů respektive transdermálních aplikačních systémů velice rychle uvolňuje a může pronikat do kůže. Vysoká rychlost uvolňování byla na pozadí dosavadních údajů a znalostí na poli transdermálních terapeutických systémů stejně málo předvídatelná, jako mimořádně vysoká skladovatelnost a tím umožněná dlouhá uchovatelnost (to znamená skladovatelnost při minimálním rozkladu ALA).

Podle jednoho specifického provedení vynálezu se z aplikačního systému uvolní v průběhu 30 minut nejméně 30 % ALA dispergované nebo suspendované v polymerní matrici. Díky tomuto rychlému uvolňování účinné látky se může doba působení aplikačního systému ve srovnání s používanými aplikacemi pomocí mastí nebo krémů zkrátit, což znamená, že doba trvání tohoto kožního aplikačního systému je výrazně kratší než doba použití dosud používaných mastí a krémů obsahujících ALA při podání stejných množství účinné látky. Ve srovnání se zmíněnými mastmi a krémy vykazuje tento aplikační systém další výhodu, že se ALA může cíleně aplikovat na ostře ohraničeném okrsku kůže, zatímco aplikační způsoby dosud používané na dnešní úrovni toto neumožňují a proto dochází k penetraci do okolních oblastí kůže.

V tomto aplikačním systému podle vynálezu se tímto poprvé nabízí stabilní a finální formulace ALA, jež ani po skladování po dobu několika týdnů nebo měsíců nevykazuje podstatný rozklad ··»« ····

ALA. Jak bylo překvapivě zjištěno, nejsou v případě systému podle vynálezu žádné rozdíly v uvolňování účinné látky a permeaci kůží in vitro nebo in vivo, a to jak bezprostředně po výrobě, tak po šestiměsíčním skladování při 25 °C.

Uvedený aplikační systém je proto zvláště vhodný k použití při fotodynamické terapii a/nebo diagnóze prekancerogenních nebo kancerogenních lézí kůže, zvláště kožních tumorů (basaliomů).

Tento vynález se v následujícím popisuje na příkladech.

Příklady provedení vynálezu

PŘÍKLAD 1

Příprava systému pro kožní aplikaci podle vynálezu.

Výroba náplasti se může provést způsoby solvent evaporation, hot melt nebo jinými vhodnými způsoby (srovnej například T.Peterson a další, Design, Development,

Manufacturing and Testing of Transdermal Drug Delivery Systems v Transdermal and Topical Drug Delivery Systems; vydavatel

T.Ghosh a W.Pfister, Interpharm Press 1997, Buffalo Grove, IL/USA). Bude popsána na příkladu způsobu Solvent

Evaporation.

Podle jednoho způsobu provedení se ALA nejprve mele a třídí, přičemž se použije granulometrická frakce 90 až 160 μιη. Eudragit NE (NE je polymerní nosič) vysušený zmražením se společně s acetyltributylcitrátem (změkčovadlo ATBC) rozpustí v acetonu v poměru NE/ATBC 1:0,5 až 1:2,5. Nato se přidá a disperguje ALA v koncentraci ve finálním filmu až 50 % (% hmot./hmot.). Potom se přípravek nanese v tenkém filmu na krycí folii a 45 minut se suší při teplotě 60 °C. Jako krycí folie (respektive stahovací folie pro tu stranu filmu, jež přichází do styku s kůží) se zvláště hodí Melinex 813 respektive silikonovaná krycí folie.

Lepivost filmu je možno regulovat obsahem ALA, použitým polymerem a velikostí podílu změkčovadla (zde ATBC). Uvolňování

ALA i její permeaci nepoškozenou kůží ovlivňuje ATBC (účinek *··♦ • 00 · · < ·· 0.

• 0 ··· změkčovadla respektive efekt podpory permeace).

Na rozdíl od dnes používaných transdermálních terapeutických systémů (TTS) se ALA v důsledku svého vysoce hydrofilního charakteru při všech koncentracích ALA v náplasti > asi 1 % hmot. (% hmot./hmot.) nalézá z největší části suspendována v lipofilní matrici NE/ATBC.

PŘIKLAD 2

Částice ALA mají velikost asi 90 až 160 pm a v náplasti jsou rovnoměrně rozděleny.

Homogenní distribuce částic ALA ve finální náplasti vyžaduje, aby se při výrobě náplasti minimalizovala sedimentace částic v kapalném přípravku polymer/změkčovadlo/ALA. Dociluje se toho optimalizací viskozity přípravku správným nastavením koncentrace polymeru. Zvýšením viskozity se omezuje sedimentace částic ALA.

Koncentrace NE (% hmot./hmot.) v roztoku	Viskozita roztoku (mPas)	Rychlost klesání částic* ALA v roztoku (μιη/lOs)
12	446	396
18	2180	119
24	3510	3

* granulometrická frakce 60-90 pm

Minimální rychlost sedimentace částic ALA umožňuje užití koncentrace NE > 25 % hmot./hmot..

V případě jiných polymerních matric, to znamená při použití jiných polymerů, se mohou jako výhodné projevit částice ALA jiných velikostí, které odborník snadno zjistí na základě předložených informací a příkladů.

PŘÍKLAD 3

ALA je v náplasti dlouhodobě stálá.

Nejsou žádné podstatné rozdíly mezi uvolňováním ALA z náplasti respektive permeací kůží těsně po výrobě a po • · ···· ···· ·*· šestiměsíčním skladování při 25 °C (Obr. 1).

Za účelem stanovení průběhu uvolňování se náplast při 33 °C umístí ve Franzově difuzní (mlžné) komoře (srovnej například

K. Tojo, Designated Calibration of in vitro Permeation Apparatus v Transdermal Controlled Systemic Medication, vydavatel Y. Chien, Marcel Dekker, 1987). Vzorky vodného jímacího roztoku se odebírají v různých intervalech a stanoví se jejich obsah ALA vysokoúčinnou kapalinovou chromatografií s fluorescenční derivatizační detekcí.

PŘÍKLAD 4

Při použití náplasti se může ALA stejnoměrně nanášet na kožní léze.

Mimořádně snadná manipulace znamená ve srovnání s masřovými základy pro lékaře i pacienta podstatné zlepšení. Na vymezenou plochu kůže, jež se má léčit, je možno přesně přistřihnout odpovídající náplast obsahující ALA. To zmenšuje zbytečné ošetření okolní kožní plochy -na kterou není náplast nalepena.

Aplikací prostřednictvím náplasti se podání plošně ostře vymezuje a nedochází k souběžné penetraci do okolních kožních ploch.

Po tříhodinové aplikaci náplasti s obsahem 20 % ALA (Eudragit NE/acetyltributylcitrát v poměru 1:1) na předloktí se měří fluorescence ošetřené kožní plochy. Obrázek 2 ukazuje, že fluorescence je omezena plochou náplasti a má homogenní charakter.

PŘÍKLAD 5

Překvapivě se ve srovnání s dosavadními TTS uvolňuje vyšší podíl obsahu účinné látky za kratší dobu.

Běžné TTS obsahují nadbytečné množství účinné látky přesahující skutečně potřebnou dávku (M. Dittgen Transdermale

Therapeutische Systeme v Pharmazeutische Technologie; Modeme

Arzneiformen; vydavatel R. Můller and G.Hildebrand;

Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, Stuttgart, 1997). Toto • · nadbytečné plnění je nutné, aby se účinná látka v průběhu 1 až 7 dnů uvolňovala pasivní difúzí přibližně konstantní rychlostí. Během této aplikační doby se uvolní jen podíl < 50 % obsažené účinné látky.

Srovnávací příklad 1:

Scopolamin TTS (Ciba) je náplast na kožní membrány a obsahuje celkem 1,5 mg skopolaminu. Produkuje 170 μ9 skopolaminu za den a nosí se 3 dny. Do konce třetího dne je tedy uvolní 30 % celkového obsahu účinné látky.

Srovnávací příklad 2:

Estraderm TTS 25 (Geigy)je samolepící náplast na kožní membrány a obsahuje celkem 2 mg estradiolu. Uvolňuje 25 μg estradiolu za den a nosí se 3 až 4 dny. Během této doby působení se takto uvolní asi 5 % celkového obsahu účinné látky.

Ve srovnání s běžným TTS se překvapivě zjistilo extrémně rychlé uvolňování ALA ze suspenzní náplasti NE/ATBC. Obrázek 3 ukazuje průběh uvolňování ALA měřený in vitro z náplasti z NE/ATBC (poměr 1:2,5) tloušťky 250 μιη s obsahem ALA 20 % hmot./hmot. (granulometrická frakce 90-160 gm) . Náplast obsahovala celkem asi 4 mg ALA/cm² a po 1 minutě se uvolnilo více než 500 μιη ALA (což odpovídá 12,5 % celkového obsahu účinné látky). Po 30 minutách se uvolnilo více než 1,3 mg ALA (což odpovídá 32 % celkového obsahu účinné látky). Průběh uvolňování se stanovil stejně jak je popsáno v příkladu 3.

Příčinou tohoto mimořádně rychlého uvolňování je zvláštní struktura respektive morfologie tohoto kožního aplikačního systému (suspenzní náplasti). V důsledku přítomnosti suspendovaných krystalů ALA v matrici NE/ATBC částice ALA velikosti 90 až 160 μιη zčásti vyčnívají z povrchu matrice o tloušťce 250 μιη (srovnej obrázek 4) .

Po krátkém kontaktu s vodným médiem, v němž se uvolňují, již nejsou částice ALA vyčnívající z povrchu patrné (Obr. 5).

Toto nečekaně rychlé povrchové rozpouštění částic ALA je ···· * «

.........

přímým důsledkem jejich značně hydrofilního charakteru a vede k pozorovanému extrémně rychlému uvolnění ALA z náplasti (srovnej obrázek 3).

PŘÍKLAD 6

Doba působení se v případě náplastových systémů pro fotodynamickou terapii (PDT) zkracuje ve srovnání s jinými aplikacemi v mastích nebo krémech přibližně o 30 %.

Stanovení permeace účinných látek membránami z vyříznutých lidských vrstev stratům corneum/pokožka se může provést pomocí Franzových difuzních komor a představuje vhodný model pro pronikání lidskou kůží in vivo. Obrázek 6 ukazuje časový průběh uvolňování a permeace pro ALA z náplasti z NE/ATBC (poměr 1:2,0) o tloušťce filmu 250 μπι plněné 20% podílem ALA granulometrické frakce 90 až 160 um.

Po 24 hodinách prošly membránou z lidské kůže již asi 300 μς ALA. Ve srovnání s tím ukazují obrázky 7 a 8 výrazně menší průběh uvolňování a permeace ALA z mastových základů mastný krém Psoralon® (s obsahem 10 % hmot. ALA) a hydroxyethylcelulózový gel s obsahem 10 % hmot. ALA.

Z obou mastových základů prošly po 24 hodinách membránou z lidské kůže méně než 10 μg ALA. ALA je zřetelně rychleji a v podstatně větším množství resorbována membránou z lidské kůže z náplastového systému. Kvantitativně to znázorní srovnání rychlostí permeace:

Systém/základ	Rychlosti permeace ^g/cm²/hod)
Náplast NE/ATBC (1:2)	12
Mastný krém - Psoralon®	0,3
Gel hydroxyethylcelulózy	0,18

Je tedy nutno očekávat výraznější působení náplasti při

PDT in vivo ve srovnání s masčovým základem.

Obrázek 9 ukazuje změřenou intenzitu fluorescence na zdravých testovaných osobách (předloktí) v závislosti na čase.

• ·

Intenzita náplasti NE/ATBC (poměr 1:2) s obsahem 20 % ALA byla po 2 hodinách 80 % a po 3 hodinách 140 % přípravku se standardní fluorescencí. Náplast s obsahem 50 % ALA na rozdíl od náplasti s obsahem 20 % nevykazuje žádné další zvýšení intenzity fluorescence. Změřená intenzita fluorescence je v případě mastného krému - Psoralon® s obsahem ALA 20 % po inkubační době 3 hodiny podstatně nižší (asi o 60 %) než intenzita fluorescence z náplasti NE/ATBC (poměr 1:2) při obsahu ALA 20 % při stejné době nošení 3 hodiny. S aplikačním systémem podle vynálezu lze tedy docílit výrazně kratších inkubačních a aplikačních dob než s aplikačními formami jako jsou masti nebo krémy.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Dermální aplikační systém v podobě samolepícího matricového systému, vyznačující se tím, že polymerní matrice obsahuje krystalickou aminolevulovou kyselinu (ALA) , přičemž krystaly ALA mají velikost pod asi 200 μιη.
2. Aplikační systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že polymerní matrice je propustná pro vodu.
3. Aplikační systémy podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že polymerní matrice se zvolí z polymerů patřících do skupin

a) akryláty

b) silikonové polymery a

c) polyisobutylen
4. Aplikační systém podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že krystaly aminolevulové kyseliny mají střední průměr 30 až 190 μπι.
5. Aplikační systém podle nároku 4, vyznačující se tím, že krystaly aminolevulové kyseliny mají střední průměr 90 až 160 μιη.
6. Aplikační systém podle nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že aminolevulová kyselina je obsažena v koncentraci od 1 do 50 % hmot. z hmotnosti finální polymerní matrice.
7. Aplikační systém podle nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že krystaly aminolevulové kyseliny mají průměr 30 až 190 μιη a polymerní matrice je z Eudragitu NE (NE) a acetyltributylcitrátu (ATBC) v • · · · · · • · • · φ ·

13 .........

hmotnostním poměru NE/ATBC 1:0,5 až 1:2,5, přičemž je aminolevulová kyselina obsažena v koncentraci 1 až 50 % hmot. z hmotnosti finální polymerní matrice.
8. Aplikační systém podle nároku 7, vyznačující se tím, že krystaly aminolevulové kyseliny mají průměr 90 až 160 μιχ.
9. Aplikační systém podle nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že se v průběhu 30 minut uvolňuje nejméně 30 % aminolevulové kyseliny.
10. Způsob výroby aplikačního systému podle nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že se rozpustí Eudragit NE (NE) sušený zmražením společně s acetyltributylcitrátem (ATBC) v acetonu v poměru NE/ATBC 1:0,5 až 1:2,5, následně se v acetonovém roztoku disperguje mletá aminolevulová kyselina v granulometrické frakci částic menších než 200 μιη a takto získaná disperze se nanese v tenkém filmu na krycí folii a suší se 45 minut při 60 °C.
11. Použití aplikačních systémů podle nároků 1 až 9 při fotodynamické terapii a/nebo diagnóze prekancerogenních a kancerogenních lézí kůže.
12. Použití aplikačního systému podle nároků 1 až 9 při fotodynamické terapii a/nebo diagnóze basaliomů.

• · /cy-

Obr. 1:

Srovnání uvolňování a permeace ALA přes vyříznutou lidskou kožní membránu z náplasti složené z NE/ATBC v poměru 1:2 při 10% obsahu ALA v tomto náplasťovém systému jednak ihned po výrobě, jednak po šestitýdenním skladování.