PL187098B1 - Preparat medyczny do wykazywania obecności aktywności ureazy w żołądku - Google Patents

Abstract

1. Preparat medyczny do wykazywania obecnosci aktywnosci ureazy w zoladku w zwiazku z zakazeniem Helicobacter pylori, metoda wykazania obecnosci utworzonego amoniaku w wydychanym powietrzu, znamienny tym, ze preparat zlozony jest z kompozycji stalej, zasadniczo bezwodnej, która zawiera mocznik, który pod wplywem aktywnosci Helicobacter pylori tworzy amoniak, i tym ze preparat ma sklad opracowany dla gwaltownego rozpuszczania w zoladku po podaniu. PL PL PL

Description

Wrzody żołądka stanowią poważny problem zdrowotny i obciążają społeczeństwo wielkimi wydatkami w postaci kosztów medycznych i absencji. W pełni ustalono, że obecność Helicobacter pylori w żołądku jest warunkiem koniecznym rozwijania się wrzodów żołądka i/lub wrzodów dwunastnicy. Jeżeli w żołądku nie ma Helicobacter pylori, to wrzody żołądka nie powstaną. Stwierdzono również, że nie ma nawrotu wrzodu żołądka, kiedy zakażenie Helicobacter pylori zostało wyleczone przy pomocy antybiotyków. Zatem obecnie wrzody żołądka uważa się za zaburzenia, które są powodowane przez bakterie i które można i należy leczyć.

Istnieje duże zapotrzebowanie na pewny i prosty sposób diagnozy, ponieważ trzeba będzie sprawdzać na obecność Helicobacter pylori wielkie populacje pacjentów cierpiących na problemy żołądkowo-jelitowe.

Niniejszy wynalazek jest oparty na wiedzy, że bakteria Helicobacter pylori wytwarza enzym ureazę w bardzo wielkich ilościach. Normalnie enzymu ureazy nie stwierdza się u ludzi, a obecność enzymu w żołądku człowieka jest wyraźnym wskazaniem, że obecne są również bakterie Helicobacter pylori. Helicobacter pylori ustanowiły niszę ekologiczną w żołądku człowieka. Bakteria rozwija się przy pH obojętnym, które stwierdza się poniżej warstwy błony śluzowej żołądka. Wytwarza wielkie ilości enzymu ureazy, który z kolei katalizuje rozkład mocznika na amoniak i dwuwęglan. Następnie ten dwuwęglan w środowisku kwaśnym żołądka jest przekształcany w dwutlenek węgla i wodę.

W Szwecji corocznie pomocy medycznej szuka około 470000 pacjentów ze schorzeniami i zaburzeniami podobnymi do lub związanymi z wrzodami żołądka. Przeto sprawą najwyższej wagi jest możliwość diagnozy i leczenia zakażeń Helicobacter pylori w prosty i pewny sposób, zarówno w odniesieniu do ekonomii zdrowia i w odniesieniu do pacjentów, których to dotyczy.

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest stały preparat, który umożliwia diagnozowanie zarówno prosto i pewnie trwającej aktywności ureazy w żołądku w związku z zakażeniem Helicobacter pylori.

Obecnie dostępne sposoby wykazywania obecności Helicobacter pylori

Sposoby biopsji

Wspólną cechą tych sposobów (hodowla bakterii, badania histologiczne, szybkie testy mocznikiem) jest to, że wszystkie z nich wykonuje się na materiale z biopsji. To obejmuje poddanie pacjenta badaniu gastroskopowemu żołądka przy pomocy światłowodu, podczas

187 098 czego pobiera się próbki tkanki z błony śluzowej żołądka. Jest to procedura zarówno kosztowna jak i nieprzyjemna dla pacjenta, o którego chodzi.

Sposoby serologiczne

Wspólna cecha tych sposobów obejmuje oznaczanie obecności przeciwciał specyficznych wobec Helicobacter pylori we krwi lub w wydzielinie żołądka. Jedną z wad tych sposobów jest to, że konieczne jest pobranie próbek krwi lub pobranie wydzieliny z żołądka. Inną wadą sposobów serologicznych jest to, że nie można wykazać, że bakterie są obecne w chwili wykonywania badania.

- Od chwili zakażenia Helicobacter pylori do chwili, kiedy można wykazać istnienie przeciwciał wobec bakterii upływa około dwudziestu dni.

Po skutecznym wyleczeniu zakażenia bakteryjnego podwyższone stężenia przeciwciał pozostają we krwi w bardzo długim okresie czasu, przez to ogromnie ograniczając możliwość wykonania dokładnego badania kontrolnego.

Test mocznikowy wydechu

Ten sposób opiera się na wytwarzaniu enzymu ureazy przez bakterie Helicobacter pylori. Ureaza katalizuje rozkład mocznika na amoniak i dwuwęglan. Ten dwuwęglan jest następnie przekształcany w dwutlenek węgla i wodę w środowisku kwaśnym żołądka.

Test mocznikowy wydechu obecnie wykonuje się w następujący sposób: Pacjent połyka wodny roztwór, który zawiera mocznik znaczony izotopowe (ⁿC, ⁿC, ¹⁴C). Kiedy żołądek zawiera Helicobacter pylori wytwarzające ureazę oraz kwas, to mocznik jest rozkładany, a znaczone izotopowe atomy węgla przekształcane w dwutlenek węgla, który jest wydzielany przez wydychane powietrze. Następnie oznacza się stężenie dwutlenku węgla znaczonego izotopami w wydychanym powietrzu.

W innym wariancie zamiast tego oznacza się stężenie innego produktu rozkładu, mianowicie amoniaku. W tym ostatnim przypadku węgiel w moczniku nie musi być znaczony izotopowo. Azot może być znaczony izotopowo, chociaż niekoniecznie, ponieważ amoniak nie jest normalnie obecny w wydychanym powietrzu. Utworzony amoniak przechodzi przez ścianę żołądka i do obiegu krwi, a następnie przechodzi wątrobę i jest wydzielany w wydychanym powietrzu przez pęcherzyki płucne.

Zaleta tego sposobu jest taka, że badanie jest nieinwazyjne, tj. pacjenta nie trzeba poddawać niewygodzie stosowania przyrządów (gastroskopia), ani nie trzeba pobierać próbek krwi lub próbek wydzieliny żołądka. Ponadto fakt, że bakteria ma bardzo miejscowy obszar propagacji, nie ma znaczenia, ponieważ podawany mocznik rozejdzie się po całej powierzchni żołądka.

Szwedzkie zgłoszenie patentowe 9403755-3 złożone 2 listopada 1994 i odpowiadające międzynarodowemu zgłoszeniu patentowemu PCT/SE95/01212 (W096/14091) opisuje diagnostyczny preparat medyczny, który zawiera mocznik znaczony izotopowo, który jest zasadniczo bezwodny, i który korzystnie zawiera stały kwas rozpuszczalny w wodzie. Preparat stosuje się do wykazywania obecności Helicobacter pylori w żołądku, metodą określania w wydychanym powietrzu znaczonego izotopowe dwutlenku węgla wytworzonego przez ureazę bakterii. Ta publikacja nie wspomina wykazywania obecności amoniaku w wydychanym powietrzu.

Opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr US-A 4947861 opisuje, jak można wykazać obecność Campylobacter pylori w żołądku metodą oznaczania obecności w wydychanym powietrzu amoniaku, który jest wytwarzany działaniem na mocznik ureazy wytworzonej przez bakterię. Ta publikacja wspomina zaledwie, że pacjent powinien przyjąć mocznik, lecz nie wspomina postaci, w której mocznik ma być przyjmowany. Ponadto trzeba od dziesięciu do sześćdziesięciu minut po przyjęciu mocznika, zanim można otrzymać wynik testu (strona 3, linie 52-53). W odróżnieniu, kiedy przyjmuje się bezwodny preparat według niniejszego wynalazku, to uzyskanie wyniku testu zabiera co najwyżej dziesięć minut.

Wady testów mocznikowych wydechu związane są z szeregiem faktów:

1. Mocznik jest przyjmowany jako roztwór wodny. Umożliwia to rozkład mocznika przez bakterie wytwarzające ureazę w jamie ustnej i przełyku pacjenta, co może spowodować fałszywy wynik dodatni w odniesieniu do obecności Helicobacter pylori.

2. Dla tego, żeby test działał prawidłowo przy analizowaniu dwutlenku węgla, konieczna jest obecność w żołądku danej ilości jonów wodorowych w celu rozkładu utworzonego dwuwęglanu

187 098 do dwutlenku węgla. Wielu pacjentów cierpiących na wrzody żołądka leczy się lekami hamującymi wydzielanie kwasu, co powoduje fałszywe wyniki ujemne przy badaniu takich pacjentów obecną metodologią testu.

3. Mocznik ma krótką stabilność chemiczną w roztworze wodnym, co przedstawia trudności praktyczne przy stosowaniu testu w praktykach klinicznych. Ponadto znaczony izotopowo mocznik jest względnie kosztowny.

4. Stosowanie mocznika znaczonego izotopowo wymaga do wykazanie określonego izotopu węgla skomplikowanej i kosztownej aparatury typu spektrometru masowego. Izotop 14 C jest jednak promieniotwórczy i można go łatwiej wykazać procesami pomiaru scyntylacji. Jednak przyjmowanie materiału promieniotwórczego nie jest zalecane, nawet mimo że przyjmowana dawka jest mała.

Z powyższego będzie widoczne, że znanych jest kilka sposobów wykazywania obecności Helicobacter pylori w żołądku, i że te sposoby są obciążone szeregiem wad, takich jak niemożliwość dodatniego wykazania obecności bakterii, poza tym będąc nieprzyjemne dla pacjenta.

Istnieje zatem wielkie zapotrzebowanie na ulepszone sposoby diagnostyczne, które dadzą większą pewność diagnostyczną we wszystkich warunkach, przy polepszonej użyteczności praktycznej.

Ogólny opis wynalazku

Postać użytkowa zasadniczo bezwodnej kapsułki, tabletki lub innego wysoce rozpuszczalnego preparatu stałego, który zawiera mocznik, zapewnia szereg znaczących zalet w odniesieniu do testów mocznikowych oddechu wykonywanych dla określenia obecności amoniaku w diagnostyce zaburzeń wrzodów żołądkowych:

1. Podawanie mocznika w preparacie stałym zapobiega rozkładowi mocznika przez bakterie wytwarzające ureazę w jamie ustnej i przełyku zanim trafi do żołądka. To znacznie zwiększa pewność badania, ponieważ zmniejsza liczbę fałszywych wyników dodatnich.

2. Analizowanie na obecność amoniaku umożliwia również stosowanie testu mocznikowego oddechu podczas trwającego leczenia hamującego wydzielanie kwasu, ponieważ tworzenie amoniaku nie wymaga podwyższonego stężenia jonów wodorowych w odróżnieniu od tworzenia dwutlenku węgla.

Daje to znaczny zysk, ponieważ pacjenci poddawani testowi mocznikowemu oddechu są chronicznie leczeni mocnymi lekami hamującymi wydzielanie kwasu, przez to znacznie ograniczając występowanie fałszywych wyników ujemnych.

3. Ponieważ bezwodny mocznik w kapsułce, tabletce lub jakimś innym preparacie stałym jest stabilny w dłuższym okresie czasu, to unika się problemów związanych z ograniczoną stabilnością chemiczną mocznika w roztworze wodnym.

Daje to znaczne korzyści praktyczne w odniesieniu do rozprowadzania i stosowania testu mocznikowego oddechu.

4. Stosowanie preparatu stałego (na przykład tabletki) ma również zalety dokładności dawkowania i oszczędzania czasu w porównaniu z przygotowaniem ustalonej cieczy do testu opartego na wodzie.

5. Przy wykazywaniu obecności Helicobacter pylori metodą oznaczania stężenia utworzonego dwutlenku węgla konieczne jest stosowanie kosztownego mocznika znaczonego izotopowo oraz kosztownej i skomplikowanej aparatury spektrometrii masowej lub radiologicznej dla odróżnienia dwutlenku węgla utworzonego przez bakterie od dwutlenku węgla, który normalnie tworzy się przez metabolizm organizmu. Nie jest to konieczne przy wykazywaniu obecności utworzonego amoniaku, ponieważ amoniak nie jest normalnie tworzony przez metabolizm organizmu.

W celu umożliwienia osiągnięcia tych znaczących korzyści konieczne jest skonstruowanie preparatu stałego, takiego że jego zawartość nie będzie ulegać wpływowi ureazy w jamie ustnej i przełyku pacjenta, i że w żołądku będzie rozkładać się bardzo gwałtownie i zupełnie.

Załączony rysunek pokazuje wyniki otrzymane testem porównawczym wykonanym z preparatem według wynalazku zgodnie z następującym przykładem.

187 098

Opis techniczny wynalazku

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest preparat stały, który zawiera głównie mocznik i zasadniczo bez wody, który to preparat zamierzony jest do przez-ustnego podawania ludziom.

W jednej z korzystnych odmian preparat zawiera również stałą zasadę rozpuszczalną w wodzie, taką jak dwuwęglan sodowy. Dodatek zasady ułatwia przenoszenie amoniaku do krwi i stamtąd do płuc i sprawia, że amoniak nie reaguje z kwasem żołądkowym z wytworzeniem soli. W jednej z korzystnych odmian zasadę dodaje się w ilości przy której pH w żołądku będzie leżeć w zakresie równym od 4 do 8, szczególnie w pobliżu preparatu.

Preparat farmaceutyczny według wynalazku jest tak złożony, że mocznik zostanie uwolniony zasadniczo natychmiast po dojściu preparatu do żołądka. Preparat może być albo w typowej postaci tabletki, ewentualnie z powłoką szybko rozpuszczalną, albo w postaci kapsułki. Rozważa się głównie tak zwane kapsułki z twardej żelatyny (kapsułki z wieczkiem), chociaż można też stosować kapsułki z miękkiej żelatyny. Jedynym warunkiem w tym względzie jest to, żeby stabilność chemiczna była dostatecznie wysoka i żeby zawartość substancji aktywnej z preparatu była szybko uwalniana i rozpuszczana. Stabilność chemiczna z reguły jest polepszana, kiedy substancja aktywna i zarobki istnieją w postaci stałej. Jeżeli stosuje się roztwór w oleju w połączeniu z kapsułką z miękkiej żelatyny, to normalnie stabilność będzie dostatecznie wysoka.

Można również stosować inne preparaty stałe. Stosowanie roztworów stałych, dyspersji stałych i preparatów w pigułkach można wspomnieć dla przykładu, bez ograniczania listy możliwych preparatów. Preparaty w pigułkach zawierają większe lub mniejsze ziarenka wytworzone przez granulację lub wytłaczanie/sferonizowanie. Wtedy substancję aktywną można wcielić do pigułek lub przytwierdzić do ich powierzchni. Następnie aktywne pigułki można sprasować otrzymując tabletki, które rozpadną się szybko, lub można zawrzeć pigułki w kapsułkach z twardej żelatyny.

Co się tyczy tabletek, które są korzystną odmianą preparatu według wynalazku, to tabletki można wytwarzać przy pomocy zarobek i etapów procesu, które są dobrze znane specjaliście. Zatem w celu uzyskania maksymalnie szybkiego uwalniania i rozpuszczania korzystne będzie stosowanie składników zasadniczo rozpuszczalnych w wodzie i zarobek, które przyspieszają rozpad tabletki. Stosowaną zaróbką może być farmaceutyczny środek powodujący rozpad lub rozrywający typu znanego specjaliście. Szczególnie przydatne w tym względzie są te środki, które znacznie pęcznieją w wodzie wskutek uwadniania i zwiększają objętość 10-20 razy w odniesieniu do swojej objętości na sucho. Przykładami takich środków są pochodne celulozy i skrobi w postaci usieciowanych polimerów, które będąc nierozpuszczalne w wodzie pęcznieją w niej znacznie. Przykładem takich środków są pochodne poliwinylopirolidonu. Szczególną wzmiankę należy uczynić dla przydatnych farmaceutycznych środków rozrywających, które obejmują zmodyfikowaną żywicę celulozową, która ma wysokie pęcznienie w wodzie i która jest sprzedawana pod zastrzeżonym znakiem towarowym Ac-Di-Sol® przez FMC Corporation, USA. Można również stosować inne typy farmaceutycznych środków powodujących rozpad, a specjalista nie będzie mieć problemu z wybraniem przydatnego środka rozrywającego.

W jednej ze szczególnie korzystnych postaci substancję aktywną mocznik stosuje się w postaci bardzo drobnych cząstek stałych. W tej postaci rozmiar cząstki wynosi korzystnie poniżej 200 pm, a korzystniej poniżej 20 pm. Jednak to nie wyklucza stosowania grubszych cząstek substancji stałych, kiedy pozwala na to postać użytkowa preparatu w odniesieniu do innych względów. Takie osądy i oceny należą do fachowości specjalisty.

Specjalista zna kilka sposobów oznaczania obecności amoniaku w mieszaninach gazowych, w niniejszym przypadku w wydychanym powietrzu. W tym względzie można zastosować sposób opisany w wymienionym wcześniej opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nrUS-A 4947861.

Przykład

Z zamiarem przetestowania i porównania wynalazku z technikami typowymi (roztwór wodny i oznaczanie stężenia dwutlenku węgla w wydychanym powietrzu) wytworzono tabletki zgodnie z następującym:

187 098

Składniki następującej kompozycji zmieszano w typowym mieszalniku obrotowym.

Następnie sprasowano tabletki w tak zwanej maszynie mimośrodowej wyposażonej w stemple wklęsłe 12 mm.

Skład jednej tabletki
Mocznik	450 mg
Mannit	63 mg
Avicel® Ph 101	101 mg
Ac-Di-Sol®	24 mg
Stearynian magnezowy	3 mg
Mannit stosowano dogodnie w postaci granulowanej do tak zwanego prasowania bezpo-

średniego.

Avicel® Ph 101 to nazwa handlowa celulozy mikro krystalicznej sprzedawanej przez FMC Corporation, USA.

Ac-Di-Sol® to nazwa handlowa zmodyfikowanej gumy celulozowej, która znacznie pęcznieje w wodzie, sprzedawanej przez FMC Corporation, USA. W tym przypadku działa ona jako farmaceutyczny środek rozrywający do szybkiego rozpadu tabletki.

Pacjentów leczono podając albo dwie tabletki (odpowiadające 900 mg mocznika) zgodne z powyższym, albo 2,5 ml roztworu wodnego zawierającego 100 mg mocznika znaczonego ^I3C.

W teście porównawczym wykonanym pomiędzy typowym podawaniem mocznika znaczonego izotopowo (roztwór wodny i oznaczanie zawartości dwutlenku węgla) oraz preparatu według wynalazku stwierdzono, że z dziesięciu pacjentów ujemnych objętych testem, u pięciu pacjentów, którzy nie mieli bakterii w żołądku, w wydychanym powietrzu wykazano istnienie znaczonego izotopowe dwutlenku węgla po dziesięciu minutach po przyjęciu roztworu wodnego.

Nie stwierdzono amoniaku w wydychanym powietrzu pacjentów, którzy przyjęli mocznik w postaci preparatu według wynalazku.

Porównanie między mocznikiem znaczonym izotopowo w roztworze wodnym i w preparacie stałym według wynalazku podanym siedemnastu pacjentom, o których wiadomo było, że mają bakterie obecne w żołądku, wykazało znacznie podwyższone ilości amoniaku w wydychanym powietrzu po dziesięciu minutach od przyjęcia tabletki. W przypadku pacjentów, którym podano roztwór wodny, w odniesieniu do trzech z pacjentów konieczne było odczekanie dalszych dziesięciu minut zanim można było stwierdzić dodatnio, że wykryte ilości znaczonego izotopowo dwutlenku węgla pochodziły z ureazy żołądka.

Tabela 1:

Zestawienie wyników diagnozowania Helicobacterpylori przy pomocy mocznika znaczonego izotopowe odpowiednio w roztworze wodnym i w preparacie stałym według wynalazku.

Sposób	Fałszywe 10 min.	Dodatnie 20 min.	Fałszywe 10 min.	Ujemne 20 min.	Liczba pacjentów
Roztwór - 5 dwutlenku węgla		0	-	-	27
Tabletka amoniak		0	0	-	27

Wynik badania jest również pokazany na załączonym rysunku. Rysunek to diagram pokazujący korelację między wynikami testu uzyskanymi typowymi testami wydychania z mocznikiem ¹³C zgodnie z normalną procedurą europejską i wynikami testu uzyskanymi preparatem według wynalazku. Każdy punkt na diagramie oznacza poszczególnego pacjenta testowanego w krótkich odstępach czasu typowym sposobem z mocznikiem 5 w roztworze i oznaczania zawartości dwutlenku węgla w wydychanym powietrzu, i preparatem bezwodnym według wynalazku i oznaczania stężenia amoniaku w wydychanym powietrzu. W obu przypadkach próbki pobierano po dziesięciu minutach od podania. Tak więc wszystkie punkty powinny leżeć doskonale na linii prostej pod kątem 45 stopni.

187 098

Te punkty, które leżą poniżej linii prostej pod kątem 45 stopni oznaczają mniej lub bardziej odchylające się wartości testowe otrzymane typowym sposobem z roztworem, i ewidentne jest, że otrzymano znaczną liczbę wyników fałszywie dodatnich (punkty blisko osi X), gdzie z drugiej strony preparat według wynalazku dał prawidłowe wyniki zerowe. Pokazuje to również, że pewniejsze wyniki testu otrzymuje się stosując preparat według wynalazku niż stosując typowy roztwór. Również analiza jest znacznie prostsza, ponieważ nie wymaga się wykrywania poszczególnego izotopu węgla sposobem spektrografii masowej. To również wielce zmniejsza zaangażowane koszty.

W konsekwencji stosowanie preparatu bezwodnego według wynalazku do wykazywania obecności Helicobacter pylori w żołądku daje szereg ważnych korzyści w porównaniu z typowym sposobem stosowanym według wcześniej znanych technik, które to korzyści nie są oczywiste dla specjalisty.

Claims (4)

1. Preparat medyczny do wykazywania obecności aktywności ureazy w żołądku w związku z zakażeniem Helicobacter pylori, metodą wykazania obecności utworzonego amoniaku w wydychanym powietrzu, znamienny tym, że preparat złożony jest z kompozycji stałej, zasadniczo bezwodnej, która zawiera mocznik, który pod wpływem aktywności Helicobacter pylori tworzy amoniak, i tym że preparat ma skład opracowany dla gwałtownego rozpuszczania w żołądku po podaniu.

2. Preparat według zastrz. 1, znamienny tym, że preparat zawiera stałą zasadę rozpuszczalną w wodzie.

3. Preparat według zastrz. 2, znamienny tym, że stała zasada rozpuszczalna w wodzie jest obecna w takiej ilości, że pH żołądka będzie wynosić co najniżej 4 i co najwyżej 8, zwłaszcza w bliskości preparatu.

4. Preparat według któregokolwiek z zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że mocznik ma rozmiar cząstek zasadniczo poniżej 200 (im, a następnie korzystnie poniżej 20 pm.