DE4112464A1 - Verbesserte retard-systeme fuer die zeitverzoegerte freigabe medizinischer und/oder biologischer wertstoffe aus einem depot-traegermaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Weiterentwicklung auf dem Gebiet der Wirk­ stoffsysteme mit zeitverzögerter Freigabe von Wirkstoffen, insbesondere aus dem Bereich medizinischer und/oder biologischer Wertstoffe aus einem Trägermaterial. Kombinationsmaterialien dieser Art - und zwar sowohl aus dem Bereich pharmazeutischer Hilfsstoffe, wie biologischer Präparate, beispielsweise Pflanzenschutzmittel - sind Gegenstand zahlreicher Untersuchungen und druckschriftlicher Veröffentlichungen der jüngeren Vergangenheit. Sie werden beispielsweise unter den Begriffen Retard- Systeme, Depot- beziehungsweise Slow Release-Materialien oder ganz all­ gemein als Wirkstoffgemische mit verzögerter Wertstofffreigabe bezeich­ net.

Depot-Materialien dieser Art bestehen in der Regel aus einem Träger mit oder ohne Eigenwirkung, in den der zeitverzögert freizusetzende Wertstoff eingearbeitet ist. Besondere Beachtung finden in der Literatur der letz­ ten Jahre als Trägermaterial Polymerverbindungen auf Basis von Polyestern aus niederen Hydroxycarbonsäuren mit insbesondere 2 bis 6 C-Atomen im Hydroxycarbonsäuremolekül. Trägermaterialien dieser Art sind ihrerseits Hydrolyse-labil und unterliegen biologischen Abbaumechanismen. Besondere Bedeutung kann dabei entsprechenden Polyestern vergleichsweise einge­ schränkten Molekulargewichts auf Basis Glykolsäure, Milchsäure und/oder Hydroxybuttersäure zukommen.

Aus dem jüngeren einschlägigen Schrifttum sei beispielsweise verwiesen auf die US-PS 40 11 312, die zur Behandlung der Rindermastitis bei Raum- und Körpertemperatur feste Zubereitungsformen von Copolyestern aus Gly­ kolsäure und Milchsäure mit Molgewichten unter 2000 als Trägermaterial in Abmischung mit antibiotischen Wirkstoffen wie Tetrazyklin, Neomycin und weiteren Antibiotika offenbart. Die Herstellung von niedermoleku­ larem Poly(beta-flydroxybutyrat) und dessen Verwendung als festes Träger­ material für die Formulierung von einen pharmazeutischen Wirkstoff ent­ haltenden Matrix-Retardtabletten wird beschrieben in "Die angewandte makromolekulare Chemie" 161 (1988) 1-8 (Nr. 2604). Bei der Untersuchung der Liberationskinetik wird im hier dargestellten Fall gezeigt, daß die freigesetzte Wirkstoffmenge von der Molmasse der verwendeten PHB-Fraktion stark abhängig ist, wobei die Retardierung in der Freisetzung des Wirk­ stoffes mit abnehmendem Molgewicht zunimmt.

Zahlreiche Untersuchungen beschäftigen sich mit der Verwendung von resor­ bierbaren Polyestern auf Basis Glykolsäure/Milchsäure als Trägermaterial mit verzögerter Wirkstofffreisetzung bei ihrem Einsatz gemeinsam mit me­ dizinischen Wertstoffen, Pflanzenschutzmitteln und dergleichen. Verwiesen wird beispielsweise auf D.L. Wiese et al. in: Drug Carriers in Medizine, Academic Press London 1979, S. 237-270 und die dort zitierte Literatur zu Retardformen von Arzneimitteln; R.L. Kronenthal, Polym. Sci. Technol. 1975, 8 (Polym. Med. Surg.) 119-137.

Die Art und Weise der Wirkstofffreigabe wird einerseits durch die Inter­ aktion zwischen Wirkstoff und Trägermaterial bedingt, hängt aber ande­ rerseits damit stark von der Struktur und den Eigenschaften des übli­ cherweise polymeren Trägermaterials ab. Der Wirkstoff kann beispielsweise in Polyestern der genannten Art mikroverkapselt sein, er kann in die Polymermatrix eingebettet sein oder an die Endgruppen gebunden werden.

Die Freigabe des Wirkstoffes erfolgt damit je nach der vorgegebenen Formulierung aufgrund verschiedener Mechanismen. Bei verkapselten Wirk­ stoffen spielt die Diffusion der Wirkstoffe durch Mikroporen in der Umhüllung eine wichtige Rolle. Bei Dispersion oder Lösung der Wirkstoffe in einer festen Polymermatrix wird die Freigabe der Wirkstoffe über die Diffusion durch die Matrix oder über die hydrolytische Erosion der Matrix oder eine Kombination dieser Parameter bestimmt. In die Betrachtungen zur Brauchbarkeit eines solchen Depot-Systems gehen aber auch Überlegungen zur Handhabbarkeit des jeweils betroffenen Stoffgemisches ein. Das De­ pot-Material soll unter normalen Lagerungsbedingungen lagerbeständig sein, hinreichend fest und damit portionierbar vorliegen, unter den praktischen Bedingungen der Herstellung, des Transports und der Lagerung nicht verklumpen, hinreichende Beständigkeit gegen den unvermeidlichen Feuchtigkeitszutritt aufweisen und dergleichen.

Unter Berücksichtigung dieser zahlreichen, nur schwer miteinander zu vereinbarenden Anforderungen ist es nicht verwunderlich, daß bis heute im praktischen Einsatz Retard-Systeme beziehungsweise Depot-Materialien auf Basis von körperresorbierbaren Polyestern niederer Hydroxycarbonsäuren nicht bekannt sind.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, Retard-Systeme beziehungsweise Depot-Materialien der geschilderten Art dergestalt weiter zu entwickeln, daß eine optimale Anpassung des einzusetzenden Fertigproduktes für den jeweiligen Anwendungsfall möglich wird. Die Erfindung stellt im Sinne eines Baukastensystems die im nachfolgenden im einzelnen geschilderten Elemente zum Aufbau des Depot-Materials zur Verfügung, die dann in An­ passung an das jeweils bestehende Anforderungsprofil einen bisher nicht gekannten Freiheitsgrad für den Aufbau des jeweils konkret geforderten Eigenschaftsbildes im Fertigprodukt ermöglichen.

Gegenstand der Erfindung

Gegenstand der Erfindung ist in einer ersten Ausführungsform die Mitver­ wendung von radikalisch reaktiven Komponenten auf Basis olefinisch unge­ sättigter Ester niederer Hydroxycarbonsäuren und/oder deren Oligomeren zur Modifizierung von Depot-Materialien, insbesondere Retard-Systemen, die medizinische und/oder biologische Wertstoffe in Abmischung mit einem Trägermaterial bei zeitverzögerter Wirkstoffabgabe im praktischen Einsatz enthalten. Diese Reaktivkomponenten liegen dabei in der Applikationsform des Retard-Systems als Polymerverbindungen vor und können dabei in weit­ gehend homogener oder auch ungleichmäßiger Verteilung im zu applizieren­ den Retard-System beziehungsweise Depot-Material angeordnet sein.

Gegenstand der Erfindung sind dementsprechend insbesondere weiterhin me­ dizinische und/oder biologische Wertstoffe enthaltende Retard-Systeme auf Basis von Oligomer- und/oder Polymerverbindungen niederer Hydroxycarbon­ säuren als Trägermaterial mit verzögerter Wirkstofffreigabe, wobei das Kennzeichen der Erfindung darin liegt, daß diese Retard-Systeme bezie­ hungsweise Depot-Materialien mit Polymerverbindungen hergestellt aus olefinisch ungesättigten Estern niederer Hydroxycarbonsäuren und/oder deren Oligomeren modifiziert sind. Diese im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre Polymerverbindungen bildenden olefinisch ungesättigten Ester nie­ derer Hydroxycarbonsäuren und/oder deren Oligomeren werden im Rahmen der Erfindungsbeschreibung der Einfachheit halber auch als "Vernetzer" oder "Vernetzerkomponenten" bezeichnet.

Einzelheiten zur Erfindung

Das System der erfindungsgemäßen Lehre wird im nachfolgenden an Träger/Wertstoff-Gemischen beschrieben, die für den Einsatz am Men­ schen und/oder Tier bestimmt sind und antibiotisch wirksame Wertstoffe - insbesondere sogenannte Breitbandantibiotika - in einem körperresor­ bieren Trägermaterial auf Basis niederer Hydroxycarbonsäuren - insbe­ sondere auf Milchsäure- und/oder Glykolsäurebasis - enthalten. Das im nachfolgenden beispielhaft im einzelnen geschilderte Kombinationsmaterial ist dabei dergestalt gewebeverträglich ausgebildet, daß seine Inkor­ poration in den lebenden Körper möglich ist. Besondere Bedeutung be­ sitzt dieses Material als Retard-System für die verzögerte und hin­ reichend lang anhaltende Antibiotikafreigabe bei der Implantation des erfindungsgemäß beschriebenen Mehrkomponentenmaterials in lebendes menschliches oder tierisches Gewebe. Dieses Retard-Material im Sinne der Erfindung ist damit als körperresorbierbarer Hilfsstoff zur Wunddes­ infektion bei operativen Eingriffen geeignet. Ersetzt werden können damit die bis heute üblichen nicht resorbierbaren Hilfsmittel, die beispielsweise eine verzögerte Antibiotikafreigabe aus in den Opera­ tionsbereich eingelagerten Feststoffkörpern sicherstellen, dann aber aus dem menschlichen oder tierischen Körper wieder entfernt werden müssen.

Diese Darstellung der Erfindung an dem hier geschilderten konkreten Beispiel beabsichtigt keine Einschränkung der erfindungsgemäßen Lehre in diese bestimmte Richtung. Es werden vielmehr an diesem Beispiel nur die Kombinationselemente des erfindungsgemäßen Handelns erläutert, die sinngemäß für andere Anwendungsgebiete analog anwendbar sind. So kann insbesondere im Rahmen der erfindungsgemäßen Lehre eine beliebi­ ge Wahl der freizusetzenden Wertstoffe vorgegeben sein. Wichtige weitere pharmakologische Wertstoffe für die Implantation in den lebenden Körper sind beispielsweise Zytostatika, Hormone, Insulin, Cortison und der­ gleichen. Durch Einbettung des jeweiligen Depot-Materials in den von der Erkrankung betroffenen oder einen anderen frei gewählten Bereich kön­ nen einstellbar hohe lokale Wirkstoffkonzentrationen über einen längeren Zeitraum bei gleichzeitiger Absenkung der Gesamtbelastung des Organis­ mus erreicht werden.

Der Anwendungsbereich der erfindungsgemäßen Retard-Systeme im medi­ zinischen beziehungsweise veterinär-medizinischen Bereich ist aber nicht auf Wertstoff-enthaltende Stoffmischungen für die unmittelbare Implan­ tation in lebendes Gewebe eingeschränkt. Die Erfindung umfaßt gleicher­ maßen Wertstoff-enthaltende Abmischungen, die zur beliebigen topischen Verabreichung am Mensch oder Tier geeignet sind. Der Begriff der topi­ schen Verabreichung umfaßt dabei sowohl die Wertstoffapplikation über Schleimhautbereiche als auch die sogenannte transdermale Wertstoffver­ abreichung durch Aufbringen der entsprechenden Präparate auf ausge­ wählte Bereiche der Außenhaut. In allen diesen Fällen zeichnen sich Stoffgemische der erfindungsgemäßen Art durch die Möglichkeit der einstellbar verzögerten Wertstofffreigabe aus. Es gelingt damit bei­ spielsweise die Wertstoffapplikation in den lebenden Organismus über einen vorbestimmbaren Zeitraum bei ebenfalls weitgehend frei vorbe­ stimmbaren Abgabekonzentrationen. Begreiflicherweise bedarf es in jedem Einzelfall der Untersuchung und Bestimmung der Interaktionen zwischen den Bauelementen des Retard-Systems im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre und den daraus freizusetzenden Wertstoffen sowie der Interaktion zwischen dem lebendem Körper und dem Retard-System am Ort seiner Ap­ plikation. Die große Freizügigkeit in der Auswahl der Bauelemente für die Zusammenstellung der erfindungsgemäß definierten Retard-Systeme im Zusammenwirken mit der erfindungsgemäß bestehenden vergleichsweise großen Freiheit in der Kombination dieser Bauelemente schafft aber neue Möglichkeiten für die zeitgesteuerte Freigabe und Applikation praktisch beliebiger Wertstoffe.

Die Lehre der Erfindung eignet sich insbesondere auch für Verbesse­ rungen auf dem Gebiet der sogenannten bioadhäsiven Wirkstoffzuberei­ tungen. Hierbei handelt es sich bekanntlich um Systeme die durch Inter­ aktion funktioneller Gruppen beziehungsweise funktioneller Bereiche an der Oberfläche des verabreichten Wirkstoffgemisches mit Schleimhautbe­ reichen des Körpers unter Mitwirkung von Körperflüssigkeit eine erhöhte Haftfestigkeit zeigen und damit beispielsweise eine verlängerte Verweil­ dauer im Gastrointestinaltrakt besitzen. Zum Begriff dieser bioadhäsiven Stoffzubereitungen wird beispielsweise verwiesen auf Herve Tournier et al. "New Bioadhesive Polymers for Topical Mucosal Dosage Forms" Proceed. Intern. Symp. Control. Rel. Bioact. Mater. 15 (1988), Con­ trolled Release Society, Inc., No. 237, S. 418/419 sowie die dort zitierte Literatur.

Je nach der konkreten Ausgestaltung des Retard-Systems und seiner Ab­ stimmung auf die parenterale, enterale oder sonstige topische Applikation wird durch die Lehre der Erfindung eine Vielzahl von konkreten Stoffge­ mischen umfaßt. Alle diese unterschiedlichen Stoffgemische werden aber durch die einheitlichen Prinzipien der Erfindung beherrscht, die im nachfolgenden im einzelnen dargestellt sind.

Das Trägermaterial für die verzögerte Wirkstofffreigabe

Die bevorzugten Trägermaterialien im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre sind als Oligomer- und/oder Polymerverbindungen von Hydroxycarbon­ säuren mit 2 bis 6 C-Atomen zu definieren, wobei entsprechenden Poly­ estern der Hydroxycarbonsäuren mit 2 bis 4 C-Atomen besondere Bedeu­ tung zukommt. Entsprechende Verbindungen der Glykolsäure und/oder der Milchsäure sind nicht nur großtechnisch leicht zugängliche Verbin­ dungen der hier betroffenen Art, aufgrund ihrer unterschiedlichen Stabilität gegen hydrolytischen Einfluß spielen Auswahl und Abstimmung dieser Komponenten aufeinander eine wichtige Rolle. Der Begriff der Milchsäurederivate umfaßt dabei die entsprechenden Verbindungen belie­ biger sterischer Konfiguration, also die D-, L- und/oder DL-Formen ein­ schließlich der Racemate. In an sich bekannter Weise wird durch die je­ weilige Wahl des beziehungsweise der polyesterbildenden Molekülbau­ stein(e) die Abbauzeit der Polymerverbindung unter dem hydrolytischen Einfluß des Körpergeschehens bestimmt. So wird bekanntlich Polyglykol­ säure innerhalb weniger Tage durch hydrolytischen Abbau zersetzt, während die Abbauzeit von Poly-DL-Lactid im Bereich von Wochen bis einige Monate liegen kann.

In einschlägigen Veröffentlichungen der jüngeren Vergangenheit wird dementsprechend entscheidend Wert gelegt auf die Einstellung bestimmter und gegebenenfalls möglichst einheitlicher Polymerisationsgrade in Polymermaterialien der hier betroffenen Art, verwiesen sei beispielsweise auf die EP-A1 02 44 114 und die EP-A2 02 99 730. Hier wird versucht durch Auswahl und Einstellung ausgewählter Parameter des Trägermate­ rials auf Polyesterbasis das vielgestaltige Anforderungsprofil an das Depot-Material zu erfüllen.

Die Lehre der Erfindung ermöglicht über die Mitverwendung der zuvor definierten und im Nachfolgenden noch im einzelnen geschilderten Vernetzerkomponenten als integraler Bestandteil des Depot-Materials die weitgehend freie Variation des hier betroffenen Trägers auf Basis der niederen Hydroxycarbonsäuren, insbesondere der Milchsäure und/oder Glykolsäure. Die Lehre der Erfindung ermöglicht hier insbesondere bei der Auswahl der Hauptmasse der Trägersubstanz deren Festlegung im Sinne einer Optimierung der verzögerten Wertstofffreisetzung unter den jeweiligen Anwendungsbedingungen. Weitere Elemente des insgesamt ge­ forderten Anforderungsprofils an das Depot-Material werden durch die mitverwendeten Vernetzerkomponenten in der noch zu schildernden Weise geschaffen beziehungsweise erfüllt.

Geeignete Trägermaterialien für die Lehre der Erfindung sind damit allgemein Oligomere und/oder Polymere der niederen Hydroxycarbonsäuren mit zäh-viskoser bis fester Beschaffenheit bei Raumtemperatur. Geeignet können insbesondere Oligoester mit mittleren Molekulargewichten im Be­ reich von etwa 200 bis 5000 sein, wobei bevorzugte Oligoestermaterialien mittlere Molekulargewichte im Bereich von etwa 300 bis 2000 besitzen.

In den der Erfindung zugrundeliegenden Arbeiten hat sich überraschen­ derweise gezeigt, daß besonders praxisgerechte Wirkstofffreigaben beim Einsatz in Kombination mit Antibiotika dann eingestellt werden können, wenn die Hauptmasse der Trägersubstanz auf Basis sogenannter Knochen­ wachse aufgebaut ist, wie sie in den Druckschriften DE 32 29 540, DE 37 16 302 und DE 38 25 211 beschrieben sind. Die Offenbarung dieser Druckschriften zur Beschaffenheit der dort beschriebenen zäh-viskosen bis festen wachsartigen Polyester-Oligomeren wird hiermit ausdrücklich auch zum Gegenstand der vorliegenden Erfindungsoffenbarung im Zusam­ menhang mit der Ausgestaltung des Trägermaterials mit verzögerter Wirkstofffreigabe gemacht.

Die DE 32 29 540 beschreibt resorbierbare Wachse zur mechanischen Blut­ stillung an körpereigenem Hartgewebe aus den genannten niederen Hydroxycarbonsäuren, insbesondere der Glykolsäure und/oder der Milch­ säure. Aufgrund ihrer Struktur sind diese Wachse durch körpereigene Stoffwechselmechanismen abbaubar, wobei die Geschwindigkeit des Ab­ baus in an sich bekannter Weise einstellbar ist. Oligomere der Glykol­ säure werden vom körpereigenen Stoffwechsel schneller abgebaut als solche der Milchsäure. Die bevorzugten Wachse weisen mittlere Moleku­ largewichte im Bereich von etwa 200 bis 1500 und insbesondere im Be­ reich von etwa 300 bis 1000 auf.

Zur Regelung des mittleren Molekulargewichts dieser Polyester-Oligomeren wird vorgeschlagen, monofunktionelle und/oder mehrfunktionelle Alkohole oder Carbonsäuren mitzuverwenden. In an sich bekannter Weise kann dann durch Wahl geeigneter Mischungsverhältnisse von Hydroxycarbonsäure und zusätzlicher monofunktioneller beziehungsweise mehrfunktioneller Komponente ein mittleres Molekulargewicht vorherbestimmt werden. Die anfallenden Reaktionsprodukte enthalten noch gewisse Anteile an einge­ setzten Ausgangskomponenten.

Die DE 37 16 307 beschreibt die weiterführende Optimierung dieser wachsartigen Polyester. Beschrieben ist hier insbesondere, daß zur Ein­ stellung des mittleren Molekulargewichts ein ganz bestimmter drei­ funktioneller Alkohol, nämlich Glycerin, eingesetzt wird. Die Kombination von Glycerin mit Oligoestern der Milchsäure und/oder der Glykolsäure führt zu abbaubaren wachsartigen Komponenten der genannten Art, die sich bei der Implantation in lebendes Körpergewebe durch eine besonders gut ausgeprägte Körperverträglichkeit auszeichnen. Zum Ausschluß uner­ wünschter Gewebsschädigungen kann eine Reinigung des abbaubaren Wachses unter Entfernung nicht reagierter Carboxylgruppen vorgesehen sein.

Die körperresorbierbaren zäh-viskosen bis festen Wachse der DE 38 25 211 auf Basis von Oligomeren der Glykolsäure und/oder der Milch­ säure zeichnen sich schließlich durch einen Gehalt an körperverträg­ lichen Salzen organischer und/oder anorganischer Säuren aus, die durch entsprechende Abreaktion der im Oligomerwachs gegebenenfalls vorlie­ genden freien Carboxylgruppen ausgebildet und/oder als zugesetzte Salze homogen verteilt in das Wachs eingearbeitet sind. Geeignet sind als Mischungskomponenten insbesondere entsprechende Alkali-, Erdalkali- und/oder Aluminiumsalze, wobei besondere Bedeutung den Salzen des Natriums, Calciums und/oder Magnesiums zukommt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden als Träger­ materialien oligomere Wachse des Bereichs vergleichsweise niedriger Molekulargewichte eingesetzt. Wachse dieser Art basierend ausschließlich auf Glykolsäure als niedere Hydroxycarbonsäure zersetzen sich jedoch so schnell, daß nur ein vergleichsweise kurzer Zeitraum der verzögerten Wertstofffreigabe sichergestellt werden kann. Im Sinne des erfindungs­ gemäßen Baukastenprinzips kann in einem Teilaspekt davon sinnvoll Ge­ brauch gemacht werden: Der Einbau von solchen Glykolsäure-basierten Wachsanteilen in das Retard-System führt in der Anfangsphase des Wir­ kungszeitraums zu Wertstofffreisetzungen kontrollierbarer Höhe. So kann es in der operativen Technik wünschenswert sein, in den ersten ein oder zwei Tagen nach dem operativen Eingriff lokal eine vergleichsweise hohe Antibiotikakonzentration sicherzustellen. Die Zugabe entsprechender Anteile eines sich rasch zersetzenden Glykolsäurewachses, das mit den vorgegebenen Antibiotikamengen gefüllt ist, stellt dieses Anforderungs­ profil sicher.

Für die längerwirkende Freigabe antibiotischer Wirksubstanz - bei­ spielsweise über den nachfolgenden Zeitraum von zwei bis vier Wochen - ist dann allerdings ein Wachs auf Basis Glykolsäure nicht mehr geeignet. Die Untersuchungen der Anmelderin haben gezeigt, daß sich hier ganz besonders vergleichsweise niedermolekulare Milchsäurewachse durch Ein­ stellung des geforderten Wertstoff-Freigabeprofils auszeichnen. So sind Milchsäureoligomere mit mittleren Oligomerisationsgraden von etwa 6 bis 20 Milchsäureeinheiten pro Molekül und insbesondere etwa 8 bis 15 Milch­ säureeinheiten pro Molekül besonders geeignet eine lokale gleichmäßige Antibiotikafreigabe für den Zeitraum von etwa 1 bis 4 Wochen nach Im­ plantation in lebendes Gewebe sicherzustellen. In besonders einfacher Weise können entsprechende Milchsäurewachse für diesen Anwendungsfall unter Mitverwendung von insbesondere mehrfunktionellen Alkoholen im Sinne der genannten deutschen Schutzrechte der Anmelderin hergestellt werden. So können die besonders körperfreundlichen Glycerinester der Milchsäure mit im Mittel 3 bis 5 Milchsäureeinheiten pro Oligoesterrest am Glycerin mit besonderem Vorteil Verwendung finden. Bei dem Einsatz von Ethylenglykol gelten die Angaben zu den mittleren Molekulargewichten der Oligomilchsäurereste sinngemäß.

Untersuchungen über das Abbauverhalten von Oligoestern der hier ge­ schilderten Art haben gezeigt, daß entsprechende Milchsäure-basierte Glycerinwachse eine beträchtliche Resistenz gegen den hydrolytischen Abbau aufweisen können, so daß ihre Aufnahme in den lebenden Organis­ mus wesentlich länger dauern kann als der zeitverzögerte Abschnitt der Freisetzung des pharmakologischen Wertstoffes. Für die Brauchbarkeit dieses Trägermaterials im Sinne der erfindungsgemäßen Aufgabe ist das unerheblich. Wird im Einzelfall dieser retardierte Abbau des Träger­ materials auf Milchsäure/Glycerin-Basis als störend angesehen, so kann durch weitere Bestimmungselemente der Erfindung, die im nachfolgenden noch geschildert werden und insbesondere in einer binären Mischung von Glykolsäure-basierten und Milchsäure-basierten Wachsanteilen liegen, gegengesteuert werden.

Die vergleichsweise niedermolekularen Wachse der hier geschilderten Art und insbesondere solche Wachse auf Milchsäurebasis werden allerdings wichtigen weiteren Anforderungen an die Beschaffenheit eines solchen Depot-Materials nicht gerecht, wobei hier insbesondere Fragen der Hand­ habbarkeit, der Verklebungsfreiheit, der Lagerbeständigkeit und der­ gleichen betroffen sind. Für die erfindungsgemäße Lehre in ihrer Ge­ samtheit ist dieser Mangel der Wachse unbedeutend. Er wird durch die Mitverwendung der zuvor definierten Vernetzerkomponenten in der im nachfolgenden noch geschilderten Weise kompensiert.

Die hier angestellten Überlegungen für die Auswahl und Beschaffenheit bevorzugter Trägermaterialien für die unmittelbare Implantation in lebendes Gewebe können Gültigkeit auch für die Zusammenstellung von Retard-Systemen für die enterale und/oder sonstige topische Applikation besitzen. Begreiflicherweise erweitern sich hier aber die jeweils ge­ eigneten Bereiche möglicher Vertreter für das Trägermaterial im Sinne der Erfindung. Anhand des nachfolgenden Beispiels sei das verdeutlicht: Bei der oralen Applikation ist das Vorliegen freier Carboxylgruppen im Trägermaterial nicht nur tolerierbar, für den Mechanismus der Bio­ adhäsion ist die Interaktion der Schleimhautbereiche mit funktionellen Carboxylgruppen auf der Oberfläche des verabreichten Mehrstoffgemisches ein bekannter und wichtiger Mechanismus, der zur zeitverlängerten An­ bindung des applizierten Mehrstoffgemisches an den jeweiligen Schleim­ hautbereichen führt. So sind Carboxymethylzellulose und/oder Polymer- oder Copolymerverbindungen der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit freien Carboxylgruppen wichtige bekannte polymere Träger für bio­ adhäsive Wirkstoffzubereitungen der hier betroffenen Art.

Erfindungsgemäß kann über eine entsprechende Ausgestaltung des Träger­ materials diesem bekannten Mechanismus zur Schleimhaut-Interaktion beispielsweise dadurch entsprochen werden, daß zur Regulierung des mittleren Oligomerisationsgrades der Hydroxycarbonsäureester einwertige und/oder bevorzugt mehrwertige Carbonsäuren eingesetzt werden. Das entstehende Oligomermolekül ist dann durch endständige Carboxyl­ gruppen gekennzeichnet, die bei der Applikation im Fertigprodukt in die bioadhäsive Interaktion mit den Schleimhautbereichen treten können. Als Molekulargewichts-regelnde Carbonsäuren eignen sich hier insbesondere physiologisch unbedenkliche Vertreter, wobei als Beispiel die soge­ nannten Genußsäuren zu nennen sind, die bekanntlich den Bereich ein­ wertiger und mehrwertiger Carbonsäuren umfassen.

Zur Frage der Stabilität gegen hydrolytischen Abbau gelten dann auch hier sinngemäß die zuvor angestellten Überlegungen im Zusammenhang mit der Auswahl der bestimmten Hydroxycarbonsäuren zum Aufbau des oligomeren Trägermaterials.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Vernetzerkomponenten

Die im Nachfolgenden als Vernetzerkomponenten beschriebenen Wirkstoff­ bestandteile sind radikalisch reaktive bevorzugt mehrfunktionelle Kompo­ nenten, die über olefinische Doppelbindungen zu Polymerverbindungen umgesetzt werden können. Im einsatzfertigen Depot-Material sind die reaktiven Vernetzer durch Polymerisation und/oder Vernetzung zu den entsprechenden Polymerverbindungen umgewandelt und bestimmen in dieser Form wichtige Stoffeigenschaften des Depot-Materials. Besondere Be­ deutung besitzen sie unter anderem für die hinreichende Verfestigung der Gesamtmasse, die als Hauptkomponente die zuvor dargestellten Trägermaterialien auf Basis zäh-viskoser bis wachsartiger Oligomerver­ bindungen enthalten. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß schon durch vergleichsweise geringe Mengen solcher Reaktivbestandteile weiche Wachse zu hinreichend festen, nicht klebrigen oder gar tack­ freien Werkstoffen führen können. Dabei kann insbesondere die in-situ Aushärtung der reaktiven Vernetzerkomponenten in Abmischung mit dem jeweils gewählten Trägermaterial auf Wachsbasis zu Kombinationsmateri­ alien führen, die das geforderte anwendungstechnische Gesamtspektrum der Eigenschaften aufweisen. Auch hier schließt das baukastenartige Ar­ beitsprinzip der Erfindung eine Mehrzahl von konkreten Ausgestaltungen des Fertigproduktes, auf die im nachfolgenden noch eingegangen wird.

Die erfindungsgemäß als Modifizierungsmittel vorgesehenen reaktiven Vernetzer beziehungsweise die daraus durch Abreaktion entstehenden Polymerverbindungen basieren auf olefinisch ungesättigten Estern niederer Hydroxycarbonsäuren und/oder deren Oligomeren. Auf diese Wei­ se kann auch hier der Abbau der implantierten Polymerverbindungen und die Resorption auch dieses Werkstoffbestandteiles sichergestellt werden.

Für die Verwendung als Vernetzerkomponenten sind insbesondere mehr­ funktionelle Verbindungen der angegebenen Art geeignet, die im Molekül mehr als nur eine reaktive olefinische Gruppe aufweisen. Geeignet sind insbesondere 2- bis 4funktionelle olefinisch reaktive Hydroxycarbonsäure­ derivate, die einen wenigstens substantiellen Anteil der Vernetzerkompo­ nenten ausmachen sollen.

Bevorzugte Vernetzer im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre sind Ester und/oder Oligoester niederer mehrfunktioneller Alkohole oder Carbon­ säuren mit Milchsäure und/oder Glykolsäure, die zusätzlich endständige olefinisch ungesättigte Reste aufweisen. Besonders geeignet sind hier wiederum Vernetzerkomponenten, die sich von niederen 2- bis 4wertigen Alkoholen, insbesondere dem Ethylenglykol und/oder dem Glycerin ab­ leiten und endständig mit Resten der Acrylsäure und/oder der Meth­ acrylsäure - im Rahmen der Erfindungsbeschreibung als (Meth)Acrylsäure- Reste bezeichnet - olefinisch substituiert sind.

Reaktivkomponenten der hier geschilderten Art sind beispielsweise ein­ gehend beschrieben in der DE-A1 32 04 504 und der DE-A1 32 29 635.

Dargestellt sind dort insbesondere schwer flüchtige, bei Raumtemperatur flüssige bis feste (Meth)-Acrylatverbindungen mit endständigen (Meth)- Acrylsäure-Resten an einer Oligomerenkette aus Hydroxycarbonsäuren, wobei die Polyester-Oligomeren ein mittleres Molekulargewicht im Bereich von etwa 200 bis 600 besitzen. Die polyfunktionellen (Meth)-Acrylsäure Ester dieser Art sollen dort als chirugische Bindemittelsysteme zum Verkleben von körpereigenem Hartgewebe, gewünschtenfalls zusammen mit Kunststoff und/oder Metall eingesetzt werden. Verbindungen dieser Art sind ein geeignetes Beispiel für Vernetzer im Sinne des erfindungsge­ mäßen Handelns.

Reaktive Vernetzerkomponenten sind aber nicht an (Meth)-Acrylsäure- Ester der geschilderten Art gebunden. Die Einführung von reaktiven olefinischen Gruppierungen in ein Estermolekül der erfindungsgemäß be­ troffenen Art kann in beliebiger an sich bekannter Weise erfolgen. Lediglich beispielhaft sei hier auf die bekannte Einführung endständiger olefinischer Gruppen an Carboxylgruppen-enthaltenden Grundkörpern ver­ wiesen. Sinngemäß gelten hier dann entsprechende Überlegungen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Trägermaterialien angestellt worden sind, die in einer bevorzugten Ausführungsform Hydroxylgruppen-termi­ nierte Oligomere sind, für bestimmte Anwendungszwecke - beispielsweise für Bioadhäsiv-Materialien - aber als entsprechende Carboxylgruppen- terminierte Verbindungen ausgebildet sind. Eine insbesondere für den Einsatz im lebenden menschlichen und tierischen Organismus wichtige Klasse von Vernetzerkomponenten sind Umsetzungsprodukte von Glycerin­ estern der Milchsäure und/oder von Oligo-Milchsäuren, die mit end­ ständigen (Meth)-Acrylsäure-Resten modifiziert sind. Neben oder anstelle der Milchsäure können hier auch Glykolsäureeinheiten in das Vernetzer­ molekül eingebaut sein. In der bevorzugten Ausführungsform enthalten diese Vernetzer im statistischen Mittel wenigstens zwei olefinisch un­ gesättigte Endgruppen, wobei vollständig mit (Meth)-Acrylsäure und/oder deren reaktionsfähigen Derivaten abreagierte Vernetzerkomponenten eine besonders interessante Klasse von Vernetzerkomponenten im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre sind. Diese im statistischen Mittel 2 bis 3 olefinische Endgruppen/Mol-Glycerin aufweisenden Vernetzer können pro Mol Glycerin im statistischen Mittel in einer wichtigen Ausführungsform 3 bis 12 Mol Milchsäurereste, insbesondere 3 bis 6 Mol Milchsäurereste, enthalten. Reaktive Glycerinderivate im Molverhältnis Glycerin/Milch­ säure/(Meth)Acrylsäure von etwa 1/4/3 sind hochwirksame Vernetzerkom­ ponenten, die schon in Mischungsverhältnissen von beispielsweise 1 bis 5 Gew.-% - bezogen auf das Gewicht des nicht-reaktiven Trägermaterials - befähigt sind, einen zäh-viskosen oder weichen wachsartigen Träger so in seiner physikalischen Beschaffenheit umzugestalten, daß er den er­ findungsgemäßen Anforderungen entspricht.

Insbesondere für das Gebiet der in den lebenden Körper zu implan­ tierenden Retard-Systeme gelten dabei die nachfolgenden Überlegungen: Die erfindungsgemäße Lehre will hier die Möglichkeit schaffen Stoff­ gemische zur Verfügung zu stellen, die bezüglich aller ihrer Kompo­ nenten in Richtung auf Körperverträglichkeit optimiert sind. Besondere Bedeutung kann dieser Überlegung im Zusammenhang mit den Vernetzerkom­ ponenten zukommen.

Die Vernetzer sind radikalisch reaktive Systeme, die bei Herstellung, Transport und/oder Lagerung die Mitverwendung von Radikal-Inhibitoren zum sicheren Ausschluß einer unerwünscht frühzeitigen Abreaktion des Systems benötigen. Solche Radikal-Inhibitoren werden insbesondere auch schon bei der Herstellung der radikalisch reaktiven Verbindungen - beispielsweise also der mehrfunktionellen (Meth)Acrylatester - benötigt. Gerade die hohe Vergelungstendenz mehrfunktioneller (Meth)Acrylsäure- Ester der hier betroffenen Art fordert den Einsatz stark wirksamer Inhibitoren auch schon bei der Herstellung. Nach einem wesentlichen Element der Erfindung sind die mit eingesetzten Vernetzerkomponenten frei von - nach Art und/oder Menge - unerwünschten Inhibitoren aus der Herstellung, der Lagerung und/oder der Verarbeitung der mehr­ funktionellen Komponenten.

Ein besonders wichtiges Beispiel für einen geeigneten Inhibitor im Sinne des erfindungsgemäßen Handelns sind Tocopherolverbindungen und hier insbesondere das α-Tocopherol und damit das Vitamin E.

Der Einsatz von physiologisch verträglichen Tocopherolverbindungen und insbesondere Vitamin E als Applikationsinhibitor, gegebenenfalls aber auch schon als Herstellungsinhibitor im Zusammenhang mit mehrfunktio­ nellen (Meth)Acrylsäureverbindungen, ist im einzelnen Gegenstand der älteren Anmeldung DE 39 39 161 der Anmelderin, die Offenbarung dieses älteren Schutzrechtes wird hiermit ausdrücklich auch zum Gegenstand der Erfindungsoffenbarung gemacht.

Bedeutungsvoll kann für die Vernetzerkomponenten im Sinne der er­ findungsgemäßen Lehre auch der Anteil der Offenbarung aus der ge­ nannten älteren Anmeldung DE 39 39 161 sein, der den Einsatz von ole­ finisch reaktiven (Meth)Acrylsäure-Estern beschreibt, die frei sind von Lösungsmitteln beziehungsweise insbesondere herstellungsbedingten Lösungsmittelresten. Dementsprechend wird in der bevorzugten Aus­ führungsform auch erfindungsgemäß bei der Herstellung der Vernetzer­ komponenten auf die Mitverwendung von insbesondere physiologisch be­ denklichen Lösungsmitteln von vornherein verzichtet. Verwiesen wird in diesem Zusammenhang gleichzeitig auf die Offenbarung der auf die An­ melderin zurückgehenden Druckschriften gemäß DE-A1 38 43 854, 38 43 938, 38 43 930 und 38 43 843.

Die Mischungsverhältnisse zwischen dem Trägermaterial einerseits und den Vernetzerkomponenten beziehungsweise den daraus durch Abreaktion entstehenden Polymerverbindungen können in weiten Bereichen schwanken. Sie werden im einzelnen durch eine Mehrzahl von Parametern bestimmt, von denen hier insbesondere genannt seien: Beschaffenheit des Träger­ materials, insbesondere seine physikalische Beschaffenheit bei Raum­ temperatur und bei Anwendungstemperatur, Anforderungsprofil an die Beschaffenheit des Depot-Materials bei Lagerung und Applikation, Reaktivität und Eigenbeschaffenheit der Vernetzerkomponenten beziehungs­ weise der durch Abreaktion daraus entstehenden Polymerverbindungen, sowie Anforderungsprofil aus dem beabsichtigten Einsatzzweck an das Ge­ samtmaterial. Es leuchtet insbesondere zum letzten Gesichtspunkt sofort ein, daß Pharmaka-Release-Materialien für die Implantation in den lebenden Körper durchaus andere Forderungen stellen können als bei­ spielsweise ein Depot-Material für die verzögerte Freigabe biologischer Wirkstoffe beispielsweise bei derem Einsatz im landwirtschaftlichen Bereich. Zu den Mischungsverhältnissen von nicht-reaktivem Träger­ material einerseits und den reaktiven Trägerkomponenten andererseits wird im allgemeinen gelten, daß die Vernetzerkomponenten nicht mehr als etwa die Hälfte des Gesamtsystems ausbilden. In bevorzugten Ausfüh­ rungsformen werden deutlich geringere Mengen an Vernetzerkomponenten eingesetzt. So gilt hier insbesondere, daß die modifizierenden und wenigstens anteilsweise abreagierten Vernetzerkomponenten in Mischungs­ verhältnissen von etwa 0,5 bis 40 Gew.-% und vorzugsweise in Mischungs­ verhältnissen von etwa 1 bis 20 Gew.-% Vernetzer - Gew.-% hier bezogen auf die Summe von Trägermaterial und Vernetzerkomponenten - vorliegen können. Für den Einsatz der erfindungsgemäßen Retard-Systeme im medi­ zinischen Bereich und insbesondere für die Implantation in lebendes Gewebe können Anteile der Vernetzerkomponenten von höchstens etwa 10 Gew. -% bevorzugt sein. Wie bereits angegeben werden hier mit Mischungs­ verhältnissen bis höchstens etwa 5 Gew.-% und insbesondere mit Ab­ mischungen gute Ergebnisse erhalten, die etwa 2 bis 5 Gew.-% an Ver­ netzerkomponenten enthalten. Gültigkeit hat das insbesondere für die Verwendung von vergleichsweise stark vernetzenden Verbindungen bei­ spielsweise von der Art der 3-funktionellen (Meth)Acrylsäure-Ester der Hydroxyl-terminierten Glycerin/Milchsäure-Ester beziehungsweise Oligo- Ester.

Die verschiedenen Ausführungsformen der Retard-Systeme

Bereits einleitend ist auf die Schwierigkeiten verwiesen worden, sichere Aussagen über das Freigabeverhalten von Retard-System zu machen, da eine Vielzahl von Interaktionsparametern in die letztlich auftretende Wirkung des Systems eingehen. Es ist ein besonderer Vorteil der er­ findungsgemäßen Lehre, daß hier die Möglichkeit gegeben wird, durch Variation in der konkreten Ausgestaltung des Systems eine Optimierung in Richtung auf das jeweils im Einzelfall vorgegebene Anforderungsprofil vornehmen zu können. Verständlich wird das aus den nachfolgenden Über­ legungen:
Die Hauptmasse oder wenigstens ein wesentlicher Anteil des Depot- Materials wird in der Regel durch das zuvor geschilderte Trägermaterial gebildet. Durch Auswahl der die Oligomer- beziehungsweise Polymerver­ bindungen-bildenden Komponenten und die sich daraus ableitenden Frei­ gabecharakteristika kann Einfluß auf die Zeitsteuerung des Freigabe­ mechanismus genommen werden. Das gilt bereits für einheitliche, in der Konstitution bestimmt ausgewählte und aufgebaute Verbindungstypen die­ ser Art. Eine weitere Modifikation erschließt sich durch den Einsatz wenigstens binär aufgebauter Systeme im Trägermaterial, die unterschiedliche Wachs- beziehungsweise Harztypen miteinander ver­ einigen. Hier werden also beispielsweise vergleichsweise schnell ab­ bauende Oligomer- beziehungsweise Polymerverbindungen einerseits mit vergleichsweise langsamer abbauenden Verbindungen dieser Art in Mischung miteinander eingesetzt. Eine weitere Einflußmöglichkeit ist über die bestimmte Art und Weise der Vermischung solcher unterschiedlicher Komponenten des Trägermaterials miteinander gegeben. Es erschließt sich der gesamte Bereich von homogenen Mischungen bis zu Mischungstypen, die abgegrenzte Materialbereiche ausgewählter bestimmter Zusammensetzung mit entsprechend abgegrenzten Materialbereichen einer anderen Zusammensetzung und dementsprechend eines anderen Abbauverhaltens verbinden. In der hier dargestellten Form kann beispielsweise Einfluß genommen werden auf eine sich im praktischen Einsatz ausbildende Porosität beziehungsweise Durch­ lässigkeit eines Blockes aus Trägermaterial-Komposition gegenüber Durchtritt von Körperflüssigkeit und/oder Durchtritt von Zellwachstum. Schließlich kann auch eine schichtartige Anordnung der verschiedenen Komponenten des Trägermaterials zu einem primär geschlossenen Material­ block in Betracht kommen, der bestimmten Anforderungscharakteristiken im praktischen Einsatz durch die unterschiedliche Abbaugeschwindigkeit der einzelnen schichtartigen Blöcke entspricht.

Die hier angedeuteten und auf die jeweilige Modifikation des Träger­ materials zurückzuführenden Modifikationen werden durch die erfindungs­ gemäße Mitverwendung der Vernetzerkomponenten substantiell erweitert. Sinngemäß gelten die zuvor gemachten Angaben auch für die Stoffge­ mische aus Trägermaterial und Vernetzerkomponenten. So können Träger­ material und Vernetzerkomponenten - zusammen mit den Wertstoffen - in einer Ausführungsform in weitgehend homogener Abmischung miteinander vorliegen. Ebenso ist es aber auch möglich, daß die Vernetzerkomponen­ ten beziehungsweise die daraus entstandenen Polymerverbindungen in zum Beispiel schichtförmiger Anordnung im Retard-System vorliegen, so daß wenigstens weitgehend Vernetzer-freie Bereiche des Wertstoff-Träger­ gemisches von Materialbereichen mit einem Gehalt an abreagierten Ver­ netzerkomponenten durchsetzt und/oder umhüllt sind. Vernetzerkomponen­ ten müssen nicht mit allen Trägermaterialien kombiniert sein. So können beispielsweise als Freigabe-verzögernde Träger besonders solche Milch­ säure-Oligomertypen geeignet sein, die bei Raum- und/oder Anwendungs­ temperatur zäh-viskose Beschaffenheit haben und beispielsweise aus Gründen der verbesserten Handhabbarkeit mit Vernetzerkomponenten im Sinne der Erfindung durchsetzt und formstabil fixiert werden. Kombi­ nationsmaterialien dieser Art können dann mit weiteren Trägermaterialien - beispielsweise auf Basis von Polymertypen höheren Molgewichtes oder den ohnehin in festerer Form anfallenden Glykolsäure-Oligomeren be­ ziehungsweise - Polymeren vermischt werden.

Die hier aufgezählten Möglichkeiten machen das Folgende klar: Durch die erfindungsgemäß eingesetzten Vernetzerkomponenten und die damit mög­ liche Beeinflussung der Stoffbeschaffenheit derjenigen Bereiche des Depot-Materials, das durch die Vernetzerkomponenten beziehungsweise die daraus entstandenen Polymerverbindungen geprägt ist, wird erstmalig möglich insbesondere den Bereich vergleichsweise niedermolekularer Trägermaterialien der hier betroffenen Art von Hydroxycarbonsäure- Oligomeren dem angestrebten Verwendungszweck zuzuführen, wobei für wichtige Anwendungszwecke gerade diesen Trägermaterialien vergleichs­ weise niederen Molekulargewichts die in vielen Fällen gewünschte ver­ zögerte Freigabecharakteristik zukommt. Behinderungen des regenerieren­ den Zellwachstums können dadurch zuverlässig ausgeschlossen werden, daß die individuellen Bereiche der entsprechenden Trägermaterialien - beispielsweise auf Milchsäurebasis - klein gehalten werden. Dabei kann das erfindungsgemäß stabilisierte Depot-Material als feinkörniges Gut oder gar als Pulver in die betroffenen Gewebebereiche eingetragen oder in topischen Applikationsformen eingesetzt werden, ebenso ist es aber möglich größere Raumformen beispielsweise in Form von Platten, Stäben, Kugeln oder in beliebiger anderer Raumform im lebenden Gewebe zu fixieren und durch die konkrete Zerfallscharakteristik einer solchen größeren Raumeinheit im lebenden Organismus unerwünschte Verzögerungen des regenerierenden Zellwachstums mit Sicherheit auszuschließen.

Die Aushärtung der Vernetzerkomponenten

Gerade im Zusammenhang mit den zuletzt diskutierten Überlegungen zur möglichen Vielgestaltigkeit der gemäß der Erfindung auszugestaltenden Depot-Materialien wird verständlich, daß auch für die Überführung der erfindungsgemäß definierten Vernetzerkomponenten in ihre Polymerver­ bindungen eine Vielzahl von Möglichkeiten besteht. Damit ist eine An­ passung an die jeweiligen Gegebenheiten möglich und zuverlässig die Hauptaufgabe zu erfüllen ein Depot-Material zur Verfügung zu stellen, das den Wertstoff im praktischen Einsatz in unversehrtem Zustand zur Verfügung stellt.

Untersuchungen der Anmelderin haben gezeigt, daß in einem doch offen­ bar breiten Bereich konkreter Träger/Wertstoff-Gemische die homogene Einmischung von Vernetzerkomponenten und nachfolgende in-situ Abreak­ tion möglich ist, ohne damit eine substantielle Wertstoffschädigung oder Wertstoffminderung auszulösen. In dieser einfachsten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Materialien sind die modifizierenden Polymerver­ bindungen dann aus den radikalisch reaktiven Vernetzerkomponenten in Abmischung mit wenigstens einem Anteil des Depot-Materials auf Basis Träger/Wertstoff in-situ hergestellt worden. So können Wirkstoffgemische von Glycerin/Milchsäure-basierten Oligomeren als Trägermaterial und Aminoglykosid-Antibiotika durch Aufschmelzen des Trägermaterials bei vergleichsweise niederen Temperaturen und homogenes Einmischen der Wertstoffe hergestellt werden. Zum Aufschmelzen der genannten Träger­ materialien sind beispielsweise Temperaturen unterhalb oder höchstens im Bereich von etwa 70°C durchaus ausreichend. Innerhalb des gleichen Temperaturbereichs können geringe Mengen, beispielsweise 1 bis 5 insbe­ sondere 2 bis 4 Gew.-% an Vernetzerkomponenten auf Basis Glycerin/- Milchsäure/(Meth)Acrylsäure homogen eingemischt werden. Durch nach­ folgende radikalische Abreaktion gelingt die in-situ Vernetzung der Vernetzerkomponenten zu den entsprechenden Polymerverbindungen, die dann das endgültige Erscheinungsbild des Pharmakadepot-Materials ent­ scheidend mitbestimmen. Es können beispielsweise im Trockenzustand weitgehend tack-freie plattenförmige Formkörper hergestellt werden, die gewünschtenfalls einer weiteren Zerkleinerung unterworfen werden können.

Zeigt sich, daß zwischen dem jeweiligen Wertstoff und den radikalisch reaktiven Systemen der erfindungsgemäß mitverwendeten Vernetzerkom­ ponenten unerwünschte, die Wertstoffcharakteristik mindernde Inter­ aktionen zu befürchten sind, läßt sich das erfindungsgemäße Prinzip gleichwohl mühelos anwenden: In einem solchen Fall werden Träger/Wert­ stoff-Gemische in eine vorbestimmte partikuläre Form gebracht und dann mit einer Wertstoff-freien Umhüllung mit einem Gehalt an Vernetzerkom­ ponenten im Sinne der erfindungsgemäßen Definition versehen. Auch hier können wieder Gemische von Trägermaterial und Vernetzerkomponenten eingesetzt werden, die jetzt jedoch im Bereich der Umhüllung Wertstoff­ frei sind. Dabei kann das Trägermaterial gleich oder verschieden sein von dem im Innenbereich eingesetzten Trägermaterial für den freizu­ setzenden Wertstoff. In der nachfolgenden Aushärtung kann eine substan­ tielle Interaktion der Vernetzerkomponenten mit dem im Kern einge­ betteten Wertstoff nicht stattfinden. Die hier dargestellten zwei Aus­ führungsformen sind lediglich beispielhaft zu verstehen. Sie können ge­ trennt voneinander oder auch in Kombination miteinander eingesetzt werden, wobei sich über die zuvor geschilderten zahlreichen Kombina­ tionsmöglichkeiten für die konkrete Ausgestaltung des jeweiligen Depot- Materials sinngemäß entsprechende weitere konkrete Ausführungsformen ableiten.

In einer bevorzugten Ausführungsform für die erfindungsgemäße Lehre kann die Reaktionsauslösung unter Bedingungen durchgeführt werden, die den Eintrag physiologisch unerwünschter Komponenten in das Fertig­ produkt ausschließen. Verwiesen wird hierzu auf die Angaben der älteren deutschen Patentanmeldung P 40 37 516 der Anmelderin, deren einschlägige Offenbarung hiermit ebenfalls ausdrücklich zum Gegenstand der vorliegenden Erfindungsoffenbarung gemacht wird.

Geschildert sind in dieser älteren Anmeldung P 40 37 516 hochfeste und abbaubare Wertstoffe und Formkörper für die Implantation in den mensch­ lichen und tierischen Organismus, die auf Basis gehärteter (Meth)Acryl­ säure-Ester von mehrfunktionell Hydroxyl-terminierten Oligomeren niederer Hydroxycarbonsäuren aufgebaut sind. Sie kennzeichnen sich unter anderem dadurch, daß sie von Reaktionshilfsmitteln und/oder sonstigen Zusatzstoffen aus der Herstellung (Wirkstoffverunreinigungen) im wesentlichen frei sind, die nach Art und/oder Menge physiologisch unerwünscht sind, wobei hier insbesondere im Rahmen ihrer Herstellung eine Abstimmung - jeweils nach Art und Menge - zwischen den Inhibitoren der mehrfunktionellen (Meth)Acrylsäure-Ester und den zu ihrer Ver­ netzung gegebenenfalls eingesetzten Initiatoren beziehungsweise Startersysteme vorgenommen worden ist. Die Härtung soll entweder durch Strahlenhärtung - insbesondere UV-Strahlung - erfolgen oder mit Starter­ systemen vorgenommen werden, die im wesentlichen auf körperverträg­ lichen Komponenten beruhen oder aber wenigstens nach Art und Menge so eingeschränkt sind, daß die beim Abbau frei werdenden Reststoffe keine physiologischen Probleme auslösen.

Im Rahmen der Strahlungshärtung kommt neben der bereits genannten UV-Lichthärtung auch der Einsatz anderer reaktionsauslösender Strah­ lungstypen in Betracht, wobei genannt seien zum Beispiel Laserstrahlen, Röntgenstrahlen oder Gammastrahlen. Die Mitverwendung von an sich be­ kannten Initiatoren ist möglich, verwiesen wird in diesem Zusammenhang beispielsweise auf die druckschriftlichen Angaben in Enzycl. Polym. Sci. and Eng. (2. Auflage) Band 11, 187-207 und einschlägige Handels­ produkte, beispielsweise der Firmen Merck, Darmstadt (DE) und Ciba- Geigy, Schweiz.

Möglich ist erfindungsgemäß insbesondere aber auch die Härtung des Reaktivmaterials in an sich bekannter Weise durch chemisch initiierte radikalische Polymerisation. Für den Einsatz hier bekannter Hilfsmittel ergibt sich die nachfolgende Erleichterung bei der Auswahl der Reak­ tionshilfsmittel: Der Stand der Technik kennt eine Vielzahl von Redox- Systemen auf Basis peroxidischer Verbindungen, die in Kombination mit Reduktionsmitteln und/oder Metallverbindungen solcher Metalle eingesetzt werden, die in mehreren Wertigkeitsstufen auftreten können. Verwiesen wird in diesem Zusammenhang beispielsweise auf die zusammenfassende Darstellung in PROGRESS IN POLYMER SCIENCE, Vol. 8, Pergamon Press, Oxford New York, 1982, S. 61-131 und die umfangreiche darin zitierte Primärliteratur.

Bei der Auswahl geeigneter Redox-Systeme, die insbesondere nach Art und Menge der im abreagierten Material zurückbleibenden Reststoffe keine wesentlichen physiologischen Bedenken auslösen, kommt dem Han­ deln im Rahmen der Erfindung der folgende Tatbestand besonders zu­ gute: Physiologisch vergleichsweise unbedenkliche Reaktantensysteme sind nach dem Stand der Technik insbesondere beschrieben im Zusammen­ hang mit wäßrigen Polymerisationssystemen. Das erfindungsgemäß zu ver­ netzende Material ist an sich ein wasserfreies System. Aufgrund seiner oligomeren Struktur, die auf niedere Hydroxycarbonsäuren zurückgeht, sind jedoch die Löslichkeitsverhältnisse auch im Rahmen der Erfindung für solche Komponenten häufig sichergestellt, wie sie sonst in den wäßrigen Systemen zum Einsatz kommen. Es wird damit möglich, eine wirklich homogene Verteilung physiologisch weitgehend unbedenklicher Aktivatorsysteme auch in der wasserfreien Reaktionsphase der mehr­ funktionellen (Meth)Acrylsäure-Ester beziehungsweise ihrer Abmischungen mit den Trägermaterialien zu erreichen, um damit dann bei vorgegebenen Temperaturen die Vernetzung zu bewirken.

Aus der großen Klasse geeigneter Komponenten für solche Redox-Systeme seien hier lediglich beispielhaft genannt: Peroxidverbindungen wie Per­ säuren, Diacylperoxide, Hydroperoxide und dergleichen, wobei physio­ logisch verträglichen Säuren, beispielsweise sogenannte Genußsäuren, als Peroxid-bildendem Bestandteil besondere Bedeutung zukommen kann. Aus der großen Klasse der Aktivatoren beziehungsweise Reduktionsmittel bieten sich Verbindungen an wie Ascorbinsäure, Sorbose, Fructose, Dextrose oder andere Zucker, bei denen es sich durchweg um physio­ logisch unbedenkliche Komponenten handelt.

Zur Stimulierung beziehungsweise Aktivierung der Redoxreaktion ge­ eignete Metallverbindungen leiten sich insbesondere vom Eisen ab, das in Form 2- und/oder 3wertigen Eisens in an sich bekannter Weise den Redox-Systemen zugegeben werden kann. Die homogene Einmischung des Eisens gelingt beispielsweise besonders sicher mit den entsprechenden Salzen der Glykolsäure und/oder der Milchsäure.

Wie bereits angegeben und aus der Vielgestaltigkeit der möglichen konkreten Ausführungsformen für die Retard-Systeme im Sinne der Er­ findung einleuchtend, ist eine nahezu unbegrenzte Anwendbarkeit des Träger/Vernetzer-Systems auf den breiten Bereich interessanter Wert­ stoffe medizinischer und allgemein biologischer Wirksamkeit gewährleistet. Nicht nur die Wirkstoffe selber, auch ihre Anwendungsformen können in breitem Rahmen variiert werden. Lediglich beispielhaft sei das wieder an erfindungsgemäß formulierten Wertstoffgemischen mit antibiotischer Wirkung erläutert: Das Pharmakadepot-Material kann beispielsweise im Rahmen operativer Eingriffe in die infektionsgefährdeten Gewebebereiche eingetragen - beispielsweise eingelegt - und darin verschlossen werden. Andererseits ist es aber auch möglich, daß Depot-Material auf offene Wundbereiche, zum Beispiel Verbrennungswunden und dergleichen, aufzu­ tragen und dort zu belassen und/oder im Zuge des Verbandswechsels wenigstens anteilsweise abzutragen und durch neues Pharmakadepot- Material zu ersetzen.

Die Wertstoffkonzentrationen im Pharmakadepot-Material können in weiten Bereichen schwanken. Der übergeordnete Gedanke für die in der Praxis wichtigen Stoffmischungen ist die Einstellung der gewünschten zeitver­ zögerten Wirkstofffreigabe. Im allgemeinen wird der Wertstoff nicht mehr als etwa 40 bis 45 Gew.-% des Retard-Systems in seiner Gesamtheit aus­ machen. Für das wichtige Gebiet der medizinischen Wertstoffe in ihrer Anwendung auf den menschlichen und den tierischen Körper werden Wert­ stoffkonzentrationen von etwa 20 bis 25 Gew.-% und vorzugsweise von etwa 10 bis 15 Gew.-% selten überschritten werden. Hochwirksame Wert­ stoffe wie die bereits erwähnten antibiotischen Wirksubstanzen, Zyto­ statika, Hormone und dergleichen werden im allgemeinen in Mengen von etwa 0,1 bis 10 Gew.-%, insbesondere in Mengen von etwa 1 bis 8 Gew.-% in den Pharmaka-Release-Materialien verwendet werden.

Die Wertstoffe werden im allgemeinen mit wenigstens einem Anteil des eingesetzten Trägermaterials in inniger Abmischung vorgelegt werden, um zu einer optimalen Steuerung der Wertstofffreisetzung zu kommen. Im übrigen gelten aber die zuvor gebrachten Überlegungen zur Möglichkeit der inhomogenen Wertstoffverteilung in der jeweiligen Einheit des Retard-Systems. Die Applikationsform dieser Retard-Systeme im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre reicht von pulverförmiger Beschaffenheit zu beliebig ausgebildeten Raumkörpern. Die quantitativ leicht erfaßbare Menge der applizierten Retard-Systeme und die pro Raum- beziehungs­ weise Gewichtseinheit dieses Retard-Systems vorgegebene Menge des je­ weiligen Wertstoffs ermöglicht die quantifizierte Verabreichung der im Depot-Material vorliegenden Wertstoffe.

Der Einsatz der erfindungsgemäßen Lehre im Zusammenhang mit weniger kritischen Anbietungsformen als der direkten Implantation in lebendes Gewebe ermöglicht die Mitverwendung üblicher galenischer Hilfsstoffe und/oder die Zubereitung der erfindungsgemäßen Retard-Systeme praxis­ üblicher Einsatzformen. Wiederum beispielhaft wird das aus folgendem verständlich: Erfindungsgemäß ausgebildete Pharmaka-Depot-Materialien können in feinpartikulärer Form zu Tabletten, Zäpfchen, Salben und dergleichen verarbeitet sein und in dieser Form in den Körper einge­ bracht oder auf die Körperoberfläche aufgetragen werden. Diese gale­ nischen Hilfsstoffe können ihrerseits nicht-redartierte Pharmakaanteile enthalten, die beim Ein- beziehungsweise Auftrag sofort wirksam werden, woraufhin sich der erfindungsgemäß zeitverzögerte Wirkungsabschnitt der retardierten Wirkstofffreisetzung anschließt.

In anderen Fällen können an sich bekannte Hilfsstoffe mitverwendet werden, um gezielt Effekte einzustellen beziehungsweise zu verstärken, die auch charakteristisch für die im Sinne der Erfindung konkret ein­ gestellten Stoffeigenschaften sind. Am Beispiel bioadhäsiver Wertstoff­ zubereitungen sei das erläutert: Die kovalente Bindung der Oberfläche des Mehrstoffgemisches im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre mit der Schleimhautoberfläche und damit der Effekt der Bioadhäsion wird un­ mittelbar durch funktionelle Gruppen im erfindungsgemäßen Träger­ material (Carboxylgruppen und/oder Hydroxylgruppen) bewirkt. Dieser Effekt kann dadurch weiter ausgebaut werden, daß an sich bekannte Schleimhaut-adhäsive Materialien als Füllstoffe im Mehrstoffgemisch mitverwendet werden. Geeignete und in der Praxis erprobte Materialien sind beispielsweise neben den bereits benannten Carboxymethylcellulosen und (Meth)Acrylsäure-Polymerisaten beziehungsweise -Copolymerisaten, Alginate, Hydroxyalkylcellulosen, Gelatine, Pektin, Polyvinylpyrrolidon, feste Polyethylenglykole und dergleichen. Verwiesen sei in diesem Zu­ sammenhang beispielsweise auf die folgenden zusätzlichen Literaturstellen J.D. Smart et al. "An in vitro-investigation of mucosa-adhesive materials for use in controlled drug delivery", J. Pharm. Pharmacol. 1984, 36, 295-299 sowie Kinam Park et al. "Bioadhesive polymers as platforms for oral-controlled drug delivery: method to study bioadhesion" International Journal of Pharmaceutics, 19 (1984), 102-127.

Die Mengenanteile solcher mitverwendeter Hilfsstoffe können in weiten Bereichen schwanken und können dabei in der konkreten galenischen Aus­ gestaltung auch ein Mehrfaches der Stoffgemische im Sinne der er­ findungsgemäßen Definition ausmachen. Wesentlich ist für diese Präparate dann aber immer, daß ein nicht unbeträchtlicher Wirkungsabschnitt im praktischen Einsatz durch die erfindungsgemäß definierte Stoffkombi­ nation bestimmt ist.

Beispiele Beispiel 1 1. Herstellung und Beschreibung der resorbierbaren Wachse a) Wachse, hergestellt aus Glycolsäure/Glycerin Allgemeine Vorschrift zur Herstellung der Umsetzungsprodukte von Glycolsäure mit Glycerin

In einem Dreihalskolben mit Rührer und Destillationsbrücke werden Glycolsäure und Glycerin vorgelegt. Unter vollstän­ diger Inertisierung mit Stickstoff wird auf 150°C aufgeheizt und die Reaktion innerhalb von 3 bis 5 h so lange weiterge­ führt, bis sich kein Reaktionswasser mehr abspaltet. Dann wird bei 150°C vorsichtig auf 13 hPa evakuiert. Nach weiteren 2 h bei diesen Reaktionsbedingungen wird auf 100°C abge­ kühlt, das Vakuum aufgehoben, wie zuvor beschrieben neutrali­ siert und das Produkt noch heiß abgefüllt.

Die Zusammensetzung der Ansätze und die Oligomereigen­ schaften sind der Tabelle 1 zu entnehmen.

Tabelle 1

Oligohydroxycarbonsäuren aus Glycolsäure und Glycerin

b. Wachse, hergestellt aus Lactid und Glycerin Allgemeine Vorschrift zur Herstellung der Umsetzungsprodukte von Lactid mit Glycerin

Lactid (L(-)-Lactid N, der Firma Böhringer Ingelheim) und Glycerin wurden in einer üblichen Laborapparatur unter Stick­ stoff und unter Rühren innerhalb von einer Stunde auf 195°C erwärmt. Man ließ dann 3 Stunden bei 195°C reagieren und füllte nach Neutralisation heiß ab. Als Katalysator war eine Sn-II-Chlorid-Lösung in Ether zugesetzt (7 ml einer Lösung von 2,5 g SnCl₂ in 1000 ml Ether bei der Umsetzung von 3 mol Lactid mit einem mol Glycerin).

Die Zusammensetzung und die Oligomereigenschaften sind in Tabelle 2 angegeben.

Tabelle 2

Oligohydroxycarbonsäuren aus Glycerin und Lactid

2. Herstellung der reaktiven Vernetzerkomponente 2.1 Herstellung des Oligomeren Glykolsäure/Ethylenglykol 4 : 1

In einem 25-Liter-Versuchsreaktor wurden 16,72 kg Glykolsäure und 3,41 kg Ethylenglykol vorgelegt. Nach der Inertisierung wurde der Kristallbrei unter Stickstoff-Strom geschmolzen und dann weiter bis maximal 145 bis 150°C (Sumpftemperatur) aufgeheizt. Nachdem die Reaktion durch Abdestillation von Wasser eingesetzt hatte, wurde sie 11 Stunden lang weitergeführt, bis sich kein Reaktionswasser mehr abspaltete (Brüdentemperaturabfall auf 70 bis 73°C bei einem Reaktionsumsatz von 70%). Von der abdestillierten wäßrigen Lösung wurde die Menge des Destillats, die Säurezahl (Gehalt an Glykolsäure) und der Wassergehalt nach Karl-Fischer bestimmt.

Um die Reaktion vollständig durchzuführen, wurde bei 150°C vorsichtig auf 533 hPa evakuiert und innerhalb von 2 Stunden der Druck weiter bis auf 13 hPa reduziert und 1 Stunde ge­ halten. Das Reaktionswasser wurde zur Umsatzbestimmung fest­ gestellt.

Überschüssiges Kondensat wurde in einer Kühlfalle (gekühlt mit Trockeneis und Ethanol) aufgefangen und im Anschluß eben­ falls gewogen. Nach der gesamten Reaktionszeit wird auf 100°C abgekühlt, das Vakuum mit Stickstoff aufgehoben und das Pro­ dukt noch heiß abgefüllt. Das Produkt wurde nicht weiter ge­ reinigt sondern direkt zur Herstellung von Oligoglykolsäure­ bismethacrylat eingesetzt.

2.2 Ausbeute und Massenbilanz

Menge Destillat 4222,8 g; Glykolsäure (aus SZ = 46): 263,58 g - 263,6 g
Ethylenglykolbestimmung aus HPLC

Wassermenge (aus Wasserbestimmung nach Karl-Fischer) = 91,6% im Destillat = 3868,1 g entsprechen 97,7% Umsatz

Analysenergebnisse vom Oligomeren

2.3 Oligoglykolsäure-bismethacrylat

Handelsübliche Methacrylsäure (Fa. Roehm) wird nach der folgenden Vorschrift neu mit Vitamin E inhibiert:
In einer Vakuumdestillationsapparatur werden 15 mol (1291,35 g) Methacrylsäure (kp. 163°C mit 3,87 g (= 3000 ppm) Phenothia­ zin (als Stabilisator) versetzt und unter starkem Luftstrom im Wasserstrahlvakuum überdestilliert. In die Vorlage werden 100 ppm Vitamin E (Covitol F-1000-2, 67%ig, Henkel KGaA) (= 139 mg/l) vorgelegt und unter Rühren die Methacrylsäure überdestilliert. Die Destillation ist beendet, wenn von der Methacrylsäure 932 g überdestilliert sind.

2.4 Reaktionsverlauf

In einem Dreihalskolben mit Rührer und Destillationsbrücke wurden 294 g Oligoglykolsäure, 206,4 g Methacrylsäure sowie 17,5 g p-Toluolsulfonsäure eingewogen und mit 0,86 g Vitamin E (Alpha-Tocopherol) inhibiert. Während der gesamten Reaktion wurde Luft mit einer Geschwindigkeit von mindestens 40 l/h durch das Reaktionsgefäß geleitet.

Durch Abtrennung des entstandenen Wassers bei einer Maximal­ temperatur von 105°C wurde die Veresterung durchgeführt bis die Menge an abgetrenntem Wasser über 35,78 g (mehr als 97% Umsatz) liegt.

Die Destillationsvorlage wurde während der gesamten Reak­ tionsführung mit Trockeneis/Ethanolgemisch gekühlt. Bei einer maximalen Sumpftemperatur von 105°C und bei 500 mbar betrug die Veresterungszeit zwischen 12 und 14,5 Stunden bei einem Gesamtumsatz von 97 bis 98,5 %. Von der abdestillierten wäßrigen Lösung (aus Kühlfalle und Vorlage) wurde zur Umsatz­ bestimmung alle 1,5 Stunden die Menge des Destillats, die Säurezahl (Gehalt an Methacrylsäure) und der Wassergehalt nach Karl-Fischer bestimmt.

Über eine Differenzberechnung wird der Wassergehalt und die überdestillierte Menge an Methacrylsäure berechnet, wobei nach jeder Bestimmung überprüft wurde, ob noch genügend Methacryl­ säure für die Reaktion zur Verfügung stand. Meistens mußte nach ca. 7,5 bis 8 Stunden noch zusätzlich 0,1 mol Methacryl­ säure nachdosiert werden.

Nach beendeter Reaktion (Umsatz über 97%) wurde das Produkt bis zur Reinigung abgefüllt.

2.5 Aufarbeitung des Reaktionsproduktes

Das Reaktionsprodukt ist zum Ende der Reaktionszeit nicht ganz säurefrei. Deshalb wurde es mit Ca(OH)₂ neutralisiert. Da bei einer Säurezahlbestimmung das bei der Bestimmung be­ nötigte Wasser die sofortige Hydrolyse des Produktes bewirkt und durch diese Reaktion immer mehr Säure freigesetzt wird, war eine Titrationsbestimmung des Säuregehaltes nicht möglich.

Die Säurezahl mußte deshalb theoretisch berechnet werden.

Zur Neutralisation wurde die errechnete Menge an Ca(OH)₂ in das warme Reaktionsprodukt eingetragen und das Gemisch unter Rühren bei 105°C, Durchleitung von 40 l Luft/h und 500 mbar für 30 Minuten behandelt.

Das neutralisierte Produkt (bei 100 bis 105°C hochviskos) wird mit Hilfe einer Druckfilternutsche und einem Loeffler-Filter (80 NMO12) bei 100 bis 105°C unter 3 bar filtriert.

Anschließend wurde das noch heiße Produkt unter ansonsten gleichen Bedingungen über ein Rundfilter (NNG 15 mittel­ schnell filtrierend) nochmals filtriert.

Beispiel 2 Herstellung der Mischungen aus resorbierbaren Wachsen und Reaktiv­ vernetzern und deren Abreaktion

Der Reaktiv-Vernetzer (Monomeres gemäß Beispiel 1,2) wird alternativ mit einem der beiden Wachse nach Beispiel 1.1a auf Basis Glycolsäure beziehungsweise 1.1b auf Basis Milchsäure gemischt. Die Eigenschaften der Gemische sind in den Tabellen 3 bis 6 aufgelistet. Zur Herstellung der Polymerisate waren die Mischungen 5 h einer UV-Lichtquelle (Dr. Hönle GmbH; UV ASpot 400/T; 400 W 200/230 V) ausgesetzt.

Im einzelnen gilt dabei zu den Angaben dieser nachfolgenden Tabellen: Die Kürzel "GS" beziehungsweise "EG" bedeuten jeweils Glykolsäure be­ ziehungsweise Ethylenglykol. Die Abreaktion der Stoffgemische aus den Tabellen 3 und 4 erfolgte im UV-Licht ohne Zusatz von Sensibilisator. Die Abreaktion der Stoffgemische aus den Tabellen 5 und 6 erfolgte dem­ gegenüber unter Zusatz eines UV-Sensibilisators - siehe hierzu die Angabe im Kopf der Tabelle 5.

Tabelle 3

Eigenschaften von Mischungen aus Wachs (Glykolsäure/Glycerin 9 : 1) und Vernetzer (Oligoester (GS/EG 4 : 1)bismethacrylat) vor und nach der Abreaktion.

Härtung im UV-Licht ohne Sensibilisator

Tabelle 4

Eigenschaften von Mischungen aus Wachs (Lactid/Glycerin 6 : 1) und Vernetzer (Oligoester (GS/EG) 4 : 1)bismethacrylat) vor und nach der Abreaktion.

Härtung im UV-Licht ohne Sensibilisator

Tabelle 5

Eigenschaften von Mischungen aus Wachs (Lactid/Glycerin 6 : 1) und Vernetzer (Oligoester (GS/EG) 4 : 1)bismethacrylat) vor und nach der Abreaktion.

Härtung mit UV-Licht mit Sensibilisator - 4-(2-Acryloyloxyethoxy)-phenyl-(2-hydroxy-2-propyl)-keton (Fa. Merck) (4% bezogen auf die Gesamtmasse)

Tabelle 6

Eigenschaften von Mischungen aus Wachs (Lactid/Glycerin 6 : 1) und Vernetzer (Oligoester (GS/EG) 4 : 1)bismethacrylat) vor und nach der Abreaktion.

Härtung mit UV-Licht mit Sensibilisator (wie in Tabelle 5)

Beispiel 3

Es werden Wertstoff-beladene Proben eines erfindungsgemäßen Depot- Materials gemäß den nachfolgenden Angaben hergestellt, an denen dann die Wertstoff-Freigabe in einem Versuchsmodell durch Reihenversuche bestimmt wird.

Als Wertstoffe werden verschiedene handelsübliche Antibiotika eingesetzt, die in jeweils vorgegebenen Konzentrationen zunächst homogen in den Träger eingearbeitet werden. Nachfolgend wird der Vernetzer einge­ mischt und das Mehrkomponentengemisch als etwa 1 bis 2 mm starke, auf eine Teflonfolie aufgetragene Materialschicht der mehrstündigen Ein­ wirkung von UV-Licht ausgesetzt.

Unter den eingesetzten Arbeitsbedingungen (kein Zusatz von Sensibili­ sator, gekühlte UV-Lampe 500 W, Bestrahlungsdauer 10 h, Temperatur der Mehrkomponentenmasse 28°C) fällt ein Material mit einer noch nicht tackfreien Oberfläche an. Soweit gewünscht wird mit der nicht gekühlten UV-Lampe zur Klebfreiheit nachgehärtet (15 h, T 80°C).

Im einzelnen gelten die nachfolgenden Angaben:

Trägermaterial:
Kondensationsprodukt aus Lactid/Glycerin im Molverhältnis 6/1

Vernetzer:
Oligo(Glykolsäure/Ethylenglykol 4 : 1)-bis-methacrylat

Wertstoffe:
Die unter den nachfolgenden Handelsnamen erhältlichen antibiotischen Wirkstoffe Gentamycinsulfat®, Chloramphenico® und Tetrazyklin®

Mischungsverhältnisse Wertstoff/Träger:
5 Gew.-% und 0,1 Gew.-%

Vernetzermenge bezogen auf Träger/Wertstoff-Gemisch:
3 Gew.-%

Die Herstellung der Wertstoff-enthaltenden Depot-Materialien wird wie folgt vorgenommen: Das Trägermaterial auf Oligomilchsäurebasis wird mit dem feinteiligen Antibiotikum in der jeweils vorgegebenen Menge, ge­ gebenenfalls unter leichtem Erwärmen des Trägermaterials, innig ver­ mischt. Bei einer Temperatur von 50°C wird die Vernetzerkomponente homogen eingemischt. Die Masse wird in einer Schichtstärke von 1 bis 2 mm auf eine Teflonfolie gestrichen und der UV-Härtung unterworfen.

Bestimmung der Retard-Wirkung

Mit Nähr-Agar beschichtete Glasplatten werden mit den jeweils einge­ setzten Testbakterien breitflächig und gleichmäßig beimpft. Die zu untersuchenden Materialproben werden mit dem Nährboden in Kontakt ge­ bracht. Nach Bebrütung bei Raumtemperatur über 2 Tage werden die Hemm­ höfe gemessen, die sich um die jeweils zu untersuchende Materialprobe gebildet haben. Bestimmt wird dabei der Abstand zwischen der Anti­ biotika-enthaltenden Probesubstanz und dem äußeren Rand des Hemmhofes. Die Antibiotika-enthaltenden Materialproben werden dann einer stufen­ weisen Auslaugung in strömenden Leitungswasser unterworfen. Jeweils nach Abschluß einer Auswaschstufe werden in der vorher angegebenen Weise die jetzt noch sich ausbildenden Hemmhöfe auf einer frischen be­ impften Nähr-Agar-Platte bestimmt. Dieser Vorgang wird in einer Reihe von Versuchen so lange wiederholt, bis keine Hemmzonen mehr um die untersuchten Materialproben zu erkennen waren.

Als Testbakterien wurden verwendet Staphylococcus aureus (ATCC 6 538) und Escherichia coli (ATCC 11 229).

Die Wässerung wird in der folgenden Weise vorgenommen: Das zu wäs­ sernde Gut wird zwischen zwei Kunststoffschwämme gelegt. Anschließend wird mit einer Handbrause ein gleichmäßiger Wasserstrom durch den Schwamm hindurch ausgebildet. Soweit erforderlich werden die unter­ suchten Materialproben in ein durchlässiges dünnes Gewebe eingehüllt um Materialverluste durch eventuelles Zerbrechen beim Vorgang des Auswaschens auszuschließen.

Zu einer besseren Beurteilung der Retard-Wirkung erfindungsgemäßer Depot-Materialien mit verzögerter Wirkstofffreigabe wird in einer Paralleluntersuchung unter identischen Arbeitsbedingungen das Auswasch­ verhalten eines in der operativen Klinikpraxis eingesetzten handels­ üblichen Retard-Antibiotika-Präparates untersucht. Das hier eingesetzte Material wird von der Firma Merck, Darmstadt, unter dem Handelsnamen "Septopal®"-10er-Minikette vertrieben. Es handelt sich bei diesem Material des Standes der Technik um ein mit 5 Gew.-% Gentamycinsulfat versetztes Methylmethacrylat-Methylacrylat-Copolymer. Dieser polymere Träger ist nicht körperresorbierbar. Bei der operativen Implantation ist entweder nach einigen Tagen - üblicherweise nach 5 bis 7 Tagen - oder auch nach einem Zeitraum von ca. 1 bis 3 Monaten die komplette Ent­ fernung gegebenenfalls auf operativem Wege erforderlich.

3.1 Eingesetzter Testkeim: Staphylococcus aureus

In einer 6stufigen Testreihe wird ein 5 Gew.-% Gentamycinsulfat-ent­ haltendes Retard-Material der eingangs dieses Beispiels 3 angegebenen Zusammensetzung der Wässerung für insgesamt 19 Tage unterworfen. Zu Versuchsbeginn und zwischen den einzelnen Wässerungsstufen werden in der zuvor angegebenen Weise die sich ausbildenden Hemmhöfe um die je­ weils untersuchte Materialprobe bestimmt.

Parallel und unter völlig gleichen Bedingungen wird das Langzeitver­ halten eines "Septopal®"-Element mitgetestet.

Die Wässerung erfolgt in den folgenden aneinander anschließenden und durch die Bestimmung der Hemmhöfe unterbrochenen Arbeitsstufen:

1. Stufe:
4 Tage
2. Stufe:	4 Tage
3. Stufe:	3 Tage
4. Stufe:	2 Tage
5. Stufe:	3 Tage
6. Stufe:	3 Tage

Die Größe der jeweils bestimmten Hemmhöfe (in mm) ist in der nachfolgenden Tabelle 7 zusammengefaßt:

Tabelle 7

In einer vergleichbaren Untersuchung wird das erfindungsgemäße Depot- Material der zuvor angegebenen Zusammensetzung mit Gentamycinsulfat in einer Konzentration von 1 Gew.-% versetzt und entsprechend stufenweise gewässert. Die beim Frischmaterial und nach den jeweiligen Stufen be­ stimmten Hemmhöfe sind die folgenden:

Frischmaterial:|7-10 mm
1. Stufe (4 Tage Wässerung)	5 mm
2. Stufe (4 Tage Wässerung)	1-2 mm
3. Stufe (3 Tage Wässerung)	3-5 mm
4. Stufe (2 Tage Wässerung)	0 mm

3.2

Vergleichbare Untersuchungen werden mit erfindungsgemäßen Depot- Materialien durchgeführt, die in einer Wertstoffkonzentration von jeweils 0,1 Gew.-% Antibiotikum, die nachfolgenden Wertstoffe enthielten: Gentamycinsulfat, Erythromycin, Tetrazyklin und Chloramphenicol.

Die Wässerungsstufen werden im Rhythmus jeweils eines Tages durch­ geführt, dazwischen wird die Größe der noch vorhandenen Hemmhöfe (mm) bestimmt.

Der Blindwert für den Hemmhof (Testkeim: Staph.aureus) liegt für alle eingesetzten Materialproben bei etwa 5-6 mm. Das Gentamycinsulfat­ enthaltende Depot-Material bleibt in seiner Wirksamkeit bis zum 3. Wäs­ serungstag praktisch unverändert, von da an tritt ein nahezu linearer Abfall der Hemmhofgröße bis zum Wert 0 am Ende des 7. Wässerungstages ein. Etwa vergleichbar ist der Verlauf der Hemmhofkurve bei dem Erythro­ mycin-enthaltenden Retard-Material. Hier ist allerdings erst nach Ablauf des 8. Wässerungstages der Wert 0 erreicht. Im Zeitraum der Wässerungs­ stufen 5 bis 7 liegen im Vergleich zum Gentamycinsulfat-enthaltenden Präparat verbesserte Hemmhofwerte vor.

Das Tetrazyklin-enthaltende Retard-Präparat zeigt nach der ersten Wässerungsstufe kaum einen Wirkungsabfall, dann allerdings tritt rascher Wirkungsverlust ein. Das Chloramphenicol-enthaltende Präparat läßt be­ reits am Ende des 1. Wässerungstages einen Wirkungsverlust auf weniger als 50% des Einsatzwertes erkennen.

Wird jetzt allerdings die Wirkstoffkonzentration im Retard-Präparat auf 5 Gew.-% erhöht und als Trägermaterial ein Oligomeres auf Basis Glycerin/- Glykolsäure/Milchsäure im Molverhältnis 1/2/10 eingesetzt, dann sinkt der Blindwert des Hemmhofes beim Tetrazyklin-enthaltenden Präparat (42 mm) innerhalb eines Wässerungszeitraumes von 8 Tagen nur vergleichsweise unbedeutend um etwa 10 Einheiten ab (31 mm). Etwas stärker ist der Aktivitätsverlust innerhalb dieses Zeitraumes der Materialproben mit einerseits Gentamycinsulfat und andererseits mit Erythromycin als Anti­ biotikum. Auch hier bleibt aber jeweils eine antibiotische Aktivität von mehr als 50% des Blindwertes erhalten.

Entsprechende Untersuchungen an Nährböden mit E.coli als Testkeime bestätigen die Retard-Wirkung in der Freigabe der antibiotischen Substanzen im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre.

Claims (21)

1. Medizinische und/oder biologische Wertstoffe-enthaltende Retard- Systeme auf Basis von Oligomer- und/oder Polymerverbindungen nie­ derer Hydroxycarbonsäuren als Trägermaterial mit verzögerter Wirk­ stofffreigabe, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Polymerverbin­ dungen aus olefinisch ungesättigten Estern niederer Hydroxycarbon­ säuren und/oder deren Oligomeren (Vernetzerkomponenten) modi­ fiziert sind.

2. Retard-Systeme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Modifizierungsmittel wenigstens anteilsweise Polymere olefinisch mehrfunktioneller Vernetzerkomponenten der angegebenen Art ent­ halten, wobei 2- bis 4funktionelle olefinisch reaktive Hydroxycar­ bonsäurederivate bevorzugt sein können.

3. Retard-Systeme nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Trägermaterial mit zeitverzögerter Wirkstofffreigabe Oligomer- und/oder Polymerverbindungen von Hydroxycarbonsäuren mit 2 bis 6 C-Atomen, vorzugsweise mit 2 bis 4 C-Atomen und ins­ besondere solche Verbindungen der Milchsäure und/oder der Glykol­ säure enthalten, wobei weiterhin auch die bevorzugten Vernetzer­ komponenten reaktive Derivate von Hydroxycarbonsäuren der ange­ gebenen C-Zahlbereiche sind und sich insbesondere von der Milch­ säure und/oder der Glykolsäure ableiten.

4. Retard-Systeme nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Einsatz im und/oder am menschlichen und/oder tie­ rischen Organismus geeignet und dabei insbesondere zur Implan­ tation in den lebenden Körper und/oder zur topischen Verabrei­ chung ausgebildet sind.

5. Retard-Systeme nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vernetzerkomponenten wenigstens anteilig Ester und/oder Oligoester niederer mehrfunktioneller Alkohole oder Carbonsäuren mit Milchsäure und/oder Glykolsäure und endständigen olefinisch ungesättigten Resten sind, wobei sich bevorzugte Vernetzerkom­ ponenten von niederen 2- bis 4wertigen Alkoholen, insbesondere von Ethylenglykol und/oder Glycerin ableiten und mittels (Meth)- acrylsäure-Resten olefinisch substituiert sind.

6. Retard-Systeme nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Vernetzerkomponenten Umsetzungsprodukte von Glycerin­ estern der Milchsäure und/oder ihren Oligomeren und (Meth)acryl­ säure und/oder deren reaktionsfähigen Derivaten sind, die bevor­ zugt im statistischen Mittel 2 bis 3 olefinische Endgruppen/Mol Glycerin aufweisen.

7. Retard-Systeme nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Trägermaterial mit zeitverzögerter Wirkstofffreigabe Oligomere und/oder Polymere der niederen Hydroxycarbonsäuren mit zäh-viskoser bis fester Beschaffenheit bei Raumtemperatur aufwei­ sen, wobei für den Einsatzbereich der Implantation in den lebenden Körper als Oligomerverbindungen auch hier bevorzugt Ester niederer mehrfunktioneller Alkohole, insbesondere des Ethylenglykols und/ oder des Glycerins, vorliegen, während für den Einsatzbereich der topischen Anwendung im Trägermaterial wenigstens anteilsweise auch Oligomerverbindungen mit endständigen Carboxylgruppen eingesetzt werden können.

8. Retard-Systeme nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägermaterial mit zeitverzögerter Wirkstofffreigabe we­ nigstens anteilsweise Oligoester mit mittleren Molekulargewichten im Bereich von etwa 200 bis 5000, bevorzugt etwa 300 bis 2000, vor­ liegen, wobei Glycerin/Oligo-Milchsäureester mit mittleren Molge­ wichten im Bereich von etwa 200 bis 1500, insbesondere im Bereich von etwa 300 bis 1000 besonders bevorzugt sein können.

9. Retard-Systeme nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie die modifizierenden und wenigstens anteilsweise abreagierten Vernetzerkomponenten in untergeordneten Mengen - bezogen auf Ge­ wicht des Trägers mit verzögerter Wirkstofffreigabe - enthalten, wobei Mischungsverhältnisse von etwa 0,5 bis 40 Gew.-%, vorzugs­ weise etwa 1 bis 20 Gew.-% Vernetzer - Gew.-% hier bezogen auf die Summe von Träger und Vernetzer - bevorzugt sein können und insbesondere der Gehalt an Vernetzerkomponenten unterhalb etwa 10 Gew.-% liegt.

10. Retard-Systeme nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial und die polymeren Vernetzerkomponenten zusammen mit den Wertstoffen entweder in weitgehend homogener Abmischung miteinander vorliegen und/oder derart in zum Beispiel schichtförmiger Anordnung im Retard-System vorliegen, daß wenig­ stens weitgehend Vernetzer-freie Bereiche des Wertstoff/Trägerge­ misches von Materialbereichen mit einem Gehalt an abreagierten Vernetzerkomponenten umhüllt sind.

11. Retard-Systeme nach Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial eine wenigstens bimodale Strukturbeschaf­ fenheit aufweist und dabei Oligo- und/oder Polyester vergleichs­ weise hoher Zerfallsgeschwindigkeit unter Einsatzbedingungen, insbesondere im lebenden Körper, mit Oligo- und/oder Polyestern langsamerer Abbaugeschwindigkeit vereinigt, wobei sich die Mate­ rialanteile hoher Abbaugeschwindigkeit bevorzugt von Glykolsäure und die langsamer abbauenden Materialanteile sich bevorzugt von der Milchsäure ableiten.

12. Retard-Systeme nach Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Trägermaterial wenigstens weitgehend homogene Abmi­ schungen von Oligomeren beziehungsweise Polymeren auf Milchsäure­ basis und solchen auf Glykolsäurebasis enthalten, wobei aber auch mehrphasige Abmischungen diskreter Materialbereiche der Einzel­ komponenten des Trägermaterials vorliegen können.

13. Retard-Systeme nach Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß - insbesondere im Fall mehrphasiger Gemische des Trägermate­ rials - auch die polymeren Vernetzerkomponenten nach Anordnung, Art und/oder Menge mehrphasig im Retard-System vorliegen können.

14. Retard-Systeme nach Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Wertstoffe medikamentös wirksame Komponenten, insbe­ sondere Antibiotika, Zytostatika, Cortison und/oder Hormone ent­ halten und dabei insbesondere für die Implantation in lebendes Gewebe ausgebildet sind oder aber Wirkstoffe aus den Bereichen des Pflanzenschutzes beziehungsweise der Förderung des Pflanzenwachs­ tums als Wertstoff enthalten.

15. Verwendung von radikalisch reaktiven Vernetzerkomponenten auf Basis olefinisch ungesättigter Ester niederer Hydroxycarbonsäuren und/oder deren Oligomeren zur Modifizierung von Depot-Materialien, insbesondere Retard-Systemen, die medizinische und/oder biologi­ sche Wertstoffe in Abmischung mit einem Trägermaterial bei zeit­ verzögerter Wirkstoffabgabe im praktischen Einsatz enthalten.

16. Ausführungsform nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Vernetzer in der Applikationsform des Retard-Systems als Poly­ merverbindungen vorliegen und dabei in weitgehend homogener oder auch ungleichmäßiger Verteilung im zu applizierenden Retard-System angeordnet sind.

17. Ausführungsform nach Ansprüchen 15 und 16, dadurch gekennzeich­ net, daß die modifizierenden Polymerverbindungen aus den radika­ lisch reaktiven Vernetzerkomponenten in Abmischung mit wenigstens einem Anteil des Depot-Materials in-situ hergestellt worden sind.

18. Ausführungsform nach Ansprüchen 15 bis 17, dadurch gekennzeich­ net, daß mehrfunktionelle Vernetzerkomponenten auf Basis von Milch­ säure- und/oder Glykolsäure-Estern eingesetzt werden, die wenig­ stens anteilig 2 bis 4, vorzugsweise 2 und/oder 3 olefinische Gruppen im Molekül aufweisen.

19. Ausführungsform nach Ansprüchen 15 bis 18, dadurch gekennzeich­ net, daß als Vernetzerkomponenten mehrfunktionelle (Meth)acryl­ säure-Ester von Hydroxyl-terminierten Reaktionsprodukten aus der Umsetzung von niederen mehrfunktionellen Alkoholen, insbesondere Ethylenglykol und/oder Glycerin, mit Milchsäure und/oder Glykol­ säure verwendet werden.

20. Ausführungsform nach Ansprüchen 15 bis 19, dadurch gekennzeich­ net, daß die Vernetzerkomponenten entweder in das Träger/Wert­ stoff-Gemisch eingemischt und dort zur Abreaktion gebracht worden sind und/oder daß ein Träger/Wertstoff-Gemisch mit einer ab­ reagierte Härterkomponenten enthaltenden Materialschicht umhüllt ist.

21. Ausführungsform nach Ansprüchen 15 bis 20, dadurch gekennzeich­ net, daß als Trägermaterial körperverträgliche Oligomere und/oder Polymere von niederen Hydroxycarbonsäuren, insbesondere auf Basis Milchsäure und/oder Glykolsäure, vorliegen, die bevorzugt mittlere Molekulargewichte im Bereich von etwa 200 bis 5000, insbesondere etwa 300 bis 2000, aufweisen.