(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (21)Numer zgłoszenia:

RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 178036 (21)Numer zgłoszenia: 315127 (13) B1 (22) Data zgłoszenia: 06.12.1994 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: 06.12.1994, PCT/EP94/04047 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego: 29.06.1995, WO95/17188, PCT Gazette nr 27/95 (51) IntCl6: A61K 9/06 A61K 9/70 A61K 31/485 A61K 31/135 (54) Postać izotopowa substancji aktywnej zawierającej grupy -OH i/lub -NH- (30) Pierwszeństwo: 22.12.1993,DE,P4343838.5 (73) Uprawniony z patentu: LTS LOHMANN THERAPIE-SYSTEME GMBH, Neuwied, DE (43) Zgłoszenie ogłoszono: 14.10.1996 BUP 21/96 (72) Twórcy wynalazku: Hans-Rainer Hoffmann, Neuwied, DE Thomas Hille, Neuwied, DE Andreas Koch, Neuwied, DE Rudolf Matusch, Marburg, DE (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 29.02.2000 WUP 02/00 (74) Pełnomocnik: Wierzchoń Jan, JAN WIERZCHOŃ & PARTNERZY, Biuro Patentów i Znaków Towarowych S.c. ( 5 7 ) 1. Postać izotopowa substancji aktywnej, zawierającej grupy -OH i/lub -NH-, w środkach do przezskórnego podawania substancji aktywnej, znamienna tym, że ilość deuteru zawarta w grupach -OH i/lub -NH-jest większa od udziału deuteru wynikającego z naturalnego składu izotopowego wodoru w tych grupach. FL 178036 B1

Postać izotopowa substancji aktywnej, zawierającej grupy -OH i/lub -NH- Zastrzeżenia patentowe 1. Postać izotopowa substancji aktywnej, zawierającej grupy -OH i/lub -NH-, w środkach do przezskórnego podawania substancji aktywnej, znam ienna tym, że ilość deuteru zawarta w grupach -OH i/lub -NH- jest większa od udziału deuteru wynikającego z naturalnego składu izotopowego wodoru w tych grupach. 2. Postać izotopowa według zastrz. 1, znam ienna tym, że zawartość deuteru, wynosi co najmniej 10% molowych. * * * Przedmiotem wynalazku jest postać izotopowa substancji aktywnej zawierającej grupy -OH i/lub -NH-, stosowanej w środkach leczniczych do przezskórnego podawania substancji aktywnej. Przezskórne podawanie leków wykazuje wiele zalet, lecz jest ograniczone do stosowania tylko tych środków leczniczych, które mogą być wchłaniane przez skórę. Dlatego też równocześnie z rozpoczęciem leczenia przez podawanie naskórne poszukiwano sposobów pozwalających na zwiększenie zdolności przenikania leków przez skórę. Jeden z dotychczasowych sposobów polega na dodawaniu do leków środków polepszających przenikanie. Substancje te zmieniają głębiej położone struktury skóry, co nawet w przypadku krótkiego czasu trwania tych zmian może prowadzić do niepożądanych skutków ubocznych. Inne sposoby polepszające wchłanianie substancji biologicznie czynnych polegają na usuwaniu warstwy rogowej przez działanie promieniami laserowymi lub przez wielokrotne nalepianie i odrywanie taśmy przylepnej, czyli tzw. obdzieranie. Takie postępowanie ułatwia przenikanie do ciała ludzkiego nie tylko pożądanych substancji czynnych, ale również wszystkich innych substancji, jak np. mikroorganizmów, takich jak bakterie i zarodniki grzybów, co stanowi poważną wadę. Dalszy sposób polepszania wchłaniania skórnego leków polega na stosowaniu prądu elektrycznego. Sposobu tego, znanego pod nazwą,jontoforezy, nie można stosować bezboleśnie, co wiedzą specjaliści w dziedzinie medycyny. Nie można również stosować bezboleśnie tzw. plastrów kolczastych umocowywanych na ciele kaniulami, przechodzącymi przez warstwę rogową skóry, przy czym podawanie substancji biologicznej odbywa się przez kaniule, które jednocześnie służą jako pomoc w umocowaniu plastra na skórze. Ponadto, znany jest również sposób polegający na naskórnym podawaniu tzw. leków zastępczych. Sposób ten jest związany z tworzeniem takich pochodnych środków leczniczych, które uchodzą za szczególnie nieodpowiednie do wchłaniania przez skórę. Przykładowo, fenolowe grupy wodorotlenowe są przekształcane przez estryfikację. Charakterystyczną cechą chemicznej modyfikacji leków zastępczych jest to, że tworzenie pochodnych jest nadzwyczaj nietrwałe, dzięki czemu in vitro szybko i ilościowo powstaje lek, służący za podstawę leku zastępczego. Wiadomo jednak, że ten sposób rzadko można urzeczywistnić w praktyce, ponieważ in vivo, taka pożądana, szybka i całkowita przemiana materii nie następuje. Wiadomo też, że stosowanie leków zastępczych wymaga szerokich badań farmakologicznych z uwagi na wiele problemów związanych z toksycznością tych leków. W badaniach związanych z oznaczaniem bardzo niskiej zawartości substancji czynnych we krwi (co często występuje po przezskórnym podawaniu leku) jest znane stosowanie przezskórn ych środków znakowanych radioizotopami, przy czym w warunkach in vivo nie zachodzi wymiana tego składnika promieniotwórczego. Zadaniem niniejszego wynalazku jest ustanowienie nowej postaci substancji czynnych stosowanych przezskórnie, które podczas przezskórnego podawania zapewniają podwyższoną

3 prędkość wchłaniania tych substancji czynnych, oraz pozwalają na uniknięcie wad, występujących w znanych sposobach zwiększania zdolności przenikania przez skórę. Według wynalazku postać izotopowa substancji aktywnej, mającej w swej strukturze grupy -OH i/lub -NH-, zawartej w środkach do przezskórnego, podawania charakteryzuje się tym, że ilość deuteru zawarta w grupach -OH i/lub -NH-jest większa od udziału deuteru wynikającego z naturalnego składu izotopowego wodoru w tych grupach. Naturalny skład izotopowy wodoru w grupach -OH i/lub -NH- wynosi 0,015% molowych, zaś zgodnie z wynalazkiem korzystna, zawartość deuteru wynosi co najmniej 10% molowych. Nieoczekiwanie stwierdzono, że związki zawierające grupy -OH i/lub -NH-, w postaci izotopowej według wynalazku, zawierają deuter zdolny do wymiany, w odróżnieniu od trwałych związków znakowanych izotopami (stosowanymi w badaniach biosyntezy i rozkładu biologicznego surowców naturalnych, w pracach nad metabolizmem leków i innych chemikaliów w organizmach roślinnych i zwierzęcych). Te zdolne do wymiany atomy deuteru, w reakcji odwrotnej wymiany zachodzącej w ciele pacjenta, wymieniają się znów na atomy wodoru. Rozwiązanie według wynalazku jest tym bardziej zaskakujące, że związki deuterowane z uwagi na ich powiększoną masę cząsteczkową, w porównaniu z odpowiednimi substancjami niedeuterowanymi (tj. substancjami, w których wodór tworzy mieszaninę izotopów złożoną z 1H, 2D oraz 3T, występujących jako mieszaniny związków deuterowanych i niedeuterowanych o naturalnym udziale 2D wynoszącym 0,015% molowych), powinny wykazywać gorsze, lub w korzystnych przypadkach co najwyżej takie samo powstrzymywanie dyfuzji. Związki w postaci izotopowej według wynalazku nadają się zatem do wytwarzania środków leczniczych, będących mieszaninami deuterowanych i niedeuterowanych substancji biologicznie czynnych, przy czym korzystnie udział związków deuterowanych w środku leczniczym wynosi co najmniej 10% molowych. Środki lecznicze mogą być stosowane na skórę lub na błony śluzowe (np. nosa, oka) w postaci maści, żelu podatnego na plastyczne formowanie, a także w postaci pasty, które można określić jako maści o wysokiej zawartości ciał stałych. Te postacie leków nie powinny zawierać rozpuszczalników protonowych, jak np. wody lub etanolu. Związki w postaci izotopowej według wynalazku nadają się również do stosowania w postaci przezskórnego układu terapeutycznego (TTS). Według Zaffaroniego układem TTS jest urządzenie zawierające środki lecznicze lub taką postać leku, która wydziela środek leczniczy lub więcej takich środków w sposób ciągły, z prędkością z góry określoną i przez ustalony okres czasu, na określoną okolicę podawania (cytat według Heilmanna, Therapeutische Systeme - Konzept und Realisation programmierter Arzneiverabreichung, 4 wydanie, wydawca Ferdinand Enke, Stuttgart 1984, strona 26), przy czym w danym przypadku okolicą podawania leku jest skóra. W przypadku podawania substancji czynnych według wynalazku na skórę pacjenta, za pomocą przezskórnych układów terapeutycznych (których budowa jest znana przykładowo z opisów DE 33 15 272, DE 38 43 239, US 3,598,122), środek leczniczy powinien wydzielać się w taki sposób, aby działać na pacjenta miejscowo lub systemowo. W tym celu stosuje się przeważnie układy zbudowane warstwowo, zawierające w najprostszym przypadku warstwę tylną, samoprzylepny zasobnik substancji biologicznie czynnej oraz usuwalną warstwę ochronną, którą usu wa się przed zastosowaniem układu. Przezskórnie podawanymi substancjami biologicznie czynnymi, zawierającymi grupy -OH i/lub -NH-, są takie substancje, które po podaniu na skórę, z filtrem wchłaniania lub bez takiego filtra, wywołują działanie miejscowe lub systemowe. Substancjami o działaniu miejscowym są np. środki przeciwpotne, grzybobójcze, bakteriobójcze i bakteriostatyczne. Substancjami o działaniu systemowym są np. antybiotyki, hormony, leki przeciwgorączkowe, leki przeciwcukrzycowe, leki rozszerzające naczynia wieńcowe, nasercowe glikozydy, środki rozkurczowe, leki przeciw nadciśnieniu tętniczemu, leki psychotropowe, środki przeciw migrenie, kortykoidy, leki przeciwbólowe, środki antykoncepcyjne, leki przeciwreumatyczne, leki

4 178 036 przeciwcholinergiczne, środki sympatykolityczne, środki sympatykomimetyczne, środki rozszerzające naczynia, środki przeciwzakrzepowe i leki przeciw arytmii. Postać izotopową wyżej wymienionej substancji aktywnej wytwarza się w wyniku wymiany atomów wodoru zawartych w grupie -OH i/lub -NH- tych substancji, tj. atomów wodoru zdolnych do wymiany na atomy deuteru pod działaniem tlenku deuteru (przykładowo na drodze przekrystalizowania, wytrząsania, itd.). Następujące przykłady ilustrująrozwiązanie według wynalazku, przy czym przykład 1 dotyczy wytwarzania związków deuterowanych, natomiast przykład 2 ilustruje zdolność związków deuterowanych do przenikania in vitro. Przykład 1 1.1. Otrzymywanie deuterowanej zasady morfinowej 100 mg jednowodnej zasady morfinowej rozpuszcza się na wrzącej łaźni w 90 cm3 najczystszego tlenku deuteru, a następnie pozwala się ostygnąć do temperatury pokojowej. Powstają powoli białe kryształy w kształcie igieł, które po oddzieleniu suszy się w eksykatorze do stałej masy. Wydajność produktu wynosi 64 mg, co odpowiada 64% wydajności teoretycznej. Zakres temperatur topnienia produktu: od235 C (dla zasady morfinowej: od 235 C). Widma w podczerwieni substancji wyjściowej oraz produktu przedstawiają fig. 1 i fig. 2. Na podstawie drgań rozciągających pasm O-H lub O-D rozpoznaje się, że stopień deuterowania wprowadzanego na miejsce wymienialnych atomów wodoru wynosi około 95%. 1.2. Otrzymywanie deuterowanego kwasu oleinowego 10 g kwasu oleinowego, odpowiadającego NF XVII według USP XXII, dodaje się do 40 g tlenku deuteru i miesza starannie w pokojowej temperaturze przez szereg godzin. Roztwór de kantuje się i fazę kwasu oleinowego suszy się w próżni. 1.3. Otrzymywanie deuterowanego salbutamolu 0,5 g salbutamolu rozpuszcza się w 20 g tlenku deuteru podczas ogrzewania. Substancja ta nie wykrystalizowuje, toteż roztwór odparowuje się pod próżnią w pokojowej temperaturze. Wydajność produktu wynosi 0,5 g. Temperatura zamarzania produktu wynosi 149,8 C (temperatura zamarzania salbutamolu - 153,4 C). Widmo w podczerwieni wyjściowej substancji oraz produktu przedstawiają fig. 3 i fig. 4. Na podstawie widm w podczerwieni obserwuje się, że stopień deuterowania wprowadzonego na miejsce wymienialnych atomów wodoru wynosi blisko 100%. 1.4. Otrzymywanie deuterowanego kwasu benzoesowego 2.0 g kwasu benzoesowego przekrystalizowuje się z 45 cm3 wrzącego tlenku deuteru. Wydajność produktu wynosi 1,86 g. Temperatura zamarzania produktu wynosi 120,3 C (temperatura zamarzania kwasu benzoesowego - 122,8 C). Widma w podczerwieni substancji wyjściowej oraz produktu przedstawiają fig. 5 i fig. 6. Obserwuje się, że stopień deuterowania wynosi blisko 100%. 1.5. Otrzymywanie deuterowanego fenolu 5,0 g fenolu miesza się z 5,0 g tlenku deuteru i ogrzewa. Następnie tlenek deuteru w mieszaninie z wodą odsysa się pod próżnią. Widma w podczerwieni substancji wyjściowej oraz produktu przedstawiają fig. 7 i fig. 8. Obserwuje się, że stopień deuterowania wynosi blisko 100%. Z następnych wykonanych widm rozpoznaje się dokładnie, że pasma, wywołane rozciągającymi drganiami obydwu grup wodorotlenowych, przesuwają się w kierunku niższych liczb falowych, czego też należało oczekiwać z powodu wyższej masy atomowej 2D w porównaniu z 'H. Dowód zaistnienia wymiany można więc przeprowadzać z pomocą spektroskopii w podczerwieni. Na rysunkach przedstawiono widma w podczerwieni, a mianowicie: Figura 1 przedstawia widmo w podczerwieni jednowodnej zasady morfinowej, Figura 2 - widmo w podczerwieni deuterowanej zasady morfinowej, Figura 3 - widmo w podczerwieni salbutamolu, Figura 4 - widmo w podczerwieni deuterowanego salbutamolu, Figura 5 - widmo w podczerwieni kwasu benzoesowego, Figura 6 - widmo w podczerwieni deuterowanego kwasu benzoesowego,

5 Figura 7 - widmo w podczerwieni fenolu, oraz Figura 8 - widmo w podczerwieni deuterowanego fenolu. Przykład 2. Przenikanie in vitro 2.1.1. Rozpuszczanie zasady morfinowej 400 mg deuterowanej zasady morfinowej (porównaj przykład 1.1) rozpuszcza się w 1600 g deuterowanego kwasu oleinowego (porównaj przykład 1.2) i 1 g deuterowanego metanolu (D3C-OD) (porównaj przykład 1.2). Po rozpuszczeniu usuwa się deuterowany metanol w próżni. Analogicznie otrzymuje się roztwór morfiny i kwasu oleinowego ze związków niedeutero wanych. 2.1.2. Rozpuszczanie salbutamolu 200 mg deuterowanego salbutamolu (porównaj przykład 1.3) rozpuszcza się w 800 mg deuterowanego kwasu oleinowego (porównaj przykład 1.2) i 2 g 2-butanonu. Po rozpuszczeniu usuwa się 2-butanon w próżni (porównaj 1.2). Analogicznie otrzymuje się roztwór salbutamolu i kwasu oleinowego ze związków niedeuterowanych. 2.1.3. Rozpuszczanie kwasu benzoesowego 0,5 g deuterowanego kwasu benzoesowego (porównaj przykład 1.4) rozpuszcza się w 4,5 g dwumetyloizosorbitu. Analogicznie otrzymuje się roztwór niedeuterowanego kwasu benzoesowego. 2.1.4. Rozpuszczanie fenolu 0,5 g deuterowanego fenolu (porównaj przykład 1.5) rozpuszcza się w 4,5 g dwumetyloizosorbitu. Analogicznie otrzymuje się roztwór niedeuterowanego fenolu. 2.2. Doświadczenia nad przenikaniem Doświadczenia przeprowadza się na wycinkach skóry świnek morskich, rozpinanych w komorze dyfuzyjnej Franza. Jako środowisko przyjmujące służy fizjologiczny roztwór soli kuchennej, a zawartość oznacza się metodą HPLC. Wyniki podaje tabela 1. Wyniki doświadczeń nad przenikaniem 2.2.1. Salbutamol Tabela 1 Wyniki przenikania salbutamolu i deuterowanego salbutamolu przez wycinki skóry świnek morskich 3 h 5 h [μg/cm2] 7 h [μg/cm2] 24 h [μg/cm2] Salbutamol 14 19 467 Dwueterowany salbutamol 23,0 49,0 1067 2.2.2. Morfina Tabela 2 Wyniki przenikania morfiny i deuterowanej morfiny przez wycinki skóry świnek morskich 6 h [μg/cm2] 18 h [μg/cm2] 22 h [μg/cm2] 26 h [μg/cm2] Morfina 2,6 84 153 256 Deuterowana morfina 5,3 103 187 299 Należy zauważyć, że wszystkie wartości dla postaci deuterowanych wykazują podwyższony przepływ.

6 178 036 2.2.3. Kwas benzoesowy Tabela 3 Wyniki przenikania kwasu benzoesowego i deuterowanego kwasu benzoesowego przez wycinki skóry świnek morskich 2 h [μg/cm2] 4 h [μg/cm2] 8 h [μg/cm2] 24 h [μg/cm2] Kwas benzoesowy 54 252 1022 1700 Deuterowany kwas benzoesowy 73 320 1249 2483 2.2.4. Fenol Tabela 4 Wyniki przenikania fenolu i deuterowanego fenolu przez wycinki skóry mikroświnek z gatunku Yucatan (Yucatan-micro-pigs). 2 h [μg/cm2] 4 h [μg/cm2] 8 h [μg/cm2] 24 h [μg/cm2] Fenol 2 7,9 46,4 487 Deuterowany fenol 2 13 74 701 To nanoszenie na skórę mikroświnek z gatunku Yucatan było niezbędne, gdyż fenol działa martwiczo i keratolitycznie. Na skutek tego niwelującego efektu nie można byłoby ewentualnie zauważyć różnicy między fenolem deuterowanym i niedeuterowanym. Na podstawie uzyskanego przepływu nie tylko obserwuje się, że przez zastąpienie wodoru deuterem można osiągnąć wyższą prędkość przenikania, ale również to, że skutek ten jest tym większy, im więcej wymienia się atomów wodoru (porównaj kwas benzoesowy i salbutamol).

FIG. 8

FIG. 7

F I G. 6

FIG. 5

FIG. 4

FIG. 3

FIG. 2

FIG. 1 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 4,00 zł.