PL 223244 B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 223244 (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: 396354 (22) Data zgłoszenia: 16.09.2011 (51) Int.Cl. C07D 209/08 (2006.01) A61K 31/404 (2006.01) B02C 19/00 (2006.01) (54) Sposób otrzymywania amorficznego indapamidu (73) Uprawniony z patentu: UNIWERSYTET ŚLĄSKI W KATOWICACH, Katowice, PL (43) Zgłoszenie ogłoszono: 18.03.2013 BUP 06/13 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.10.2016 WUP 10/16 (72) Twórca(y) wynalazku: MARIAN PALUCH, Imielin, PL ŻANETA WOJNAROWSKA, Piotrków Trybunalski, PL KATARZYNA GRZYBOWSKA, Siemianowice Śląskie, PL ŁUKASZ HAWEŁEK, Górki Śląskie, PL WIESŁAW SAWICKI, Gdańsk, PL TOMASZ BĄCZEK, Otomin, PL KRYSTYNA PIEŃKOWSKA, Gdańsk, PL
2 PL 223 244 B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania amorficznego indapamidu, stosowanego jako lek moczopędny a także obniżający ciśnienie tętnicze. Indapamid należy do grupy leków moczopędnych, działających na kanalik kręty drugiego rzędu. Jest to substancja o nieco innej budowie chemicznej niż tiazydy (np. hydrochlorotiazyd), jednak o zbliżonym działaniu i zastosowaniu. Mechanizm działania tego leku polega na zwiększeniu wydalania przez nerki jonów sodu i chloru, w mniejszym stopniu potasu i magnezu, zwiększając w ten sposób objętość wydalanego moczu. Poza działaniem moczopędnym indapamid wykazuje też działanie rozkurczające na naczynia krwionośne, powodując tym samym obniżenie oporów naczyniowych, a co za tym idzie, ciśnienia tętniczego krwi. Indapamid dostępny obecnie na rynku, podawany w dawce 1.5 mg na dobę w formie tabletek konwencjonalnych działa bardzo słabo moczopędnie. Powodem jest jego słaba rozpuszczalność (75 mg/l). Dlatego też zasadne są działania mające na celu poprawę rozpuszczalności, a w konsekwencji biodostępności i aktywności farmakologicznej indapamidu. Poprawa dostępności biologicznej po podaniu doustnym słabo rozpuszczalnych w wodzie substancji leczniczych pozostaje jednym z najważniejszych aspektów badań rozwojowych nad postacią leku. Cel ten można osiągnąć różnymi sposobami m.in. kompleksując lek z substancjami pomocniczymi o właściwościach hydrofilowych, modyfikując chemicznie cząsteczkę substancji leczniczej bądź też stosując amorfizację. Produkcja stałych form leków tabletek i kapsułek, w których substancja lecznicza występuje w formie amorficznej stanowi jedno z ważniejszych zadań, jakie stawia przed sobą nowoczesny przemysł farmaceutyczny. Powodem tego są najnowsze doniesienia naukowe, które pokazują, że amorfizacja substancji leczniczej, polegająca na wytworzeniu materiału nieposiadającego dalekozasięgowego uporządkowania charakterystycznego dla kryształu, niesie za sobą znaczną poprawę rozpuszczalności leku. W konsekwencji reaktywność chemiczna substancji leczniczej jest również większa, co daje możliwość stosowania mniejszych dawek leku. Skraca się również czas wchłaniania leku z przewodu pokarmowego, co stanowi szczególną korzyść w przypadku leków przeciwbólowych. Przykładem istotnej zmiany rozpuszczalności będącej wynikiem amorfizacji może być chociażby glipizyd, lek przeciwcukrzycowy, którego forma amorficzna jest 9-krotnie lepiej rozpuszczalna niż tradycyjna krystaliczna tabletka (S.B. Murdande, M.J. Pikal, R.M. Shanker, R.H. Bogner, Solubility advantage of amorphous pharmaceuticals: II Application of quantitative thermodynamic relationship for prediction of solubility enhancement In structurally diverse insoluble pharmaceuticals, Pharm Res, 27, 12, 2704 2714, (2010)). Warto również nadmienić, iż poza wymienionymi, farmakologicznymi zaletami amorficznych form substancji leczniczych, amorfizacja niesie za sobą również korzyści istotne z punktu widzenia technologii sporządzania leku. Mianowicie poprzez wprowadzenie substancji leczniczej w formie amorficznej do masy tabletkowej można uzyskać znaczną poprawę jej prasowalności-tabletkowania, a co za tym idzie zredukować ilość substancji pomocniczych w składzie rdzenia tabletki. Niestety, stan amorficzny jest stanem niestabilnym termodynamicznie. Chaotyczne ułożenie cząsteczek leku, które z biegiem czasu ulegają powolnym przegrupowaniom powoduje, że w większości przypadków w trakcie przechowywania tabletki amorficzna substancja lecznicza ulega rekrystalizacji jednocześnie tracąc korzyści płynące ze stanu amorficznego. Dlatego też w chwili obecnej przeważająca większość substancji leczniczych dostępnych na rynku farmaceutycznym produkowana jest w formie krystalicznej. Taka forma substancji leczniczej przyczynia się do zapewnienia niezmiennych właściwości fizykochemicznych produktu leczniczego nawet w czasie kilkuletniego przechowywania. Jednak z drugiej strony, postać krystaliczna jest czynnikiem limitującym rozpuszczalność, szybkość rozpuszczania i biodostępność leku. Ponieważ krystaliczna forma substancji leczniczej jest z reguły wolniej absorbowana w ustroju, aby osiągnąć oczekiwany efekt terapeutyczny konieczne jest zwiększenie dawki przyjmowanego leku, co z kolei może skutkować wystąpieniem niepożądanych efektów ubocznych. Z dotychczasowego stanu wiedzy wynika, iż lek diuretyczny jakim jest indapamid charakteryzuje się dość dużą ilością możliwych działań niepożądanych. Możemy tu wymienić chociażby zmniejszenie siły mięśniowej, zbyt duży spadek objętości krwi (hipowolemia), spadek stężenia jonów Na +, K +, Mg 2+ (hiponatremia, hipokalemia, hipomagnezemia), wzrost stężenia jonów Ca 2+ (hiperkalcemia), wzrost stężenia glukozy (hiperglikemia), kwasu moczowego (hiperurykemia nasila dnę moczanową), triglicerydów (hipertriglicerydemia), cholesterolu LDL a nawet impotencję. Stąd też opracowanie sposobu wytwarzania amorficznej, fizykochemicznie trwałej formy indapamidu, umożliwiającej zmniejszenie dawki leku przyjmowanego przez pacjenta, wydaje się być tak niezwykle istotne.
PL 223 244 B1 3 Dostępna na rynku, krystaliczna forma indapamidu jest półwodzianem, co oznacza, że na 2 cząsteczki leku przypada 1 cząsteczka wody. Tym samym zawartość wody w leku wynosi 2.5%. Znana jest także forma bezwodna otrzymana w wyniku rekrystalizacji leku z roztworu kwasu octowego w temperaturze 65 70 C oraz trzy solwaty (I, II, III) otrzymane poprzez rekrystalizację leku w temperaturze 35 C z roztworów zawierających oprócz acetonu: czterochlorek węgla (I), cykloheksan (II) oraz eter dietylowy (III). Charakterystyka fizyczno-chemiczna wyżej wymienionych polimorficznych form indapamidu przedstawiona została w pracy P. Ghugare, V. Dongre, P. Karmuse, R. Rana, D. Singh, A. Kumar, Z. Filmwala, Solid state investigation and characterization of the polymorphic and pseudopolymorphic forms of indapamide Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 51 532 540, (2010). Niestety autorzy powyższej pracy nie dyskutują wątku różnic w rozpuszczalności otrzymanych przez nich polimorficznej i pseudopolimorficznych form indapamidu. Jak dotąd nie ma żadnych doniesień (publikacja, patent) mówiących o próbach amorfizacji indapamidu. Obecnie znanych jest wiele sposobów amorfizacji substancji leczniczych, jednak do tych najczęściej stosowanych w przemyśle farmaceutycznym należą: przechłodzenie cieczy (tzw. witryfikacja), liofilizacja, suszenie rozpyłowe oraz mielenie mechaniczne. Pierwszy z powyższych sposobów polega na szybkim przechłodzeniu uprzednio stopionego kryształu. Jest to metoda najprostsza spośród wymienionych, jednak nie zawsze może zostać zastosowana. Powodem tego jest fakt, iż częstym zjawiskiem towarzyszącym topieniu substancji leczniczej jest jej rozkład chemiczny. Przykładem substancji niestabilnej w wysokich temperaturach może być chociażby furosemid czy hydrochlorotiazyd, leki będące podobnie jak indapamid diuretykami. Badania twórców niniejszego wynalazku pokazały, że również indapamid jest lekiem ulegającym rozkładowi w temperaturze topnienia (T m =161 C). Ponieważ wiadomo, iż z punktu widzenia farmaceuty niezwykle istotna jest czystość leku, obecność 8% produktów rozkładu jednoznacznie dyskwalifikuje witryfikację, jako metodę otrzymania amorficznej postaci indapamidu. Ze względu na stosunkowo wysoką temperaturę panującą w trakcie suszenia rozpyłowego, metoda ta również nie jest wskazanym sposobem amorfizacji niestabilnego termicznie indapamidu. Z kolei liofilizacja wymaga użycia rozpuszczalników, co znacznie zwiększa koszty produkcji amorficznego leku. Alternatywną metodą jest mielenie mechaniczne w temperaturze pokojowej, jednak amorfizacja tą metodą może być czasochłonna i mało efektywna. Istnieje również niebezpieczeństwo degradacji leku z powodu lokalnych wzrostów temperatury. Dlatego też coraz częściej stosuje się mielenie kriogeniczne, które nie powoduje rozkładu otrzymanego materiału, nie jest tak czasochłonne jak mielenie mechaniczne oraz nie wymaga użycia dodatkowych rozpuszczalników. Twórcom niniejszego wynalazku udało się osiągnąć cel polegający na opracowaniu skutecznego a jednocześnie bezpiecznego sposobu otrzymywania stabilnej formy amorficznego indapamidu. Istotą rozwiązania według wynalazku jest sposób otrzymywania amorficznego indapamidu (4- -chloro-n-(2-metylo-1-indolinylo)-3-sulfamoilobenzamidu) o masie molowej 365,835 g/mol i wzorze strukturalnym 1: polegający na tym, że materiał wyjściowy w postaci hydratu krystalicznego indapamidu suszy się przez kilka godzin w zakresie temperatur 30 100 C, w warunkach próżniowych, następnie umieszcza się w młynku kriogenicznym i poddaje mieleniu w temperaturze ciekłego azotu, w czasie koniecznym do jego amorfizacji, zależnym od ilości mielonego materiału, przy czym proces mielenia kriogenicznego przerywa się cyklicznie na kilka minut i dochładza mielony materiał.
4 PL 223 244 B1 Podczas amorfizacji próbki możliwe są lokalne wzrosty temperatury mielonego materiału, stąd konieczność cyklicznego przerywania procesu mielenia i dochładzania mielonego materiału. Początkowy proces suszenia pozwala zredukować ilość wody obecnej w krystalicznym materiale wyjściowym. Zastosowanie metody mielenia kriogenicznego umożliwiło twórcom wynalazku otrzymanie amorficznej formy indapamidu. Uzyskany materiał poddany został analizie fizykochemicznej mającej na celu potwierdzenie jego amorficzności, określenie wartości temperatury zeszklenia oraz oznaczenie zawartości wody. Istotnym punktem analizy było również zbadanie stabilności otrzymanej formy amorficznej oraz porównanie jej rozpuszczalności z rozpuszczalnością wyjściowego kryształu. Wyniki analizy przedstawione są w przykładach wykonania wynalazku. Przedstawiona metoda otrzymywania amorficznej formy indapamidu posiada wiele zalet, spośród których najważniejsze to: brak konieczności użycia dodatkowych rozpuszczalników jak w przypadku amorfizacji metodą liofilizacji; w odróżnieniu od witryfikacji mielenie kriogeniczne nie prowadzi do termicznej degradacji leku; a zatem jest to całkowicie bezpieczna metoda amorfizacji indapamidu; otrzymana forma amorficzna charakteryzuje się wysoką stabilnością fizykochemiczną (nawet kilka miesięcy) i czystością; badania wykazały również poprawę rozpuszczalności formy amorficznej w porównaniu z substancją krystaliczną; dzięki temu możliwe będzie zmniejszenie dawki przyjmowanego leku, bądź też uzyskanie lepszego efektu terapeutycznego i ewentualne ograniczenie efektów ubocznych przy zachowaniu dotychczas stosowanych dawek indapamidu. Przedmiot wynalazku zostanie bliżej objaśniony na poniższych przykładach popartych rysunkiem, na którym fig. 1 przedstawia dyfraktogram krystalicznej i amorficznej postaci indapamidu z przykładów 1 i 2, natomiast fig. 2 termogram DSC amorficznej formy indapamidu z przykładów 1 i 2. P r z y k ł a d 1. Hydrat krystalicznego indapamidu (półwodzian indapamidu) zawierający 2.5% wody w swoim składzie (zawartość wody potwierdzona została metodą miareczkowania Karla-Fishera oraz kalorymetrycznie podczas ogrzewania kryształu za pomocą skaningowego kalorymetru różnicowego firmy Mettler-Tolledo) w ilości 3 g, suszono przez 12 godzin w temperaturze 80 C, w warunkach próżniowych. Otrzymany materiał wraz z metalowym, magnetycznym trzpieniem umieszczono w tubusie wykonanym ze stali nierdzewnej. Szczelnie zamknięty tubus umieszczono następnie w kieszeni młynka kriogenicznego 6770 firmy Spex, zapewniającej ciągły kontakt tubusa z ciekłym azotem. Mielenie rozpoczęto od wstępnego wychładzania próbki (10 minut) po czym zaprogramowano trzydzieści sześciominutowych cykli mielenia, przedzielonych trzyminutowymi przerwami na dochładzanie próbki. Amorficzną próbkę indapamidu uzyskano po 3 godzinach efektywnego mielenia. Częstotliwość uderzeń trzpienia ustawiona była na 15 uderzeń na sekundę. Badania fizykochemiczne tak uzyskanego materiału pokazały, iż: próbka indapamidu otrzymana metodą mielenia kriogenicznego jest w pełni amorficzna. Świadczy o tym brak wyraźnych refleksów dyfrakcyjnych pochodzących od poszczególnych płaszczyzn symetrii, jak to ma miejsce w przypadku próbki krystalicznej. Szerokie halo próbki amorficznej przedstawia dolna linia na dyfraktogramie (fig. 1). temperatura zeszklenia otrzymanego materiału amorficznego równa jest 103 C. Termogram DSC uzyskany podczas podgrzewania z prędkością 10 K/min. formy amorficznej indapamidu przedstawia fig. 2. W pierwszej kolejności obserwujemy szeroki efekt endotermiczny związany z parowaniem wody (ok. 1.3%) a następnie efekt endotermiczny związany z przejściem szklistym badanej substancji. Zawartość wody, o 1% niższa niż w przypadku formy krystalicznej, świadczy o otrzymaniu niestechiometrycznego amorficznego hydratu indapamidu. Jak widać na fig. 2 podczas pomiaru DSC nie zaobserwowano żadnych efektów termicznych mogących świadczyć o krystalizacji próbki. Wyniki badań jednoznacznie wskazują, iż nawet podgrzanie formy amorficznej do 180 C nie powoduje jej rekrystalizacji. długoterminowe badania dyfrakcyjne potwierdziły brak nawet minimalnych oznak rekrystalizacji amorficznej formy indapamidu podczas jej przechowywania w temperaturze pokojowej przez okres minimum 3 miesięcy od momentu przygotowania.
PL 223 244 B1 5 zanotowano wzrost rozpuszczalności amorficznej formy indapamidu w stosunku do jej krystalicznego odpowiednika. Badania stopnia rozpuszczalności wykonano w temperaturze 37 C w trzech różnych mediach: w wodzie, 0.1 M HCL oraz buforze o ph 6.8, przy wykorzystaniu techniki chromatograficznej (HPLC) w układzie faz odwróconych. Największy wzrost rozpuszczalności, 42.5%, uzyskano w środowisku kwaśnym (0.1 M HCl). Poprawę rozpuszczalności uzyskano również w pozostałych dwóch przypadkach, o 37% wzrosła rozpuszczalność amorficznego indapamidu w wodzie, natomiast o 32% w buforze o ph 6.8. Otrzymany wynik jest niezwykle obiecujący z punktu widzenia poprawienia możliwości uzyskania efektu terapeutycznego tego leku. badany preparat cechuje satysfakcjonująca czystość (ok. 97%), a zatem amorficzna forma indapamidu otrzymana metodą mielenia kriogenicznego, będąca istotą niniejszego wynalazku, może być dopuszczona do użytku, jako substancja lecznicza. P r z y k ł a d 2. Hydrat krystalicznego indapamidu (półwodzian indapamidu) zawierający 2.5% wody w swoim składzie (zawartość wody potwierdzona została metodą miareczkowania Karla-Fishera oraz kalorymetrycznie podczas ogrzewania kryształu za pomocą skaningowego kalorymetru różnicowego firmy Mettler-Tolledo) w ilości 1 g suszono przez 12 godzin w temperaturze 80 C w warunkach próżniowych, po czym wraz z metalowym magnetycznym trzpieniem umieszczono w tubusie wykonanym ze stali nierdzewnej. Szczelnie zamknięty tubus umieszczono następnie w kieszeni młynka, zapewniającej ciągły kontakt naczynka z ciekłym azotem. Mielenie rozpoczęto od wstępnego wychładzania próbki (15 minut) po czym zaprogramowano piętnaście sześciominutowych cykli oddzielonych trzyminutowymi przerwami na dochłodzenie próbki. Amorficzną próbkę indapamidu uzyskano po 90 minutach efektywnego mielenia. Częstotliwość uderzeń trzpienia wynosiła 15 uderzeń na sekundę. Otrzymano w pełni amorficzną substancję leczniczą, o czym świadczy brak ostrych maksimów braggowskich na dyfraktogramie. Temperatura zeszklenia, czystość oraz stabilność próbki jest analogiczna do tej przedstawionej na przykładzie 1. Zastrzeżenie patentowe Sposób otrzymywania amorficznego indapamidu (4-chloro-N-(2-metylo-1-indolinylo)-3-sulfamoilobenzamidu), o wzorze strukturalnym 1: znamienny tym, że materiał wyjściowy w postaci hydratu krystalicznego indapamidu suszy się przez kilka godzin w zakresie temperatur 30 100 C, w warunkach próżniowych, następnie umieszcza się w młynku kriogenicznym i poddaje mieleniu w temperaturze ciekłego azotu, w czasie koniecznym do jego amorfizacji, zależnym od ilości mielonego materiału, przy czym proces mielenia kriogenicznego przerywa się cyklicznie na kilka minut i dochładza mielony materiał.
6 PL 223 244 B1 Rysunki Departament Wydawnictw UPRP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)