Brevet FR2534589A1 — publié le 19840420

La présente invention concerne un procédé pour la préparation d'une solution à usage pharmaceutique con- tenant un nouveau complexe mixte polynucléaire, électri- quement neutre, de fer(III) comme ingrédient actif. Il est connu que de nombreuses compositions à base de fer sont utilisées pour le traitement de maladies par "carence de fer" Dans le cas de carence-de fer importante, une administration parentérale de fer peut être effectuée. Toutefois, le fer ionique ne peut pas être administré par voie parentérale parce que les protéines sont préci- 3 + pitées par les ions Fe En conséquence, les compositions pour administration parentérale contiennent des complexes organiques de fer En plus de l'application aux êtres humains, ces produits ont une grande valeur en thérapeutique vétérinaire. La préparation et le réglage du p H de la solution de complexes de fer pour injection ont été effectués jusqu'à présent avec des alcalis minéraux forts Des procédés de ce genre sont, par exemple, ceux décrits dans le brevet canadien No 665 410 et le brevet égyptien No 52 363, respectivement. Un inconvénient majeur de ces procédés est que l'éli- mination des ions exige en outre une dialyse (par exemple brevet des E Uo A NM 3 234 209), un échange d'ions (par exemple brevet canadien N' 665 410) ou une précipitation par un solvant organique (brevet britannique No 1 149 137). Il est connu que dans des solutions pour injection contenant du fer, le fer est présent sous la forme d'un complexe avec un type de ligand (par exemple brevet britan- nique N O 1 149 137) ou avec deux ligands organiques dif- férents Un bon exemple de ce dernier cas est le-produit décrit dans le brevet belge No 689 779 L'inconvénient majeur des compositions utilisées jusqu'à présent, à savoir que le fer injecté dans les tissus arrive à la circulation d'une manibre aléatoire et incontrôlable, ne peut pas être -2éliminé de cette manière Il est connu aussi d'après la documentation technique publiée que même les préparations les plus récentes ne peuvent pas satisfaire l'exigence fondamentale que l'absorption de fer des tissus soit approximativement stable /-Magyar Allaorvosok Lapja 35, 444 ( 1980)7. Un but de la présente invention est de trouver un procédé qui élimine les inconvénients des procédés connus jusqu'à présent, et que le complexe de fer préparé libère le fer en plusieurs étapes d'une manière réglée, in vivo. Un autre but de l'invention est de préparer un complexe de fer qui maintient une solution approximativement isotonique. Le procédé selon l'invention est basé sur la décou- verte que l'interaction entre le fer (III) et les ligands organiques (polyalcools et leurs dérivés, par exemple dextrane et acide de sucre) est en relation avec la libé- ration de protons en solution aqueuse C'est le résultat d'une déprotonation du ligand organique et de quelques. molécules d'eau liées dans la sphère d'hydrate de fer (formation de complexe mixte hydroxo) La teneur en hydroxo-ligand du complexe mixte peut être déterminée par mesure potentiométrique Cette teneur s'est révélée être de 2,0-2,6 radicaux d'hydroxyde par atome de fer. Dans l'enseble du texte le ternae acide de sucre désigne un acide carboxylique dérivé d'un monosaccharide. Les protons libérés dans la réaction ci-dessus doivent être neutralisés pour que l'on obtienne le p H voulu de la solution pour injection, c'està-dire un p H au-dessus de 4,5 On a trouvé que le composé préféré du fer est l'acétate ferrique pour ce système Cet acétate est protoné par des protons libérés au cours de la formation du complexe mixte L'acide acétique formé peut être éliminé du système par distillation à la vapeur d'eau De cette manière, il est possible d'introduire sans aucun danaer des cations (par exemple des ions de métaux alcalins) dans le systèea au cours de l'opération de neutralisation qui assure le p H voulu de la solution. L'atome de fer provenant de l'acétate de fer sera l'atome 2 535489 -3- central du complexe mixte électriquement neutre Le fer III en excès précipite sous la forme d'hydroxyde ferrique et peut être séparé par centrifu C-ation. Sur la base des découvertes spécifiées ci-dessus, l'invention concerne un procédé pour la préparation d'une solution contenant un complexe mixte polynucléaire élec- triquement neutre, de fer (III) comme ingrédient actif. Selon ce procédé, de l'hydroxyde de fer (III) fraîchement précipité et lavé de façon à être exempt d'anions est dissous dans de l'acide acétique, l'acétate de fer (III) obtenu est mis à réagir avec un acide de sucre ( 0-25 0,5 équivalent) et du dextrane ( 0,25-0,5 équivalent) ou avec un acide de sucre ( 0,5-1,0 équivalent) L'acide acétique formé au cours de la réaction est éliminé par distillation à la vapeur d'eau, que l'on continue jusqu'à ce que le p H de la solution soit de 4,5 à 5,0 La concentration de fer nécessaire est réglée par distillation sous vide La solution est ensuite stérilisée et éventuellement on ajoute des additifs ou adjuvants. Dans un mode de mise en oeuvre préféré du procédé selon l'invention, on utilise l'acide lactobionique, l'acide gluconique ou l'acide maltobionique comme acide de sucre. Le rapport optimal de concentration du fer et du ligand organique a pu être déterminé par préparation répétée de la nouvelle sorte de solution en mélangeant différentes proportions de fer et de ligand organique. Pour dissoudre 1 unité de fer (l mole), il faut au moins un quart d'unité d'acide de sucre ( 0,25 mole), et si on calcule la teneur en dextrane en utilisant la maille de glucopyrannose de 12 atomes de carbone, il faut 0, 25 unité de dextrane En utilisant ce rapport, on peut préparer une solution de 100 mg Fe/cm 3 ( 1,786 mole/dm 3) Selon l'in- vention, la teneur en ligandsorganiquesde la solution peut être accrue et passée de 0,25-0,25 unités à 0,33-0,33 -4- unités sans changement important dans l'effet biologique et les propriétés chimiques de la préparation A partir de la solution préparée de cette manière, du dextrane peut précipiter, spécialement à des températures au-dessous de la température ambiante Cette précipitation a cependant un effet perturbateur Par ailleurs, une plus faible con- centration de ligand organique conduirait à une précipi- tation de matière contenant du fer. La concentration d'acétate dans le système, c'est-à- dire le nombre de ligands acétate liés par coordination au fer, peut être déterminée par titrage potentiométrique après distillation à la vapeur d'eau de l'acide acétique en excès Pour une unité de fer ( 1 mole), il y a 0,13-0,2 unité d'acétate dans la solution. Ainsi, l'ingrédient actif de la solution préparée de la manière ci-dessus est un complexe mixte électriquement neutre de fer (III) dans lequel quatre types de ligands (acide de sucre, dextrane, acétate et hydroxyde) sont liés par coordination à' l'atome de fer central. Pour traitement d'êtres humains, il faut généralement des injections contenant du fer d'une concentration de mg de Fe par cm 3 ou plus faible De telles injections peuvent être préparées selon l'invention de la manière indiquée ci-dessus ou d'une manière analogue; toutefois, l'acide lactobionique doit être substitué à tout le dextrane L'ingrédient actif d'une solution pour injection préparée de cette dernière manière est un complexe mixte polynucléaire électriquement neutre (non-ionique) de fer (III) avec un atome de fer de spin élevé L'atome central de fer de ce complexe fixe des ligands lactobionate, acétate et hydroxyde. L'homogénéité du complexe de fer, c'est-à-dire l'in- grédient actif de la solution pour injection, le degré d'oxydation et le spin du fer peuvent être prouvés par le spectre de M 6 ssbauer (absorption résonnante de rayons gamma) -5- de la glace obtenue par congélation rapide de la solution. Le spectre de Môssbauer montre (figure 1) qu' une partie du fer-(III) est réduite au cours de la préparation La partie a du spectre représente une solution exempte de fer (II), tandis que la partie b du spectre représente une solution contenant 4,7 % de fer (I,) Comme le fer (II) formé est présent aussi dans le complexe mixte, l'effet biologique n'est pas altéré par la réduction ne dépassant pas 5-6 %. Les paramètres-du spectre de M 5 ssbauer /-fer(III) déplacement isomère ô 0,45 mm/s par rapport au fer métal- lique, division quadrupolaire * 0,83 mm/s_ 7 indiquent sans ambiguïté un atome central de fer (III) de spin élevé attaché aux atomes donneurs d'oxygène La largeur de raie observée 10,57 mm/s) se rapporte à l'équivalence des atomes de fer dans-le complexe polynucléaire L'intensité des parties du spectre attribuées aux atomes de fer (III) et de fer (II) indique le rapport du fer (III) au fer ( 11). Les paramètres des raies du fer (II) / déplacement iso- mère 1,18 mm/s, division quadrupolaire: 3,20 mm/s_ 7 sont des caractéristiques d'atome de fer (II) de spin élévé lié dans le complexe. La teneur en fer (Il) de la solution préparée par le procédé selon l'invention ne dépassait pas 5,0 % de la quantité totale de fer. La teneur en fer de la molécule complexe (nombre d'atomes centraux de fer,dans une molécule) formant l'in- grédient actif de la solution pour injection préparée par le procédé selon l'invention peut être calculée d'après la valeur de la pression osmotique si on connait la teneur totale en fer de la solution (celle-ci peut être déterminée par des mesures complexométriquesi La pression osmotique d'une solution pour injection contenant la concentration minimale de ligands nécessaire pour solubiliser le fer 3 -3 présent ( 1,84 mole/dm de fer: 0,46 mole/dm d'acide lactobionique et de mailles dextrane de glucopyrannose -6 équivalentes à ce dernier) indique une concentration de 0,23 mole/dm 3 pour le complexe. Une molécule du complexe préparé par le procédé selon l'invention contient 8 atomes de fer Du point de vue physiologique, c'est une solution hypotonique En consé- quence, il est pratique d'utiliser les ligands organiques en léger excès ( 0,33-0,33 unités de fer au lieu de 0, 25-0,25 unités) à la préparation de l'injection De cette manière, une solution presque isotonique peut être obtenue avec une pression osmotique pas au-dessus de 400 mosms. Pour l'ingrédient actif de la solution pour injection préparée selon l'invention, le complexe mixte poly- nucléaire de fer (III), on a trouvé d'après les examens mentionnés cidessus une composition de Fe 8 L 2 D 2 Ac/OH/21 Dans la formule: L est le ligand lactobionate (ou un autre acide de sucre) D est une manille glucopyranose de dextrane et Ac est l'ion acétate - Le poids moléculaire du complexe d'après la compo- sition ci-dessus est de 2226, la teneur en fer est de ,13 %. D'après des examens similaires, on a trouvé que la composition de l'ingrédient actif d'une solution pour injection de fer exempte de dextrane préparée selon l'invention est: Fe 2 L Ac/OH/4 Le poids moléculaire de cette composition est de 597,0 O la teneur en fer est de 18,76 %. La matière de départ dans le procédé selon l'invention est l'acétate de fer (III) L'acétate de fer (III) préparé et maintenu à l'état solide perd, toutefois, sa solubilité dans l'eau (et dans l'acide acétique également) En consé- quence, une solution de réserve d'acétate de fer (III) dans -7- l'acide acétique est utilisée comme matière de départ. Elle est préparée par dissolution immédiate dans l'acide acétique d'hydroxyde de fer (III) fraîchement préparé et lavé de façon à être exempt d'anions Une quantité équiva- lente de ligands organiques est dissoute dans cette solution de réserve L'acide acétique en excès, qui provient de la solution de réserve de départ et de la réaction entre les protons libérés au cours de la formation du complexe et des anions d'acétate de fer, est éliminé de la solution' par distillation à la vapeur d'eau On continue la distillation à la vapeur d'eau jusqu'à ce que le p H voulu soit atteint On effectue ensuite une distil- lation sous vide pour concentrer la solution jusqu'à ce que la concentration de fer désirée ( 100 mg Fe/cm 3) soit obtenue. La solution préparée par le procédé selon l'invention peut être utilisée après stérilisation satisfaisante Des additifs solubles dans l'eau ayant un effet adjuvant (par exemple la vitamine B 12) peuvent être dissous dans cette solution, si nécessaire Les solutions contiennent en outre 0,1- 0,2 % de préservateurs (par exemple phénol, alcool benzylique) et d'additifs pour la solution iso- tonique (par exemple chlorure de sodium, sorbitol, etc). La caractérisation chimique de la solution préparée selon l'invention est basée sur des déterminations de la teneur en fer par titrage complexométrique, du p H par mesure potentiométrique, de la pression osmotique qui reflète la molarité, du spectre de M 8 ssbauer se rapportant au degré d'oxydation et au spin de l'atome de fer central, de la teneur en acétate par titrage potentiométrique après distillation à la vapeur d'eau et de la teneur en matière sèche par gravimétrie. La solution pour injection, préparée par le procédé selon l'invention et stérilisée pendant 30 minutes à 1000 C, injectée dans le muscle crural de cochons de lait âgés -8- de deux mois à une dose de 100 et de 200 mg de Fe par kg de poids du corps n'a pas causé de réaction locale obser- vable ni d'effet toxique Une absorption prolongée est bien observable Dans les tissus, la présence de fer peut être détectée même après 21 jours-à l'endroit de l'in- jection Par l'administration d'une-seule injection intra- musculaire, cette préparation maintient l'alimentation en fer pour les porcs nouveaux-nés pendant leurs 3 premières semaines. Les avantages les plus importants de la solution préparée par le procédé selon l'invention peuvent être résumés comme suit Un complexe mixte polynucléaire électriquement neutre (non-ionique) peut être préparé à partir des constituants indiqués, par le procédé selon l'invention Les atomes de fer d'un spin élevé de la molécule sont reliés en partie par des ligands organiques et en partie par des ponts d'hydroxyde et d'oxygène Il y a au moins trois, dans le cas optimal quatre ligands (acide de sucre, dextrane, acétate et hydroxyde) liés dans la sphère de coordination du fer En dépit de sa nature polynucléaire, le complexe ne présente pas de superparamagnétisme comme prouvé par le spectre de M 3 ssbauer. La sphère de coordination formée avec plusieurs ligands assure que le fer soit libéré in vivo en plusieurs étapes par le complexe Il en résulte une absorption plus prolongée et une moindre toxicité que celles observées avec des préparations en vente dans le commerce Comme conséquence de sa nature non-ionique et de la faible pression osmotique qui en résulte, le complexe ne cause pas de sensibilité locale en dépit de sa haute teneur en fer. A partir de la solution préparée par le procédé selon l'invention, des solutions pour injection peuvent être produites directement Il n'est pas nécessaire de préparer une forme solide du complexe mixte qui est l'ingrédient -9- actif Il n'est pas nécessaire non plus d'éliminer des ions de la solution pour injection par dialyse, échange d'ions ou d'une autre manière quelconque Ces faits rendent l'opération technologique plus simple et moins coûteuse. Le procédé selon l'invention est illustré par les exemples ci-après Dans ces exemples, on décrit la pré- paration de solutions pour injection d'un volume de 3 3 cm 3 et d'une concentration de 100 mg Fe/cm Avec augmentation proportionnelle de la quantité des cons- tituants, des volumes plus importants peuvent aussi être produits, suivant le besoin. Exemple 1 a) Préparation de la solution de réserve de départ, acétate de fer {III) dans acide acétique On dissout 54,06 g de Fe Cl 306 H 20 en chauffantmodérément dans environ 12 cm 3 d'acide acétique à 99,5 % La solution d'acétate de fer (III) dans l'acide acétique est versée en un mince filet dans 100 cm 3 de solution à 25 % de NH 4 OH. Ce mélange contenant:l'hydroxyde de fer (III) précipité contient de l'ammoniac en excès La solution qui s'est échauffée au cours de cette réaction est ensuite filtrée à chaud par aspiration modérée et l'hydroxyde de fer (III) recueilli sur le filtre est lavé à l'eau distillée chaude pour être dépouillée des ions chlorure On vérifie la présence d'ions chlorure par réaction avec le nitrate d'argent X Le précipité frais, encore humide, est dissous à partir du filtre au moyen de 50 cm 3 d'acide acétique à 99,5 % chaud Si la solution est trouble, elle est centri- fugée et la solution claire est utilisée pour la préparation du complexe de fer. Il est commode de préparer des volumes multiples de la solution de réserve L'acétate cle fer (III) dans l'acide acétique peut être conservé sans précipitation pendant une -10- assez longue période. La teneur en fer (III) de la solution préparée de cette manière est déterminée avec Précision par com- plexométrie Comme conséquence de la dilution et de pertes possibles au cours de la préparation, la teneur en fer sera de 1-1,2 mole/dm 3. b) Préparation de la solution pour injection A partir de la solution de réserve d'acétate de fer (III) préparée et analysée en ce qui concerne la teneur en fer comme décrit dans la partie a), un volume équivalent à 100, 00 cm 3 de solution de fer (III) à 1,786 mole/dm 3 ( 100 mg Fe/cm) est mesuré dans un ballon de 1 litre d'un appareil de distillation à la vapeur d'eau On ajoute à cette solution des quantités de 21,301 g d'acide lacto- bionique et de 19,279 g de dextrane, mesurées avec une précision analytique Ces matières se dissolvent dans la solution contenant du fer en deux jours à la température ambiante L'acide acétique formé dans la réaction entre les atomes de fer et les ligands est éliminé par distil- lation à la vapeur d'eau On continue la distillation à la vapeur d'eau jusqu'à ce que le p H de la solution soit de 4,7 à 4,9 La solution est ensuite concentrée à 100 cm 3 par distillation sous vide La teneur en fer de la solution obtenue de cette manière est déterminée par complexométrie et on mesure aussi la pression osmotique de la solution. Le spectre de M 6 ssbauer de glace amorphe obtenue par congélation rapide de quelques gouttes de la solution est enregistré à la température de l'air liquide. Exemple 2 On répète chaque étape du procédé comme décrit dans l'exemple 1, à ceci près que dans le volume de la solution de réserve d'acétate de fer (III), préparée comme décrit dans la partie a) de l'exemple 1 qui est équivalent à cm 3 de solution de fer d'une concentration de 1,786 mole/dm, on dissout 15,98 g d'acide lactobionique et 14,47 g de dextrane. -11- Exemple 3 On conduit chaque étape du procédé comme décrit dans l'exemple 1, à ceci près que dans le volume de la solution de réserve d'acétate de fer;(III), préparée comme décrit dans la partie a) de l'exemple 1, qui'est équivalent à cm 3 de solution de fer d'une concentration de 1,786 mole/dm 3, on dissout 8,76 à 11,68 g d'acide lactobionique et 14,47 à 19,29 g de dextrane On continue la préparation comme décrit dans la partie b)de l'exemple 1. Exemple 4 On conduit chaque étape du procédé comme décrit dans l'exemple 1, à ceci près que dans le volume de la solution de réserve d'acétate de fer (III), préparée comme décrit dans la partie a) de l'exemple 1, qui est équivalent à 100 cm de solution de fer d'une concentration de 1,786 mole/dm, on dissout 15,54 à 20,72 g d'acide maltobionique et 1,47 à 19,29 g de dextrane On continue la préparation comme décrit dans la partie b) de l'exemple 1. Exemple 5 On conduit chaque étape du procédé comme décrit dans l'exemple 1, à ceci près que dans le volume de la solution de réserve d'acétate de fer (III), préparée comme décrit dans la partie a) de l'exemple 1, qui est équivalent à cm 3 de solution de fer d'une concentration de 1,786 mole/dm, on dissout 35,17 g d'acide lactobionique On continue la préparation comme décrit dans la partie b) de l'exemple 1. Exemple 6 On conduit chaque étape du procédé comme décrit dans l'exemple 1, à ceci près qu'après concentration par dis- tillation sous vide, on dissout dans la solution 100 g/cm 3 d'hydroxy-cobolamine comme adjuvant. -12- REVENDICATIONS 1 Une solution aqueuse d'un complexe de fer de la formule Fe 8 L 2 D 2 Ac/OH/21 dans laquelle L est un ligand lactobionate ou acide de sucre, D est une maille glucopyranoside de dextrane et Ac est l'ion acétate. 2 Un procédé pour la préparation d'une solution à usage pharmaceutique contenant un complexe mixte poly- nucléaire, électriquement neutre, de fer (III) comme ingrédient actif, caractérisé en ce que de l'hydroxyde de fer (III) fraîchement précipité et lavé de façon à être exempt d'anions est dissous dans de l'acide acétique, l'acétate de fer (III) obtenu de cette manière est mis à réagir avec un acide de sucre ( 0,25 à 0,5 équivalent) et du dextrane ( 0,25 à 0, 5 équivalent) ou avec un acide de sucre ( 0,5 à 1,0 équivalent), puis l'acide acétique formé au cours de la réaction est éliminé par distillation à la vapeur d'eau, on continue la distillation à la vapeur d'eau jusqu'à ce que le p H de la solution atteigne une valeur de 4,5 à 5, 0, puis la concentration requise du fer est réglée par distillation sous vide, la solution est ensuite stérilisée et, éventuellement, on ajoute des additifs ou adjuvants. 3 Un procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, comme acide de sucre, on utilise l'acide lacto- bionique, l'acide gluconique, l'acide maltobionique.