ПРЕПАРАТ, СОДЕРЖАЩИЙ КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ЖЕЛЕЗА (III) И АКТИВНОЕ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЕ ВЕЩЕСТВО
PREPARATION CONTAINING COMPLEX IRON (III) COMPOUNDS AND ACTIVE REDOX SUBSTANCE

Настоящее изобретение относится к препарату, содержащему комплексные соединения железа(III), которые имеют характерный окислительно-восстановительный потенциал, в частности, с углеводами или их производными, в особенности с декстринами или продуктами окисления декстринов, и одно или больше активное окислительно-восстановительное вещество (вещества), в частности аскорбиновую кислоту, а также витамины, микроэлементы, минералы, нутриенты (питательные вещества) и/или кофакторы, а также к препарату в качестве медикамента для лечения железодефицитных состояний и дальнейших болезней и применение комплексных соединений железа(III) для приготовления медикаментов для лечения железодефицитных состояний и связанных с ними болезней, в котором медикамент вводят одновременно с или близко во времени с окислительно-восстановительным веществом(ами).
Дефицит железа является наиболее общим дефицитом микроэлементов, распространенным во всем мире. Около двух миллиардов людей во всем мире страдает от железодефицита или железодефицитной анемии (Е.М. DeMaeyer, "Preventing and controlling iron deficiency anaemia through primary health care". World Health Organization, Geneva, 1989, ISBN 9241542497).
Применение оксида железа(III) в качестве активного ингредиента для лечения синдромов иммунодефицита, в особенности AIDS, известно из WO 95/35113.
Терапевтически пригодные инъекционные препараты железа и технологические процессы для их приготовления известны из DE 1467980.
Технологические способы для приготовления комплексных соединений железа(III) с полимальтозой, пригодных для парентерального введения, известны из Патента США 3076798.
Применение железо-углеводных комплексов в лечении или профилактике состояний железодефицита известно из WO 04/037865.
Комплексные соединения железа с гидрогенизированными декстринами для лечения или профилактики железодефицитных состояний известны из WO 03/087164.
Комплексные соединения железа(III) с пуллуланом и их применение в лечении или профилактике железодефицитных состояний известны из WO 02/46241.
WO 99/48533 раскрывает соединения железо-декстрана для лечения железодефицитной анемии, которые включают гидрогенизированные декстраны с характерной молекулярной массой приблизительно 1000 дальтон.
WO 01/00204 раскрывает соединения против анемии, которые содержат комплексы Fe(III) с гидроксаматами, гидроксипиридинонами и сидерофорами (катехоламидами) и витамин С и/или Е для защиты от окислительного стресса и дисфункции эндотелия. Окислительный потенциал использованных комплексов железа(III) не обсуждается.
US-A-4994283 раскрывает композиции, содержащие комплексы железа(II) или железа(III) с сахарами и аскорбат в виде фруктового сока для лечения анемий.
WO 2004/082693 раскрывает композиции, содержащие комплексы железа(II) и железа(III), например, с углеводами, такими как декстран, декстрин/полимальтоза и, в особенности, сахароза, для лечения синдрома «беспокойных ног». В композицию могут быть добавлены обычные адъюванты, такие как аскорбиновая кислота.
ЕР-А-0134936 раскрывает гидроталцитподобные комплексы, содержащие железо(III), для лечения анемий, например, в питьевой форме. Кроме того, добавками являются, например, глюкоза и, предпочтительно, аскорбиновая кислота и глютатион.
Известно, что сульфаты железа сравнительно часто вызывают неприятные дозо-зависимые вторичные реакции, такие как расстройство желудочно-кишечного тракта и обесцвечивание зубов. Железо из соединений солей железа подвергается пассивной диффузии свободных ионов железа. Железо может поступать в кровообращение и таким образом вызывать вторичные реакции или интоксикацию железом. Соответственно, относительно низким является даже значение LD50 230 мг железа/кг у белых мышей.
Применение железо-декстрана раскрыто в Oski et al. "Effect of Iron Therapy on Behavior Performance in Nonanemic, Iron-Deficient Infants", PEDIATRICS 1983; Volume 71; 877-880. Парентеральное применение железо-декстрана является неблагоприятным из-за возможности появления анафилактического шока, вызванного декстраном.
Обычные оральные препараты железа, как правило соли железа(II), часто вызывают тяжелые побочные эффекты со стороны желудочно-кишечного тракта, которые приводят к плохому соблюдению больным режима и схемы лечения. Оральная терапия железом может увеличивать повреждения интестинальной ткани, катализируя образование активных форм кислорода. Так как свободное железо является сильным катализатором образования активных форм кислорода, оральная терапия железом(II) может быть губительной, особенно для пациентов с хроническим воспалением кишечника. Оральные препараты железа(II) слабо абсорбируются и приводят к высоким концентрациям железа в фекалиях. Значительная часть железа доступна для каталитической активности. Когда железо вступает в контакт со слизистой, которая уже может быть воспалена, это может вызвать образование активных форм кислорода и таким образом увеличить повреждение ткани.
Комплекс железа(III) с полимальтозой содержит железо в неионном виде, которое является менее токсичным. При введении соединений этого типа случаются некоторые побочные эффекты, но соблюдение больным режима и схемы лечения улучшается по сравнению с сульфатом железа(II) (Jacobs, P., Wood, L., Bird, A.R., Hematol. 2000, 5: 77-83).
Результаты различных исследований показали, что количество аскорбиновой кислоты, присутствующей в пище, влияет на абсорбцию железа, и что добавление аскорбиновой кислоты к пище значительно улучшает биодоступность железа, содержащегося в пище (например, Björn-Rasmussen Е. et al., Nutr. Metabol. 1974, 16, 94-100; Cook J.D. et al., Am. J. Clin. Nutr. 1977, 30, 235-241; Derman D.P. et al., Scand. J. Haematol. 1980, 25, 193; Gillooly С.et al., Scand. J. Haematol. 1982, 29, 18-24; Hallberg L., Ann. Rev. Nutr. 1981, 1, 123-147; Hallberg, L. et al., Am. J. Clin. Nutr. 1984, 39, 577; Morch, T.A. et al., Am. J. Clin. Nutr. 1982, 36, 219-223; Sayers M.H., Br. J. Haematol. 1973, 24, 209-218; Sayers M.H. et al., Br. J. Nutr. 1974, 31, 367-375; Sayers M.H. et al., Br. J. Haematol. 1972, 28, 483-495). Часто предполагают, что уменьшение малорастворимого трехвалентного железа относительно легкорастворимого двухвалентного железа играет решающую роль.
Принимая это во внимание, были разработаны специальные препараты железа, содержащие аскорбиновую кислоту, которые в настоящее время широко представлены на рынке. Эти препараты представляют собой комбинацию солей железа(II), преимущественно сульфата железа(II) с аскорбиновой кислотой. Аскорбиновая кислота в этих препаратах служит для предотвращения окисления железа(II) в железо (III) в препарате.
Кроме того, известно, что соли железа(II) образуют окрашенный комплекс с аскорбиновой кислотой и что аскорбиновая кислота образует растворимый хелатный комплекс с хлоридом железа(III) при кислых значениях рН, но не осаждается с железом(III) при щелочных значениях рН. Растворимый комплекс железо(III)-хелат является стабильным и содержит железо в растворимой форме, даже если раствор впоследствии становится щелочным (Conrad, M.E. et al., Gastroenterology 1968, 55, 35-45).
2+
3+
2+
3+
3+
С помощью мессбауэровской и UV/VIS спектроскопии в бескислородных условиях можно показать, что в интервале рН 6-7 аскорбиновая кислота образует комплексы не с Fe, а с Fe (Hamed, M.Y. et al., Inorg. Chim. Ada 1988, 152. 227-231). Fe не образует комплексы с аскорбиновой кислотой, и выпадение осадков, следовательно, наблюдается в щелочном диапазоне, в противоположность системе Fe с аскорбиновой кислотой, которая присутствует в виде раствора комплекса Fe(III) при нейтральном и щелочном значении рН (Gorman, J.E. et al., J. of Food Science 1983, 48, 1217-1225). Fe образует красный водорастворимый комплекс (1:1) с аскорбиновой кислотой при рН 6,5 (Hamed, M.Y. et al., Inorg. Chim. Acta 1988, 12, 227-231).
Комплексы железа(III) можно разделить на две следующие группы:
- те, которые могут быть восстановлены при физиологических условиях (рН 7) с NADP(H) до железа(II),
- те, которые не могут быть восстановлены при этих условиях.
+
Критический окислительно-восстановительный потенциал, следовательно, равен -324 мВ. Это окислительно-восстановительный потенциал NAD(P)H/NADP при рН 7.
Известно, что окислительно-восстановительный потенциал для реакции превращения аскорбиновой кислоты в дегидроаскорбиновую кислоту при рН 7 равен -66 мВ (Borsook, H. et al., Proc. N.A.S. 1933, 875-878). Это означает, что комплексы железа(III), окислительно-восстановительный потенциал которых <-66 мВ при рН 7, не могут быть восстановлены аскорбиновой кислотой. Комплекс железо(III)-полимальтоза имеет окислительно-восстановительный потенциал -332 мВ при рН 7 (Crichton, R.R., Danielson, B.G., Geisser, P. Iron Therapy with special emphasis on intravenous administration, 2nd edition, UNI-MED Verlag AG, Bremen, 2005, p.44, Fig.6.4).
На всем протяжении настоящей патентной заявки все окислительно-восстановительные потенциалы всегда измерены и приведены относительно стандартного водородного электрода (NHE).
3+
2+
Более ранние исследования уже рассматривали восстановление Fe до Fe в желудочно-кишечном тракте (Gorman, J.E. et al., J. of Food Science 1983, 48, 1217-1225). Более поздние исследования показали, что восстановление происходит при сильно кислых значениях рН, но образование комплекса железо(III)-аскорбиновая кислота является более быстрой реакцией и может иметь место даже при более высоких значениях рН (Dorey, С.et al., Iron Club Meeting 1988; Xu, J. et al., Inorg. Chem. 1990, 29, 4180-4184).
2
3
3
2
Еще в 1968 было показано, что FeCl и FeCl демонстрируют гораздо лучшие результаты абсорбции в комбинации с аскорбиновой кислотой, чем без нее (Conrad, M.E. et al., Gastroenterologie 1968, 55, 35-45). Конкретно, это исследование показало, что Fe(III) повторно поглощается из FeCl приблизительно так же, как и Fe(II) из FeCl, что аскорбиновая кислота вызывает эффект увеличения абсорбции для Fe(II) и Fe(III), что из исследованных препаратов наилучшую абсорбцию демонстрирует комплекс железа с аскорбиновой кислотой и что соответствующий препарат демонстрирует более высокую абсорбцию по сравнению с другими исследованными препаратами не только у крыс с анемией, но также у крыс без анемии.
Derman (Derman, D.P. et al., Scand. J. Haematol. 1980, 25, 193-201) сумел показать, что абсорбция 3 мг Fe в виде ферритина или гидроксида железа(III) из маисовой каши улучшается добавлением 100 мг аскорбиновой кислоты в каждом случае от 0,4% до 12,1 и 10,5% соответственно. Часть диализуемого железа может быть значительно улучшена образованием комплекса с аскорбиновой кислотой при рН 3,0 и 7,0.
Более того, известно, что кислота не увеличивает абсорбцию солей железа(II) или железа гемоглобина, но может увеличить абсорбцию железа из солей железа(III) и из пищи (Conrad, M.E. et al., Gastroenterology 1968, 55, 35-45). Ионное железо(III) не абсорбируется слизистой кишечника, и следовательно, желудочно-кишечная секреция должна сначала восстановить ионное железо(III) до ионного железа(II) или его хелата для того, чтобы растворить железо и увеличить его абсорбцию.
Дальнейшее исследование Naito (Naito, Y. et al., Digestion 1995, 56, 472-478) показало, что ионы железа(II) в комбинации с аскорбиновой кислотой вызывают местные изъязвления в желудочно-кишечном тракте и что опосредованное радикалами кислорода перекисное окисление липидов играет решающую роль в патогенезе изъязвлений желудка, вызываемых железом(II) в комбинации с аскорбиновой кислотой.
Ранее было предположено, что высокие концентрации аскорбиновой кислоты ингибируют перекисное окисление липидов, предположительно благодаря прямым антиокислительным свойствам (Bucher, J.R., et al., Fund. Appl. Tox. 1983, 3, 222-226), а также сохранением железа исключительно в восстановленной форме (Baughler, J.M. et al., J. Biol. Chem. 261, 10282-10289).
Однако железо(II) реагирует с кислородом, давая железо(III) и свободные радикалы ОН. Образование этих радикалов приводит к интенсивным побочным эффектам, являющимся нежелательными. Исследование Fodor недавно показало (Fodor, I. et al., Biochim. Biophys. Acta 961 (1988), 96-102), что комбинация железа(II) с аскорбиновой кислотой приводит к значительно большим изъязвлениям в желудочно-кишечном тракте, чем одно железо(II). Более того, данное исследование показало, что аскорбиновая кислота в комбинации с железом(II) является промотором перекисного окисления липидов, а не ингибитором, как предполагалось ранее, так как из всех исследованных комбинаций комбинация железа(II) с аскорбиновой кислотой вызывала наиболее интенсивное перекисное окисление липидов. Перекисное окисление липидов является в свою очередь ответственным за повреждение биологических мембран и, следовательно, изъязвления.
Дальнейшие исследования также показали, что комбинация железа(II) и аскорбиновой кислоты является токсичной (Higson, F.K., et al., Free Rad. Res. Comms. 1988, 5, 107-115; Uchida, К. et al., Agric. Biol. Chem. 1989, 53, 3285-3292). Повреждение, происходящее на клеточном уровне в результате этих токсических эффектов, затем вызывает побочные эффекты и плохое соблюдение больным режима и схемы лечения.
Окислительный стресс, в частности перекисное окисление липидов, связан, например, с повышенным риском сердечного приступа, рака и атеросклероза. Окислительная модификация липопротеинов низкой плотности (LDL) несет ответственность за атерогенез (см. ссылки, приведенные в Tuomainen et al., Nutrition Research, Vol.19, No.8, pp.1121-1132, 1999).
Поэтому изобретатели в качестве своей цели наметили открытие препаратов легко переносимого (толерантного) железа(III) в комбинации с одним или больше активным окислительно-восстановительным веществом(вами), препаратов, которые пригодны для лечения железодефицитных состояний и обеспечивают улучшенную биодоступность железа без проявления вышеописанных неблагоприятных эффектов известных препаратов с комбинацией железо(II)-аскорбиновая кислота, таких как, образование изъязвлений в желудочно-кишечном тракте и окислительный стресс вследствие перекисного окисления липидов.
Целью изобретения являлась, следовательно, разработка комбинации железа(III) и одного или больше активного окислительно-восстановительного вещества (веществ), в которой железо(III) не является восстановленным до железа(II) с помощью активного окислительно-восстановительного вещества (веществ), в частности аскорбиновой кислоты, и соответственно не вызывает окислительный стресс. С другой стороны, следовало использовать оптимальную возможность абсорбции для железа посредством образования комплексов железа(III) с активным окислительно-восстановительным веществом (веществами).
Цель достигается посредством препарата согласно изобретению, который включает комплексные соединения железа(III), обладающие характерным окислительно-восстановительным потенциалом, в частности комплексные соединения железа(III) с углеводами или их производными, и одно или больше активное окислительно-восстановительное вещество (вещества), в частности аскорбиновую кислоту.
Комплексные соединения железа(III) с углеводами, в частности с полимальтозой (мальтодекстрином), являются в высокой степени переносимыми и показывают высокое соблюдение больным режима и схемы лечения. Во время лечения комплексами железа(III) не происходит окислительного стресса.
-3
4
3
Исследования изобретателей показали, что комплекс железо(III)-полимальтоза, восстановительный потенциал которого при рН7 равен -332 мВ, не реагирует с аскорбиновой кислотой, давая дегидроаскорбиновую кислоту при рН 3; 5,5 и 8 в забуференном растворе (буферные системы рН 3,0: 10 мол/л HCl; рН 5,5 и рН 8,0: 0,1 мол/л NHCl/NH; см. Geisser, P., Arzneim.-Forsch./Drug Res. 1990, 40 (II), 7, 754-760), за исключением кислорода.
Хотя только комплексные соединения железа(III) с полимальтозой приводят к слабому увеличению уровня ферритина, более эффективно они используются для синтеза гемоглобина (Т.-Р. Tuomainen et al., loc. cit., p.1127).
Согласно изобретению под железодефицитным состоянием понимают состояние, при котором содержание гемоглобина, железа и ферритина снижено в плазме, а трансферрина увеличено, что приводит к уменьшенному насыщению трансферрина.
Состояние, которое следует лечить в соответствии с изобретением, включает железодефицитную анемию и железодефицит без анемии. Разделение можно сделать, например, с помощью уровня гемоглобина и величины насыщения трансферрина (%). Контрольные уровни гемоглобина, определенные с помощью проточной цитометрии или фотометрического гемоглобинцианидного метода, и исходные значения для железа, ферритина и трансферрина перечислены, например, в справочной базе данных Charité, Institut für Laboratoriumsmedizin und Pathobiochemie (http://www.charite.de/ilp/routine/parameter.html) и в Thomas, L. Labor und Diagnose, TH Book Verlagsgesellschaft, Frankfurt/Main 1998. У пациентов без дефицита железа насыщение трансферрина составляет как правило >16%. У пациентов без дефицита железа значение ферритина составляет как правило по меньшей мере 30 мкг/л и значение гемоглобина составляет по меньшей мере 130 г/л.
Согласно М.Wick, W.Pinggera, P.Lehmann, Eisenstoffwechsel - Diagnostik und Therapien der Anämien, 4th extended edition. Springer Verlag Vienna 1998, клинико-химическим способом можно определить все виды железодефицита. Сниженная концентрация ферритина как правило сопровождается, в виде компенсации, повышением трансферрина и низким насыщением трансферрина.
Препарат согласно изобретению можно, кроме того, использовать для улучшения иммунной защиты и умственных способностей.
Усиление иммунной защиты в рамках изобретения означает значительное улучшение иммунных ответов, что показано, например, по значительному усилению лимфоцитарного ответа на фитогемагглютинин (РНА) с помощью МТТ метода, по улучшению теста восстановления нитросинего тетразолия (nitroblue tetrazolium test) (МВТ) с применением нейтрофилов, по усилению бактерицидной способности нейтрофилов (РСА), измеренной с помощью турбидиметрического способа, по улучшению ответа моноклональных антител, например CD3, CD4, CD8 и CD56, подсчитанных, например, с помощью проточного цитометра BD простым методом окрашивания, и/или по ответу антител на корь, грипп Н и столбняк. В последних случаях, применение согласно изобретению в частности приводит к улучшению уровня нейтрофилов, уровня антител и/или функции лимфоцитов, которую определяют, например, с помощью реакции лимфоцитов на фитогемагглютинин.
Улучшение умственных способностей в рамках изобретения включает, в частности, улучшение когнитивных функций и эмоционального поведения и выражается, например, в улучшении тестов на краткосрочную память (STM), тестов на долговременную память (LTM), в тесте "Прогрессивные матрицы Равена", в тесте «шкала интеллекта Векслера для взрослых» (WAIS) и/или в эмоциональном коэффициенте (Baron EQ-i, тест YV; версия для молодежи).
Препарат, согласно изобретению, можно также использовать в лечении синдрома «беспокойных ног» (RLS, также известный как синдром Экбома). Это болезнь, при которой пациенты не способны спокойно сидеть или даже стоять. Из-за непреодолимого побуждения двигаться пациенты также страдают от выраженной бессонницы. Как только пациент начинает двигаться, симптомы исчезают, но немедленно появляются снова, когда движение прекращается. Если заставить пациента лечь, наблюдаются непроизвольные движения ног. Для дальнейших пояснений этих признаков приведена ссылка WO 2004/083693.
Препарат, согласно изобретению, кроме того, является пригодным для лечения железодефицитных состояний у пациентов с хроническим воспалением кишечника, в частности болезнью Крона и язвенным неспецифическим колитом (Colitis ulcerosa).
Препарат, согласно изобретению, является также особенно пригодным для лечения или предотвращения железодефицитных состояний у беременных женщин, в частности, когда он содержит фармакологически активные компоненты в виде витаминов (за исключением аскорбиновой кислоты), минералов, микроэлементов, нутриентов и/или микроэлементов, как описано далее ниже.
Комплексными соединениями железа(III), которые можно использовать в соответствии с изобретением, являются соединения, имеющие окислительно-восстановительный потенциал при рН 7 от -324 мВ до -750 мВ, предпочтительно от -330 мВ до -530 мВ, особенно предпочтительно от -332 мВ до -475 мВ. Данные условия выполняются, в частности, специфическими комплексами железо(III)-полимальтоза, комплексами железо(III)-декстрин, комплексами железо(III)-декстран и железо(III)-сахароза, а также и комплексом железо(III)-трансферрин. Комплексы железо(III)-полимальтоза, имеющие указанный окислительно-восстановительный потенциал, являются особенно предпочтительными. Однако другие комплексные соединения железа(III) также являются пригодными при условии, что они имеют окислительно-восстановительный потенциал в упомянутом пределе.
Комплексные соединения железа(III), которые можно использовать в соответствии с изобретением, представляют собой, в частности, комплексы с углеводами. Они предпочтительно включают углеводы, выбранные из группы, состоящей из декстранов и их производных, декстринов и их производных и пуллулана, олигомеров и/или их производных. Указанные производные включают, в частности, гидрогенизированные производные. Комплексные соединения железа(III) с декстринами или продукты окисления этого являются особенно предпочтительными. Примеры препарата комплексных соединений железа(III), согласно изобретению, можно найти, например, в патентных описаниях DE 14679800, WO 04037865 A1, US 3076798, WO 03/087164 и WO 02/46241, упомянутых вначале, совокупность раскрытий которых, в частности, в отношении процессов приготовления, включена в данное описание. Термин «декстрины», который предпочтительно используется в соответствии с изобретением, является общим термином для различных низших и высших полимеров единиц D-глюкозы, которые образуются при неполном гидролизе крахмала. Декстрины также могут быть получены полимеризацией сахаров (например, WO 02083739 А2, US 20030044513 A1, US 3766165). Декстрины включают мальтодекстрины или полимальтозы, которые получают ферментативным расщеплением, например, кукурузного или картофельного крахмала альфа-амилазой, и отличаются степенью гидролиза, который выражается значением DE (эквивалент декстрозы). Полимальтозу также можно получить согласно изобретению с помощью кислотного гидролиза крахмалов, в частности декстринов. Получение комплексных соединений железа(III), которые можно использовать в соответствии с изобретением, в частности, происходит реакцией солей железа(II) или железа(III), в частности хлорида железа(III), с декстринами, в частности полимальтозой, или продуктами окисления декстринов в водном щелочном растворе (рН>7) и последующей обработкой. Также возможно получение в диапазоне слабокислых значений рН. Однако предпочтительными являются щелочные значения рН, например, >10.
Значение рН предпочтительно увеличивают медленно или постепенно, что можно выполнить, например, сначала добавляя слабое основание, например к рН около 3; дальнейшая нейтрализация затем может быть выполнена с применением более сильного основания. Подходящими слабыми основаниями, например, являются щелочные или щелочно-земельные карбонаты, бикарбонаты, такие как карбонат натрия и калия или бикарбонат, или аммоний. Сильными основаниями являются, например, щелочные или щелочно-земельные гидроокиси, такие как гидроксид натрия, калия, кальция или магния.
Реакция может быть поддержана нагреванием. Например, можно использовать температуру величиной порядка от 15°С до температуры кипения. Предпочтительно увеличивать температуру постепенно. Например, сначала нагревание можно выполнить приблизительно от 15 до 70°С, а затем температуру можно постепенно увеличить до кипения.
Время реакции составляет, например, величину порядка от 15 минут до нескольких часов, например от 20 минут до 4 часов, например от 25 до 70 минут, например от 30 до 60 минут.
Когда реакция осуществлена, полученный раствор можно, например, охладить до комнатной температуры и по выбору разбавить и по выбору профильтровать. После охлаждения значение рН может быть доведено до нейтральной точки или немного ниже, например до значений от 5 до 7 добавлением кислоты или основания, В качестве оснований можно, например, использовать основания, упомянутые выше для реакции. Кислоты включают, например, соляную кислоту и серную кислоту. Полученные растворы очищают и используют непосредственно для приготовления медикаментов. Однако также возможно выделить комплексы железа(III) из раствора, например, осаждением со спиртом, таким как алканол (alkanol), например этанол. Также выделение можно осуществить с помощью распылительной сушки. Очистка может быть выполнена обычным способом, в частности для удаления солей. Это можно осуществить, например, обратным осмосом. Обратный осмос может быть выполнен, например, перед распылительной сушкой или перед непосредственным применением в медикаментах.
Полученные комплексы железа(III), например, имеют содержание железа от 10 до 40% вес./вес., в частности от 20 до 35% вес./вес. Обычно они легко растворимы в воде. Возможно приготовить их из нейтральных водных растворов, имеющих содержание железа, например, от 1% вес./об. до 20% вес./об. Такие растворы можно стерилизовать нагреванием.
Что касается получения комплексных соединений железо(III)-полимальтоза, также можно сделать ссылку на США 3076798.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения изменено комплексное соединение гидроокиси железа(III) с полимальтозой. Это комплексное соединение железа(III) с полимальтозой предпочтительно имеет молекулярную массу в пределах от 20000 до 500000, в предпочтительном варианте осуществления изобретения от 30000 до 80000 дальтон (определена с помощью гельпроникающей хроматографии, например, как описано Geisser et al. in Arzneim. Forsch. / Drug Res. 42 (11), 12, 1439-1452 (1992), Section 2.2.5.). Особенно предпочтительным комплексным соединением гидроокиси железа(III) с полимальтозой является Мальтофер от Вифор (International) AG, Швейцария, который является коммерчески доступным. В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения, используется комплексное соединение железа(III) с продуктом окисления одного или больше мальтодекстринов. Это достижимо, например, из водного раствора соли железа(III) и водного раствора продукта окисления одного или больше мальтодекстринов с водным раствором гипохлорита при значении рН в щелочном диапазоне, в котором, при применении одного мальтодекстрина его декстрозный эквивалент составляет от 5 до 37, при применении смеси множества мальтодекстринов декстрозный эквивалент смеси составляет от 5 до 37, и декстрозный эквивалент отдельных мальтодекстринов в смеси составляет от 2 до 40. Средневзвешенная молекулярная масса Mw полученных таким образом комплексов составляет, например, от 30 kDa до 500 kDa, предпочтительно от 80 до 350 kDa, особенно предпочтительно вплоть до 300 kDa (определена с помощью гельпроникающей хроматографии, например, как описано Geisser et al. in Arzneim. Forsch. / Drug Res. 42 (11), 12, 1439-1452 (1992), Section 2.2.5). В этой связи может быть сделана ссылка, например, на WO 2004037865 A1, раскрытие которого целиком включено в настоящую заявку.
В отношении получения комплексных соединений железа с гидрогенизированными декстринами может быть сделана ссылка на WO 03/087164.
В отношении получения комплексных соединений железо(III)-пуллулан может быть сделана ссылка на WO 02/46241.
В качестве активного окислительно-восстановительного вещества (веществ) можно использовать в соответствии с изобретением аскорбиновую кислоту, витамин Е, цистеин, физиологически приемлемые фенолы/полифенолы и глутатион. Подходящими физиологически приемлемыми фенолами/полифенолами являются, например, кверцетин, рутин, флавоны, другие флавоноиды (например, камферолы) и гидрохиноны, в частности кверцетины, а также и производные упомянутых соединений. Особенно предпочтительной является аскорбиновая кислота. Можно использовать одно или больше из этих активных окислительно-восстановительных веществ; особенное предпочтение отдано комбинации витамина Е с аскорбиновой кислотой и одной аскорбиновой кислоте.
В препарате согласно изобретению комплексное соединение железа(III) и активное окислительно-восстановительное вещество (вещества), в частности аскорбиновая кислота, предпочтительно находится в весовом отношении от 1:0,05 до 1:20, предпочтительно от 1:0,3 до 1:2, особенно предпочтительно от 1:0,4 до 1:1,8, наиболее предпочтительно 1:1,5 (исходя из комплексного соединения железа(III), а не железа(III)).
1
2
6
12
3
Препарат согласно изобретению, кроме того, может по выбору включать фармакологически активные компоненты, которые выбраны из группы, состоящей из витаминов (за исключением аскорбиновой кислоты), микроэлементов, минералов, нутриентов и кофакторов. Фармакологически активными компонентами предпочтительно являются витамины - β-каротин, тиамин (витамин B), рибофлавин (витамин B), пиридоксин (витамин В), цианокабаламин (витамин B), холекальциферол (витамин D), α-токоферол (витамин Е), биотин (витамин Н), кофакторы - пантотеновая кислота, никотинамид, фолиевая кислота, микроэлементы/минералы - медь, марганец, цинк, кальций, фосфор и/или магний, и нутриенты-аминокислоты, олигопептиды, углеводы и жиры, по выбору в виде физиологически приемлемых солей. Подходящими физиологически приемлемыми солями являются любые обычные физиологически приемлемые соли, предпочтительно соли неорганических кислот или оснований, такие как гидрохлориды, сульфаты, хлориды, фосфаты, гидрогенфосфаты, дигидрогенфосфаты, гидроокиси, или соли органических кислот, такие как, например, ацетаты, фумараты, малеаты, цитраты и т.д. Кроме того, фармакологически активные компоненты могут также присутствовать в виде гидратов или сольватов. Фосфор предпочтительно добавляют в виде фосфатов или гидрогенфосфатов.
Так как аскорбиновая кислота окисляется под действием атмосферного кислорода при нейтральном значении рН, образуя дегидроаскорбиновую кислоту, препараты в виде обычных растворов, подвергающихся действию воздуха, являются не очень подходящими или совсем неподходящими согласно изобретению.
Однако препараты, являющиеся стабильными в течение более длительного периода, такие как, таблетки (жевательные таблетки, таблетки с пленочным покрытием, шипучие таблетки), шипучие гранулы, порошковые смеси, капсулы, маленькие пакеты (саше), а также наборы, в которых комплекс железа(III) и других компонентов по выбору находится в растворе, например, в однодозовых пузырьках или флаконах, и активное окислительно-восстановительное вещество (вещества), в частности аскорбиновая кислота, предпочтительно в виде порошка или гранул добавляется/добавляются непосредственно перед употреблением, являются весьма подходящими. Вода, между прочим, используется в качестве растворителя для указанных растворов, но подходящими также являются обычные сиропы или соки. Особенное преимущество отдается согласно изобретению однодозовым контейнерам, т.е. сосудам, предпочтительно изготовленным из стекла, крышка которых разработана как контейнер для активных окислительно-восстановительных веществ, которые затем быстро вносятся и смешиваются с содержимым перед употреблением с помощью проталкивания дна крышки в сосуд. Такие однодозовые контейнеры известны и коммерчески доступны.
Кроме того, согласно изобретению обеспечено потребление комплексного соединения железа(III) одновременно с или близко по времени с активным окислительно-восстановительным веществом (веществами), в частности аскорбиновой кислотой, активное окислительно-восстановительное вещество (вещества) предпочтительно является потребляемым (потребляется) в виде раствора, особенно предпочтительно в виде фруктового сока, в частности апельсинового сока.
«Близко по времени» здесь означает, что два компонента вводятся с интервалом не более чем 2 часа, предпочтительно не более чем 30 минут.
Предпочтительно потребляется от 40 мг до 120 мг, более предпочтительно от 60 мг до 100 мг, железа(III) (посчитанного как железо(III), а не комплекс железа(III)) в виде таблетки, капсулы, капли, сока, драже или другого орального галенова (galenic) препарата, со 100 мл апельсинового сока, соответствующего содержанию аскорбиновой кислоты около 150 мг. Особенное преимущество отдается таблеткам, содержащим 60 мг или 100 мг железа(III). Далее фармакологически активные компоненты, как указано выше, могут по выбору находиться или в препарате комплекса железа(III) или в растворе активного окислительно-восстановительного вещества (веществ) или в обоих.
Комплексные соединения гидроокиси железа(III) и активное окислительно-восстановительное вещество (вещества), и, кроме того, компоненты по выбору могут быть доставлены в пригодной фармацевтической форме с обычными фармацевтическими переносчиками или вспомогательными веществами. С этой целью можно использовать обычные связующие вещества или смазочные вещества, дилюенты, дезинтеграторы, наполнители и т.д. Таблетки можно покрыть обычными пленкообразующими веществами. По желанию могут быть добавлены ароматизаторы, вещества, придающие вкус, и красители.
Комплексные соединения гидроокиси железа(III), используемые в соответствии с изобретением, применяют орально. Ежедневная доза введения составляет, например, от 10 до 500 мг железа(III)/день. Пациенты с железодефицитом или железодефицитной анемией потребляют, например, 100 мг железа(III) от 2 до 3 раз ежедневно, а беременные женщины потребляют 60 мг железа(III) от 1 до 2 раз ежедневно (в каждом случае вычисленное как железо (III), а не как комплекс).
Ежедневная доза активного окислительно-восстановительного вещества, в частности аскорбиновой кислоты, составляет, например, от 50 до 300 мг ежедневно, предпочтительно около 150 мг, что приблизительно соответствует одному стакану апельсинового сока.
Препарат можно без сомнения применять в течение нескольких месяцев до улучшения статуса железа, который отражается уровнем гемоглобина у пациента, насыщением трансферрина и значением ферритина, или до желательного улучшения умственных способностей, или до достижения иммунного ответа, или до улучшения симптомов синдрома «беспокойных ног».
Препарат согласно изобретению могут принимать дети, молодежь и взрослые.
Применение согласно изобретению происходит в частности посредством улучшения показателей железа, гемоглобина, ферритина и трансферрина; улучшения в тесте на краткосрочную память (STM), тесте на долговременную память (LTM), в тесте "Прогрессивные матрицы Равена", в тесте «шкала интеллекта Векслера для взрослых» (WAIS) и/или улучшения эмоционального коэффициента (Baron EQ-i, тест YV; версия для молодежи) или улучшения уровня нейтрофилов, уровня антител и/или функции лимфоцитов.
Действие изобретения объясняют и демонстрируют следующие примеры.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Пример 1
Таблетки с пленочным покрытием готовили стандартным способом. Каждая таблетка содержала следующие компоненты:
β-каротин
7,2 мг
витамин В1 (как тиамина нитрат)
2,0 мг
витамин В2
1,8 мг
витамин В6 (как пиридоксина гидрохлорид)
2,7 мг
витамин В12
0,0026 мг
аскорбиновая кислота
95 мг
витамин D3
10 мкг
витамин Е12
мг
биотин
0,1 мг
пантотенат кальция
7,6 мг
никотинамид
20 мг
фолиевая кислота
0,8 мг
сульфат меди, безводный
5 мг
хлорида марганца тетрагидрат
11 мг
сульфата цинка моногидрат
52 мг
кальция гидроген фосфат, безводный
439 мг
оксид магния
166 мг
комплекс железо(III)-полимальтоза
226 мг (60 мг Fe(III))
кроскармеллоза натрия
41 мг
коллоидный безводный диоксид кремния
7 мг
стеарат магния
6 мг
микрокристаллическая целлюлоза
116 мг
Опадри 85F27316 (вещество, образующее пленку)
50 мг
Пример 2
Таблетки с пленочным покрытием готовили стандартным способом. Каждая таблетка содержала следующие компоненты:
комплекс железо(III)-полимальтоза
226 мг (60 мг Fe(III))
аскорбиновая кислота
95 мг
кроскармеллоза натрия
41 мг
коллоидный безводный диоксид кремния
7 мг
стеарат магния
6 мг
микрокристаллическая целлюлоза
116 мг
Опадри 85F27316 (вещество, образующее пленку)
50 мг
Пример 3
При исследовании комплекса железо(III)-полимальтоза с аскорбиновой кислотой (аскорбиновая кислота) при рН 3,0; 5,5 и 8,0 были получены следующие результаты:
рН
Время реакции [час]
Образование ионов Fe<sup>2+</sup> [%]
Образование дегидроаскорбиновой кислоты [%]
3,0
2
2
2
4
7
7
5,5
2
0
0
8,0
2
5
9
4
5
13
-5
Буферизованные растворы (буферы как описано выше, см. Geisser, P., Arneim.-Forsch./Drug Res. 1990, 40 (II), 7, 754-760) были смешаны в молярном отношении Fe(III): аскорбиновая кислота 1:1 (концентрация Fe(III) и аскорбиновой кислоты в смеси составляет 5×10 мол/л в каждом случае) и исследованы с помощью обычного спектрофотометра UV-VIS. Операция выполнена при полном исключении кислорода.
Таблица ясно показывает, что комплекс железо(III)-полимальтоза с аскорбиновой кислотой медленно реагирует в пределах 4-часового периода с образованием дегидроаскорбиновой кислоты и Fe(II) при значениях рН от 3 до 8.
Пример 4
Клиническое исследование
59
Было изучено действие свежевыжатого апельсинового сока (усиливающий агент) и чая (ингибитор) на абсорбцию меченого Fe в эритроцитах после орального введения комплекса железо(III)-полимальтоза субъекту с железодефицитом или без железодефицита.
Метод
59
Это одноцентровое перекрестное исследование. Каждый испытуемый субъект принимал участие в двух периодах, в течение которых была применена однократная доза 100 мг железа в виде Fe-меченого комплекса железо(III)-полимальтоза (меченый Мальтофер (Вифор (International) AG, Швейцария)). В течение одного периода испытуемые субъекты голодали на протяжении ночи до применения препарата; в течение другого они получали специальную пищу (группа А и группа В) до применения медикамента. В качестве альтернативы, медикамент был применен в состоянии насыщения с усиливающим абсорбцию железа агентом (апельсиновый сок) или ингибитором абсорбции железа (черный чай) (группа С и группа D). Всего в исследовании принимало участие 32 субъекта. Это были и здоровые субъекты, и субъекты с железодефицитом. Подробно, группы были поделены следующим образом:
Группа А: Субъекты с железодефицитом, которые получали тестовый (исследуемый) медикамент, последовательно, в каждом случае в состоянии после стандартизованного потребления пищи или после голодания в течение ночи (натощак).
Группа В: Нормальные испытуемые субъекты, которые получали тестовый медикамент, последовательно, в каждом случае после стандартизованного потребления пищи или после голодания в течение ночи.
Группа С: Субъекты с железодефицитом, которые получали тестовый медикамент, последовательно, в состоянии после стандартизованного потребления пищи вместе с апельсиновым соком или с черным чаем.
Группа D: Нормальные субъекты, которые получали тестовый медикамент, последовательно, в состоянии после стандартизованного потребления пищи вместе с апельсиновым соком или с черным чаем.
В группах А и В тестовый медикамент давали вместе с 100 мл водопроводной воды или на пустой желудок (т.е. после голодания в течение ночи) или после стандартизованного завтрака.
В группах С и D тестовый медикамент давали после стандартизованного завтрака со 100 мл свежевыжатого апельсинового сока (соответствует содержанию 150 мг аскорбиновой кислоты, при определении обычными способами) или со 100 мл черного чая.
59
Во всех группах в течение теста было введено, и таким образом всего потреблено, в каждом случае 2 мл Fe-меченых капель Мальтофер, соответствующих 100 мг железа, в каждом случае в 100 мл воды, апельсинового сока или черного чая (Earl Grey, 1 чайный пакетик на 100 мл воды, заваривая в течение 4 минут). Использованную чашку немедленно ополаскивали 100 мл воды, и эта вода также была выпита.
Когда тестовый медикамент применяли после потребления пищи, стандартизованный завтрак подавали за 30 минут до применения и заканчивали в течение 30 минут.
Все испытуемые субъекты дополнительно получали стандартизованные обеды, послеобеденные закуски и ужин приблизительно через 4, 6 и 9 часов, соответственно, после применения тестового медикамента.
Испытуемые субъекты соответствовали следующим требованиям:
- гемоглобин <130 г/л (железодефицит) или >130 г/л (норма),
- насыщение трансферрина <16% или ферритин <30 мкг/л (железодефицит), насыщение трансферрина ≥ 16% или ферритин ≥ 30 мкг/л (норма),
- отсутствие другой причины для анемии (талассемия, злокачественные опухоли, хронические инфекции и т.д.).
Тестовый продукт
59
100 мг железа были применены орально в виде 2 мл раствора комплекса Fe-меченого железа(III)-полимальтоза (капли Мальтофер, Вифор (International) AG, Швейцария) при концентрации 50 мг элементарного железа/мл. Это макромолекулярный комплекс (молекулярная масса 53200 дальтон). Мечение тестового медикамента, капель Мальтофер, полученных от производителя, было выполнено в GIN Laboratory, Университет Упсала, Швеция, согласно нашему собственному подробному описанию (спецификации), соответствующему GMP и GLP. В каждом случае были введены две однократные дозы с интервалом между ними, соответствующим периоду выведения, по меньшей мере, 21 день. Радиоактивность, введенная в двух периодах, составляла:
59
период 1:1 MBq Fe
59
период 2: 2 MBq Fe
Фармакокинетика и эффективность
59
59
59
Первичной фармакокинетикой (primary pharmacokinetics) и эффективной переменной (efficiency variable) было вхождение Fe в эритроциты. Второй конечной точкой была активность Fe в плазме. Образцы для определения Fe в плазме и эритроцитах отбирали через 96 часов после введения медикамента и в дни 7, 14 и 21 после введения медикамента. Образцы помещали в пробирки с EDTA и центрифугировали в течение 60 минут, образцы плазмы и эритроциты хранили в охлажденном виде до исследования.
Были измерены следующие параметры:
- гематология: гемоглобин крови, гематокрит крови, подсчет лейкоцитов крови, эритроциты RBC, лейкоциты WBC, средний объем эритроцитов (MCV), среднее содержание гемоглобина в эритроците (МСН), средняя концентрация гемоглобина в эритроцитах (МСНС), кровяные пластинки, TIBC в сыворотке, сывороточное Fe, сывороточное насыщение трансферрина, сывороточный ферритин,
12
- клиническая химия: сывороточный цианокабаламин (В), сывороточный фолат, RBC фолат.
59
59
Плато на кривой поглощения эритроцитами предполагалось приблизительно через 20 дней / 3 недели после введения исследуемого медикамента. Объем крови определяли по росту и весу испытуемого субъекта согласно Nadler et al. (Nadler, S.B., Surgery, 1962, 224-232). Чтобы вычислить общее количество Fe, циркулирующего в крови, измеренная в крови концентрация радиоактивности была умножена на объем крови. Это значение было поделено на количество введенного Fe, чтобы вычислить начальную точку эффективности (the primary efficiency end-point), т.е. процент введенной дозы, который был включен.
Через 3 недели значения поглощения использовали для статистической оценки. Во второй период лечения было введено 2 MBq, и можно было ожидать остаточный шум от введения 1 MBq в течение первого периода исследования. Значение 3-недельного поглощения после введения 2 MBq во второй период было, следовательно, скорректировано вычитанием значения 3-недельного поглощения после введения 1 MBq в первый период.
59
59
Также было выполнено сравнение абсорбции Fe между испытуемыми субъектами с анемией и без анемии, и была сделана оценка активности Fe в плазме после орального введения комплекса железа(II) с полимальтозой с помощью наглядных профилей плазма-время-активность.
Оценка данных была выполнена обычными статистическими методами.
Краткое обсуждение результатов
Из совместного введения усиливающего агента в виде апельсинового сока с каплями Мальтофер извлекли пользу, выраженную как относительное вхождение железа в эритроциты, испытуемые субъекты и с железодефицитом и без него.
Сравнение поглощения железа эритроцитами между субъектами с анемией и нормальными субъектами было выполнено по критерию Стьюдента с 5% уровнем (односторонний).
Результаты поглощения эритроцитами после лечения каплями Мальтофер натощак и после потребления пищи были следующие:
Таблица 2
Железодефицит
Отсутствие железодефицита
Параметр
Натощак
После потребления пищи
Натощак
После потребления пищи
Поглощение <sup>59</sup>Fe в эритроцитах (%)
N
8
8
8
8
Среднее
1,615
1,941
1,411
0,924
Геом. Среднее
0,766
1,165
1,208
0,866
SD
1,539
1,184
0,842
0,299
Медиан.
1,5
1,23
1,10
0,98
Мин.
0,06
0,24
0,51
0,33
Макс.
4,25
4,83
2,85
1,39
Результаты поглощения в эритроцитах после введения капель Мальтофер с апельсиновым соком (усиливающий агент) или черным чаем (ингибитор) следующие:
Таблица 3
Железодефицит
Отсутствие железодефицита
Параметр
Ингибитор
Усиливающий агент
Ингибитор
Усиливающий агент
Поглощение <sup>59</sup>Fe в эритроцитах (%)
N
8
8
8
8
Среднее
4,105
6,588
1,381
1,864
Среднее Геометр.
2,510
4,530
0,928
1,279
SD
4,342
7,159
1,126
1,590
Медиан.
2,58
4,37
1,17
1,23
Мин.
0,33
1,26
0,25
0,33
Макс.
13,83
23,52
3,06
4,38
Точечная оценка и 90% доверительный интервал отношения средних геометрических для относительного поглощения железа в эритроцитах между состоянием натощак и после потребления пищи и между ингибитором и усиливающим агентом (РР Set) следующие:
Таблица 4
Состояние субъекта
Соотношение
Точечная оценка
90% доверительный интервал
верхнее
нижнее
Железодефицит
Натощак/пища
0,66
0,34
1,28
Железодефицит
Ингибитор/усиливающий агент
0,55
0,36
0,86
Отсутствие железодефицита
Натощак/пища
1,39
0,97
1,99
Отсутствие железодефицита
Ингибитор/усиливающий агент
0,73
0,41
1,28
Точечная оценка, значение р и 90% доверительный интервал отношения среднего геометрического для относительного поглощения железа в эритроцитах между субъектами с анемией и нормальными субъектами после голодания, после потребления пищи, с ингибитором и с усиливающим агентом следующие:
Таблица 5
Состояние субъекта
Соотношение
Точечная оценка
Значение р (одностороннее)
90% доверительный интервал
нижнее
верхнее
Натощак
ID/ND<sup>1</sup>
0.63
0.2324
0.22
1.81
Пища
ID/ND<sup>1</sup>
1.35
0.2551
0.63
2.88
С ингибитором
ID/ND<sup>1</sup>
2.70
0.0440
1.04
7.03
С усилителем
ID/ND<sup>1</sup>
3.54
0.0082
1.56
8.02
<sup>1</sup>ID = Железодефицит; ND = без железодефицита
Приведенные в таблицах 2 и 3 значения поглощения железа в эритроцитах у субъектов с железодефицитом и без железодефицита, натощак, после потребления пищи и с апельсиновым соком суммированы в таблице ниже.
Таблица 6
Железодефицит
Отсутствие железодефицита
Апельсиновый сок
Чай
Натощак
Пища
Апельсиновый сок
Чай
Натощак
Пища
6,58
4,105
1,615
1,941
1,84
1,381
1,411
0,924
Результаты показывают, что поглощение железа (относительное вхождение железа в эритроциты) у субъектов с железодефицитом улучшалось при введении Мальтофера с пищей или апельсиновым соком, причем действие апельсинового сока на абсорбцию железа заметно больше, чем действие пищи. Действие ингибитора по сравнению с пищей незаметно. Нормальные испытуемые субъекты также извлекли пользу от применения апельсинового сока по сравнению с лечением Мальтофером вместе с ингибитором, хотя эффект меньше, чем у субъектов с железодефицитом. У нормальных испытуемых субъектов абсорбция железа после голодания была больше, чем при введении вместе с пищей, обратная ситуация у субъектов с железодефицитом.
Кроме того, установлено, что у субъектов с железодефицитом абсорбция железа при введении Мальтофера вместе с пищей, усиливающим агентом или ингибитором была больше, чем у нормальных субъектов. При введении Мальтофера на голодный желудок более высокая абсорбция наблюдалась у нормальных субъектов.
В течение исследования не было обнаружено сильных побочных явлений от капель Мальтофер. Наиболее частыми побочными явлениями были головная боль, понос и боль в животе в умеренной или средней форме; сильных побочных явлений не наблюдалось.