DE102011112898A1

DE102011112898A1 - Nanopartikuläres Phosphatadsorbens basierend auf Maghämit oder Maghämit/Magnetit, dessen Herstellung und Verwendungen

Info

Publication number: DE102011112898A1
Application number: DE102011112898A
Authority: DE
Inventors: Susanne Wagner; Matthias Taupitz; Eyk Schellenberger; Jörg Schnorr; Monika Ebert; Gesche Genter; Harald Kratz
Original assignee: Charite Universitaetsmedizin Berlin
Current assignee: Charite Universitaetsmedizin Berlin
Priority date: 2011-09-08
Filing date: 2011-09-08
Publication date: 2013-03-14
Also published as: KR101951857B1; CA2848006C; JP6227532B2; MX351270B; WO2013034267A1; EP2753340A1; AU2012306775A1; ES2658158T3; PH12014500515A1; US20140248363A1; PL2753340T3; MX2014002767A; AU2012306775A2; DK2753340T3; JP2014528929A; CN103906523A; AU2012306775B2; CN103906523B; EP2753340B1; US10548874B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Phosphatadsorbens basierend auf Maghämit oder Maghämit/Magnetit, umfassend (i) einen Eisenoxidkern umfassend eine Kristallstruktur des inversen Spinelleisenoxids, (ii) eine Beschichtung ausgewählt aus monomeren Kohlenwasserstoffen, insbesondere Mono- oder Disacchariden, Alditolen, oder Mischungen davon, und/oder (iii) einen pharmazeutischen Hilfsstoff ausgewählt aus polymeren Kohlenwasserstoffen, wobei das Phosphatadsorbens die Form von Nanopartikeln aufweist mit einer Partikelgröße des Eisenoxidkerns (i) von weniger als 20 nm. Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin auf Verfahren zur Herstellung eines Phosphatadsorbens basierend auf Maghämit oder Maghämit/Magnetit, auf pharmazeutische Zusammensetzungen umfassend das Phosphatadsorbens sowie auf medizinische Verwendungen davon, insbesondere bei der Prävention und/oder Behandlung von Hyperphosphatämie.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Phosphatadsorbens basierend auf Maghämit oder Maghämit/Magnetit, umfassend (i) einen Eisenoxidkern umfassend eine Kristallstruktur des inversen Spinelleisenoxids, (ii) eine Beschichtung ausgewählt aus monomeren Kohlenwasserstoffen, insbesondere Mono- oder Disacchariden, Alditolen, oder Mischungen davon, und/oder (iii) einen pharmazeutischen Hilfsstoff ausgewählt aus polymeren Kohlenwasserstoffen, wobei das Phosphatadsorbens die Form von Nanopartikeln aufweist mit einer Partikelgröße des Eisenoxidkerns (i) von weniger als 20 nm. Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin auf Verfahren zur Herstellung eines Phosphatadsorbens basierend auf Maghämit oder Maghämit/Magnetit, auf pharmazeutische Zusammensetzungen umfassend das Phosphatadsorbens sowie auf medizinische Verwendungen davon, insbesondere bei der Prävention und/oder Behandlung von Hyperphosphatämie.
Hintergrund der Erfindung
Patienten mit eingeschränkter Nierenfunktion entwickeln einen pathologischen Phosphatmetabolismus. Der Pathomechanismus der Hyperphosphatämie bei Patienten mit eingeschränkter Nierenfunktion ist eine komplexe Störung im Gleichgewicht der Regulation der glomerulären Filtration, tubulären Resorption und Freisetzung aus den Knochen, die durch eine hormonelle Dysfunktion bedingt wird. In Kombination mit einem zusätzlich gestörten Kalziumhaushalt erhöht die Hyperphosphatämie das Risiko kardiovaskulärer Erkrankungen von Patienten mit eingeschränkter Nierenfunktion. Die Hyperphosphatämie stimuliert die arterielle Gefäßwandverkalkung und erhöht damit das Herzinfarkt- und Schlaganfallrisiko bei Patienten mit eingeschränkter Nierenfunktion (Hruska et al., 2008).
In frühen Stadien der Nierenfunktionsstörung kann die Hyperphosphatämie diätetisch durch Reduzierung der Phosphataufnahme mit der Nahrung erreicht werden. Diese diätetische Phosphatreduktion hat allerdings den Nachteil, dass dies mit einem Mangel der Aufnahme von essentiellen Nahrungsbestandteilen einhergeht. Daher gibt es zur Behandlung der Hyperphosphatämie Arzneimittel, die nach oraler Aufnahme freies Phosphat im Magen-Darm-Trakt in Form unlöslicher Komplexe oder Aggregate binden, welche mit den Fäzes ausgeschieden werden und somit die Phosphatresorption über die Nahrung reduzieren (Coladonato, 2005).
Aufgrund der Notwendigkeit, dass Patienten mit eingeschränkter Nierenfunktion lebenslang medikamentös gegen die Hyperphosphatämie behandelt werden müssen, gibt es drei grundlegende Anforderungen an ein Arzneimittel zur Behandlung dieses Symptoms:

1) Das Arzneimittel muss sicher und möglichst nebenwirkungsfrei sein.
2) Die Phosphatbindung muss mit hoher Effektivität im Verhältnis zur Dosis stehen.
3) Das Arzneimittel sollte kostengünstig sein, damit alle betroffenen Patienten es erhalten

Die gebräuchlichsten Arzneimittel, deren Wirkung auf einer Bindung des Phosphats im Magen-Darm-Trakt beruht, basieren auf Calciumsalzen, wie Calciumazetat und Calciumcarbonat. Diese Calcium-basierten Phosphatbinder sind kostengünstig, haben aber erhebliche Nebenwirkungen. Dies ist insbesondere eine Erhöhung des Serum-Calcium-Spiegels, was die arterielle Gefäßwandverkalkung beschleunigt. In fortgeschrittenen Stadien der Niereninsuffizienz reicht die Wirksamkeit der Calcium-basierten Phosphatbinder nicht mehr aus, um ohne erhebliche Nebenwirkungen die Hyperphosphatämie zu kontrollieren.
Das Poly-Allyl basierte Polymer Sevelamer ist effektiver und mit weniger Nebenwirkungen behaftet. Die Kostenerstattungssituation im Gesundheitswesen verhindert allerdings, dass alle Patienten den Zugang zu diesem Arzneimittel über eine lebenslange Spanne erhalten.
Die höchste Wirksamkeit in der Senkung des Serumphosphatspiegel ist das Aluminiumhydroxid. Dieser Wirkstoff ist nur für eine Kurzzeitanwendung zugelassen, um stark erhöhte Serumphosphatspiegel zu regulieren. Das Aluminium wird enteral resorbiert und es wurde nachgewiesen, dass dies mit einer Enzephalopathie und einer Knochendemineralisation einhergehen kann. (Wills and Savory, 1989).
Lanthancarbonat hat als oraler Phosphatbinder eine gute Wirksamkeit bei günstigen Kosten. Unerwünschte Arzneimittelnebenwirkungen beinhalten hauptsächlich gastrointestinale Beschwerden bis hin zu Opstipationen, die einen Abbruch dieser Medikation und die Wahl von alternativen Phosphatbindern erfordern. Zusätzlich wird derzeit vermutet, dass geringe Mengen der Lanthan-Ionen enteral resorbiert werden und zum Auslösen der Lanthanid-induzierten Nephrogenen Systemischen Fibrose beitragen. Dieses Krankheitsbild tritt nur bei Patienten mit eingeschränkter Nierenfunktion nach Gabe von Gadolinium-basierten MRT-Kontrastmitteln auf. Das Lanthanid Gadolinium wird aufgrund der verlängerten Verweildauer im Körper freigesetzt und löst eine nicht therapierbare Entzündung bindegewebiger Strukturen im gesamten Körper aus. Da dieses neue Krankheitsbild nur in Ländern aufgetreten ist, in denen gleichzeitig der Lanthan-basierte Phosphatbinder Fosrenol zugelassen wurde, vermutet man hier einen synergistischen Effekt beider Lanthanide. (Brambilla et al., 2008).
Derzeit befinden sich neue oral anwendbare Phosphatbinder in der klinischen Prüfung der Wirksamkeit, die auf Eisenoxid-Kristallen beruhen. Hierzu zählen derzeit Ferrihydrit Eisen-Hydroxid oder Eisen-Oxyhydroxide, wie z. B. Geothit (Alpha-Eisenoxyhydroxid), Akaganeit (Beta-Oxyhydroxid) oder Lepidocrocit (Gamma-Eisenoxyhydroxid).
WO 92/01458 beschreibt ein Verfahren zur Kontrolle des Serumphosphatgehalts sowie zur Therapie und Vorbeugung von Hyperphosphatämie. Dabei wird durch orale Gabe von Phosphat-bindenden Oxy-Eisenverbindungen (Eisenoxide und Eisenoxyhydroxide), insbesondere synthetisches Ferrihydrit (Fe₅O₇(OH), die Phosphataufnahme aus der Nahrung inhibiert.
WO 2006/000547 A2 beschreibt ein Eisenhydroxid-basiertes Phosphatadsorbens, das unter der Verwendung von Eisen(III)sulfat- und/oder Eisen(III)nitrat-Verbindungen als Ausgangsmaterial hergestellt wird.
WO 2008/071747 A1 offenbart Phosphatadsorbens basierend auf polynukleärem Eisen(III)oxidhydroxid und einem löslichen Kohlenwasserstoff, der partiell in das polynukleäre Eisen(III)oxidhydroxid inkorporiert ist, und weiterhin umfassend ein Adsorbentbasismaterial, bevorzugt einem nichtlöslichen Kohlenwasserstoff, welches zur Behandlung von Hyperphosphatämie gedacht sind.
US 7,767,851 B2 offenbart die Verwendung von organischen Eisen(III)verbindungen, insbesondere Eisen(III)citrat, zur Behandlung von Hyperphosphatämie.
Aus der geologischen Forschung und aus der Abwasseraufbereitung ist die phosphatabsorbierende Eigenschaft von Eisenoxiden, Eisenhydroxiden oder Eisenoxyhydroxiden bekannt und Stand des Wissens (Daou et al., 2007).
Im Stand der Technik besteht daher ein Bedarf für verbesserte Mittel und Wege zur Bereitstellung von oralen Phosphatbindemitteln.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, effiziente, einfach herstellbare und gut verträgliche orale Phosphatbinder zur Verfügung zu stellen, die u. a. die Behandlungsmöglichkeiten von Hyperphosphatämie verbessern.
Phosphatadsorbens mit inversem Spinelleisenoxidkern und Beschichtung(en)
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch zur Verfügung stellen eines Phosphatadsorbens umfassend

(i) einen Eisenoxidkern umfassend eine Kristallstruktur des inversen Spinelleisenoxids,
(ii) eine Beschichtung ausgewählt aus (a) Mono- oder Disacchariden, oder (b) Alditolen, oder Mischungen davon. und/oder
(iii) einen pharmazeutischen Hilfsstoff ausgewählt aus polymeren Kohlenwasserstoffen.

Das erfindungsgemäße Phosphatadsorbens weist die Form von Nanopartikeln auf.
Die Nanopartikel haben eine Partikelgröße des Eisenoxidkerns (i) von weniger/kleiner als 20 nm, bevorzugt weniger/kleiner als 10 nm. Die Nanopartikel haben eine Partikelgröße des Eisenoxidkerns (i) von bevorzugt 2 bis 20 nm, weiter bevorzugt 2 bis 5 nm.
Das erfindungsgemäße Phosphatadsorbens basiert auf Maghämit oder einer Mischung aus Maghämit und Magnetit.
Für Patienten mit Niereninsuffizienz ergeben sich bei der Verwendung von Eisenoxid-Kristall-basierten Phosphatbindern mehrere Vorteile. Arzneimittel zur Behandlung der Hyperphosphatämie, die auf Eisen basieren, können kostengünstig hergestellt werden und es ist nicht mit unerwünschten Nebenwirkungen zu rechnen. Dialysepflichtige Patienten benötigen generell eine Eisenersatztherapie, da durch die Dialyse erhebliche Eisenmengen verlorengehen. Daher ist eine potentielle geringe enterale Resorption von Eisen keine unerwünschte Nebenwirkung, sondern hat gerade bei diesem Patientenkollektiv einen positiven therapeutischen Nutzen im Gegensatz zu dem unerwünschten Risiko durch Aluminium-, Calcium- oder Lanthan-haltige Phosphatbinder.
Es gibt grundlegende Anforderungen an ein Eisenoxid-Kristall-basierten Phosphatbinder:

1) Die Art des Eisenoxid-Kristalls muss eine optimale Phosphatadsorption bieten.
2) Die Kristallitgröße muss möglichst klein sein, um eine große adsorptive Oberfläche zu erhalten.
3) Die einzelnen Kristalle sollten bevorzugt eine Umhüllung besitzen, die sich durch Phosphat verdrängen lässt, aber eine ausreichend lange Stabilität im Verdauungstrakt besitzt.
4) Bevorzugt sollte eine galenische Formulierung und die Darreichungsform eine optimale Durchmischung des Eisenoxid-Kristall-basierten Phosphatadsorbens mit den Körperflüssigkeiten und den Nahrungsbestandteilen im Verdauungstrakt ermöglichen.

– (i) Eisenoxidkern
Der Eisenoxidkern des erfindungsgemäßen Phosphatadsorbens umfasst eine Kristallstruktur des inversen Spinelleisenoxids.
Unter allen Eisenoxiden zeigen die Eisenoxidkristalle vom inversen Spinelltyp die höchste Phosphatbindung bezogen auf die Kristalloberfläche (Daou et al., 2007, Barber 2002). Zu den Eisenoxiden des inversen Spinelltyps zählt nur das Magnetit (Fe₃O₄) und die von diesem Magnetit ausgehende oxidierte Form: das Maghämit (Gamma-Fe₂O₃). Es ist bekannt, dass die phosphatadsorbierende Eigenschaft des Maghämits bezogen auf die zur Adsorption zur Verfügung stehende Fläche größer ist als die Magnetits.
Die Nutzung der Eisenoxide vom inversen Spinelltyp zur Phosphatadsorption im Nahrungsbrei oder in Flüssigkeiten des Verdauungstraktes wurde bislang weder angedacht noch untersucht, ebenso sind bislang hierfür keine geeigneten Partikeldispersionen auf Basis von inversen Spinell-Eisenoxiden bekannt, hergestellt und/oder dahingehend geprüft worden.
Eisenoxide vom inversen Spinelltyp unterscheiden sich in ihrem Kristallaufbau von allen anderen Eisenoxiden. Das inverse Spinelleisenoxid besteht aus einer statistisch kugeldichten Packung von Sauerstoffatomen. Die Positionen zwischen den Sauerstoffatomen befinden sich gemäß kristallographischer Nomenklatur in Tetraeder- und Oktaederanordnung. Eine Kristalleinheit (single unit) besteht aus 32 Sauerstoffatomen mit 64 Tetraederlücken und 32 Oktaederlücken. Bei einem Magnetit als ein Typ des inversen Spinell-Eisenoxids sind ein Achtel der Tetraederlücken durch dreiwertige Eisenionen besetzt und ein Viertel der Oktaederlücken durch dreiwertige Eisenionen und ebenfalls ein Viertel der Oktaederlücken durch zweiwertige Eisenionen besetzt. Das Maghämit ist die oxidierte Form des Magnetits. Die Kristallstruktur des Maghämits ist von der Anordnung der Sauerstoffatome identisch zum Magnetit. Im Gegensatz zum Magnetit sind beim Maghämit ein Achtel der Tetraederlücken und eie Hälfte der Oktaederlücken mit 21 plus ein Drittel dreiwertigen Eisenionen besetzt, wobei 2 plus ein Drittel Lacken unbesetzt bleiben. Das Maghämit ist somit ein defektes inverses Spinell-Eisenoxid ausgehend vom Magnetit.
Bevorzugt ist das erfindungsgemäße Phosphatadsorbens monokristallin. Ein Einkristall oder Monokristall ist ein makroskopischer Kristall, dessen Bausteine (Atome, Ionen oder Moleküle) durchgehende einheitliche, homogene Kristallgitterlagen bilden. Dies unterscheidet Einkristalle von polykristallinen Aggregaten, verzwillingten Kristallen oder amorphen Substanzen.
Bevorzugt ist das erfindungsgemäße Phosphatadsorbens mononuklear. Unter „mononuklear” ist erfindungsgemäß zu verstehen, dass sich nicht mehrere Einkristalle zusammenlagern. Dies ist von Bedeutung, um die erforderliche bzw. gewünschte Oberfläche des Phosphatadsorbens zur Verfügung zu stellen.
Bevorzugt ist das erfindungsgemäße Phosphatadsorbens monodispers. Dies bedeutet, dass sich die Nanopartikel innerhalb einer Größenordnung bewegen (insbesondere Partikelgröße des Eisenoxidkerns (i) von weniger als 20 nm, bevorzugt weniger als 10 nm; insbesondere Partikelgröße des Eisenoxidkerns (i) von bevorzugt 2 bis 20 nm, weiter bevorzugt 2 bis 5 nm).
Bevorzugt umfasst der Eisenoxidkern (i) des erfindungsgemäßen Phosphatadsorbens (nanoskaliges) inverses Spinelleisenoxid mit mehr als 90% Anteil in einer Kristallitgröße (d. h. Partikelgröße des Eisenoxidkerns (i)) weniger als 10 nm, bevorzugt weniger als 5 nm, weiter bevorzugt 2 bis 5 nm). Bevorzugt besteht der Eisenoxidkern (i) des erfindungsgemäßen Phosphatadsorbens aus (nanoskaligem) inversem Spinelleisenoxid mit mehr als 90% Anteil in einer Kristallitgröße (d. h. Partikelgröße des Eisenoxidkerns (i)) weniger als 10 nm, bevorzugt weniger als 5 nm, weiter bevorzugt 2 bis 5 nm).
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Eisenoxidkern (i) monokristallines Maghämit mit weniger als 20 Gew.-% Magnetit oder besteht aus monokristallinem Maghämit mit weniger als 20 Gew.-% Magnetit.
Reines Magnetit hat einen Anteil von zweiwertigen Eisenionen im Verhältnis von Gesamteisen von 30% (molares Verhältnis). Angaben zum molaren Verhältnis als Anteil des zweiwertigen Eisens im Verhältnis zum Gesamteisen sind äquivalent zu der Angabe als Gewichtsanteil, da das zweiwertige Eisen im Verhältnis zum dreiwertigen Eisenion ein Elektron mehr besitzt, was auf die Gesamtmasse bezogen vernachlässigbar ist.
Bevorzugt anfasst der Eisenoxidkern (i) gemäß der Erfindung inverses Spinell-Eisenoxid mit einem Anteil an zweiwertigen Eisenionen im Verhältnis von Gesamteisen von weniger als 20% (molares Verhältnis), bevorzugt weniger als 15%, weiter bevorzugter weniger als 10%, weiter bevorzugt weniger als 5% oder weniger als 3% (molares Verhältnis). In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Anteil an zweiwertigem Eisen unter 5%, weiter bevorzugt unter 3% (molares Verhältnis).
In einer Ausführungsform umfasst der Eisenoxidkern (i) weiterhin Hämatit, Geothit, Lepidocrocit, Akaganeit und/oder Ferrihydrit, in einem Gewichtsanteil bezogen auf Gesamteisen von weniger als 20%.
Das erfindungsgemäße Phosphatadsorbens liegt in folgenden Ausführungen vor:

– Eisenoxidkern (i) mit Beschichtung (ii);
– Eisenoxidkern (i) mit pharmazeutischem Hilfsstoff (iii);
– Eisenoxidkern (i) mit Beschichtung (ii) und pharmazeutischem Hilfsstoff (iii).

– (ii) primäre Beschichtung
Das erfindungsgemäße Phosphatadsorbens umfasst bevorzugt eine Beschichtung (ii) umfassend:

(a) Mono- oder Disaccharide,
(b) Alditole, oder Mischungen davon.

Die Beschichtung (ii) stellt die primäre Beschichtung der Eisenoxidkerne (i) dar.
Die einzelnen Kristalle (d. h. die Eisenoxidkerne (i)) benötigen eine Umhüllung/Beschichtung, die sich durch Phosphat verdrängen lässt, aber eine ausreichend lange Stabilität im Verdauungstrakt besitzt.
Die Oberfläche von Eisenoxiden des inversen Spinelltyps ist hochadsorptiv und ohne ein geeignetes Hüllmaterial aggregieren diese Partikel in wässrigen Dispersionen. Daher ist für eine mögliche Anwendung als Arzneimittel zur Phosphatadsorbtion im Verdauungstrakt eine Umhüllung der einzelnen Kristalle notwendig. Eine wesentliche hypothetische Vorraussetzung liegt darin, dass sich diese Umhüllung möglichst nur von Phosphat verdrängen lässt, dennoch aber in den Flüssigkeiten des Verdauungstraktes möglichst wenig mit anderen Stoffen und Molekülen eine Bindung eingeht.
Neben dieser Anforderung an das Hüllmaterial müssen die einzelnen Kristalle möglichst klein sein, um eine große adsorptive Oberfläche bezogen auf den Gesamteisengehalt sicherzustellen. Bekannte und kommerziell erhältliche Arzneimittel auf der Basis von inversem Spinell-Eisenoxid, wie das Resovist^® mit dem Wirkstoff Ferucarbotran oder das Feraheme^® mit dem Wirkstoff Ferumoxytol, basieren auf Maghämit-Kristallen mit einer Hülle aus polymerem Carboxydextran und sind als hochstabile Dispersionen für die intravenöse Anwendung als Kontrastmittel für die Magnetresonanztomographie (Resovist^®) oder als Therapeutikum zur Behandlung einer Eisenmangelanämie (Feraheme^®). Zudem sind zahlreiche Herstellungen für inverse Spinelleisenoxide mit Kristallitgrößen unter 20 nm bekannt, die mit einer stark stabilisierenden Hülle aus Citrat, Tartrat, Glucuronsäure oder Glutaminsäure in einer stabilen wässrigen Dispersion gehalten werden, die ebenfalls eine intravenöse Gabe erlauben. Diese hochstabilen Dispersionen zeigen in den Vergleichbeispielen 3 und 4 eine sehr starke Wechselwirkung zwischen Hüllmaterial und Eisenoxidkern, die sich durch Phosphat nur gering verdrängen lässt. Daher sind diese bekannten inversen Spinelleisenoxide mit den sehr stabilen Umhüllungen, die sich bereits in der Anwendung und klinischen Prüfung als Arzneimittel am Menschen befinden, für die Behandlung der Hyperphosphatämie durch Phosphatadsorption im Verdauungstrakt eher ungeeignet.
Die aliphatischen oder zyklischen Mono- oder Disaccharide (a) der erfindungsgemäßen Beschichtung (ii) sind bevorzugt ausgewählt aus aliphatischen und/oder aromatischen Hexosen oder Pentosen. Diese sind weiter bevorzugt ausgewählt aus Mannose, Saccharose, Fruktose, Fucose, Trehalose, Glukose, Rhamnose, Galaktose, Maltose, Caramellose, Arabinogalactan und Arabinose.
Bevorzugt umfasst die (primäre) Beschichtung (ii) Mannose, Maltose, Caramellose und/oder Saccharose oder besteht aus Mannose, Maltose, Caramellose und/oder Saccharose.
Die Alditole, auch Zuckeralkohole genannt, (b) der erfindungsgemäßen Beschichtung (ii) sind bevorzugt ausgewählt aus Mannit, Sorbit, Isomalt, Threit, Lactit, Xylit, Arabit, Erythrit und Glycerin, insbesondere bevorzugt Mannit.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst oder besteht die (primäre) Beschichtung (ii) nicht aus Citrat, Tartrat, Glucuronsäure oder Glutaminsäure. Diese Verbindungen/Stoffe haben eine Carboxylgruppe, so dass die Bindung zur Oberfläche der Eisenoxidkerne zu stark ist, um eine ausreichende Verdrängung durch das Phosphat zuzulassen.
Es werden auch Mischungen der aliphatischen oder zyklischen Mono- oder Disacchariden (a) mit Alditolen (b) bevorzugt.
Insbesondere für eine intravenöse Verabreichung werden Mischungen aus aliphatischen oder zyklischen Mono- oder Disacchariden mit Mannitol bevorzugt.
In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Beschichtung (ii) in dem molaren Verhältnis zu den zur Verfügung stehenden Bindungsstellen an der Eisenoxidkristalloberfläche (der Eisenoxidkerne (i)) im Überschuss vorliegt.
Die Beschichtung (ii) hindert die Eisenoxidkristalle an einer gegenseitigen Aggregation und an unerwünschten Wechselwirkungen mit Bestandteilen physiologischer Flüssigkeiten im Verdauungstrakt und dem Nahrungsinhalt des Verdauungstraktes bei gleichzeitiger Möglichkeit zur Verdrängung durch anorganisches Phosphat. Die Beschichtung (ii) geht mit der Eisenoxidoberfläche eine Wechselwirkung in Form von van der Waals-Kräften, einer elektrostatischen Anziehung, einer Salzbildung oder einer Komplexbildung ein. Um eine ausreichende Hüllschicht durch die Beschichtung (ii) zu gewährleisten, muss bei der Herstellung des erfindungsgemäßen eisenbasierten Phosphatadsorbens und nach der Resuspendierung im Sinne der Anwendung als Arzneimittel gemäß des thermodynamischen Verhaltens derartiger oben genannter Wechselwirkungen ein molarer Überschuss der Beschichtung (ii) im Verhältnis zu Bindungsstellen an der Eisenoxidkristall-Oberfläche vorhanden sein.
Dies wird sicher dadurch erreicht, dass während der Herstellung des erfindungsgemäßen Phosphatadsorbens:

(1.) während des Kristallisationsprozesses die Beschichtung (ii) im Verhältnis zum Gesamteisen (Summe aus zweiwertigen und dreiwertigen Eisenionen) in einem molaren Überschuss von mindestens 1,2 (bis etwa 10-facher Überschuss) zugesetzt wird, bevorzugt 2 bis 5-facher molarer Überschuss, beispielsweise 3facher Überschuss (siehe Beispiel 1);
(2.) optional, nach den Reinigungsschritten (durch Dialyse, Ultrafiltration, Zentrifugation, Diafiltration) die Beschichtung (ii) in einer Menge zugesetzt wird, die zwischen 5 und 20% der ursprünglich im primären Reaktionsgemisch eingesetzten Menge entspricht.

– (iii) pharmazeutischer Hilfsstoff
Das erfindungsgemäße Phosphatadsorbens umfasst bevorzugt einen pharmazeutischen Hilfsstoff (iii).
Der erfindungsgemäße Hilfsstoff (iii) dient als eine (sekundäre) Beschichtung und zur pharmazeutischen Formulierung des erfindungsgemäßen Phosphatadsorbens. Die Addition des Hilfsstoffs dient dem Erhalt einer galenischen Formulierung für eine optimale Dispersion in physiologischen Flüssigkeiten des Verdauungstraktes und des Nahrungsinhaltes im Verdauungstrakt.
Eine galenische Formulierung und die Darreichungsform dienen der optimalen Durchmischung des Eisenoxid-Kristall-basierten Phosphatadsorbens.
Der erfindungsgemäße Hilfsstoff (iii) ist ausgewählt aus polymeren Kohlenwasserstoffen.
Bevorzugt ist der pharmazeutische Hilfsstoff (iii) ausgewählt aus

– Glucanen, wie Dextran, Stärke, Cellulose, Polymaltose, Dextrine, Glycogen, Pullulan, Carboxymethylcellulose,
– Fruktanen, wie Inulin,
– und Gummi arabicum,
– oder Mischungen davon.

Besonders bevorzugt ist der pharmazeutische Hilfsstoff (iii) ausgewählt aus Fruktanen, insbesondere Inulin.
Bevorzugte Mischungen sind Mischungen aus Fruktan(en), wie Inulin, mit Glucan(en), wie Stärke und/oder Carboxymethylcellulose.
Weitere bevorzugte Mischungen sind Mischungen aus Fruktan(en), wie Inulin, mit Gummi arabicum, insbesondere Inulin mit Gummi arabicum.
In den Beispielen 1–5 zeigt sich, dass die Arzneimittelzubereitungen mit der Kombination aus Inulin und Gummi Arabicum besonders hohe Phosphatadsoprtionen aufweisen, wie in Beispiel 1, 1b, 5a und 5g gezeigt wird. Im Vergleich der Phosphatadsorption von Beispiel 1 und 2 wird deutlich, dass die Mischung von Inulin und Gummi Arabicum in Kombination als pharmazeutischer Hilfsstoff besonders wirksam ist, da in Beispiel 2 nur Inulin verwendet wurde und eine geringere Phosphatadsorption gefunden wurde als für Beispiel 1
Phosphatbindungskapazität
Das erfindungsgemäße Phosphatadsorbens weist bevorzugt eine Phosphatbindungskapazität von mindestens 300 mg adsorbiertes Phosphat pro 1 g Eisen auf, bevorzugt mehr als 500 mg/g Eisen.
Im Stand der Technik beschriebene Phosphatadsorbens weisen eine wesentlich niedrigere Phosphatbindungskapazität auf.
Siehe auch Beispiele. Beispiel 1 zeigt insbesondere im Nahrungsbrei Nutricomp eine Adsorption von 630 mg Phosphat pro Gramm Eisen. Vergleichsbeispiel 1 (gemäß WO 2006/000547 A2 Beispiel 3) zeigt in simuliertem Nahrungsbrei Nutricomp MCT eine Adsorption von 240 mg Phosphat pro Gramm Eisen. Des weiteren wurde in Vergleichsbeispiel 2 (gemäß WO 2008/071747 Beispiel 2) eine Adsorption von 225 mg Phosphat pro Gramm Eisen gefunden.
Verfahren zur Herstellung des Phosphatadsorbens
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Phosphatadsorbens.
– Herstellung des Phosphatadsorbens mit (primärer) Beschichtung (ii)
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die alkalische Fällung von Eisen(II)- und Eisen(III)-Salzlösungen mit einer Base in Anwesenheit einer Kohlenhydratmatrix, erfindungsgemäß einer Verbindung ausgewählt aus (a) Mono- oder Disacchariden oder (b) Alditolen oder Mischungen davon (wobei besagte Kohlenhydratmatrix bzw. Verbindung die Beschichtung (ii) der Eisenoxidkerne (i) ergibt).
Die Base ist bevorzugt ausgewählt aus NaOH, KOH oder Ammoniumhydroxid oder Mischungen davon.
Das erfindungsgemäß hergestellte Phosphatadsorbens basiert auf Maghämit oder einer Mischung aus Maghämit und Magnetit.
Bevorzugt sind die Eisen(II)- und Eisen(III)-Salzlösungen Lösungen von Eisen(II)chlorid und Eisen(III)chlorid.
Bevorzugt wird die alkalische Fällung bei einer Temperatur von 0 bis 25°C, bevorzugt 4 bis 12°C durchgeführt.
Bevorzugt liegen die Eisen(II)- und Eisen(III)-Ionen in einem molaren Verhältnis von 0,4 bis 0,7 vor, bevorzugt in einem molaren Verhältnis von 0,5 bis 0,66.
Die alkalische Fällung wird in Anwesenheit einer Verbindung durchgeführt, die ausgewählt ist aus (a) Mono- oder Disacchariden oder (b) Alditolen oder Mischungen davon.
Die aliphatischen oder zyklischen Mono- oder Disaccharide (a) sind bevorzugt ausgewählt aus aliphatischen und/oder aromatischen Hexosen oder Pentosen, weiter bevorzugt aus Mannose, Saccharose, Fruktose, Fucose, Trehalose, Glukose, Rhamnose, Galaktose, Maltose, Caramellose, Arabinogalactan und Arabinose, insbesondere bevorzugt aus Mannose, Maltose, Caramellose und/oder Saccharose.
Die Alditole (b), auch Zuckeralkohole genannt, sind bevorzugt ausgewählt aus Mannit, Sorbit, Isomalt, Threit, Lactit, Xylit, Arabit, Erythrit und Glycerin, insbesondere bevorzugt Mannit.
In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Verbindung im Überschuss (im molaren Überschuss im Verhältnis zum Eisen) vor, wobei „im Überschuss” sich auf das molare Verhältnis der Verbindung zu den zur Verfügung stehenden Bindungsstellen an der Eisenoxidkristalloberfläche (der Eisenoxidkerne (i)) bezieht. Die Eisenoxidkerne (i) und die Beschichtung (ii) liegen in einem thermodynamischen Gleichgewicht vor, d. h. im Komplex gebunden und in Lösung/Dispersion. Bei einem Vorliegen von Überschuss an Verbindung (ii) steigt die Wahrscheinlichkeit, dass die Oberflächen der Eisenoxidkerne beschichtet sind, was vorteilhaft ist, um die ungewünschte Aggregatbildung der freien Eisenoxidkerne zu vermeiden. Wie oben erläutert, hindert die Beschichtung (ii) (die sich aus der im erfindungsgemäßen Verfahren anwesenden Verbindung bildet) die Eisenoxidkristalle an einer gegenseitigen Aggregation und an unerwünschten Wechselwirkungen mit Bestandteilen physiologischer Flüssigkeiten im Verdauungstrakt und dem Nahrungsinhalt des Verdauungstraktes bei gleichzeitiger Möglichkeit zur Verdrängung durch anorganisches Phosphat.
Wie ebenfalls oben erläutert, kann die Art der Wechselwirkung zwischen Eisenoxid-Oberfläche und der Verbindung (ii) auf einer Salzbildung, van-der Waals-Kräften, Komplexbildung und sonstigen elektrostatischen Wechselwirkungen beruhen sowie auch kovalent sein. Bei Wechselwirkungen der Verbindung (ii) mit der Oberfläche stellt sich gemäß chemischer und physikalischer Gesetzmäßigkeiten ein thermodynamisches Gleichgewicht zwischen der Bindung der Verbindungen (ii) mit der Eisenoxidoberfläche und dem Anteil der frei in der Lösung vorliegenden Verbindungen (ii). Um eine ausreichende Hüllschicht durch die Verbindung/Beschichtung (ii) zu gewährleisten bzw. um eine sichere Stabilisierung der Dispersion aus Eisenoxidkristallen während der Herstellung und der Anwendung zu erreichen, ist ein Überschuss in einem molaren Verhältnis zu den potentiell zur Verfügung stehenden Bindungsstellen an der Eisenoxid-Oberfläche erforderlich. Dies wird sicher erreicht, wenn bei der Herstellung die Verbindung (ii) im Rahmen der primären Kristallbildungsreaktion in einem molaren Verhältnis von primären Hüllmolekülen zu dem eingesetzten Gesamteisen von mindestens 1:1,2 vorliegt (bis etwa 10facher Überschuss, bevorzugt 2 bis 5-fachen molarer Überschuss). Bessere Ergebnisse hinsichtlich der Phosphatbindung werden erzielt, wenn – wie in Beispiel 1 dargestellt – das molare Verhältnis bei der Herstellung von primärem Hüllmaterial zu Gesamteisen bei der primären Kristallisation beispielsweise bei 3 liegt.
Wie ebenfalls bereits oben erläutert, wird der besagte molare Überschuss an Verbindung (ii) dadurch erreicht, dass während der Herstellung des erfindungsgemäßen Phosphatadsorbens:

(1.) während des Kristallisationsprozesses die Verbindung/Beschichtung (ii) im Verhältnis zum Gesamteisen (Summe aus zweiwertigen und dreiwertigen Eisenionen) in einem molaren Überschuss von mindestens 1,2 (bis etwa 10-facher Überschuss) zugesetzt wird, bevorzugt 2 bis 5-facher molarer Überschuss, beispielsweise 3facher Überschuss (siehe Beispiel 1);
(2.) optional, nach den Reinigungsschritten (durch Dialyse, Ultrafiltration, Zentrifugation, Diafiltration) die Verbindung/Beschichtung (ii) in einer Menge zugesetzt wird, die zwischen 5 und 20% der ursprünglich im primären Reaktionsgemisch eingesetzten Menge entspricht.

– Verfahrensschritte
Ein erfindungsgemäßes Verfahren umfasst bevorzugt die Schritte:

(1) Herstellen einer wässrigen Lösung eines Eisen(II)- und Eisen(III)-Salzes, insbesondere von Eisen(II)chlorid und Eisen(III)chlorid,
(2) Herstellen einer wässrigen Lösung einer Verbindung ausgewählt aus (a) (aliphatischen oder zyklischen) Mono- oder Disacchariden (insbesondere ausgewählt aus aliphatischen und/oder aromatischen Hexosen oder Pentosen, wie Mannose, Saccharose, Fruktose, Fucose, Trehalose, Glukose, Rhamnose, Galaktose, Maltose, Caramellose, Arabinogalactan und Arabinose), oder (b) Alditolen (insbesondere ausgewählt aus Mannit, Sorbit, Isomalt, Threit, Lactit, Xylit, Arabit, Erythrit und Glycerin, insbesondere bevorzugt Mannit) oder Mischungen davon.
(3) Kombinieren der Lösungen (1) und (2) und Addieren einer Base, um eine Suspension mit einem pH-Wert von 7 bis 13 zu erhalten.

Die Base ist bevorzugt ausgewählt aus NaOH, KOH oder Ammoniumhydroxid oder Mischungen davon.
Die Temperatur beträgt 0 bis 25°C, bevorzugt 4 bis 12°C.
Bevorzugt wird die Verbindung in Schritt (2) ausgewählt aus Mannose, Maltose, Saccharose, Caramellose und/oder Mannit.
Bevorzugt liegt die Verbindung in Schritt (2) im Überschuss vor, wie oben beschrieben. Bevorzugt liegt die Verbindung in Schritt (2) im Verhältnis zum Gesamteisen (Summe aus zweiwertigen und dreiwertigen Eisenionen) in einem molaren Überschuss von mindestens 1,2 (bis etwa 10-facher Überschuss) vor, bevorzugt in 2 bis 5-fachem Überschuss, beispielsweise 3fach.
Weiterhin umfasst ein erfindungsgemäßes Verfahren bevorzugt Schritt (4):

(4) Oxidieren durch Addition eines Oxidationsmittels und/oder durch Einströmen von Luft oder reinem Sauerstoffgas, bei einer Temperatur zwischen 25°C und 90°C, bevorzugt 40 und 65°C.

Das Oxidationsmittel ist bevorzugt Wasserstoffperoxid oder Salpetersäure in Kombination mit Eisennitrat.
In Schritt (4) wird Magnetit zu Maghämit oxidiert. Dabei handelt es sich um einen bedeutsamen Schritt, denn ohne die gezielte Oxidation geschieht diese spontan über Wochen und setzt reaktives Eisen frei, was toxisch sein kann bzw. zu einer instabilen Dispersion führt.
Neben einer optimalen Phosphatbindung von Eisen-basierten Phosphatadsorbern ist eine hohe Stabilität erforderlich, die sicherstellen soll, dass nur in geringem Maß Eisen aus den Kristallen freigesetzt wird. Da das Magnetit aus der Gruppe der inversen Spinelleisenoxide eine leicht oxidierbare und damit instabilere Form darstellt. Wird das Magnetit nicht gezielt oxidiert, so oxidiert es spontan in der Lagerform und setzt dabei zweiwertige und dreiwertige Eisenionen frei, welche in einer Anwendung als Arzneimittel unerwünschte Nebenwirkungen hervorrufen können. Es ist daher erforderlich und bevorzugt, gesteuert eine Oxidation durchzuführen und mögliche freiwerdende Eisenionen zu entfernen. Dies kann mit Oxidationsmittel Wasserstoffperoxid in wässriger Lösung erfolgen oder durch die Zufuhr von Raumluft oder reinem Sauerstoff in wässriger Lösung. Die dabei frei werdenden Eisenionen werden bevorzugt in einem weiteren Schritt (siehe Schritt (5)) durch Sedimentation der magnetischen Dispersionen mittels Magnet getrennt und gereinigt oder durch Zentrifugation. Desweiteren kann eine Entfernung dieser Reaktionsprodukte durch Dialyse, Ultrafiltration oder Diafiltration erfolgen.
Weiterhin umfasst ein erfindungsgemäßes Verfahren bevorzugt Schritt (5):

(5) Entfernen von ungebundenen Eisen(II)- und/oder Eisen(III)-Ionen durch Zentrifugation, Dialysie, magnetische Separation und/oder Ultrafiltration.

Weiterhin umfasst ein erfindungsgemäßes Verfahren bevorzugt Schritt (6):

(6) Addieren eines pharmazeutischen Hilfsstoffs, der ausgewählt ist aus polymeren Kohlenwasserstoffen.

Bevorzugt ist der pharmazeutische Hilfsstoff (iii) ausgewählt aus

Besonders bevorzugt ist der pharmazeutische Hilfsstoff ausgewählt aus Fruktanen, insbesondere Inulin.
Bevorzugte Mischungen sind Mischungen aus Fruktan(en), wie Inulin, mit Glucan(en), wie Stärke und/oder Carboxymethylcellulose.
Weitere bevorzugte Mischungen sind Mischungen aus Fruktan(en), wie Inulin, mit Gummi arabicum, insbesondere Inulin mit Gummi arabicum.
Der pharmazeutische Hilfsstoff dient als eine sekundäre Beschichtung und zur pharmazeutischen Formulierung des erfindungsgemäßen Phosphatadsorbens, wie hierin beschrieben. Die Addition des Hilfsstoffs ermöglicht insbesondere die Trocknung zu einem feinen Pulver.
Bevorzugt wird die Menge an Hilfsstoff zuzugeben, die so gewählt wird, dass der Gesamteisengehalt des so hergestellten Phosphatadsorbens zwischen 100 und 300 mg liegt in getrocknetem Zustand.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in Schritt (6) nochmals die Verbindung aus Schritt (2) (die Beschichtung (ii)) addiert, entweder gleichzeitig mit dem Hilfsstoff oder separat.
Dabei wird in Schritt (6) die Verbindung aus Schritt (2) (die Beschichtung (ii)) bevorzugt in einer Menge zugesetzt, die kleiner als 2% (bezogen auf Gewicht) der ursprünglich zugesetzten Verbindung (ii) gemäß Schritt (2) entspricht.
In einer Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren einen Wasch-Schritt (bevorzugt nach Schritt (6)), in dem mit der Verbindung aus Schritt (2) gewaschen wird. Es wird mit einer wässrigen Lösung der Verbindung aus Schritt (2) in einer Konzentration zwischen 2 und 5% (Gewicht/Volumen) gewaschen. Dieser Waschschritt dient der Entfernung unerwünschter Reaktionsprodukte nach Schritt 6. Dies dient der Verhinderung der Entfernung zu großer Anteile von stabilisierenden Verbindungen (ii) oder (iii) und einer damit möglichen unerwünschten Aggregation der Eisenoxid-Kristalle.
Weiterhin umfasst ein erfindungsgemäßes Verfahren bevorzugt Schritt (7):

(7) Trocknen der erhaltenen Suspension unter der Verwendung von Lyophilisation und/oder Hitzetrocknung.

– Herstellung des Phosphatadsorbens ohne (primäre) Beschichtung (ii)
Erfindungsgemäß umfasst das Phosphatadsorbens in einer Ausführungsform Eisenoxidkerne (i) mit pharmazeutischen Hilfsstoff (iii).
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung dieser Ausführungsform entspricht dem Verfahren, wie oben beschrieben, nur ohne Schritt (2) und mit folgendem Schritt (3):

(3) Addieren einer Base zu Lösung (1), um eine Suspension mit einem pH-Wert von 7 bis 13 zu erhalten.

Die Base ist ausgewählt aus NaOH, KOH oder Ammoniumhydroxid oder Mischungen.
Wie oben beschrieben, umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die folgenden Schritte

(1) Herstellen einer wässrigen Lösung eines Eisen(II)- und Eisen(III)-Salzes,
(2) entfällt,
(3) Addieren einer Base, die ausgewählt ist aus NaOH, KOH oder Ammoniumhydroxid oder Mischungen, zu Lösung (1), um eine Suspension mit einem pH-Wert von 7 bis 13 zu erhalten, wobei die Temperatur zwischen 0 und 25°C beträgt.

Wie oben beschrieben, umfasst das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin den/die folgenden Schritt(e):

(4) Oxidieren durch Addition eines Oxidationsmittels und/oder durch Einströmen von Luft oder reinem Sauerstoffgas, bei einer Temperatur zwischen 25°C und 90°C, bevorzugt 40 und 65°C. und/oder
(5) Entfernen von ungebundenen Eisen(II)- und/oder Eisen(III)-Ionen durch Zentrifugation, Dialyse, magnetische Separation und/oder Ultrafiltration. und/oder
(6) Addieren eines pharmazeutischen Hilfsstoffs, der ausgewählt ist aus polymeren Kohlenwasserstoffen. wobei der pharmazeutische Hilfsstoff bevorzugt ausgewählt ist aus Glucanen, wie Dextran, Stärke, Cellulose, Polymaltose, Dextrine, Glycogen, Pullulan, Carboxymethylcellulose, Fruktanen, wie Inulin, und Gummi arabicum oder Mischungen davon. und/oder
(7) Trocknen der erhaltenen Suspension unter der Verwendung von Lyophilisation und/oder Hitzetrocknung.

Erfindungsgemäß können die Eisenoxidkerne des inversen Spinell-Typs (i) auch ohne primäres Hüllmaterial (ii) hergestellt und als Phosphatadsorbens verwendet werden. Das so hergestellte Phosphatadsorbens (siehe auch Beispiel 6) zeigt eine Phosphatadsorption, die zwar geringer ist als bei einem Phosphatadsorbens mit Hüllmaterial der Verbindung (ii) (wie Beispiel 1) aber höher liegt/besser ist als von bekannten Eisen-Hydroxid-basierten Phosphatadsorbentien (siehe z. B. Vergleichsbeispiel 1 und 2).
– Erzeugnis des Verfahrens
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch zur Verfügung stellen eines Phosphatabsorbens erhalten durch ein erfindungsgemäßes Verfahren, wie hierin beschrieben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch zur Verfügung stellen eines erfindungsgemäßen Phosphatabsorbens, wie hierin beschrieben, erhalten durch ein erfindungsgemäßes Verfahren, wie hierin beschrieben.
Erfindungsgemäß weist das erhaltene Phosphatadsorbens die Form von Nanopartikeln auf.
Die Nanopartikel haben erfindungsgemäß eine Partikelgröße des Eisenoxidkerns (i) von weniger/kleiner als 20 nm, bevorzugt weniger/kleiner als 10 nm. Die Nanopartikel haben erfindungsgemäß eine Partikelgröße des Eisenoxidkerns (i) von bevorzugt 2 bis 20 nm, weiter bevorzugt 2 bis 5 nm.
Pharmazeutische Zusammensetzungen
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch zur Verfügung stellen einer pharmazeutischen Zusammensetzung, umfassend ein erfindungsgemäßes Phosphatabsorbens, wie hierin beschrieben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch zur Verfügung stellen einer pharmazeutischen Zusammensetzung, umfassend ein erfindungsgemäßes Phosphatabsorbens, erhalten durch ein erfindungsgemäßes Verfahren, wie hierin beschrieben.
Eine erfindungsgemäße pharmazeutische Zusammensetzung umfasst optional weitere pharmazeutisch aktive Hilfsstoff(e), wie Siliziumoxid, Talkum, Gelatine, Polyethylenglykol, Magnesiumoxid, Magnesiumcarbonat, Chitosan.
Eine erfindungsgemäße pharmazeutische Zusammensetzung umfasst optional einen oder mehrere weitere Wirkstoff(e), wie Eisenhydroxide (wie Hämatit, Goethit, Akaganeit, Lepidocrocit), Lanthancarbonat, Calciumacetate, Magnesiumcarbonat oder Sevelamer.
Bevorzugt ist der pharmazeutische Hilfsstoff (iii) des Phosphatadsorbens ausgewählt aus Fruktanen, wie Inulin, oder ist eine Mischung aus Fruktan, insbesondere Inulin, mit Gummi arabicum als galenische Formulierung.
Bevorzugt liegt die erfindungsgemäße pharmazeutische Zusammensetzung in einer oralen Darreichungsform vor.
Eine (orale) Darreichungsform gemäß der Erfindung ist bevorzugt ausgewählt aus Granulat, Tabletten, Kapseln, Pillen, Lutschtabletten, Kautabletten, Kaugummi, Gummibonbons, Pulver zum Auflösen, Lösungen, Dispersionen, Suspensionen, Emulsionen und Gelen.
In einer Ausführungsform liegt die pharmazeutische Zusammensetzung in einer oralen continuous slow-release Zusammensetzung vor, also einer oralen Zusammensetzung mit kontinuierlicher langsamer bzw. verzögerter Freisetzung.
Erfindungsgemäß handelt es sich bei einer oralen continuous slow-release Zusammensetzung um eine Zusammensetzung, die den aktiven Wirkstoff in einer kontinuierlichen Weise in den gastrointestinalen Trakt, einschließlich der oralen Umgebung (Mundraum, Speichel), freisetzt. Davon mit umfasst werden Zusammensetzungen, die – wenn sie eine ausreichende Zeit im Mund sind – den aktiven Wirkstoff auf eine langsame oder verzögerte Weise kontinuierlich freisetzen, wie beispielsweise ein Kaugummi. Eine Darreichungsform mit einer langen Verweildauer im Mund ermöglicht die Adsorption von Phosphat aus der Speichelflüssigkeit, dies wird beispielsweise durch Kautabletten mit einer langsamen Wirkstofffreisetzung erreicht. Eine Darreichung als Kaugummi ermöglicht die Bindung des Phosphats aus dem Speichel, wobei der Wirkstoff in der Kaumasse verbleibt und durch Entfernen des Kaugummis aus dem Mund das Phosphat direkt gebunden wird und den Magen-Darm-Trakt nicht durchläuft und der Wirkstoff ebenfalls langsam aus dem Kaugummi freigesetzt wird und das Phosphat der enteralen Resorption unzugänglich macht
Ein Arzneimittel oder eine pharmazeutische Zusammensetzung umfasst eine therapeutisch aktive Menge des Wirkstoffs (erfindungsgemäßes Phosphatadsorbens). Ein Fachmann ist in der Lage anhand der zu behandelnden Erkrankung und unter Berücksichtigung des Zustandes des Patienten die therapeutisch aktive Menge zu ermitteln. Ein Arzneimittel oder eine pharmazeutische Zusammensetzung kann geeigneterweise zwischen ungefähr 0,1 und 1000 mg, bevorzugterweise ungefähr 10 bis 500 mg eines erfindungsgemäßen Phosphatadsorbens beinhalten bezogen auf eine Einzeldosis.
Die pharmazeutischen Zusammensetzungen gemäß der Erfindung sind weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkstoff (erfindungsgemäßes Phosphatadsorbens) in einer Menge vorliegt, so dass ein Konzentrationsbereich von bevorzugt 0,1 bis 100 mM, weiter bevorzugt von 1 bis 10 mM bei einer Behandlung in vivo vorliegt.
In einer Ausführungsform liegt die pharmazeutische Zusammensetzung in einer parenteralen, insbesondere intravenösen Darreichungsform vor.
Wie oben beschrieben, werden insbesondere für eine parenterale (insbesondere intravenöse) Verabreichung bei der Beschichtung (ii) Mischungen aus aliphatischen oder zyklischen Mono- oder Disacchariden mit Mannitol bevorzugt.
Der Abfall des Serum-Phosphatspiegels ist eine bekannte Nebenwirkung von Eisenpräparaten, die man intravenös zur Behandlung einer Anämie verabreicht. Die erfindungsgemäßen Phosphatadsorbens eignen sich in einer parenteralen, insbesondere intravenösen Verabreichungsform für eine kurzfristige Reduzierung des Serumphosphatspiegels bei starker Entgleisung des Serumphosphatspiegels nach iv Gabe.
Siehe auch Beispiel 7. Beispiel 7 zeigt die Phosphatadsorption im Serum im Vergleich des erfindungsgemäßen Phosphatadsorbens (von Beispiel 1) und einem kommerziell erhältlichen Arzneimittel auf der Basis von inversem Spinelleisenoxid (mit größeren Partikeln als erfindungsgemäß) mit einer (stark) stabilisierenden Hülle aus Carboxymethyldextran (Feraheme^®). Das Feraheme^® zeigt eine sehr viel geringere Phosphatadsorption im Serum als das erfindungsgemäße Phosphatadsorbens (von Beispiel 1). Dabei ist das erfindungsgemäße Phosphatadsorbens (von Beispiel 1) eine stabile wässrige Dispersion, wodurch eine parenterale, insbesondere intravenöse, Gabe möglich wird.
Medizinische Verwendungen
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch zur Verfügung stellen des erfindungsgemäßen Phosphatabsorbens oder der erfindungsgemäßen pharmazeutischen Zusammensetzung zur Verwendung als Arzneimittel.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch zur Verfügung stellen des erfindungsgemäßen Phosphatabsorbens oder der erfindungsgemäßen pharmazeutischen Zusammensetzung zur Verwendung bei der Prävention und/oder Behandlung von Hyperphosphatämie.
„Erfindungsgemäßes Phosphatabsorbens” bezieht sich auf ein Phosphatadsorbens wie hierin beschrieben und auf ein Phosphatadsorbens erhalten durch ein erfindungsgemäßes Verfahren, wie hierin beschrieben.
Bevorzugt liegt das erfindungsgemäße Phosphatabsorbens oder die erfindungsgemäße pharmazeutische Zusammensetzung in einer Dosierungsform/Formulierung (geeignet) für orale und/oder intravenöse Administration vor.
In einer Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Phosphatabsorbens oder die erfindungsgemäße pharmazeutische Zusammensetzung zur Verfügung gestellt für

– selektive Entfernung oder Eliminierung von anorganischem Phosphat aus Flüssigkeiten, wie Dialyse-Flüssigkeiten, Vollblut, Plasma, oder Nahrungsmitteln,
– Kontrolle von Serumphosphatspiegeln,
– Entfernung des Phosphats aus dem Speichel.

Für Patienten mit Niereninsuffizienz ergeben sich bei der Verwendung von Eisenoxid-Kristall-basierten Phosphatbindern mehrere Vorteile. Arzneimittel zur Behandlung der Hyperphosphatämie, die auf Eisen basieren, können kostengünstig hergestellt werden und es ist nicht mit unerwünschten Nebenwirkungen zu rechnen. Dialysepflichtige Patienten benötigen generell eine Eisenersatztherapie, da durch die Dialyse erhebliche Eisenmengen verlorengehen. Daher ist eine potentielle geringe enterale Resorption von Eisen keine unerwünschte Nebenwirkung, sondern hat gerade bei diesem Patientenkollektiv einen positiven therapeutischen Nutzen im Gegensatz zu dem unerwünschten Risiko durch Aluminium-, Calcium- oder Lanthan-haltige Phosphatbinder.
In einer Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Phosphatabsorbens oder die erfindungsgemäße pharmazeutische Zusammensetzung zur Verfügung gestellt für

– eine kurzfristige Senkung des Serumphosphatspiegels,

Formulierungen mit Fruktanen als pharmazeutischem Hilfsstoff (iii)
Die vorliegende Erfindung stellt weiterhin pharmazeutische Zusammensetzungen zur Verfügung, umfassend einen Wirkstoff und einen pharmazeutischen Hilfsstoff ausgewählt aus Fruktanen, wie Inulin, und Gummi arabicum, oder Mischungen davon, und optional, einen oder mehrere weitere pharmazeutische Hilfsstoffe.
Bevorzugt umfassen die pharmazeutischen Zusammensetzungen eine Mischung aus Fruktan (insbesondere Inulin) und Gummi arabicum.
Bevorzugt handelt es sich um galenische Formulierungen.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Das Wesen dieser Erfindung ist ein Phosphatadsorbens und die Herstellung desselben zur Behandlung eines erhöhten Serumphosphatspiegels auf der Basis von inversen Spinelleisenoxid-Nanokristallen, welche im Verdauungstrakt Phosphat unlöslich binden und eine unschädliche Elimination des Phosphats bewirken. Desweiteren beinhaltet das Wesen der Erfindung die Herstellung eines oral anwendbaren Arzneimittels mit einem Wirkstoff bestehend aus inversen Spinelleisenoxidnanokristallen in einer geeigneten pharmazeutischen Formulierung und Darreichungsform.
Desweiteren besteht das Wesen der Erfindung darin, dass der inverse Spinell-Eisenoxidkern des neuartigen Phosphatadsorbens aus Maghämit (Gamma-Fe₂O₃) mit einem Magnetitanteil (Fe₃O₄) definiert durch den Anteil an zweiwertigen Eisenionen idealerweise unter 20% enthält und weniger als 20% von nicht-inversen Spinelleisenoxiden enthält. (Angaben zum molaren Verhältnis als Anteil des zweiwertigen Eisens im Verhältnis zum Gesamteisen sind äquivalent zu der Angabe als Gewichtsanteil, da das zweiwertige Eisen im Verhältnis zum dreiwertigen Eisenion ein Elektron mehr besitzt, was auf die Gesamtmasse bezogen vernachlässigbar ist.) Das Wesen der Erfindung beinhaltet desweiteren, dass der Wirkstoff des Phosphatadsorbens aus monokristallinem inversem Spinelleisenoxid besteht mit Kristallitgrößen weniger als 20 nm, bevorzugt von 2 bis 20 nm, bevorzugterweise zwischen 2 und 5 nm. Die initiale Kristallbildung in wässriger alkalischer Lösung erfolgt in Anwesenheit von aliphatischen und/oder zyklischen Mono- und/oder Disacchariden (z. B. Fruktose, Mannose) und/oder Alditolen (z. B. Mannitol, Sorbitol), was erforderlich ist, um möglichst monokristalline Eisenoxide vom inversen Spinelltyp zu erhalten.
Ein weiteres Wesen/Merkmal der Erfindung ist die Notwendigkeit zur gezielten Oxidation der primär hergestellten Magnetite durch oxidierende Agentien und/oder durch Zufuhr von Raumluft oder reinem Sauerstoffgas unter Wäremenanwendung, um einen Anteil von zweiwertigen Eisenionen unter 20% (Gewicht/Gewicht-Gesamteisen) zu erhalten. Das Prinzip der Phosphatadsorption in vivo im Körper in biologischen Flüssigkeiten oder in Flüssigkeiten des Verdauungstraktes und dem gesamten Inhalt des Verdauungstraktes beruht auf der Verdrängung des zur Stabilisierung notwendigen primären Hüllmaterials durch Phosphat. Das primäre Hüllmaterial bewirkt eine vorübergehende Stabilisierung der inversen Spinell-Eisenoxid-Kristalle in den voran genannten Flüssigkeiten, um eine besonders große adsorptive Oberfläche zu erhalten, die bei mindestens 200 m² pro Gramm Eisen liegt. (Bei einer Dichte eines Maghämites mit geringem Magnetitanteil von 5 g/cm³ ergibt sich mathematisch bei einem Kristalldurchmesser von 10 nm pro Gramm Gesamteisen eine Oberfläche von 233 m². Dementsprechend vergrößert sich für Kristalle mit einem Durchmesser von 3 nm die Gesamtoberfläche pro Gramm Eisen auf 560 m²).
Die erfindungsgemäß besonders kleinen Eisenoxidkristalle basierend auf inverser Spinellstruktur als Phosphatadsorbens zur Behandlung eines krankhaft erhöhten Serumphosphatspiegels, werden durch eine Fällungsreaktion in einem wässrigen Medium aus zweiwertigen Eisensalzen und dreiwertigen Eisensalzen durch Zugabe einer Lauge in Anwesenheit eines monomeren und oder dimeren Hüllmaterials hergestellt. Diese Fällung führt zu der Formation von Magnetit-Kristallen. Durch eine weitere Oxidation werden die Magnetit-Kristalle zu den Maghämit-Kristallen. Im Gegensatz dazu werden die Eisenoxide der WO 2006/000547 A2 and WO 2008/071747A1 und US 7,767,851 B2 ausschließlich aus dreiwertigem Eisenchlorid hergestellt, was nicht zu einer Formation von Magnetit oder Maghämit führt sondern in Eisenhydroxiden oder Eisenoxyhydroxiden resultiert.
Für die Formation des inversen Spinell-Eisenoxidtyps sind zweiwertige Eisenionen erforderlich in einer engen Reaktion mit dreiwertigen Eisenionen. Eine alleinige Reaktion von zweitertigem Eisen unter Alkalisierung führt nicht zu einem inversen Spinell-Eisenoxid. Dasselbe gilt für die alleinige Reaktion von dreiwertigem Eisen unter Zugabe einer Base. Eine Abweichung des molaren Verhältnis von dreiwertigen und zweiwertigen Eisenionen in der primären Kristallreaktion unter 0,4 oder über 0,7 führt zur Bildung von anderen Eisenoxiden als Beimischung zum Magnetit oder Maghämit.
Ein Wesen/Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung einer nanopartikulären Dispersion aus inversem Spinell-Eisenoxid in einer wässrigen alkalischen Fällung unter Anwesenheit von Kohlehydraten der Mono- und Disaccharide und/oder Alditole als Reaktionsmatrix und als primäres Hüllmaterial, um Kristallitgrößen von weniger als 20 nm, bevorzugt 2–20 nm, weiter bevorzugt 2–5 nm zu erhalten. Die sehr kleinen und stabilen Eisenoxide bieten eine große Oberfläche zur Adsoprtion von Phosphat zur Behandlung eines zu hohen Phosphatspiegels bei Patienten mit eingeschränkter Nierenfunktion. Überraschenderweise wurde gefunden, dass die Phosphatbindung der so hergestellten inversen Spinell-Eisenoxidkristalle eine sehr viel höhere Phosphatadsorption aufweisen (Beispiel 1, 2, 3) als bekannte andere Eisenhydroxid-basierte Phosphatadsorber (Vergleichsbeispiel 1 und 2).
Ein Wesen/Merkmal der hier dargelegten Erfindung ist ein Phosphatadsorbent auf der Basis des inversen Spinell-Eisenoxid, das durch die Alkalisierung einer Mischung aus zweiwertigem und dreiwertigem Eisen hergestellt wird. Als Base zur Alkalisierung des initialen Reaktionsgemisches wird Natronlauge bevorzugt. Auch KOH kann verwendet werden. Ammoniumhydroxid kann hierfür ebenfalls verwendet werden (wie in Vergleichsbeispiel 3) dargelegt. Dies erfordert aber die sorgfältige Entfernung der für Säugetiere toxischen Ammonium-Ionen.
Ein weiteres Wesen/Merkmal der Erfindung ist die Herstellung des Phosphatadsorbens auf der Basis von inversem Spinell-Eisenoxid unter gekühlten Bedingungen. Dies wird deutlich im Vergleich von Beispiel 1 und Beispiel 1B, die sich in der Herstellung durch die gekühlten Bedingungen in Beispiel 1 unterscheiden. Die Phosphatadsorption von Beispiel 1 ist höher als von Beispiel 1B. Dennoch zeigt Beispiel 1B eine höhere Phosphatadsorption als andere bislang bekannte (und patentierte) Eisenoxid-basierten Phosphatadsorber (Vergleichbeispiel 1 und 2).
Ein weiteres Wesen/Merkmal der Erfindung ist die Anwesenheit eine Kohlenhydratmatrix während der Bildung der Eisenoxidkristalle. Günstigerweise besteht die Zuckermatrix aus Mono- und/oder Disacchariden, wie Mannose, Saccharose, Trehalose, Glucose, Rhamnose Galaktose, Arabinogalactan, und/oder Alditolen, wie Mannit oder Sorbit. Diese Zuckermatrix bildet bei der Kristallbildung eine Hülle um die entstehenden Kristalle, dies verhindert eine Aggregation in wässrigen Dispersionen. Dennoch lässt sich dieses Hüllmaterial von Phosphat verdrängen. Dies wird deutlich in der geringen Phosphatadsorption von Vergleichsbeispiel 3. Bei Vergleichsbeispiel 3 binden die Zitrat-Moleküle durch zwei komplexierende Carboxylgruppen stark an die Eisenoxidoberfläche und die Zitratmoleküle können durch Phosphat nur in geringem Maß verdrängt werden, was durch die geringe Phosphatbindung gezeigt wird (Vergleichsbeispiel 3). Die zeigt, dass eine zu starke Bindung des Hüllmaterials zu einer geringen Phosphatadsorption führt.
Ein weiteres Wesen/Merkmal der Erfindung ist der Zusatz von geeigneten Hilffstoffen, die eine Trocknung zu einem feinen Pulver ermöglichen und eine ideale Durchmischung mit Flüssigkeiten und Inhalten im Verdauungstrakt bewirken. In den Beispielen 1–5 zeigt sich, dass die Arzneimittelzubereitungen mit der Kombination aus Inulin und Gummi Arabicum besonders hohe Phosphatadsoprtionen aufweisen, wie in Beispiel 1, 1b, 5a und 5g gezeigt wird. Im Vergleich der Phosphatadsorption von Beispiel 1 und 2 wird deutlich, dass die Mischung von Inulin und Gummi Arabicum in Kombination als pharmazeutischer Hilfsstoff besonders wirksam ist, da in Beispiel 2 nur Inulin verwendet wurde und eine geringere Phosphatadsorption gefunden wurde als für Beispiel 1.
Ein weiteres Wesen der Erfindung ist die Möglichkeit zur Herstellung von Eisenoxid-Kristallen des inversen Spinell-Typs ohne primäres Hüllmaterial (ii). Das so hergestellte Phosphatadsorbens (siehe auch Beispiel 6) zeigt eine Phosphatadsorption, die zwar geringer ist als bei einem Phosphatadsorbens mit Hüllmaterial der Verbindung (ii) aber höher liegt als von bekannten Eisen-Hydroxid-basierten Phosphatadsorbentien (Vergleichsbeispiel 1 und 2).
Neben einer optimalen Phosphatbindung von Eisen-basierten Phosphatadsorbern ist eine hohe Stabilität erforderlich, die sicherstellen soll, dass nur in geringem Maß Eisen aus den Kristallen freigesetzt wird. Da das Magnetit aus der Gruppe der inversen Spinelleisenoxide eine leicht oxidierbare und damit instabilere Form darstellt. Wird das Magnetit nicht gezielt oxidiert, so oxidiert es spontan in der Lagerform und setzt dabei zweiwertige und dreiwertige Eisenionen frei, welche in einer Anwendung als Arzneimittel unerwünschte Nebenwirkungen hervorrufen können. Es ist daher erforderlich, gesteuert eine Oxidation durchzuführen und mögliche freiwerdende Eisenionen zu entfernen. Dies kann mit Oxidationsmittel Wasserstoffperoxid in wässriger Lösung erfolgen oder durch die Zufuhr von Raumluft oder reinem Sauerstoff in wässriger Lösung. Die dabei freiwerdenden Eisenionen werden in einem weiteren Schritt durch Sedimentation der magnetischen Dispersionen mittels Magnet getrennt und gereinigt oder durch Zentrifugation. Desweiteren kann eine Entfernung dieser Reaktionsprodukte durch Dialyse, Ultrafiltration oder Diafiltration erfolgen.
Ein reines Magnetit hat einen Anteil an zweiwertigen Eisenionen im Verhältnis von Gesamteisen von 30% (molares Verhältnis). (Angaben zum molaren Verhältnis als Anteil des zweiwertigen Eisens im Verhältnis zum Gesamteisen sind äquivalent zu der Angabe als Gewichtsanteil, da das zweiwertige Eisen im Verhältnis zum dreiwertigen Eisenion ein Elektron mehr besitzt, was auf die Gesamtmasse bezogen vernachlässigbar ist.) Ein weiteres Wesen der Erfindung liegt in einem Phosphatadsorbens auf Basis des inversen Spinell-Eisenoxids mit einem Anteil an zweiwertigen Eisenionen unter 20%, bevorzugt unter 15%, weiter bevorzugt unter 10%, weiter bevorzugter unter 5% oder unter 3% als Anteil am Gesamteisen.
Die vorliegende Erfindung wird in den folgenden Figuren und Beispielen weiter verdeutlicht, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Die zitierten Referenzen sind hiermit durch Bezugnahme vollständig aufgenommen. Die Figuren zeigen:
1. Transmissions-Elektronenmikrospkopische (TEM) Aufnahmen der Herstellungsbeispiele
(A), (C) Beispiel 1
(B), (D) Vergleichsbeispiel 3
In der Transmissionselektronenmikroskopischen Aufnahme von Beispiel 1 (A) werden die extrem kleinen Kristalle als leicht elektronendichte Wolken dargestellt. Die einzelnen Kristalle liegen unter der Auflösung der hier verwendeten Elektronenmikroskopischen Darstellung. Es gibt nur einige Anhäufungen von geringgradig größeren Kristallen, die nur in geringem Maß bei dieser Art der Herstellung entstehen. Im Vergleich hierzu erkennt man in der Transmissions-Elektronenmikroskopischen Darstellung einer Probe der Herstellung gemäß Vergleichsbeispiel 3 (B) deutlich größere Kristalle und keine Wolken dieser sehr kleinen Kristalle. Das Elektronenbeugungsmuster von Beispiel 1 (C) zeigt schwach, aber dennoch eindeutig zuordenbar, das typische Beugungsmuster von Magnetit bzw. Maghämit. Dieses Elektronenbeugungsmuster ist bei der Probe von Vergleichsbeispiel 3 sehr deutlich aufgrund der größeren Kristalle und zeigt ebenfalls ein typisches Muster für Magnetit bzw. Maghämit.
Beispiele
Analytische Methoden und die Bestimmung der Phosphatbindung in vitro
Bestimmung der Phosphatbindungskapazität in einer wässrigen Lösung
In einer wässrigen Natrium Phosphatlösung wurde die Phosphatadsorption bei den pH Werten 3, 5.5 und 8 bestimmt. Eine 40 mM Phosphatlösung (Lösung A) wurde mit Natrium-Dihydrogen-Phosphat (S0751, Sigma-Aldrich, München, Deutschland) hergestellt. Der pH wurde mit Natronlauge bzw Salzsäure eingestellt.
Mit der Lösung A als wässriges Medium wurde von den Eisenbasierten Phosphatadsorbern gemäß der nachfolgenden Herstellungsbeispiele und Vergleichbespiele eine Lösung hergestellt in einer 0,1 M Konzentration bezogen auf Eisen (Lösung B). Ein Aliquot von 10 ml der Lösung B wurde zwei Stunden bei 37° in einem Wasserbad geschwenkt. Nach Inkubation wurden die Proben 10 min (RCF 2700) zentrifugiert. Der Überstand wurde nochmals mit einem 30 kD Ultrazentrifugenfilter filtriert. Der Phosphatgehalt des Filtrats wurde mittels HPLC (ICS-3000, Dionex) mit eine IonPac AS14A 4 × 250 mm Säule bei einer Flussrate von 1 ml/min mit einem 8 mM Natrium Carbonat/1 mM Natrium Hydrogen Carbonat as Eluent und einem Injektionsvolumen von 0,02 ml.
Bestimmung der Phosphatbindungskapazität in einem Nahrungsbrei
Als standartisierter Nahrungsbrei wurde der Nahrungsbrei Nutricomp MCT (B. Braun, Melsungen, Deutschland) verwendet. Gemäß der Herstellerangaben enthalten 100 ml dieser Nahrungssuspension 86,6 mg Phosphor. Im Rahmen des physiologischen Verdauungsvorganges wird der größte Teil des in der Nahrung enthaltenen Phosphats aus organischen Phosphatverbindungen durch alkalische Phosphatasen im Duodenum freigesetzt und dort enteral resorbiert. Daher es ist es von vorrangiger Bedeutung, dass ein geeignetes Phosphatadsorbens bei pH-Werten über 7 noch ausreichend wirksam das freiwerdende Phosphat bindet. Aus diesem Grund wurden die Versuche in Nutricomp MCT durch Alkalisierung in Analogie zum Verdauungstrakt mit Natrium Carbonsat durchgeführt. Der pH des Nutricomp MCT wurde mit 1 M Natrium Carbonat Lösung (Natrium Carbonat Decahydrat, Sigma-Aldrich No 71538) auf 7,54 eingestellt. Der Phosphor in Nutricomp MCT ist in organischen Phosphatverbindungen enthalten und in den hier durchgeführten Versuchen wurden zur Freisetzung keine alkalischen Phosphatasen zugesetzt. Daher wurde dem Nutricomp MCT Phosphat zugesetzt. Hierfür wurden 400 ml der Nutricomp MCT Lösung 1,62 g Natrium-Dihydrogen-Phosphat (S0751, Sigma-Aldrich, München, Deutschland), welche in 6 ml 0,9% Natrium-Chlorid Lösung aufgelöst wurden, zugesetzt. Zur Anpassung des pH wurden 14 ml einer 1 M Natrium Carbonat-Lösung ebenfalls zugesetzt (Sigma-Aldrich, No. 71538) Diese so erhaltene Mischung wird im folgenden Nahrungssuspension A genannt. Die Eisen-basierten Phosphatadsorber wurden gemäß der Herstellungs- und Vergleichsbeispiele einem Aliquot von 15 ml des Nahrungssuspension A in einer Menge zugesetzt, die eine 0,1 M Eisenkonzentration ergibt (Inkubationsgemisch B). Ein Aliquot von 10 ml dieser Inkubationsmischung B wurden 2 Stunden bei 37°C in einem Wasserbad geschwenkt. Nach der Inkubationszeit wurde diese Inkubationsgemische B zentrifugiert (RCF 2700). Der Überstand wurde nochmals mittels eines Ultrazentrifugen-Filters mit einer 30 kD Trennmembran gefiltert. Der Phosphatgehalt des Filtrats wurde mittels HPLC (ICS-3000, Dionex) mit einer IonPac AS14A 4 × 250 mm Säule bei einer Flussrate von 1 ml/min mit einem 8 mM Natrium Carbonat/1 mM Natrium Hydrogen Carbonat as Eluent und einem Injektionsvolumen von 0,02 ml.
Vergleichsbeispiel 1
Ein Eisenhydroxid basiertes Phosphatadsorbens wurde hergestellt gemäß des Herstellungsbeispiels 3 von WO 2006/000547 A2 . Diese Methode beschreibt die Herstellung eines Eisen-basierten Phosphatadsorbens mit optimierter Phosphatbindung.

Es wurden 52 g Natrium Carbonat Decahydrat ((Sigma-Aldrich, No. 71538) in 78 g bidestilliertem Wasser gelöst (Lösung 1). Desweiteren wurden 38 g Eisen-III-Nitrate Nonahydrate (Sigma-Aldrich, Nr. 31233) in 16 g bidestilliertem Wasser gelöst (Lösung 2). Unter starker Rühren wurde Lösung 2 über einen Zeitraum von 30 min in Lösung 1 getropft. Die resultierende Lösung 3 wurde weitere 60 min bei Raumtemperatur gerührt. Danach wurde die Lösung 3 gegen Wasser in einem Dialyseschlauch (Spectra Por Dialyseschlauch, RC Membran, 12–14 kD Cutoff) gereinigt bis nach mehrmaligem Austausch des Wassers eine Leitfähigkeit < 0,5 mS/cm im Filtrat erreicht wurde. Es wurde ein Aliquot von 100 ml des Retentates entnommen und 6 g Maisstärke (Sigma-Aldrich, Nr, S 4126) und 6 g Sucrose (Sigma-Aldrich, No. S 7903) zugesetzt. Die rotbraune trübe Dispersion wurde am Rotationsverdampfer bei 60° reduziert auf 30 ml und danach über Nacht bei 60°C im Trockenschrank getrocknet. Das somit enthaltene rot-braune Pulver wurde nochmals fein gemörsert. Das so erhaltene feine Pulver hat einen Eisengehalt von 233,5 mg/g.

pH	PO₄ mg/l Kontrolle	PO₄ mg/l Filtrat	PO₄ mg/l adsorbiert	PO₄% adsorbiert	PO₄%/Fe (m/m Fe) adsorbiert
3	4109	2667	1442	35,1	25,82
5,5	3990	2735	1254	31,43	22,45
8	3985	3201	784	19,67	14,04
Vergleichsbeispiel 1: Phosphatadsorption in wässriger Phosphatlösung bei verschiedenen pH-Werten. Für alle Versuche wurde der Eisengehalt in der Versuchslösung auf 0,1 M eingestellt.

pH	PO₄ mg/l Kontrolle	PO₄ mg/l Filtrat	PO₄ mg/l adsorbiert	PO₄% adsorbiert	PO₄%/Fe (m/m Fe) adsorbiert
7,54	6870	5516	1354	19,7	23,98
Vergleichsbeispiel 1: Phosphatadsorption in Nutricomp MCT. Für alle Versuche wurde der Eisengehalt in der Versuchslösung auf 0,1 M eingestellt.

Vergleichsbeispiel 2
Ein Eisen-Hydroxid basiertes Phosphatadsorbens wurde hergestellt gemäß des Herstellungsbeispiels 2 von WO 2008/071747 .

Es wurden 15 g Natrium Carbonat decahydrat (Sigma-Aldrich, No. 71538) in 50 g bidestilliertem Wasser gelöst (Lösung 1). Es wurden 13,5 g Eisen-III-Chlorid Hexahydrat (Sigma-Aldrich, No. 31232) in 22,5 g bidestilliertem Wasser gelöst (Lösung 2). Durch Zugabe von 3,68 g Kartoffelstärke (Sigma-Aldrich, No. S 5241) zu 20 g bidestilliertem Wasser wurde Suspension 3 hergestellt. Lösung 1 und Lösung 2 wurden vereint unter starkem Rühren durch die kontinuierliche und gleichzeitige Zuführung von Lösung 1 und 2 in ein Reaktionsgefäß mit einer Flußrate von 2 ml/min bei Raumtemperatur. Die resultierende rot-braune trübe Suspension wurde eine weitere Stunde bei 25°C gerührt und danach über ein Papierfilter Grad 595 (Schleicher-Schüll) gefiltert. Das Filter-Retentat wurde resuspendiert durch Auswaschen des Filters in 90 g bidestilliertem Wasser. Diese Filtration und Resuspendierung wurde zweimal wiederholt. Danach wurde die Suspension nochmals gefiltert und das rot-braune trockene Retentat wurde vom Filter abgelöst und mit 7,5 g bidestilliertem Wasser, 3,7 g Sucrose und 12 g Ethanol (reinst) resuspendiert und 1 Stunde bei Raumtemperatur gerührt. Diese so erhaltene Suspension wurde am Rotationsverdampfer auf 10 ml reduziert und über Nacht bei 60° im Trockenschrank getrocknet. Das durch Mörsern gewonnene feine Pulver hat einen Eisengehalt von 186 mg/g Trockensubstanz.

pH	PO₄ mg/l Kontrolle	PO₄ mg/l Filtrat	PO₄ mg/l adsorbiert	PO₄% adsorbiert	PO₄%/Fe (m/m Fe) adsorbiert
3	4109	2667	1442	35,1	29,13
5,5	3990	2735	1254	31,43	27,16
8	3985	3201	784	19,67	21,27
Vergleichsbeispiel 2: Phosphatadsorption in wässriger Phosphatlösung bei verschiedenen pH-Werten. Für alle Versuche wurde der Eisengehalt in der Versuchslösung auf 0,1 M eingestellt.

pH	PO₄ mg/l Kontrolle	PO₄ mg/l Filtrat	PO₄ mg/l adsorbiert	PO₄% adsorbiert	PO₄%/Fe (m/m Fe) adsorbiert
7,54	6870	5611	1259	183	22.52
Vergleichsbeispiel 1: Phosphatadsorption in Nutricomp MCT Für alle Versuche wurde der Eisengehalt in der Versuchslösung auf 0,1 M eingestellt.

Vergleichsbeispiel 3
Eine Dispersion aus inversem Spinell-Eisenoxid mit einer komplexierenden Hülle aus Zitronensäure wurde gemäß der Veröffentlichung von Sahoo hergestellt (Sahoo et al. 2005).
Es wurden 1,72 g Eisen(II)-Chlorid Tetrahydrat (Sigma-Aldrich Nr. 44939) in 40 ml deoxygeniertem bidestilliertem Wasser (Lösung A) gelöst und es wurden 4,7 g Eisen-(III)-Chlorid Hexahydrat (Sigma-Aldrich, Nr. 31232) in 40 ml deoxygeniertem bidestilliertem Wasser gelöst. Lösung A und B wurden unter Argonatmosphäre vereint und unter Rühren auf 80°C erhitzt (Lösung C). Der 80°C heißen Lösung C wurden unter Argonatmosphäre 10 ml einer 28% Ammoniumhydroxid Lösung schnell zugegeben (Lösung D). Lösung D wurde 30 min 80°C unter Argonatmosphäre gerührt und danach 2 g Zitronensäure (Sigma-Aldrich, Nr. 251275) gelöst in 4 ml bidestilliertem Wasser schnell zugegeben. Die so erhaltene schwarzbraune Suspension wurde und in einem offenen Gefäß bei freier Luftzufuhr weitere 90 min bei 95°C gerührt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde die Dispersion auf einem Magneten separiert (1 Tesla) und der Überstand in einem Dialyseschlauch gegen 3 l bidestilliertes Wasser dialysiert (Spectra Por Dialyseschlauch, RC Membran, 12–14 kD Cutoff). Es erfolgte ein Austausch des Wassers, bis eine Leitfähigkeit < 0,5 mS/cm im Filtrat erreicht wurde. Die so erhaltene Dispersion wurde am Rotationsverdampfer auf 30 ml reduziert und 3 g Inulin zugesetzt und weitere 30 min bei Raumtemperatur gerührt. Die so erhaltene Suspension wurde über Nacht bei 60°C getrocknet. Die Trockensubstanz wurde zu feinem Pulver zermrörsert.

Das so erhaltene Pulver hat einen Eisengehalt von 376 mg/g Trockensubstanz und einen Gehalt an zweiwertigem Eisen von 3,76% im Verhältnis zum Gesamteisen.

pH	PO₄ mg/l Kontrolle	PO₄ mg/l Filtrat	PO₄ mg/l adsorbiert	PO₄% adsorbiert	PO₄%/Fe (m/m Fe) adsorbiert
7,54	6870	6118	752	10.95	13.48
Vergleichsbeispiel 3: Phosphatadsorption in Nutricomp MCT Für alle Versuche wurde der Eisengehalt in der Versuchslösung auf 0,1 M eingestellt.

Vergleichsbeispiel 4

Kommerziell erhältliche kolloidale Dispersionen (Resovist^®, Feraheme^®) aus nanoskaligen Magnetit-Maghämit Eisenoxidkristallen mit modifizierten Dextranhüllen wurden in einer Phosphatlösung bei pH 8 auf ihre Phosphat-Bindungskapazität hin untersucht. Das Feraheme^® ist mit Carboxymethyldextran umhüllt und liegt in einer 0,54 M Lösung bezogen auf Eisen vor und das Resovist^® ist mit Carboxydextran umhüllt und liegt in einer 0,5 M Lösung bezogen auf Eisen vor. Es wurden mit Inkubationskonzentrationen Bindungsversuche durchgeführt, die den Versuchen der vorhergehenden Beispiel entsprechen.

pH	PO₄ mg/l Kontrolle	PO₄ mg/l Filtrat	PO₄ mg/l adsorbiert	PO₄% adsorbiert	PO₄%/Fe (m/m Fe) adsorbiert
8	3985	3675	310	7,8	5,6
Vergleichsbeispiel Feraheme^®: Phosphatadsorption in wässriger Phosphatlösung bei dem pH-Wert 8. Für alle Versuche wurde der Eisengehalt in der Versuchslösung auf 0,1 M eingestellt.

pH	PO₄ mg/l Kontrolle	PO₄ mg/l Filtrat	PO₄ mg/l adsorbiert	PO₄% adsorbiert	PO₄%/Fe (m/m Fe) adsorbiert
8	3985	3401	584	14,7	10,5
Vergleichsbeispiel Resovist: Phosphatadsorption in wässriger Phosphatlösung bei dem pH-Wert 8. Für alle Versuche wurde der Eisengehalt in der Versuchslösung auf 0,1 M eingestellt.

Vergleichsbeispiel 5
Ein Eisenhydroxid basiertes Phosphatadsorbens wurde hergestellt gemäß des Herstellungsbeispiels 3 von WO 2006/000547 A2 . Diese Methode beschreibt die Herstellung eines Eisen-basierten Phosphatadsorbens mit optimierter Phosphatbindung. Im Gegensatz zu der Verwendung von Stärke wie in WO 2006/000547 genannt ist, wurde hier Inulin und Gummi Arabicum verwendet.
Es wurden 52 g Natrium Carbonat Decahydrat ((Sigma-Aldrich, No. 71538) in 78 g bidestilliertem Wasser gelöst (Lösung 1). Desweiteren wurden 38 g Eisen-III-Nitrate Nonahydrate (Sigma-Aldrich, Nr. 31233) in 16 g bidestilliertem Wasser gelöst (Lösung 2).
Unter starker Rühren wurde Lösung 2 über einen Zeitraum von 30 min in Lösung 1 getropft.

Die resultierende Lösung 3 wurde weitere 60 min bei Raumtemperatur gerührt. Danach wurde die Lösung 3 gegen Wasser in einem Dialyseschlauch (Spectra Por Dialyseschlauch, RC Membran, 12–14 kD Cutoff) gereinigt bis nach mehrmaligem Austausch des Wassers eine Leitfähigkeit < 0,5 mS/cm im Filtrat erreicht wurde. Es wurde ein Aliquot von 100 ml des Retentates entnommen und nacheinander 3 g Inulin (Sigma-Aldrich I2255, Chicory), 3 g Gummi Arabicum (Acaciabaum Reagent Grade, Sigma G9752) und 6 g Sucrose (Sigma-Aldrich, No. S 7903) zugesetzt. Die rotbraune trübe Dispersion wurde am Rotationsverdampfer bei 60° reduziert auf 30 ml und danach über Nacht bei 60°C im Trockenschrank getrocknet. Das somit enthaltene rot-braune Pulver wurde nochmals fein gemörsert. Das so erhaltene feine Pulver hat einen Eisengehalt von 263 mg/g.

pH	PO₄ mg/l Kontrolle	PO₄ mg/l Filtrat	PO₄ mg/l adsorbiert	PO₄% adsorbiert	PO₄%/Fe (m/m Fe) adsorbiert
3	4109	2667	1442	35,1	21,5
5,5	3990	2735	1254	31,43	21,4
8	3985	3201	784	19,67	11,3
Vergleichsbeispiel 5: Phosphatadsorption in wässriger Phosphatlösung bei verschiedenen pH-Werten. Für alle Versuche wurde der Eisengehalt in der Versuchslösung auf 0,1 M eingestellt.

Beispiel 1
Ein Magnetit-Maghämit basiertes Phosphatadsorbens wurde hergestellt durch eine Fällung aus einer Lösung von zweiwertigem und dreiwertigem Eisen unter Anwesenheit einer Base.
Es wurde 7,55 g Eisen-III-Chlorid Hexahydrat (Sigma-Aldrich, No. 31232) in 50 ml bidestilliertem und auf 4°C gekühltem Wasser gelöst (Lösung A). Zu Lösung A wurde 3,2 g Eisen-II-Chlorid Tetrahydrat (Sigma-Aldrich Np. 44939) zugefügt und gelöst (Lösung B). Desweiteren wurde 25 g D-Mannose (Sigma-Aldrich, No. 63582) in bidestilliertem und auf 4°C gekühltem Wasser gelöst (Lösung C). Lösung B und C wurden vereint und 2 min gerührt (Lösung D). Zu Lösung D wurde 100 ml mit 1,5 M NaOH (gekühlt auf 4°C) zugefügt und die entstehende Mischung 5 min gerührt bei 4°C, bis ein homogenes Kolloid entsteht (ca. 5 min) und danach auf 60°C erwärmt und 15 min weitergerührt bei 60°C. Während 15 min wurde die Lösung unter Rühren auf Raumtemperatur abgekühlt und mittels Ultrafiltration (10 kD, Spectrum, Hollow Fiber, PES) auf 100 ml reduziert. Die Lösung wurde mittels Dialyseschläuche (12–14 kD Cutoff regenerierte Celullose, Spectra Por) 5 mal gegen 2 Liter bidestilliertes Wasser dialysiert, bis im Filtrat kein Eisen und Chlorid mehr nachweisbar war. Die nach der Dialyse vorhandene kolloidale Lösung in einer Gesamtmenge von 200 ml wurde mit 0,1 g Mannose, 3 g Gummi Arabicum (Acaciabaum Reagent Grade, Sigma G9752) und 3 g Inulin (Sigma Aldrich 12255, Chicory), die gemeinsam in 25 ml bidestilliertem Wasser gelöst worden waren, gemischt. Diese Dispersion wurde 3 min gerührt und mit 100% Ethanol auf 11 aufgefüllt. Damit wurden die Nanopartikel ausgefüllt und zusätzlich mit 800 ref abzentrifugiert. Das Sediment wurde über Nacht bei 60°C getrocknet. Die entstandene Trockensubstanz wurde zu einem Pulver fein zermörsert.

Das so entstandene Pulver hat einen Eisengehalt von 157 mg/g Trockensubstanz bei 2,04% Anteil an zweiwertigem Eisen im Verhältnis zum Gesamteisen.

pH	PO₄ mg/l Kontrolle	PO₄ mg/l Filtrat	PO₄ mg/l adsorbiert	PO₄% adsorbiert	PO₄%/Fe (m/m Fe) adsorbiert
3	4136	690	3446	83,1	67,65
5,5	4109	981	3128	76,1	61,51
8	4120	2384	1735	42,1	34,12
Beispiel 1: Phosphatadsorption in wässriger Phosphatlösung bei verschiedenen pH-Werten. Für alle Versuche wurde der Eisengehalt in der Versuchslösung auf 0,1 M eingestellt.

pH	PO₄ mg/l Kontrolle	PO₄ mg/l Filtrat	PO₄ mg/l adsorbiert	PO₄% adsorbiert	PO₄%/Fe (m/m Fe) adsorbiert
7,54	6870	3302	3568	51.9	63,82
Beispiel 1: Phosphatadsorption in Nutricomp MCT Für alle Versuche wurde der Eisengehalt in der Versuchslösung auf 0,1 M eingestellt.

Beispiel 1B

Die Herstellung von Beispiel 1B ist identisch zu der Herstellung gemäß Beispiel 1 mit dem Unterschied, dass die Herstellungsschritte nicht mit gekühlten Lösungen durchgeführt wurden. Alle Herstellungsschritte gemäß Beispiel 1B erfolgten bei Raumtemperatur. Das gemäß Beispiel 1B hergestellte Eisenoxid-Pulver hat einen Gesamteisengehalt von 250 mg mit einem Anteil von 5.28% zweiwertigem Eisen im Verhältnis zum Gesamteisen.

pH	PO₄ mg/l Kontrolle	PO₄ mg/l Filtrat	PO₄ mg/l adsorbiert	PO₄% adsorbiert	PO₄%/Fe (m/m Fe) adsorbiert
7,54	6870	4371	2499	36,4	44,57
Beispiel 1B: Phosphatadsorption in Nutricomp MCT Für alle Versuche wurde der Eisengehalt in der Versuchslösung auf 0,1 M eingestellt.

Beispiel 2

Ein Magnetit-Maghämit basiertes Phosphatadsorbens wurde hergestellt durch eine Fällung aus einer Lösung von zweiwertigem und dreiwertigem Eisen unter Anwesenheit einer Base. Es wurden 7,2 g Eisen-III-Chlorid Hexahydrat (Sigma-Aldrich No 31232) und 10 g D-Mannose (Sigma-Aldrich Nr. 63582) in 25 ml 0,4 M Salzsäure mit einer Temperatur von 4°C gelöst (Lösung A). Zu Lösung A wurde 3,5 g Eisen-II-Chlorid Tetrahydrat (Sigma-Aldrich Nr. 44939) gegeben (Lösung B). Lösung B wurde bei 4°C 5 min gerührt. Lösung B wurde schnell zu 80 ml 1,5 M Natronlauge gegeben (Lösung C). Lösung C wird bei 4°C gerührt bis eine schwarzbraune Suspension entsteht. Danach wurde Lösung C auf 60° erhitzt und bei dieser Temperatur weitere 30 min gerührt. Zu dieser Dispersion wurde 3 g Inulin (Sigmaaldrich 12255, Chicory) gegeben, weitere 3 min gerührt, die Dispersion von der Heizplatte genommen und bei Raumtemperatur gerührt ohne Heizung bis die Dispersion auf Raumptemperatur abgekühlt war. Diese Dispersion wurde bei 1500 rcf 10 min zentrifugiert. Das Sediment wurde in der fünffachen Volumenmenge mit 3% Inulin-Lösung dispergiert und unter den genannten Bedingungen zentrifugiert. Dieser Vorgang wurde 5 mal wiederholt. Das finale durch Zentrifugation erhaltene Sediment wurde über Nacht bei 60°C getrocknet. Das entstande Granulat wurde zu einem Pulver zermörsert. Das so erhaltene Pulver hat einen Eisengehalt von 307 mg/g mit einem Anteil an zweiwertigem Eisen von 9,57% im Verhältnis zum Gesamteisen.

pH	PO₄ mg/l Kontrolle	PO₄ mg/l Filtrat	PO₄ mg/l adsorbiert	PO₄% adsorbiert	PO₄%/Fe (m/m Fe) adsorbiert
3	3212	1628	1584	49,3	28,2
5,5	3313	1852	1461	44,1	25,91
8	3395	2355	1040	30,63	18,69
Beispiel 2: Phosphatadsorption in wässriger Phosphatlösung bei verschiedenen pH-Werten. Für alle Versuche wurde der Eisengehalt in der Versuchslösung auf 0,1 M eingestellt.

pH	PO₄ mg/l Kontrolle	PO₄ mg/l Filtrat	PO₄ mg/l adsorbiert	PO₄% adsorbiert	PO₄%/Fe (m/m Fe) adsorbiert
7,54	7468	4863	2606	34,9	47,51
Beispiel 2: Phosphatadsorption in Nutricomp MCT Für alle Versuche wurde der Eisengehalt in der Versuchslösung auf 0,1 M eingestellt.

Beispiel 3

Ein Magnetit-Maghämit basiertes Phosphatadsorbens wurde hergestellt durch eine Fällung aus einer Lösung von zweiwertigem und dreiwertigem Eisen unter Anwesenheit einer Base. Es wurden 7,2 g Eisen-III-Chlorid Hexahydrat (Sigma-Aldrich No 31232) in 25 ml 0.4 M Salzsäure mit einer Temperatur von 4°C gelöst (Lösung A). Zu Lösung A wurde 3,5 g Eisen-II-Chlorid Tetrahydrat (Sigma-Aldrich Nr. 44939) gegeben (Lösung B). Es wurden 10 g Mannit (Sigma-Aldrich Nr. M 4125) in 80 ml 1,5 M Natronlauge gelöst (Lösung C). Lösung B wurde schnell zu Lösung C gegeben und es wurde bei 4°C gerührt bis eine schwarzbraune Suspension entsteht. Zu dieser Suspension wurden 3 g Kartoffelstärke (Sigma-Aldrich Nr. S4251) gegeben und unter Rühren wurde diese Suspension auf 60°C erhitzt. Zu dieser Suspension wurde 5 ml 30% Wasserstoffperoxid gegeben in 1 ml Mengen und zwischen den Zugaben jeweils 1 min gerührt bei 60°C. 5 min nach Beendigung der Zugabe wurde mittels Quantofix Peroxid 100 Test (Merck KdA) die Abwesenheit von Peroxiden nachgewisen. Zu dieser so erhaltenen Suspension wurde 3 g Inulin gegeben (Sigma-Aldrich Nr. I2255, Chicory) und diese Suspension wurde ohne Heizer weitergerührt bis sie auf Raumtemperatur abgekühlt war (ca. 20 min). Nach dem Abkühlen wurde 3 g Carboxymethylcellulose zugegeben (Sigma-Aldrich Nr. C9481, USP Grade). Die resultierende Suspension wurde zentrifugiert (1500 rcf, 10 min). Das Sediment wurde mit der fünfachen Volumenmenge einer 2% Saccharose-Lösung resupendiert und zentrifugiert. Dieser Schritt wurde vier mal wiederholt. Das resultierende Sediment wurde, über Nacht bei 60°C im Ofen getrocknet. Das so entstandene Granulat wurde zu einem feinen Pulver zermörsert. Das resultierende Eisenoxid-Pulver hat einen Eisengehalt von 298,03 mg/g bei einem Anteil an zweiwertigem Eisen von 11.18% bezogen auf den Gewichtsanteil des Gesamteisens.

pH	PO₄ mg/l Kontrolle	PO₄ mg/l Filtrat	PO₄ mg/l adsorbiert	PO₄% adsorbiert	PO₄%/Fe (m/m Fe) adsorbiert
3	3725	1963	1742	46,8	31,21
5,5	3762	2107	1655	43,99	29,51
8	3809	2716	1093	28,7	19,4
Beispiel 3: Phosphatadsorption in wässriger Phosphatlösung bei verschiedenen pH-Werten. Für alle Versuche wurde der Eisengehalt in der Versuchslösung auf 0,1 M eingestellt.

pH	PO₄ mg/l Kontrolle	PO₄ mg/l Filtrat	PO₄ mg/l adsorbiert	PO₄% adsorbiert	PO₄%/Fe (m/m Fe) adsorbiert
7,54	7468	4854	2614	35	47,88
Beispiel 3: Phosphatadsorption in Nutricomp MCT Für alle Versuche wurde der Eisengehalt in der Versuchslösung auf 0,1 M eingestellt.

Beispiel 4

Ein Magnetit-Maghämit basiertes Phosphatadsorbens wurde hergestellt durch eine Fällung aus einer Lösung von zweiwertigem und dreiwertigem Eisen unter Anwesenheit einer Base. Es wurden 7,2 g Eisen-III-Chlorid Hexahydrat (Sigma-Aldrich No 31232) in 25 ml 0,4 M Salzsäure mit einer Temperatur von 4°C gelöst (Lösung A). Zu Lösung A wurde 3,5 g Eisen-II-Chlorid Tetrahydrat (Sigma-Aldrich Nr. 44939) gegeben (Lösung B). Es wurden 10 g Saccharose (Sigma-Aldrich Nr. S0389) in 80 ml 1,5 M Natronlauge gelöst (Lösung C). Lösung B wurde schnell zu Lösung C gegeben und es wurde bei 4°C gerührt bis eine schwarzbraune Suspension entsteht. Zu dieser Suspension wurden 3 g Kartoffelstärke (Sigma-Aldrich S4251) gegeben und unter Rühren wurde diese Suspension auf 60°C erhitzt. Zu dieser Suspension wurde 5 ml 30% Wasserstoffperoxid gegeben in 1 ml Mengen und zwischen den Zugaben jeweils 1 min gerührt bei 60°C. 5 min nach Beendigung der Zugabe wurde mittels Quantofix Peroxid 100 Test (Merck KdA) die Abwesenheit von Peroxiden nachgewisen. Zu dieser so erhaltenen Suspension wurde 3 g Inulin gegeben (Sigma-Aldrich. Nr. 12255, Chicory) und diese Suspension wurde ohne Heizer weitergerührt bis sie auf Raumtemperatur abgekühlt war (ca. 20 min). Nach dem Abkühlen wurde 3 g Carboxymethylcellulose zugegeben (Sigma-Aldrich Nr. C9481, USP Grade). Die resultierende Suspension wurde zentrifugiert (1500 rcf, 10 min). Das Sediment wurde mit der fünfachen Volumenmenge einer 2% Saccharose-Lösung resupendiert und zentrifugiert. Dieser Schritt wurde vier mal wiederholt. Das resultierende Sediment wurde über Nacht bei 60°C im Ofen getrocknet. Das so entstandene Granulat wurde zu einem feinen Pulver zermörsert. Das resultierende Eisenoxid-Pulver hat einen Eisengehalt von 353,51 mg/g bei einem Anteil an zweiwertigem Eisen von 4,73% bezogen auf den Gewichtsanteil des Gesamteisens.

pH	PO₄ mg/l Kontrolle	PO₄ mg/l Filtrat	PO₄ mg/l adsorbiert	PO₄% adsorbiert	PO₄%/Fe (m/m Fe) adsorbiert
3	3725	2564	1161	46,8	31,2
5,5	3762	2809	953	25,33	17,06
8	3809	3177	632	16,59	11,32
Beispiel 4: Phosphatadsorption in wässriger Phosphatlösung bei verschiedenen pH-Werten. Für alle Versuche wurde der Eisengehalt in der Versuchslösung auf 0,1 M eingestellt.

pH	PO₄ mg/l Kontrolle	PO₄ mg/l Filtrat	PO₄ mg/l adsorbiert	PO₄% adsorbiert	PO₄%/Fe (m/m Fe) adsorbiert
7,54	7468	5784	1684	22,5	29,83
Beispiel 4: Phosphatadsorption in Nutricomp MCT Für alle Versuche wurde der Eisengehalt in der Versuchslösung auf 0,1 M eingestellt.

Beispiel 5

Basierend auf der Herstellung gemäß Beispiel 1 wurden verschiedene Kombinationen aus primärem Coating und sekundären Hilfsstoffen getestet hinsichtlich der Phosphatadsorption. Für alle Herstellungen wurden in 50 ml 0,4 M Salzsäure 14,4 g Eisen-III-Chlorid Hexahydrat (Sigma-Aldrich No 31232) und 7 g Eisen-II-Chlorid Tetrahydrat (Sigma-Aldrich Nr. 44939) zusammen mit dem primären Hüllmaterial gemäß Spalte Primär-Hülle in der nachfolgenden Tabelle gelöst (Lösung A). Lösung A wird schlagartig zu 80 m eisgekühlter 1,5 M Natronlauge gegeben und 5 min gerührt. Zu der so erhaltenen Suspension wird der Hilfsstoff gemäß Spalte Hilfsstoff der nachfolgenden Tabelle zugegeben. Die so erhaltene Suspension wird 30 min im Eis-Wasserbad gerührt. Es werden dieser Suspension 2 ml 15% Wasserstoffperoxid zugegeben. Die so erhaltene Dispersion wird auf 65°C erwärmt und 15 min bei dieser Temperatur gerührt. Nach Abkühlen auf Raumptemperatur wird die so erhaltene Suspension zentrifugiert (10 min 1500 rcf) der Überstand verworfen und das Sediment über Nacht bei 60°C getrocknet.

	Primärhülle	Hilfsstoff	PO4%/Fe (m/m Fe) adsorbiert
Beispiel 5a	Caramellose 15 g	2 g Inulin 2 g Gummi Arabicum 2 g Stärke	30,3%
Beispiel 5b	ohne	3 g Gummi Arabicum	11,2%
Beispiel 5c	Lecithin 5 g	2 g Gummi Arabicum 2 g Stärke	12,5%
Beispiel 5d	Caramellose 15 g	2 g Gummi Arabicum 2 g Stärke	14,3%
Beispiel 5e	Maltodextrin 15 g	ohne	13,2%
Beispiel 5f	Mannitol 15 g	ohne	9,6%
Beispiel 5g	Mannitol 15 g	3 g Inulin 3 g Gummi Arabicum	34,8%
Beispiel 5: Phosphatadsorption in wässriger 40 mM Phosphatlösung bei pH-Wert 5. Für alle Versuche wurde der Eisengehalt in der Versuchslösung auf 0,1 M eingestellt.

Beispiel 6

Ein Magnetit-Maghämit basiertes Phosphatadsorbens wurde hergestellt durch eine Fällung aus einer Lösung von zweiwertigem und dreiwertigem Eisen unter Anwesenheit einer Base. Es wurden 7,2 g Eisen-III-Chlorid Hexahydrat (Sigma-Aldrich No 31232) in 25 ml 0,4 M Salzsäure mit einer Temperatur von 4°C gelöst (Lösung A). Zu Lösung A wurde 3,5 g Eisen-II-Chlorid Tetrahydrat (Sigma-Aldrich Nr. 44939) gegeben (Lösung B). Es wurden 70 ml 1,5 M Natronlauge (4°C gekühlt) zu Lösung B gegeben und es wurde bei 4°C gerührt bis eine schwarzbraune Suspension entsteht. Zu dieser schwarzbraunen Suspension wurde 2 ml 30% Wasserstoffperoxid gegeben, danach die Suspension auf 75°C erhitzt und 10 min bei dieser Temperatur mit freier Raumluftzufuhr gehalten. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde mittels Quantofix Peroxid 100 Test die Abwesenheit von Peroxiden überprüft. Zu dieser so erhaltenen Suspension wurde nacheinander mit jeweils 5 min dazwischen 3 g Kartoffelstärke (Sigma-Aldrich S4251), 3 g Gummi Arabicum (Acaciabaum Reagent Grade, Sigma G9752), gelöst in jeweils 15 ml 1 M NaOH zugegeben. Des weiteren wurden 4 g Inulin und 3 g Inulin (Sigma-Aldrich 12255, Chicory) und 0,1 g Carboxymethylcellulose-Natrium nacheinander mit jeweils 5-minütigem Rühren zugegeben als Pulver. Diese Suspension wurde 15 mit 700 rcf zentrifugiert, der Überstand verworfen und das Sediment 5× mit 30 ml 2% Sucroselösung resuspendiert und zentrifugiert. Sediment wurde über Nacht bei 60°C im Ofen getrocknet. Das so entstandene Granulat wurde zu einem feinen Pulver zermörsert. Das resultierende Eisenoxid-Pulver hat einen Eisengehalt von 207 mg/g bei einem Anteil an zweiwertigem Eisen von 3,13% bezogen auf den Gewichtsanteil des Gesamteisens.

pH	PO₄ mg/l Kontrolle	PO₄ mg/l Filtrat	PO₄ mg/l adsorbiert	PO₄% adsorbiert	PO₄%/Fe (m/m Fe) adsorbiert
7,54	7468	4773	2495	33,4	44,59
Beispiel 6: Phosphatadsorption in Nutricomp MCT Für alle Versuche wurde der Eisengehalt in der Versuchslösung auf 0,1 M eingestellt.

Beispiel 7

Phosphatadsorption in Fetalem Kälberserum. Es wurde von Beispiel 1 eine Menge von 0,06 mmol bezogen auf Eisen in 10 ml fetalem Kälberserum gelöst. Ebenso wurde zum Vergleich ein identischer Versuch mit dem Carboxymethyldextran stabilsierten Eisenoxid Feraheme durchgeführt. Diese Proben wurden 2 Stunden bei 37°C inkubiert. Danach über einen Zentrifugenfilter mit 30 kD Cutoff zentrifugiert. In dem Filtrat wurde der Phosphatgehalt bestimmt gemäß der vorhergenden Beispiele.

Probe	PO₄ mg/l Kontrolle	PO₄ mg/l Filtrat	PO₄ mg/l adsorbiert	PO₄% adsorbiert	PO₄%/Fe (m/m Fe) adsorbiert
Beispiel 1	251,59	173,9	77,69	30,9	24,79
Feraheme	259,51	244,34	7,25	2,9	2,37
Beispiel 7: Phosphatadsorption in Serum Für alle Versuche wurde der Eisengehalt in der Versuchslösung auf 6 mM eingestellt

Referenzen

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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Daou et al., 2007 [0014]
Daou et al., 2007 [0024]
Barber 2002 [0024]
Sahoo et al. 2005 [0153]

Claims

Phosphatadsorbens, umfassend (i) einen Eisenoxidkern umfassend eine Kristallstruktur des inversen Spinelleisenoxids, (ii) eine Beschichtung ausgewählt aus (a) Mono- oder Disacchariden, oder (b) Alditolen, oder Mischungen davon, und/oder (iii) einen pharmazeutischen Hilfsstoff ausgewählt aus polymeren Kohlenwasserstoffen wobei das Phosphatadsorbens die Form von Nanopartikeln aufweist mit einer Partikelgröße des Eisenoxidkerns von weniger als 20 nm, bevorzugt von 2 bis 20 nm.
Phosphatadsorbens von Anspruch 1, wobei das Phosphatadsorbens monokristallin und/oder mononuklear ist, und/oder wobei der Eisenoxidkern (i) inverses Spinelleisenoxid umfasst mit mehr als 90% Anteil in einer Kristallitgröße weniger als 10 nm, und/oder wobei der Eisenoxidkern (i) inverses Spinell-Eisenoxid mit einem Anteil an zweiwertigen Eisenionen im Verhältnis von Gesamteisen von weniger als 20% (molares Verhältnis) umfasst, und/oder wobei der Eisenoxidkern (i) weiterhin Hämatit, Geothit, Lepidocrocit, Akaganeit und/oder Ferrihydrit umfasst.
Phosphatadsorbens gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Beschichtung (ii) Mono- oder Disaccharide (a) umfasst, die ausgewählt sind aus aliphatischen und/oder aromatischen Hexosen oder Pentosen, insbesondere aus Mannose, Saccharose, Fruktose, Fucose, Trehalose, Glukose, Rhamnose, Galaktose, Maltose, Caramellose, Arabinogalactan und Arabinose, wobei die Beschichtung (ii) bevorzugt Mannose, Maltose, Caramellose und/oder Saccharose ist.
Phosphatadsorbens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Beschichtung (ii) Alditol(e) (b) umfasst, die ausgewählt sind aus Mannit, Sorbit, Isomalt, Threit, Lactit, Xylit, Arabit, Erythrit und Glycerin.
Phosphatadsorbens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Beschichtung (ii) in dem molaren Verhältnis zu den zur Verfügung stehenden Bindungsstellen an der Eisenoxidkristalloberfläche der Eisenoxidkerne (i) im Überschuss vorliegt.
Phosphatadsorbens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der pharmazeutische Hilfsstoff (iii) ausgewählt ist aus Glucanen, wie Dextran, Stärke, Cellulose, Polymaltose, Dextrine, Glycogen, Pullulan, Carboxymethylcellulose, Fruktanen, wie Inulin, und Gummi arabicum oder Mischungen davon, wobei der pharmazeutische Hilfsstoff (iii) bevorzugt eine Mischung aus Fruktan(en), insbesondere Inulin, und Gummi arabicum ist.
Phosphatadsorbens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, das eine Phosphatbindungskapazität von mindestens 300 mg adsorbiertes Phosphat pro 1 g Eisen aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Phosphatadsorbens, umfassend die alkalische Fällung von Eisen(II)- und Eisen(III)-Salzlösungen mit einer Base, die ausgewählt ist aus NaOH, KOH oder Ammoniumhydroxid oder Mischungen, in Anwesenheit einer Verbindung ausgewählt aus (a) Mono- oder Disacchariden oder (b) Alditolen oder Mischungen davon.
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei die alkalische Fällung bei einer Temperatur von 0 bis 25°C, bevorzugt 4 bis 12°C durchgeführt wird, und/oder wobei die Eisen(II)- und Eisen(III)-Ionen in einem molaren Verhältnis von 0,4 bis 0,7 vorliegen, und/oder wobei die Verbindung im molaren Überschuss im Verhältnis zum Eisen vorliegt.
Verfahren gemäß Anspruche 8 oder 9, wobei die Mono- oder Disaccharide (a) ausgewählt sind aus aliphatischen und/oder aromatischen Hexosen oder Pentosen, insbesondere aus Mannose, Saccharose, Fruktose, Fucose, Trehalose, Glukose, Rhamnose, Galaktose, Maltose, Caramellose, Arabinogalactan und Arabinose, und/oder wobei die Alditole (b) ausgewählt sind aus Mannit, Sorbit, Isomalt, Threit, Lactit, Xylit, Arabit, Erythrit und Glycerin.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, umfassend die Schritte (1) Herstellen einer wässrigen Lösung eines Eisen(II)- und Eisen(III)-Salzes, (2) Herstellen einer wässrigen Lösung einer Verbindung ausgewählt aus (a) Mono- oder Disacchariden (insbesondere ausgewählt aus aliphatischen und/oder aromatischen Hexosen oder Pentosen, wie Mannose, Saccharose, Fruktose, Fucose, Trehalose, Glukose, Rhamnose, Galaktose, Maltose, Caramellose, Arabinogalactan und Arabinose), oder (b) Alditolen (insbesondere ausgewählt aus Mannit, Sorbit, Isomalt, Threit, Lactit, Xylit, Arabit, Erythrit und Glycerin) oder Mischungen davon. (3) Kombinieren der Lösungen (1) und (2) und Addieren einer Base, die ausgewählt ist aus NaOH, KOH oder Ammoniumhydroxid oder Mischungen, um eine Suspension mit einem pH-Wert von 7 bis 13 zu erhalten, wobei die Temperatur zwischen 0 und 25°C beträgt.
Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei die Verbindung in Schritt (2) ausgewählt ist aus Mannose, Maltose, Saccharose, Caramellose und/oder Mannit, und/oder wobei die Verbindung in Schritt (2) im molaren Überschuss im Verhältnis zum Eisen vorliegt.
Verfahren gemäß Anspruch 11 oder 12, weiterhin umfassend Schritt (4) Oxidieren durch Addition eines Oxidationsmittels und/oder durch Einströmen von Luft oder reinem Sauerstoffgas, bei einer Temperatur zwischen 25°C und 90°C, bevorzugt 40 und 65°C, und/oder weiterhin umfassend Schritt (5) Entfernen von ungebundenen Eisen(II)- und/oder Eisen(III)-Ionen durch Zentrifugation, Dialyse, magnetische Separation und/oder Ultrafiltration, und/oder weiterhin umfassend Schritt (6) Addieren eines pharmazeutischen Hilfsstoffs, der ausgewählt ist aus polymeren Kohlenwasserstoffen, und/oder weiterhin umfassend Schritt (7) Trocknen der erhaltenen Suspension unter der Verwendung von Lyophilisation und/oder Hitzetrocknung.
Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei der pharmazeutische Hilfsstoff in Schritt (6) ausgewählt ist aus Glucanen, wie Dextran, Stärke, Cellulose, Polymaltose, Dextrine, Glycogen, Pullulan, Carboxymethylcellulose, Fruktanen, wie Inulin, und Gummi arabicum oder Mischungen davon.
Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei in Schritt (6) die Verbindung von Schritt (2) addiert wird, entweder gleichzeitig mit dem Hilfsstoff oder separat, und/oder wobei nach Schritt (6) mit einer wässrigen Lösung der Verbindung von Schritt (2) gewaschen wird.
Verfahren zur Herstellung eines Phosphatadsorbens, umfassend die alkalische Fällung von Eisen(II)- und Eisen(III)-Salzlösungen mit einer Base, die ausgewählt ist aus NaOH, KOH oder Ammoniumhydroxid oder Mischungen, wobei die alkalische Fällung bevorzugt bei einer Temperatur von 0 bis 25°C, bevorzugt 4 bis 12°C durchgeführt wird, und/oder wobei die Eisen(II)- und Eisen(III)-Ionen bevorzugt in einem molaren Verhältnis von 0,4 bis 0,7 vorliegen.
Verfahren gemäß Anspruch 16, umfassend die Schritte (1) Herstellen einer wässrigen Lösung eines Eisen(II)- und Eisen(III)-Salzes, (3) Addieren einer Base, die ausgewählt ist aus NaOH, KOH oder Ammoniumhydroxid oder Mischungen, zu Lösung (1), um eine Suspension mit einem pH-Wert von 7 bis 13 zu erhalten, wobei die Temperatur zwischen 0 und 25°C beträgt.
Verfahren gemäß Anspruch 17, weiterhin umfassend Schritt(e) (4) Oxidieren durch Addition eines Oxidationsmittels und/oder durch Einströmen von Luft oder reinem Sauerstoffgas, bei einer Temperatur zwischen 25°C und 90°C, bevorzugt 40 und 65°C. und/oder (5) Entfernen von ungebundenen Eisen(II)- und/oder Eisen(III)-Ionen durch Zentrifugation, Dialyse, magnetische Separation und/oder Ultrafiltration. und/oder (6) Addieren eines pharmazeutischen Hilfsstoffs, der ausgewählt ist aus polymeren Kohlenwasserstoffen. wobei der pharmazeutische Hilfsstoff bevorzugt ausgewählt ist aus Glucanen, wie Dextran, Stärke, Cellulose, Polymaltose, Dextrine, Glycogen, Pullulan, Carboxymethylcellulose, Fruktanen, wie Inulin, und Gummi arabicum oder Mischungen davon. und/oder (7) Trocknen der erhaltenen Suspension unter der Verwendung von Lyophilisation und/oder Hitzetrocknung.
Phosphatadsorbens, bevorzugt gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, erhalten durch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 15 oder 16 bis 18.
Pharmazeutische Zusammensetzung, umfassend ein Phosphatadsorbens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 oder 19, optional, weitere pharmazeutisch aktive Hilfsstoff(e), optional, einen oder mehrere weitere Wirkstoff(e), wobei der pharmazeutische Hilfsstoff (iii) des Phosphatadsorbens bevorzugt ausgewählt ist aus Fruktanen, wie Inulin, oder eine Mischung aus Fruktan, insbesondere Inulin, mit Gummi arabicum ist.
Pharmazeutische Zusammensetzung gemäß Anspruch 20 in einer (oralen) Darreichungsform ausgewählt aus Granulat, Tabletten, Kapseln, Pillen, Lutschtabletten, Kautabletten, Kaugummi, Gummibonbons, Pulver zum Auflösen, Lösungen, Dispersionen, Suspensionen, Emulsionen und Gelen.
Phosphatadsorbens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 oder 19 oder pharmazeutische Zusammensetzung gemäß Anspruch 20 oder 21 zur Verwendung als Arzneimittel.
Phosphatadsorbens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 oder 19 oder pharmazeutische Zusammensetzung gemäß Anspruch 20 oder 21 zur Verwendung bei der Prävention und/oder Behandlung von Hyperphosphatämie, bevorzugt in einer Dosierungsform/Formulierung für orale und/oder parenterale Administration.
Phosphatadsorbens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 oder 19 oder pharmazeutische Zusammensetzung gemäß Anspruch 20 oder 21 zur selektiven Entfernung oder Eliminierung von anorganischem Phosphat aus Flüssigkeiten (wie Dialyse-Flüssigkeiten, Vollblut, Plasma) oder Nahrungsmitteln; Kontrolle von Serumphosphatspiegeln; Entfernung des Phosphats aus dem Speichel in einem Subjekt, das eine solche Behandlung benötigt, und/oder zur kurzfristigen Senkung des Serumphosphatspiegels, insbesondere durch parenterale, insbesondere intravenöse Verabreichung.