DE4416818A1

DE4416818A1 - Micro:particles contg. gas and active agent

Info

Publication number: DE4416818A1
Application number: DE19944416818
Authority: DE
Inventors: Dieter Dr Heldmann; Peter Dr Hauff
Original assignee: Schering AG
Current assignee: Bayer Pharma AG
Priority date: 1994-05-11
Filing date: 1994-05-11
Publication date: 1995-11-16

Abstract

Microparticles contg. an active agent (I) additionally contain a gaseous phase. The particles pref. have density below 0.8 g/cu.m and particle size 0.1-10 microns, and pref. have a particle shell of at least one biodegradable polymer (II). Also claimed are: a microparticle system consisting of the microparticles and a suspension medium; and a kit consisting of a first container contg. the microparticles and a second container contg. a carrier liq. (both in unit dose amts.), such that a mobile injectable suspension is formed on mixing, where the vol. of the first container is sufficient to contain the whole of the carrier liq. (as well as the microparticles).

Description

Die Erfindung betrifft den in den Patentansprüchen gekennzeichneten Gegenstand, das heißt neue wirkstoffhaltige Mikropartikel, die zusätzlich zum (zu den) Wirkstoff(en) mindestens ein Gas bzw. eine gasförmige Phase enthalten, diese Partikel enthaltende Mittel (mikropartikuläre Systeme), deren Verwendung zur ultraschallgesteuerten in vivo Wirkstoff-Freisetzung, zur ultraschallunterstützten Zellinkorporation von Wirkstoffen (Sonoporation) sowie Verfahren zur Herstellung der Partikel und Mittel.The invention relates to the object characterized in the claims that is the name of new active substance-containing microparticles, which in addition to the active substance (s) contain at least one gas or a gaseous phase containing these particles Agents (microparticulate systems), their use for ultrasound-controlled in vivo drug release, for ultrasound-assisted cell incorporation of Active ingredients (sonoporation) and processes for the production of particles and agents.

Mikropartikuläre Systeme zur kontrollierten Wirkstofffreigabe gibt es schon seit vielen Jahren. Eine Vielzahl an möglichen Hüllsubstanzen und Wirkstoffen läßt sich hierzu verwenden. Ebenso gibt es eine ganze Reihe unterschiedlicher Herstellungsverfahren. Zusammenstellungen über die verwendeten Hüllsubstanzen und Herstellungsverfahren finden sich z. B. bei: M. Bornschein, P. Melegari, C. Bismarck, S. Keipert: Mikro- und Nanopartikeln als Arzneistoffträgersysteme unter besonderer Berücksichtigung der Herstellungsmethoden, Pharmazie 44 (1989) 585-593 und M. Chasin, R. Langer (eds.): Biodegradable Polymers as Ding Delivery Systems, Marcel Dekker, New York, 1990.Microparticulate systems for controlled drug release have been around for many years Years. A variety of possible coating substances and active ingredients can be used for this use. There are also a number of different manufacturing processes. Compilations about the coating substances used and manufacturing processes can be found e.g. B. with: M. Bornschein, P. Melegari, C. Bismarck, S. Keipert: Mikro- and nanoparticles as drug delivery systems with special consideration of Manufacturing methods, Pharmazie 44 (1989) 585-593 and M. Chasin, R. Langer (eds.): Biodegradable Polymers as Ding Delivery Systems, Marcel Dekker, New York, 1990.

Die Freisetzung von Wirkstoffen aus mikropartikulären Systemen beruht überwiegend auf Diffusions- oder Erosionsprozessen [vgl. C. Washington: Ding release from microdisperse systems: A critical review, Int. J. Pharm. 58 (1990) 1-12 und J. Heller: Bioerodible Systems, in: R.S. Lahger, D.L. Wice (eds.): Medical applications of controlled release Vol. 1, CRC Press, Florida, 1984, p. 69-101].The release of active substances from microparticulate systems is predominantly based on diffusion or erosion processes [cf. C. Washington: Ding release from microdisperse systems: A critical review, Int. J. Pharm. 58 (1990) 1-12 and J. Heller: Bioerodible Systems, in: R.S. Lahger, D.L. Wice (eds.): Medical applications of controlled release Vol. 1, CRC Press, Florida, 1984, p. 69-101].

Diese Prinzipien sind jedoch mit dem Nachteil behaftet, daß die zeitliche Steuerbarkeit der Wirkstofffreisetzung aus mikrodispersen Systemen in vivo auf die Geschwindigkeit des Erosionsprozesses und/oder Diffusionsprozesses begrenzt ist und nach Applikation nicht weiter beeinflußt werden kann.However, these principles have the disadvantage of being controllable over time drug release from microdisperse systems in vivo on speed of the erosion process and / or diffusion process is limited and after application cannot be influenced further.

Die bislang bekannten Konzepte zur örtlichen Steuerung der Wirkstofffreisetzung in vivo aus mikropartikulären Systemen beruhen fast ausschließlich entweder auf unspezi fischen Anreicherungen der mikropartikulären Wirkstoffträger in bestimmten Zielorga nen wie Leber und Milz oder auf Maßnahmen zur gezielten Veränderung der Organverteilung in vivo nach Applikation durch die Veränderung der Oberflächeneigenschaften der mikropartikulären Systeme mit Hilfe von Tensiden oder spezifitätsvermittelnden Stoffen wie z. B. Antikörpern [vgl.: R.H. Müller: Colloidal carriers for controlled drug delivery - Modification, characterization and in vivo distribution -, Kiel, 1989; S. D. Tröster, U. Müller, J. Kreuter: Modification of the biodistribution of poly(methylmethacrylate) nanoparticles in rats by coating with surfactants, Int. J. Pharm. 61 (1991), 85-100; S.S. Davis, L. Illum, J.G. Movie, E. Tomlinson (eds.): Microspheres and drug therapy, Elsevier science publishers B.V., 1984 und H. Tsuji, S. Osaka, H. Kiwada: Targeting of liposomes surface modified with glycyrrhizin to the liver, Chem. Pharin. Bull. 39 (1991) 1004-1008]. Alle diese Verfahren bieten darüber hinaus jedoch keine weitere Möglichkeit den Ort der Wirkstofffreisetzung nach Applikation aktiv zu beeinflussen. Des weiteren ist es nicht möglich, das Ausmaß und die Geschwindigkeit der Wirkstofffreigabe nach Applikation zu beeinflussen.The previously known concepts for local control of drug release in vivo from microparticulate systems are based almost exclusively on either unspecific fish accumulations of the microparticulate drug carriers in certain target organs such as the liver and spleen or measures to specifically change the Organ distribution in vivo after application by changing the Surface properties of the microparticulate systems with the help of surfactants or specificity-imparting substances such. B. Antibodies [see: R.H. Müller: Colloidal carriers for controlled drug delivery - modification, characterization and in vivo distribution -, Kiel, 1989; S. D. Tröster, U. Müller, J. Kreuter: Modification of the biodistribution of poly (methyl methacrylate) nanoparticles in rats by coating with surfactants, Int. J. Pharm. 61: 85-100 (1991); S.S. Davis, L. Illum, J.G. Movie, E. Tomlinson (eds.): Microspheres and drug therapy, Elsevier science publishers B.V., 1984 and H. Tsuji, S. Osaka, H. Kiwada: Targeting of liposomes surface modified with glycyrrhizin to the liver, Chem. Pharin. Bull. 39 (1991) 1004-1008]. However, all of these methods offer no further possibility of location to actively influence the drug release after application. Furthermore, it is not possible to measure the extent and speed of drug release To influence application.

Erste Versuche, aktiv den Ort der Wirkstofffreisetzung zu beeinflussen, beruhen auf der Möglichkeit, vorhandene, bzw. induzierte pH- oder Temperaturdifferenzen zur Freisetzung zu benutzen [vgl.: H. Hazemoto, M. Harada, N. Kamatsubara, M. Haga, Y. Kato: PH-sensitive liposomes composed of phosphatidyl-ethanolamine and fatty acid, Chem. Pharm. Bull. 38 (1990) 748-751 und J.N. Weinstein, R.L. Magin, M.B. Gatwin, D.S. Zaharko: Liposomes and local hyperthermia, Science 204 (1979) 188-191]. Diese Methoden sind jedoch mit dem Nachteil behaftet, daß sie entweder begrenzt sind auf Fälle wo die erforderlichen Temperatur- bzw. pH-Differenzen bereits vorliegen (z. B. im Tumorgewebe) oder die entsprechenden zur Freisetzung erforderlichen Parameter nur durch aufwendige, z. T. invasive Maßnahmen herbeigeführt werden müssen. Darüber hinaus ist im letzteren Fall die örtliche Auflösung gering.Initial attempts to actively influence the location of the drug release are based on the possibility of existing or induced pH or temperature differences Use release [see: H. Hazemoto, M. Harada, N. Kamatsubara, M. Haga, Y. Kato: PH-sensitive liposomes composed of phosphatidyl-ethanolamine and fatty acid, Chem. Pharm. Bull. 38 (1990) 748-751 and J.N. Weinstein, R.L. Magin, M.B. Gatwin, D.S. Zaharko: Liposomes and local hyperthermia, Science 204 (1979) 188-191]. However, these methods have the disadvantage of either are limited to cases where the required temperature or pH differences already exist (e.g. in tumor tissue) or the corresponding ones for release required parameters only through complex, z. T. invasive measures must be brought about. In addition, in the latter case, the local one Low resolution.

Ein weiteres bekanntes Verfahren, den Ort der Wirkstofffreisetzung zu beeinflussen, besteht in der Verwendung von Mikropartikeln, die durch in den Partikeln verkapselte Ferrofluide über äußerlich angelegte Magnetfelder innerhalb bestimmter Körpersegmente anreicherbar sind [K.J. Widder, A.E. Senyei: Magnetic microspheres: A vehicle for selective targeting of drugs, Pharmac. Ther. 20 (1983) 377-395]. Die Verwendung derartiger Mikropartikel erfordert allerdings die gleichzeitige gezielte Anwendung starker, fokussierbarer Magnetfelder. Magnete, die derartige Felder erzeugen, sind jedoch in der Medizin wenig verbreitet. Desweiteren läßt sich die Geschwindigkeit der Wirkstofffreigabe auf diese Weise nicht beeinflussen. Another known method to influence the location of the drug release, consists in the use of microparticles encapsulated by in the particles Ferrofluids via externally applied magnetic fields within certain Body segments can be enriched [K.J. Aries, A.E. Senyei: Magnetic microspheres: A vehicle for selective targeting of drugs, Pharmac. Ther. 20 (1983) 377-395]. However, the use of such microparticles requires that simultaneous targeted application of strong, focusable magnetic fields. Magnets that generate such fields, but are not widely used in medicine. Furthermore the rate of drug release cannot be achieved in this way influence.

In der US-Patentschrift 4,657,543 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem die Freisetzung durch Ultraschalleinwirkung auf wirkstoffhaltige Polymerblöcke hervorgerufen wird. Dieser Effekt beruht im wesentlichen auf einer verstärkten Erosion des Polymers unter Schalleinwirkung. Der Nachteil dieses Verfahrens ist, daß es nur für ortsfeste Implantate geeignet ist. Für deutliche Effekte ist zudem die Verwendung sehr hoher Schalldrücke oder von Dauerschallsignalen notwendig, die zur Gewebeschädigung führen können.US Pat. No. 4,657,543 describes a method in which the Release by exposure to ultrasound on polymer blocks containing active ingredients is caused. This effect is essentially due to an increased Erosion of the polymer under the influence of sound. The disadvantage of this method is that it is only suitable for fixed implants. For clear effects is also the Use of very high sound pressures or continuous sound signals necessary for Can cause tissue damage.

In der WO 92/22298 werden Liposomen beschrieben, die sich durch Einstrahlung von Ultraschall, der im Bereich der Resonanzfrequenz der Mikrobläschen liegt, zerstören lassen. Dabei tritt der verkapselte Wirkstoff aus. Die Resonanzfrequenz wird mit ca. 7,5 MHz angegeben. Diagnostischer Ultraschall derart hoher Frequenz weist jedoch aufgrund der hohen Absorption durch Körpergewebe nur eine geringe Eindringtiefe (wenige Zentimeter) auf. Die beschriebenen Liposomen sind deshalb nur für die Freisetzung von Wirkstoffen in oberflächennahen Gebieten des Körpers geeignet.In WO 92/22298 liposomes are described which are characterized by the irradiation of Destroy ultrasound, which is in the range of the resonance frequency of the microbubbles to let. The encapsulated active ingredient emerges. The resonance frequency is approx. 7.5 MHz specified. However, diagnostic ultrasound of such a high frequency indicates due to the high absorption by body tissue only a small depth of penetration (a few centimeters). The liposomes described are therefore only for Suitable release of active substances in areas close to the surface of the body.

Bei der Verwendung von Nukleinsäuren als Wirkstoffe werden in der Literatur zwei Systeme basierend auf viralen Vektoren bzw. nicht-virale Vektoren beschrieben. In vivo werden derzeit als virale Vektoren Retro-, Adeno- und Herpesviren (bzw. deren Rekombinanten) und als nicht-virale Vektoren Liposomen und Liganden zelloberflächenspezifischer Rezeptoren untersucht (G.Y. Wu & C. H. Wu: Delivery systems for gene therapy, Biotherapy, 3 (1991) 87-95 und F. D. Ledley: Are contemporary methods for somatic gene therapy suitable for clinical applications?, Clin Invest Med 16 (1) (1993) 78-88.When using nucleic acids as active ingredients, there are two in the literature Systems based on viral vectors or non-viral vectors described. In In vivo, retro, adeno and herpes viruses (or their Recombinants) and as non-viral vectors liposomes and ligands cell surface-specific receptors examined (G.Y. Wu & C. H. Wu: Delivery systems for gene therapy, Biotherapy, 3 (1991) 87-95 and F.D. Ledley: Are contemporary methods for somatic gene therapy suitable for clinical applications? Clin Invest Med 16 (1) (1993) 78-88.

Erste Untersuchungen zur Verwendung der Gentherapie beim Menschen konzentrieren sich auf genetisch bedingte Erkrankungen wie z. B. alpha-1-Antitrypsinmangel, zystische Fibrose, Adenosindesaminasemangel und maligner Tumoren wie z. B. Melanome, Mammatumore und Intestinalkarzinome.Concentrate initial studies on the use of gene therapy in humans refer to genetically caused diseases such as B. alpha-1 antitrypsin deficiency, cystic fibrosis, adenosine desaminase deficiency and malignant tumors such as B. Melanoma, breast cancer and intestinal cancer.

Bislang sind jedoch keine Vektoren bekannt, die sowohl eine räumliche als auch zeitliche Steuerung der Freisetzung von Nukleinsäuren ermöglichen.So far, however, no vectors are known that are both spatial and enable timing of the release of nucleic acids.

Es besteht daher für vielfältige Zwecke weiterhin ein Bedarf an gezielt applizierbaren Formulierungen, die die genannten Nachteile des Standes der Technik überwinden, d. h. bei denen sowohl der Ort und Zeitpunkt der Wirkstofffreisetzung als auch die Menge der abgegebenen Substanz, gezielt durch einfache, nicht invasive Maßnahmen gesteuert werden kann. Die Formulierungen sollten darüber hinaus eine hohe Stabilität, insbesondere in Hinblick auf mechanische Einflüsse, aufweisen. There is therefore still a need for specifically applicable for a variety of purposes Formulations which overcome the disadvantages of the prior art mentioned, d. H. where both the place and time of drug release and the Amount of substance released, targeted by simple, non-invasive measures can be controlled. The wording should also be high Stability, especially with regard to mechanical influences.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, derartige Formulierungen zur Verfü gung zu stellen, sowie Verfahren zu ihrer Herstellung zu schaffen.The object of the invention is therefore to provide such formulations to provide, as well as to create processes for their production.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.This object is achieved by the invention.

Es wurde gefunden, daß bei mikropartikulären Systemen, die zusammengesetzt sind aus einem pharmazeutisch verträglichen Suspensionsmedium und Mikropartikeln, die aus einer bioabbaubaren Hülle und einem gas- und wirkstoffhaltigen Kern bestehen, überraschenderweise bei der Bestrahlung mit diagnostischen Ultraschallwellen in einem Frequenzbereich der unterhalb der Resonanzfrequenz der Partikel liegt, die Hülle dieser Partikel zerstört wird und so der (die) verkapselte(n) Wirkstoff(e) gezielt freigesetzt wird (werden).It has been found that in microparticulate systems that are composed from a pharmaceutically acceptable suspension medium and microparticles which consist of a biodegradable casing and a gas and active substance core, surprisingly when irradiated with diagnostic ultrasound waves in a frequency range below the resonance frequency of the particles, the Shell of these particles is destroyed and so the encapsulated active ingredient (s) will be released.

Die Erfindung betrifft somit neue wirkstoffhaltige Mikropartikel, die neben dem Wirk stoff ein Gas, eine gasförmige Phase oder Gasgemische enthalten, sowie mikropartikuläre Systeme bestehend aus den erfindungsgemäßen Mikropartikeln sowie einem pharmazeutisch verträglichen Suspensionsmedium.The invention thus relates to new active substance-containing microparticles, which in addition to the effect contain a gas, a gaseous phase or gas mixtures, and microparticulate systems consisting of the microparticles according to the invention and a pharmaceutically acceptable suspension medium.

Die Partikel weisen eine Dichte kleiner als 0,8 g/cm³, bevorzugt keiner als 0,6 g/cm³ auf und haben eine Größe im Bereich von 0,1-8 µm, vorzugsweise 0,3-7 µm. Im Falle von verkapselten Zellen beträgt die bevorzugte Partikelgröße 5-10 µm. Aufgrund der geringen Größe verteilen sie sich nach i.v. Injektion innerhalb des gesamten Gefäßsystems. Unter Sichtkontrolle auf dem Monitor eines diagnostischen Ultra schallgerätes kann dann durch Intensivierung des Schallsignals eine vom Anwender gesteuerte Freisetzung der enthaltenen Stoffe herbeigeführt werden, wobei die zur Freisetzung erforderliche Frequenz unterhalb der Resonanzfrequenz der Mikropartikel liegt. Geeignete Frequenzen liegen im Bereich von 1-6 MHz, bevorzugt zwischen 1,5 und 5 MHz.The particles have a density less than 0.8 g / cm³, preferably none than 0.6 g / cm³ and have a size in the range of 0.1-8 microns, preferably 0.3-7 microns. in the In the case of encapsulated cells, the preferred particle size is 5-10 μm. Because of due to their small size, they are distributed i.v. Injection within the entire Vascular system. Under visual control on the monitor of a diagnostic ultra sound device can then by intensifying the sound signal by the user Controlled release of the substances contained are brought about, the Release required frequency below the resonance frequency of the microparticles lies. Suitable frequencies are in the range of 1-6 MHz, preferably between 1.5 and 5 MHz.

Dadurch ist erstmalig innerhalb des gesamten Körpers eine kombinierte Steuerung der Wirkstofffreigaberate und des Wirkstofffreigabeortes durch den Anwender möglich. Diese Freisetzung, durch Zerstörung der Partikelhülle, ist überraschenderweise auch mit Ultraschallfrequenzen weit unterhalb der Resonanzfrequenz der Mikrobläschen mit in der medizinischen Diagnostik üblichen Schalldrücken möglich, ohne daß es zu einer Erwärmung des Gewebes kommt. Dieses ist besonderes deswegen bemerkenswert, weil auf Grund der großen mechanischen Stabilität der Partikelhülle - wie sie z. B. in Hinblick auf Lagerstabilität von Vorteil ist - eine Zerstörung der Hülle mit relativ energiearmer Strahlung nicht zu erwarten war. This is the first time that a combined control of the Drug release rate and the drug release location possible by the user. This release, by destroying the particle shell, is surprisingly also with ultrasonic frequencies far below the resonance frequency of the microbubbles with in medical diagnostics usual sound pressure possible without it Warming of the tissue is coming. This is particularly remarkable because because of the great mechanical stability of the particle shell - as z. B. in With regard to storage stability is an advantage - a destruction of the shell with relative low-energy radiation was not expected.

Die Wirkstofffreigabe kann aufgrund des hohen Gasanteils der Partikel und der damit verbundenen Echogenität, in vivo über die Abnahme des empfangenen Ultraschallsignals kontrolliert werden.The active ingredient can be released due to the high gas content of the particles and thus associated echogenicity, in vivo via the decrease in the received Ultrasound signal are controlled.

Weiterhin wurde gefunden, daß bei Anwendung erfindungsgemäßer mikropartikulärer Systeme ein verbesserter Transfer von Wirkstoffen in die Zellen erzielt werden kann (Sonoporation).Furthermore, it was found that when using microparticulates according to the invention Systems an improved transfer of active ingredients into the cells can be achieved (Sonoporation).

Außerdem wurde gefunden, daß die aus den erfindungsgemäßen mikropartikulären Systemen freigesetzten Wirkstoffe im Vergleich zu dem reinen Wirkstoff überraschen derweise eine erhöhte pharmakologische Wirksamkeit zeigen.In addition, it was found that the microparticulates according to the invention Systems released active substances surprise in comparison to the pure active substance which show an increased pharmacological activity.

Die erfindungsgemäßen mikropartikulären Systeme sind aufgrund ihrer Eigenschaften für eine gezielte Freisetzung von Wirkstoffen und deren erhöhten Transfer in die Ziel zellen unter Einwirkung von diagnostischem Ultraschall geeignet.The microparticulate systems according to the invention are due to their properties for a targeted release of active substances and their increased transfer to the target cells under the influence of diagnostic ultrasound.

Als Hüllmaterialien für die Gas/Wirkstoff enthaltenden Mikropartikel eignen sich prin zipiell alle biologisch abbaubaren und physiologisch verträglichen Materialien, wie z. B. Proteine wie Albumin, Gelatine, Fibrinogen, Collagen sowie deren Derivate wie z. B. succinylierte Gelatine, quervernetzte Polypeptide, Umsetzungsprodukte von Proteinen mit Polyethylenglykol (z. B. mit Polyethylenglykol konjugiertes Albumin), Stärke oder Stärkederivate, Chitin, Chitosan, Pektin, biologisch abbaubare synthetische Polymere wie Polymilchsäure, Copolymere aus Milchsäure und Glykolsäure, Polycyanoacrylate, Polyester, Polyamide, Polycarbonate, Polyphosphazene, Polyaminosäuren, Poly-ε-caprolacton sowie Copolymere aus Milchsäure und ε-Caprolacton und deren Gemische. Besonders geeignet sind Albumin, Polymilchsäure, Copolymere aus Milchsäure und Glykolsäure, Polycyanoacrylate, Polyester, Polycarbonate, Polyaminosäuren, Poly-ε-caprolacton sowie Copolymere aus Milchsäure und ε-Caprolacton.Prin is suitable as a covering material for the gas / active substance-containing microparticles zipiell all biodegradable and physiologically compatible materials, such as e.g. B. proteins such as albumin, gelatin, fibrinogen, collagen and their derivatives such as e.g. B. succinylated gelatin, cross-linked polypeptides, reaction products of Proteins with polyethylene glycol (e.g. albumin conjugated with polyethylene glycol), Starch or starch derivatives, chitin, chitosan, pectin, biodegradable synthetic polymers such as polylactic acid, copolymers of lactic acid and Glycolic acid, polycyanoacrylates, polyesters, polyamides, polycarbonates, Polyphosphazenes, polyamino acids, poly-ε-caprolactone and copolymers Lactic acid and ε-caprolactone and their mixtures. Albumin, Polylactic acid, copolymers of lactic acid and glycolic acid, polycyanoacrylates, Polyester, polycarbonates, polyamino acids, poly-ε-caprolactone and copolymers Lactic acid and ε-caprolactone.

Das (die) eingeschlossene(n) Gas(e) können beliebig gewählt werden, wobei jedoch physiologisch unbedenkliche Gase wie Luft, Stickstoff, Sauerstoff, Edelgase, haloge nierte Kohlenwasserstoffe, SF₆ oder deren Gemische bevorzugt sind. Ebenfalls geeig net sind Ammoniak, Kohlendioxid sowie dampfförmige Flüssigkeiten, wie z. B. Wasserdampf oder niedrigsiedende Flüssigkeiten (Siedepunkt < 37°C). The enclosed gas (es) can be chosen arbitrarily, however physiologically harmless gases such as air, nitrogen, oxygen, noble gases, halogen Nated hydrocarbons, SF₆ or mixtures thereof are preferred. Also suitable Are ammonia, carbon dioxide and vaporous liquids, such as. B. Water vapor or low-boiling liquids (boiling point <37 ° C).

Der pharmazeutische Wirkstoff kann ebenfalls beliebig gewählt werden. Als Beispiele seien genannt Arzneistoffe, Toxine, Viren, Virusbestandteile, Bestandteile von bakteriologischen Zellwänden, Peptide wie z. B. Endothelin, Proteine, Glycoproteine, Hormone, lösliche Botenstoffe, Farbstoffe, Komplement Komponenten, Adjuvantien, trombolytische Agentien, tumornekrose Faktoren, Zytokine (wie z. B. Interleukine, koloniestimulierende Faktoren wie GM-CSF, M-CSF, G-CSF) und/oder Prostaglandine. Die erfindungsgemäßen Mikropartikeln eignen sich insbesondere zur Verkapselung von Nukleinsäuren, ganzen Zellen und/oder Zellbestandteilen, die (z. B. bei der Gentherapie) im Zielorgan mittels Ultraschall freigesetzt werden sollen.The pharmaceutical active ingredient can also be chosen arbitrarily. As examples May be mentioned drugs, toxins, viruses, virus components, components of bacteriological cell walls, peptides such as B. endothelin, proteins, glycoproteins, Hormones, soluble messengers, dyes, complement components, adjuvants, trombolytic agents, tumor necrosis factors, cytokines (such as interleukins, colony-stimulating factors such as GM-CSF, M-CSF, G-CSF) and / or Prostaglandins. The microparticles according to the invention are particularly suitable for Encapsulation of nucleic acids, whole cells and / or cell components which (e.g. in gene therapy) should be released in the target organ using ultrasound.

Der Begriff pharmazeutischer Wirkstoff schließt sowohl die natürlichen, als auch die synthetisch oder gentechnologisch hergestellten Wirkstoffe ein.The term active pharmaceutical ingredient includes both the natural and the synthetic or genetically engineered active ingredients.

Bevorzugt werden pharmazeutische Wirkstoffe verwendet, deren applizierte Dosis (bei bolusförmiger Injektion) 100 mg pro Anwendung nicht übersteigt. Dabei ist zu berücksichtigen, daß bei den erfindungsgemäßen mikropartikulären Systemen, wie zuvor beschrieben, eine Erhöhung der pharmakologischen Wirksamkeit erreicht wird, wobei in verschiedenen Fällen eine Wirkungsverstärkung beobachtet werden kann, wodurch die erfindungsgemäßen mikropartikulären Systeme auch für Wirkstoffe einsetzbar sind, die auf konventionellem Wege im Bolus höher als 100 mg pro Anwen dung dosiert werden müssen.Active pharmaceutical ingredients are preferably used, the dose applied (at bolus injection) does not exceed 100 mg per application. It is too take into account that in the microparticulate systems according to the invention, such as previously described, an increase in pharmacological effectiveness is achieved in different cases an increase in effectiveness can be observed, whereby the microparticulate systems according to the invention also for active substances that can be used in a conventional way in a bolus higher than 100 mg per user dung must be dosed.

Sind noch höhere Dosierungen erforderlich, so empfiehlt es sich die Mittel über einen längeren Zeitraum als Infusionslösung zu verabreichen.If even higher doses are required, it is advisable to use the agent through one administered as a solution for infusion for a longer period of time.

Obgleich es über die genannten Limitierungen hinaus keine weiteren Einschränkungen gibt, können die erfindungsgemäßen mikropartikulären Systeme besonders dort mit Vorteil eingesetzt werden, wo es aufgrund einer geringen in vivo Lebensdauer des Wirkstoffs in freier Form nicht oder nur in beschränktem Ausmaß möglich ist, das Zielorgan zu erreichen, ohne daß zuvor Zersetzung des Wirkstoffs eingetreten ist. Zu derartigen Wirkstoffen zählen verschiedene Hormone, Peptide, Proteine, Zellen und deren Bestandteile sowie Nukleinsäuren.Although there are no further restrictions beyond the limitations mentioned there, the microparticulate systems according to the invention, especially there Be used where there is a short in vivo life span of the Active ingredient in free form is not possible or only to a limited extent, that To reach the target organ without decomposing the active substance. To Such agents include various hormones, peptides, proteins, cells and their components and nucleic acids.

Ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Mikropartikel besteht darin, daß zunächst in an sich bekannter Weise (DE 38 03 972, WO 93/00933, EP 0 514 790, WO 92/17213, US 5,147,631, WO 91/12823, EP 0 048 745) gasgefüllte Mikropartikel hergestellt werden. Erfindungsgemäß werden diese dann mit in überkritischen Gasen gelösten Wirkstoffen befüllt. Dazu werden die mit geeigneten Verfahren getrockneten (z. B. Gefriertrocknung) gashaltigen Mikropartikel mit einer Lösung des Wirkstoffs in einem überkritischen Gas in einem Autoklaven behandelt. Zweckmäßigerweise verfährt man, indem Wirkstoff und gasgefüllter Mikropartikel gemeinsam in einem Autoklaven vorgelegt werden und dieser anschließend mit dem überkritischen Gas oder Gasgemisch befüllt wird. Als überkritische Gase eignen sich je nach Wirkstoff alle Gase, die in einen überkritischen Zustand überführt werden können, insbesondere jedoch überkritisches Kohlendioxid, überkritischer Stickstoff, überkritischer Ammoniak sowie überkritische Edelgase. Nach der Behandlung der Mikropartikel mit der Lösung des Wirkstoffs im überkritischen Gas oder Gasgemisch wird der überschüssige Wirkstoff an der äußeren Oberfläche der Mikropartikel falls erforderlich durch Waschen der Mikropartikel in einem geeigneten Medium entfernt und die so gereinigten Partikel gewünschtenfalls gefriergetrocknet. Dieses Verfahren ist für alle Wirkstoffe geeignet, die sich in überkritischen Gasen oder Gasgemischen lösen, wie z. B. Peptide oder lipophile Arzneistoffe.One method for producing the microparticles according to the invention is that initially in a manner known per se (DE 38 03 972, WO 93/00933, EP 0 514 790, WO 92/17213, US 5,147,631, WO 91/12823, EP 0 048 745) gas-filled microparticles are produced. According to the invention, these are then Active ingredients dissolved in supercritical gases. To do this, use the appropriate Process dried (e.g. freeze drying) gas-containing microparticles with a Solution of the active ingredient in a supercritical gas treated in an autoclave. The procedure is expediently carried out by the active ingredient and gas-filled microparticles be submitted together in an autoclave and this then with the supercritical gas or gas mixture is filled. Suitable as supercritical gases Depending on the active ingredient, all gases that are converted into a supercritical state can, but especially supercritical carbon dioxide, supercritical nitrogen, supercritical ammonia and supercritical noble gases. After treating the Microparticles with the solution of the active ingredient in the supercritical gas or gas mixture the excess drug on the outer surface of the microparticles if removed by washing the microparticles in a suitable medium and the particles thus purified are freeze-dried if desired. This method is suitable for all active substances found in supercritical gases or gas mixtures solve such. B. peptides or lipophilic drugs.

Ein alternatives Verfahren, das sich insbesondere zur Verkapselung von Wirkstoffen die in überkritischen Gasen oder Gasgemischen unlöslich sind (wie z. B. Proteine, zuckerhaltige Verbindungen), eignet, beruht auf der Verkapselung einer wirkstoffhaltigen wäßrigen Phase mittels einer Mehrfachemulsion. Als besonders geeignet haben sich Wasser/Öl/Wasser (W/O/W)-Emulsionen erwiesen. Dazu wird das Hüllmaterial in einem geeigneten organischen Lösungsmittel, das nicht in Wasser löslich ist, in einer Konzentration von 0,01-20% (m/V) gelöst. In diese Lösung wird eine wäßrige Lösung des zu verkapselnden Wirkstoffs so emulgiert, daß eine Emulsion vom Typ W/O entsteht. Beide Lösungen können zusätzlich Hilfsstoffe wie Emulgatoren enthalten. Bevorzugt ist es jedoch, aus Gründen der im allgemeinen begrenzten biologischen Verträglichkeit von Emulgatoren, auf diese weitgehend zu verzichten. Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, der inneren wäßrigen Phase pharmazeutisch akzeptable Quasiemulgatoren wie z. B. Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Gelatine, Albumin oder Dextrane im Konzentrationsbereich von 0,1 bis 25% zuzusetzen. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, in der inneren wäßrigen Phase, gegebenenfalls zusätzlich zu den anderen verwendeten Hilfsstoffen, 0,1-20% (m/V) eines gut wasserlöslichen pharmazeutisch akzeptablen Salzes oder Zuckers oder Zuckeralkohols, wie z. B. Natriumchlorid, Galaktose, Mannitol, Laktose, Saccharose, Glukose, Natriumhydrogenphosphat zu lösen. Es kann außerdem vorteilhaft sein, die innere wäßrige Phase vor der Emulgierung mit der verwendeten organischen Phase zu sättigen. Die hergestellte Emulsion vom Typ W/O sollte eine mittlere Tröpfchengröße der inneren Phase von ca. 0,1 bis 10 µm aufweisen. Diese Emulsion wird unter Rühren in das mindestens gleiche Volumen einer wäßrigen Lösung eines Emulgators oder Quasiemulgators gegeben. Das organische Lösungsmittel wird unter Rühren durch geeignete Verfahren (solvent evaporation) wieder entfernt. Die erhaltenen wassergefüllten Mikropartikel werden erforderlichenfalls gewaschen und anschließend so getrocknet, daß die innere Wasserphase ohne Zerstörung der Mikropartikel entfernt wird. Grundsätzlich geeignete Trocknungsverfahren sind die Gefriertrocknung und die Sprühtrocknung. Bevorzugt ist die Gefriertrocknung. Dazu wird in der Suspension der Mikropartikel ein gerüstbildender Hilfsstoff wie z. B. Zucker, Zuckeralkohole, Gelatine, Gelatine- Derivate, Albumin, Aminosäuren, Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylalkohol in einer Konzentration von ca. 0,5-20% (m/V) gelöst. Die Suspension wird anschließend bei möglichst tiefen Temperaturen, bevorzugt unterhalb ca. -30°C eingefroren und dann gefriergetrocknet. Nach der Gefriertrocknung und Redispergierung in einem geeigneten Suspensionsmedium, lassen sich die entstandenen gashaltigen Mikropartikel der erforderlichen Dichte durch Flotation oder Zentrifugation, von eventuell ebenfalls vorhandenen soliden oder immer noch wassergefüllten Mikropartikeln abtrennen und falls erforderlich, möglichst unter Zusatz von Gerüstbildnern, erneut gefriertrocknen. Die Mikropartikel enthalten dann den verkapselten Wirkstoff und Gas bzw. gasförmige Phase nebeneinander.An alternative method that is particularly used to encapsulate active ingredients which are insoluble in supercritical gases or gas mixtures (such as proteins, sugary compounds), is based on the encapsulation of a active ingredient-containing aqueous phase by means of a multiple emulsion. As special Water / oil / water (W / O / W) emulsions have proven suitable. This will be Wrapping material in a suitable organic solvent that is not in water is soluble, dissolved in a concentration of 0.01-20% (m / V). In this solution emulsified an aqueous solution of the active ingredient to be encapsulated so that an emulsion of type W / O arises. Both solutions can also contain auxiliary substances such as Contain emulsifiers. However, it is preferred, for reasons of generally limited biological compatibility of emulsifiers, towards these largely dispense. It has proven advantageous to use the inner aqueous phase pharmaceutically acceptable quasi-emulsifiers such. B. polyvinyl alcohol, Polyvinylpyrrolidone, gelatin, albumin or dextrans in the concentration range from Add 0.1 to 25%. It has proven to be particularly advantageous in the inner aqueous phase, optionally in addition to the other auxiliaries used, 0.1-20% (m / V) of a readily water-soluble pharmaceutically acceptable salt or Sugar or sugar alcohol, such as. B. sodium chloride, galactose, mannitol, Dissolve lactose, sucrose, glucose, sodium hydrogen phosphate. It can also be advantageous to use the inner aqueous phase before emulsification with the saturate organic phase. The W / O type emulsion produced should be one have average droplet size of the inner phase of approx. 0.1 to 10 µm. These Emulsion is stirred into the at least equal volume of an aqueous Given solution of an emulsifier or quasi-emulsifier. The organic Solvent is stirred using suitable processes (solvent evaporation) removed again. The water-filled microparticles obtained are washed if necessary and then dried so that the inner Water phase is removed without destroying the microparticles. Basically suitable Drying methods are freeze drying and spray drying. Prefers is freeze drying. For this purpose, the microparticle is suspended in the suspension scaffolding auxiliary such. B. sugar, sugar alcohols, gelatin, gelatin Derivatives, albumin, amino acids, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol in one Concentration of approx. 0.5-20% (m / V) dissolved. The suspension is then at temperatures as low as possible, preferably frozen below about -30 ° C. and then freeze-dried. After freeze-drying and redispersion in a suitable Suspension medium, the resulting gas-containing microparticles required density by flotation or centrifugation, possibly also remove existing solid or still water-filled microparticles and if necessary, freeze-dry again, if possible with the addition of scaffolding agents. The microparticles then contain the encapsulated active ingredient and gas or gaseous phase side by side.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen mikropartikulären Systeme aus den nach den vorbeschriebenen Verfahren hergestellten Partikel erfolgt durch Resuspendieren der Partikel in einem pharmazeutisch verträglichen Suspensionsmedium. Das Resuspendie ren in einem geeigneten Medium kann sich unmittelbar an den letzten Verfahrensschritt (die Gefriertrocknung) anschließen, kann aber gewünschtenfalls auch erst durch den behandelnden Arzt vor der Anwendung erfolgen.The production of the microparticulate systems according to the invention from the Particle produced above takes place by resuspending the Particles in a pharmaceutically acceptable suspension medium. The resuspendie Ren in a suitable medium can immediately on the last Connect process step (freeze drying), but can also if desired only be done by the attending doctor before use.

In letzterem Fall liegen die erfindungsgemäßen mikropartikulären Systeme als ein Kit, bestehend aus einem ersten die Partikel enthaltenden Behälter und einem zweiten das Suspensionsmedium enthaltenden Behälter, vor. Die Größe des ersten Behälters ist so zu wählen, daß auch das Suspensionsmedium in diesem vollständig Platz findet. So kann z. B. mittels einer Spritze über eine im Verschluß des ersten Behälters befindliche Membran, das Suspensionsmedium vollständig zu den Partikeln gegeben werden und durch anschließendes Schütteln die injektionsfertige Suspension hergestellt werden. Als Suspensionsmedien kommen alle dem Fachmann bekannten injizierbaren Medien in Frage, wie z. B. physiologische Kochsalzlösung, Wasser p.i. oder 5%ige Glukoselö sung.In the latter case, the microparticulate systems according to the invention are available as a kit, consisting of a first container containing the particles and a second one Containers containing suspension medium, before. The size of the first container is like this to be chosen so that the suspension medium can also be completely accommodated in it. So can e.g. B. by means of a syringe located in the closure of the first container Membrane, the suspension medium are completely added to the particles and the suspension ready for injection is then prepared by shaking. All injectable media known to the person skilled in the art come as suspension media in question, such as B. physiological saline, water p.i. or 5% glucose oil solution.

Die applizierte Menge richtet sich nach dem jeweilig eingeschlossenen Wirkstoff. Als orientierender oberer Grenzwert kann ein Wert angenommen werden, wie er auch bei konventioneller Verabreichung des jeweiligen Wirkstoffs verwendet werden würde. Aufgrund des wirkungsverstärkenden Effekts sowie der Möglichkeit den Wirkstoff spezifisch aus den erfindungsgemäßen mikropartikulären System freizusetzen, liegt die erforderliche Dosis im allgemeinen jedoch unter diesem oberen Grenzwert.The amount applied depends on the active ingredient included. When Orienting upper limit, a value can be assumed, as in conventional administration of the respective active ingredient would be used. Because of the effect-enhancing effect and the possibility of the active ingredient to release specifically from the microparticulate system according to the invention is the however, the required dose is generally below this upper limit.

Die nachfolgenden Beispiele dienen der Erläuterung des Erfindungsgegenstandes, ohne ihn auf diese beschränken zu wollen.The following examples serve to explain the subject matter of the invention, without want to limit him to this.

example 1 Caffeine-containing microparticles made from polycyanoacrylate

Gasgefüllte Mikropartikel, die aus Butylcyanacrylsäure gemäß DE 38 03 972 hergestellt wurden, werden unter Zusatz von 2% (m/V) Polyvinylalkohol gefriergetrocknet. Es werden ca. 3 · 10⁹ Partikel in Form des Lyophilisats zusammen mit 50 mg Coffein in einen Autoklaven gefüllt. Das Gemisch wird bei ca. 45°C und 100-120 bar mit Kohlendioxid behandelt. Die Entfernung des überschüssigen Coffeins wird folgendermaßen durchgeführt: Die dem Autoklaven entnommenen Mikropartikel werden in 3 ml Wasser, das 1% Lutrol F 127 gelöst enthält, resuspendiert. Die Partikel werden durch Zentrifugation abgetrennt und in 3 ml Wasser, das 1% Lutrol F 127 gelöst enthält, resuspendiert. Die Zentrifugation mit anschließender Redispergierung in 3 ml Wasser, das 1% Lutrol F 127 gelöst enthält, wird solange wiederholt, bis im Wasser kein Coffein mehr photometrisch bei 273 nm nachgewiesen werden kann.Gas-filled microparticles made from butylcyanoacrylic acid according to DE 38 03 972 were produced with the addition of 2% (m / V) polyvinyl alcohol freeze-dried. There are approx. 3 · 10⁹ particles in the form of the lyophilizate filled with 50 mg of caffeine in an autoclave. The mixture is at about 45 ° C and 100-120 bar treated with carbon dioxide. The removal of the excess caffeine is carried out as follows: The microparticles removed from the autoclave are resuspended in 3 ml of water containing 1% Lutrol F 127 dissolved. The Particles are separated by centrifugation and in 3 ml of water Contains 1% Lutrol F 127 dissolved, resuspended. The centrifugation with subsequent Redispersion in 3 ml of water, which contains 1% Lutrol F 127, is as long repeated until no more caffeine was detected photometrically at 273 nm in the water can be.

Example 2 Fibrinolytic microparticles made of poly (D, L-lactic acid-glycolic acid)

2 g Poly(D,L-Milchsäure-Glykolsäure) (50 : 50) (Resomer RG 503, Boehringer Ingel heim) werden in 20 ml CH₂Cl₂ gelöst. 10 mg r t-PA (Gewebsplasminogenaktivator) werden in 4 ml einer 4%igen wäßrigen Gelatinelösung, die zuvor autoklaviert wurde, gelöst und unter Rühren mit einem schnellaufenden Rührwerk zu der organischen Phase gegeben. Nach vollständiger Emulgierung werden 200 ml einer 4%igen autoklavierten Gelatinelösung unter weiterem Rühren zugegeben. Die Emulsion wird 8 h bei Raumtemperatur gerührt. Die entstandenen Partikel werden durch einen 5 µm- Filter filtriert, durch Zentrifugation separiert, in 50 ml 4%iger autoklavierter Gelatinelösung resuspendiert, bei -78°C eingefroren und gefriergetrocknet. Nach Resuspendierung werden die gashaltigen Mikropartikel durch Zentrifugation (bei 1000 Upm, 30 min) abgetrennt. Die gashaltigen Mikropartikel werden in 20 ml Wasser für Injektionszwecke aufgenommen. Sie weisen eine Dichte kleiner als 0,7 g/cm³ auf.2 g poly (D, L-lactic acid-glycolic acid) (50:50) (Resomer RG 503, Boehringer Ingel home) are dissolved in 20 ml CH₂Cl₂. 10 mg r t-PA (tissue plasminogen activator) are in 4 ml of a 4% aqueous gelatin solution, which was previously autoclaved, dissolved and with stirring with a high-speed stirrer to the organic Given phase. After complete emulsification, 200 ml of a 4% added to autoclaved gelatin solution with further stirring. The emulsion will Stirred for 8 h at room temperature. The resulting particles are separated by a 5 µm Filters filtered, separated by centrifugation, autoclaved in 50 ml of 4% Gelatin solution resuspended, frozen at -78 ° C and freeze-dried. To The gas-containing microparticles are resuspended by centrifugation (at 1000 Rpm, 30 min). The gas-containing microparticles are in 20 ml of water for Injections added. They have a density less than 0.7 g / cm³.

Example 3 in vitro release of caffeine by ultrasound

1 ml einer nach Beispiel 1 zubereiteten Partikelsuspension, mit Wasser verdünnt auf eine Konzentration von 10⁸ Partikel/ml wird in ein mit 100 ml entgastem Wasser gefülltes Becherglas gegeben. In das Wasser wird ein 3,5 MHz Schallkopf eines diagnostischen Ultraschallgerätes (HP Sonos 1000) getaucht und die Veränderung des B-Bildes beobachtet. Zunächst wird das Gerät mit einer mittleren Schalleistung (Transmit 20 dB) betrieben, wobei deutliche Echos zu erkennen sind. Eine Prüfung des partikelfreien Wassers auf Coffein bleibt negativ. Wird der Schalldruck erhöht (Transmit < 30 dB), verschwinden die Echos. Die Flüssigkeit enthält nun nachweisbares freies Coffein, mikroskopisch sind überwiegend Bruchstücke der Mikropartikel zu erkennen und nur noch sehr wenige intakte.1 ml of a particle suspension prepared according to Example 1, diluted with water a concentration of 10⁸ particles / ml is in a 100 ml degassed water filled beaker. A 3.5 MHz transducer is placed in the water diagnostic ultrasound device (HP Sonos 1000) and the change of the B-image observed. First, the device with a medium sound power (Transmit 20 dB) operated, whereby clear echoes can be seen. An exam the particle-free water on caffeine remains negative. The sound pressure is increased (Transmit <30 dB), the echoes disappear. The liquid now contains detectable free caffeine, mostly microscopic fragments of the Microparticles can be recognized and very few intact.

Example 4 in vitro release of recombinant tissue plasminogen activator (r t-PA) by ultrasound

1 ml einer nach Beispiel 2 zubereiteten Partikelsuspension, mit Wasser verdünnt auf eine Konzentration von 10⁸ Partikel/ml wird in ein mit 100 ml entgastem Wasser gefülltes Becherglas gegeben. In das Wasser wird ein 3,5 MHz Schallkopf eines diagnostischen Ultraschallgerätes (HP Sonos 1000) getaucht und die Veränderung des B-Bildes beobachtet. Zunächst wird das Gerät mit einer geringen Schalleistung (Transmit ∼ 10 dB) betrieben, wobei deutliche Echos zu erkennen sind. Eine Prüfung des partikelfreien Wassers auf r t-PA bleibt negativ. Wird der Schalldruck erhöht (Transmit < 30 dB), verschwinden die Echos. Die Flüssigkeit enthält nun nachweisbares freies r t-PA, mikroskopisch sind überwiegend Bruchstücke der Mikropartikel zu erkennen und nur noch sehr wenige intakte. Die mit dem erhöhten Schalldruck behandelte Partikelsuspension weist fibrinolytische Eigenschaften auf.1 ml of a particle suspension prepared according to Example 2, diluted with water a concentration of 10⁸ particles / ml is in a 100 ml degassed water filled beaker. A 3.5 MHz transducer is placed in the water diagnostic ultrasound device (HP Sonos 1000) and the change of the B-image observed. First, the device with a low sound power (Transmit ∼ 10 dB) operated, whereby clear echoes can be seen. An exam of the particle-free water on r t-PA remains negative. The sound pressure is increased (Transmit <30 dB), the echoes disappear. The liquid now contains detectable free r t-PA, mostly microscopic fragments of the Microparticles can be recognized and very few intact. The one with the elevated one Particle suspension treated with sound pressure has fibrinolytic properties.

Example 5 Mitomycin-containing microparticles from polylactic acid

2 g Polymilchsäure (MG ca. 20 000) werden in 100 ml CH₂Cl₂ gelöst. 20 mg Mitomycin werden in 15 ml 0,9%iger wäßriger Kochsalzlösung gelöst und unter Rühren mit einem schnellaufenden Rührwerk zu der organischen Phase gegeben. Nach vollständiger Emulgierung werden 200 ml einer 1%igen Lösung von Polyvinylalkohol (MG ca. 15 000) in Wasser unter weiterem Rühren zugegeben. Die Emulsion wird 4 h bei Raumtemperatur gerührt. Die entstandenen Partikel werden durch einen 5 µm- Filter filtriert, durch Zentrifugation separiert, in 50 ml einer 5%igen Lösung von Polyvinylpyrrolidon (MG ca. 10 000) in Wasser resuspendiert, bei -50°C eingefroren und anschließend gefriergetrocknet. Nach Resuspendierung werden die gashaltigen Mikropartikel durch Zentrifugation (bei 1000 Upm, 30 min) abgetrennt. Die gashaltigen Mikropartikel werden in 20 ml Wasser für Injektionszwecke aufgenommen. Sie weisen eine Dichte kleiner als 0,7 g/cm³ auf. Sie eignen sich auch als Kontrastmittel für Ultraschall und setzen bei Beschallung mit diagnostischem Ultraschall Mitomycin frei.2 g of polylactic acid (MW about 20,000) are dissolved in 100 ml of CH₂Cl₂. 20 mg Mitomycin are dissolved in 15 ml of 0.9% aqueous saline solution and under Stir to the organic phase with a high-speed stirrer. To complete emulsification, 200 ml of a 1% solution of polyvinyl alcohol (MW approx. 15,000) in water with further stirring. The emulsion is 4 h stirred at room temperature. The resulting particles are separated by a 5 µm Filtered, separated by centrifugation, in 50 ml of a 5% solution of Polyvinylpyrrolidone (MW approx. 10,000) resuspended in water, frozen at -50 ° C and then freeze-dried. After resuspension, the gaseous ones Microparticles separated by centrifugation (at 1000 rpm, 30 min). The gaseous microparticles are in 20 ml of water for injections added. They have a density less than 0.7 g / cm³. They are also suitable as a contrast medium for ultrasound and are used for diagnostic ultrasound Ultrasound mitomycin free.

Example 6 Vincristine sulfate-containing microparticles made of poly-ε-caprolactone

2 g Poly-ε-caprolacton (MG ca. 40 000) werden in 50 ml CH₂Cl₂ gelöst. 10 mg Vincristinsulfat werden in 15 ml einer 5%igen wäßrigen Lösung von Galactose gelöst und unter Rühren mit einem schnellaufenden Rührwerk zu der organischen Phase gegeben. Nach vollständiger Emulgierung werden 200 ml einer 5%igen Lösung von Humanalbumin in Wasser unter weiterem Rühren zugegeben. Die Emulsion wird 4 h bei Raumtemperatur gerührt. Die entstandenen Partikel werden durch einen 5 µm- Filter filtriert, durch Zentrifugation separiert, in 50 ml einer 5%igen Lösung von Humanalbumin in Wasser resuspendiert, bei -50°C eingefroren und anschließend gefriergetrocknet. Nach Resuspendierung werden die gashaltigen Mikropartikel durch Zentrifugation (bei 1000 Upm, 30 min) abgetrennt. Die gashaltigen Mikropartikel weisen eine Dichte kleiner als 0,7 g/cm³ auf. Sie eignen sich als Kontrastmittel für Ultraschall und setzen bei Beschallung mit diagnostischem Ultraschall Vincristinsulfat frei.2 g of poly-ε-caprolactone (MW approx. 40,000) are dissolved in 50 ml of CH₂Cl₂. 10 mg Vincristine sulfate is dissolved in 15 ml of a 5% aqueous solution of galactose and with stirring with a high-speed stirrer to the organic phase given. After complete emulsification, 200 ml of a 5% solution of Human albumin added in water with further stirring. The emulsion is 4 h stirred at room temperature. The resulting particles are separated by a 5 µm Filtered, separated by centrifugation, in 50 ml of a 5% solution of Human albumin resuspended in water, frozen at -50 ° C and then freeze-dried. After resuspending, the gas-containing microparticles are removed Centrifugation (at 1000 rpm, 30 min) separated. The gas-containing microparticles have a density less than 0.7 g / cm³. They are suitable as a contrast medium for Ultrasound and set vincristine sulfate when sonicated with diagnostic ultrasound free.

Example 7 Ilomedin-containing microparticles made from butyl polycyanoacrylic acid

3 g Polycyanacrylsäurebutylester werden in 50 ml CH₂Cl₂ gelöst. 1 mg Ilomedin wird in 15 ml einer 5%igen wäßrigen Lösung von Galactose gelöst und unter Rühren mit einem schnellaufenden Rührwerk zu der organischen Phase gegeben. Nach vollständiger Emulgierung werden 200 ml einer 2,5%igen Lösung von Polyvinylalkohol (MG 15 000) in Wasser unter weiterem Rühren zugegeben. Die Emulsion wird 4 h bei Raumtemperatur gerührt. Die entstandenen Partikel werden durch einen 5 µm-Filter filtriert, durch Zentrifugation separiert, in 50 ml einer 10%igen Lösung von Lactose in Wasser resuspendiert, bei -50°C eingefroren und anschließend gefriergetrocknet. Nach Resuspendierung werden die gashaltigen Mikropartikel durch Zentrifugation (bei 1000 Upm, 30 min) abgetrennt. Die gashaltigen Mikropartikel weisen eine Dichte kleiner als 0,7 g/cm³ auf. Sie eignen sich als Kontrastmittel für Ultraschall und setzen bei Beschallung mit diagnostischem Ultraschall Ilomedin frei. 3 g of polycyanoacrylic acid butyl ester are dissolved in 50 ml of CH₂Cl₂. 1 mg of ilomedin will dissolved in 15 ml of a 5% aqueous solution of galactose and with stirring added to the organic phase by a high-speed stirrer. To complete emulsification, 200 ml of a 2.5% solution of Polyvinyl alcohol (MW 15,000) added in water with further stirring. The Emulsion is stirred for 4 hours at room temperature. The resulting particles are filtered through a 5 µm filter, separated by centrifugation, in 50 ml of one 10% solution of lactose resuspended in water, frozen at -50 ° C and then freeze-dried. After resuspension, the gaseous ones Microparticles separated by centrifugation (at 1000 rpm, 30 min). The gas-containing microparticles have a density of less than 0.7 g / cm³. They are suitable as a contrast medium for ultrasound and are used for diagnostic ultrasound Ultrasound Ilomedin free.

Example 8 Microparticles made of poly (D, L-lactic acid) containing methylene blue Glycolic acid)

4 g Poly(D,L-Milchsäure-Glykolsäure) (50 : 50) (Resomer RG 503, Boehringer Ingel heim) werden in 50 ml CH₂Cl₂ gelöst. 20 mg Methylenblau werden in 4 ml einer 4%igen wäßrigen Gelatinelösung, die zuvor autoklaviert wurde, gelöst und unter Rühren mit einem schnellaufenden Rührwerk zu der organischen Phase gegeben. Nach vollständiger Emulgierung werden 200 ml einer 4%igen autoklavierten Gelatinelösung unter weiterem Rühren zugegeben. Die Emulsion wird 8 h bei Raumtemperatur gerührt. Die entstandenen Partikel werden durch einen 5 µm-Filter filtriert, durch Zentrifugation separiert, in 50 ml 4%iger autoklavierter Gelatinelösung resuspendiert, bei -78°C eingefroren und gefriergetrocknet. Nach Resuspendierung werden die gashaltigen Mikropartikel durch Zentrifugation (bei 1000 Upm, 30 min) abgetrennt. Die gashaltigen Mikropartikel werden in 20 ml Wasser für Injektionszwecke aufgenommen. Sie weisen eine Dichte kleiner als 0,7 g/cm³ auf und setzen bei Beschallung mit Ultraschall (Schalldruck < 50 dB, Frequenz 2,5 MHz) Methylenblau frei.4 g poly (D, L-lactic acid-glycolic acid) (50:50) (Resomer RG 503, Boehringer Ingel home) are dissolved in 50 ml of CH₂Cl₂. 20 mg methylene blue are mixed in 4 ml 4% aqueous gelatin solution, which was previously autoclaved, dissolved and under Stir to the organic phase with a high-speed stirrer. To complete emulsification, 200 ml of a 4% autoclaved Gelatin solution added with further stirring. The emulsion is at 8 h Room temperature stirred. The resulting particles are passed through a 5 µm filter filtered, separated by centrifugation, autoclaved in 50 ml of 4% Gelatin solution resuspended, frozen at -78 ° C and freeze-dried. To The gas-containing microparticles are resuspended by centrifugation (at 1000 Rpm, 30 min). The gas-containing microparticles are in 20 ml of water for Injections added. They have a density less than 0.7 g / cm³ and set with sonication with ultrasound (sound pressure <50 dB, frequency 2.5 MHz) Methylene blue free.

Example 9 Nucleic acid-containing microparticles (marker gene β-Gal + Albumin promoter) made of poly (D, L-lactic acid-glycolic acid)

0,4 g Polyvinylpyrrolidon (k < 18) und 2 g eines Copolymeren aus Milchsäure und Glykolsäure 50 : 50 werden in 50 ml CH₂Cl₂ gelöst. Unter Rühren werden 5 ml einer Lösung von 300 µg Markergen β-Gal mit Albuminpromotor in 0,9%iger Kochsalzlösung zugegeben. Die entstandene Emulsion wird unter Rühren in 200 ml einer 2%igen autoklavierten (121°C, 20 min) Gelatinelösung überführt. Nach 3 h wird die entstandene Suspension in Portionen à 5 ml abgefüllt, bei -55°C eingefroren und anschließend 70 h gefriergetrocknet. Die Vials werden nach Gefriertrocknung mit je 5 ml Wasser resuspendiert und 3 h stehen gelassen. Die flotierten Partikel werden abgenommen in je 2 ml Wasser, das 10% PVP enthält, resuspendiert und nach Einfrieren bei -55°C erneut 90 h gefriergetrocknet. 0.4 g of polyvinylpyrrolidone (k <18) and 2 g of a copolymer of lactic acid and Glycolic acid 50:50 are dissolved in 50 ml CH₂Cl₂. 5 ml of a Solution of 300 µg marker gene β-Gal with albumin promoter in 0.9% Saline solution added. The resulting emulsion is stirred with 200 ml transferred to a 2% autoclaved (121 ° C, 20 min) gelatin solution. After 3 h the resulting suspension is filled into 5 ml portions, frozen at -55 ° C and then freeze-dried for 70 h. The vials come with after freeze drying 5 ml of water each resuspended and left for 3 h. The floated particles will taken in 2 ml of water containing 10% PVP, resuspended and after Freeze-dried again at -55 ° C for 90 h.

Example 10 In vitro release of nucleic acid (marker gene β-Gal + Albumin promoter) made of microparticles

1 Vial einer nukleinsäurehaltigen Mikropartikelpräparation, hergestellt nach Beispiel 9, wird mit 2 ml Wasser resuspendiert. 1 ml der Suspension wird mit Ultraschall behandelt (Probe 1), 1 ml wird nicht mit Ultraschall behandelt (Probe 2). Beide Proben werden zentrifugiert, die partikelarmen Phasen entnommen, durch einen 0,2 µm Filter filtriert. Die Filtrate werden mittels Gelelektrophorese auf ihren Gehalt an Markergen β-Gal untersucht. Das Filtrat aus Probe 1 enthält ca. 100% mehr β-Gal als das Filtrat aus Probe 2.1 vial of a nucleic acid-containing microparticle preparation, manufactured according to Example 9 is resuspended with 2 ml of water. 1 ml of the suspension is with Ultrasound treated (sample 1), 1 ml is not treated with ultrasound (sample 2). Both samples are centrifuged, the low-particle phases are removed by a 0.2 µm filter filtered. The filtrates are checked for their content by means of gel electrophoresis examined on marker gene β-Gal. The filtrate from sample 1 contains approx. 100% more β-gal than the filtrate from sample 2.

Example 11 In vivo release of nucleic acid (marker gene β-Gal + Albumin promoter) made of microparticles

2 Vials einer nukleinsäurehaltigen Mikropartikelpräparation, hergestellt nach Beispiel 9 werden mit je 2 ml Wasser resuspendiert. Das gesamte Resuspendat wird der narkotisierten Ratte langsam i. v. (ca. 0,5 ml/min) appliziert. Während der Applikation erfolgt eine Beschallung (7,5 MHz) der Leber, welche bis zu 20 min nach Injektionsabschluß fortgeführt wird. 48 Stunden nach der Partikelgabe wird die Leber entnommen und bei -0°C in Isopentan schockgefroren. Der enzymhistochemische Nachweis der neutralen β-Galaktosidase erfolgt an 8-10 µm dicken Gefrierschnitten. Die Gegenfärbung wird mit Kernechtrot durchgeführt. Im Lebergefrierschnitt stellte sich die neutrale β-Galaktosidase - als Ergebnis der Genexpression - diffus verteilt als dunkelblaue Signale dar.2 vials of a nucleic acid-containing microparticle preparation, produced according to example 9 are resuspended with 2 ml water. The entire resuspendate will be the anesthetized rat slowly i. v. (approx. 0.5 ml / min). During the Application is a sonication (7.5 MHz) of the liver, which up to 20 min after Injection completion is continued. The liver becomes 48 hours after particle administration removed and snap frozen at -0 ° C in isopentane. The enzyme histochemical The neutral β-galactosidase is detected on 8-10 µm thick frozen sections. The counterstaining is carried out with true to red. Posed in the liver freeze section the neutral β-galactosidase - as a result of gene expression - diffuses as represents dark blue signals.

Claims

1. Microparticles containing active ingredient, characterized in that the particles also contain a gaseous phase in addition to the active ingredient.

2. Active ingredient-containing microparticles according to claim 1, characterized in that the The density of the particles is less than 0.8 g / cm³.

3. Active ingredient-containing microparticles according to claim 1 and 2, characterized in that that the particle size is 0.1-10 µm.

4. Active ingredient-containing microparticles according to claims 1-3, characterized in that the particle shell made of at least one biodegradable polymer is constructed.

5. Active ingredient-containing microparticles according to claims 1-4, characterized in that as a biodegradable polymer proteins, gelatin, fibrinogen, collagen and their derivatives, cross-linked polypeptides, reaction products of proteins with Polyethylene glycol, starch or starch derivatives, chitin, chitosan, pectin, Polylactic acid, copolymers of lactic acid and glycolic acid, polycyanoacrylates, Polyesters, polyamides, polycarbonates, polyphosphazenes, polyamino acids, poly-ε- caprolactone and copolymers of lactic acid and ε-caprolactone or their Mixtures is used.

6. Active ingredient-containing microparticles according to claims 1-5, characterized in that as an active ingredient drugs, toxins, viruses, virus components, components of bacteriological cell walls, soluble messenger substances, dyes, complement Components, adjuvants, trombolytic agents, tumor necrosis factors, Nucleic acids, peptides, proteins, glycoproteins, hormones, cytokines and / or Prostaglandine is included.

7. Active ingredient-containing microparticles according to claims 1-6, characterized in that cells and / or their constituents are contained as the active ingredient.

8. Active ingredient-containing microparticles according to claims 1-7, characterized in that as gaseous phase air, nitrogen, oxygen, carbon dioxide, noble gases, Ammonia, halogenated or partially halogenated hydrocarbons, SF₆ and / or Water vapor or low-boiling liquids (bp. <37 ° C) are included.

9. Microparticulate systems consisting of a pharmaceutically acceptable Suspension medium and microparticles according to claims 1-8.

10. Microparticulate systems according to claim 9, characterized in that the particles contained therein by exposure to diagnostic ultrasound can be destroyed while releasing the enclosed active ingredient.

11. Method for the targeted in vivo release of active substances from microparticulate systems men according to claim 9, characterized in that the contained therein Particles are irradiated with diagnostic ultrasound after application.

12. The method according to claim 11, characterized in that the frequency of the diagnostic ultrasound 1-6 is preferably 1.5-5 MHz.

13. A method for increasing the transfer of active ingredients into the target cells, thereby characterized in that the active ingredient from a microparticulate system Ultrasound is released.

14. A process for the preparation of active substance-containing microparticles as claimed in claim 1, characterized in that gas-containing microparticles with a solution of the active substance in a supercritical gas, preferably in supercritical carbon dioxide, supercritical nitrogen, supercritical ammonia and supercritical Edelga sen, treated in an autoclave, then washed if desired and freeze-dried.

15. A process for the preparation of active ingredient-containing microparticles according to claim 1, characterized in that the wrapping material in a suitable organic Solvent that is not soluble in water in a concentration of 0.01- 20% (m / V) is dissolved and in this solution an aqueous solution of the cap selseling active ingredient is emulsified so that a water in oil emulsion with a average particle size of the inner phase of about 0.1 to 10 microns, where Both solutions may also contain auxiliary substances such as emulsifiers can and then this emulsion with stirring in the at least equal volume of an aqueous solution of an emulsifier or quasi-emulsifier there, the organic solvent with stirring by suitable methods (solvent evaporation) removed again, the water-filled thus obtained If desired, wash the microparticles first and then, if desired freeze-dried or spray-dried with the addition of framework-forming auxiliaries and if desired redispersed in a suitable suspension medium and the Microparticles with a density less than 0.8 g / cm³ by flotation or Centrifugation separates and if necessary, if necessary, again Addition of scaffolders, freeze-dried again.

16. Process for the production of microdisperse systems, thereby characterized in that microparticles according to claim 1 in a pharmaceutical compatible suspension medium are suspended.

17. A kit consisting of a first container containing the active ingredient and gas contents gene microparticles according to claim 1 and a second container containing one pharmaceutically acceptable carrier liquid, which after mixing with the content of the first container gives a flowable injectable suspension, wherein a) the volume of the first container is chosen so that in addition to the Particles also completely accommodate the carrier liquid and b) both Containers each contain a dose unit amount of active ingredient-containing microparticles or contain carrier liquid.