DE69822233T2

DE69822233T2 - Perfusat-zubereitung für augenoperationen

Info

Publication number: DE69822233T2
Application number: DE69822233T
Authority: DE
Inventors: Toyoaki Yoneda; Nobuhisa Naoi; Hiroaki Miichi; Shigeru Nakamura; Toshinao Hata; Fumio Saito; Takeshi Ohnuma
Original assignee: Ophtecs Corp
Current assignee: Ophtecs Corp
Priority date: 1997-04-22
Filing date: 1998-10-21
Publication date: 2005-03-10
Anticipated expiration: 2018-10-22
Also published as: CA2347921A1; EP1125575B1; ES2216318T3; DE69822233D1; EP1125575A1; JPH115737A; WO2000023048A1; EP1125575A9; JP3228699B2; CN1314810A; CN1161103C; EP1125575A4

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Zubereitung oder Präparat einer Spüllösung für die Augenchirurgie zur Verwendung bei Operationen von Katarakt, Glaukom oder einer Linsentransplantation. Sie bezieht sich spezifisch auf die Zubereitung einer Spüllösung, die sich zum Schutz der intraokulären Gewebe eignet, zum Absaugen der nach der Operation im Auge verbliebenen Substanzen und die verhindert, dass die Oberfläche des Hornhautepitheliums und die Bindehaut trocken wird, damit die Operation sicher und wirksam durchgeführt werden kann.
Hintergrund
In letzter Zeit hat die Entwicklung von Verfahren der Augenchirurgie für Operationen von Katarakt, Glaukom, Linsentransplantationen und dergleichen bemerkenswerte Fortschritte erzielt. Eine Spüllösung, die als chirurgisches Hilfsmittel verwendet werden kann, spielt eine wichtige Rolle bei der sicheren und wirksamen Durchführung der vorstehend erwähnten Operationen. Wenn zum Beispiel die Peripherie der Hornhaut zu Beginn einer Kataraktoperation mit einem Skalpell eingeschnitten wird, fließt sofort die Augenkammerflüssigkeit aus. Deshalb ist die Injektion einer Spüllösung und einer viskoelastischen Substanz unerlässlich zum Schutz der intraokulären Gewebe und Zellen und zur Erhaltung des Raums der Kammer vor der Iris. Wenn ferner zum Zeitpunkt, an dem die kristalline Linse zerbricht, die Spüllösung im Auge vorhanden ist, können die Stücke glatt durch Absaugen extrahiert werden. Mit der Spüllösung wird außerdem verhindert, dass die Hornhaut und die Bindehaut während der Operation austrocknen.
Folgende Punkte sind in der Zubereitung für die Zwecke solcher Anwendungen der Spüllösung wichtig: (1) der osmotische Druck und pH-Wert der Zubereitung muss physiologisch auf die intraokulären Gewebe und auf die Endothelialzellen der Hornhaut abgestimmt sein; (2) die wesentlichen Verbindungen der Komponenten der Augenkammerflüssigkeit, wie etwa organische Salze, Energiequellen und zellaktivierende Substanzen müssen zugeführt werden; (3) die Zubereitung muss biologisch sicher sein; und (4) die Zubereitung muss bei Raumtemperatur langfristig haltbar bleiben.
Eine der derzeit auf dem japanischen Markt verfügbaren Zubereitungen einer Spüllösung für die Augenchirurgie ist ein handelsübliches Produkt, das Oxyglutathion als zellaktivierende Substanz enthält, und ein weiteres handelsübliches Produkt, das ein Puffersystem aus Bicarbonat auf Ionenbasis enthält, wird bereits in der Praxis verwendet.
Weil es sich jedoch um Zweikomponentenzubereitungen handelt, die zwei Lösungstypen erfordern, die vor der Verwendung zusammengemischt werden müssen, oder um eine Zubereitung, die keine wirksamen Inhaltsstoffe zum Schutz der Endothelialzellen der Hornhaut enthält, sind nicht wenige Probleme hinsichtlich der Stabilität, einfachen Anwendung und der Wirksamkeit als Zubereitung zu lösen.
Eine Zubereitung einer Spüllösung für die Augenchirurgie, die im Wesentlichen aus 3-Hydroxybuttersäure als Energiequelle zusammengesetzt ist, wird in der Beschreibung der U.S. Patente Nr. 5,116,868 und 5,298,487 offenbart. Die darin beschriebenen Zubereitungen enthalten jedoch keine Bicarbonationen, die erforderlich sind, um die Funktion der Zellen des Hornhautendotheliums aufrecht zu erhalten. Als Begründung, warum die Bicarbonationen nicht bereits von Anfang an enthalten sein müssen, wird aufgeführt, dass der pH-Wert der Zubereitung wegen des CO₂ Partialdrucks schwankt, wodurch die Zubereitung instabil wird und dass die 3-Hydroxybuttersäure durch den Stoffwechsel CO₂ erzeugt und das CO₂ zu Bicarbonationen umgesetzt wird, die damit automatisch erzeugt werden. Zusätzlich ist Natriumacetat, von dem im Allgemeinen angenommen wird, dass es in der Augenkammerflüssigkeit nicht vorhanden ist, in der vorstehend aufgeführten Zubereitung enthalten.
Von der D-3-Hydroxybuttersäure oder ihren Salzen, die in der gegenwärtigen Erfindung als aktive Bestandteile vorhanden sind, ist bekannt, dass es sich um biologische Substanzen handelt, die bei Menschen und in den meisten Säugern vorhanden sind und in Biosynthese durch einen Oxidationsprozess von Fettsäuren in der Leber produziert werden und aus der Leber heraus vom Blut in die Hornhaut und zu peripheren Geweben transportiert werden, um als wirksame Energiequelle zu fungieren (siehe Lehninger, New Biochem., 2. Auflage, Seite 625, 1993 und NATURE Nr. 4, 841, Seite 597, 1962). Es ist auch bekannt, dass die Substanzen für die Hornhautgewebe als Energiequelle viel nützlicher sind als Glucose (siehe TRANSPLANTATION, 57, Seiten 1778–1785, 1994).
Die D-3-Hydroxybuttersäure oder ihre Salze werden im TCA-Kreislauf dieser Gewebe oxidiert, um ATP zu produzieren und schließlich werden sie in Kohlendioxid und Wasser umgesetzt (siehe NATURE Nr. 4841, Seite 597, 1962).
Was die Anwendung von D-3-Hydroxybuttersäure und ihrer Salze in Arzneimitteln betrifft, so wird berichtet, dass sie in eine Infusionslösung zur Nahrungsversorgung von Patienten in einem beschleunigten Stadium des biologischen Proteinabbaustoffwechsels oder eines Befalls eingemischt werden (siehe japanische Patentanmeldung Nr. 191212/1990).
In GANKA RINSHO IHO; Vol. 92, Nr. 7 (1998), Seiten 902–905, wird offengelegt, dass der Einfluss einer intraokulären Spüllösung, die β-Hydroxybutyrat enthält, auf Retinas anhand eines Elektroretinogramms (ERG) untersucht wurde, für das von Kaninchen extrahierte Retinas benützt wurden und dass die intraokuläre Spüllösung Retinafunktionen gleichwertig oder besser als das auf dem Markt vorhandene Produkt BSS PLUS (eingetragenes Warenzeichen) aufrecht erhält. Die D-Form von β-Hydroxybutyrat ist jedoch in die sem Bericht nicht offengelegt, nur der Einfluss von β-Hydroxybutyrat auf die Retina ist offengelegt.
Zusätzlich wurde im Proceeding 201 der am 24.–26. Juli 1997 abgehaltenen 36. Tagung der Retina Vitreous Society von Japan bekanntgegeben, dass der Einfluss einer intraokulären Spüllösung, die Natrium-D-β-Hydroxybutyrat enthält, auf die Retina anhand eines ERG untersucht wurde, für das die von Kaninchen extrahierten Retinas verwendet wurden und dass die neu rezeptierte intraokuläre Spüllösung das ERG einer Retinaprobe in vitro gleichwertig oder besser als BSS PLUS halten konnte.
Die genaue Zusammensetzung der vorstehend erwähnten Spüllösung wird jedoch in diesem Bericht nicht bekannt gegeben, nur der Einfluss auf die Retina wird offengelegt.
Beschreibung der Erfindung
Eine Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung ist die Schaffung einer Einkomponentenlösung als Spüllösung für die Augenchirurgie bei Operationen von Katarakt, Glaukom oder einer Linsenverpflanzung, wobei diese Lösung die augenbezüglichen Gewebe und die Zellen des Endotheliums vor und nach der Operation ausgezeichnet schützt und eine hohe Stabilität in vivo hat.
Eine weitere Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung ist es, eine intraokuläre Zubereitung einer Spüllösung zu schaffen, die zusätzlich zu den oben erwähnten ausgezeichneten Eigenschaften eine stabile Rezeptur durch Zugabe von anorganischen Ionen, Energiequellen, isotonischen Wirkstoffen, Puffern, Bicarbonat-Ionen und Stabilisatoren aufweist.
Weitere erfindungsgemäße Aufgaben und Vorteile sind aus der folgenden Beschreibung erkennbar.
In Übereinstimmung mit der gegenwärtigen Erfindung können die vorstehend aufgeführten Aufgaben und Vorteile mit einer Einkomponenten-Zubereitung einer Spüllösung für die Augenchirurgie bei Operationen von Katarakt, Glau kom oder einer Linsentransplantation erreicht werden, nämlich mit einer wässerigen Lösung beinhaltend:

(1) mindestens 0,1 mM, aber weniger als 500 mM von mindestens einer Verbindung ausgewählt aus der Gruppe, die D-3-Hydroxybuttersäure und deren wasserlösliche Salze umfasst, als D-3-Hydroxybutyrat-Anion;
(2) mindestens 0,1, mM aber weniger als 100 mM von wasserlöslichen Bicarbonatsalzen als Bicarbonat-Ion;
(3) mindestens 0,1 mM, aber weniger als 50 mM von mindestens einer Verbindung ausgewählt aus der Gruppe, die Phosphorsäure und deren wasserlösliche Phosphatsalze umfasst, als Phosphat-Ion;
(4) mindestens 0,01 mM, aber weniger als 50 mM von wasserlöslichen Calciumsalzen als Calcium-Ion; und
(5) mindestens 0,01 mM von wasserlöslichen Magnesiumsalzen als Magnesium-Ion.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt den Vergleich von zellaktivierenden Effekten durch optische Isomere von 3-Hydroxybuttersäure (3-HBA).
2 zeigt, welche Schutzwirkungen (in vitro Versuche) die erfindungsgemäße Lösung und Vergleichslösungen auf die Hornhaut haben.
3 zeigt das Ausmaß der Änderungen der Hornhautdicke im Zeitverlauf für jede der oben erwähnten Lösungen.
4 zeigt, welche Erholungswirkungen D-3-HBA und Oxyglutathion auf die Kultur einer geschädigten Endothelialzelle einer Rinderhornhaut haben.
5 zeigt das Ausmaß der Änderungen der Hornhautdicke im Zeitverlauf für eine Zubereitung, die ein Bicarbonatsalz mit oder ohne D-3-HBA enthält.
6 zeigt das Ausmaß der Änderungen der Hornhautdicke im Zeitverlauf für eine Zubereitung mit oder ohne D-3-HBA, die keine Bicarbonatsalze enthält.
Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
Im Folgenden wird die erfindungsgemäße Zubereitung ausführlich beschrieben.
Hinsichtlich der absoluten Konfiguration an der Position C₃ in der chemischen Strukturformel der 3-Hydroxybuttersäure gibt es eine Gruppe der D-Form, eine D,L-Form und eine L-Form. Von diesen wird erfindungsgemäß die D-Form verwendet, um die größtmögliche Wirkung für die Rezeptur einer Spüllösung für die Augenchirurgie zu erzielen. Untersucht man nämlich den Unterschied in der Aktivität auf Grundlage der optischen Isomere im Hinblick auf die Wirkung der Aktivierung einer Endothelialzelle – das ist eines der Verfahren zur Bewertung der Wirksamkeit der Zubereitung – dann erhält man mit der D-Form Aktivität, während mit der L-Form kaum eine Aktivität erreicht wird und es wird vermutet, dass bei Verwendung der D,L-Form die L-Form einen nachteiligen Einfluss auf die Aktivität haben kann. Die D-3-Hydroxybuttersäure und ihre Salze lassen sich leicht und mit einem hohen asymmetrischen Ertrag synthetisieren, durch asymmetrische Hydrierung der Ketongruppen eines Acetessigesters in Gegenwart eines rutheniumoptisch aktiven Phosphinkomplexes als Katalysator und alkaline Hydrolyse des Esters, deshalb sind die Verbindungen mit relativ niedrigem Kostenaufwand zu erzielen (siehe japanische Patentveröffentlichung Nr. 99367/1990).
Bevorzugte Beispiele für die wasserlöslichen Salze der D-3-Hydroxybuttersäure in der gegenwärtigen Erfindung schließen Natriumsalze, Kaliumsalze, Bariumsalze, Magnesiumsalze, Lithiumsalze, L-Lysinsalze, L-Histidinsalze und L-Argininsalze ein. Die D-3-Hydroxybuttersäure und ihre wasserlöslichen Salze können allein oder in Kombination von zwei oder mehr verwendet werden.
Der Begriff „wasserlöslich" bezieht sich in seiner Verwendung in der gegenwärtigen Erfindung auf die Eigenschaft, die den Verbindungen die Auflösung in der erfindungsgemäßen Zubereitung in der für die Zubereitung erforderlichen gewünschten Konzentration erlaubt.
Übereinstimmend mit der gegenwärtigen Erfindung beträgt die Konzentration der D-3-Hydroxybuttersäure und/oder ihrer wasserlöslichen Salze in der Zubereitung einer wässerigen Lösung mindestens 0,1 mM, aber weniger als 500 mM, vorzugsweise mindestens 1 mM, aber weniger als 200 mM und noch mehr zu bevorzugen mindestens 5 mM, aber weniger als 100 mM.
Bei der gegenwärtigen Erfindung übt die Zuführung von Bicarbonat-Ionen einen bemerkenswerten Einfluss auf einen Effekt aus, der das Anschwellen der Hornhaut hemmt, was einer der wichtigen Indices für die Erhaltung der Hornhautfunktionen ist. Als Stücke der extrahierten Corneasclera von Kaninchen unter Verwendung einer Zubereitung, die Bicarbonat-Ionen enthielt und einer Zubereitung, die keine Bicarbonat-Ionen enthielt, inkubiert und Änderungen in der Hornhautdicke gemessen wurden, stellte die Zubereitung, die die Ionen enthielt (die erfindungsgemäße Zubereitung) die Hornhaut zu einem nahezu normalen Zustand wieder her, während die Zubereitung, die keine solchen Ionen enthielt, das Anschwellen der Cornea beschleunigte, was beweist, dass hier der Effekt, der die Hornhaut schützt, fehlte. Dieser Sachverhalt erwies sich auch in einem in vivo Versuch an Kaninchenaugen als richtig, das heißt, die Zubereitung, die solche Ionen enthielt (die erfindungsgemäße Zubereitung) stellte die Hornhaut wieder zu ihrem normalen Zustand her, während die Zubereitung, die keine solchen Ionen enthielt, das Anschwellen der Hornhaut beschleunigte.
In Anbetracht dieser Tatsachen müssen in der erfindungsgemäßen Zubereitung, die D-3-Hydroxybuttersäure enthält, Bicarbonat-Ionen enthalten sein. Bevorzugte Beispiele für die wasserlöslichen Bicarbonatsalze schließen Natriumbicarbonat und Kaliumbicarbonat ein.
Die Konzentration der wasserlöslichen Bicarbonatsalze beträgt mindestens 0,1 mM, aber weniger als 100 mM, vorzugsweise mindestens 1 mM, aber weniger als 60 mM und noch mehr zu bevorzugen sind mindestens 10 mM, aber weniger als 60 mM, als wasserlösliche Bicarbonat-Ionen (HCO₃ ^–).
Die erfindungsgemäße Zubereitung enthält Phosphationen, die aus Phosphorsäure oder aus wasserlöslichen Phosphatsalzen abgeleitet sind. Die Phosphationen sind vorzugsweise aus einer Pufferlösung auf Phosphatbasis abgeleitet, die wasserlösliche Phosphatsalze enthält, wie zum Beispiel Dinatriumhydrogenphosphat, Natriumdihydrogenphosphat, Dikaliumhydrogenphosphat und Kaliumdihydrogenphosphat. Die Pufferlösung auf Phosphatbasis ist beim Menschen als Komponente des Kammerwassers enthalten. Die Konzentration der Phosphationen beträgt mindestens 0,1 mM, aber weniger als 50 mM, vorzugsweise mindestens 0,5 mM, aber weniger als 30 mM und noch mehr zu bevorzugen sind mindestens 1 mM, aber weniger als 10 mM.
Die erfindungsgemäße Zubereitung enthält ferner Calciumsalze. Die Calciumsalze können der erfindungsgemäßen Zubereitung zugefügt werden in Form von Salzen, die D-3-Hydroxybuttersäure-Ionen, Bicarbonat-Ionen oder Phosphationen enthalten, wie vorstehend beschrieben und von Calciumionen oder als wasserlösliche Salze. Bevorzugte Beispiele solcher wasserlöslicher Salze schließen Calciumchlorid, Calciumglycerophosphat und Calciumglucuronat ein. Die Calciumsalze können allein oder in Kombination von zwei oder mehr zum Einsatz kommen.
Die Konzentration der wasserlöslichen Calciumsalze beträgt mindestens 0,01 mM, aber weniger als 50 mM, vorzugsweise mindestens 0,1, aber weniger als 20 mM und noch mehr zu bevorzugen mindestens 0,5 mM, aber weniger als 10 mM als Calciumionen.
Die erfindungsgemäße Zubereitung enthält ferner wasserlösliche Magnesiumsalze. Die Magnesiumsalze können der erfindungsgemäßen Zubereitung zugefügt werden in Form von Salzen, die D-3-Hydroxybuttersäure-Ionen, Bicarbonat-Ionen oder Phosphationen enthalten, wie vorstehend beschrieben und von Magnesiumionen oder von anderen wasserlöslichen Salzen. Bevor zugte Beispiele solcher wasserlöslichen Salze schließen Magnesiumchlorid und Magnesiumsulfat ein.
Die Konzentration der wasserlöslichen Magnesiumsalze beträgt mindestens 0,01 mM, aber weniger als 50 mM, vorzugsweise mindestens 0,1 mM, aber weniger als 20 mM und noch mehr zu bevorzugen sind mindestens 0,5 mM, aber weniger als 10 mM, als Magnesiumionen.
Was die Zusätze zur Zubereitung der erfindungsgemäßen Spüllösung betrifft, so werden vorzugsweise die beim Menschen im Kammerwasser vorhandenen anorganischen Salze, Glucose als weitere Energiequelle, isotonische Wirkstoffe und Pufferlösungen zur Harmonisierung des osmotischen Drucks und des pH-Wertes bei den intraokulären Geweben und den Endothelialzellen, sowie Stabilisatoren für die Zubereitung und dergleichen als geeignet befunden und verwendet.
Als erfindungsgemäße anorganische Salze und isotonische Wirkstoffe werden zusätzlich zu den vorstehend aufgeführten Calciumsalzen und Magnesiumsalzen vorzugsweise anorganische Salze, wie alkaline Metallsalze, zum Beispiel Natriumchlorid und Kaliumchlorid und isotonische Wirkstoffe, wie Carbohydrate, zum Beispiel Mannitol, Sorbitol, Xylitol und Dextran verwendet.
Diese können allein oder in Kombinationen von zwei oder mehr zum Einsatz kommen. Die Konzentration der anorganischen Salze und der isotonischen Wirkstoffe liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 1,000 mM. Ferner wird der osmotische Druck des Zubereitungs vorzugsweise im Bereich von 270 bis 350 mOsm gehalten.
Als Pufferlösungen können zusätzlich zu den vorstehend erwähnten wasserlöslichen Phosphatsalzen auch Zitronensäure, Citratsalze, Bicarbonatsalze, Acetatsalze und Puffer auf Grundlage von Borsäure, wie Borsäure und Natriumborat verwendet werden. Die Konzentration der Pufferlösungen liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 50 mM.
Der pH-Wert der wässerigen Lösung der erfindungsgemäßen Zubereitung liegt vorzugsweise im Bereich von 6,8 bis 8,2, wo keine Schädigung an den intraokulären Geweben und Zellen eintritt und der zur Aufrechterhaltung der betreffenden Funktionen erforderlich ist. Ferner ist ein pH-Wert zwischen 7,2 und 8,0 noch mehr vorzuziehen, weil sich dieser Bereich bei Prüfung der Funktionalität und Sicherheit an Kaninchenaugen als zulässig für eine Spüllösung zum Einsatz in der Augenchirurgie erwiesen hat.
Obwohl erfindungsgemäß die D-3-Hydroxybuttersäure die Hauptenergiequelle für die Zubereitung der Spüllösung ist, kann auch Glucose als Hilfs-Energiequelle zugefügt werden. Die Glucosekonzentration liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 50 mM.
Als Stabilisatoren werden vorzugsweise wasserlösliche Citratsalze verwendet. Bevorzugte Beispiele von wasserlöslichen Citratsalzen schließen Zitronensäure und ihre Natriumsalze und Kaliumsalze ein. Ihre Konzentration liegt vorzugsweise im Bereich von 0,01 bis 50 mM und noch mehr ist ein Bereich von 0,1 bis 10 mM, in Form von Citrationen zu bevorzugen.
Die erforderlichen Mengen dieser Hauptkomponenten und Additive werden nacheinander in destilliertem Wasser aufgelöst und der pH-Wert der Lösungen wird mit verdünnter Salzsäure oder einer verdünnten alkalischen Lösung eingestellt und die resultierenden Lösungen können jeweils in einer mit Stopfen versehenen transparenten Glas- oder Plastikflasche als Einkomponentenlösung aufbewahrt werden. Die so hergestellten Zubereitungen wurden bei 40°C und einer Luftfeuchtigkeit von 75% 6 Monate lang gelagert und die nach 6 Monaten Lagerung entnommene Probe war im Aussehen und im osmotischen Druck unverändert gegenüber der zu Beginn des Versuchs entnommenen Probe. Was den pH-Wert bei einer Einstellung der Konzentration der Zitronensäure oder ihrer Salze auf den Bereich von vorzugsweise 0,1 mM bis 50 mM und noch mehr zu bevorzugen auf 0,1 mM bis 10 mM anbelangt, so liegt der pH-Wert der Zubereitung zu Beginn des Tests bei 7,3 bis 7,4 und am Ende der Lagerzeit bei 7,4 bis 7,8, was darauf schließen lässt, dass die Änderung im pH-Wert gering ist und dass selbst in Gegenwart von Bicarbonat-Ionen eine stabile Spüllösung erzielt werden kann.
Beispiele
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Veranschaulichung der gegenwärtigen Erfindung. Es versteht sich jedoch, dass die gegenwärtige Erfindung nicht auf diese Beispiele begrenzt ist.
Beispiel 1
Spüllösung Nr. 1 (Beispiel) und Nr. 2 (Vergleichsbeispiel) wurden zur Prüfung zubereitet durch aufeinander folgende Auflösung vorbestimmter Mengen der in Tabelle 1 aufgeführten Komponenten in der Reihenfolge, in der sie aufgeführt sind und schließlich von D-3-Hydroxybutyrat (nachstehend als "D-3-HBA bezeichnet) in destilliertem Wasser, zur Einstellung der Gesamtmenge der Lösungen auf 1 Liter; Einstellung des pH-Wertes der Lösungen mit verdünnter Salzsäure und aseptische Filtrierung der Lösungen. Die Bestandteile der handelsüblichen Produkte B (Vergleichslösung 1) und M (Vergleichslösung 2), die als zusätzliche Vergleichsbeispiele dienten, und die Konzentrationen der Bestandteile sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Tabelle 1
Beispiel 2
Der Stabilitätstest für die Zubereitung der D-3-HBA mit der Lösung Nr. 1 von Beispiel 1 wurde durchgeführt. Fünf Flaschen mit der zu prüfenden Lösung wurden zubereitet durch Einfüllen von 500 ml der Zubereitung in transparente Glasbehälter und Verschließen der Flaschen. Die Flaschen wurden für einen Zeitraum von 6 Monaten in einem Gerät gelagert, das auf 40 ± 0,5°C und 75 ± 5% relativer Luftfeuchtigkeit gehalten wurde. Es traten keine Veränderungen im Aussehen der Lösungen, in der Prüfung auf unlösliche Verunreinigungen und im osmotischen Druck auf. Die pH-Werte der Lösungen lagen zu Beginn der Lagerung bei 7,3 bis 7,4 und nach 6 Monaten Lagerung bei 7,4 bis 7,8. Es traten also nur kleine Änderungen auf. Damit hatte sich herausgestellt, dass die Zubereitung während der Lagerung bei Raumtemperatur über längere Zeit stabil bleibt.
Beispiel 3
Zur Bestätigung, dass die D-Form des Isomers von 3-HBA unter den Isomeren der D-Form, DL-Form und L-Form die stärkste Wirkung hat, wurde der zellaktivierende Effekt von jedem Isomer unter Verwendung einer inkubierten Endothelialzelle einer Rinderhornhaut nach einem Verfahren auf Grundlage des MTT-Versuchs quantitativ gemessen (Chem. Pharm. Bull., 41, 1118, 1993)
Die D-Form, D,L-Form und die L-Form der D-3-HBA wurde jeweils in Konzentrationen von 0 (Kontrolle), 5 und 20 mM des Inkubationsmediums DULBECCO's MEM Salz aufgelöst und die resultierenden Lösungen wurden auf einer mit Kollagen beschichteten Nährlösungsplatte mit 24 Aufnahmestellen, die mit der Endothelialzelle einer Rinderhornhaut vorinkubiert war, injiziert und über einen Zeitraum von 48 Stunden inkubiert. Nach der Inkubation wurden jeder Aufnahmestelle 50 μl aus dem Zellzählungs-Kit (Produkt der DOJIN KAGAKU Ltd.) zugefügt und am Überstand die Extinktion bei 450 nm gemessen. Die Ergebnisse sind in 1 dargestellt.
Hinsichtlich der zellaktivierenden Wirkungen der D-Form, D,L-Form und L-Form waren die in Gegenwart der D-3-HBA inkubierten Zellen bei jeder Konzentration am wirksamsten und die optimaole Konzentration war 20 mM. Die L-Form zeigte im Vergleich zur Kontrollgruppe (die kein HBA enthielt) bei keiner Konzentration einen signifikanten Unterschied in der Aktivität. Die D,L-Form zeigte im Vergleich zur Kontrollgruppe bei Konzentrationen von 5 mM und 20 mM keinen signifikanten Unterschied.
Beispiel 4
Unter Verwendung von vier der in Beispiel 1 beschriebenen Test-Spüllösungen, nämlich der Lösungen Nr. 1 und Nr. 2, sowie der Vergleichslösungen 1 und 2 wurden deren hornhautschützende Wirkungen in einem in vitro-Versuch miteinander verglichen.
Sclerocorneas (5 Stück für jede der vier Testlösungen, insgesamt 20 Stück) mit ungefähr 5 mm breiten Sclerae um die Cornea herum wurden aus reifen Kaninchen extrahiert und 5 Stunden lang bei 36°C in den Test-Spüllösungen inkubiert. Die Corneadicke wurde mit einem Ultraschall-Pachymeter (DHG-500 PACHETTE, ein Produkt der DHG TECHNOLOGY) gemessen.
Das Ausmaß der Veränderungen der Dicke der Cornea (= Corneadicke vor der Inkubation minus Corneadicke nach 5 Stunden Inkubation) nach der Inkubation von 5 Stunden Dauer ist in 2 dargestellt.
Die Lösung Nr. 1, die D-3-HBA und Bicarbonat-Ionen enthielt, hatte eine bemerkenswerte corneaschützende Wirkung im Vergleich zur Lösung Nr. 2, die kein Bicarbonat enthielt. Ferner zeigte die Lösung Nr. 1 auch einen Effekt, der die Corneaschwellung verhindert, der gleichwertig mit dem der handelsüblichen Vergleichslösungen 1 und 2 oder besser war.
Beispiel 5
Die vier in Beispiel 1 beschriebenen Typen der Test-Spüllösungen, nämlich die Lösungen Nr. 1 und Nr. 2 und die Vergleichslösungen 1 und 2 wurden auch auf ihren Einfluss auf die Hornhautdicke untersucht, in einem Versuch, bei dem die Lösungen in die vordere Kammer (die Kammer vor der Iris) von holländischen Kaninchen (männlich und weiblich, mit einem Gewicht von 1,9 bis 2,9 kg). eingebracht wurden.
Die Durchführung der Versuche erfolgte in Kaninchen, die intramuskulär mit Xylazin-Hydrochlorid ("Celactal^®", ein Produkt der Bayer AG) und mit Ketamin-Hydrochlorid ("Ketalar^®", ein Produkt der Sankyo AG) anästhetisiert worden waren. Ein 3,2 mm breiter Einschnitt wurde mit einem Skalpell für die Augenchirurgie an der Cornea des rechten und des linken Auges von jedem Kaninchen vorgenommen. Danach wurde durch den Einschnitt eine Injektionsnadel der Größe 18 Gauge mit gerundeter Spitze in die vordere Kammer eingeführt und die vier Test-Spüllösungen 120 Minuten lang mit einer Durchflussrate von 10 ml/min angewandt. Das Ausmaß der Änderung in der Hornhautdicke durch jede der Lösungen wurde mit dem oben erwähnten Ultraschallpachymeter vor Beginn der Spülung und alle 30 Minuten nach dem Beginn der Spülung gemessen, unter Aufrechterhaltung der lokalen Betäubung durch Gabe von Augentropfen einer 0,4% Oxyprocain-Hydrochloridlösung. Das Ausmaß der Änderungen der Hornhautdicke im Zeitverlauf ist in 3 dargestellt.
3 zeigt, dass die Lösung Nr. 1, die D-3-HBA und Bicarbonat-Ionen enthält, eine Spüllösungs-Zubereitung ist, die eine signifikant kleine Änderung in der Hornhautdicke verursacht und wie im Ergebnis des in vitro Versuches von Beispiel 4 im Vergleich zu der Lösung Nr. 2, die keine Bicarbonat-Ionen enthält und zu den Vergleichslösungen 1 und 2 eine ausgezeichnete horn-hautschützende Wirkung hat.
Beispiel 6
In einem invasiven Modell mit der Annahme eines Verfahrens der Linsenemulgierung und Aspiration als chirurgisches Verfahren einer Kataraktoperation wurden inkubierte Endothelialzellen der Rindercornea, die durch Ultra schall geschädigt waren, einem Versuch zur Untersuchung der Wiedererholung ihrer Barrierefunktion unterzogen.
Unter Verwendung der durch Ultraschall geschädigten, inkubierten Endothelialzellen der Rindercornea wurde in einem Versuch nach dem folgenden Verfahren ermittelt, wie weit sich die Barrierefunktion durch die Wirkung von D-3-HBA und Oxyglutathion wieder erholen kann.
Die einlagige Schicht einer Kultur von Endothelialzellen der Rindercornea auf einem Filter, die durch Ultraschallanwendung auf die Zellen in drei Durchgängen mit 92 W/cm² in Intervallen von 0,1 s geschädigt war, wurde im Medium DULBECCO's MEM (mit 10% Embryonalserum von Rindern), das 20 mM D-3-HBA oder 0,3 mM Oxyglutathion enthielt, inkubiert. 4 zeigt die Messergebnisse des Ausmaßes der Erholung der Barrierefunktion anhand einer Änderung des spezifischen elektrischen Widerstandes der Endothelialschicht im Zeitverlauf.
Die einlagige Schicht im Medium, das D-3-HBA enthielt, zeigte einen Widerstandswert, der zu jedem Beobachtungszeitpunkt näher am Wert vor der Ultraschallanwendung lag, als im MEM Medium; das Oxyglutathion enthielt und im MEM Medium, das weder D-3-HBA, noch Oxyglutathion enthielt und zeigte eine rasche Erholungswirkung der Barrierefunktion.
Die Spüllösung Nr. 1 (Beispiel) und die Test-Lösungen Nr. 3, Nr. 4 und Nr. 5 (Vergleichsbeispiele) wurden durch Auflösung vorbestimmter Mengen der in Tabelle 2 aufgeführten Komponenten und schließlich von D-3-HBA zur Einstellung der Gesamtmengen der wässerigen Lösungen auf 1 Liter zubereitet; die pH-Werte der Lösungen wurden mit verdünnter Salzsäure eingestellt und die Lösungen einer aseptischen Behandlung unterzogen.
Tabelle 2
Für einen Versuch wurden holländische Kaninchen (männliche und weibliche mit einem Gewicht zwischen 1,9 und 2,9 kg) verwendet. Die Versuche wurden an Kaninchen durchgeführt, die durch intramuskuläre Injektion von Xylazin-Hydrochlorid ("Celactal^®", ein Produkt der Bayer AG) und Ketamin-Hydrochlorid ("Ketalar^®", ein Produkt der Sankyo Co. Ltd.) anästhetisiert waren, wobei am Rand der Cornea mit einem Skalpell für die Augenchirurgie ein 3,2 mm breiter Einschnitt vorgenommen wurde. Danach wurde jeweils eine Injektionsnadel der Größe 18 Gauge mit gerundeter Spitze durch den Enschnitt in die Augenkammer vor der Iris eingeführt und die Spüllösung 90 Minuten lang mit einer Durchflussrate von 10 ml/min zur Perfusion angewandt. Nach der Perfusion wurde der Einschnitt jeweils mit einer Nähnadel in einer Naht zugenäht. Die Corneadicke wurde vor und während der Perfusion mit dem in Beispiel 4 verwendeten Ultraschall-Pachymeter gemessen (in Abständen von 30 Minuten).
Die Wirkung der D-3-HBA, die darauf abzielt, Veränderungen der Hornhautdicke durch Zugabe von D-3-HBA und von Bicarbonat-Ionen in die intraokuläre Perfusatlösung klein zu halten, war signifikant (5). Andererseits war bei den Zubereitungen, denen der intraokulären Spüllösung keine Bicarbonat-Ionen zugefügt wurden, die Wirkung, die darauf abzielt, Veränderungen der Hornhautdicke durch Zugabe von D-3-HBA klein zu halten, nicht signifikant (6).
Wie vorstehend beschrieben, konnte die Zubereitung einer Spüllösung für die Augenchirurgie erfindungsgemäß durch Verwendung von Natrium-D-3-Hydroxybuttersäure und/oder von deren Salzen, von Bicarbonat-Ionen; Phosphationen, Calciumionen, Magnesiumionen und in einigen Fällen Citrationen in Kombination mit einer Energiequelle durchgeführt werden und dieses Präparat weist eine hohe Sicherheit als Perfusatlösung für die Augenchirurgie auf, hat eine ausgezeichnete Schutzwirkung für die Gewebe des Auges, einschließlich der Endothelialzellen der Cornea und eine ausgezeichnete Wirkung bezüglich der physischen Erholung geschädigter okulärer Gewebe und wird durch Zugabe von anorganischen Salzen, isotonischen Wirkstoffen, Glucose, Pufferlösungen und Stabilisatoren stabilisiert.

Claims

Zubereitung einer Einkomponentenlösung als Spüllösung für die Augenchirurgie bei Operationen von Katarakt, Glaukom oder einer Linsentransplantation, bestehend aus einer wässerigen Lösung folgenden Inhalts: (1) mindestens 0,1 mM, aber weniger als 500 mM von mindestens einer Verbindung ausgewählt aus der Gruppe, die D-3-Hydroxybuttersäure und deren wasserlösliche Salze umfasst, als D-3-Hydroxybutyrat-Anion; (2) mindestens 0,1 mM, aber weniger als 100 mM von wasserlöslichen Bicarbonatsalzen als Bicarbonat-Ion; (3) mindestens 0,1 mM, aber weniger als 50 mM von mindestens einer Verbindung ausgewählt aus der Gruppe, die Phosphorsäure und deren wasserlösliche Phosphatsalze umfasst, als Phosphat-Ion; (4) mindestens 0,01 mM, aber weniger als 50 mM von wasserlöslichen Calciumsalzen als Calcium-Ion und (5) mindestens 0,01 mM, aber weniger als 50 mM von wasserlöslichen Magnesiumsalzen als Magnesium-Ion.
Zubereitung nach Anspruch 1, wobei die wasserlöslichen Salze der D-3-Hydroxybuttersäure aus der Gruppe gewählt werden, die aus den Natriumsalzen, Kaliumsalzen, Bariumsalzen, Magnesiumsalzen, Lithiumsalzen, L-Lysinsalzen, L-Histidinsalzen und L-Argininsalzen der D-3-Hydroxybuttersäure besteht.
Zubereitung nach Anspruch 1, wobei die wasserlöslichen Bicarbonatsalze Natriumbicarbonat oder Kaliumbicarbonat sind.
Zubereitung nach Anspruch 1, wobei die wasserlöslichen Phosphatsalze aus der Gruppe gewählt werden, die aus Natriumdihydrogenphosphat, Dinatriumhydrogenphosphat, Kaliumdihydrogenphosphat und Dikaliumhydrogenphosphat besteht.
Zubereitung nach Anspruch 1, wobei die wasserlöslichen Calciumsalze aus der Gruppe gewählt werden, die aus Calciumchlorid, Calciumglycerolphosphat und Calciumglucuronat besteht.
Zubereitung nach Anspruch 1, wobei die wasserlöslichen Magnesiumsalze Magnesiumchlorid oder Magnesiumsulfat sind.
Zubereitung nach Anspruch 1, das ferner wasserlösliche Citronensäure und/oder deren Salze enthält.
Zubereitung nach Anspruch 7, wobei die wasserlöslichen Salze der Citronensäure Natriumcitrat oder Kaliumcitrat sind.