Составы металлических комплексов - RU2710360C2

Чертежи

Описание

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу получения составов комплексов лантаноидных металлов макроциклических хелаторов, которые также содержат небольшой избыток свободного хелатора. В данном способе используют связанный с твердой фазой акцепторный хелатор для удаления избытка ионов лантаноидных металлов перед добавлением определенного избытка хелатора. Также предложен способ получения контрастных агентов для МРТ, а также меглуминовых солей связанного с твердой фазой хелатора, подходящими для данных способов.

Уровень техники

Металлические комплексы лантаноидных металлов, в особенности гадолиния, представляют интерес в качестве контрастных агентов магнитно-резонансной томографии (МРТ) в области медицинской визуализации in vivo. Контрастные агенты МРТ на основе металлических комплексов гадолиния были подробно рассмотрены (см., например, Zhang et al, Curr. Med. Chem., 12, 751-778 (2005) и Aime et al, Adv. lnorg. Chem., 57, 173-237 (2005)).

Однако свободные ионы гадолиния действительно проявляют значительную токсичность in vivo. US 5876695 направлен на решение этой проблемы путем включения в состав металлического комплекса гадолиния добавки, которая является «слабым металлическим хелатным комплексом», например с кальцием. Идея состоит в том, что избыток «слабого металлического хелатного комплекса» будет эффективно связывать в комплекс любые ионы гадолиния, которые случайно могут либо высвобождаться, либо присутствовать и, таким образом, улучшать безопасность контрастного состава для МРТ.

В ЕР 2513043 В1 описан способ получения металлических комплексов гадолиния, в которых гадолиний сначала образует комплекс с катионообменной смолой, возможно функционализированной группой, координационной для металла. Связанный с твердой фазой гадолиний затем реагирует с хелатирующим агентом - аминокарбоновой кислотой для высвобождения требуемого комплекса гадолиния. Любой избыточный гадолиний остается связанным с твердой фазой.

В ЕР 2242515 В9 описан способ получения жидкого фармацевтического состава, содержащего комплекс макроциклического хелата с лантаноидом, и количество свободного макроциклического хелата составляет от 0,002 мол. % до 0,4 мол. %, причем указанный способ содержит следующие последовательные стадии:

б) получение жидкого фармацевтического состава, содержащего комплекс макроциклического хелата с лантаноидом и свободный макроциклический хелат, который не находится под действием формы эксципиента X[X',L], где L является макроциклическим хелатом, и X и X' являются ионом металла, в частности независимо выбранного из кальция, натрия, цинка и магния, и свободный лантаноид, путем смешивания раствора свободного макроциклического хелата и свободного лантаноида так, чтобы обеспечить комплексообразование лантаноида с макроциклическим хелатом, причем количество свободного макроциклического хелата и свободного лантаноида является таким, что не весь лантаноид образует комплекс,

в) измерение в фармацевтическом составе, полученном на стадии б), концентрации свободного лантаноида C_{lan l}, причем концентрация свободного макроциклического хелата C_{ch l} равна 0,

г) регулировка C_{ch l} и C_{lan l} путем добавления к составу, полученному на стадии б), количества свободного макроциклического хелата, необходимого, во-первых, для завершения образования комплекса свободного лантаноида, так чтобы получить C_{lan l}=0, и, во-вторых, для получения C_{ch l}=C_{t ch l}, где C_{t ch l} является целевой концентрацией свободного макроциклического хелата в конечном жидком фармацевтическом составе и выбрана в интервале от 0,002 мол. % до 0,4 мол. %,

в котором количество свободного макроциклического хелата в конечном жидком фармацевтическом составе соответствует доле свободного макроциклического хелата по отношению к количеству образующего комплекс макроциклического хелата в конечном жидком фармацевтическом составе.

В ЕР 2242515 В9 указано, что данный способ предпочтительно также включает предварительную стадию (а) определения теоретической целевой концентрации свободного макроциклического хелата C_{t ch l} в конечном жидком фармацевтическом составе.

В US 2012/0082624 А1 описан способ, похожий на ЕР 2242515 В9, за исключением того, что фармацевтический состав получают в порошковой форме.

Как в ЕР 2242515 В9, так и в US 2012/0082624 А1 подчеркивается, что для способов фармацевтического производства промышленного масштаба трудно достичь добавления 0,1 мол. % свободного макроциклического хелатора с требуемой степенью точности путем одного только взвешивания. Это относили на счет 1000-кратной разницы в количестве задействованного хелатора, а также гигроскопической природы хелатора. Как описано выше, в заявленном изобретении сначала осуществляют образование металлического комплекса с избытком ионов лантаноидного металла, затем точно определяют концентрацию незакомплексованного избыточного лантаноида. Такое определение затем используют для точного вычисления того, сколько дополнительного хелатора необходимо добавить как для образования комплекса с избыточным лантаноидом, так и для достижения требуемого избытка 0,1 мол.% макроциклического хелата.

Сравнительный пример 3 ЕР 2242515 В9 включает получение лабораторного масштаба, в котором получают Gd-DOTA путем реакции DOTA (10 г, 25 ммоль) со стехиометрическим количеством оксида гадолиния (Gd₂O₃, 12,5 ммоль) при 80°C в воде при pH от 6 до 7. Затем pH регулируют до 5 и остаточный свободный гадолиний удаляют путем перемешивания со смолой Chelex в течение 2 часов с последующей фильтрацией. В ЕР 2242515 В9 указано, что комплекс Gd-DOTA затем осаждают из водного этанола, с получением 80% фактического выхода белого порошка. В ЕР 2242515 В9 не сообщают, насколько способ сравнительного примера 3 можно приспособить для обеспечения жидкого фармацевтического состава, имеющего избыток макроциклического хелатора в интервале от 0,002 мол. % до 0,4 мол. %, в частности, в промышленном масштабе. Кроме того, при использовании смолы Chelex, как описано в примере 3 ЕР 2242515 В9, высвобождаются ионы натрия, которые загрязняют продукт, если не выполняют дополнительные стадии очистки. В примере 3 ЕР 2242515 В9 также описано получение конкретного комплекса гадолиния, при котором необходимы стадии очистки и выделения, непригодные для способа промышленного производства жидкого фармацевтического состава.

В WO 2014/114664 представлен способ получения Gd-DOTA меглумина (гадотерат меглумина), который сначала включает синтез DOTA из циклена, затем многостадийную очистку посредством перекристаллизации и как катионообменной, так и анионообменной хроматографии. Очищенный DOTA затем реагирует с Gd₂O₃ с получением комплекса Gd-DOTA, после чего следует добавление меглумина с получением требуемого продукта. Однако в WO 2014/114664 не сообщается, как достичь получения 0,1% избыточного DOTA в промышленном масштабе.

В WO 2014/161925 сообщается, что при получении Gd-DOTA и похожих комплексов в промышленном масштабе необходимо проводить анализ содержания влаги в хелаторе до использования и соответственно корректировать используемые молярные количества. В WO 2014/161925 отмечается, что содержание влаги в DOTA изменяется с условиями относительной влажности воздуха.

Все еще существует потребность в альтернативных способах получения составов комплексов лантаноидных металлов с макроциклическими хелаторами, включающих избыток таких хелаторов. Данные способы предпочтительно должны подходить для фармацевтического производства в промышленном масштабе, а также подходить для обеспечения контрастных агентов для МРТ, содержащих такие составы.

Описание настоящего изобретения

В настоящем изобретении предложен способ получения жидкого фармацевтического состава, причем указанный состав содержит металлический комплекс лантаноидного металла с макроциклическим хелатором вместе с указанным хелатором в незакомплексованной форме в количестве от 0,002 мол. % до 0,4 мол. % от указанного металла. Такие составы пригодны для получения контрастных агентов для МРТ.

В настоящем способе исключается необходимость в стадиях измерения и регулирования, используемых в уровне техники, что является полезным упрощением в отношении как времени, так и затрат.

Вместо этого в настоящем способе предложен способ, посредством которого получают хелаторный комплекс лантаноидного металла без избытка присутствующих ионов лантаноида путем использования связанного с твердой фазой акцепторного хелатора. Кроме того, лантаноидный хелаторный комплекс остается в водном растворе, так что поправка на содержание влаги в комплексе не является необходимой. Так как в способе обеспечивают промежуточный раствор комплекса лантаноидного металла без свободных ионов лантаноида, можно легко вычислить количество добавляемого избыточного макроциклического хелатора для получения требуемого состава, имеющего определенный избыток свободного хелатора.

Настоящее изобретение также имеет преимущество в том, что образование комплекса лантаноида и последующая обработка акцепторным хелатором являются эффективными в удалении любых примесей на основе координированных ионов металлов, таких как кальций, из хелатора путем трансметаллирования, как описано ниже.

В способе по настоящему изобретению также предложен связанный со смолой акцепторный хелатор в форме соли меглумина. Это имеет значительные преимущества, состоящие в том, что после образования комплекса лантаноида высвобождаются ионы меглуминия вместо ионов натрия. Это имеет особое преимущество, состоящее в том, что содержание ионов натрия в полученном комплексе лантаноидного металла минимизируется.

Способ по настоящему изобретению имеет дополнительные преимущества, состоящие в том, что его можно осуществлять в промышленном масштабе, и в том, что связанный со смолой акцепторный хелатор можно при необходимости рециркулировать после применения для регенерации материала, подходящего для изготовления следующих порций фармацевтического состава.

Подробное описание изобретения

В первом аспекте в настоящем изобретении предложен способ получения жидкого фармацевтического состава, содержащего металлический комплекс лантаноидного металла с макроциклическим хелатором, вместе с указанным хелатором в незакомплексованной форме в количестве от 0,002 мол. % до 0,4 мол. % от указанного металлического комплекса, причем указанный способ включает следующие стадии:

(i) образование комплекса указанного хелатора с избытком указанного лантаноидного металла в подходящем растворителе с получением первого раствора указанного металлического комплекса, содержащего избыток лантаноида,

(ii) удаление избытка лантаноида из первого раствора стадии (i) путем контакта указанного раствора один или более раз со связанным с твердой фазой акцепторным хелатором, посредством чего избыток лантаноида образует комплекс с указанным акцепторным хелатором,

(iii) отделение твердой фазы от первого раствора стадии (ii) с получением второго раствора, который содержит указанный металлический комплекс, не содержащий избытка лантаноида,

(iv) добавление указанного хелатора в незакомплексованной форме в количестве от 0,002 мол. % до 0,4 мол. % к указанному второму раствору из стадии (iii) с получением указанного фармацевтического состава,

в котором указанный хелатор в незакомплексованной форме не содержит координированных ионов металлов.

Термины «хелатор» или «хелатирующий агент» имеют свои обычные значения и относятся к лигандам, которые образуют координационные комплексы металла, которые содержат множество донорных атомов металла, расположенных так, что обычно получаются 5-ти, 6-ти или 7-ми членные хелатные кольца (предпочтительно такие 5-ти или 6-ти членные кольца) в результате координации (путем наличия некоординированной основной цепи из атомов углерода либо некоординированных гетероатомов, связывающих донорные атомы металлов). Термин «макроциклический» имеет свое обычное значение в области координационной химии и относится к хелатору, в котором по меньшей мере некоторые из донорных атомов металла указанного хелатора ковалентно связаны в виде части кольцевой системы.

Выражение «хелатор в незакомплексованной форме» относится к «свободному хелатору», то есть без каких-либо координированных ионов металла. Следовательно, хелатор в незакомплексованной форме не содержит каких-либо координированных ионов лантаноидов или других металлов и, таким образом, полностью доступен для последующего образования металлического комплекса. «Хелатор в незакомплексованной форме» может содержать ионы металлов в ионной форме, например, когда он присутствует в виде солей группы донора металла, например, карбоновой кислоты.

Выражение «связанный с твердой фазой акцепторный хелатор» относится к хелатирующему агенту, ковалентно связанному с твердофазным материалом, нерастворимым в растворителе, используемом для образования комплекса лантаноида. Связанный хелатор образует комплексы со свободными ионами металла в растворе и таким образом способен удалять или «акцептировать» любые такие ионы металлов из раствора. Акцепторный хелатор выбирают так, чтобы он отличался от «макроциклического хелатора» и, следовательно, преимущественно имел более низкую константу образования для лантаноидного металла по сравнению с «макроциклическим хелатором», и его соответственно выбирают так, чтобы он не мог вытеснять ион лантаноидного металла из комплекса лантаноидного металла с макроциклическим хелатором по настоящему изобретению. Акцепторный хелатор предпочтительно выбирают так, чтобы кинетика захватывания иона свободного металла в растворе была быстрой. По этой причине являются предпочтительными линейные (то есть не макроциклические) акцепторные хелаторы. Будучи связанным с твердой фазой, акцепторный хелатор легко отделяется от раствора, с которым он находится в контакте, путем фильтрации с возможной промывкой. Подходящие твердофазные материалы включают синтетические полимеры и сополимеры.

В способе примера 3 ЕР 2242515 В9 имеется проблема, состоящая в том, что высвобождаются ионы натрия. Такие ионы натрия повышают осмотическую концентрацию (осмоляльность) раствора жидкого фармацевтического состава. Это нежелательно для промежуточных растворов или составов, используемых в производстве контрастного агента, потому что контрастные агенты с высокой осмотической концентрацией могут вызывать отек мягких тканей, воспалительный процесс и повреждение тканей [Cohanet аl, Radiology, 200(3), 593-604. doi:10.1148/radiology.200.3.8756899 (1996)]. Поэтому в способе получения контрастного агента нельзя вводить ионные вещества, которые влияют на осмотическую концентрацию продукта.

В случае DOTA известно, что натриевая соль гадотеровой кислоты склонна к кристаллизации [Chang et al, Inorg.Chem., 32(16), 3501-3508 (1993)], следовательно, важно сохранять уровни натрия настолько низкими, насколько это возможно, чтобы минимизировать опасность осаждения GdDOTA-меглумина в виде NaGdDOTA.

Термины «содержащий» или «содержит» имеют их обычное значение во всей этой заявке и подразумевают, что агент или состав должны иметь перечисленные существенные признаки или компоненты, однако помимо этого могут присутствовать и другие. Термин «содержащий» включает в качестве предпочтительного подкласса «содержащий в основном», который означает, что состав содержит перечисленные компоненты без присутствия других признаков или компонентов.

Подходящие растворители для образования комплекса на стадии (i) известны в уровне техники [The Chemistry of Contrast Agents in Medical Magnetic Resonance Imaging, 2^nd Edition, A. Merbach, L. Helm & E. Toth (Eds), Wiley (2013)], и предпочтительно являются водными. Образование комплекса лантаноидов с помощью макроциклических хелаторов (например, DOTA) является многостадийным способом, который включает до некоторой степени стабильный начальный комплекс, который медленно созревает с получением конечного термодинамически стабильного металлического комплекса. На стадии (i) предпочтительно обеспечить, чтобы перед переходом к стадии (ii) был образован указанный лантаноидный комплекс, как известно в уровне техники [Moreau et al, Chem. Eur. J., 10(20), 5218-32 (2004)] - например, путем нагрева, удлиненных времен реакции, повышения pH или сочетания этих факторов.

Избыток лантаноидного металла на стадии (i) получают путем вычисления молярных отношений, зная стехиометрию металлического комплекса лантаноидного макроциклического хелатора. Он обычно представляет собой комплекс 1:1. Такая информация приведена в The Chemistry of Contrast Agents in Medical Magnetic Resonance Imaging, 2^nd Edition, A. Merbach, L. Helm & E. Toth (Eds), Wiley (2013), для комплексов гадолиния в Port et al [Biometals, 21, 469-490 (2008)], и для комплексов DOTA в Viola-Villegas et al [Coord.Chem.Rev., 253, 1906-1925 (2009)]. Также учитывают процентную химическую чистоту как используемого лантаноида, так и рассматриваемого хелатора.

Контактирование на стадии (ii) соответственно выполняют так, чтобы весь «первый раствор» подвергался воздействию смолы Chelex. Это можно выполнять двумя основными способами или путем их сочетаний. Первым вариантом является смешивание твердофазной смолы с «первым раствором». Альтернативно, твердую фазу можно предоставить в виде колонны и «первый раствор» элюировать через колонну. Это не является хроматографическим способом как таковым, однако представляет собой удобный способ подвергания «первого раствора» воздействию смолы Chelex. Затем осуществляют отделение на стадии (iii) путем либо фильтрации раствора для удаления связанной с лантаноидом смолы, либо путем сбора элюата из элюирования колонны, соответственно. В любом варианте «первый раствор» можно подвергнуть воздействию смолы Chelex много раз. Предпочтительно, либо фильтрованную смолу, либо твердую фазу колонны можно промыть подходящим растворителем, чтобы обеспечить более полное извлечение «второго раствора».

Добавление на стадии (iv) предпочтительно выполняют без предварительного, в ходе процесса, анализа концентрации/количества свободного лантаноида либо в первом, либо во втором растворе. Это связано с тем, что такая стадия не является обязательной для данного способа - стадии (ii) удаления и (iii) отделения дают «второй раствор» с известной (то есть по существу нулевой) концентрацией свободного лантаноида. Следовательно, добавление на стадии (iv) выполняют на основе вычисленного количества «хелатора в незакомплексованной форме» на основе приедполагаемого 100%-ного превращения в реакции образования комплекса на стадии (i) на основе исходного молярного количества макроциклического хелатора на стадии (i). Это 100%-ное превращение находится в соответствии с тем, что известно в уровне техники об эффективности таких реакций. Свободный хелатор можно добавлять либо в виде твердого вещества, либо в виде раствора, и предпочтительно в виде раствора. Когда приготавливают раствор макроциклического хелатора для осуществления стадии (i), наиболее предпочтительным способом является удаление подходящей объемной доли из такого раствора до добавления лантаноида (например, удаления примерно 1 л из 1000 л реакционного объема или эквивалент). Эту объемную долю затем используют удобным образом для добавления на стадии (iv). Этот подход исключает необходимость создавать множество растворов и/или выполнять множество вычислений для внесения поправок на чистоту или содержание воды.

Способ согласно первому аспекту является подходящим для выполнения в лабораторном, экспериментальном или промышленном масштабе. Способ особенно подходит для получения в килограммовом масштабе от 1 кг до 800 кг, предпочтительно от 100 кг до 650 кг.

Способ первого аспекта имеет преимущество, состоящее в том, что в ходе способа многие координированные примесные металлы (такие как кальций), присутствующие в макроциклическом хелаторе (например, DOTA) в виде комплексов кальций - DOTA, вытесняются гадолинием и затем удаляются путем последующей обработки акцепторным хелатором на стадиях (ii) и (iii). Таким образом, избыток лантаноида на стадии (i) предпочтительно также вытесняет любые координированные примесные металлы из указанного хелатора, где указанный вытесненный примесный металл имеет меньшую константу образования (комплекса) с указанным макроциклическим хелатором по сравнению с указанным лантаноидом. Это связано с тем, что, как описано выше, образование комплекса лантаноида выполняют при «термодинамических условиях», так что получают термодинамический продукт - комплекс лантаноидного металла.

Это имеет преимущество, состоящее в том, что устраняется необходимость в дополнительной стадии очистки макроциклического хелатора. Таким образом, избыток лантаноидов вызывает реакцию трансметаллирования, как показано на схеме 1 для Ca-DOTA и ионов гадолиния:

Небольшой избыток гадолиния обеспечивает полное образование комплексов DOTA с получением Gd-DOTA, а DOTA-координированные ионы примесных металлов (таких как кальций) можно эффективно трансметаллировать в раствор в виде свободных ионов вследствие менее предпочтительной термодинамической устойчивости.

В таблице 1 приведен перечень различных комплексов DOTA с ионами металлов и их термодинамическая устойчивость.

*Данные из:

Popov, K. Felcman, J. Delgado, R. Arnaud-Neu, F. Anderegg, G. Pure Appl. Chem. 77, 8, 2005

Cacheris, W.P, Nickle, S.K. Sherry, A.D; Inorg. Chem. 2646, 1986.

Toth, E. Brucher, E, Inorganica Chimica Acta, 221(1-2), 1994, pp. 165-167.

Следовательно, любые координированные ионы металлов, имеющие более низкую константу устойчивости по сравнению с Gd-DOTA (такие как кальций, марганец, цинк, медь или магний) должны высвобождаться путем трансметаллирования Gd и затем удаляться с помощью акцепторного хелатора на стадиях (ii) и (iii).

Предпочтительные воплощения

В способе первого аспекта избыток лантаноидного металла на стадии (i) предпочтительно составляет от 0,01 до 5, более предпочтительно от 0,01 до 1, наиболее предпочтительно от 0,05 до 0,5 мол. %.

Когда используют смолу Chelex-100, смола Chelex имеет более высокое сродство к гадолинию, чем к кальцию. Это означает, что использование большого избытка гадолиния в реакции образования комплекса на стадии (i) приведет к менее эффективному процессу удаления примесей, поскольку было бы нужно добавлять большой избыток акцепторной смолы - сначала для удаления свободного гадолиния и затем для удаления свободного кальция (или аналогичных ионов металлов). Поэтому в реакции образования комплекса на стадии (i) преимущественно использовать очень низкий избыток гадолиния.

Если полагают, что макроциклический хелатор содержит координированные ионы кальция или аналогичного металла, как описано выше, то предпочтительным является очень низкий избыток гадолиния (в интервале примерно от 0,01 до 0,1 мол. % или 10-100 частей на млн. в 0,5 М растворе Gd-DOTA). Такой интервал является достаточно низким для обеспечения достаточной акцепторной активности для удаления кальция (металла), однако достаточно высоким для обеспечения полного трансметаллирования любого комплекса Ca-DOTA (или родственных соединений).

Самых низких уровней в этом интервале (примерно от 0,01 до 0,1 мол. %) избытка лантаноидного металла можно достичь путем постепенно возрастающего добавления аликвот такого лантаноида до тех пор, пока не будет наблюдаться положительный результат при испытании на присутствие свободных ионов лантаноида. Такие «капельные испытания» (методом пятна) дают положительный/отрицательный ответ на вопрос присутствия/отсутствия, однако не предоставляют информацию о концентрации свободного лантаноида. Капельные испытания можно выполнять, используя визуальное окрашивание с использованием ксиленолового оранжевого, как известно в уровне техники (Barge et al, Contrast Med. Mol. Imaging, 1, 184-188 (2006)). Barge et al сообщают, что визуальное обнаружение оранжевой окраски, указывающее на свободный Gd³⁺, является эффективным для обнаружения Gd³⁺ при концентрациях вплоть до 10 мкМ или менее. Альтернативно, для гадолиния избыток гадолиния можно определить с помощью испытания ксиленоловым оранжевым или анализа Arsenazo III, как известно в уровне техники [Barge et al, Contrast Med.Mol.Imaging, 1, 184-188 (2006) и Clogston etal, Molec.Biol., 697, 101-108 (2011), соответственно]. Ксиленоловый оранжевый и Arsenazo III имеются в продаже, например, от Sigma-Aldrich. Если капельное испытание показывает недостаток свободного гадолиния, можно добавлять дополнительный гадолиний. Более высоких уровней избытка лантаноида (>0,1 мол. % до 5 мол. %) можно достичь с помощью одного только взвешивания.

В способе первого аспекта хелатор в незакомплексованной форме предпочтительно находится в количестве в интервале от 0,025 до 0,25, более предпочтительно от 0,05 до 0,20, наиболее предпочтительно от 0,10 до 0,15 мол. % по отношению к макроциклическому лантаноидному комплексу. Хелатор в незакомплексованной форме, приемлемо, не содержит ионов лантаноидного металла, а также предпочтительно не содержит координированных ионов кальция, цинка и магния.

В способе первого аспекта лантаноидный металл предпочтительно представляет собой гадолиний, празеодим, диспрозий, европий или тулий и наиболее предпочтительно гадолиний.

Макроциклический хелатор предпочтительно является гептадентатом или октадентатом и более предпочтительно содержит донорные атомы N и/или О. Донорные атомы предпочтительно обеспечивают с помощью карбоксилатных, амино, спиртовых или фосфонатных донорных групп. Макроциклический хелатор более предпочтительно представляет собой тип аминокарбоновой кислоты. Когда макроциклический хелатор представляет собой аминокарбоновый класс, такие хелаторы предпочтительно содержат DOTA, NOTA, DO3A, BT-DO3A, HP-DO3A или РСТА. Макроциклический хелатор наиболее предпочтительно содержит DOTA или его соль:

DOTA и его металлические комплексы в медико-биологической визуализации были описаны Stasiuk и Long [Chem.Comm., 49, 2732-2746 (2013)].

В способе первого аспекта предпочтительно, чтобы лантаноидный металл являлся гадолинием, и макроциклический хелатор содержал DOTA. Наиболее предпочтительно комплекс гадолиний-DOTA содержит меглуминовую соль гадолиния-DOTA.

Акцепторный хелатор предпочтительно содержит иминодиуксусную кислоту (IDA), EDTA или DTPA, более предпочтительно иминодиуксусную кислоту. Предпочтительным связанным с твердой фазой акцепторным хелатором является Chelex® 100, который представляет собой сополимер стирола и дивинилбензола, содержащий связанный с ним хелатор IDA. Chelex® 100 продается на рынке в форме либо натриевой, либо аммониевой соли от Bio-Rad Laboratories. Поставщик предоставляет информацию о подходящем количестве используемой смолы для удаления данного количества металла. При нейтральном pH Chelex действует как катионообменная смола, так что не имеет сродства к комплексам лантаноидных металлов, которые заряжены отрицательно, таким как Gd(DOTA). Это имеет преимущество, состоящее в том, что существует минимальное неспецифическое сцепление таких комплексов с твердой фазой и, следовательно, минимальное воздействие на выход.

Акцепторный хелатор предпочтительно присутствует в виде меглуминовой соли указанного акцепторного хелатора. Такие материалы описаны в третьем аспекте (ниже).

Способ образования лантаноидных комплексов стадии (i) обычно по своей природе является многостадийным. Для гадолиния сперва требуется низкий pH (примерно 2) для растворения всего Gd₂O₃ с получением свободных ионов гадолиния в растворе. При этом низком pH карбоксилатные группы аминокарбоксилатных хелаторов (например, DOTA) неспособны полностью образовывать комплекс со всеми ионами гадолиния, потому что карбоксилатные группы частично протонированы. Затем pH повышают (примерно до 4-5) путем добавления основания (предпочтительно меглумина) для содействия образованию карбоксилатного аниона, что, в свою очередь, способствует образованию металлического комплекса. Начальный сформированный комплекс Gd-DOTA фактически является бис-протонированным, затем медленно созревает с получением конечного комплекса Gd-DOTA с высокой термодинамической (и кинетической) устойчивостью [Moreau et al, Chem. Eur. J., 10(20), 5218-5232 (2004)]. Процессу созревания способствует более высокий рН и нагрев (обычно несколько часов при pH примерно 5 с нагревом завершают реакцию). Предпочтительно избегают pH выше 7, так как при этом возникает опасность вызвать гидролиз любых ионов гадолиния с последующим повторным образованием Gd₂O₃.

Когда комплекс лантаноидного металла первого аспекта необходимо получить в виде меглуминовой соли, образование комплекса стадии (i) предпочтительно завершают путем регулировки pH на уровне 4,5-5,5, используя меглумин.

Стадию (ii) удаления предпочтительно выполняют при pH 4,0-6, более предпочтительно 4,5-5,5, при pH примерно 5 являющемся идеальным.

Стадию (iv) добавления предпочтительно выполняют сначала путем добавления избыточного хелатора, затем нейтрализации до нейтрального рН (примерно 7,0-7,4). Когда требуемый лантаноидный макроциклический комплекс является меглуминовой солью, эту нейтрализацию предпочтительно выполняют с использованием меглумина.

Макроциклические хелаторы по изобретению имеются в продаже от множества поставщиков. DOTA также можно синтезировать с помощью способа Desreux [Inorg. Chem., 19, 1319-1324 (1980)]. Дополнительные подробности синтезов макроциклических хелаторов приведены в Kotel et al [Chapter 3 pages 83-155 in The Chemistry of Contrast Agents in Medical Magnetic Resonance Imaging, 2^nd Edition, A.Merbach, L. Helm & E. Toth (Eds), Wiley (2013)].

Меглумин (N-метилглюкамин) имеется в продаже от множества поставщиков. Предпочтительно используют материал фармацевтической степени чистоты.

Во втором аспекте в настоящем изобретении предложен способ получения контрастного агента для МРТ, который включает:

(а) выполнение способа первого аспекта с получением жидкого фармацевтического состава, определенного в данном документе,

(б) при необходимости разбавление жидкого фармацевтического состава из стадии (а) биологически совместимым носителем,

(в) дозирование состава из стадии (б) в фармацевтически подходящие контейнеры или шприцы с получением дозированных контейнеров или шприцев,

(г) либо выполнение стадий (а)-(в) при асептических условиях изготовления, либо конечная стерилизация дозированных контейнеров или шприцев из стадии (в) с получением контрастного агента для МРТ в указанных фармацевтически подходящих контейнерах или шприцах в форме, подходящей для введения млекопитающим.

Предпочтительные воплощения жидкого фармацевтического состава, лантаноида, макроциклического хелатора и способа стадии (а) во втором аспекте являются такими, как описаны в первом аспекте (выше).

Термин «контрастный агент» имеет свое обычное значение в области медицинской визуализации in vivo и относится к агенту в форме, подходящей для приема внутрь млекопитающими, которая способствует обеспечению более ясных изображений в представляющей интерес области или в органе, которые можно получить путем визуализации одного пациента. «Контрастный агент для МРТ» обычно является парамагнитным или ферромагнитным веществом, подходящим для введения млекопитающим, которое сокращает время релаксации Т1 и/или T2 соответствующих ядер (например,¹Н для¹Н ЯМР) в представляющей интерес области для визуализации внутри пациента.

Под термином «пациент» понимают млекопитающее in vivo, предпочтительно тело здорового млекопитающего in vivo, и более предпочтительно живого обследуемого человека. Под выражением «в форме подходящей для введения млекопитающим» понимают состав, который является стерильным, не содержит пирогенов, не содержит соединений, которые производят токсичные или неблагоприятные воздействия, и составлен при биологически совместимом pH (приблизительно от 4,0 до 10,5). Такие составы не содержат частиц, которые могли бы вызвать опасность возникновения эмболов in vivo, и составлены так, чтобы не происходило осаждения при контакте с биологическими текучими средами (например, кровью). Такие составы также содержат только биологически совместимые вспомогательные вещества и предпочтительно являются изотоническими.

Как и в случае других агентов визуализации in vivo, контрастный агент разработан так, чтобы оказывать минимальное фармакологическое воздействие на подлежащее визуализации млекопитающее. Предпочтительно контрастный агент можно вводить внутрь тела млекопитающего минимально инвазивным образом, то есть без существенной опасности для здоровья пациента при выполнении с профессиональной медицинской компетенцией. Такое минимально инвазивное введение препарата внутрь предпочтительно является внутривенным введением в периферическую вену указанного пациента без необходимости в местной или общей анестезии.

Под термином "биологически совместимый носитель" понимают текучую среду, в особенности жидкость, такую, что состав является физиологически приемлемым, то есть его можно вводить в тело млекопитающего без токсичности или причинения дискомфорта. Биологически совместимый носитель соответственно является впрыскиваемым жидким носителем, таким как стерильная, не содержащая пирогена вода для инъекции, водный раствор, такой как солевой раствор (который преимущественно можно сбалансировать так, чтобы конечный продукт для инъекции являлся изотоническим), водный буферный раствор, содержащий биологически совместимый буферный агент (например, фосфатный буферный раствор), водный раствор одного или более регулирующих тонус веществ (например, солей катионов плазмы с биологически совместимыми противоионами), сахара (например, глюкоза или сахароза), сахарные спирты (например, сорбитол или маннитол), гликоли (например, глицерин) или другие неионные материалы на основе многоатомных спиртов (например, полиэтиленгликоли, пропиленгликоли и т.п.). Предпочтительно биологически совместимый носитель является не содержащей пироген водой для инъекций (ВДИ), изотоническим солевым раствором или фосфатным буферным раствором.

Выражение «асептическое изготовление» относится к выполнению соответствующих технологических стадий при асептическом изготовлении, то есть в апирогенных условиях, например, в условиях чистой комнаты. Термины «стерилизующий» или «стерилизация» имеют их обычное значение и относятся к способам разрушения микроорганизмов с получением стерильного состава, не содержащего пирогена. Выражение «конечная стерилизация» имеет свое обычное значение и относится к выполнению стадий, предшествующих GMP (НПОП - надлежащей практике организации производства), однако к выполнению стадии стерилизации настолько поздно, насколько это возможно во всем способе. Компоненты и реагенты можно стерилизовать с помощью способов, известных в уровне техники, включающих: стерильную фильтрацию, конечную стерилизацию с использованием, например, облучения гамма-лучами, обработку в автоклаве, сухой жар или химическую обработку (например, этиленоксидом) или их сочетания. Термин «обработка в автоклаве» имеет свое обычное значение и относится к одному конкретному способу стерилизации, в котором для стерилизации используют перегретый пар. Обработку в автоклаве и другие способы стерилизации описаны в Achieving Sterility in Medical and Pharmaceutical Products, N. Halls (CRC Press, 1994). В способе второго аспекта предпочтительной является конечная стерилизация. Предпочтительным способом конечной стерилизации является обработка в автоклаве.

Термин «дозированный контейнер или шприц» относится к заполненному контейнеру, то есть контейнеру, в который была дозирована часть состава, то есть к дозированной ампуле.

Подходящие контейнеры, ампулы и колпачки и шприцы для использования в способе второго аспекта имеют фармацевтическую степень чистоты и широко доступны на рынке.

В третьем аспекте в настоящем изобретении предложен связанный с твердой фазой акцепторный хелатор, где связанный с твердой фазой акцепторный хелатор присутствует в виде меглуминовой соли указанного акцепторного хелатора.

Предпочтительными воплощениями связанного с твердой фазой акцепторного хелатора третьего аспекта являются такие, как описаны в первом аспекте (выше). Связанный с твердой фазой акцепторный хелатор третьего аспекта предпочтительно содержит иминодиуксусную кислоту (IDA).

Когда акцепторный хелатор используют в виде меглуминовой соли, такие материалы можно получить путем обычных технологий ионообменной хроматографии для обмена противоиона (например, натриевой или аммониевой солей Chelex®-100) путем выдерживания или элюирования с избытком раствора меглумина. Твердая фаза затем может при необходимости иметь содержание влаги, пониженное перед применением, однако ее подходящим образом используют во влажной форме.

Альтернативно, меглуминиевую акцепторную смолу можно образовать in situ путем добавления протонированной формы смолы (полученной путем промывки, например, промышленным Chelex с сильной кислотой в процедуре, аналогичной процедуре примера 1). Гидроксониевая смола Chelex затем образует соответствующую меглуминиевую форму in situ в реакционной смеси образования комплекса, содержащей меглумин.

Такие меглуминовые смолы имеют особое преимущество, состоящее в том, что при получении меглуминовых солей комплекса лантаноидного металла содержание ионов натрия/соли в продукте понижается. Таким образом, противоион акцепторного хелата (IDA) в промышленной смоле Chelex® является натрием и, следовательно, на каждый захваченный ион гадолиния высвобождаются в реакционную смесь три иона натрия. Чтобы избежать загрязнения натрием, смолу Chelex® можно приготовить так, чтобы все ионы натрия обменивались на ионы меглуминия. Следовательно, когда ион гадолиния захватывается акцепторной смолой, высвобождаются три иона меглуминия.

После применения акцепторную хелатную смолу, содержащую связанные ионы металла, можно при необходимости регенерировать для последующего повторного использования путем обработки избытком меглумина или другого противоиона. Для Chelex стандартные способы регенерации описаны в руководстве, предоставленном поставщиком. Полное удаление гадолиния можно определить с помощью АЭС-ИСП или МС-ИСП элюата после промывок кислым водным раствором смолы или путем «капельного испытания», которое описано выше.

В четвертом аспекте в настоящем изобретении предложено применение связанного с твердой фазой акцепторного хелатора третьего аспекта в способе получения фармацевтического состава первого аспекта или способе получения МРТ контрастного агента второго аспекта.

Предпочтительными воплощениями связанного с твердой фазой акцепторного хелатора четвертого аспекта являются те, которые описаны в первом аспекте (выше).

Описание чертежей

На Фиг. 1 показано, что ионы гадолиния замещаются либо ионами натрия (Na-Chelex), либо ионами меглуминия (M^eg-Chelex) и на содержание ионов хлорида не влияет обработка сравнительным раствором хлорида гадолиния со смолами Chelex.

На Фиг. 2 показано, что такая же процедура удаления гадолиния по изобретению является эффективной при использовании смеси Gd-DOTA/избыток гадолиния. На Фиг. 2 также показано, что Chelex не способен удалить гадолиний из Gd-DOTA, так как не образуется никакого свободного DOTA.

Изобретение иллюстрируют с помощью неограничивающих примеров, подробно представленных ниже. В примере 1 представлено получение меглуминовой акцепторной хелаторной смолы по изобретению. В примере 2 показано, что две различные смолы Chelex успешно удаляют ионы гадолиния из сравнительного раствора GdCl₃. Показано, что натриевая форма смолы увеличивает содержание натрия в растворе, а меглуминиевая форма смолы увеличивает содержание меглуминия в растворе.

В примере 3 показано, что две различные смолы Chelex примера 2 успешно удаляют ионы гадолиния из состава, содержащего комплекс Gd-DOTA с избытком свободного гадолиния. В примере 3 также показано, что смола Chelex не способна удалить Gd³⁺ из комплекса Gd-DOTA, потому что никакого свободного DOTA не присутствует на хроматограмме (Фиг. 2).

В примере 4 представлен способ ВЭЖХ-Д3А, позволяющий анализировать Gd-DOTA, свободный DOTA и меглумин в смеси этих компонентов.

В примере 5 представлен синтез состава комплекса Gd-DOTA, содержащего избыток DOTA, согласно изобретению.

В примере 6 представлен способ меглуминизации акцепторной смолы согласно изобретению.

Сокращения

BT-DO3A:10-(2,3-дигидрокси-1-гидроксиметилпропил)-1,4,7,10-тетраазациклододекан-1,4,7-триуксусная кислота,

Циклен: 1,4,7,10-тетраазациклододекан,

DO3A:1,4,7,10-тетраазациклододекан-1,4,7-триуксусная кислота,

DOTA:1,4,7,10-тетраазациклододекан-1,4,7,10-тетрауксусная кислота,

DTPA:диэтилентриаминпентауксусная кислота,

EDTA:этилендиаминтетрауксусная кислота,

НПОП:надлежащая практика организации производства,

HP-DO3A:1,4,7,10-тетраазациклододекан-1,4,7-триуксусная кислота-10-(2-гидроксипропил),

ВЭЖХ:высокоэффективная жидкостная хроматография,

ВЭЖХ-ДЗА:ВЭЖХ с датчиком заряженных аэрозолей,

АЭС-ИСП:атомная эмиссионная спектроскопия с индуктивно связанной плазмой,

МС-ИСП:масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой,

MeCN:ацетонитрил,

мин:минуты,

МРТ:магнитно-резонансная томография,

NOTA:1,4,7-триазациклононан-1,4,7-триуксусная кислота,

РСТА:3,6,9,15-тетраазабицикло[9.3.1]пентадека-1,11,13-триен-3,6,9,-триуксусная кислота,

ВДИ:вода для инъекции.

Пример 1. Получение меглуминизированной смолы Chelex® ("M^eg-Chelex").

Смолу Chelex-100 (Sigma-Aldrich, 100 г) на стеклокерамическом фильтре обрабатывали 1М HCl (1 л) 4 частями в течение 4 часов. Смолу затем промывали водой до тех пор, пока pH элюента не достигал 6,5, и раствор меглумина (10 г) в воде (400 мл) приводили в равновесие со смолой в течение 1 часа. Смолу снова промывали водой до pH 8 и затем фильтровали и сушили в вакууме в течение минуты с получением влажной смолы, которую используют в этой форме ("M^eg-Chelex").

Пример 2. Удаление ионов гадолиния с использованием смолы Chelex®

Сравнительный раствор хлорида гадолиния обрабатывали либо стандартным Chelex (натриевая ионная форма, "Na-Chelex"), либо меглуминизированным Chelex (пример 1, "M^eg-Chelex"). К каждой влажной смоле Chelex (Na или меглуминовой) (0,5 г) добавляли 5 мл сравнительного раствора GdCl₃ (1 мг/мл). Суспензию затем оставляли на вибростенде на ночь при 30°С. Анализ ВЭЖХ-Д3А (с использованием способа примера 4) суспензий показал, что не существовало загрязнения натрием раствора гадолиния, обработанного M^eg-Chelex, при этом раствор, обработанный Na-Chelex, имел намного более высокую концентрацию ионов натрия. Испытание на окрашивание Arsenazo показало отсутствие свободного гадолиния в любом растворе (предел обнаружения с использованием этого способа составляет 8 частей на млн.). Результаты показаны на Фиг. 1.

Пример 3. Удаление ионов гадолиния из препарата Gd-DOTA/избыток

DOTA с использованием смолы Chelex®

Реакционную смесь Gd-DOTA и меглумина (концентрация ~380 мг/мл), содержащую известный избыток свободного гадолиния (160 мкг/мл), обрабатывали стандартным (Na-Chelex) или меглуминизированным (M^eg-Chelex) Chelex.

К 0,5 г влажной смолы Chelex (Na-Chelex или M^eg-Chelex, пример 1) добавляли 5 мл части указанной выше смеси Gd-DOTA-меглумин/свободный Gd. Суспензию оставляли на вибростенде на ночь при 30°С.

Анализ ВЭЖХ-Д3А (с использованием способа примера 4) получающихся суспензий показал отсутствие дополнительного натриевого загрязнения (использовали DOTA, содержащий некоторое количество ионов натрия) обработанного M^eg-Chelex раствора гадолиния, при этом обработанный Na-Chelex раствор имел повышенные уровни содержания натрия. Испытание на окрашивание Arsenazo показало отсутствие свободного гадолиния в любом растворе. Концентрация меглумина в обработанной M^eg-Chelex реакционной смеси была немного повышенной, что указывает на обмен гадолиния. Результаты показаны на Фиг. 2.

Пример 4. Способ ВЭЖХ-ДЗА: определение DOTA а растворе Gd-DOTA и меглумина

Датчик: ESA Corona, датчик заряженных аэрозолей.

Колонка: SeQuant ZIC-pHILIC (5 мкм, 150×4,6 мм).

Получение образца: к 20 мкл (примерно 0,5 М) реакционной смеси добавляли Zn(OAc)₂ (10 мкл, 10 мг/мл), затем воду (270 мкл), после чего MeCN (700 μL)*.

Объем вводимой пробы: 20 мкл.

Подвижная фаза: 100 мМ ацетата аммония (А), ацетонитрил (В).

Колонку кондиционировали с помощью начального состава (15:85 А:В) при расходе 1 мл/мин в течение по меньшей мере пяти минут до введения образца.

Градиент:

где кривая 6 относится к линейному градиенту.

Наблюдали следующие времена удерживания:

Время удерживания (мин)

* DOTA анализировали косвенным путем в виде комплекса Zn-DOTA.

Пример 5. Получение состава комплекса Gd-DOTA, содержащего избыток DOTA

DOTA (211 кг) растворяли в кипящей воде (1600 кг) и добавляли Gd₂O₃ (94,8 кг). Температуру устанавливали на уровне 70°C, и суспензию перемешивали в течение ночи. Присутствие ионов гадолиния (1390 мкг/г) в растворе определяли с помощью колориметрического титрования.

Температуру устанавливали на уровне 50°С и добавляли меглумин, чтобы достичь рН 5,5 в растворе. Первоначально добавляли 94,8 кг меглумина и выполняли окончательную регулировку pH водным раствором меглумина (1.5М).

Акцепторную смолу (Puropack С150, 50 л, предварительно обработанную согласно примеру 6) помещали в колонку. Раствор Gd-DOTA прокачивали через колонку с расходом, достаточным для прохождения всего объема раствора за 2 часа. Концентрацию свободного гадолиния (45 мкг/мл) определяли, используя колориметрическое титрование. Ионный обмен раствора Gd-DOTA продолжали с помощью еще одного прохода через колонку для установления уровня свободного гадолиния ниже предела обнаружения путем колориметрического титрования (4 мкг/г) с получением раствора Gd-DOTA-меглумин.

Аликвоту очищенной смеси Gd-DOTA-меглумин для образования комплекса обрабатывали на дополнительной технологической стадии. С помощью ИК-измерения определяли концентрацию Gd-DOTA и вместе с измерением массы раствора определяли полное количество Gd-DOTA, составляющее 269,8 кг. Затем добавляли свободный DOTA (2,79 литра раствора 101,1 мг/мл, полное количество 307,6 г).

Затем небольшими частями добавляли раствор меглумина (1 М) до тех пор, пока не получали pH 7,2. Массу понижали до 630 кг путем отгонки в вакууме (140°С). Раствор выдерживали при 40°С в течение 10 часов. Определяли концентрацию Gd-DOTA, составляющую 1,06 М, и определяли количество свободного DOTA, составляющее 537 мкг/мл.

Пример 6. Получение меглуминизированной смолы Puropack С150® ("M^eg-PPC")

Смолу Puropack С150 обрабатывали до протонной формы согласно стандартным процедурам. Смолу промывали водой до тех пор, пока из слоя смолы не элюировали нейтральную воду.

Раствор меглумина (400 г/кг смолы) циркулировали через слой смолы в течение 10 часов, и смолу снова промывали водой до нейтрального pH.

Реферат

Группа изобретений относится к области медицины и фармацевтики. Первое изобретение представляет собой способ получения жидкого фармацевтического состава, включающий: (i) образование комплекса хелатора с избытком лантаноидного металла в подходящем растворителе с получением первого раствора металлического комплекса, содержащего избыток лантаноида; (ii) удаление избытка лантаноида из первого раствора путем контакта один или более раз с акцепторной смолой, посредством чего избыток лантаноида образует комплекс с указанной акцепторной смолой; (iii) отделение акцепторной смолы от первого раствора с получением второго раствора, который содержит металлический комплекс, не содержащий избытка лантаноида; (iv) добавление хелатора в незакомплексованной форме в интервале от 0,002 до 0,4 мол.% ко второму раствору с получением жидкого фармацевтического состава, в котором лантаноидный металл является гадолинием; макроциклический хелатор содержит DOTA, NOTA, DO3A, BT-DO3A, HP-DO3A и PCTA; хелатор в незакомплексованной форме не содержит координированных ионов металлов, и акцепторная смола является связанным с твердой фазой акцепторным хелатором, присутствующим в виде меглуминовой соли акцепторного хелатора. Второе изобретение представляет собой способ получения контрастного агента для МРТ; третье изобретение относится к связанному с твердой фазой хелатору, который представляет собой иминодиуксусную кислоту в виде меглуминовой соли; четвертое изобретение относится к применению указанного связанного с твердой фазой хелатора. Группа изобретений обеспечивает расширение арсенала способов получения макроциклических комплексов гадолиния с избытком хелатора; согласно способоу исключается необходимость в стадиях измерения и регулирования, а также обеспечивается минимальное содержание ионов натрия. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 6 пр.

Формула