Der Polyelektrolyt-Lipid-Komplex weist dabei eine la- mellare Struktur aus sich abwechselnden ionischen und nicht-ionischen Schichten auf, wobei der Wirkstoff in der nicht-ionischen Schicht eingelagert ist.

Mehrfach geladene makromolekulare Verbindungen bilden mit Ionen entgegengesetzter Ladung ionische Verbin- dungen, die oft in Abhängigkeit von der Ladungsver- teilung, dem Molekulargewicht und der Hydrophobizität des Endprodukts aus wäßrigen Lösungen ausfallen. Da- bei werden niedermolekulare Ionen gleicher Ladung durch die höhermolekulare Verbindung verdrängt. Be- kannte Beispiele auf diesem Gebiet sind die Ausbil-

dung von Gelen durch Zusammengeben von Alginatlösun- gen und Ca2+. Ebenso werden Proteinfällungen nach diesem Prinzip durchgeführt. Polyelektrolyt-Lipid- Komplexe können prinzipiell entweder aus einer makro- molekularen,. mehrfach geladenen Komponente einer Po- larität und vielen niedermolekularen Ionen der ande- ren Polarität bestehen, oder aber aus zwei makromole- kularen, jeweils mehrfach geladenen Partnern ver- schiedener Polarität aufgebaut sein. Aus der DE 40 13 110 AI sind pharmazeutische Zubereitungen bekannt, die Polyelektrolyt-Lipid-Komplexe in mikropartikulä- rer Form enthalten.

In der modernen pharmazeutischen Technologie werden Formulierungen und Wirkstoffkombinationen immer wich- tiger, die nicht nur den Wirkstoff in eine applizier- bare Form bringen, sondern die gezielt die Biovertei- lung, die Bioverfügbarkeit oder die Resorption des Arzneimittels beeinflussen. Hierdurch wird der Weg zu neuen therapeutischen diagnostischen Anwendungsberei- chen eröffnet. Gleichzeitig kann auf diesem Wege auch die therapeutische Breite eines Wirkstoffes verbes- sert werden. Insbesondere partikuläre Systeme klein- sten Durchmessers (sog. Mikro-bzw. Nanopartikel) er- weisen sich in jüngster Zeit als wichtige Applikati- onsform sowohl im oralen als auch im parenteralen Be- reich an. (R. H. Müller et al.,"Pharmazeutische Tech- nologie : Moderne Arzneiformen", wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH, 1997).

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine pharmakologische Zubereitung in einer einfach zu applizierenden Formulierung bereitzustellen, die es ermöglicht, die Bioverteilung, Bioverfügbarkeit und Resorption des Wirkstoffes zu steuern.

Diese Aufgabe wird durch die pharmakologische Zube- reitung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Die weiteren abhängigen Ansprüche zeigen vorteilhafte Weiterbildungen auf.

Erfindungsgemäß wird eine pharmakologische Zuberei- tung aus einem nanopartikulären mesomorphen Polyelek- trolyt-Lipid-Komplex und mindestens einem Wirkstoff bereitgestellt. Unter mesomorph wird hier ein flüs- sigkristallanaloger Ordnungszustand verstanden der eindeutig mittels kolloidanalytischen Methoden wie der Röntgenkleinwinkelstreuung nachgewiesen werden kann. Der Polyelektrolyt-Lipid-Komplex weist erfin- dungsgemäß eine lamellare Struktur aus sich abwech- selnden ionischen und nicht-ionischen Schichten auf, wobei der mindestens eine Wirkstoff in der nicht- ionischen Schicht eingelagert ist. Über Lösungs- gleichgewichte und Ladungswechselwirkung erfolgt dann in vivo ein langsames Dekomplexieren, was zur Auflö- sung. des mesomorphen Komplexes unter Wirkstoffreiset- zung führt. Die Wirkstoffreisetzung kann dabei über den pH-Wert des umgebenden Mediums beeinflußt werden.

Überraschenderweise konnte gezeigt werden, daß diese erfindungsgemäßen Polyelektrolyt-Lipid-Komplexe in nanopartikulärer Form eine sehr hohe chemische Stabi- lität und eine steuerbare Freisetzung des Wirkstoffs aufweisen. Dadurch ergibt sich ein einfacher Weg zur Immobilisierung chemisch empfindlicher Arzneistoffe.

Des weiteren läßt sich die Kristallisation von Arz- neistoffen durch diese Art der Formulierung in einfa- cher Weise unterdrücken.

In einer bevorzugten Ausführung ist der partikuläre Polyelektrolyt-Lipid-Komplex aus sphärischen ioni- schen und nicht-ionischen Schichten aufgebaut. Hier-

bei wechseln sich die einzelnen Schichten analog zu einer Zwiebelstruktur ab.

In einer weiteren Variante ist das Partikel aus plan- aren ionischen und nicht-ionischen Schichten aufge- baut. Hierbei wechseln sich die einzelnen Schichten in Form von Breitengraden oder Längengraden im Parti- kel ab.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Partikel eine aus einem Polymer gebildete Schale auf, die das Partikel umgibt. Diese aus einem Polymer gebildete Schale kann bevorzugt aus Polyethylenoxid, Polyaminosäure, Polyethylenimin, Poly (dialyldimethyl- ammoniumchlorid), Poly (N-methyl-4-vinylpyridinium- chlorid), Poly (N-ethyl-4-vinylpyridiniumchlorid), Po- ly (N-buthyl-4-vinylpyridiniumchlorid), Poly (4-vinyl- 1-(3-sulphoprophylpyridiniumbetain), Polyt4-vinyl-1- carboxymethylpyridiniumbetain) ausgewählt sein.

Eine weitere Möglichkeit zur Steuerung der Freiset- zung des mindestens einen Wirkstoffes erfolgt über die Partikelgröße. Dadurch wird es ermöglicht, daß anhand der Größe des Partikels die Zersetzungsdauer im Körper beeinflußt wird. Dabei liegt die Partikel- größe bevorzugt zwischen 10 und 500 nm, besonders be- vorzugt zwischen 100 und 300 nm.

Für die Komplexbildung des Polyelektrolyt-Lipid- Komplexes werden bevorzugt natürlich vorkommende oder aus natürlichen Bausteinen bestehende biokompatible und bioabbaubare Polybasen eingesetzt. Die jeweiligen Gegenionen bestehen aus natürlichen oder syntheti- schen Lipiden. Als Lipide werden dabei bevorzugt So- ja-Lecithin, Ei-Lecithin, gesättigte oder ungesättig- te Fettsäuren und/oder deren Salze eingesetzt, z. B.

Dodecansäure und/oder Azelainsäure. Als Polybasen werden bevorzugt Polyethylenimin (PEI), dessen Deri- vate, Polyaminosäuren und/oder Chitosan eingesetzt.

Ebenso ist es aber auch möglich, daß als Polybasen Blockcopolymere eingesetzt werden. Hierzu zählen bei- spielsweise ein Blockcopolymer aus einem Polyethylen- oxid-Block und-einem Polyaminosäure-Block oder ein Blockcopolymer aus einem Polyethylenoxid-Block und einem Polyethylenimin-Block. Als besonders bevorzugte Polyaminosäureblöcke werden die Homopolymere des Ar- genins, des Hystidins oder des Lysins eingesetzt.

Ein besonders bevorzugter Polyelektrolyt-Lipid- Komplex ist beispielsweise ein Komplex aus Polyethy- lenimin sowie Dodecansäure und/oder Azelainsäure so- wie ein Komplex aus einem Blockcopolymer aus Polye- thylenoxid und Polyethylenimin sowie Dodecansäure und/oder Azelainsäure.

Als eingelagerte Wirkstoffe kommen sämtliche aus der Pharmakologie gängigen Verbindungen in Frage. Hierzu zählen beispielsweise aktive Peptide, Proteine, Enzy- me, Enzyminhibitoren, Antigene, Zytostatika und/oder Antibiotika.

In einer weiteren Variante kann die Partikeloberflä- che chemisch modifiziert sein. Hierzu zählt bei- spielsweise die Kopplung mit Antikörpern oder DNA.

Anhand der folgenden Beispiele soll der erfindungsge- mäße Gegenstand näher erläutert werden, ohne diesen auf diese Beispiele einzuschränken.

Beispiel 1 Polyethylenimin-Dodecansäure-Komplexe 0,88 g (22 mmol) des PEI (Mw = 25000 g/mol) wurden in 15 mL einer Mischung aus 4 Teilen Ethanol und einem Teil Wasser gelöst. Unter Rühren und bei 65 °C wurden 11 mmol der Dodecansäure (C12), gelöst in Ethanol (65°C), über einen Zeitraum von 15 min dazugegeben.

Nach weiteren 30 min Rühren wurde die Lösung in einer Teflonschale bei 40°C zu einem klaren Film getrock- net. Der Nachweis der vollständigen Komplexierung der Carbonsäurefunktionen wurde mit FT-IR geführt. Das Verschwinden der typischen IR-Carbonylbande bei 1690 cm-'im Komplex bewies das Fehlen von freien Säure- gruppen. Mit polarisationsmikroskopischen Aufnahmen konnte die optische Anisotropie des Komplexes nachge- wiesen werden. Die ausgebildeten Texturen wurden als Fächertexturen, typisch für lamellare Flüssigkristal- le, identifiziert. DSC-Messungen zeigten einen Schmelzübergang der letzten 1.6 Methylengruppen der Alkylseitenketten der Dodecansäure im Komplex bei 4 °C. Das Fehlen von Kristallen im Komplex bei Raumtem- peratur konnte mit Hilfe der Röntgenweitwinkelstreu- ung bestätigt werden. Nur eine amorphe Anordnung der Alkylketten mit einem mittleren Abstand der Ketten von 0.45 nm wurde gefunden. Die mesomorphe Struktur wurde mit Röntgenkleinwinkelstreuung untersucht. Eine lamellare Anordnung des Polyelektrolyten und der io- nischen Kopfgruppe der Dodecansäure im Wechsel mit den Alkylresten der Carbonsäure wurde nachgewiesen.

Dabei betrug der Lamellenabstand 2.9 nm und die Sta- pelordnung der Struktur über 600 nm senkrecht zur La-

mellennormalen.

Die Modellarzneistoffe Coenzym Qlo und Triiodthyronin wurden in. Ethanol bzw. DMSO gelöst. Jeweils 17.7 mg (Triiodthyronin) und 25 mg (Qlo) wurden zu einer Lö- sung von 100 mg des Komplexes in THF gegeben. Die Mi- schungen wurden in einer Teflonschale getrocknet.

Durch Weitwinkelröntgenstreuung und DSC-Messungen konnte wiederum die Abwesenheit von kristallinen Be- reichen nachgewiesen werden. Selbst nach Lagerung der beladenen Komplexe von mehr als 150 Tagen unter Raum- bedingungen konnten keine kristallinen Reflexe gefun- den werden. Der Schmelzpunkt der Methylengruppen der Alkylreste sank durch die Beladung mit Arzneistoff auf-8 °C, was auf eine Einlagerung der Substanzen in dieser Region der Lamelle hindeutet. Eine Phasen- trennung von Komplex und Arzneistoffen konnte ausge- schlossen werden. Kleinwinkelröntgenstreuungen wiesen eine Anstieg des Lamellenabstandes durch die Einlage- rung von etwa 0.3 nm nach.

Für die Präparation der Nanopartikel wurden 20 mg der mit 20 % [w/w] Qlo, bzw. 15 % [w/w] Triiodthyronin, beladenen Komplexe in 15 mL THF gelöst. Anschließend erfolgt eine Zugabe von 20 mL Wasser über einen Zeit- raum von 10 min. Das THF wurde über 12 Stunden bei 50 °C und leichtem Rühren abgedampft. Anschließend wurde das mitverdampfte Wasser wieder ergänzt und die Dis- persionen durch einen 800 nm Membranfilter filtriert.

Es. konnte, mittels NMR, kein THF in den Dispersionen nachgewiesen werden. Dabei lag die Nachweisgrenze dieser Methode bei unter 0,5 % [w/w]. Die Nanoparti-

kel zeigten ein Zetapotential von + 50 mV und eine Größe die entsprechend der Ausgangskonzentration des Komplexes in der THF-Lösung im Bereich von 100 bis 200 nm lag. Dabei wurden die kleinsten Partikel aus einer 0.1 %-igen Lösung erhalten (hier beschrieben), die größten Partikel aus einer 1 %-igen Stammlösung.

Mithilfe der Zetapotentialmessugen, AFM-Aufnahmen und TEM-Aufnahmen konnte gezeigt werden, dass die Parti- kel eine Kern-Schale-Morphologie aufweisen. Der Kern wird dabei aus einem nahezu stöchiometrischen Komlex des PEIs und der Dodecansäure gebildet, wobei die Schale aus nichtkomplexierten PEI-Ketten besteht ; Stöchiometrie im Ansatz 2 (PEI) : 1 (Dodecansäure).

Die nicht wasserlöslichen Modellarzneistoffe konnten in diesen Partikeln im Wasser stabil dispergiert wer- den. Es wurde kein Niederschlag gefunden. Durch Ein- lagerung der Fluoreszenzsonde Pyren (ebenfalls über den oben beschriebenen Weg) konnte eine Bestimmung der Polarität der Umgebung des Pyrens, und somit der Umgebung der eingelagerten Arzneistoffe, durchgeführt werden. Dabei zeigte sich die Umgebung eher hydro- phob, vergleichbar einer Lösung des Pyrens in Buta- nol. Eine solche Umgebung ist nur innerhalb des Kom- plexes und innerhalb der Alkylkettenschicht zu erwar- ten. Die Polarität innerhalb des Komplexes ist in den Partikeln im Vergleich zum wasserfreien Komplexfilm erhöht (dort vergleichbar mit einer Hexanlösung des Pyrens). Mithilfe von Röntgenkleinwinkelstreuungen konnte eine mesomorphe Struktur innerhalb der Parti- kel nachgewiesen werden. Geht man von einer lamella- ren Struktur auch in den Partikeln aus, ergibt sich ein Anwachsen des Lamellenabstandes durch die Bildung

der Nanopartikel auf 4.0 nm. Zusammen mit der Bestim- mung der Mikropolarität innerhalb der Partikel lässt sich die Zunahme des Lamellenabstandes als Einlage- rung von Wasser in die ionischen Schichten des Kom- plexes erklären. Im Vergleich zur mesomorphen Struk- tur in unbeladenen Partikeln aus dem Komplex ist der Lamellenabstand um die selben 0.3 nm erhöht, wie er durch die Einlagerung des Qlo im Komplexfilm erhöht wurde.

Die Partikel wurden hinsichtlich ihrer Stabilität ge- gen den Einfluss von Fremdsalz, Verdünnung und pH- Wert Änderungen untersucht. Die Teilchengrößen der Partikel wurden mittel DLS bei Veränderung der Koch- salzkonzentration des wässrigen Mediums untersucht.

Dabei zeigte sich, dass die Partikel in ihrer Größe bis zu einer NaCl-Konzentration von 0.3 mol/L über Tage stabil waren. Bei Verdünnung der Partikeldisper- sion wurde durch online Bestimmung der Oberflächen- spannung, Leitfähigkeit und Trübung nachgewiesen, dass die Partikel bis zu einer Konzentration von 1 mg/L stabil in Größe und Zusammensetzung blieben. Bei Änderungen des pH-Werts des wässrigen Mediums wurde gefunden, dass die Partikel unterhalb eines pH-Wertes von 4.2 und oberhalb pH 8 nicht stabil blieben. Un- terhalb eines pH-Wertes von 4.2 trat ein Niederschlag auf, der mit Hilfe der DSC als reine Dodecansäure identifiziert wurde. Es konnten bei diesem pH-Wert keine Partikel nachgewiesen werden, d. h. der Komplex der den Kern der Partikel bildete, hatte sich ge- trennt, wobei die bei diesem pH-Wert wasserunlösliche Dodecansäure ausfiel und das PEI molekular in Lösung

blieb. Bei Erhöhung des pH-Wertes über pH 8 hinaus konnten ebenfalls keine Partikel mehr beobachtet wer- den. Es wurde kein Niederschlag gefunden. Der Komplex hat sich ebenfalls getrennt, wobei die verbliebenen Komponenten bei diesem pH-Wert wasserlöslich sind.

Die Schlussfolgerung wurden durch Untersuchungen der Polarität der Umgebung durch die Einlagerung der Fluoreszenzsonde Pyren bestätigt. In dem Stabilitäts- fenster der Partikel zwischen pH 4.2 und pH 8 war die Polarität vergleichbar einer Butanol-lösung des Py- rens. Bei Überschreitung der Werte wurde die Umgebung des Pyrens polarer und erreichte die Werte für eine wässrige Lösung des Pyrens.

Beispiel 2 Polyaminosäuren-Dodecansäure-Komplexe Zur Partikelpräparation wurden 40 mL einer 2 mmol/L (bezogen auf die Ladungen) Lösung der Polyaminosäuren Poly-L-Histidin (PLH), Poly-L-Arginin (PLA) und Poly-L-Lysin (PLL) in Wasser vorgelegt und mit 4 mL einer 10 mmol/L (auf pH 9,5 eingestellten) wässrigen Lösung der Dodecansäure langsam und unter Rühren ver- setzt. Anschließend wurde die Dispersion durch einen 800 nm Membranfilter filtriert.

Zur Einlagerung des Q10 und des Pyrens wurden 3, 4 mg, bzw. 0,3 mg, in 8 mL THF gelöst und mit der Dodecan- säurelösung vor Komplexbildung versetzt. Anschließend wurde das THF bei 50 °C über einen Zeitraum von 12 Stunden verdampft. Auch hier konnten nach Verdampfen des THF's keine Spuren des Lösungsmittels mittels NMR

nachgewiesen werden. Die Partikelgrößen wurden über DLS für alle Polyaminosäuren zu 180-205 nm be- stimmt. Das Zetapotential der Partikel waren abhängig von verwendeten Polyaminosäure + 42 mV (PLH- Dodecansäure), +59 mV (PLL-C12) und + 67 mV (PLA- C12). Zusammen mit AFM-Aufnahmen der Partikel konnte eine Kern-Schale-Morphologie nachgewiesen werden. Der Kern besteht aus nahezu stöchiometrischem Komplex, die Schale aus nichtkomplexierten Polyaminosäureket- ten. Über CD-Messungen konnte gezeigt werden, dass die Polyaminosäure im Komplex, also im Kern der Par- tikel, in einer geordneten Sekundärstruktur vorliegt, wohingegen die stabilisierenden nichtkomplexierten Ketten au der Oberfläche der Partikel in einer unge- ordneten Knäuel Konformation auftreten. Für die PLL und PLA-Dodecansäure Komplexe innerhalb der Partikel konnte eine dominierende D-Helix Konformation nachge- wiesen werden, für den PLH-Dodecansäure Komplex eine C-Faltblatt Konformation. Mittels analytischer Ultra- zentrifugation wurde gezeigt, dass eingelagertes Qlo mit dem selben Sedimentationkoeffizienten sedimen- tiert wie die Nanopartikel, was den Schluss zulässt, dass das Qlo in den Partikeln dispergiert ist. Auch nach Lagerung der wässrigen Dispersion der beladenen Partikel über mehr als 20 Tage konnte kein Nieder- schlag des wasserunlöslichen Qlo gefunden werden. Die Teilchengrößen der Partikel wurden mittel DLS bei Veränderung der Kochsalzkonzentration des wässrigen Mediums untersucht. Dabei zeigte sich, dass die Par- tikel in ihrer Größe bis zu einer NaCl-Konzentration von mindestens 0.3 mol/L über Tage stabil waren. Die Stabilität der Partikel wurde bei Änderung des pH-

Wertes des wässrigen Mediums hinsichtlich Zetapoten- tial und Teilchengröße untersucht. Entsprechend der pKs-Werte der Polyaminosäuren, kam es bei basischen pH-Werten zum Abfall der Zetapotentiale und somit zur Destabilisierung der Partikel und zum Niederschlag.

Das trat für die PLH-C12 Partikel bei einem pH-Wert von größer als 6.8, bei den PLL-C12 Partikeln bei ei- nem pH-Wert von größer als 9.8 und bei den PLA-C12 Partikeln bei einem pH-Wert von größer als 11. Damit ist die Partikeldestabilisierung und Komplexauflösung über die Basizität der Polyaminosäuren einstellbar.

Bei einem pH-Wert von kleiner 4.3 kam es bei allen Polyaminosäuren zur Auftrennung des Komplexes und zum Niederschlag der reinen Dodecansäure, wobei die Po- lyaminosäuren in Lösung blieben. Die Komplexauflösung wurde durch die Fluoreszenzsonde Pyren untersucht. In den jeweiligen Stabilitätsfenstern der Komplexparti- kel ist die Polarität der Umgebung des eingelagerten Pyrens eher unpolar, beim überschreiten der Stabili- tätsgrenzen nähert sich die Polarität den Werten für eine wässrige Umgebung des Pyrens an, das Pyren wird in das wässrige Medium freigesetzt.

Beispiel 3 PEO-block-PEI-Dodecansäure-Komplexe Jeweils 100 mg der 3 verschiedenen Polyelektrolyt- blockcopolymere (entsprechen 1. 14*10-4 mol Aminfunk- tionen des PEO-b-PEICy/1. 95*10-4 mol Amlnfunktionen des PEO-b-PEIli und 2. 8*10-4 mol Aminfunktionen des PEO-b-PEIbr) wurden in 60 °C heißem Ethanol gelöst.

Anschließend wurden 0, 5 Äquivalente der Dodecansäure als 1%-ige Lösung in heißem Ethanol dazugegeben. Die klare Lösung wurde weitere 30 min gerührt und an- schließend in eine Teflonschale gegossen und getrock- net. Durch Zugabe der entsprechenden Mengen an Qlo und Triiodthyronin als Lösung in THF bzw. DMSO zur Lösung der Dodecansäure vor Komplexierung wurde die Einlagerung der Modellarzneistoffe erreicht. Die be- ladenen Komplexe wurden anschließend getrocknet. Eine makroskopische Orientierung des PEO-PEI1i-C12-Kom- plexes wurde durch Lagerung zwischen zwei Teflonfoli- en unter einem mechanischen Druck von 10 N/cm2 über 12 Stunden erreicht. Durch FT-IR Messungen konnte ei- ne vollständige Komplexierung der Dodecansäure nach- gewiesen werden. DSC-Messungen und Röntgenweitwinkel- streuungen zeigten, dass die Kristallisation der PEO- Ketten durch Komplexierung des PEI-Blockes nicht ver- hindert wurde und dass der PEI-C12 Komplex in einer amorphen Form vorlag. Die eingelagerten Modellarznei- stoffe waren dabei amorph in der Alkylschicht der Do- decansäure dispergiert. Durch Röntgenkleinwinkel- streuung wurde eine Strukturhierarchie nachgewiesen.

Dabei wird eine Lamelle von etwa 15 nm Dicke durch das Blockcopolymer erzeugt und eine, senkrecht dazu stehende, Lamelle durch den Komplex der PEI-Blöcke mit der Dodekansäure. Die Komplexlamelle ist mit etwa 3 nm Lamellenabstand 5 mal kleiner als die große La- melle. Die Nanopartikel wurden durch kontrollierte Zugabe von Lösen von 20 mL Wasser zu 20 mg des ent- sprechenden Komplexes in präpariert. Nach 30 minüti- gem Rühren bei 35 °C wurde die Dispersion durch einen 800 nm Membranfilter filtriert. Das Zetapotential der

so gebildeten Partikel war 0 mV. Die Teilchengröße, bestimmt durch DLS, lag bei 200 nm. TEM-Aufnahmen zeigten eine Kern-Schale-Morphologie der Partikel, wobei die Kerne aus den Komplexen der PEI-Blöcke und der Dodecansäure bestanden und die Schale aus PEO- Ketten. Die Partieklmorphologie konnte durch die Va- riation der PEI-Block Architektur von stark elongiert über elongiert bis zu sphärisch verändert werden.