專利名稱：用于吸入的微粒制劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及治療劑如胰島素的制劑，其適用于對(duì)肺的給藥，并且具有良好的穩(wěn)定性。
本發(fā)明背景目前對(duì)于吸入治療劑的配制引起了人們廣泛的興趣。具體而言，人們已經(jīng)嘗試配制以干粉形式通過(guò)吸入器進(jìn)行傳遞的合適的治療劑。
通常這些制劑通過(guò)在某些賦形劑如多糖或檸檬酸鹽的存在下干燥活性組分來(lái)生產(chǎn)，從而提高在干燥過(guò)程或貯存時(shí)的穩(wěn)定性。
胰島素是可以通過(guò)吸入對(duì)肺部給藥的一種典型的治療劑。作為商業(yè)產(chǎn)品，胰島素通常以懸浮體或低濃度溶液(如絡(luò)合鋅的六聚體)的形式來(lái)獲得供應(yīng)，必須進(jìn)行冷凍來(lái)保持這種制劑的穩(wěn)定性。晶體鋅胰島素在中性pH下是穩(wěn)定的。干粉也需要進(jìn)行冷凍。
CA-A-2136704公開(kāi)了通過(guò)噴霧干燥藥物如胰島素(以及許多其它藥物)和載體而得到的產(chǎn)品。實(shí)施例4公開(kāi)了對(duì)一種人胰島素、大豆卵磷脂和乳糖的透明溶液進(jìn)行噴霧干燥。
WO-A-9735562也公開(kāi)了對(duì)胰島素和多糖的溶液進(jìn)行噴霧干燥。這種組合的目的是獲得噴霧干燥微粒的優(yōu)選尺寸范圍從而較好地沉積于肺部。在實(shí)施例1和實(shí)施例3中，在與多糖結(jié)合前，用于噴霧干燥的胰島素溶液的制備為將鋅胰島素溶于鹽酸，隨后加入氫氧化鈉至pH為7.2。用于噴霧干燥的所述溶液分別含有25mg/ml和6mg/ml的胰島素并且含有至少5.5/7.2％NaCl(基于胰島素和鹽的重量之和)。
WO-A-9524183主要涉及通過(guò)噴霧干燥得到的以微粒的無(wú)定形粉末形式存在的、含有胰島素和載體物質(zhì)(通常為多糖)的干粉。另外，實(shí)驗(yàn)部分對(duì)含有和不含糖賦形劑的這些微粒的性質(zhì)進(jìn)行了比較。用于噴霧干燥的所述胰島素溶液的制備為將鋅-胰島素溶于檸檬酸鹽緩沖劑，至pH為6.7±0.3，固含量為7.5mg/ml。使容器內(nèi)的所述粉末保持在10％的相對(duì)濕度。無(wú)糖制劑比含糖制劑的生物利用率低得多。由于各種原因，這個(gè)實(shí)驗(yàn)不能被重復(fù)檸檬酸鹽為pH為3.0-6.2的緩沖劑，不是pH6.7；晶體胰島素在用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH為7.4之前或之后，不能溶于pH6.2的檸檬酸鹽緩沖劑；在任何情況下沒(méi)有說(shuō)明添加堿。
存在于干的粉末制劑中的檸檬酸鹽被認(rèn)為是提高最終產(chǎn)物穩(wěn)定性的必要成分(Drug Development and Industrial Pharmacy 1984；10(3):425-451)。然而在許多情況下高濃度的檸檬酸鹽稀釋了最初進(jìn)料中的活性劑的量，導(dǎo)致干燥時(shí)的較少量的活性物。
Pikal和Rigsbee在Pharm.Rev.14(10):1379-87(1997)中報(bào)導(dǎo)了凍干的無(wú)定形胰島素明顯比晶體胰島素要穩(wěn)定(相應(yīng)水含量為0-15％(重量/重量))。機(jī)理尚不清楚，但可以是源于無(wú)定形和晶體態(tài)之間的構(gòu)型差異，蛋白質(zhì)的活性部分更接近后者。Pikal和Rigsbee報(bào)導(dǎo)的制劑不含鹽，因?yàn)槭褂眠@樣低濃度的胰島素(濃度為0.5％(重量/體積))，沒(méi)有必要調(diào)節(jié)pH值。
WO95/23613公開(kāi)了一種噴霧干燥脫氧核糖核酸酶制劑。所述噴霧干燥的產(chǎn)物為結(jié)晶態(tài)，主要是源于高濃度的鹽。據(jù)說(shuō)高濃度的鹽增大了最終產(chǎn)物的分散性質(zhì)。在實(shí)施例1中，最終產(chǎn)物含有60％的鹽，相應(yīng)含有30％的脫氧核糖核酸酶。
總之，先有技術(shù)公開(kāi)了許多重要的結(jié)果，但沒(méi)有確定的商業(yè)用途。上面所述方法沒(méi)有給出穩(wěn)定的純凈胰島素產(chǎn)物，或使用足夠濃度的溶液以用于噴霧干燥從而適用于工業(yè)方法。最有效的方法總是建議共同噴霧干燥胰島素并且糖對(duì)于獲得最佳結(jié)果是必不可少的。
本發(fā)明綜述本發(fā)明是基于出乎意外地發(fā)現(xiàn)可以對(duì)較以前所用濃度要高(并因此具有工業(yè)用途)的治療劑進(jìn)行噴霧干燥，沒(méi)有伴隨生成不希望的高濃度鹽或其它賦形劑。與預(yù)先進(jìn)行噴霧干燥的制劑相比，這些制劑在干燥后沒(méi)有表現(xiàn)出明顯的活性損失并且穩(wěn)定性增強(qiáng)。這個(gè)發(fā)現(xiàn)的意義在于所有的治療劑，尤其蛋白質(zhì)和肽類可以通過(guò)肺部給藥。
根據(jù)本發(fā)明，由噴霧干燥基本純凈的治療劑溶液獲得的微粒主要只由所述試劑組成。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述微粒主要只由胰島素和NaCl鹽組成。這些微粒可以大于10％的相對(duì)濕度和由此大約環(huán)境濕度下貯存于容器內(nèi)。所述胰島素微?？梢酝ㄟ^(guò)溶解Zn-胰島素于酸，加入堿從而獲得胰島素溶液如使pH大于7并噴霧干燥所述胰島素溶液(其也含有由溶解過(guò)程生成的鹽或緩沖劑)。
優(yōu)選所述微粒為非晶體/無(wú)定形。
我們希望沒(méi)有緩沖鹽，因?yàn)檫@樣可以對(duì)更高濃度的活性劑進(jìn)料溶液進(jìn)行噴霧干燥從而顯著降低成本并提供更適于工業(yè)化規(guī)模的方法。
此處所用術(shù)語(yǔ)“基本純凈”是指待噴霧干燥的進(jìn)料溶液主要含有治療劑和溶劑。另外，如上所述，可能存在少量的非活性劑的固體物，但對(duì)產(chǎn)物的最終穩(wěn)定性沒(méi)有明顯影響。
本發(fā)明的胰島素微?？珊性谥苽溥M(jìn)料物時(shí)連續(xù)添加酸和堿的過(guò)程中生成的組分如鹽。例如，如果所述酸和堿分別是HCl和NaOH，那么生成NaCl。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)NaCl的存在顯然沒(méi)有穩(wěn)定效果。事實(shí)上，減少鹽的量，可以增強(qiáng)穩(wěn)定性，這又可使用更高濃度的進(jìn)料。
通常用于噴霧干燥的溶液可以含有小于4％(重量)固體總重量的鹽。鹽的含量是基于滴定至pH為7時(shí)的理論考慮。更具體為該值是通過(guò)考察在溶解過(guò)程中加入的離子的摩爾量而計(jì)算所得。所述溶液可以含有任意所需量的治療劑，如大于20、30或50mg/ml，通常高達(dá)至100或200mg/ml。
如上所述，連續(xù)添加酸和堿明顯破壞了鋅胰島素的晶形。鋅可從六配位體絡(luò)合物中離解出來(lái)但無(wú)需將其脫除。因此，鋅可以存在于微粒中。如果需要，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的合適技術(shù)，可以脫除非治療劑的這種或任何其它組分。在胰島素的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，在噴霧干燥前可以從溶液中脫除鋅。由本領(lǐng)域已知的膜滲濾(diafiltering)溶液可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。無(wú)鋅的胰島素可以具有比含鋅產(chǎn)物更強(qiáng)的穩(wěn)定性。也可含有水分。
正如更詳細(xì)公開(kāi)于WO-A-9218164、WO-A-9408627和其它Andaris出版物那樣，可以控制噴霧干燥的條件從而獲得具有確定的尺寸范圍如0.1-50μm的微粒。大量的中等顆粒尺寸優(yōu)選為1-10μm，此時(shí)可以通過(guò)吸入給予所述產(chǎn)物。
通過(guò)噴霧干燥得到的微粒(微膠囊)可以為固體或中空。另外，表面可以為平的或凹形，凹形表面有助于吸入。
所述微粒具有良好的穩(wěn)定性并且可以如干粉的形式保存于容器中。在貯存或配制中，它們可以與任何合適的藥劑、載體、填充劑等相混合，并且它們可以通過(guò)所需的技術(shù)進(jìn)行處理從而獲得用于最終治療應(yīng)用的性能。具體而言，可以傳遞至肺部的用于配制的制劑顆粒(如采用計(jì)量劑量或干粉吸入器)為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知。
容器的性質(zhì)不是關(guān)鍵。例如，它可以是玻璃瓶或塑料盒。它只是定義貯存環(huán)境，不象先有技術(shù)和如下面所顯而易見(jiàn)的那樣，不必脫除水分或者控制所述條件。
治療劑可以為具有所需治療效果的蛋白質(zhì)或肽類。所定義的蛋白質(zhì)和肽類為官能化衍生物如糖蛋白?？梢允褂玫牡鞍踪|(zhì)的典型實(shí)例包括酶、荷爾蒙和血漿產(chǎn)品。具體實(shí)例有脫氧核糖核酸酶和胰蛋白酶。其它實(shí)例包括生長(zhǎng)激素、降鈣素、干擾素、白介素-1受體和低分子量的肝素。
具體而言，所述治療劑可以為WO-A-9632149所述的那些。用于本發(fā)明的胰島素可以為任何合適的形式。它可以為如?；蛉说囊葝u素。根據(jù)牛胰島素得到的結(jié)果顯然也適用于人胰島素。
以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。
采用反相高效液相色譜(RP-HPLC)來(lái)評(píng)估胰島素的穩(wěn)定性，條件如下柱Vydac C-18,5μm,30nm流動(dòng)相A-水中的0.1％TFAB-乙腈(95％)和水(5％)中的0.1％TFA梯度洗脫流速1.5毫升/分鐘檢測(cè)220nm的UV
注入體積100μL在這些條件下，牛胰島素的保留時(shí)間為約7.4分鐘。
屬于脫酰氨胰島素的峰位于主峰的末尾。脫酰氨的量用來(lái)表示穩(wěn)定性并且通過(guò)用脫酰氨峰的面積占總峰面積的百分率表達(dá)式來(lái)進(jìn)行計(jì)算?？偨到饬恳运薪到夥宓拿娣e占總峰面積的百分率來(lái)表示。
表1未噴霧干燥的牛胰島素晶體的總降解和脫酰氨百分率
表2胰島素微粒的總降解和脫酰氨百分率
結(jié)果表明對(duì)于所有批次評(píng)估而言，脫酰氨和總降解的量隨著時(shí)間而增加。另外，數(shù)據(jù)表明噴霧干燥還賦予蛋白質(zhì)另外的穩(wěn)定性，因?yàn)榻?jīng)30℃/60％相對(duì)濕度下的貯存后，在可比的時(shí)間點(diǎn)，與微粒制劑相比，牛胰島素晶體對(duì)比物的降解更快。
為調(diào)查是否上述內(nèi)容也適用于人胰島素，制備人胰島素微粒(根據(jù)與以上所述相同的通用方法)并將其置于40℃/75％相對(duì)濕度以促進(jìn)穩(wěn)定性。所有樣品通過(guò)RP-HPLC在初始時(shí)間點(diǎn)以及1周、2周和5周后進(jìn)行分析。
表3在40℃/75％相對(duì)濕度下的貯存對(duì)來(lái)自大腸桿菌的人胰島素重組體的脫酰氨和總降解水平的影響
表4在40℃/75％相對(duì)濕度下的貯存對(duì)人胰島素微粒的脫酰氨和總降解水平的影響
比較表3和表4，人胰島素的微粒制劑不易降解，表明在40℃/75％相對(duì)濕度下貯存5周后，總降解率只有3.32％，而在相同條件下貯存的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的總降解率為8.40％。實(shí)施例2用于噴霧干燥的牛的脫氧核糖核酸酶(分子量31kD)溶液通過(guò)溶解原料于含有1mM苯基甲基磺酰氟(PMSF)的水中來(lái)制備。存在PMSF以防止水解蛋白降解。所得進(jìn)料溶液含有50mg/ml的脫氧核糖核酸酶。
隨后采用微型噴霧干燥器，對(duì)所述溶液，以入口溫度130℃，出口溫度85℃，溶液進(jìn)料速率約0.8毫升/分鐘進(jìn)行噴霧干燥。由260nm處DNA的分光光度吸收的增加速率(增色性評(píng)估)來(lái)測(cè)量活性，而HPLC凝膠滲透色譜用于評(píng)估物理穩(wěn)定性。
噴霧干燥的脫氧核糖核酸酶保持其初始活性的約90％并且沒(méi)有發(fā)現(xiàn)物理穩(wěn)定性的變化。貯存于40℃/75％相對(duì)濕度和25℃/60％相對(duì)濕度的噴霧干燥的物質(zhì)、貯存于25℃/60％相對(duì)濕度的原料在4周和8周時(shí)具有相當(dāng)?shù)幕钚院臀锢矸€(wěn)定性。
隨后將所述溶液如實(shí)施例2所述進(jìn)行噴霧干燥。測(cè)量針對(duì)偶氮酪蛋白(azocasein)基質(zhì)的活性，HPLC凝膠滲透色譜用于評(píng)估物理穩(wěn)定性。
噴霧干燥的胰蛋白酶保持其初始活性的約100％并且沒(méi)有發(fā)現(xiàn)物理穩(wěn)定性的變化。將貯存于4℃、25℃/60％相對(duì)濕度和40℃/75％相對(duì)濕度的噴霧干燥的物質(zhì)和貯存于25℃/60％相對(duì)濕度的原料進(jìn)行比較，表明在12周時(shí)活性或物理穩(wěn)定性基本不變。
采用Buchi微型B-191噴霧干燥器對(duì)所述溶液進(jìn)行噴霧干燥，入口溫度100℃，出口溫度74℃，溶液進(jìn)料速率約1毫升/分鐘。噴霧干燥采用壓縮空氣或氮?dú)?，使得流體流的霧化不會(huì)明顯增加氧化谷胱甘肽的量(初始存在量為0.8％(重量/重量)，增加至0.9％(重量/重量))。
權(quán)利要求
1．通過(guò)噴霧干燥基本純凈的治療劑溶液獲得的微粒，其中所述微粒主要只由治療劑組成，給予肺部時(shí)所述治療劑具有治療活性。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的微粒，其中所述試劑為非晶體/無(wú)定形。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2的微粒，其中所述治療劑為蛋白質(zhì)或肽。
4．根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的微粒，其中所述試劑為胰島素。
5．根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的微粒，其中所述試劑為脫氧核糖核酸酶。
6．根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的微粒，其中所述試劑為胰蛋白酶。
7．根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的微粒，其主要由所述試劑和所述試劑溶解時(shí)形成的鹽組成。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的微粒，其中所述鹽由堿和無(wú)機(jī)酸形成。
9．根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的微粒，其中所述微粒含有占總固體含量低于4％(重量)的鹽。
10．在環(huán)境濕度下的含有根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的微粒的密閉容器。
11．含有根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的微粒的吸入裝置。
12．制備根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的微粒的方法，其包括對(duì)基本純凈的治療劑溶液進(jìn)行噴霧干燥。
13．根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述溶液含有大于10毫克/毫升的試劑。
14．根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述溶液含有20-200毫克/毫升試劑。
15．根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述溶液含有50-100毫克/毫升試劑。
16．根據(jù)權(quán)利要求12-15中任一項(xiàng)的方法，其中所述溶液含有低于4％的鹽。
17．根據(jù)權(quán)利要求12-16中任一項(xiàng)的方法，其中所述溶液無(wú)緩沖鹽。
18．根據(jù)權(quán)利要求12-17中任一項(xiàng)的方法，其中所述試劑為胰島素，而所述溶液通過(guò)將Zn-胰島素溶于酸，隨后加入堿來(lái)制備。
19．根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中在噴霧干燥前從溶液脫除鋅。
全文摘要
由噴霧干燥基本純凈的治療劑溶液得到的微粒，其主要由給予肺部時(shí)具有治療活性的試劑組成。所述試劑的優(yōu)選實(shí)施方案為胰島素。
文檔編號(hào)A61K38/00GK1317958SQ99810058
公開(kāi)日2001年10月17日 申請(qǐng)日期1999年6月28日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月30日
發(fā)明者S·羅濱森, S·S·史密斯 申請(qǐng)人:廓德倫特健康護(hù)理(英國(guó))有限公司