一種用于緩釋治療劑的碳水化合物玻璃體基質的制作方法

專利名稱：一種用于緩釋治療劑的碳水化合物玻璃體基質的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于緩釋治療劑的新的物質組合物。更確切地說，本發明涉及一種組合物，它用于使生物活性治療劑從生物可降解的無定形碳水化合物玻璃體基質中緩釋。當為一哺乳動物施藥后，此無定形碳水化合物玻璃體基質緩慢溶解，將生物活性治療劑釋入動物的體液中。
無定形碳水化合物玻璃體的制備方法和其應用，在“糖果工業”中和藥用糖錠的生產中是已知的。但是，無定形碳水化合物玻璃體從未被用作緩釋多肽組合物的基質材料。已知有各種緩釋方法和組合物用于對人和動物同樣施用治療劑。美國專利4，671，953(1987年授予Stanley等)描述了一種方法和組合物，用于將治療劑配入棒糖，為病人施用鎮靜劑、止痛劑、麻醉劑。此棒糖由一種碳水化合物基質或“糖果基質”與分散在整個基質中的治療劑組成。病人舔吮“糖果基質”時，基質溶解，藥物釋入口腔中，通過口腔粘膜被吸收。這種向病人給予治療劑的方法有一嚴重缺點，即此治療劑必須有充分的親油性以使它容易通過粘膜。可用此法給藥的治療劑的例子包括嗎啡、芬太尼、安定、咪唑二氮
等等。多肽的親油性不夠大，不能用此法向病人給藥。
美國專利4，765，980(1988年授與DePrince等)描述了一種在豬的緩釋植入件中用豬血清白蛋白穩定豬生長激素的方法。將豬生長激素和穩定量豬血清白蛋白壓制成片狀或丸狀，使用諸如鈉皂土、乙基纖維素、硬脂酸、己二酸、延胡索酸、聚乙二醇、脫乙酰甲殼質和醋酸纖維素作粘結劑。此丸狀物或片狀物裝入儲器內，儲器可皮下植入豬體內，使生長激素緩慢地從儲器釋出。通常，儲器的基質材料由聚烯烴、聚碳酸酯、聚酰胺、改性丙烯腈共聚物、聚酯等等組成。
美國專利4，857，506(1989年授與Tyle)描述了生長激素在多層水-油-水乳液中的緩釋組合物，此組合物皮下給予動物體，使生長激素從乳液中緩慢釋出，從而提高動物的增重量并增加泌乳動物的產奶量。
美國專利4，293，539(1981年授與Ludwig等)，描述了用于長期治療和控制動物的微生物感染的緩釋制劑。此抗微生物劑分散在由乳酸和乙醇酸的共聚物組成的整個基質中。此共聚物是在無催化劑存在下聚合而成，以保證全部降解而不留下任何有毒殘渣。然后將共聚物溶于有機溶劑中，再與合適的抗微生物劑相混合。將混合物擠壓成所需形狀，再冷卻形成一硬的玻璃狀制件。通常使用的抗微生物劑包括青霉素、頭孢菌素、四環素、磺胺藥、大環內酯類抗生素、以及氨基糖苷類。
美國專利2，918，411(1959年授與Hill)描述了一種緩釋口服藥物劑型。此制劑的主要成分中包括聚乙烯吡咯烷酮;一種基本上不溶于水的試劑，例如飽和脂肪酸、飽和脂肪酸酯、藥理上可接受的甾醇;以及一種有藥理活性的物質。混和了制劑中的主要成分后，將制劑制成丸劑，丸劑可以再包膠或制成另一種劑型，或者直接給病人服用散裝丸劑。可以在這種緩釋組合物中使用的有藥理活性的藥劑包括抗生素、安眠藥、安定藥、抗組胺劑和麻醉藥。
雖然有多種多樣的緩釋組合物用于許多生物活性藥劑，但仍需要這樣一種緩釋組合物，這種組合物在宿主的體液中完全降解，幾乎沒有(即使有也很少)殘余物留下來，它與治療劑基本上沒有相互作用。
本發明涉及一種用于生物活性治療劑的緩釋組合物，其中包含有生物可降解的無定形碳水化合物玻璃體基質、疏水性物質及分散在整個基質中的生物活性治療劑。此組合物可以給動物口服或植入動物體內，在動物體中，無定形碳水化合物玻璃體基質緩慢降解，向動物的體液中釋放生物活性治療劑。
本發明涉及一種新的緩釋組合物，其中包含有分散在整個無定形碳水化合物玻璃體基質中的生物活性治療劑。更確切地說，本發明的緩釋組合物包含有生物可降解的無定形碳水化合物玻璃體基質、阻抑此無定形碳水化合物基質晶化的試劑、生物活性治療劑、以及用以調整多肽從無定形碳水化合物基質中釋出速度的疏水性物質。
本發明的組合物可以用口服或皮下植入方式給藥，使無定形碳水化合物基質緩慢溶解，將治療劑釋入體液中，治療劑在其中對動物發揮生物活性。最好是，無定形碳水化合物基質基本上不與治療劑起反應而使結合在基質內的治療劑的生物活性受到損害。無定形碳水化合物玻璃體基質在宿主的體液內完全降解，幾乎不留下(即使有也極少)什么殘余物需在治療劑完全釋放后除去。另外，最好是組合物在體液中溶解速度相對較慢，溶解主要發生在碳水化合物基質的表面，而且本發明范圍內的緩釋組合物適于使用常規的生產方法，例如擠壓、制片等等。
通常，無定形碳水化合物組分，包括重結晶阻抑劑，約占緩釋組合物重量的約60-90%。無定形碳水化合物組分中包含一種或多種碳水化合物并與阻抑碳水化合物重結晶的試劑相混合。適用的可以用作基質材料的碳水化合物包括(但不限于)雙糖，例如蔗糖、乳糖、麥芽糖或纖維二糖。適用于阻抑碳水化合物重結晶的試劑包括(但不限于)聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙二醇、聚乙烯醇、麥芽糖糊精、十二烷基硫酸鈉、油醇、十八烷醇等。通常，碳水化合物組分占無定形碳水化合物組分重量的約50-80%，重結晶阻抑劑占無定形碳水化合物組分重量的約10-40%。無定形碳水化合物組分的其余部分是水。
可以在本發明緩釋組合物中使用的治療劑包括生物活性的多肽、抗生素和維生素。此處使用的術語“多肽”包括天然的和重組的具有所需生物活性的多肽，包括與全長的天然多肽相比其氨基酸順序中有缺失、置換或改變的生物活性多肽。
可結合在無定形碳水化合物玻璃體基質中的多肽，其分子量一般至少為1，000道爾頓，但不超過約200，000道爾頓。本發明緩釋組合物的多肽組分約占組合物重量的2-20%。可以用來實施本發明的多肽的例子包括(但不限于)催乳激素(PRL)、血清白蛋白、生長因子、生長激素。可以用于實施本發明的血清白蛋白包括(但不限于)牛、羊、馬、鳥以及人的血清白蛋白。合適的生長因子的例子包括表皮生長因子(EGF)、類胰島素生長因子Ⅰ(IGF-I)、胰島素樣生長因子Ⅱ(IGF-Ⅱ)、成纖維細胞生長因子(FGF)、轉化生長因子-α(TGF-α)、轉化生長因子-β(TGF-β)、神經生長因子(NGF)、由血小板衍生的生長因子(PDGF)。特別優選的生長因子包括重組人胰島素樣生長因子Ⅰ(rHuIGF-Ⅰ)與Ⅱ(rHuIGF-Ⅱ)。可用于實施本發明的生長激素包括(但不限于)牛、豬、羊、馬、鳥和人的生長激素。優選的豬生長激素是△-7重組豬生長激素，歐洲專利申請公開104，920號(Biogen)中對此作出過描述并提出權利要求。
可用于調整治療劑從無定形碳水化合物玻璃體基質中釋出速度的疏水性物質，包括水不溶性蠟，例如白蜂蠟、黃蜂蠟、小燭樹蠟、巴西棕櫚蠟、蓖麻蠟、鯨蠟酯蠟等。其他材料例如膽固醇、甘油單硬脂酸酯、脂肪酸甘油酯、酯肪酸(例如硬脂酸)、脂肪類、類脂炎等等也可使用。通常，這些水不溶性物質約占緩釋組合物重量的5-25%。
制劑中也可任選地含有本領域技術人員已知的酸化劑、防腐劑等。
本發明的緩釋組合物可以用各種方法制備。制備無定形碳水化合物玻璃體基質的合適方法的實例公開于《Pharmaceutical Dosage Forms》第一卷第八章“Medicated Lozenges”，作者是D.Peters(H.Lieberman和L.Lachman編)，此處引用該文獻作為參考。一個優選的方法包括混合碳水化合物水溶液(其中碳水化合物約占溶液重量的60-80%)和重結晶阻抑劑水溶液。一般來說，重結晶阻抑劑約占溶液重量的25-40%。充分混和這兩個水溶液并加熱到約110℃-120℃，直到混合物變得粘稠。然后再冷卻粘稠混合物到約60-70℃。然后使用任何適用技術，例如手工操作，將適宜的生物活性治療劑充分捏和到粘稠碳水化合物組合物中。也可以加入如上所述的水不溶性物質并捏和到粘稠的碳水化合物-治療劑混合物中。
所得到的混合物可以用預熱到約60-70℃的注射器壓擠成棒狀物。此粘稠碳水化合物-治療劑混合物也可按本技術領域中慣用的方法成形為片劑等。使成形的碳水化合物-治療劑混合物冷卻到室溫(即約18-25℃)，從而形成含有無定形碳水化合物玻璃體基質，并有生物活性治療劑分散在整個基質中的緩釋組合物。本發明范圍內的緩釋組合物可由皮下植入動物體內，無定形碳水化合物玻璃體基質在動物體內緩慢消蝕，在宿主體液中釋出生物活性治療劑。其他給藥方式，例如口服，也可使用。
以下實例用于具體介紹以及更清楚地說明本發明，但并不是限制性的。
實例1將蔗糖水溶液(70%重量，24.11克)與聚乙烯吡咯烷酮(PVP)水溶液(33%重量，34.10克)混合，加熱到約115-118℃。隨著混合物中的水持續蒸發，混合物變得粘稠，顏色由淺黃色變為深琥珀色。將此熱的粘稠混合物倒入燒杯內并冷卻到室溫(約20℃)，得到固體無定形蔗糖基質(ASM)。用Philips 3100x射線粉末衍射儀測得的x射線衍射圖譜，顯示出無定形結構。ASM的水含量約為11.8%重量，還原糖含量約為1.4%。水含量測定使用的是公知的Karl Fischer水分測定法。還原糖含量的測定方法是，先用堿性鐵氰化物還原，然后在410納米處作比色分析。
實例2
將按實例1方法制得的ASM(1.5克)置于預熱到約60-70℃的特氟隆片上，并與0.15克牛血清白蛋白(BSA)固體顆粒(購自Sigma Chemical Co.)充分捏合。在BSA-ASM混合物中加入熔融的蜂蠟(0.302克)，捏和后得到制劑A，其中含有ASM(77份)、BSA(8份)和蜂蠟(15份)。將所得的粘稠制劑加熱到約70℃，再裝進也預熱到約70℃的塑料注射器中，擠壓該制劑后得到圓柱形棒狀物，再將此棒狀物切斷成6個約5毫米長的圓柱形小段，各重110-135毫克。將各圓柱形棒狀物分別放入培養管中，管中裝有PH為7.4的10mM磷酸緩沖鹽溶液(PBS)5毫升。各圓柱體在Gyrotory水浴中于37℃下振蕩。定時移出溶液，換上新鮮PBS。緩沖液中的BSA濃度用Beckman分光光度計(DU-70型)通過測量278納米處的紫外吸收來測定。計算不同時間間隔中釋出BSA的累加百分數，作出釋放曲線。表1列出不同時間內釋出BSA累加百分數的平均值。
表1由制劑A釋出的BSA釋出BSA的累加百分數時間(天) 平均值 標準偏差0.083 22.0 4.60.33 32.7 8.01.0 45.5 10.92.0 55.4 11.83.0 61.9 12.04.0 66.6 11.85.0 70.6 11.6
BSA的釋出模式表明，無定形碳水化合物玻璃體基質可以用于緩釋多肽。
實例3-5按照以上實例1和2中所述方法制備制劑B、C、D，但各制劑中的蜂蠟量不同。實例2中制劑A含有15重量份蜂蠟，而制劑B、C和D則分別含有8.3、4.4和0重量份蜂蠟。釋放速度用實例2中同樣方法測定。制劑B、C和D的組成如下制劑B組分 數量ASM 1.50克(83.3份)BSA 0.15克(8.3份)蜂蠟 0.15克(8.3份)從圓柱體中釋出BSA約在3.5小時內完全。
制劑C組分 數量ASM 1.50克(87份)BSA 0.15克(8.7份)蜂蠟 0.075克(4.4份)從圓柱體中釋出BSA約在1.75小時內完全。
制劑D組分 數量ASM 1.50克(91份)BSA 0.150克(9份)
蜂蠟 0.00克從圓柱體中釋出BSA約在1小時內完全。
此實驗結果表明，從無定形碳水化合物玻璃體基質中釋出多肽的速度，可以通過改變緩釋組合物中蠟的含量來調整。制劑中蠟含量越高，BSA釋出越慢。
實例6和7按照實例1和2的方法制備制劑E和F，但用重組豬生長激素的鋅配合物(ZnrpST)(Pitman-Moore公司制備，批號148/010/011-820)代替BSA作為緩釋組合物中的多肽。制劑E的組成如下制劑E組分 數量ZnrpST 0.15克ASM 1.50克蜂蠟 0.30克表2由制劑E釋出的ZnrpST時間 釋出ZnrpST的累加百分數(天) 平均值 標準偏差0.33 16.8 3.91.0 22.2 4.82.0 25.2 4.43.0 27.1 3.8
制劑F組分 數量ASM 1.50克ZnrpST 0.15克從制劑F中釋出ZnrpST約在1小時內完全。加在制劑E中的蜂蠟顯然降低了ZnrpST從碳水化合物基質中釋出的速度，因為到第三天時只釋出27.1% ZnrpST。本實驗清楚地表明，碳水化合物玻璃體基質可以用于緩釋生長激素。
為了弄清配制技術是否影響pST的生物活性，對從制劑E中提取出來的豬生長激素(pST)樣品進行了放射受體結合分析。從制劑E中提取出的pST約有配制前蛋白質結合活性的87%。此結果表明在配制過程中pST基本上保留了其活性。
權利要求
1.一種緩釋組合物，該組合物包含一種無定形碳水化合物玻璃體基質、一種生物活性治療劑和一種調整治療劑從玻璃體基質中釋出速度的疏水性物質。
2.按照權利要求1的緩釋組合物，其中無定形碳水化合物玻璃體基質包含一種碳水化合物和一種阻抑此無定形碳水化合物玻璃體基質重結晶的試劑。
3.按照權利要求2的緩釋組合物，其中無定形碳水化合物基質約占基質重量的50-75%，而重結晶阻抑劑約占基質重量的15-40%。
4.按照權利要求1的緩釋組合物，其中疏水性物質是蠟。
5.按照權利要求4的緩釋組合物，其中所述蠟包括白蜂蠟、黃蜂蠟、小燭樹蠟、巴西棕櫚蠟、植物蠟、蓖麻蠟或鯨蠟酯蠟。
6.按照權利要求1的緩釋組合物，其中疏水性物質包括膽固醇、脂肪酸酯或脂肪酸。
7.按照權利要求1的緩釋組合物，其中疏水性物質約占組合物重量的5-25%。
8.按照權利要求2的緩釋組合物，其中碳水化合物包括蔗糖、乳糖、麥芽糖或纖維二糖。
9.按照權利要求1的緩釋組合物，其中無定形碳水化合物基質約占緩釋組合物重量的60-90%。
10.按照權利要求1的緩釋組合物，其中治療劑包括多肽、維生素或抗生素。
11.按照權利要求1的緩釋組合物，其中多肽包括催乳激素、血清白蛋白、生長激素、生長因子或其任何生物活性片段或重組形式。
12.按照權利要求11的緩釋組合物，其中治療劑約占組合物重量的2-20%。
13.按照權利要求11的緩釋組合物，其中血清白蛋白包括牛、羊、豬、鳥或人的血清白蛋白。
14.按照權利要求11的緩釋組合物，其中生長激素包括牛、羊、豬、鳥或人的生長激素。
15.按照權利要求11的緩釋組合物，其中生長因子包括表皮生長因子、胰島素樣生長因子Ⅰ、胰島素樣生長因子Ⅱ、成纖維細胞生長因子、轉化生長因子α、轉化生長因子β、由血小板衍生的生長因子或神經生長因子。
16.按照權利要求2的緩釋組合物，其中重結晶阻抑劑包括聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙二醇、麥芽糖糊精、月桂基硫酸鈉、油醇、或十八烷醇。
17.按照權利要求1的緩釋組合物，其中無定形碳水化合物玻璃體基質約占組合物重量的60-90%;生物活性治療劑約占組合物重量的2-20%;蠟約占組合物重量的5-25%。
18.一種緩釋組合物，該組合物包含重組豬生長激素、聚乙烯吡咯烷酮和蜂蠟分散在無定形蔗糖玻璃體基質中的混合物。
19.一種制備緩釋組合物的方法，該方法包括a.使蔗糖水溶液與聚乙烯吡咯烷酮水溶液混合;b.在約115-118℃的溫度下加熱此混合物，以蒸發足夠數量的水，使混合物變得粘稠;c.冷卻此粘稠混合物到溫度約為60-70℃;d.將重組豬生長激素的鋅配合物和蜂蠟與蔗糖和聚乙烯吡咯烷酮的粘稠混合物捏和在一起;e.擠壓蔗糖、聚乙烯吡咯烷酮、蜂蠟和生長激素的粘稠混合物，形成棒狀物;f.切斷此棒狀物成為圓柱形小段;g.冷卻此圓柱形小段，形成具有無定形蔗糖與聚乙烯吡咯烷酮玻璃體基質，而生長激素和蜂蠟分散在整個基質中的緩釋圓柱體。
20.一種給哺乳動物施用生物活性治療劑的方法，該方法包括，給所述哺乳動物皮下植入一緩釋組合物，其中組合物包含一種無定形碳水化合物玻璃體基質，在基質中摻有一種生物活性治療劑和水不溶性蠟，從而使碳水化合物玻璃體基質被動物的體液降解，從基質中釋出多肽。
21.一種通過口服緩釋組合物給哺乳動物施用生物活性治療劑的方法，其中組合物包含一種無定形碳水化合物玻璃體基質，基質中摻有一種生物活性治療劑和水不溶性蠟，從而使碳水化合物玻璃體基質被動物的體液降解，從基質中釋出多肽。
全文摘要
一種緩釋生物活性治療劑的組合物。其中緩釋組合物的基質由包含適宜碳水化合物和阻抑碳水化合物重結晶的試劑的無定形碳水化合物玻璃體基質組成，并有生物活性治療劑和水不溶性蠟分散在整個基質中。可摻在碳水化合物玻璃體基質中的生物活性治療劑包括催乳激素、生長激素、血清白蛋白、生長因子或其任何生物活性片段或重組形式。
文檔編號A61K9/20GK1072861SQ92113798
公開日1993年6月9日 申請日期1992年12月4日 優先權日1991年12月5日
發明者S·N·拉曼, J·P·坎寧安 申請人:皮特曼-穆爾有限公司