專利名稱：用于吸入的微粒制劑的制作方法
技術領域：
本發明領域本發明涉及治療劑如胰島素的制劑，其適用于對肺的給藥，并且具有良好的穩定性。
本發明背景目前對于吸入治療劑的配制引起了人們廣泛的興趣。具體而言，人們已經嘗試配制以干粉形式通過吸入器進行傳遞的合適的治療劑。
通常這些制劑通過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生產，從而提高在干燥過程或貯存時的穩定性。
胰島素是可以通過吸入對肺部給藥的一種典型的治療劑。作為商業產品，胰島素通常以懸浮體或低濃度溶液(如絡合鋅的六聚體)的形式來獲得供應，必須進行冷凍來保持這種制劑的穩定性。晶體鋅胰島素在中性pH下是穩定的。干粉也需要進行冷凍。
CA-A-2136704公開了通過噴霧干燥藥物如胰島素(以及許多其它藥物)和載體而得到的產品。實施例4公開了對一種人胰島素、大豆卵磷脂和乳糖的透明溶液進行噴霧干燥。
WO-A-9735562也公開了對胰島素和多糖的溶液進行噴霧干燥。這種組合的目的是獲得噴霧干燥微粒的優選尺寸范圍從而較好地沉積于肺部。在實施例1和實施例3中，在與多糖結合前，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主要涉及通過噴霧干燥得到的以微粒的無定形粉末形式存在的、含有胰島素和載體物質(通常為多糖)的干粉。另外，實驗部分對含有和不含糖賦形劑的這些微粒的性質進行了比較。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。使容器內的所述粉末保持在10％的相對濕度。無糖制劑比含糖制劑的生物利用率低得多。由于各種原因，這個實驗不能被重復檸檬酸鹽為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節pH為7.4之前或之后，不能溶于pH6.2的檸檬酸鹽緩沖劑；在任何情況下沒有說明添加堿。
存在于干的粉末制劑中的檸檬酸鹽被認為是提高最終產物穩定性的必要成分(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料中的活性劑的量，導致干燥時的較少量的活性物。
Pikal和Rigsbee在Pharm.Rev.14(10):1379-87(1997)中報導了凍干的無定形胰島素明顯比晶體胰島素要穩定(相應水含量為0-15％(重量/重量))。機理尚不清楚，但可以是源于無定形和晶體態之間的構型差異，蛋白質的活性部分更接近后者。Pikal和Rigsbee報導的制劑不含鹽，因為使用這樣低濃度的胰島素(濃度為0.5％(重量/體積))，沒有必要調節pH值。
WO95/23613公開了一種噴霧干燥脫氧核糖核酸酶制劑。所述噴霧干燥的產物為結晶態，主要是源于高濃度的鹽。據說高濃度的鹽增大了最終產物的分散性質。在實施例1中，最終產物含有60％的鹽，相應含有30％的脫氧核糖核酸酶。
總之，先有技術公開了許多重要的結果，但沒有確定的商業用途。上面所述方法沒有給出穩定的純凈胰島素產物，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于獲得最佳結果是必不可少的。
本發明綜述本發明是基于出乎意外地發現可以對較以前所用濃度要高(并因此具有工業用途)的治療劑進行噴霧干燥，沒有伴隨生成不希望的高濃度鹽或其它賦形劑。與預先進行噴霧干燥的制劑相比，這些制劑在干燥后沒有表現出明顯的活性損失并且穩定性增強。這個發現的意義在于所有的治療劑，尤其蛋白質和肽類可以通過肺部給藥。
根據本發明，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。在一個優選的實施方案中，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％的相對濕度和由此大約環境濕度下貯存于容器內。所述胰島素微粒可以通過溶解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(其也含有由溶解過程生成的鹽或緩沖劑)。
優選所述微粒為非晶體/無定形。
我們希望沒有緩沖鹽，因為這樣可以對更高濃度的活性劑進料溶液進行噴霧干燥從而顯著降低成本并提供更適于工業化規模的方法。
此處所用術語“基本純凈”是指待噴霧干燥的進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，但對產物的最終穩定性沒有明顯影響。
本發明的胰島素微粒可含有在制備進料物時連續添加酸和堿的過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。人們已經發現NaCl的存在顯然沒有穩定效果。事實上，減少鹽的量，可以增強穩定性，這又可使用更高濃度的進料。
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時的理論考慮。更具體為該值是通過考察在溶解過程中加入的離子的摩爾量而計算所得。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，通常高達至100或200mg/ml。
如上所述，連續添加酸和堿明顯破壞了鋅胰島素的晶形。鋅可從六配位體絡合物中離解出來但無需將其脫除。因此，鋅可以存在于微粒中。如果需要，采用本領域技術人員熟知的合適技術，可以脫除非治療劑的這種或任何其它組分。在胰島素的一個優選實施方案中，在噴霧干燥前可以從溶液中脫除鋅。由本領域已知的膜滲濾(diafiltering)溶液可以實現這一點。無鋅的胰島素可以具有比含鋅產物更強的穩定性。也可含有水分。
正如更詳細公開于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選為1-10μm，此時可以通過吸入給予所述產物。
通過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，并且它們可以通過所需的技術進行處理從而獲得用于最終治療應用的性能。具體而言，可以傳遞至肺部的用于配制的制劑顆粒(如采用計量劑量或干粉吸入器)為本領域的技術人員所熟知。
容器的性質不是關鍵。例如，它可以是玻璃瓶或塑料盒。它只是定義貯存環境，不象先有技術和如下面所顯而易見的那樣，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或肽類。所定義的蛋白質和肽類為官能化衍生物如糖蛋白。可以使用的蛋白質的典型實例包括酶、荷爾蒙和血漿產品。具體實例有脫氧核糖核酸酶和胰蛋白酶。其它實例包括生長激素、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。用于本發明的胰島素可以為任何合適的形式。它可以為如牛或人的胰島素。根據牛胰島素得到的結果顯然也適用于人胰島素。
以下實施例對本發明進行說明。
采用反相高效液相色譜(RP-HPLC)來評估胰島素的穩定性，條件如下柱Vydac C-18,5μm,30nm流動相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220nm的UV
注入體積100μL在這些條件下，牛胰島素的保留時間為約7.4分鐘。
屬于脫酰氨胰島素的峰位于主峰的末尾。脫酰氨的量用來表示穩定性并且通過用脫酰氨峰的面積占總峰面積的百分率表達式來進行計算。總降解量以所有降解峰的面積占總峰面積的百分率來表示。
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
結果表明對于所有批次評估而言，脫酰氨和總降解的量隨著時間而增加。另外，數據表明噴霧干燥還賦予蛋白質另外的穩定性，因為經30℃/60％相對濕度下的貯存后，在可比的時間點，與微粒制劑相比，牛胰島素晶體對比物的降解更快。
為調查是否上述內容也適用于人胰島素，制備人胰島素微粒(根據與以上所述相同的通用方法)并將其置于40℃/75％相對濕度以促進穩定性。所有樣品通過RP-HPLC在初始時間點以及1周、2周和5周后進行分析。
表3在40℃/75％相對濕度下的貯存對來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％相對濕度下的貯存對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準物質的總降解率為8.40％。實施例2用于噴霧干燥的牛的脫氧核糖核酸酶(分子量31kD)溶液通過溶解原料于含有1mM苯基甲基磺酰氟(PMSF)的水中來制備。存在PMSF以防止水解蛋白降解。所得進料溶液含有50mg/ml的脫氧核糖核酸酶。
隨后采用微型噴霧干燥器，對所述溶液，以入口溫度130℃，出口溫度85℃，溶液進料速率約0.8毫升/分鐘進行噴霧干燥。由260nm處DNA的分光光度吸收的增加速率(增色性評估)來測量活性，而HPLC凝膠滲透色譜用于評估物理穩定性。
噴霧干燥的脫氧核糖核酸酶保持其初始活性的約90％并且沒有發現物理穩定性的變化。貯存于40℃/75％相對濕度和25℃/60％相對濕度的噴霧干燥的物質、貯存于25℃/60％相對濕度的原料在4周和8周時具有相當的活性和物理穩定性。
隨后將所述溶液如實施例2所述進行噴霧干燥。測量針對偶氮酪蛋白(azocasein)基質的活性，HPLC凝膠滲透色譜用于評估物理穩定性。
噴霧干燥的胰蛋白酶保持其初始活性的約100％并且沒有發現物理穩定性的變化。將貯存于4℃、25℃/60％相對濕度和40℃/75％相對濕度的噴霧干燥的物質和貯存于25℃/60％相對濕度的原料進行比較，表明在12周時活性或物理穩定性基本不變。
采用Buchi微型B-191噴霧干燥器對所述溶液進行噴霧干燥，入口溫度100℃，出口溫度74℃，溶液進料速率約1毫升/分鐘。噴霧干燥采用壓縮空氣或氮氣，使得流體流的霧化不會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))。
權利要求
1．通過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，給予肺部時所述治療劑具有治療活性。
2．根據權利要求1的微粒，其中所述試劑為非晶體/無定形。
3．根據權利要求1或2的微粒，其中所述治療劑為蛋白質或肽。
4．根據前述權利要求中任一項的微粒，其中所述試劑為胰島素。
5．根據權利要求1-3中任一項的微粒，其中所述試劑為脫氧核糖核酸酶。
6．根據權利要求1-3中任一項的微粒，其中所述試劑為胰蛋白酶。
7．根據前述權利要求中任一項的微粒，其主要由所述試劑和所述試劑溶解時形成的鹽組成。
8．根據權利要求7的微粒，其中所述鹽由堿和無機酸形成。
9．根據前述權利要求中任一項的微粒，其中所述微粒含有占總固體含量低于4％(重量)的鹽。
10．在環境濕度下的含有根據前述權利要求任一項的微粒的密閉容器。
11．含有根據權利要求1-9中任一項的微粒的吸入裝置。
12．制備根據權利要求1-9中任一項的微粒的方法，其包括對基本純凈的治療劑溶液進行噴霧干燥。
13．根據權利要求12的方法，其中所述溶液含有大于10毫克/毫升的試劑。
14．根據權利要求13的方法，其中所述溶液含有20-200毫克/毫升試劑。
15．根據權利要求13的方法，其中所述溶液含有50-100毫克/毫升試劑。
16．根據權利要求12-15中任一項的方法，其中所述溶液含有低于4％的鹽。
17．根據權利要求12-16中任一項的方法，其中所述溶液無緩沖鹽。
18．根據權利要求12-17中任一項的方法，其中所述試劑為胰島素，而所述溶液通過將Zn-胰島素溶于酸，隨后加入堿來制備。
19．根據權利要求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具有治療活性的試劑組成。所述試劑的優選實施方案為胰島素。
文檔編號A61K38/00GK1317958SQ99810058
公開日2001年10月17日 申請日期1999年6月28日 優先權日1998年6月30日
發明者S·羅濱森, S·S·史密斯 申請人:廓德倫特健康護理(英國)有限公司