動物生長激素的緩釋組合物及其製備方法

2023-06-02 05:20:16 4

專利名稱：動物生長激素的緩釋組合物及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種動物生長激素的組合物，這種組合物當植入動物體內後可在多於一周的時間內連續釋放出有效且恆定量的激素。
動物生長激素為一種蛋白質，當與飼料混合口服給藥時將被消化酶分解然後吸收。因此，為了維持血液中激素的有效濃度必須採取非口服給藥的方法，例如肌肉內或皮下注射。
動物生長激素現在可用DNA重組技術大規模地製造，同時已經表明用這種技術製造的豬生長激素可提高飼料的效率並能使豬背部脂肪的厚度變薄。然而，目前可用的每日注射的組合物對於一個大飼養場的大量豬可能是不適用的。因此，一種緩釋組合物，它不需要每日給藥同時在起始階段不釋放出過量的激素，對於實際應用可能是最可取的。
美國專利申請號4,863,736揭示一種組合物，它是由不使用粘合劑製備的豬生長激素固體丸除一面不包衣外其餘各面均包衣。然而，這種不含粘合劑的組合物具有當與水接觸時由於滲透壓而使其膨脹的問題。
為解決膨脹的問題，美國專利申請號4,786,501透露一種方法，系用傳導方法，例如透滲，做成降低鹽含量的固體丸，然後，將丸的兩端兩包衣。在丸的所有各面均勻包衣就可用一般的包衣機完成，但於丸的指定面上部分包衣在進行大量製做時是困難的。
歐洲專利號0,462,959揭示一種由豬生長激素和銅絡合物製做固體丸，然後用聚乙烯醇水溶液包衣的方法。因為動物生長激素為蛋白質，製備其複方的方法必須不能包括可使蛋白質變性的條件。已知蛋白質在水溶液中是不穩定的，而且在高溫與水接觸可能失去活性，但它們在無水有機溶劑中十分穩定[D.BVolkin and C.R.Middaugh，The effect of temperature on proteinstructure in pharmaceutical Biotechnology，Vol 2；Stability ofprotein pharmceuticals，part A，p215-247]。
Buonomo等人和Klindt等人報導了一種含有豬生長激素溶液的微滲透泵用於生長激素的控制釋放[Buonomo et al，J.Animal Science，731318-1326，1995；Klindt et a1.，J.Animal Science，703721-3733]。按此法，豬生長激素在血液中的濃度可維持在有效水平約六周，其結果為飼料的效率提高而脂肪量減少。然而，這種微滲透泵組合物價格貴，且必須經外科手術植入。
因此，商業上可行的緩釋組合物尚未建立，即，仍然存在發展一種動物生長激素緩釋組合物的需求。
因此，本發明的目的為提供一種動物生長激素的緩釋組合物，此組合物在給藥時能維持其效力一周以上，同時提供其製備方法，此方法沒有使激素變性的危險並適合於大量生產。
依據本發明，含有激素及賦形劑的固體丸以由可生物降解的高聚物和聚氧化乙烯氧化丙烯(Poloxamer，表面活化劑)組成的薄膜包衣，得到一種動物生長激素的緩釋組合物。更且，還提供其製備方法，包括將激素和賦形劑的粉末製成丸和以含有可生物降解的高聚物和聚氧化乙烯氧化丙烯的溶液將丸包衣的方法。
附圖簡述

圖1、按本發明製備的包以高聚物薄膜的丸中生長激素的溶出曲線與未包衣丸的溶出曲線的比較。
圖2、表明本發明的丸中生長激素的溶出隨包衣薄膜組成不同的變化。
圖3、表明給以在4℃存放一周後(圖3a)或在30℃崇貯存一個月後(圖3b)的不同生長激素組合物對侏儒大鼠體重的效用。
本發明的組合物是通過用能夠調節激素釋放速率的薄膜包衣含有動物生長激素和賦形劑的固體丸而製成的。激素的活性在固體組合物中可最好的保存，而且這種劑型特別適合於可能使用常規製片機械的大量生產。
適合應用於本發明組合物的動物生長激素為由DNA重組技術生產的牛生長激素或豬生長激素，同時激素的量以佔組合物總重量的20-80％更為可取。已知豬生長激素的日有效劑量為100μg/kg(J.Anim.Sci.，68640-651(1990))。一口重量在70kg以上的豬需要約7mg/天的激素，或在兩周的激素處理中約需100mg的激素。
含有大量賦形劑的固體丸組合物，因其體積大不適於實際應用。另一方面，不含賦形劑的固體丸體積雖然可能較小，但具有如前所述的膨脹問題[U.S.patent No.4，863，736 and U.S.patent 4，786，501]。
在本發明中，賦形劑的量基於組合物的總重量調節在重量的20-80％範圍之內。本發明中使用的賦形劑能起到粘合劑的作用，它可緩和膨脹的問題，在製片過程中也起到潤滑劑的作用。親水性或疏水性物質均可用為賦形劑。典型的親水性賦形劑為不與蛋白質反應的水溶性高聚物，包括水溶性的糖類如糊精，果膠，藻酸，纖維素等等；蛋白質例如明膠；聚亞烷基二醇；和它們的混合物。最可取的親水性賦形劑是分子量在3500至35000的聚乙二醇。以組合物的總重量計，本發明的組合物含有如上所述的親水性賦形劑的量在0-80wt％範圍之間。
另一方面，典型的疏水性賦形包括蠟類例如石蠟，巴西棕櫚蠟，蜂蠟等等；及水不溶性蛋白質例如玉米醇溶蛋白和乙基纖維素；其中以石蠟是最可取的。疏水性賦形劑的量可佔組合物總重量的0-80％。
本發明的固體丸組合物的藥物釋放機制可能包括三步。當體液滲入組合物中發生水合過程是第一步，此過程的速率決定於親水性/疏水性平衡，在其它因素中還有表面能和組合物的多孔性。下一步為藥物的溶出，此步主要依賴於藥物溶解度和濃度。最後的步驟為溶解的藥物以分子擴散方式釋放到體液中，此步可被藥物的擴散係數，跨丸邊界藥物的濃度差，賦形劑的組成等所影響。
當親水性的藥物在固體組合物中的含量超過重量的20％，或在某些情況下依藥物的類型而為重量的10-15％時，藥物的顆粒並非被賦形劑所分離，而是彼此相連形成網狀的形式。當此組合物與體液接觸時，在最外部的藥物顆粒被溶解，在其後留下一個空間形成水填充通道。隨後，水由毛細管作用滲到裡面，在藥物的顆粒溶解和釋放後，又為下一個藥物顆粒形成新的通道。
因此，當親水性藥物的含量大時，藥物釋放的速率不被賦形劑所影響而是由藥物擴散通過上述通道的速率所影響。據此，在設計緩釋組合物時，藥物的含量可成為一個限制的因素。例如美國專利申請號4,761,289透露一個含有25至75wt％的牛生長激素的緩釋組合物。此組合物系採用高聚物如聚交酯，聚已酸內酯，乙烯基乙酸乙酯等製成的基質形式。然而，並未提供此組合物的釋放輪廓。
可用高聚物薄膜來控制藥物的釋放在本領域是熟知的。在本發明中，具有高藥物含量的固體丸組合物是以特殊的薄膜來包衣的，以較好地控制藥物的釋放，即本發明組合物具有一種由可生物降解的高聚物和聚氧化乙烯氧化丙烯構成的薄膜。
美國專利申請號5,342,622透露一種肽或蛋白質植入片，它是由非降解的加成高聚物例如丙烯酸乙酯和異丁烯酸甲酯共聚物、二甲胺乙基甲丙烯酸酯-甲基甲丙烯酸酯共聚物[尤德拉基特(Eudragit)E3OD]做成的薄膜來包衣的。然而這種組合物，例如就30℃貯存穩定性(見試驗例3)而言不如本發明的包含可生物降解的縮合高聚物包衣的組合物。
適用於本發明的可生物降解的高聚物包括聚交酯(PLA)，聚乙交酯(PGA)，聚(丙交酯共乙交酯)(PLGA)和它們的混合物。聚氧化乙烯氧化丙烯為非離了型表面活性劑，屬於聚氧化丙烯-聚氧化乙烯共聚物類型，用於本發明的典型聚氧化乙烯氧化丙烯為聚氧化乙烯氧化丙烯188。
美國專利申請號5,330,768透露一種通過將藥物的微粒分散在由可生物降解的高聚物和聚氧化乙烯氧化丙烯組成的基質中而製得的組合物。在這個組合物中聚氧化乙烯氧化丙烯形成一種膠狀結構，它可減低藥物的釋放速率，因此，隨聚氧化乙烯氧化丙烯含量的增加，藥物釋放的速率降低。
相反，在本發明組合物中，當聚氧化乙烯氧化丙烯含量增加時藥物的釋放速率變得更高，因為水溶性的聚氧化乙烯氧化丙烯組分在薄膜中形成充滿水的通道，幫助藥物經此擴散。本發明的薄膜中可生物降解的高聚物對聚氧化乙烯氧化丙烯重量比的可取範圍為7∶3至9∶1。
本發明的組合物可用通常的製片機大規模地製造。蛋白質藥物的變性可由用直接製片的方法避免，它不包括用於通常製片方法的溼制粒過程。溼制粒方法包括與水延長接觸和在高溫乾燥的過程，是不適於對溼氣敏感的藥物例如蛋白質藥物的。另一方面，直接製片方法不需要單獨的制粒步驟而代之以使用藥物與賦形劑粉末的混合物。在此法中，藥物/賦形劑粉末的流體性質和密度是重要的，因此，必須對賦形劑，混合方法，顆粒形狀，顆粒大小分布等的選擇給以恰當的注意。
在本發明中，由冷凍乾燥或噴霧乾燥方法得到的牛或豬生長激素粉末的使用量，在組合物總重量的基礎上可為20至80wt％。冷凍乾燥步驟不會導致蛋白質的變性，但是以這種方法得到的顆粒具有不規則的形狀，同時顆粒大小的範圍較寬。相反，噴霧乾燥得到的顆粒近似於球狀且顆粒大小的範圍相對較窄。然而，噴霧乾燥法得到的最高收率僅在70-80％。因此，適合的乾燥方法可基於經濟方面的考慮及可提供的方法來選擇。
顆粒大小符合要求的賦形劑與動物生長激素粉末以需要的比例用熟知的方法，例如球磨混合。混合後的粉末製片得到直徑2.5-4.5mm、長度2-6mm的圓柱形丸。上述丸的大小可適於用常規的用於動物，即豬和牛，的工具植入，不需求助於外科手術。然而，丸的確切大小和形狀可因給藥量及其他因素而變化。
至於包衣步驟，可用流化床包衣機械或包衣鍋機將高聚物溶液噴於丸上。薄膜的厚度可依藥物的含量，需要的藥物釋放速度等來調節，其可取的範圍為10至50μm。噴包衣操作所用的熱空氣溫度必須低至不致使組合物中的蛋白質變性但應高於溶劑的汽化溫度。包衣的丸最好在真空烤箱中乾燥以除去殘留的溶劑。
下列給出的實施例僅為說明的目的並非想要限制本發明的範圍。
實施例1步驟1)直接製片法製備豬生長激素丸10g石蠟和10g聚乙二醇35000(PEG 35K)通過0.84mm的篩並與20g冷凍乾燥的重組法製得的豬生長激素粉末(韓國專利申請號86-11710)用球磨(Erveka)混合4小時。如此得到的混合粉末用人工操作製片機(Korsh，EKO)製得平均直徑為3mm和平均長度為65mm的圓柱型丸。也試圖用自動製片操作製作由聚乙二醇35000(PEG35K)，巴西棕櫚蠟和豬生長激素(PST)以重量比1∶1∶2組成的丸。每個丸的平均重量，直徑和長度分別為54.8mg，4.0mm和4.6mm。
人工製片的丸用於下列的實施例。
步驟2)薄膜包衣丸的製備0.33gPLA(L-PLA，Birmingham Polymer Inc.)和0.084g聚氧化乙烯氧化丙烯188普盧蘭尼克(pluronic)F68，Fluka溶於4ml二氯甲烷製成包衣溶液。步驟1製得的丸被包上一層釋放膜，以一滴上述溶液溼潤，然後，過量的包衣溶液被立即除掉。包衣的丸在櫥內乾燥一小時，隨後在乾燥器中在減壓下放置一天。
實施例2豬生長激素的組合物除L-PLA對普盧蘭尼克F68的比例為9∶1外均按實施例1的相同方法製備。
實施例3豬生長激素的組合物除L-PLA對普盧蘭尼克F68的比例17∶3外均按實施例1的相同方法製備。
實施例412g L-PLA和3g普盧蘭尼克F68與300ml二氯甲烷和350ml乙腈一起放在瓶中，攪拌此混合物得到包衣溶液。
由澱粉，巴西棕櫚蠟和食用著色劑按重量比79∶20∶1組成並按照實施例1步驟1方法製作成淡黃色假丸。
以上述方法得到的假丸1kg和用實施例1步驟1得到的豬生長激素50丸用Hi-包衣機噴以上述製備的包衣溶液包衣。扇轉動速率為25rpm；空氣壓力為1.5kg/cm2；空氣流的溫度為30℃；包衣溶液的噴射速率用閥門泵控制在20ml/min。包衣丸用空氣乾燥30分鐘，然後在乾燥箱中於0.001torr以下的壓力及室溫下放置12小時。近白色含豬生長激素的丸自黃色假丸中分出。
比較例豬生長激素組合物以不加稀釋的二甲胺乙基甲丙烯酸酯-甲基甲丙烯酸酯共聚物混懸液尤德拉基特(Eudragit)NE30D，Rohm Pharn Tech為包衣溶液用與實施例1相同的方法製作。
試驗例1豬生長激素組合物的溶解試驗每瓶含有15ml磷酸鹽緩衝生理鹽水(PH7.4)的兩個40ml玻璃管瓶中分別加入實施例1中得到的未包衣丸和實施例1步驟2中得到的包衣丸。管瓶放在維持在37℃和100rpm的振蕩器內，並在固定的時間間隔取出5ml樣品。取出的每份樣品隨即補加5ml緩衝液。製備含有0.1，0.2，0.5和1mg/ml濃度的標準豬生長激素溶液，並在278nm用分光光度計測定它們吸收度得到一個標準校正曲線。樣品的濃度基於其吸收度用標準曲線計算。
圖1為高聚物薄膜包衣的生長激素丸的溶出曲線與未包衣丸的比較。％溶出度代表相對於激素的初含量激素溶出的累計量。如圖1所示，包衣丸的藥物釋放速率明顯地低。包衣丸在13天內釋放豬生長激素的總量低於60％，而未包衣的丸在一天內即釋放出60％以上。此結果表明本發明的組合物適宜於豬生長激素的緩釋組合物。
試驗例2按照豬生長激素組合物上薄膜組成的溶出試驗實施例1至3得到的豬生長激素組合物的溶出試驗按照與試驗1相同的操作進行。圖2的結果表明隨著薄膜中聚氧化乙烯氧化丙烯的含量增加溶出速率增加。
試驗例3豬生長激素組合物對侏儒大鼠增量的效果和組合物的穩定性已知動物生長激素，例如牛生長激素或豬生長激素可導致大鼠增重(J.of Anim.Sci.，731019-1029，1995)。具有生長激素低分泌遺傳的侏儒大鼠在試驗中用於考查本發明豬生長激素組合物的效果。
首先，與活性試驗的同時為了評價貯存穩定性的目的，一種情況是將例4和比較例中得到的包衣組合物和實施例1步驟1得到的未包衣組合物在4℃貯存一周。另一種情況是在30℃貯存一個月。鼠令8周的雌性侏儒大鼠尾部貼以識別標籤，稱重三天並將距平均體重偏差大的那些大鼠剔除以使一組內的鼠具有一致的體重分布。固定大鼠的前爪，後爪和前牙後，在腹部中線處割一1cm的小口，在皮下植入一個藥丸，切口用絲質縫合線按不連續方法縫合。植入後，大鼠每天在固定的時間稱重量與對照組的鼠比較。
圖3表明本發明組合物對侏儒大鼠體重的效果。組合物在4℃貯存一周後給予大鼠所得結果示於圖3a，本發明的包衣組合物在增加體重的效果方面優於未包衣的組合物或用尤德拉基特NE30D包衣的組合物。而且，組合物在30℃貯在一個月後所得結果表明(圖36)本發明組合物表現出較其他兩者為好的結果，即其具有較好的貯存穩定性。
在本發明以特定具體化實例描述時應該認識到由那些對本發明領域熟練的人可能做的各種修改和改變也均落於如所附的權利要求所限定的本發明的範圍之內。
權利要求
1.一種動物生長激素和緩釋組合物，包括含有動物生長激素和賦形劑的固體丸；和由可生物降解的高聚物及聚氧乙烯氧化丙烯組成的薄膜，並由上述薄膜將上述丸包衣。
2.權利要求1的組合物，其中動物生長激素是牛生長激素或豬生長激素。
3.權利要求1的組合物，其中動物生長激素的量為基於組合物總重量的20-80wt％。
4.權利要求1的組合物，其中可生物降解高聚物為聚交酯(PLA)，聚乙交酯(PGA)，聚(丙交酯共乙交酯)(PLGA)或它們的混合物。
5.權利要求1的組合物，其中賦形劑為親水性或疏水性物質，或它們的混合物，其量為基於組合物總重量的20至80％。
6.權利要求5的組合物，其中親水性物質為聚乙二醇，糊精，果膠，藻酸，纖維素，明膠或它們的混合物。
7.如權利要求5的組合物，其中疏水性的物質為石蠟、巴西棕櫚蠟、蜂蠟、玉米醇溶蛋白、乙基纖維素或它們的混合物。
8.權利要求1的組合物其中所說的薄膜包含可生物降解的高聚物和聚氧化乙烯氧化丙烯的比例範圍為7∶3至9∶1。
9.一種動物生長激素緩釋組合物的製備方法，包括將動物生長激素和賦形劑粉末混合物直接製片得到固體片；和由可生物降解的高聚物與聚氧化乙烯氧化丙烯組成的薄膜將丸包衣。
10.權利要求9的方法，其中所說的動物生長激素是經噴霧乾燥的。
11.權利要求9的方法，其中所說的動物生長激素是經冷凍乾燥的。
全文摘要
本發明涉及一種動物生長激素的緩釋組合物及其製備的方法，包括由動物生長激素與一種賦形劑混合併按照直接製片方法製作固體丸的步驟和由包含可生物降解的高聚物與聚氧化乙烯氧化丙烯的薄膜將丸包衣的步驟。由此得到的組合物在給藥時藥物的初始釋放量小並顯示連續均一的效果。更且，本發明組合物可大規模經濟地製作。
文檔編號A61K38/27GK1160584SQ9710032
公開日1997年10月1日 申請日期1997年1月2日 優先權日1996年1月10日
發明者金愛梨, 金南中, 鄭民姬 申請人:株式會社Lg化學