穩定的前列腺素e1的製作方法

2023-06-23 07:02:06

專利名稱：：穩定的前列腺素e1的製作方法前列腺素E1(PGE-1)本身是一種不穩定的化合物。PGE-1化學名稱為(11a，13E，15S)-11，15-二羥基-9-氧代前列腺-13-烯-1-酸；或3-羥基-2-(3-羥基-1-辛基)-5-氧代-環戊烷庚酸；且通常是指二羥基氧前列腺烯酸或PGE-1。PGE-1是一種主要的前列腺素，其易從純化的生物提取物中結晶。本發明的一個目的是開發室溫下穩定的PGE-1製劑。更為優選的是一種穩定低劑量(5-20μg)PGE-1製劑的方法，該製劑適用於治療勃起機能障礙。對凍幹PGE-1所做的各種努力描述於U.S.專利3,952,004和3,927,197。第一份專利「004描述了將PGE-1穩定在叔丁醇和氯化鈉中，以及乳糖或其它「單糖」使PGE-1不穩定。第二份專利』197描述了以叔丁醇穩定的PGE-1。儘管做出各種努力以穩定PGE-1，仍需要更好和更有效的方法以延長貯藏期和保持功效。考慮到PGE-1在固體狀態時的濃度，PGE-1製劑在乳糖中似乎是經表觀二級機理而降解。通過使PGE-1在合適的乳糖稀釋劑中濃度達到最低或通過使能影響二級速率常數的其它參數最優化，可得到最大的穩定性。二級速率常數受固態pH、緩衝液含量、含溼量、處理過程中叔丁醇的使用、冷凍速率和乾燥速率的影響。所有這些參數均被最優化以使二級速率常數值最小。本發明的主要方面是PGE-1凍幹製劑，其製備過程包括a)將PGE-1溶解於乳糖和叔丁醇的溶液中，其中叔丁醇以約15％至33％(體積/體積)的量存在，乳糖與PGE-1的比例從約40,000∶1至約10,000∶1(重量/重量)(乳糖中25至100ppm)，由此形成分散於乳糖中的PGE-1製劑；b)以一種有機酸緩衝液(優選檸檬酸鈉)調節並保持製劑的pH從約3.5至約6；c)冷凍製劑至約-50℃；以及d)乾燥製劑，以達到含溼量低於乾重的1％、叔丁醇含量低於乾重的3％。優選製劑中的PGE-1在乳糖中的量為約25至100ppm，以緩衝液的存在調節並保持pH為4至5。優選的是，冷凍步驟c)包括一退火步驟，即冷凍製劑至約-50℃，加溫至約-25℃約2小時，然後再冷凍至約-50℃。在另一方面，本發明是一種製備穩定的、凍幹的PGE-1製劑的方法，其包括上述步驟。在又一方面，本發明為一種用於治療勃起機能障礙的冷凍乾燥的PGE-1製劑。製劑的典型劑量為5-20μgPGE-1製劑。這些製劑相當於乳糖與PGE-1的比例為從約40,000∶1至約10,000∶1(重量/重量)(乳糖中25至100ppm)。也就是說，5μg相應於40,000∶1；10μg相應於20,000∶1；20μg相應於10,000∶1。本發明為凍幹的PGE-1組合物，由無菌過濾的本體溶液製得，溶液中含20％(V/V)的叔丁醇(TBA)、表觀pH約為4。在冷凍乾燥過程中，水和TBA均被除去。凍幹後殘餘的水和TBA分別為低於乾燥塊狀物的0.5％和乾燥塊狀物的0.5-2％。一種製劑中，凍幹完成後一小瓶藥劑含23μgPGE-1(二羥基氧前列腺烯酸)，193.8mg無水乳糖和53μg檸檬酸鈉。重新將該凍乾粉末溶於1.0ml注射用水或注射用抑菌水後，得到含20μg/mlPGE-1的溶液。將該凍乾粉末裝入一個5ml小瓶中，在冷凍乾燥室中以凍幹形式密封，用一鋁製封蓋蓋上。利用Arrhenius方程和加速的穩定性數據預測PGE-1的化學穩定性。初始速率動力學分析(即監測主要降解產物PGA1的形成速率)可用來評估化學穩定性。該設計好的穩定性分析表明，當以最優化製劑和生產過程正確生產產品時，當產品存放於25℃或更低溫度時貯藏期應長於24個月。初始工作集中於乳糖稀釋劑的使用和從叔丁醇(TBA)/水共溶體系中凍幹。產生的冷凍乾燥製劑表現出具有固體溶液的性質。PGE-1在這類製劑中的降解可用二級機理進行最好的描述。可通過使乳糖稀釋劑的量達到最多或PGE-1的量最少來提高穩定性。固態二級動力學很好地適用於Arrhenius型的溫度關係。殘餘溼分表現出對穩定性的不利影響。塊狀物的pH也影響穩定性。在約pH4-5可獲得最佳穩定性。向配方中加入最少量的檸檬酸鹽緩衝液以控制pH。從TBA/水共溶劑混合物中凍幹比僅從水中凍幹能提高製劑的穩定性。通常，標準凍幹技術可用於製備穩定化PGE-1。更為優選地，退火技術可用來減少和更為均一地控制凍乾產品中殘餘的叔丁醇。當從17-25％TBA/水混合物中冷凍乾燥時可獲得最佳穩定性。製備穩定化、凍幹PGE-1製劑的方法控制著影響產品穩定性的關鍵參數，這些參數包括存在的乳糖稀釋劑的水平、凍幹塊狀物的表觀pH、含溼量、工藝過程中共溶劑叔丁醇的使用、凍幹前的冷凍速率和方法，冷凍乾燥速率及生產產品所用小藥瓶的大小。從叔丁醇(TBA)/水混合物中凍幹緩衝的PGE-1乳糖製劑，與僅從水溶液體系中冷凍乾燥相比可提供更高的產品穩定性。看來使產品具有最大穩定性的TBA水平是TBA量為17-25％(V/V)。選擇20％TBA水平作為製備PGE-1製劑時的共溶劑的量，因為該值落在最佳共溶劑範圍內。使用較低水平的TBA也會降低可燃性，減少凍幹後將會產生的TBA廢物的量，減少產物中的異丙醇(工藝過程中TBA裡的雜質)的量，降低生產過程中乳糖從共溶體系中沉澱的趨勢。穩定性數據清楚地說明，從TBA/水共溶體系中凍幹緩衝的乳糖PGE-1製劑比從水溶液體系中冷凍乾燥的更為穩定。當使用TBA時改善穩定性的機理是不為人知的，但看來它能使PGE-1分子在生產中的冷凍和凍幹階段保持更遠的距離。因此，建議最終製劑是從含20％(V/V)TBA的共溶體系中凍幹的。所採用的這種TBA水平是非常重要的，因為最終製劑中較低的TBA水平(≤17％)會使生產出的產品穩定性大大低於使用至少20％TBA時的產品。希望終產品中所得殘餘的TBA約為塊狀物重量的0.5至2％。對TBA和其雜質(異丙醇，2-丁醇和異丁醇)的安全性評估推斷出，200μg冷凍乾燥的塊狀物中不多於3％的TBA水平是可接受的，且其它殘餘的有機溶劑不應多於200mg冷凍乾燥塊狀物的0.5％。對乳糖加熱會對產品穩定性造成不利影響。穩定性數據清楚地指出，冷凍乾燥循環(初次和二次乾燥)的精確檢查對再現生產大量具有相同穩定性的產品是至關重要的。因此，穩定性可以是過程參數的函數。因為PGE-1降解動力學適於(至少從經驗上)二級機理，所以用乳糖簡單稀釋PGE-1可提高穩定性。這一點提示人們，使用於給定量PGE-1的乳糖量最大將獲得最佳穩定性。對於20μg/ml的PGE-1製劑，為配製最佳製劑所選擇的乳糖量為204mg一水合乳糖。凍幹後，降去5％的水，小瓶中所得乳糖為193.8mg。193.8mg無水乳糖的塊狀物體積約為0.13ml。因此，用1.0ml稀釋後，理論上乳糖溶液的濃度為193.8mg/1.13ml或172mg/ml。用1.0ml稀釋後，生產20μg/ml溶液所需的PGE-1量為1.13ml×20μg/ml或22.6μg。人們已確定，塊狀物pH也影響產品穩定性。當塊狀物pH保持在pH4至5左右時可獲得最大穩定性。檸檬酸鹽和乙酸鹽緩衝液均可使用；然而，選擇檸檬酸鹽緩衝液作為PGE-1配方的緩衝液，因為它是用於非腸道產品的常用緩衝液。因為PGE-1對酸和鹼水解均敏感，所以可能發生PGE-1分子的一些緩衝液催化。為最終製劑選擇的檸檬酸鹽緩衝液的量基於下面的兩方面間的平衡，即足以控制pH的足夠的緩衝液，而其自身不會明顯提供一個可選的催化路徑。為最終製劑選擇的檸檬酸鹽水平為53μg檸檬酸鈉/23μgPGE-1(3.17mol檸檬酸鹽/molPGE-1)。該水平的檸檬酸鹽在理論上僅會引起降解速率常數相對較小的增加(＜7％)。為確定是否存在足夠緩衝液以為產品貯藏期控制pH，具有這些緩衝液量的樣品在加速條件下降解至效力低於初始效力的90％。測定初始pH以及效力降低＞10％後的pH。pH值沒有明顯的變化。這證明了存在足量的緩衝液以在產品正常貯藏期中維持pH，這時的降解程度低於10％。產品中溼份的存在會對產品穩定性有負面影響。因此優選在生產過程中製劑具有儘可能低的溼份水平，並在產品的整個貯藏期中保持該水平。冷凍速率也對產品穩定性具有影響。降解途徑的獨特動力學表明很必要將PGE-1分子保持儘可能遠的距離以使兩個PGE-1分子的相互作用最小。通常，將凍幹循環設計得儘可能地快，在初次乾燥過程中不超過冰凍溶液的熔化溫度。因此，只要在初次乾燥階段沒有回熔發生且二次乾燥階段水含量被降至一個足夠低的水平，那麼該產品通常是可接受的。但是PGE-1製劑與正常情況區別很大，因為製劑中的主要成份是乳糖。據文獻報導，乳糖具有一非常低的玻璃化溫度(Tg)，數值約為31℃。這就可能在高於賦形劑如乳糖的玻璃化溫度下進行凍幹，而不超過本體溶液的熔化溫度。若產品溫度超過Tg，則冰凍溶液粘度會顯著降低，產生一種橡膠狀體系，其中PGE-1分子的流動性會顯著增強。這種情況會導致PGE-1分子聚集、形成微束、或變得比冰凍溶液保持在低於Tg時更為接近的情況。因此，使乾燥循環最優化以防止此類情況的發生是很重要的。通常，使用標準技術冷凍乾燥乳糖製劑中的PGE-1。更為優選地，使用退火過程減少和控制殘餘的叔丁醇。在退火過程中冷凍乾燥過程的初始階段是冷凍PGE-1製劑至約-50℃，將其加溫至約-25℃約2小時，然後再冷凍至約-50℃。接下來，繼續進行冷凍乾燥以達到含溼量低於乾重的1％，叔丁醇含量低於乾重的3％。結論是，為達到合適的產品穩定性，不僅必須仔細選擇製劑配方，而且生產過程也必須進行合適的最優化。此時從理論上還不能完全明白其機理，但是所描述的效果是可再現的。因此，用一個保守循環以便總能獲得產品最大穩定性。PGE-1乳糖基底製劑模型表明，穩定性與Arrhenius型溫度關係非常相關。無論將速率常數對PGE-1的降解速率作圖還是對主要降解產物PGA1的形成速率作圖，這種對Arrhenius關係的符合性是顯而易見的。因此，通過初始速率型的動力學分析(即監測PGA1形成速率)能準確估算PGE-1乳糖製劑的穩定性。根據上述方法來確定凍幹製劑PGE-1(AlprostadilS.Po)的最佳配方及用於注射治療如治療勃起機能障礙的優選設計方案。就固態時PGE-1濃度而論，該製劑看來是按表觀二級機理降解的。通過使乳糖稀釋劑中PGE-1濃度最小化或使那些影響二級速率常數的參數最優化，可獲得最大的穩定性。為最優化配方所選擇的乳糖稀釋劑的量基於溶解度極限和乳糖的刺激電位。在一實施方案中，存在的PGE-1的量基於針對注射體積1ml或更少所建議的臨床劑量。二級速率常數受固態pH、緩衝液含量、含溼量、工藝過程中叔丁醇的使用、冷凍速率及乾燥速率的影響。將這些因素最優化以使二級速率常數的值最小。產品從含20％(V/V)叔丁醇(TBA)、表觀pH約為4的無菌過濾的本體溶液中凍幹。在凍幹過程中除去水和TBA。凍幹後殘餘的水和TBA分別為＜乾燥塊狀物的0.5％和乾燥塊狀物的0.5至2％的乾燥塊狀物質。最終製劑，例如完成凍幹後每瓶含23μgPGE-1(二羥基氧前列腺烯酸)，193.8mg無水乳糖和53μg檸檬酸鈉。將該凍乾粉末與1.0ml注射用水或注射用抑菌水重新配製後，會得到含20μg/mlPGE-1的溶液。或者，例如完成凍幹後最終製劑每瓶含11.9μgPGE-1(二羥基氧前列腺烯酸)，193.9mg無水乳糖和53μg檸檬酸鈉。該凍乾粉末與1.0ml注射用水或注射用抑菌水重新配製後，會得到含10μg/mlPGE-1的溶液。或者，例如完成凍幹後最終製劑每瓶含6.1μgPGE-1(二羥基氧前列腺烯酸)、193.8mg無水乳糖和53μg檸檬酸鈉。該凍乾粉末與1.0ml注射用水或注射用抑菌水重新配製後，將獲得含5μg/mlPGE-1的溶液。將每一例中的凍乾粉末裝入5ml瓶中，在冷凍乾燥室中以凍幹形式密封，並用一鋁蓋封口。可用Arrhenius方程和加速的穩定性數據預測PGE-1的化學穩定性。初始速率動力學分析(即監測主要降解產物PGA1的形成速率)也可用來評估化學穩定性。這樣設計的穩定性分析表明，當以最優化配方和工藝正確地生產產品時，該產品存放於25℃或更低溫度下的貯藏期應大於24個月。製備在上述條件下冷凍乾燥的不同濃度的大量的PGE-1穩定化產品，並測定了穩定性。結果示於下表表I20μg濃度表II10μg濃度表II(續)表III5μg濃度>表III(續)這些表說明保持了凍乾產品壽命中的優良穩定性。權利要求1.一種由下述過程製備的PGE-1凍幹製劑，製備過程包括a)將PGE-1溶解於乳糖和叔丁醇的溶液，其中所說的叔丁醇存在量為從約15％至約33％(體積/體積)，所說的乳糖與PGE-1的比例從約40,000∶1至約10,000∶1(重量/重量)，由此形成分散於乳糖中的PGE-1製劑；b)用一種有機酸緩衝液調節並保持所說製劑的pH為從約3.5至約6；c)冷凍所說製劑至約-50℃；以及d)乾燥所說製劑，以達到含溼量低於乾重的1％，叔丁醇含量低於乾重的3％。2.由權利要求1的過程製備的PGE-1凍幹製劑，其中所說的步驟c)包括冷凍所說製劑至約-50℃後，加溫至約-25℃約2小時，然後再冷凍至約-50℃。3.由權利要求1的過程製備的PGE-1凍幹製劑，其中步驟b)中所說的有機酸緩衝液為檸檬酸鈉。4.由權利要求1的過程製備的PGE-1凍幹製劑，其中PGE-1在乳糖中的量為約25至約100ppm。5.由權利要求1的過程製備的PGE-1凍幹製劑，其中步驟b)是以一種有機酸緩衝液調節並保持所述製劑的pH為4至5。6.一種製備穩定的PGE-1凍幹製劑的方法，包括下列步驟a)將PGE-1溶解於乳糖和叔丁醇的溶液中，其中所說的叔丁醇存在量從約15％至約33％(體積/體積)，所說的乳糖與PGE-1的比例為約40,000∶1至約10,000∶1(重量/重量)，由此形成分散於乳糖中的PGE-1製劑；b)以一種有機酸緩衝液調節並保持所述製劑的pH為從約3.5至約6；c)冷凍所述製劑至約-50℃；以及d)乾燥所述製劑，以達到含溼量低於乾重的1％，叔丁醇含量低於乾重的3％。7.權利要求6的方法，其中所說的步驟c)包括，冷凍所說的製劑至約-50℃後，加溫至約-25℃約2小時，然後再冷凍至約-50℃。8.權利要求6的方法，其中步驟b)中所說的有機酸緩衝液是檸檬酸鈉。9.權利要求6的方法，其中PGE-1在乳糖中的量為約25至約100ppm。10.權利要求6的方法，其中步驟b)是以一種有機酸緩衝液調節並保持所說製劑的pH為4至5。全文摘要一種穩定、凍幹的前列腺素E文檔編號A61K47/26GK1133561SQ94193888公開日1996年10月16日申請日期1994年9月6日優先權日1993年10月27日發明者D·L·逖加爾登,W·J·彼特理,P·M·哥爾德申請人:厄普約翰公司