用於遞送活性化合物的膠態系統的製備方法
2023-05-10 22:33:16 3
專利名稱：用於遞送活性化合物的膠態系統的製備方法
技術領域：
本發明涉及用於製備膠態系統例如納米膠囊和納米粒子的方法，所述方法包含用於減小粒子尺寸的均質化步驟。
背景技術：
取決於給藥途徑和分子的物理化學和形態特徵兩者，用於治療目的的生物活性分子的給藥存在大量困難。由於人類和動物身體中上皮屏障的通透性有限，一些藥物，包括肽、蛋白質和多糖在內，不能通過黏膜表面有效吸收。已證實，將大分子摻入到納米尺寸系統中使它們更容易穿透上皮屏障，並保護它們免於降解。因此，提出了能夠與所述屏障相互作用的納米顆粒系統作為有希望的策略，以便實現活性成分通過黏膜的穿透。在這種意義上，已進行了重要的研究工作，其目的在於開發具有正的淨電荷的膠態系統，從而允許所述系統通過具有陽離子特徵的生物環境被吸收和/或粘附於生物膜 (黏膜和皮膚)。因此，已描述了大量基於由親脂核構成並用脫乙醯殼多糖包被的納米乳液和納米膠囊，用於通過不同途徑給藥活性成分的系統[W096/37232 ;Calv0等，Colloid. Polym. Sci. ，1997,275,46-53 ；El-Shabouri, Intern.J.Pharmac,2002,249, 101-8 ； Filipovic-Grcic, J. Microencap.，2001，18(1),3-12]。親水性脫乙醯殼多糖聚合物摻入到水性相中為所述系統提供了正的淨電荷。然而，這些納米膠囊系統的使用產生了一些不穩定性問題，因為在超過一個月的儲存期中，它們的組成導致活性成分從親脂相逐漸釋放。文獻EP 1834635A1描述了納米膠囊系統，所述系統包含磷脂和油的親脂核以及脫乙醯殼多糖的親水相，其除了具有結合活性親脂分子並將它們在適合的生物環境中釋放的極大能力之外，在其儲存和運輸期間還具有明顯提高的穩定性。在所述納米膠囊系統的製備中使用的所有方法都基於溶劑驅替方法 (solvent-displacing process)，在該方法中，在親脂相與含脫乙醯殼多糖的水性相混合後，自發形成納米膠囊。然而，源於這種溶劑驅替方法的一個缺點是親脂相的有機溶劑向水性相擴散，衝走了活性成分。因此，在隨後的溶劑蒸發階段和水性相濃縮中，活性成分沉澱形成晶體。因此，所使用的有機溶劑極為依賴於它在水性相中擴散的能力。例如，當包封環孢素時，由於優選的混合物乙醇/甲醇向水性相快速擴散，因此需要使用丙酮，儘管它有毒性。此外，能夠摻入到親脂相中的油的量相當有限，因為大量使用導致形成獨立的球滴，其傾向於在乳液表面中形成聚集體而不被脫乙醯殼多糖覆蓋。這種特點相當大地限制了摻入到納米膠囊中的活性成分的量，因為所述油構成了所述活性成分溶解於其中的介質。這種方法的另一個缺點是在混合親脂相和水性相後形成的懸液被高度稀釋，並且在納米膠囊一經形成後，必須在隨後的步驟中蒸發掉大量有機溶劑和水。這使得所述方法從工業角度來看沒有生命力，因為蒸發過程非常耗時。此外，為了避免製劑的去穩定化、游離油的存在以及攪拌-蒸發過程後脫乙醯殼多糖聚集體的形成，需要大量水。脫乙醯殼多糖在納米顆粒的配製中也被用作天然和生物相容的聚合物 (W001/3275U W099/47130)。它也與帶負電荷的聚合物例如糖胺聚糖(W02004/112758、 W02007/135164)或陰離子多糖例如硫酸軟骨素(W02007/031812)組合使用。用於製備脫乙醯殼多糖納米粒子的方法基於親離子凝膠化方法(ionotropic gelification process)，在該方法中，在將含脫乙醯殼多糖的水性溶液與含有帶負電荷聚合物和交聯劑的另一種水性溶液混合後，納米粒子通過脫乙醯殼多糖與帶負電荷分子之間的靜電相互作用自發形成。然而，這種方法與脫乙醯殼多糖濃度直接相關，因為溶液越濃，納米粒子的尺寸越大。因此，為了獲得在納米範圍內的粒子，需要低的脫乙醯殼多糖濃度，其對方法的得率有不利影響。另一方面，用於製備納米顆粒系統的均質化技術在現有技術中已廣泛描述 [W098/07414、W002/051390、W003/04225U W001/89522、W02005/072709, W02007/069272、 W02007/059118]。均質化是使用動態高壓均質作用降低液體藥品的粒子尺寸，來製備穩定得多的活性藥劑分散相以增加臨床有效性的方法。然而，上面提到的文獻都沒有描述製備膠態系統例如包含被脫乙醯殼多糖親水相包圍的磷脂和油的親脂核的納米膠囊、或網狀脫乙醯殼多糖的納米粒子的均質化方法，也沒有提出這種方法賦予所述膠態系統以特殊優點。考慮到這些數據，非常需要開發克服了源於現有技術狀態中所描述方法的問題的、用於製備所述膠態系統的方法。發明簡述本發明的作者開發了用於製備膠態系統的新方法，所述方法包含均質化步驟，其克服了源於現有技術的方法例如溶劑驅替方法和經典的親離子凝膠化方法的許多問題。因此，與其中通過混合親脂相和水性相而自發形成納米膠囊的溶劑驅替方法相反，本發明的方法允許將以重量計至少2%並高達以重量計4%的活性成分包封到納米膠囊中，而不在納米系統中形成沉澱的晶體。通過本發明的方法，用於每種活性分子的優選溶劑甚至可能以低得多的量使用， 其允許使用高濃度活性成分並便於膠態系統的製備，因為事實上免除了溶劑蒸發階段。源於本發明方法的另一個優點是，與溶劑驅替方法相比，納米膠囊的平均有效尺寸顯著減小。該特點對於系統的效能並因此對於活性成分的釋放真正有利，因為納米膠囊的尺寸減小增加了親脂相與親水相之間的比表面，從而增加親脂相與生物環境(皮膚和黏膜)之間的接觸並使活性成分的釋放更加容易。此外，本發明的方法還允許將更大量的油摻入到親脂相中而不形成聚集體，這為系統提供了長期穩定性以及添加更大量親脂性活性成分的可能性。將更大量的、甚至高達以重量計2. 5%的脫乙醯殼多糖摻入水性相也是可能的，取決於待摻入的活性成分和待治療的指徵，這有時是重要的。此外，因為與溶劑驅替方法相比，初始水性溶液中的水可以減少35重量％，因此能夠獲得濃得多的製劑而不會使系統不穩定。
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事實上，本發明的方法允許將乳液的濃度增加12倍，因此導致蒸發過程的顯著減少，這使得方法更經濟也更安全、更快速和成本效益比更高。另一方面，與其中通過混合兩種水性相而自發形成納米粒子的經典親離子凝膠化方法相比，本發明的方法允許即使在脫乙醯殼多糖濃度顯著增加的情況下也能製備在納米範圍內的粒子。因此，本發明的一個方面包括用於製備尺寸小於Iym的膠態系統的方法，所述方法包含a)在有機溶劑存在或不存在下提供親脂相，該親脂相包含a. 1)至少磷脂組分；和a. 2)油；以及a. 3)生物活性親脂分子；
b)提供水性相，該水性相包含b. 1)脫乙醯殼多糖或其衍生物；以及b. 2)聚氧亞烷基化化合物；c)將所述親脂相和水性相混合以便形成乳液；d)對所述乳液進行均質化處理以形成平均有效粒子尺寸小於1 μ m的納米膠囊；或者，作為替代，e)提供水性溶液，其包含脫乙醯殼多糖或其衍生物以及任選的選自葡甘露聚糖、 透明質酸、聚氧亞烷基化化合物及其衍生物的聚合物，以及f)提供水性溶液，其包含交聯劑和生物活性分子；g)將所述兩種水性溶液混合以便形成團集物；以及h)對所述團集物進行均質化處理以形成平均有效粒子尺寸小於1 μ m的粒子。在另一個實施方案中，本發明涉及可以通過如上定義的方法獲得的膠態系統。發明詳述在本發明的情形中，下列術語具有下面詳述的意義。術語「膠態系統」是指其平均有效尺寸小於1 μ m的物理實體。它包括納米膠囊和納米粒子。在本發明的具體實施方案中，平均有效尺寸小於350nm、更優選小於300nm、更優選小於mOnm。術語「納米膠囊」被理解為由親水相包圍的親脂性質的核，所述親水相包含具有正電荷並「包封」所述核的親水性聚合物。納米膠囊分散在水性介質中，其中所述水性介質可以包含溶解的附加量的親脂性聚合物。納米膠囊的不同的親脂組分和親水組分之間產生的離子相互作用產生特徵性的物理實體，其是獨立和可觀察的，其平均有效尺寸小於ι μ m，即平均尺寸在Inm至999nm之間。術語「納米粒子」被理解為是由脫乙醯殼多糖和活性成分之間的靜電相互作用以及通過添加網化劑獲得的偶聯物的親離子凝膠化而形成的結構。納米粒子的兩種組分之間產生的靜電相互作用和隨後的網化產生特徵性的物理實體，其是獨立和可觀察的，其平均有效尺寸小於ι μ m,即平均尺寸在Inm至999nm之間。術語「平均有效尺寸」被理解為在水性介質中移動的膠態粒子的平均直徑。這些系統的平均尺寸可以使用本技術領域的專業人員已知、並且描述在例如下面的實驗部分中的標準程序來測量。「均質化方法」被理解為是指允許通過機械手段減小從執行本發明方法的步驟a) 至d)得到的乳液中形成的球滴的尺寸，或減小作為執行步驟e)至h)的結果形成的團集物的尺寸的任何方法。均質化方法的實例包括高壓均質化、超聲、高剪切混合或施加衝擊力或機械應力。可選方案1本發明的用於製備膠態系統的方法包含一種可選方案，其包含下列步驟
a)在有機溶劑存在或不存在下提供親脂相，該親脂相包含a. 1)至少磷脂組分；和a. 2)油；以及a. 3)生物活性親脂分子；b)提供水性相，該水性相包含b. 1)脫乙醯殼多糖或其衍生物；以及b. 2)聚氧亞烷基化化合物；c)將所述親脂相和水性相混合以便形成乳液；d)對所述乳液進行均質化處理以形成平均有效粒子尺寸小於1 μ m的納米膠囊。這種方法導致產生納米膠囊形式的膠態系統，其中親脂相構成納米膠囊的核，該核被為納米膠囊表面提供正電荷的親水相所包圍。通過執行本發明方法的步驟a)和d)所獲得的納米膠囊，其特徵在於它們具有小於1 μ m的平均有效尺寸，優選情況下它們具有Inm至999nm之間、優選50nm至800nm之間、 更優選IOOnm至300nm之間的平均尺寸。膠囊的平均尺寸主要受磷脂組分的量(量越大， 得到的尺寸越小)、脫乙醯殼多糖的量和分子量(量或分子量較大，尺寸增加)、使用的油的密度、和均質化處理的參數例如壓力、溫度或施加的機械力的幅度的影響。此外，歸因於脫乙醯殼多糖的胺基，納米膠囊可以具有表面電荷(由ξ電位度量)，其幅度可以在+ImV至+70mV之間變化。親脂相通過對至少一種磷脂組分、油和生物活性分子進行物理混合來製備親脂相。親脂相的功能是容納活性親脂成分並在晚些時候將其釋放在適合的生物環境中。在具體實施方案中，可以將親脂相的組分溶解在有機溶劑中。與溶劑驅替方法相反，本發明的方法允許使用每種活性成分的優選溶劑而不向水性溶液擴散。然而，優選使用可藥用有機溶劑例如乙醇和異丙醇。可選地，不將親脂相的組分溶解在任何有機溶劑中而照原樣使用和混合。該相中存在的油也起到用於其餘組分的溶劑的作用。磷脂組分在本申請的情形中，磷脂組分被理解為是一類離子性脂類，其在最簡單形式下包含甘油，所述甘油與兩個脂肪酸(1，2-二醯甘油)和磷酸基團鍵合。通常情況下，磷酸基團通過磷酸二酯鍵與另一個原子團鍵合，所述原子團通常含有氮，例如是膽鹼、絲氨酸或乙醇胺。其他磷脂源自於氨基醇鞘氨醇或二氫鞘氨醇(鞘磷脂)，不是必需源自於甘油。得到的化合物具有源自於脂肪酸鏈的親脂部分和源自於磷酸基團的親水部分、以及電荷。
在本發明的方法中使用的磷脂組分優選選自磷酸甘油酯、鞘磷脂、腦磷脂及其混合物。磷酸甘油酯例如磷脂醯膽鹼、磷脂醯乙醇胺、磷脂醯絲氨酸、磷脂醯甘油、磷脂醯肌醇、溶血磷脂醯膽鹼和磷脂酸，是由脂肪酸、甘油、磷酸和醇(例如膽鹼、絲氨酸、乙醇胺、甘油或肌醇)形成的脂類。鞘磷脂例如神經鞘磷脂由鞘氨醇、脂肪酸、磷酸和醇或氨基醇形成。腦磷脂由甘油、磷酸、兩種脂肪酸和兩種醇類鹼(膽鹼和鞘氨醇)形成。在本發明的優選實施方案中，磷脂組分包含磷酸甘油酯。更優選情況下，它包含選自磷脂醯膽鹼、磷脂醯乙醇胺、溶血磷脂醯膽鹼和磷脂酸的磷酸甘油酯或其混合物。在優選的變化形式中，磷脂組分是卵磷脂。優選情況下使用可商購的大豆卵磷脂， 儘管也可以使用雞蛋卵磷脂。卵磷脂是脂類化合物的複雜混合物，所述脂類化合物中大部分是磷脂化合物，特別是磷脂醯膽鹼、磷脂醯乙醇胺和溶血磷脂醯膽鹼。一般來說，卵磷脂由其商品名和指示其組成中磷脂醯膽鹼的百分率的數字標明。卵磷脂中磷脂醯膽鹼的百分率可以在35%至高達事實上100%之間變化，然而在本發明中使用的卵磷脂具有在35%至75%之間、優選在 35%至55%之間的卵磷脂百分率。使用非常的高磷脂醯膽鹼百分率(高於80% )的卵磷脂是不可取的，因為它提高了納米膠囊懸液中游離油的存在。就此而言，市場上可以獲得幾種磷脂醯膽鹼百分率不超過80%的卵磷脂。因此，優選使用Epikuron 135F、Epikuron 145V、 Epikuron 170、Lipoid S30、Lipoid S45 禾口 Lipoid S75。同樣地，磷脂醯膽鹼/磷脂醯乙醇胺的比率影響具有適合的穩定性性質的納米膠囊的形成。因此，已證實使用其中磷脂醯膽鹼/磷脂醯乙醇胺比率為約7/1，且組成中磷脂醯膽鹼的比例高於35%的Epikur0nl35F，提供了最好的穩定性結果。在優選實施方案中，膠態系統中，相對於包括水的總重量，磷脂組分的比例以重量計在0.5%至20%之間，更優選以重量計高於10%。油在親脂相的製備中使用的油包括基於植物的油，其被理解為任何可以從植物來源獲得的油。基於植物的油的實例包括葵花籽油、玉米油、大豆油、棉籽油、花生油、大豆油、月見草油、琉璃苣油、橄欖油、椰子油、棕櫚油、大麻籽油、杏仁或種籽油、小麥胚芽油、玉米胚芽油、可可油、澳洲堅果油(macadamia oil)、杏仁油、鱷梨油、金盞花油、葡萄籽油、芝麻油、 霍霍巴油或榛子油。然而，在本發明的情形中，術語油還打算包括具有一種或多種不飽和的和/或飽和的鏈脂肪酸或其衍生物的油。所述脂肪酸的實例包括但不限於飽和脂肪酸例如辛酸/ 癸酸甘油三酯(Mygliol)、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、金合歡酸(acacidic acid)、 carnacilic acid, araquidic acid、山嵛酸、二十四烷酸、或二十六烷酸；單不飽和脂肪酸例如月桂烯酸、棕櫚油酸、油酸、11-十八碳烯酸、9-二十碳烯酸、鯨蠟烯酸或芥酸；多不飽和脂肪酸例如亞油酸、亞麻酸、Y-亞麻酸、十八碳四烯酸、花生四烯酸、4，7，11-二十二碳三烯-18-炔酸或二十二碳六烯酸或其混合物。同樣地，可以使用這些脂肪酸的衍生物，其根據本定義理解為具有高親脂特點並作為酸基團與醇類或胺類反應的結果而產生的化合物，例如所述脂肪酸的酯類或醯胺。同樣地，脂肪酸衍生物的定義包括具有羥基、醚基或烷基作為烴鏈的取代基的脂肪酸，例如 2-羥基二十四烷酸、2-羥基二十四碳-15-烯酸、蓖麻油酸、結核硬脂酸或植烷酸或它們的酯或它們的醯胺；或在烴鏈中具有環結構的脂肪酸，例如乳桿菌酸或環戊烯-2-十三烷酸。
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在本發明的優選實施方案中，包含在親脂溶液中的油是蓖麻油。所述油通過冷壓榨蓖麻(Ricinus Communis L.)種子獲得，儘管它是可商購的。它具有長鏈脂肪酸(C16-C18) 組成2% (最大值)的棕櫚酸，2. 5% (最大值)的硬脂酸，2. 5-6.0%的油酸，2. 5-7.0%的亞油酸，(最大值)的亞麻酸和85-92%的蓖麻油酸。在本發明的具體實施方案中，膠態系統的製劑中，相對於系統總重量，油的比例以重量計為至少7%。這種油的比例允許包封以重量計至少2%並高達以重量計4%的活性成分而不形成沉澱的晶體。優選情況下，膠態系統中，相對於系統總重量，油的比例大於以重量計20%，更優選以重量計為至少25%。與溶劑驅替方法相反，這些大量油的存在賦予膠態系統以長期穩定性，並且避免了聚集體的形成。生物活性親脂分子親脂相還包含至少一種生物活性親脂分子。這種分子的摻入通過將其與磷脂組分和油一起溶解在該親脂相中來進行，組分添加的次序無關緊要。術語「生物活性親脂分子」是指被用於疾病的治療、治癒、預防或診斷或被用於改善人類和動物的身心健康的任何具有親脂特點的物質。這些具有親脂特點的分子包括蛋白質、肽類、脂類、改性寡核苷酸(冷凍乾燥)、皮質類固醇、親脂性維生素例如維生素A、D、 K和E、抗真菌劑、制菌劑、癒合劑、抗組胺劑、麻醉劑、止癢劑、抗牛皮癬藥劑、抗生素、抗病毒劑、防腐劑、抗痤瘡劑、脫色劑、抗皮脂溢藥、免疫抑制劑、非留體抗炎藥(NSAID)、源自於 Capsilum的消炎藥。在優選實施方案中，生物活性親脂分子是環孢素。在另一個具體實施方案中，生物活性親脂分子是抗生素，例如紅黴素、克拉黴素、 阿奇黴素、羅紅黴素、地紅黴素。在另一個優選實施方案中，生物活性親脂分子是皮質類固醇，例如氫化可的松、強的松、氟替卡松、潑尼松龍、曲安西龍、曲安奈德、地塞米松、倍他米松、倍氯米松、二丙酸倍氯米松。在具體實施方案中，膠態粒子中，相對於包括水的總重量，生物活性親脂化合物的比例以重量計在0. 5 %至20 %之間，更優選以重量計在1 %至10 %之間，更優選以重量計在 2%至10%之間，更優選在2至5%之間。優選情況下，親脂相還包含苯甲醇，其有助於維護系統並且也有助於溶解活性成分。親水相親水相通過將脫乙醯殼多糖和聚氧亞烷基化化合物溶解在水中來製備。該水性相的功能在於包被納米膠囊，此外還為它提供正電荷，允許其通過具有陽離子特點的生物環境被吸收或吸附在其上。脫乙醯殼多糖脫乙醯殼多糖是源自於幾丁質(聚-N-乙醯-D-葡萄糖胺)的天然來源的聚合物，其中很大部分N的乙醯基已通過水解被消除。脫乙醯的程度優選高於40%、更優選高於 60%。在變體中，它在60-98%之間。因此，它具有氨基多糖結構和陽離子特點。它包含式 (I)的單體單元的重複
權利要求
1.用於製備尺寸小於ιμ m的膠態系統的方法，所述方法包含a)在有機溶劑存在或不存在下提供親脂相，該親脂相包含 a. 1)至少磷脂組分；和a. 2)油；以及a.3)生物活性親脂分子；b)提供水性相，該水性相包含b.1)脫乙醯殼多糖或其衍生物；以及 b. 2)聚氧亞烷基化化合物；c)將所述親脂相和水性相混合以便形成乳液；d)對所述乳液進行均質化處理以形成平均有效粒子尺寸小於1μ m的納米膠囊； 或作為替代e)提供水性溶液，其包含脫乙醯殼多糖或其衍生物以及任選的選自葡甘露聚糖、透明質酸、聚氧亞烷基化化合物及其衍生物的聚合物，f)提供水性溶液，其包含交聯劑和生物活性分子；g)將所述兩種水性溶液混合以便形成團集物；以及h)對所述團集物進行均質化處理以形成平均有效粒子尺寸小於1μ m的粒子。
2.權利要求1的方法，其中磷脂組分是卵磷脂。
3.權利要求1或2的方法，其中，相對於包括水的膠態系統的總重量，油以重量計至少 7%的比例添加。
4.權利要求1至3的方法，其中油是蓖麻油。
5.權利要求1至4任一項的方法，其中聚氧亞烷基化化合物是聚環氧乙烷或環氧乙烷-環氧丙烷共聚物。
6.權利要求1至5任一項的方法，其中相對於包括水的膠態系統的總重量，磷脂組分的比例以重量計在0. 5%至20%之間。
7.權利要求6的方法，其中相對於包括水的膠態系統的總重量，磷脂組分的比例以重量計高於10%並以重量計最高達到20%。
8.權利要求1至7任一項的方法，其中相對於包括水的膠態系統的總重量，油的比例以重量計高於20%。
9.權利要求1至8任一項的方法，其中相對於包括水的膠態系統的總重量，生物活性親脂分子的比例以重量計在0. 5%至20%之間。
10.權利要求1至9任一項的方法，其中親脂相還包含苯甲醇。
11.權利要求1至10任一項的方法，其中生物活性親脂分子選自環孢素、倍他米松和抗生素。
12.權利要求1至11任一項的方法，其中在步驟b.1)中，相對於包括水的膠態系統的總重量，脫乙醯殼多糖的比例以重量計在0. 至4%之間。
13.權利要求1至12任一項的方法，其中在步驟b.2)中，相對於包括水的膠態系統的總重量，聚氧亞烷基化化合物的比例以重量計在0. 5%至10%之間。
14.權利要求1至13任一項的方法，其中從步驟a)至d)產生的膠態系統是納米膠囊。
15.權利要求1的方法，其中在步驟e)中，相對於包括水的膠態系統的總重量，脫乙醯殼多糖的比例以重量計在0. 01 %至4%之間。
16.權利要求1或13的方法，其中在步驟f)中，相對於包括水的膠態系統的總重量，生物活性分子的比例以重量計在0. 001%至5%之間。
17.權利要求1和15至16任一項的方法，其中從步驟e)至h)產生的膠態系統是納米粒子。
18.能夠通過權利要求1至17任一項的方法獲得的膠態系統。
全文摘要
本發明涉及用於製備膠態系統例如納米膠囊和納米粒子的方法，所述方法包含用於減小粒子尺寸的均質化步驟。
文檔編號A61K8/73GK102458378SQ201080025376
公開日2012年5月16日 申請日期2010年6月7日 優先權日2009年6月8日
發明者佩納 阿納·伊薩貝爾·維拉, 雷蓋羅 阿納·貝倫·庫斯塔 申請人:阿德萬塞先進體外細胞技術公司