通過噴霧冷凍乾燥製備親脂活性物質的製劑的方法

2023-04-30 20:20:26 1

專利名稱：通過噴霧冷凍乾燥製備親脂活性物質的製劑的方法
技術領域：
本發明涉及通過對親脂活性物質，諸如天然大麻素(cannabinoid)化合物，尤其是Δ9-四氫大麻酚(THC)進行噴霧冷凍乾燥製備具有改善的穩定性和流動性的藥物製劑的方法。本發明進一步涉及獲得的具有特定顆粒性質的製劑。
WO 03/082246中描述了基於穩定性糖的親脂性物質的固態分散體的應用，該分散體優選通過對藉助於將糖在水中的溶液與親脂性物質在與水混溶的有機溶劑中的溶液混合獲得的混合物進行冷凍乾燥而獲得。在該專利申請中，證實了寡-果糖菊粉因其高玻璃化轉變溫度而成為極佳的穩定化載體。還證實混入足量的菊粉玻璃狀物可以防止易受氧化損害的化學化合物發生氧化。此外，可以將凍乾物質進行幹法制粒而獲得用於直接壓制的自由流動粉末。上述製品可以用於製備口服劑型和製備適合於肺部給藥的產品。在該專利申請中還使用了噴霧乾燥，但當使用這項乾燥技術時，沒有獲得真正和完整的固態分散體，導致在儲存過程中的分解速率高於應用冷凍乾燥時的情形。
儘管WO 03/082246中所述的方法產生了通過冷凍乾燥製備的具有極佳特性的產品，但是它存在嚴重的缺陷，即它不易於按比例擴大。用於冷凍乾燥的在水中的親水性糖和在與水可混溶的有機溶劑中的親脂性化合物的混合物在一段時間期限後存在發生相分離的傾向，因為它在熱力學上是亞穩定的。僅當在低於Tg』下快速冷凍該溶液時，才能防止相分離。一旦將溶液冷凍，則分子的運動性就降低至相分離不再可能發生的程度。此外，當乾燥產品和處於玻璃態時，相分離是不可能的。然而，只有當將冷卻過程快速進行時，才防止了在生產過程中的相分離。當溶液的冷卻緩慢時，親脂性或親水性溶質的相分離因在較低溫度下相分離傾向增加而可能發生。因此，在溶質之一發生相分離前將溶液冷卻至低於Tg』的溫度是最重要的。如果相分離發生，那麼無法獲得真正的固態分散體，並且由未受保護的親脂性化合物簇組成的斑塊會在固體分散體中出現。這會導致通過形成真正的固體分散體時獲得的優點(諸如針對儲存過程中的氧化和分解有改善的穩定性)喪失。
因此，混合物的冷凍應在將兩種溶液混合後極短的時間時進行。這一過程易於在小規模下進行，但難以對大體積實施該過程，因為冷凍時間會過長。因此，按比例擴大正常的冷凍乾燥過程僅可能在使用多個小規模批量時進行。或者，必須接受發生一定程度的相分離而導致產品的穩定性下降這一事實。
本發明的目的在於製備具有良好穩定性、快速水溶出性和生物利用度改善的可以在工業化規模上生產的親脂性物質的製劑。本發明的另一個目的在於製備具有極細球形顆粒的製劑，所述的球形顆粒具有有利的分散和空氣動力學特性，這將使得它們例如高度適合於肺部給藥。
在本發明的框架內，表達方式親脂性活性化合物指的是在水中具有低於1mg/ml的溶解度的活性化合物。本發明尤其可用於在水中具有這類低溶解度的活性化合物，更尤其可用於在水中的溶解度低於0.5mg/ml或者甚至低於0.1mg/ml的化合物。親脂性活性化合物的實例為Δ9-四氫-大麻酚、地西泮和環孢素A。
令人意外地發現，可以大規模進行從水中的糖溶液和可與水混溶的有機溶劑中的親脂性化合物溶液的混合物中噴霧冷凍乾燥親脂性化合物，得到糖玻璃狀物，如此得到的產品具有所需特性、甚至優於按照WO03/082246中披露的冷凍乾燥法獲得的產品的特性，諸如良好的穩定性、最佳空氣動力學顆粒大小和用於肺部給藥的空氣動力學顆粒大小分布，而沒有任何顆粒大小的減小，在用於肺部給藥時較易解聚集。
在噴霧乾燥技術中，將此前不久混合的溶液的小液滴噴入冷(遠低於Tg』的溫度)氣(例如空氣)或冷流體(例如液氮)中。氣溶膠小滴的大小取決於不同因素，諸如顆粒的預定用途和溶液中使用的固體物質的量。一般來說，氣溶膠小滴的大小在1-5000μm，優選1-500μm，且最優選5-500μm。使用這種冷凍乾燥技術可以冷凍大體積溶液，且可以進一步將其冷凍乾燥成粉末。此外，可以應用高濃度的溶質，條件是足夠快速地進行噴霧而防止兩種溶液混合後的相分離。
現有技術中已知噴霧乾燥技術。Y-F Maa和S.J.Prestrelski(《最新藥物生物技術》(Current Pharmaceutical Biotechnology)2000，1，283-302)和Y-F Maa等《藥物研究》(Pharm.Res.)1999，16，249-54描述了不同粉末生產技術在生物藥物粉末中的應用，諸如基於蛋白質/肽的藥物製劑，將其視為含有親水性活性物質的粉末。在第一篇公開文獻中推斷，為方便和簡便起見，凍幹和噴霧乾燥為形成生物藥物粉末可選用的方法。當某些蛋白質熱不穩定且不耐受熱空氣產生的熱變性時，對這些蛋白質而言，噴霧冷凍乾燥可能是可選用的方法。第二篇公開文獻中將製備吸入粉末中的噴霧乾燥和噴霧冷凍乾燥這兩種方法作了比較。在該公開文獻中，強調的是噴霧冷凍乾燥法可能涉及更為重要的情況，這些情況可能比噴霧乾燥法更能夠影響蛋白質的穩定性。在這兩篇文獻中，穩定性與乾燥方法對乾燥過程中形成的產品質量的影響相關。然而，兩篇文獻均未涉及儲存過程中粉末產品的穩定性。
本發明涉及製備藥物組合物的方法，該藥物組合物包括親脂性化合物，以及糖、糖醇、糖類的混合物或糖醇類的混合物的玻璃狀物，其中將親脂性化合物混入該糖玻璃狀物，其特徵在於a)將所述的親脂性化合物溶於與水可混溶的有機溶劑中，並將所述的糖、糖醇、糖類的混合物或糖醇類的混合物溶於水；b)將溶解的親脂性化合物和溶解的糖、糖醇、糖類的混合物或糖醇類的混合物混合，使得獲得均勻混合物；c)將所述的混合物噴霧冷凍乾燥。
兩種溶液的混合優選恰在將活性化合物和糖(類)或糖醇(類)的混合物液滴噴霧前以連續或半連續的方式進行。本發明框架內的半連續方式指的是分批製備兩種溶液，但混合和噴霧乾燥優選連續進行，直到完全使用了所述溶液為止。混合與噴霧冷凍乾燥之間的時間優選短於15分鐘，更優選短於10分鐘且最優選低於5分鐘。
恰在噴霧冷凍乾燥前的混合物中乾物質含量優選高於5％，更優選高於8％且甚至更優選高於10％。恰在噴霧冷凍乾燥前的混合物中活性物質的含量優選高於0.5％，更優選高於1.0％，甚至更優選高於2.0％且最優選4.0％或4.0％以上。
就噴霧冷凍乾燥工藝而言，可以使用幾種設備，諸如US5,922,253中所述的設備。
在本發明框架內，表達方式「糖」包括多糖類，表達方式「糖醇類」包括聚(或多)糖醇類。所形成的糖玻璃狀物優選在正常環境條件下具有高於50℃的玻璃化轉變溫度。在本發明中優選的糖類為非還原糖類。非還原糖為不帶有或不能形成反應性醛或酮基的糖。非還原糖類的實例為海藻糖和果聚糖類(fructanes)，諸如菊粉。
用於本發明的優選非還原糖類為果聚糖類或果聚糖類的混合物。將「果聚糖」理解為指含有多個脫水果聚糖單位的任何寡糖或多糖。果聚糖類可以具有多分散鏈長分布，並且可以帶有直鏈或支鏈。優選所述的果聚糖類主要含β-1，2鍵，如在菊粉中，但它們也可以含有β-2，6鍵，如在左聚糖中(levan)。合適的果聚糖類可以直接來源於天然來源，但也可以經歷修飾。
修飾的實例為本身已知的導致鏈長延長或縮短的反應。除天然存在的多糖類外，工業化製備的多糖類，諸如帶有縮短的鏈的水解產物和帶有修飾鏈長的分級分離產物也適合於本發明。可以以酶促方式(例如使用內切菊粉酶(endoinulase))、化學方式(例如使用水性酸)、物理方式(例如熱方式)或通過使用非均一催化(例如使用酸離子交換劑)進行水解反應以便獲得鏈長縮短的果聚糖。
特別可以通過在低溫下結晶、使用柱色譜法分離、膜過濾和使用醇來選擇性沉澱而對果聚糖類，諸如菊粉進行分級分離。例如，可以通過結晶，從已經除去單糖類和二糖類的果聚糖中獲得其它果聚糖類，諸如長鏈果聚糖類。鏈長已經被以酶促方式延伸的果聚糖類也可以用作本發明中的果聚糖。此外，可以使用還原的果聚糖類，它們是其還原端基(一般為果糖基)已經被例如使用硼氫化鈉或氫在有過渡金屬催化劑存在下還原了的那些果聚糖。
還可以使用已經被化學修飾的果聚糖類，諸如交聯的果聚糖類和羥基烷基化的果聚糖類。將所有這些果聚糖類中的平均鏈長表示為數均聚合度(DP)。將縮寫DP定義為寡聚物或聚合物中糖單位的平均數目。
在本發明中甚至更優選的還原糖類為菊粉或菊粉的混合物。菊粉為在該分子的由β-1，2鍵合的果糖單位與還原端上的α-D-吡喃葡萄糖單位組成的寡糖類和多糖類，並且具有不同聚合度(DP)。優選的菊粉為DP大於6的菊粉或其中每種菊粉的DP大於6的菊粉混合物。甚至更優選DP為10-30的菊粉或菊粉混合物。最優選DP為15-25的菊粉或菊粉混合物。菊粉特別出現在百合科和菊科植物的根和根莖中。對菊粉生產而言，最重要的來源為耶路撒冷薊(Jerusalemartichoke)、大麗花和菊苣根。工業化生產主要從菊苣根開始。來源於不同天然來源的菊粉之間的主要差別在於聚合度(DP)，它可以在耶路撒冷薊中的約6至菊苣根中的10-14以及大麗花中的20以上之間改變。菊粉為寡糖或多糖，在非晶形條件下，它具有作為藥物製劑中輔助物質應用的有利物化特性。
這些物化特性為(可調節的)高玻璃化轉變溫度、無還原性醛基和一般地比較低速率的結晶。此外，菊粉為無毒性的且價廉。
親脂性化合物與糖或糖醇的重量比一般在1∶1-1∶200的範圍內，更優選在1∶10-1∶50的範圍內，並且最優選在1∶12-1∶25的範圍內。
適合於與糖、水和親脂性化合物形成穩定時間足夠長的混合物的有機溶劑為可與水混合的溶劑，諸如二甲亞碸(DMSO)、N，N-二甲基甲醯胺(DMF)、乙腈、乙酸乙酯、1，4-二烷和低級醇類。由於溶劑必須通過噴霧乾燥或冷凍乾燥除去，這些溶劑優選還具有在乾燥溫度下的合理蒸氣壓。因此，優選低級1，4二烷和定義為C1-C6醇類的醇類，其中烷基鏈可以為支鏈或非支鏈的。更優選的醇類為C2-C4醇類，諸如乙醇、正丙醇和叔丁醇。最優選的溶劑為1，4-二烷和叔丁醇。
待配製的優選化合物為天然的大麻素化合物。在本發明框架內，表達方式「天然大麻素化合物」包括可以通過將天然大麻素類衍生化獲得的、以及如天然大麻素類一樣不穩定的大麻素類的非天然衍生物。優選的天然大麻素化合物為Δ9-四氫-大麻酚。
本發明在另一個方面中還涉及藥物組合物，其中包含親脂性化合物以及糖、糖醇、糖類的混合物或糖醇類的混合物的玻璃狀物，這是通過噴霧冷凍乾燥獲得的，其中將親脂性化合物摻入糖玻璃狀物中，其特徵在於所述的組合物由具有6-5000μm，優選6-500μm，甚至更優選8-25μm的幾何平均顆粒大小和跨距小於4的球形顆粒組成。本發明框架內使用的球形的含義是顆粒的外周長不具有銳利的邊緣，並且二維投影的長徑比(aspect ratio)超過0.6。(參見A.M.Bouwman等，《粉末技術》(Powder Technology)2004，146，66-72和P.Schneiderhhn，Eine vergleichende Studie über Methoden zurquantitativen Bestimmung von Abrundung und Form an Sandkrnen，Heidelberger Beitrge zur Mineralogie und Petrographie 1954，4，82-85.)。在本發明的組合物中，優選不在親脂性化合物與所述的糖、所述的糖醇、糖類的混合物或糖醇類的混合物之間形成賓-主複合物(guest-host complex)。
所得顆粒的孔率為70％或70％以上，優選80％或80％以上，更優選85％或85％以上，並且最優選90％或90％以上。
所得顆粒的比表面積大於40m2/g，優選大於80m2/g，並且最優選大於100m2/g。
甚至在本發明的另一個方面中還涉及藥物組合物，它包含親脂性化合物和糖、糖醇、糖類的混合物或糖醇類的混合物的玻璃狀物，這是通過噴霧冷凍乾燥獲得的，其中將親脂性化合物混入糖玻璃狀物內，其特徵在於所述的組合物由具有1-5μm的平均空氣動力學顆粒大小和小於5的跨距的球形顆粒組成。
上述顆粒大小是直接通過噴霧冷凍乾燥法獲得的，但沒有任何顆粒大小減小步驟，諸如研磨。本發明的產品含有低於10％量的降解產物和低於15％的相分離百分比。在使用水性溶解介質進行的確保漏槽狀態的溶解試驗中，所述物質在45分鐘內溶解。顆粒的物理特性(例如顆粒的空氣動力學顆粒大小分布、形狀和脆性)使得尤其適合於生產分散成可以用於肺部給藥的氣溶膠。當因分散過程中的斷裂而導致顆粒大小減小時，會增加在肺周圍沉積的機會。
下列實施例僅用於進一步以舉例方式更具體地說明本發明，因此並不認為這些實施例以任何方式來限定本發明的範圍。
實施例1.材料和方法實施例1a.材料下列材料具有分析級，並且按照提供的方式使用甲醇、乙醇和叔丁醇(TBA)。具有數均聚合度(DP)為23的TEX803！型菊粉由Sensus，Roosendaal，The Netherlands提供。Δ9-四氫大麻酚為UnimedPharmaceuticals Inc.，Marietta，USA的贈品。在所有情況下均使用脫礦質水。地西泮獲自Sigma-Aldrich Chemie GmbH，Steinheim，Germany。環孢素A獲自Bufa B.V.，Uitgeest，The Netherlands。
實施例1b.方法溶解實驗使用USP溶解儀I(吊籃)在0.25％SDS(w/v)溶液中按照一式三份進行溶解實驗。
噴霧冷凍乾燥後的孔率測定按照下列操作測定噴霧冷凍乾燥後的孔率(ε)。將菊粉溶於6/4v/v的水/TBA混合物中。菊粉濃度(c)在13.3mg/ml-100mg/ml之間改變。將這些溶液通過管緩慢泵出以產生等同大小的液滴。通過對填充5.00ml體積所必需的液滴數量進行計數以測定生成的液滴的體積(Vdrop)。通過將液滴滴入充滿液氮的槽內將其冷凍。用聯帶有校準尺的數字式照相機給冷凍溶液球體拍照。將Sigma Scan Pro 5.0(JandelScientific，Erkrath，Germany)用於測定冷凍液滴的橫斷面積。隨後計算直徑。按照相同操作測定噴霧冷凍乾燥顆粒的直徑(dp)。使用下列等式計算孔率 就菊粉的密度而言，取ρ菊粉為1.534g/cm3(H.J.C.Eriksson等《國際藥物雜誌》(Int.J.Pharm.)2002，249，59-70)。
掃描電子顯微鏡術(SEM)將雙面粘性膠帶置於鋁試樣座上，在其上加少量粉末。使用噴射塗布器(Balzer AG，type 120B，Balzers，Liechtenstein)給顆粒塗敷約10-20nm金/鈀。使用JEOL掃描電子顯微鏡(JEOL，typeJSM-6301F，Japan)在1.5kV加速電壓下進行掃描。在2000的放大倍數下取所有顯微照片。
雷射衍射使用Sympatec HELOS壓緊KA雷射衍射儀(Sympatec GmbH，Clausthal-Zellerfeld，Germany)測定幾何顆粒大小分布。使用RODOS乾粉分配器在0.5巴下或使用吸入器接管(INHALER，Sympatec GmbH，Clausthal-Zellerfeld，Germany)與基於空氣分級器技術的測試吸入器以60L/分鐘將粉末分散3秒(A.H.de Boer等《國際藥物雜誌》(Int.J.Pharm.)2002，249，233-245；A.H.de Boer等《國際藥物雜誌》(Int.J.Pharm.)2003，260，187-200)。使用100mm透鏡並基於Fraunhofer理論進行計算。所有給出的數據均為至少4次測定的平均值。
差示掃描量熱法通過受調節的差示掃描量熱法(MDSC)在差示掃描量熱計(DSC2920，TA Instruments，Gent，Belgium)上測定噴霧冷凍乾燥粉末的熱性能。使用0.318℃的調節幅度、60秒的調節期限和2℃/分鐘的加熱速率。使用銦進行校準。使用標準鋁樣品盤。在測定過程中，用氮氣以35mL/分鐘的流速淨化樣品池。在掃描前，以2℃/分鐘將樣品盤加熱至50℃以除去所有殘留的水分。隨後將樣品冷卻至-20℃，然後掃描至高達180℃。將玻璃化轉變溫度(Tg)定義為在反向信號中比熱改變的拐點。
BET分析使用Tristar表面分析儀Micromeritics InstrumentCorporation，Norcross(GA)，USA測定77K下5-點氮吸附等溫線。將BET理論(S.Brunauer等《美國化學協會雜誌》(J.Am.Chem.Soc.)1938，60，309-319)用於計算表面積。對所有取自真空乾燥器的噴霧冷凍乾燥粉末進行一式兩份分析。對每一藥物上樣而言，均分析不同的兩批樣品。
穩定性研究為了研究純THC的降解，向20mL玻璃小瓶中加入70μL含有2.52mg THC的THC在甲醇中的溶液。將它們在流動的乾燥氮氣環境中保持過夜以使甲醇蒸發。所得的THC薄層鋪展在小瓶底部(4.5cm2)。給在小瓶中的含有THC的噴霧冷凍乾燥和冷凍乾燥的物質稱重。將所有樣品均儲存在20℃/45％RH和60℃/8％RH的氣候室(climatechamber)內。以不同時間間隔取樣(n＝3)，並且使用由van Drooge等所述的方法通過HPLC進行分析(《歐洲藥物科學雜誌》(Eur.J.Pharm.Sci.)2004，21，511-518)。簡單的說，用甲醇提取樣品。利用Waters 717+自動採樣器將50μL上清液注射在前置柱(precolumn)(HPLC前置柱插入物，μBondapak C18 Guardpak)上，隨後是Chrompack Nucleosil 100 C18柱(4.6×250mm)。使用UV檢測器(Shimadzu SPD-M6A)測定214nm處的吸光度。使用積分儀(Waters741數據模塊)和Kromasystem 2000軟體分析色譜圖和峰面積。將洗脫液(甲醇/水92/8(v/v)+5滴濃硫酸/升洗脫液)的流速設定在1.0mL/分鐘。在未處理的THC的色譜圖上，在7.5分鐘的保留時間處觀察到了大型峰。在每一系列HPLC-運行中，均包括一定的校準樣品。
級聯衝擊器分析使用Astra型(Erweka，Heusenstamm，Germany)多級液體衝擊器(MSLI)測試粉劑的體外沉積。按照歐洲藥典2002年第4版所述的操作將60L/分鐘的流速使用3秒。將水與乙醇的混合物(90％v/v水)用作溶劑，因為使用純水會產生不均勻溶液和因THC的低水溶性而導致不適當的衝洗。在每個衝擊器級上均充入20mL溶劑。在最終階段，將乾燥的玻璃濾器(Gelman Sciences，A/E型，Michigan，USA)用於保留通過第四級的顆粒。在受控環境條件(20℃/50％RH)下使用基於空氣分級器技術的上述測試吸入器(A.H.de Boer等，《國際藥物雜誌》(Int.J.Pharm.)2003，260，187-200)，並在每次實驗中進行10次吸入。將所有使用的粉末均在20℃和45％RH下的氣候室內進行預平衡。分析兩批獨立產生的噴霧冷凍乾燥物。將沉積定義為與級聯衝擊器分析中使用的粉末重量相比的粉末重量分數，並且由藥物負荷和菊粉濃度計算。使用蒽酮試驗分析不同階段中各自的菊粉濃度(T.A.J.Scott等《分析化學》(Analytical Chemistry)1953，25，1656-1661)。將1.00mL樣品與2.00mL在濃硫酸中的蒽酮測糖試劑(Anthronereagent)0.1％w/v混合。因混合焓而將樣品加熱至其沸點。然後將沸騰的混合物冷卻至室溫。45分鐘後，渦旋樣品並且在平板讀出器(Benchmark Platereader，Bio-Rad，Hercules，USA)中在630nm處分析200μL樣品。在每次試驗中，均建立適宜的噴霧冷凍乾燥粉末在適宜介質中的兩條11點校準曲線。在每次實驗中，收率均大於90％。
實施例2.形成菊粉玻璃狀物的THC噴霧冷凍乾燥粉末的製備為了生產噴霧冷凍乾燥的粉末，製備不同濃度的菊粉水溶液和10-mg/mL THC在TBA中的溶液(表I)。
表I用於生產固態分散體的不同混合物的組成
隨後以6/4的水/TBA體積比混合這些溶液。用B üchi 190微型噴霧乾燥器(Büchi，Flawil，Switserland)的0.5mm噴嘴噴射含有THC和菊粉二者的溶液。液體加料速率為10.5mL/分鐘，並且將霧化氣流設定在400Ln/小時。噴嘴的出口位於液氮上約10cm。通過噴嘴夾套泵入熱水以避免噴嘴內部的溶液冷凍。將所得混懸液(該溶液在液氮中的冷凍液滴)轉入冷凍乾燥器(Christ，α2-4型凍幹器，Salm和Kipp，Breukelen，The Netherlands)。一旦所有氮均蒸發，就施加真空。在第一個24小時過程中，將壓力設定在0.220毫巴，且貯存溫度設定在-35℃(冷凝器溫度-53℃)。在第二個24小時過程中，使貯存溫度逐步升至20℃，同時使壓力降至0.05毫巴。在將樣品從冷凍乾燥器中取出後，將它們儲存在室溫下真空乾燥器中的矽膠上至少1天。正如在表I中觀察到的，通過噴霧冷凍乾燥不同菊粉濃度的溶液、同時保持THC濃度恆定來改變藥物負荷。當通過冷凍乾燥製備固態分散體(用於比較)時，遵循前人所述的冷凍乾燥操作(D.J.Van Drooge等《歐洲藥物科學雜誌》(Eur.J.Pharm.Sci.)2004，21，511-518)。該操作使用與噴霧冷凍乾燥物質的乾燥過程中所應用的相同儀器設置。
實施例3.含有噴霧冷凍乾燥的THC的粉末的特徵噴霧冷凍乾燥的固態分散體以白色粉末形式出現，它具有在約20-85mg/cm3範圍內的低堆密度和在94％-99％範圍內的極高整體孔率，這取決於溶液中總固體的濃度。此外，粉末易於向上渦旋，這是其適合吸入的第一個指徵。
附

圖1中顯示了不同粉末的SEM圖像(有代表性的對於4、8、12、16、20和30wt-％的藥物負荷的SEM圖像分別命名為A、B、C、D、E和F)。
在所有情況中它們均表現出高孔率和粗糙表面。當藥物負荷增加時，表面結構沒有改變，而在最高藥物負荷下觀察到了一定程度的更多破碎的顆粒，表明具有高脆性。
由於操作上的難題而導致不能直接測定噴霧冷凍乾燥顆粒的孔率。然而，可以使用較大的球體進行估計。研究了溶質濃度對液滴形成、冷凍和乾燥後顆粒大小的影響。將結果列在表II中。
表II冷凍乾燥過程中顆粒的大小(相對於液滴大小而言)和孔率
液滴大小為3.45mm，並且與菊粉濃度無關。在冷凍後，觀察到直徑有較小程度的增加，表明在冷凍時含有菊粉的水/TBA溶液輕度膨脹。這種膨脹與菊粉濃度無關。此外，正如能夠預計到的，對濃度較低的溶液進行噴霧冷凍乾燥時產生了較高孔率的顆粒。然而，在對冷凍溶液球體凍幹後，所有顆粒均顯著較小。在乾燥過程中，對最濃溶液而言，顆粒直徑下降至液滴大小的84.1％，並且對使用較低菊粉濃度的顆粒而言，下降得甚至更多(79.7-66.9％)。這一結果暗示由濃度較低的溶液製備的顆粒在乾燥過程中收縮得更多，這是因其較高的孔率及其由此產生的較低強度所致。
使用雷射衍射，應用兩種不同的分散方法分析所有含有THC的粉末的幾何體積中值直徑(x50)。首先，使用RODOS分散器以0.5巴的相對低壓力分散物質，以便將測定過程中的分散力減小到最低程度。第二步，藉助於測試吸入器以60L/分鐘分散粉末，以便測定實際離形吸入器的幾何顆粒大小。這些測試條件相當於級聯衝擊器分析過程中的條件。使用RODOS測定值發現，除30wt-％藥物負荷外，所有其它粉末的幾何體積中值直徑均或多或少地相當於來自SEM圖像的估計值(參見附圖2通過雷射衍射測定的噴霧冷凍乾燥粉末的中值體積直徑，其中在0.5巴下使用RODOS分散體(陰影柱)，在60L/分鐘下使用測試吸入器分散體3秒(空心柱)(誤差條表示標準偏差，n≥4))。
在30wt-％的藥物負荷下，顆粒大小看起來較小。顯然顆粒因其較高的孔率而易碎，使得使用RODOS產生的相對低的分散力已經足夠大而能致使這些粉末破碎和解聚集。在使用測試吸入器分散粉末時所產生的更大的分散力使得顆粒較小(參見附圖2)。在這種情況中，較小孔率和較低脆性的顆粒(較低的藥物負荷)也被打碎和解聚集。顯然它們的脆性足以使得被所施加的分散力破碎。破碎可以有利地在吸入過程中獲得高肺泡沉積(進一步參見)。
所有粉末的BET比表面積均在約70-110m2/g的範圍內。這些極高的比表面積與按照上述對噴霧冷凍乾燥物質所報導的數據一致。
最後，根據受調節的差示掃描量熱法(MDSC)對粉末進行表徵。在表III中，提供了THC、非晶形菊粉和不同固態分散體的玻璃化轉變溫度(Tg)。正如上述報導的，THC在非晶形狀態下也保持高於Tg，因為它可以抵抗結晶。對純的THC觀察到了9.3℃的Tg。在本研究中使用的菊粉類型具有155℃的Tg。結果表明，在菊粉玻璃狀物中混入THC不會影響菊粉的Tg。
表III.在含有不同藥物負荷的固態分散體中發現的玻璃化轉變溫度。通過噴霧冷凍乾燥製備所有混合物。
僅在最高藥物負荷下可以辨別出THC的Tg。這表明，在該藥物負荷下，或者THC分子均勻分散在菊粉中，但形成滲濾系統；或者THC不再均勻分散在整個菊粉載體中。在任一情況中，THC分子均毗鄰，產生純THC的Tg。
實施例4.噴霧冷凍乾燥菊粉玻璃狀物粉末中THC的穩定性作為藥物負荷的函數含有THC的作為白色粉末出現的噴霧冷凍乾燥固態分散體在預定時間內沒有表現出著色，這是菊粉玻璃狀物有效穩定不穩定的THC的第一個指徵。在附圖3中顯示了對THC穩定化的更為深入的研究結果(THC含量為在含有4和8wt-％THC的噴霧冷凍乾燥粉末和純THC樣品中的儲存時間的函數。A在20℃/45％RH下儲存；陰影方塊純THC；空心方塊4wt-％；實心方塊8wt-％。B在60℃/8％RH下儲存；陰影方塊純THC；空心方塊4wt-％；實心方塊8wt-％)。將含有4和8wt-％THC的噴霧冷凍乾燥粉末中的THC含量作為時間的函數初步繪圖。發現純的THC在暴露於20℃/45％RH空氣中時在約50天內完全降解(參見附圖3A)。然而，當將其混入玻璃狀菊粉基質時，在300天後可以回收到約80％的THC。當選擇更為惡劣的60℃/8％RH的儲存條件時，純的THC在15天內完全降解(參見附圖3B)。同樣，玻璃狀菊粉基質使THC降解減速。在4和8％藥物負荷之間沒有觀察到降解速率上的差異。對兩種藥物負荷而言，顯然菊粉基質有效防止了THC受到其環境影響，因此得到了非常強的穩定化。
為了更具體地研究藥物負荷對固態分散體中THC穩定化的影響，評價了寬範圍藥物負荷的噴霧冷凍乾燥粉末。為了研究冷凍速率對THC穩定化的影響，對用冷凍乾燥代替噴霧冷凍乾燥產生的固態分散體進行穩定性研究。似乎在20℃/45％RH條件下，所有噴霧冷凍乾燥粉末甚至在最高達30wt-％的藥物負荷下也有效地穩定了THC(參見附圖420℃/45％RH下固態分散體中THC的穩定性作為藥物負荷的函數。給出了THC的回收率(黑色方塊3.5個月後噴霧冷凍乾燥的批次；白色菱形1.5個月後冷凍乾燥的物質，標準偏差均≤15％)。所有噴霧冷凍乾燥的粉末在儲存3.5個月後均含有超過85％的原始THC含量。當將冷凍乾燥的餅塊暴露在相同環境中時，儘管僅儲存1.5個月，但是顯著更多的THC被降解。尤其是在高藥物負荷下，噴霧冷凍乾燥產生了顯著更好的穩定化物質。可以推斷，噴霧冷凍乾燥是生產固態分散體的最佳方法，不僅因為易於獲得顆粒，而且因為對所評價的所有藥物負荷而言，THC均得到強烈穩定化。
實施例5.批量大小/冷凍速率對菊粉中冷凍乾燥的THC穩定性的影響使用液氮冷凍含有溶於水和TBA混合物中的菊粉(TEX！803型，聚合度為23)和THC的100mL溶液。需要幾分鐘才能完全冷凍100mL這類溶液。此外，冷凍含有0.4mL或2mL該溶液的小瓶。在凍幹後，獲得了理論藥物負荷為4％的固態分散體。將兩批物質均放入真空乾燥器內1天。在緩慢冷卻的批次中THC的穩定性極其有限，因為一旦將該物質從冷凍乾燥器中轉入真空乾燥器，則它就變成紫色，表明THC降解。為了測試THC的長期穩定性，將兩批物質均暴露在20℃和45％相對溼度(RH)中。將結果描繪在附圖5中批量大小對THC穩定性的影響。
緩慢冷凍的批次的直接降解看起來顯著(約22％)。此外，與通過小瓶冷凍獲得的物質相比，長期穩定性較差。由此可以推斷出緩慢冷卻導致了根本未穩定化的一部分THC以及較差地穩定化的另一部分THC，而小瓶冷凍產生了具有改善的穩定性的物質。
實施例6.噴霧冷凍乾燥的含THC粉末的體外沉積性能如附圖2中陰影條中的體積中值直徑所報導的幾何顆粒大小表明，使用噴霧冷凍乾燥產生的顆粒對應用於肺部藥物遞送而言仍相當大。一般來說，具有約1mg/cm3密度的1-5μm顆粒被認為適合於吸入。在使用吸入器接管分散後，使用雷射衍射測定的粉末幾何顆粒大小近似於這一尺寸。然而，尺寸限度指的是空氣動力學直徑daero，它由幾何直徑dgeo、顆粒密度ρp(估計值如表II中所示)和參比密度ρr(將水的密度定為1g/cm3)確定。對球形顆粒而言，形狀係數χ等於1，並且對非球形顆粒而言，形狀係數χ大於1。按照下列等式計算空氣動力學直徑daero=dgeopr]]>由於在本研究中的顆粒極其多孔，即ρp極小，所以空氣動力學直徑顯著小於幾何直徑。當推定顆粒為球形時，空氣動力學直徑近似為幾何直徑的40-20％，這取決於顆粒的孔率和密度。因此，對粉末進行級聯衝擊器分析是非常有意思的，因為結果將由空氣動力學直徑決定。此外，級聯衝擊器分析結果被認為可以對有關體內吸入的適合性進行預測。
在級聯衝擊器分析中使用空氣分級器型吸入器，因為雷射衍射分析表明小顆粒將離開吸入器，這是因對該類型的吸入器而言強分散力所致(A.H.de Boer等《國際藥物雜誌》(Int.J.Pharm.)2003，260，187-200)。
正如可以在附圖6中觀察到的(使用具有不同藥物負荷的噴霧冷凍乾燥粉末獲得的級聯衝擊器結果(交叉影線＝4％THC，虛線＝8％THC；黑色＝12％THC，灰色＝16％THC，白色＝20％THC)(一式兩份的兩批獨立生產的批次，誤差條表示最高和最低值))，所有粉末均表現出非常高的細粒分數。細粒分數(fine particle fraction，FPF)在本文中被定義為第3、第4和過濾階段總和與總劑量之比，它在所有粉末中均極高。這暗示了所有粉末均表現出極佳的吸入性能，因為推定FPF代表體內吸入過程中深度(周圍)的肺部沉積。所有粉末均表現出相似的吸入性能，但具有4％藥物負荷的粉末除外。因為未知的原因，該粉末在吸入器內高度保留且FPF僅為35％。然而，所有其它物質均表現出較低的吸入器保留和40-50％的細粒分數。這些結果表明，噴霧冷凍乾燥粉末與基於空氣分級器的吸入器組合對肺部遞送而言是極具希望的。此外，使用未配製的物質進行這些體外吸入模擬僅使用噴霧冷凍乾燥的粉末，而不使用可以進一步改善霧化性能的額外的賦形劑或配製技術。
實施例7.批量大小/冷凍速率對地西泮混入方式的影響為了研究冷凍速率對混入方式的影響，藉助於小瓶冷凍乾燥(冷凍小瓶中的2ml體積)和噴霧冷凍乾燥將親脂性模型藥物地西泮混入菊粉(TEX！803型)。當冷凍過程中發生相分離時，非晶形固態分散體中的各相應該表現出玻璃化轉變溫度(Tg)。將差示掃描量熱法(DSC)用於測定Tg的數量。在獲自DSC測定的差示熱分析圖中，將含有高藥物負荷(35wt-％)的固態分散體與非晶形地西泮和非晶形菊粉的物理混合物進行比較。將結果描繪在附圖7中(固態分散體和含有地西泮與菊粉的物理混合物的差示熱分析圖)。
在物理混合物(痕量1)中，可以區分出兩個Tg。在小瓶冷凍乾燥的固態分散體中，也可以分辨出兩個Tg，然而，地西泮的Tg顯著性較低，這表明相分離僅是局部的。不過，當通過噴霧冷凍乾燥生產固態分散體時，僅能夠區分1個Tg。由此可以推斷，通過快速冷卻可以防止冷凍過程中菊粉與親脂性藥物之間的相分離(少量液體)。
實施例8.具有不同藥物負荷的含有噴霧冷凍乾燥的環孢素的粉末的製備通過將環孢素A(CsA)溶於叔丁醇(TBA)並且將菊粉(DP23)溶於脫礦物水而製備5批不同的組合物。當將TBA/CsA溶液與水/菊粉溶液按40％(v/v)TBA/CsA和60％(v/v)水/菊粉的比例混合時，調整CsA在TBA和菊粉在水中的濃度，以獲得5％、10％、20％、30％和50％(w/w CsA/菊粉)藥物負荷，其總濃度為65mg/ml。還生產了在TBA/水溶液中的純CsA的批次，不過，總濃度較低，為3mg/ml。在純CsA批次中使用的CsA在TBA中的部分濃度與5％(w/w)製劑的部分濃度相當。在按40∶60(v/v)的比例混合TBA/CsA溶液與水/菊粉溶液後，在液氮筒上噴霧所得溶液。使用具有0.5mm孔口、3ml/分鐘流體流速和500 l/小時霧化氣流速率的雙流體噴嘴噴霧溶液。在完成噴霧操作時，將含有冷凍TBA/水滴的液氮筒轉入凍幹機。在大部分液氮蒸發後，開始凍幹操作。為了使過量溶劑升華，將樣品暴露在-35℃的貯存溫度和0.220毫巴壓力下。24小時後，在3小時期限內使溫度和壓力逐步增加至20℃和0.05毫巴，以便蒸發玻璃狀製劑中吸收的溶劑。隨後將所有生產的製劑均儲存在真空乾燥器內。
如實施例1b中所述進行溶解實驗。將所有製劑在吊籃中稱重至用量為30mg CsA，即在所有溶解實驗中均溶解30mg CsA。將溶解實驗結果描繪在附圖8中。為了溶解純的CsA，稱重30mg並加入70mg純的菊粉(也是噴霧冷凍乾燥的)。將該樣品在附圖8中表示為「物理混合物(Ph.mix)」。從結果中可以推斷出，將CsA混入菊粉(DP23)與未混入CsA(CsA Ph.Mix)相比增加了溶解速率，藥物負荷高達50％(w/w)。儘管5和10％(w/w)的製劑比20、30和50％更快地溶解，但是甚至在後面的藥物負荷下，效果也顯而易見。
權利要求
1.製備藥物組合物的方法，該藥物組合物包含親脂性化合物以及糖、糖醇、糖類混合物或糖醇類混合物的玻璃狀物，其中將親脂性化合物混入糖玻璃狀物中，其特徵在於a.將所述的親脂性化合物溶於與水可混溶的有機溶劑中，並將所述的糖、糖醇、糖類混合物或糖醇類混合物溶於水；b.將溶解的親脂性化合物和溶解的糖、糖醇、糖類混合物或糖醇類混合物混合，使得獲得均勻混合物；c.將所述的混合物噴霧冷凍乾燥。
2.權利要求1的方法，其中按照連續或半連續的方式進行所述的步驟b和c。
3.權利要求1-2的方法，其特徵在於所述的糖或糖類混合物為非還原性糖或非還原性糖類的混合物。
4.權利要求1-3的方法，其特徵在於所述的糖或糖類混合物為果聚糖或果聚糖類混合物。
5.權利要求4的方法，其特徵在於所述的果聚糖或果聚糖類混合物為菊粉或菊粉混合物，優選DP大於6的菊粉或其中每種菊粉的DP大於6的菊粉混合物。
6.權利要求1-5的方法，其特徵在於所述的有機溶劑為1，4-二烷或C1-C6醇，優選C2-C4醇。
7.權利要求1-6的方法，其特徵在於所述的親脂性化合物為天然大麻素化合物。
8.權利要求7的方法，其特徵在於所述的天然大麻素化合物為Δ9-四氫大麻酚。
9.權利要求1-6的方法，其特徵在於所述的親脂性化合物為地西泮。
10.權利要求1-6的方法，其特徵在於所述的親脂性化合物為環孢素A。
11.通過權利要求1-10所述方法可獲得的藥物組合物。
12.包含親脂性化合物和糖、糖醇、糖類混合物或糖醇類混合物的玻璃狀物的藥物組合物，它是通過噴霧冷凍乾燥獲得的，其中親脂性化合物被混入糖玻璃狀物中，其特徵在於所述的組合物由具有6-5000μm的平均幾何顆粒大小的球形顆粒組成。
13.包含親脂性化合物和糖、糖醇、糖類混合物或糖醇類混合物的玻璃狀物的藥物組合物，它是通過噴霧冷凍乾燥獲得的，其中親脂性化合物被混入糖玻璃狀物中，其特徵在於所述的組合物由具有1-5μm的平均空氣動力學顆粒大小的球形顆粒組成。
14.權利要求12-13的藥物組合物，其特徵在於所述組合物的孔率為80％或80％以上。
15.權利要求12-14的藥物組合物，其特徵在於所述的親脂性化合物不與所述的糖、糖醇、糖類混合物或糖醇類混合物形成賓-主複合物。
16.權利要求12-15的藥物組合物，其特徵在於所述的糖或糖類混合物為非還原性糖或非還原性糖類的混合物。
17.權利要求12-16的藥物組合物，其特徵在於所述的糖玻璃狀物在正常環境條件下的玻璃化轉變溫度高於50℃。
18.權利要求12-17的藥物組合物，其特徵在於所述的糖或糖類混合物為果聚糖或果聚糖類的混合物。
19.權利要求18的藥物組合物，其特徵在於所述的果聚糖或果聚糖類混合物為菊粉或菊粉混合物，優選DP大於6的菊粉或其中每種菊粉的DP大於6的菊粉混合物。
20.權利要求19的藥物組合物，其特徵在於所述的菊粉或所述混合物中的每種菊粉的DP為10-30，優選15-25。
21.權利要求12-20的藥物組合物，其特徵在於所述的親脂性化合物為天然大麻素化合物。
22.權利要求21的藥物組合物，其特徵在於所述的天然大麻素化合物為Δ9-四氫大麻酚。
23.權利要求12-20的藥物組合物，其特徵在於所述的親脂性化合物為地西泮。
24.權利要求12-20的藥物組合物，其特徵在於所述的親脂性化合物為環孢素A。
全文摘要
本發明涉及製備藥物組合物的方法，該藥物組合物包含親脂性化合物和糖、糖醇、糖類混合物或糖醇類混合物的玻璃狀物，其中將親脂性化合物混入該糖玻璃狀物中，其特徵在於a.將所述的親脂性化合物溶於與水可混溶的有機溶劑中，並將所述的糖、糖醇、糖類混合物或糖醇類混合物溶於水；b.將溶解的親脂性化合物和溶解的糖、糖醇、糖類混合物或糖醇類混合物混合，使得獲得均勻混合物；c.將所述的混合物噴霧冷凍乾燥。本發明進一步涉及所形成的含有親脂性化合物諸如Δ
文檔編號A61K9/19GK101056622SQ200580038470
公開日2007年10月17日 申請日期2005年11月8日 優先權日2004年11月10日
發明者D·J·范德魯吉, W·L·J·辛裡奇斯, H·W·福瑞林克, G·S·茲爾斯特拉, B·H·J·迪克霍夫 申請人:索爾瓦藥物有限公司, 格羅寧根大學