BRPI0707904A2 - disfarce gustativo de fluoroquinolonas aerossolizadas - Google Patents

Abstract

DISFARCE GUSTATIVO DE FLUOROQUINOLONAS AEROSSOLIZADAS. São reveladas aqui formulações de fluoroquinolonas apropriadas para aerossolizaçâo e uso de tais formulações para administração era aerossol de antimicrobianos de fluoroquinolona para o tratamento de infecções bacterianas pulmonares. Em particular, é descrito o levofloxacin inalado, especificamente formulado e distribuído para infecções bacterianas dos pulmões. Os métodos incluem protocolo~ de inalação e procedimentos de fabricação para produção e uso das composições descritas.

Description

DISFARCE GUSTATIVO DE FLUOROQUINOLONAS AEROSSOLIZADAS

PEDIDOS RELACIONADOS

O presente pedido reivindica prioridade para ospedidos provisionais dos Estados Unidos de números60/773.301 e 60/773.300, ambos depositados em 13 defevereiro de 2006; e para o pedido dos Estados Unidos denúmero 11/436.875, depositado em 18 de maio de 2006; todosos quais são incorporados aqui a titulo de referência naintegra.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Descrição da técnica relacionada

Antibióticos têm sido ferramentas eficazes notratamento de doenças infecciosas durante a última metadedo século. A partir do desenvolvimento de terapiaantimicrobiana até o final da década de 80, a maioria dasinfecções bacterianas que ocorrem em pacientes em paísesdesenvolvidos pode ser controlada a menos que a infecçãotenha ocorrido em um órgão ou ambiente onde é difícil de sefornecer antibióticos ou os mesmos foram ineficazes, comoinfecções bacterianas do sistema circulatório em pacientescom sépsis, ou infecções bacterianas dos pulmões comfibrose cística. Entretanto, mesmo em infecções comuns, emresposta à pressão de uso antimicrobiano, mecanismos deresistência múltipla se tornaram difundidos e estãoameaçando a utilidade clínica mesmo da terapiaantibacteriana mais agressiva. O aumento em cepasresistentes a antimicrobianos tem sido particularmentecomum na maioria dos hospitais e centros de tratamento. Asconseqüências do aumento em cepas resistentes incluemmorbidez e mortalidade mais elevadas, hospitalização pormais tempo dos paciente, e aumento em custos de tratamento.

As bactérias desenvolveram vários mecanismosdiferentes para superar a ação de antimicrobianos. Essesmecanismos de resistência podem ser específicos para umamolécula ou uma família de antimicrobianos, ou podem sernão específicos e estar envolvidos em resistência aantimicrobianos não relacionados. Vários mecanismos deresistência podem existir'em uma única cepa bacteriana, eaqueles mecanismos podem atuar independentemente ou podemagir de forma sinérgica para superar a ação de umantimicrobiano ou uma combinação de antimicrobianos.Mecanismos específicos incluem degradação da droga,inativação da droga por modificação enzimática, e alteraçãodo alvo da droga.

Há, entretanto, mecanismos mais gerais deresistência à droga, nos quais o acesso do antimicrobianoao alvo é evitado ou reduzido pela diminuição do transportedo antimicrobiano para a célula ou pelo aumento do efluxoda droga a partir da célula até o meio externo. Os doismecanismos podem diminuir a concentração de droga no sítioalvo e permitir sobrevivência de bactérias na presença deum ou mais antimicrobianos que inibiriam de outro modo, ouexterminariam as células bacterianas. Algumas bactériasutilizam os dois mecanismos, combinando baixapermeabilidade da parede da célula (incluindo membranas)com um efluxo ativo de antimicrobianos.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Vá rias modalidades fornecem composições e métodospara atividade antimicrobiana ótima para o tratamento deinfecções pulmonares e de trato respiratório em sujeitoshumanos e/ou veterinários utilizando administração rápidade aerossol, de curta duração, e através da distribuição deexposição de droga de concentração elevada diretamente notecido afetado. Especificamente, em algumas modalidades,doses concentradas de agentes da classe de antibiótico defluoroquinolona são fornecidas para produzir concentraçõesmáximas de droga ativa aos compartimentos respiratório,pulmonar e outros tópicos não orais incluindo, porém nãolimitado à pele, reto, vagina, uretra, bexiga urinária,olho e ouvido. Como diferentes produtos de droga sãoconhecidos por produzir diferentes efeitos antimicrobianosdependendo da dose, forma, concentração e perfil dedistribuição, algumas modalidades fornecem parâmetros dedistribuição e formulação específicos que produzemresultados antimicrobianos que são terapeuticamentesignificativos. A invenção inclui, porém não é limitada a,antibióticos de fluoroquinolona específicos, comolevofloxacin, formulados para permitir administração emaerossol atendendo concentrações específicas e critériosantimicrobianos necessários para tratar pacientes cominfecções bacterianas distintas. Essas formulações emétodos são úteis com dispositivos de inalaçãocomercialmente disponíveis para uma ou mais oportunidadesde produto terapêutico por aerossol.

A administração por aerossol direta noscompartimentos pulmonares, de trato respiratório, seios, enasal através de inalação intranasal ou oral permitedistribuição de droga em concentração elevada a um sítio deinfecção respiratória com risco diminuído de toxicidadeextra-respiratória associada a vias não respiratórias dedistribuição de droga. Além disso, a administração diretaao sítio de infecção permite níveis de droga local muitoelevados, uma propriedade que permite efeito de extermíniode "administração rápida, concentração elevada, exposiçãolocal" especial para essa classe de antibiótico. Porconseguinte, em razão do efeito de extermínio microbiano deum composto antibiótico específico e da composiçãoterapêutica que varia dependendo dos parâmetros deformulação e distribuição, composições e métodos dedistribuição mais novos podem ser desenvolvidos paracompostos de droga existentes que são reformulados eadministrados através de novas técnicas de distribuição.Outras infecções tópicas também podem se beneficiar apartir dessa descoberta através de exposição direta, emconcentração elevada, de fluoroquinolona à pele, reto,vagina, uretra, bexiga urinária, olho e ouvido infectados.

Os membros da classe de droga de fluoroquinolonaapresentam propriedades farmacológicas exclusivas,incluindo biodisponibilidade (F), tempo médio de absorção(MAT) do pulmão, concentrações máximas de droga no fluidode revestimento epitelial, do fluido de lavagem bronquial,do esputo e/ou tecido do pulmão (Cmax) após administraçãopor aerossol, tempo de retenção pulmonar, área sob a curva(AUC), concentrações inibidoras mínimas (MIC) doantibiótico necessárias para atividade antibacteriana,relação AUC/MIC e segurança sistêmica e local. Específicopara a invenção é uso de administração rápida por aerossol,de curta duração, fornecendo exposição à droga emconcentração elevada direta ao tecido afetado (ELF, esputo,BAL, tecido) através de distribuição por aerossol paratratamento de infecção bacteriana em animais e sereshumanos.

Além das exigências clínicas e farmacológicaspresentes em qualquer composição destinada à administraçãoterapêutica, muitos fatores físico-químicos exclusivos paraum composto de droga também devem ser considerados. Essesincluem, porém não são limitados à solubilidade aquosa,viscosidade, coeficiente de divisão (LogP), estabilidadeprevista em várias formulações, osmolalidade, tensãosuperficial, pH, PKa, pKb, taxa de dissolução,permeabilidade do esputo, inativação/ligação do esputo,sabor, irritabilidade da garganta e tolerabilidade aguda.Outros fatores a considerar ao elaborar a formado produto incluem química física de fluoroquinolona eatividade antibacteriana, indicação da doença, aceitaçãoclínica e conformidade do paciente. Como exemplos nãolimitador, se desejado o produto de fluoroquinolona emaerossol pode ter a forma de um líquido simples (porexemplo, fluoroquinolona solúvel com sais/excipientessolúveis não encapsulantes), líquido complexo (por exemplo,fluoroquinolona encapsulada ou complexada com excipientessolúveis como lipídeos, lipossomas, ciclodextrinas,microencapsulações e emulsões), suspensão complexa (porexemplo, fluoroquinolona como única nanosuspensão estável,de ba ixa solubilidade, complexos de co—cristal/co—precipitado, e misturas com lipídeos de baixa solubilidadecomo nanopartí cuias de sólido-lipídeo) ou pó seco(fluoroquinolona de pó seco individualmente ou em complexoseco por pulverização/coprecipitado/co-cristal ou misturacom excipientes/sais de baixa solubilidade ou misturasfacilmente solúveis como lactose).

Combinado com a forma de produto há umaconsideração de embalagem. Como exemplo não limitador,considerações para embalagem incluem estabilidadeintrínseca do produto, a necessidade de fornecimento deestbilidade por Iiofilização, seleção de dispositivo (porexemplo, nebulizador líquido, inalador de pó seco, inaladorde dose de medidor), e forma de embalagem (por exemplo,líquido simples ou formulação de líquido complexo em umfrasco como líquido ou liofilizado a ser dissolvido antesde ou após inserção no dispositivo; formulações desuspensão complexa em um frasco como um líquido ouliofilizado com ou sem um componente de excipiente/salsolúvel a ser dissolvido antes de ou após inserção nodispositivo, ou embalagem separada de componentes sólidos elíquidos; formulações de pó seco em um frasco, cápsula ouembalagem de blister; e outras formulações embaladas comoagentes sólidos de baixa solubilidade ou facilmentesolúveis em recipientes separados individualmente ouuntamente com agentes sólidos de baixa solubilidade oufacilmente solúveis. Qualquer agente embalado separadamenteserá fabricado para ser misturado antes ou após inserção nodispositivo de distribuição).

Em alguns aspectos, a presente invenção refere-seà distribuição por aerossol e tópica de antimicrobianos defluoroquinolona, como levofloxacin. Levofloxacin temcaracterísticas de solubilidade favoráveis permitindo adosagem de níveis de fluoroquinolona clinicamentedesejáveis por aerossol (por exemplo, através denebulização líquida, dispersão de pó seco ou administraçãode dose de medidor) ou topicamente (por exemplo, suspensãoaquosa, preparado oleoso ou similares ou como um gotejador,pulverização, supositório, pomada ou um ungüento ousimilar) e pode ser utilizado em métodos para tratamentoagudo ou profilático de um vertebrado infectado, porexemplo, uma infecção bacteriana, ou um sujeito em risco deuma infecção.

Outros incluem: ofloxacin, lomefloxacin,pefloxacin, ciprofloxacin, gatifloxacin, gemifloxacin,moxifloxacin, tosufloxacin, pazufloxacin, rufloxacin,fleroxacin, balofloxacin, sparfloxacin, trovafloxacin,enoxacin, norfloxacin, . clinafloxacin, grepafloxacin,sitafloxacin, marbofloxacin, orbifloxacin, sarafloxacin,danofloxacin, difloxacin, enrofloxacin, garenoxacin,prulifloxacin, olamufloxacin, DX-619, TG-873870 e DW-276.

Em uma modalidade preferida, o método trata umainfecção bacteriana em um sujeito utilizando levofloxacinde aerossol concentrado administrado a um sujeito infectadocom uma bactéria patogênica nos pulmões.

0 método terapêutico também pode incluir umaetapa de diagnóstico, como identificar um pacienteinfectado com uma bactéria patogênica especifica, ou umabactéria resistente. Em algumas modalidades, o métodoinclui ainda identificar um paciente como colonizado comuma bactéria que é capaz de desenvolver resistência aantimicrobianos de fluoroquinolona. Em algumas modalidades,a quantidade fornecida de levofloxacin aerossol ésuficiente para superar resistência ou evitardesenvolvimento de resistência a levofloxacin. Em umamodalidade, a MIC do composto antibacteriano defluoroquinolona para o micróbio é maior do queaproximadamente 2 ug/ml.

Em outra modalidade, a quantidade fornecida delevofloxacin aerossol é suficiente para superar resistênciaou evitar resistência adicional de um organismo queapresenta uma MIC do composto antibacteriano defluoroquinolona que é maior do que aproximadamente 4 ug/ml.

Em outra modalidade, a quantidade fornecida defluoroquinolona aerossol é suficiente para superarresistência ou evitar resistência adicional de um organismoapresentando uma MIC do composto antibacteriano defluoroquinolona que é maior do que aproximadamente 8 ug/ml.

Em outra modalidade, a quantidade fornecida defluoroquinolona aerossol é suficiente para superarresistência ou evitar resistência adicional de um organismoapresentando uma MIC do composto antibacteriano defluoroquinolona que é maior do que aproximadamente 16 ug/ml.

Em outra modalidade, a quantidade fornecida defluoroquinolona aerossol é suficiente para superarresistência ou evitar resistência adicional de um organismoapresentando uma MIC do composto antibacterianofluoroquinolona que é maior do que aproximadamente 32ug/ml.

Em outra modalidade, é fornecido um método paratratamento profilático de um sujeito, incluindo administrara um sujeito, suscetível à infecção microbiana ou umportador crônico de uma infecção microbiana assintomáticaou baixa sintomática, um antimicrobiano de fluoroquinolonapara obter uma concentração inibidora mínima deantimicrobiano em um sítio de infecção potencial ou atual.Em uma modalidade, o método compreendendo ainda identificarum sujeito como um sujeito em risco de uma infecçãobacteriana ou em risco de uma exacerbação de uma infecção.

Em outra modalidade, um método é fornecido paratratamento agudo ou profilático de um paciente através daadministração por aerossol de fluoroquinolona para produzire manter concentrações de droga limite no pulmão, que podemser medidas como níveis de droga em fluido de revestimentoepitelial (ELF), no esputo, no tecido de pulmão ou emfluido de lavagem bronquial (BAL). Uma modalidade inclui ouso de administração rápida por aerossol, de curta duração,fornecendo exposição à droga em concentração elevada diretano tecido afetado para tratamento de infecções bacterianasem animais e seres humanos.

Em outra modalidade, um método é fornecido paratratar uma infecção microbiana em um sujeito, incluindoadministrar a um sujeito infectado com um micróbio umantimicrobiano de fluoroquinolona para obter umaconcentração inibidora mínima de antimicrobiano em um sítiode infecção. Em uma modalidade, o método compreendendoainda identificar o sujeito como infectado com um micróbioque é resistente a um agente antimicrobiano.

Em outra modalidade, um método é fornecido paratratamento agudo ou profilático de um paciente através deadministração de fluoroquinolona tópica, não oral ou nãonasal, para produzir e manter concentrações de droga delimite no sitio de infecção ou em risco de infecção. Umamodalidade inclui o uso de administração rápida poraerossol, de curta duração, fornecendo exposição à droga emconcentração elevada direta ao tecido afetado paratratamento ou prevenção de infecções bacterianas em tecidosde pele, retal, vaginal, uretral, ocular e auricular.

Em outra modalidade, um método é fornecido paraadministrar um antimicrobiano de fluoroquinolona porinalação, em que o aerossol de pó seco ou liquido inaladotem um tamanho médio de partícula a partir deaproximadamente 1 raicron a 10 microns de diâmetroaerodinâmico mediano de massa e um desvio padrão geométricode tamanho de partícula menor ou igual à aproximadamente 3microns. Em outra modalidade, o tamanho de partícula é de 2microns a aproximadamente 5 microns de diâmetroaerodinâmico mediano de massa e um desvio padrão geométricode tamanho de partícula menor ou igual à aproximadamente 2microns. Em uma modalidade, o desvio padrão geométrico detamanho de partícula é menor ou igual à aproximadamente 1,8microns.

Em algumas modalidades dos métodos descritosacima, a concentração inibidora mínima antimicrobiana defluoroquinolona permanece no sítio de infecção por umperíodo de pelo menos aproximadamente 5 minutos, por umperíodo de pelo menos aproximadamente 10 minutos, por umperíodo de pelo menos aproximadamente 20 minutos, por umperíodo de pelo menos aproximadamente 30 minutos, por umperíodo de pelo menos aproximadamente 1 hora, um período de2 horas, por um período de pelo menos aproximadamente 4horas ou outros valores de tempo no intervalo do quarto dehora. A concentração inibidora mínima (MIC) deantimicrobiano de fluoroquinolona eficaz é suficiente paracausar um efeito terapêutico e o efeito pode ser localizadono sítio de infecção. Em algumas modalidades, uma ou maisadministração de levofloxacin obtêm um ELF, BAL, e/ouconcentração de fluoroquinolona de esputo de pelo menos 1vez a 5000 vezes a MIC de organismos que infectam oupotencialmente infectam, incluindo todos os valoresintegrais do mesmo como 2 vezes, 4 vezes, 8 vezes, 16vezes, 32 vezes, 64 vezes, 128 vezes, 256 vezes, 512 vezes,1028 vezes, 2056 vezes e 4112 vezes a MIC microbiana.

Em algumas modalidades, como um sítio pulmonar, oantimicrobiano de fluoroquinolona é administrado em uma oumais administrações de modo a obter uma dose distribuídarespirável diária de pelo menos aproximadamente 5 mg aaproximadamente 50 mg, incluindo todos os valores integraisno mesmo tal como 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 e 45miligramas. Similarmente, o antimicrobiano def luoroquinolona é administrado em uma ou maisadministrações de modo a obter uma dose distribuídarespirável diária de pelo menos aproximadamente 50 aaproximadamente 100 mg incluindo todos os valores integraisno mesmo, tal como 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90 e 95 mg.Em algumas modalidades dos métodos descritos acima, oantimicrobiano de fluoroquinolona é administrado em uma oumais administrações de modo a obter uma dose diáriadistribuída respirável de até 150 mg incluindo todos osvalores integrais no mesmo tal como 105, 110, 115, 120,125, 130, 135, 140 e 145 mg. O antimicrobiano defluoroquinolona é administrado na dose distribuídarespirável descrita em menos de 20 minutos, menos de 10minutos, menos de 7 minutos, menos de 5 minutos, menos de.3minutos e em menos de 2 minutos. Em algumas modalidades dosmétodos descritos acima, o agente antimicrobiano éselecionado a partir do grupo que consiste em ofloxacin,lomefloxacin, pefloxacin, ciprofloxacin, gatifloxacin,gemifloxacin, moxifloxacin, tosufloxacin, pazufloxacin,rufloxacin, fleroxacin, balofloxacin, sparfloxacin,trovafloxacin, enoxacin, norfloxacin, clinafloxacin,grepafloxacin, sitafloxacin, marbofloxacin, orbifloxacin,sarafloxacin, danofloxacin, difloxacin, enrofloxacin,garenoxacin, prulifloxacin, olamufloxacin, DX-619, TG-873870 e DW-276, embora o levofloxacin seja preferido.

Em algumas modalidades dos métodos descritosacima, a bactéria é uma bactéria gram-negativa comoPseudomonas aeruginosa, Pseudomonas fluorescens,Pseudomonas acidovorans, Pseudomonas alcaligenes,Pseudomonas putida, Stenotrophomonas maltophilia,Burkholderia cepacia, Aeromonas hydrophilia, EscherichiaColir Citrobacter freundii, Salmonella typhimurium,Salmonella typhi, Salmonella paratyphi, Salmonellaenteritidis, Shigella dysenteriae, Shigella flexneri,Shigella sonnei, Enterobaeter eloaeae, Enterobaeteraerogenes, Klebsiella pneumoniae, Klebsiella oxytoea,Serratia mareeseens, Franeisella tularensis, Morganellamorganii, Proteus mirabilisf Proteus vulgaris, Providenciaalcalifaciens, Providencia rettgeri, Providencia stuartii,Acinetobacter calcoaceticus, Acinetobaeter haemolyticus,Yersinia enterocolitica, Yersinia pestis, Yersiniapseudotubereulosis, Yersinia intermedia, Bordetellapertussis, Bordetella parapertussis, Bordetellabronchispectica, Haemophilus influenzae, Haemophilusparainfluenzae, Haemophilus haemolyticus, Haemophilusparahaemolyticus, Haemophilus ducreyi, Pasteurellamultocida, Pasteurella haemolytica, Branhamellaeatarrhalis, Helicobacter pylori, Campylobacter fetus,Campylobacter jejuni, Campylobacter coli, Borreliaburgdorferi, Vibrio cholerae, Vibrio parahaemolyticusfLegionella pneumophila, Listeria monocytogenes, Neisseriagonorrhoeae, Neisseria meningitidis, Kingella, Moraxella,Gardnerella vaginalis, Bacteroides fragilis, Bacteroidesdistasonis, grupo de homologia Bacteroides 3452A,Baeteroides vulgatus, Baeteroides ovalus, Baeteroidesthetaiotaomieron, Baeteroides uniformis, Baeteroideseggerthii e Baeteroides splanehnieus. Em algumasmodalidades dos métodos descritos acima, a bactéria é umabacté anaeróbica gram-negativa, por exemplo nãolimitador essas incluem Baeteroides fragilis, Baeteroidesdistasonis, grupo de homologia Bacteroides 3452A,Baeteroides vulgatus, Baeteroides ovalus, Baeteroidesthetaiotaomieron, Baeteroides uniformis, Baeteroideseggerthii e Baeteroides splanehnieus. Em algumasmodalidades dos métodos descritos acima, a bactéria é umabactéria gram-positiva, por exemplos não limitadores essasincluem: Corynebaeterium diphtheriae, Corynebaeteriumuleerans, Streptoeoeeus pneumoniae, Streptoeoeeusagalaetiae, Streptoeoeeus pyogenes, Streptoeoeeus milleri;Streptoeoeeus (Grupo G) ; Streptoeoeeus (Grupo C/F) ;Enteroeoeeus faeealis, Enteroeoeeus faeeium, Staphyloeoeeusaureus, Staphyloeoeeus epidermidis, Staphyloeoeeussaprophytieus, Staphyloeoeeus intermediusr Staphyloeoeeushyieus subsp. hyieus, Staphyloeoeeus haemolytieus,Staphyloeoeeus hominis, e Staphyloeoeeus saeeharolytieus.Em algumas modalidades dos métodos descritos acima, abactéria é uma bactéria anaeróbica gram-positiva, porexemplo não limitador essas incluem Clostridium diffieile,Clostridium perfringens, Clostridium tetini, e Clostridiumbotulinum. Em algumas modalidades dos métodos descritosacima, a bactéria é uma bactéria ácido-resistente, porexemplo não limitador essas incluem Mycobacteriumtuberculosis, Mycobacterium avium, Myeobaeterium

intraeellulare e Myeobaeterium leprae. Em algumasmodalidades dos métodos descritos acima, a bactéria é umabactéria atípica, por exemplo não limitador essas incluemChlamydia pneumoniae e Myeoplasma pneumoniae.

Em algumas modalidades dos métodos descritosacima, o sujeito é um ser humano. Em algumas modalidadesdos métodos descritos acima, o sujeito é um ser humano comfibrose cística. Em algumas modalidades dos métodosdescritos acima, o sujeito é um ser humano com pneumonia(incluindo pneumonia adquirida em comunidade e pneumoniaadquirida em hospital (por exemplo, incluindo pneumoniaassociada a ventilador), uma doença pulmonar obstrutivacrônica, sinusite (incluindo sinusite bacteriana crônica eaguda), tuberculose, outras infecções bacterianasintracelulares, ou um ser humano mecanicamente ventilado).Em algumas modalidades, o ser humano foi submetido a umtransplante ou é de outro modo imunocomprometido.

Em outra modalidade, uma composição farmacêuticaé fornecida que inclui uma formulação antimicrobiana defluoroquinolona líquida, simples (por exemplo,fluoroquinolona solúvel com excipientes solúveis em águanão encapsulantes) como descrito acima tendo umaosmolalidade de aproximadamente 200 mOsmol/kg aaproximadamente 1250 mOsmol/kg. Em uma tal modalidade, asolução tem uma concentração de íon permeante deaproximadamente 30 mM a aproximadamente 300 mM. Em umamodalidade, a osmolalidade é de aproximadamente 250mOsmol/kg a aproximadamente 1050 mOsmol/kg. Em umamodalidade, a osmolalidade é de preferivelmenteaproximadamente 350 mOsmol/kg e aproximadamente 750mOsmol/kg e mais preferivelmente aproximadamente 300mOsmol/kg.

Em outra modalidade, uma composição farmacêuticaé fornecida que inclui uma formulação antimicrobiana defluoroquinolona liquida simples tendo uma concentração deion permeante entre aproximadamente 30 mM e aproximadamente300 mM e preferivelmente entre aproximadamente 50 mM e 200mM. Em uma tal modalidade, um ou mais ions permeantes nacomposição são selecionados a partir do grupo que consisteem cloreto e brometo.

Em outra modalidade, uma composição farmacêuticaé fornecida que inclui uma formulação antimicrobiana defluoroquinolona liquida complexa (por exemplo,fluoroquinolona encapsulada ou complexada com excipientessolúveis em água como lipideos, lipossomas, ciclodextrinas,microencapsulações e emulsões) como descrito acima, tendouma osmolalidade de solução de aproximadamente 200mOsmol/kg a aproximadamente 1250 mOsmol/kg. Em uma talmodalidade, a solução tem uma concentração de ion permeantede aproximadamente 30 mM a aproximadamente 300 mM. Em umamodalidade, a osmolalidade é de aproximadamente 250mOsmol/kg a aproximadamente 1050 mOsmol/kg. Em umamodalidade, a osmolalidade é de preferivelmenteaproximadamente 350 mOsmol/kg a aproximadamente 750mOsmol/kg e mais preferivelmente aproximadamente 300mOsmol/kg.

Em outra modalidade, uma composição farmacêuticaé fornecida que inclui uma formulação antimicrobiana defluoroquinolona liquida complexa tendo uma concentração deion permeante de aproximadamente 30 mM a aproximadamente300 mM. Em uma tal modalidade, um ou mais ions permeantesna composição são selecionados do grupo que consiste emcloreto e brometo.

Em outra modalidade, uma composição farmacêuticaé fornecida que inclui uma formulação antimicrobiana defluoroquinolona liquida complexa tendo uma concentração deion permeante de aproximadamente 50 mM a aproximadamente200 mM. Em uma tal modalidade, um ou mais ions permeantesna composição são selecionados a partir do grupo queconsiste em cloreto e brometo.

Em outra modalidade, uma composição farmacêuticaé fornecida que inclui uma formulação antimicrobiana defluoroquinolona liquida complexa (por exemplo,fluoroquinolona como uma única nanosuspsensão estável combaixa solubilidade em água ou em complexos co-cristal/co-precipitado, ou misturas com lipideos de baixasolubilidade, como nanosuspensões de lipideo) como descritoacima tendo uma osmolalidade de solução de aproximadamente200 mOsmol/kg a aproximadamente 1250 m0smol/kg. Em uma talmodalidade, a solução tem uma concentração de ion permeantede aproximadamente 30 mM a aproximadamente 300 mM. Em umamodalidade, a osmolalidade é de aproximadamente 250mOsmol/kg a aproximadamente 1050 mOsmol/kg. Em umamodalidade, a osmolalidade é preferivelmenteaproximadamente 350 mOsmol/kg e aproximadamente 750mOsmol/kg e mais preferivelmente aproximadamente 300mOsmol/kg.

Em outra modalidade, uma composição farmacêuticaé fornecida que inclui uma formulação antimicrobiana defluoroquinolona de suspensão complexa tendo umaconcentração de ion permeante de aproximadamente 30 mM aaproximadamente 300 mM. Em uma tal modalidade, um ou maisions permeantes na composição são selecionados a partir dogrupo que consiste em cloreto e brometo.

Em outra modalidade, uma composição farmacêuticaé fornecida que inclui uma formulação antimicrobiana defluoroquinolona de suspensão complexa tendo umaconcentração de íon permeante de aproximadamente 50 mM aaproximadamente 200 mM. Em uma tal modalidade, um ou maisions permeantes na composição são selecionados a partir dogrupo que consiste em clor"eto e brometo.

Em outra modalidade, uma composição farmacêuticaé fornecida que inclui um agente de disfarce gustativo. Porexemplo não limitador um agente de disfarce gustativo podeincluir açúcar, cátion divalente ou trivalente que complexacom uma fluoroquinolona, osmolalidade otimizada, e/ou umaconcentração de ion permeante otimizada.

Em outra modalidade, uma composição farmacêuticaé fornecida que inclui um composto antimicrobiano defluoroquinolona de pó seco, simples (por exemplo,fluoroquinolona individualmente em forma de pó seco com ousem um agente de mistura como lactose).

Em outra modalidade, uma composição farmacêuticaé fornecida que inclui uma formulação antimicrobiana defluo roquinolona de pó seco complexo (por exemplo,fluoroquinolona em complexo seco por pulverização/co-precipitado/co-cristal ou mistura com sais/excipientes comba ixa solubilidade em água em forma de pó seco com ou semum agente de mistura como lactose).

Em outra modalidade, um sistema é fornecido paraadministrar um antimicrobiano de fluoroquinolona que incluium recipiente compreendendo uma solução de umantimicrobiano de fluoroquinolona e um nebulizadorfisicamente acoplado ou co-embalado com o recipiente eadaptado para produzir um aerossol da solução tendo umtamanho de partícula de aproximadamente 2 microns aaproximadamente 5 microns de diâmetro aerodinâmico médio demassa e um desvio padrão geométrico de tamanho de partículamenor ou igual à aproximadamente 2,5 microns de diâmetroaerodinâmico médio de massa. Em uma modalidade, o desviopadrão geométrico de tamanho de partícula é menor ou igualà aproximadamente 2,0 microns. Em uma modalidade, o desviopadrão geométrico de tamanho de partícula é menor ou igualà aproximadamente 1,8 microns.

Em outra modalidade, um sistema é fornecido paraadministrar um antimicrobiano de fluoroquinolona que incluium recipiente compreendendo um pó seco de um antimicrobianode f luoroquinolona e um inalador de pó seco acoplado aorecipiente e adaptado para produzir um aerossol de pó secodisperso tendo um tamanho de partícula de aproximadamente 2microns a aproximadamente 5 microns de diâmetroaerodinâmico médio de massa e um desvio padrão de tamanhode partícula menor ou igual à aproximadamente 3,0 microns.Em uma modalidade, o desvio padrão de tamanho de partículaé menor ou igual à aproximadamente 2,5 microns. Em umamodalidade, o desvio de padrão de tamanho de partícula émenor ou igual à aproximadamente 2,0 microns.

Em outra modalidade, um kit é fornecido queinclui um recipiente compreendendo uma formulaçãofarmacêutica compreendendo um agente antimicrobiano dequinolona e um aerossolizador adaptado para aerossolizar aformulação farmacêutica e distribuir a mesma ao tratorespiratório inferior e compartimento pulmonar apósadministração intraoral. A formulação também pode serdistribuída como um pó seco ou através de um inalador dedose medida.

Em outra modalidade, um kit é fornecido queinclui um recipiente compreendendo uma formulaçãofarmacêutica compreendendo um agente antimicrobiano dequinolona e um aerossolizador adaptado para aerossolizar aformulação farmacêutica e distribuir a mesma para acavidade nasal após administração intranasal. A formulaçãotambém pode ser distribuída como um pó seco ou através deum inalador de dose medida.

Deve ser entendido que tanto a descrição geralacima como a seguinte descrição detalhada são somenteexemplares e explanatórias e não são restritivas dainvenção, como reivindicado.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

A figura 1 é um gráfico mostrando a relaçãodose:MIC de fluoroquinolonas e outros antibióticos paraextermínio de bactérias.

A figura 2 é um gráfico mostrando concentraçõesde soro de ciprofloxacin após dosagem oral em pacientes comCF vs controles saudáveis.

A figura 3 é um gráfico mostrando concentraçõesde soro e esputo de ciprofloxacin após dosagem oral.

A figura 4A é um gráfico mostrando efeitos detempo de extermínio de Levofloxacin em células PAM1020logarítmicas.

A figura 4B é um gráfico mostrando efeitos detempo de extermínio de Levofloxacin em células PAM1032logarítmicas.

A figura 5A é um gráfico mostrando efeitos detempo de extermínio de Levofloxacin em células PAM1020 emfase estacionária.

A figura 5B é um gráfico mostrando efeitos detempo de extermínio de Levofloxacin em células PAM1032 emfase estacionária.

A figura 6A é um gráfico mostrando novocrescimento de PAM 1020 após uma exposição de 10 minutos aLevofloxacin.

A figura 6B é um gráfico mostrando novocrescimento de PAM 1020 após uma exposição de 160 minutos aLevofloxacin.

A figura 6C é um gráfico mostrando novocrescimento de PAM 1032 após uma exposição de 10 minutos alevofloxacin.

A figura 6D é um gráfico mostrando novocrescimento de PAM 1032 após uma exposição de 160 minutos alevofloxacin.

A figura 7A é um gráfico mostrando efeitos detempo de extermínio de Levofloxacin em células PAM 1020logarítmicas-tardias sob condições de limitação deoxigênio.

A figura 7B é um gráfico mostrando efeitos de detempo de extermínio de Levofloxacin em células PAM 1032logarítmicas-tardias sob condições de limitação deoxigênio.

A figura 8A é um gráfico mostrando a cinética deextermínio de levofloxacin de PAM1032 em caldo Meuller-Hinton (MHB).

A figura 8B é um gráfico mostrando a cinética deextermínio de Levofloxacin de PAM1032 em esputo de fibrosecística.

A figura 9 é um gráfico mostrando efeitos deextermínio de Levofloxacin em biofilmes de Pseudomonas.

A figura 10 é um gráfico mostrando os efeitosbactericidas de Levofloxacin com uma Cmax de 1000 μg/ml euma meia-vida de 10 minutos em um modelo de fibra oca.

A figura 11 é um gráfico mostrando os efeitosbactericidas de levofloxacin com uma Cmax de 600 μg/ml euma meia-vida de 10 minutos em um modelo de fibra oca.

A figura 12 é um gráfico relacionando a pressãode micronização utilizada para levofloxacin de pó secomicronizado vs. tamanho médio de partícula de pó seco deLevofloxacin.

A figura 13 é um gráfico mostrando o perfil deDSC de Levofloxacin de pó seco pré-micronizado emicronizado.

A figura 14Ã é um gráfico mostrandofotomicrografias SEM de Levofloxacin em pó seco pré-micronizado.

A figura 14B é um gráfico mostrandofotomicrografias SEM de Levofloxacin em pó secomicronizado.

A figura 15 é um gráfico mostrando a difração deraios-X de Levofloxacin em pó seco pré-micronizado emicronizado.

A figura 16 é um gráfico mostrando o perfil desolubilidade de pH de Levofloxacin por titulação de ácido.

A figura 17 é um gráfico medindo o pH a medida emque titula Levofloxacin com HCl.

A figura 18 é um gráfico mostrando o Vt[OH] vs.Vt de Levofloxacin.

A figura 19 é um gráfico medindo o pH a medida emque titula Levofloxacin com NaOH.

A figura 20 é um gráfico medindo dpH/dV vs. Ovolume de titulante NaOH (Vt) para titulação deLevofloxacin.

A figura 21 é um gráfico medindo a absorvência deuma solução de levofloxacin em 257 nm vs pH.

A figura 22 representa gráficos mostrandovarreduras de DSC de ácido pamóico, Levofloxacin,precipitado co-cristalizado de ácido pamóico deLevofloxacin e mistura física de ácido pamóico-Levofloxacin.

A figura 23 representa gráficos que mostramespectros FTIR de ácido pamóico, Levofloxacin, Precipitadoco-cristalizado de ácido pamóico de Levofloxacin e misturafísica de ácido pamóico-Levofloxacin.

A figura 24 representa gráficos mostrandovarreduras de DSC de ácido xinafóico, e precipitado co-cristalizado de ácido xina_fóico de Levofloxacin.

A figura 25 representa gráficos mostrandoespectros FTIR de ácido xinafóico e co-cristais dexinafoato de Levofloxacin.

A figura 26 representa gráficos mostrandovarreduras de DSC de ácido esteárico, precipitado co-cristalizado de ácido esteárico de Levofloxacin, e umamistura fisica de Levofloxacin e ácido esteárico.

A figura 27 representa gráficos mostrandoespectros FTIR de ácido esteárico, precipitado co-cristalizado de ácido esteárico de Levofloxacin e umamistura fisica de Levofloxacin e ácido esteárico.

A figura 28 representa gráficos mostrandovarreduras de DSC de ácido oléico, precipitado co-cristalizado de ácido oléico de Levofloxacin, misturafisica de Levofloxacin e ácido oléico (50:50), misturafis ica de Levofloxacin e ácido oléico (10:90) e misturafisica de Levofloxacin e ácido oléico (90:10).

A figura 29 representa gráficos que mostramespectros FTIR de ácido oléico, precipitado co-cristalizadode ácido oléico de Levofloxacin, precipitado co-cristalizado de ácido oléico de Levofloxacin em comparaçãocom uma mistura fisica equimolar de levofloxacin e ácidooléico.

A figura 30 é um gráfico mostrando a solubilidadecinética do precipitado co-cristalizado de Levofloxacin comácido oléico em temperatura ambiente, 40°C, e misturafisica equimolar a 40°C.

A figura 31 é um gráfico mostrando o perfil dedissolução de xinafoato de Levofloxacin.

A figura 32 é um gráfico mostrando o perfil dedissolução de xinafoato de Levofloxacin focalizado noperíodo entre dois e dez minutos.

A figura 33 é um gráfico mostrando o perfil dedissolução de xinafoato de Levofloxacin focalizado noperíodo entre dez e trinta minutos.

A figura 34 é um gráfico mostrando o perfil dedissolução da base de levofloxacin.

A figura 35 é um gráfico mostrando o perfil dedissolução de pamoato de levofloxacin.

A figura 36 é um gráfico mostrando o perfil dedissolução de pamoato de Levofloxacin focalizado no períodoentre dois e dez minutos.

A figura 37 é um gráfico mostrando o perfil dedissolução de pamoato de Levofloxacin focalizado no períodoentre dez e sessenta minutos.

A figura 38 é um gráfico mostrando o perfil dedissolução de estearato de Levofloxacin.

A figura 39 é um gráfico mostrando o perfil dedissolução de estearato . de Levofloxacin focalizado noperíodo entre dois e dez minutos.

A figura 40 é um gráfico mostrando o perfil dedissolução de estearato de Levofloxacin focalizado noperíodo entre dez e trinta minutos.

A figura 41 é um gráfico mostrando a complexaçãode Levofloxacin com cátions divalentes e trivalentes.

A figura 42 é um gráfico mostrando a complexaçãode titulação dual de Levofloxacin com Mg2+.

A figura 43 é um gráfico mostrando a complexaçãode titulação dual de Levofloxacin com Fe2+.

A figura 44 é um gráfico mostrando a complexaçãode titulação dual de Levofloxacin com Ca2+.

A figura 45 é um gráfico mostrando a complexaçãode titulação dual de Levofloxacin com Zn2+.

A figura 46 é um gráfico mostrando Levofloxacincomplexado com Ca2+ vs. Levofloxacin livre.

A figura 47 é um gráfico mostrando Levofloxacincomplexado com Mg2+ vs. Levofloxacin livre.

A figura 48 é um gráfico mostrando Levofloxacincomplexado com Fe2+ vs. Levofloxacin livre.

A figura 49 é um gráfico mostrando Levofloxacincomplexado com Zn2+ vs. Levofloxacin livre.

A figura 50 é um gráfico mostrando a solubilidadede Levofloxacin na presença de Mg2+.

A figura 51 é um gráfico mostrando a solubilidadede Levofloxacin na presença de Mg2+ em intensidade iônicaconstante.

A figura 52 é um gráfico mostrando complexação deLevofloxacin com Fe2+ como medido por espectrofluorometria.

A figura 53 é um gráfico mostrando complexação delevofloxacin com Zn2+ como medido por espectrofluorometria.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Muitos dos problemas associados a patógenosresistentes a antimicrobiano poderiam ser aliviados se aconcentração do antimicrobiano pudesse ser seguramenteaumentada no sitio de infecção. Por exemplo, infecçõespulmonares podem ser tratadas por administração do agenteantimicrobiano diretamente, em concentrações elevadasdiretamente no sitio de infecção sem incorrer em grandesconcentrações sistêmicas do antimicrobiano. Porconseguinte, algumas modalidades reveladas aqui são métodosaperfeiçoados para distribuir composições de droga paratratar infecções bacterianas pulmonares. Maisespecificamente, como descrito aqui, foi descoberto que olevofloxacin aerossol e outras fluoroquinolonas podem serdistribuídas de forma segura por inalação em níveissuficientes para extexminar infecções bacterianassuscetíveis, diminuir a freqüência de resistênciaantimicrobiana e aumentar a eficácia contra infecçõespulmonares resistentes.

Definições

O termo "administração" ou "administrar" serefere a um método de dar uma dose de uma composiçãofarmacêutica antimicrobiana a um vertebrado. O método deadministração preferido pode variar dependendo de váriosfatores, por exemplo, os componentes da composiçãofarmacêutica, o sitio da infecção bacteriana em potencialou efetiva, o micróbio envolvido, e a gravidade de umainfecção microbiana efetiva.

Um "transportador" ou "excipiente" é um compostoou material utilizado para facilitar a administração docomposto, por exemplo, aumentar a solubilidade do composto.Transportadores sólidos incluem, por exemplo, amido,lactose, fosfato de dicálcio, sacarose e caulim.Transportadores líquidos incluem, por exemplo, águaestéril, solução salina, tampões, surfactantes não iônicos,e óleos comestíveis como óleo, óleos de amendoim egergelim. Além disso, vários adjuvantes como são comumenteutilizados na técnica podem ser incluídos. Esses e outrostais compostos são descritos na literatura, por exemplo, noMerck Index, Merck & Company, Rahway, NJ. Consideraçõespara a inclusão de vários componentes em composiçõesfarmacêuticas são descritos, por exemplo, em Gilman eoutros (Eds.) (1990); Goodman and Gilman's: ThePharmacologial Basis of Therapeutics, 8a edição, PergamonPress.

Um " diagnóstico", como utilizado aqui é umcomposto, método, sistema ou dispositivo que auxilia aidentificação e caracterização de um estado de saúde oudoença. 0 diagnóstico pode ser utilizado em ensaios padrãocomo conhecido na técnica.O termo "mamífero", é utilizado em seu sentidobiológico usual. Desse modo, inclui especificamente sereshumanos, gado, cavalos, cães e gatos, porém também incluimuitas outras espécies.

0 termo "infecção microbiana" se refere àproliferação indesejável ou presença de invasão demicróbios patogênicos em um organismo hospedeiro. Issoinclui o crescimento excessivo de micróbios que estãonormalmente presentes em ou no corpo de um mamífero ououtro organismo. Mais genericamente, uma infecçãomicrobiana pode ser qualquer situação na qual a presença deuma população microbiana está causando dano a um mamíferohospedeiro. Desse modo, existe uma infecção microbianaquando números excessivos de uma população microbiana estãopresentes em ou no corpo de um mamífero, ou quando osefeitos da presença de uma população microbiana estãocausando danos a células ou outro tecido de um mamífero.

O termo "transportador farmaceuticamenteaceitável" ou "excipiente farmaceuticamente aceitável"inclui todos e quaisquer solventes, meios de dispersão,revestimentos, agentes antibacterianos e antifúngicos,agentes de retardar absorção e isotônicos e similares. 0uso de tais meios e agentes para substânciasfarmaceuticamente ativas é bem conhecido na técnica. Excetoaté onde qualquer meio ou agente convencional éincompatível com o ingrediente ativo, seu uso nascomposições terapêuticas é considerado. Ingredientes ativossuplementares também podem ser incorporados nascomposições.

O te rmo "sal farmaceuticamente aceitável" serefere a sais que retêm a eficácia biológica e propriedadesdos compostos da presente invenção e, que não sãobiologicamente ou de outro modo indesejáveis. Em muitoscasos, os compostos da presente invenção são capazes deformar ácido e/ou sais de base em virtude da presença degrupos de amino e/ou carboxila ou grupos similares aosmesmos. Sais de adição de ácido farmaceuticamenteaceitáveis podem ser formados com ácidos inorgânicos eácidos orgânicos. Ácidos inorgânicos a partir dos quaissais podem ser derivados incluem, por exemplo, ácidoclorídrico, ácido bromídrico, ácido sulfúrico, ácidonítrico, ácido fosfórico, e similares. Ácidos orgânicos apartir dos quais sais podem ser derivados incluem, porexemplo, ácido acético, ácido propiônico, ácido naftóico,ácido oléico, ácido palmítico, ácido pamóico (embóico),ácido esteárico, ácido glicólico, ácido pirúvico, ácidooxálico, ácido maléico, ácido malônico, ácido succínico,ácido fumárico, ácido tartárico, ácido cítrico, ácidoascórbico, ácido glucoeptônico, ácido glucurônico, ácidoláctico, ácido lactobióico, ácido tartárico, ácidobenzóico, ácido cinâmico, ácido mandélico, ácidometanossulfônico, ácido etanossulfônico, ácido p-toluenossulfônico, ácido salicílico e similares. Sais deadição de base farmaceuticamente aceitáveis podem serformados com base inorgânica e orgânica. Bases inorgânicasa partir das quais sais podem ser derivados incluem, porexemplo, sódio, potássio, lítio, amônio, cálcio, magnésio,ferro, zinco, cobre, manganês, alumínio, e similares; sãoparticularmente preferidos os sais de amônio, potássio,sódio, cálcio e magnésio. Bases orgânicas a partir dasquais sais podem ser derivados incluem, por exemplo, aminasprimária, secundária e terciária, aminas substituídasincluindo aminas substituídas de ocorrência natural, aminascíclicas, resinas de permuta de íon básico, e similares,especificamente como isopropilamina, trimetilamina,dietilamina, trietilamina, tripropilamina, histidina,arginina, lisina, benetamina, N-metil-glucamina eetanolamina. Outros ácidos incluem ácido dodecilsulfúrico,ácido naftaleno-1,5-dissulfônico, ácido naftaleno-2-sulfônico e sacarina.

0 "solvato" se.refere ao composto formado pelainteração de um solvente e antimicrobiano defluoroquinolona, um metabólito ou sal do mesmo. Solvatosapropriados são solvatos farmaceuticamente aceitáveisincluindo hidratos.

No contexto da resposta de um micróbio, como umabactéria, a um agente antimicrobiano, o termo"suscetibilidade" se refere à sensibilidade do micróbio àpresença do agente antimicrobiano. Assim, aumentar asuscetibilidade significa que o micróbio será inibido emuma concentração menor do agente antimicrobiano no meio quecircunda as células microbianas. Isso é equivalente a dizerque o micróbio é mais sensível ao agente antimicrobiano. Namaioria dos casos a concentração inibidora mínima (MIC)daquele agente antimicrobiano terá sido reduzida.

Por "quantidade terapeuticamente eficaz" ou"quantidade farmaceuticamente eficaz" quer se dizer umagente antimicrobiano de fluoroquinolona, como reveladopara essa invenção, que tem um efeito terapêutico. As dosesde agente antimicrobiano de fluoroquinolona que são úteisno tratamento são quantidades terapeuticamente eficazes.Desse modo, como utilizado aqui, uma quantidadeterapeuticamente eficaz significa aquelas quantidades deagente antimicrobiano de fluoroquinolona que produzem oefeito terapêutico desejado como decidido por resultados deexperimento clínico e/ou estudos de infecção em modeloanimal. Em modalidades específicas, o agente antimicrobianode fluoroquinolona é administrado em uma dosepredeterminada, e desse modo uma quantidadeterapeuticamente eficaz seria uma quantidade da doseadministrada. Essa quantidade e a quantidade do agenteantimicrobiano de fluoroquinolona podem ser rotineiramentedeterminadas por uma pessoa versada na técnica, e variará,dependendo de vários fatores, como a cepa microbianaespecifica envolvida. Essa quantidade pode dependeradicionalmente da altura do paciente, peso, sexo, idade ehistórico médico. Para tratamentos profiláticos, umaquantidade terapeuticamente eficaz é aquela quantidade queseria eficaz para evitar uma infecção microbiana.

Um "efeito terapêutico" alivia, até um certoponto, um ou mais dos sintomas da infecção, e inclui curaruma infecção. "Cura" significa que os sintomas de infecçãoativa são eliminados, incluindo a eliminação total ousubstancial de membros excessivos de micróbio viáveldaqueles envolvidos na infecção até um ponto em ou abaixodo limite de detecção por medições tradicionais.Entretanto, certos efeitos permanentes ou de longa duraçãoda infecção podem existir mesmo após se obter uma cura(como dano extenso a tecido). Como utilizado aqui, um"efeito terapêutico" é definido como uma reduçãoestatisticamente significativa em carga bacteriana em umhospedeiro, emergência de resistência, ou melhora emsintomas de infecção como medido por resultados clínicoshumanos ou estudos em animais.

"Tratar", "tratamento" ou "tratando", comoutilizado aqui se refere à administração de uma composiçãofarmacêutica para fins profilático e/ou terapêutico. 0termo "tratamento profilático" se refere ao tratamento deum paciente que não está ainda infectado, porém que ésuscetível a, ou de outro modo está em risco de umainfecção específica. 0 termo "tratamento terapêutico" serefere ao tratamento por administração a um paciente jásofrendo de uma infecção. Desse modo, em modalidadespreferidas, o tratamento é a administração a um mamífero(para fins terapêuticos ou profiláticos) de quantidadesterapeuticamente eficazes de um agente antimicrobiano defluoroquinolona.

A farmacocinética (PK) diz respeito ao curso detempo de concentração antimicrobiana no corpo. Afarmacodinâmica (PD) diz respeito à relação entrefarmacocinética e a eficácia antimicrobiana in vivo. Osparâmetros PK/PD correlacionam a exposição antimicrobianacom atividade antimicrobiana. A taxa de extermínio porantimicrobiano depende do modo de ação de antimicrobiano eé determinada pelo período de tempo necessário paraexterminar (dependente de tempo) ou efeito do aumento dasconcentrações (dependente de concentração). Porconseguinte, para prever a eficácia terapêutica deantimicrobianos com mecanismos de ação diversos diferentesparâmetros PK/PD podem ser utilizados.

A "razão AUC/MIC" é um exemplo de um parâmetroPK/PD. AUC é definida como a área sob o plasma ou curva detempo-concentração de sítio de infecção de um agenteantimicrobiano in vivo (em animal ou ser humano) . A razãoAUC/MIC é determinada dividindo a AUC de 24 horas para umantimicrobiano individual pela MIC para o mesmoantimicrobiano determinado in vitro. A atividade deantimicrobianos com o extermínio dependente de dose (comofluoroquinolonas) é bem prevista pela magnitude da razãoAUC/MIC.

A razão "CmaxrMIC" é outro parâmetro PK:PD.Descreve a concentração máxima de droga em plasma ou tecidoem relação a MIC. Fluoroquinolonas e aminoglicosídeos sãoexemplos onde Cmax:MIC pode prever extermínio bacteriano invivo onde a resistência pode ser suprimida.O "tempo acima de MIC" (T>MIC) é outro parâmetroPK/PD. É expressa uma percentagem de um intervalo dedosagem no qual o nível de sítio de infecção ou plasmaexcede a MIC. A atividade de antimicrobianos com oextermínio dependente de tempo (como beta-lactamas ouoxazolidinonas) é bem prevista pela magnitude da razãoT>MIC.

O termo "intervalo de dosagem" se refere ao tempoentre administrações das duas doses seqüenciais de umproduto farmacêutico durante regimes de dosagem múltipla.Por exemplo, no caso do ciprofloxacin, que é administradoduas vezes por dia (regime tradicional de 400 mg. b.i.d) elevofloxacin, que é administrado uma vez por dia (500 mg ou750 mg q.d.), os intervalos de dosagem são de 12 horas e 24horas, respectivamente.

Como utilizado aqui, o "período de pico" daconcentração in vivo de um produto farmacêutico é definidocomo aquele tempo do intervalo de dosagem de produtofarmacêutico quando a concentração farmacêutica não é menordo que 50% de sua concentração máxima de plasma ou sítio deinfecção. Em algumas modalidades, "período de pico" éutilizado para descrever um intervalo de dosagemantimicrobiana.

A "dose distribuída respirável" é a quantidade dedroga inalada durante a fase inspiratória do simulador derespiração que é igual ou menor a 5 microns utilizando umsimulador programado para o padrão de European Standard de15 respirações por minuto, com uma razão de inspiração paraexpiração de 1:1.

Vantagens de aerossol inalado e distribuiçãotópica (não oral) de fluoroquinolona

A taxa de extermínio de antibiótico depende domodo de ação do antibiótico e é determinada pelo período detempo necessário para o antibiótico exterminar (dependentede tempo) ou pelo efeito do aumento da concentração deantibiótico (dependente de concentração). Fluoroquinolonassão caracterizadas por atividade de tempo de extermíniodependente de concentração onde um efeito terapêuticorequer uma concentração de pico local elevada acima dasMICs do patógeno de infecção.

A eficácia de fluoroquinolona em seres humanos,animais e modelos in vitro de infecção está ligada à razãoAUC:MIC e à razão Cmax:MIC. Dada a incerteza anterior dafarmacocinética de fluoroquinolonas em tecido pulmonar, umnúmero de estudos in vitro foi realizado para determinar sedoses elevadas de levofloxacin com meias-vidas extremamentecurtas (como previsto a -partir de um modelo PK de serhumano e rato) resultam em extermínio de bactérias superioràquele visto sob condições com tempos de residência maisprolongados. Nesses estudos, concentrações de levofloxacinque eram 0,018 vezes - 1024 vezes a MIC foram avaliadas emuma curva de extermínio padrão e em ensaio de fibra oca invitro. Em ambos os dois ensaios, concentrações elevadas delevofloxacin eram rapidamente bactericidas e atingiram seunível máximo de extermínio em 10-20 minutos. Esse nível deextermínio foi mantido quer levofloxacin fosse mantidonaquele nível ou recebesse uma meia-vida de 10 minutos. Porconseguinte, doses elevadas e distribuição rápida delevofloxacin especialmente formulado, como uma dose delevofloxacin de aerossol depositada respirável de 20-50 mgrapidamente distribuída (que produzirá concentrações de ELFiniciais de 800 - 1600 ug/mL) são rapidamente bactericidaspara organismos suscetíveis e organismos resistentes comMICs até 32 ug/ml. Espera-se que essas propriedadesantimicrobianas exclusivas de fluoroquinolonas também sejamtransmitidas em administrações tópicas, incluindo, porémnão limitado a infecções ou profilaxia da pele, olho,ouvido, reto, vagina ou trato urinário.

Para medir a eficácia de diferentes modelos dedistribuição, formulações - de levofloxacin para aumentar oformato da AUC foram preparadas e medidas in vivo emcomparação com formulações de levofloxacin que não aumentamo formato da AUC e outros antibióticos utilizando eficáciade PK tanto de rato como de camundongo após administraçãointratraqueal. Como foi previamente mostrado em um sistemade ratos, havia diferenças entre as drogas nafarmacocinética pulmonar, com alguns agentes mostrando AUCsmais baixas (por exemplo, levofloxacin), enquanto outroscomo gemifloxacin ou tobramicina mostram concentrações maiselevadas resultando de uma "limpeza" pulmonar mais lenta.

Os estudos em um modelo de infecção de camundongo de doseúnica com doses de aerossol mostraram eficácia variávelentre os compostos. Com referência à figura 1, a análisedos dados pela divisão da dose aerossolizada pela MICindicou uma correlação forte entre razão de dose:MIC eatividade bactericida (R2 = 0,89). Esses dados sugerem quea atividade bactericida inicial nesse modelo não é afetadapela limpeza pulmonar da droga. Embora limpezas pulmonaresnão tenham sido estimadas em camundongos, a transformaçãode dose para AUC utilizando valores de rato em escala seriaesperada para diminuição da relação. Portanto, esses dadossugerem que a otimização do formato de AUC paralevofloxacin pode não ser necessário para que levofloxacinem aerossol seja eficaz no tratamento de infecçõespulmonares e do trato respiratório.

As recentes pesquisas com fluoroquinolonasresultaram no desenvolvimento do conceito de uma "janela deseleção mutante" (MSW) para resistência bacteriana que seorigina durante terapia. Esse conceito auxilia aidentificar uma faixa de concentração onde mutantes sãoselecionados mais freqüentemente in vitro e in vivo. 0limite inferior da janela é a concentração mais baixa queextermina a maior parte de células infectantes (aproximadaspela MIC), enquanto o limite superior da janela é aconcentração de droga que bloqueia o crescimento do mutantede primeira etapa menos suscetível. Acima da concentraçãode limite superior o crescimento da bactéria infectanterequer a presença de pelo menos duas mutações deresistência. Esse limite superior é designado comoconcentração de prevenção de mutante (MPC). Os valores deMPC variam dependendo de bactérias e fluoroquinolona, epode ser 10 a 20 vezes mais elevada do que a MIC. Váriosestudos de modelagem demonstraram que quanto mais tempo aconcentração de droga excede a MPC no sítio de infecção,mais eficazmente o tratamento evitará desenvolvimento deresistência. Inversamente, quanto mais tempo a concentraçãode antibiótico permanece na MSW, mais elevada aprobabilidade de selecionar mutantes resistentes. De modoimportante, o regime de dosagem atualmente aprovado paralevofloxacin oral ou intravenoso colocou esse antibióticona MSW para mais de 20% do intervalo de dosagem para taispatógenos como P. aeruginosa (Pa) e S. pneumonia. Porconseguinte, um nível elevado de resistência a levofloxaciné reportado para esses dois patógenos.

Portanto, em uma modalidade, a concentração delevofloxacin no sítio de infecção é aumentado fornecendo amesma diretamente ao pulmão utilizando terapia de inalação,desse modo diminuindo a quantidade de tempo em quelevofloxacin está na MSW. Tal abordagem terapêutica obtémcobertura mais ampla de patógenos (incluindo cepasresistentes a levofloxacin), evita desenvolvimentoadicional de resistência e resulta em cursos mais curtos deterapia de levofloxacin.

Farmacocinética de fluoroquinolonas administradospor via oral em populações sem CF e com CF

Concentrações de esputo em pacientes com CF

A farmacocinética de ciprofloxacin foiextensamente estudada em pacientes com CF apósadministração oral. Na realidade, foi demonstrado que operfil de PK de soro de ciprof loxacin é muito similar empacientes com CF ao de voluntários saudáveis (figura 2) .

Além disso, o perfil de esputo vs tempo deciprofloxacin é muito similar ao seu perfil de soro apósadministração oral (figura 3) . Após uma dose oral de 750mg, concentrações de pico de ~4,2 μg/ml e ~3,5 μg/ml foramobtidas para soro e esputo, respectivamente. Concentraçõesde droga em soro e esputo tiveram pico em 1,5 e 4 horas,respectivamente. Embora a quantidade total de ciprofloxacinem esputo seja elevada em relação a concentrações de soro,as concentrações absolutas são baixas em relação a MICs deorganismos alvo como Pa. Esses dados são compatíveis comresultado clínico insuficiente devido a desenvolvimento deresistência a essas concentrações baixas de droga.

Embora dados para farmacocinética intrapulmonarde levofloxacin em fibrose cística não sejam disponíveis,dados no ofloxacin estreitamente relacionado forampublicados na década de 80 e de 90. Ofloxacin écompreendido de uma mistura racêmica do dextro-(microbiologicamente inativo) e levo-rotatório(levofloxacin microbiologicamente ativo). Os estudosmostraram que as propriedades farmacocinética dos 2componentes são similares. Em estudos comparativos comciprofloxacin, o ofloxacin tinha uma meia-vida mais longa euma distribuição mais elevada em esputo (79% vs 21%) do queciprofloxacin.Fluido de revestimento epitelial de pulmãoÊnfase mais recente no uso e desenvolvimento defluoroquinolonas em infecções gram-positivas adquiridas emcomunidade se focalizou em estudos farmacocinéticosintrapulmonares em fluido de revestimento epitelial depulmão (ELP). Embora a relevância de distribuição de droganesse fluido não seja clara no cenário de fibrose cistica,constatações na farmacologia de droga podem ser obtidas apartir desses estudos. O Levofloxacin penetra bem emtecidos de pulmão. Concentrações de tecido de pulmão sãogenericamente 2 a 5 vezes mais elevadas do queconcentrações de plasma. Vários estudos recentes (resumidosna tabela 1) demonstraram que concentrações de ELF delevofloxacin em indivíduos saudáveis após uma dose oral de750 mg atingem uma concentração máxima em torno de 20μg/mL. Espera-se concentrações de pico similares no esputode pacientes com CF após administração oral ou IV de 750 mgde levofloxacin. Ao contrário, o c.iprofloxacin penetra emtecidos de pulmão de forma muito menos eficiente do que olevofloxacin. Com base nos estudos da janela de seleçãomutante (MSW), esses níveis de droga de fluoroquinolona deELF são insuficientes para obter a concentração deprevenção de mutante exigido de 10 a 20 vezes a MIC para oorganismo de infecção.<table>table see original document page 37</column></row><table>Quinolonas

Exemplos não limitadores de quinolonas para usocomo descrito aqui incluem amifloxacin, cinoxacin,ciprofloxacin, enoxacin, fleroxacin, flumequina,lomefloxacin, ácido nalidixico, norfloxacin, ofloxacin,levofloxacin, ácido oxolinico, pefloxacin, rosoxacin,temafloxacin, tosufloxacin, sparfloxacin, clinafloxacin,gatifloxacin, moxifloxacin, gemifloxacin, garenoxacin;olamufloxacin, clinofloxacin, trovafloxacin, balofloxacin,prulifloxacin, moxif loxa"cin, rufloxacin, sitafloxacin(Sato, Κ. E outros, 1992, Antimicrob Agents Chemother.37:1491-98, que é incorporado aqui a titulo de referênciana integra), marbofloxacin, orbifloxacin, sarafloxacin,danofloxacin, difloxacin, enrofloxacin, TG-873870, DX-619,DW-276, ABT-4 92, DV-7751a (Tanaka, M., e outros, 1992,Antimicrob. Agents Chemotherp. 37:2212-18), e F-1061(Kurosaka e outros, Interscience Conference onAntimicrobial Agents and Chemotherapy, 2003, 43rd: Chicago,que é incorporado aqui a titulo de referência na integra).

Métodos de tratamento ou profilaxia

Em algumas modalidades, um método é fornecidopara tratar uma infecção microbiana em um animal,especificamente incluindo- em um mamífero, por tratar umanimal que sofre de uma tal infecção com um antimicrobianode fluoroquinolona. Em algumas modalidades, antimicrobianosde fluoroquinolona podem ser administrados após formação deaerossol e inalação. Desse modo, esse método de tratamentoé especialmente apropriado para o tratamento de infecçõespulmonares envolvendo cepas microbianas que são difíceis detratar utilizando um agente antimicrobiano fornecido porvia parenteral devido à necessidade de níveis de doseparenteral elevados (que podem causar efeitos colateraisindesejáveis), ou devido à falta de quaisquer agentesantimicrobianos clinicamente eficazes. Em uma talmodalidade, esse método pode ser utilizado para administrarum antimicrobiano de fluoroquinolona diretamente no sitiode infecção. Um tal método pode reduzir exposição sistêmicae maximiza a quantidade de agente antimicrobiano para ositio de infecção microbiana. Esse método também éapropriado para tratar infecções que envolvem micróbios quesão suscetíveis a antimicrobianos de fluoroquinolona comoum meio de reduzir a freqüência de seleção de micróbiosresistentes. Esse método também é apropriado para tratarinfecções que envolvem micróbios que são de outro modoresistentes a antimicrobianos de fluoroquinolona como umaforma de aumentar a quant-idade de antimicrobiano no sítiode infecção microbiana. Um sujeito pode ser identificadocomo infectado com bactérias que são capazes de desenvolverresistência pelo diagnóstico do sujeito como tendo sintomasque são característicos de uma infecção bacteriana com umaespécie de bactéria conhecida como tendo cepas resistentesou com uma bactéria que é um membro do grupo que éconhecido por ter cepas resistentes. Alternativamente, abactéria pode ser cultivada e identificada como uma espécieconhecida por ter cepas resistentes ou uma bactéria que éum membro do grupo que é conhecido por ter cepasresistentes.

Em algumas modalidades, o agente antimicrobianode fluoroquinolona aerossol é administrado em um nívelsuficiente para superar a resistência emergêncial embactérias ou aumentar a eficiência de extermínio de talmodo que a resistência não tenha a oportunidade de sedesenvolver.

Em algumas modalidades, a terapia porfluoroquinolona em aerossol pode ser administrada como umtratamento ou profilaxia em combinação ou seqüênciaterapêutica alternada com outro antibiótico aerossol, oralou parental. Como exemplo não limitador isso pode incluirtobramicina e/ou outro aminoglicosideo em aerossol,aztreonam em aerossol e/ou outra beta ou mono-lactama,ciprofloxacin em aerossol e/ou outros fluoroquinolonas,azitromicina em aerossol e/ou outros macrolideos oucetolides, tetraciclina e/ou outras tetraciclinas,quinupristina e/ou outros estreptograminas, linezolide e/ououtras oxazolidinonas, vancomicina e/ou outrosglicopeptideos, e cloranfenicol e/ou outros fenicóis, ecolistina e/ou outros polimixinas.

Composições farmacêuticas

Para fins do método descrito aqui, um agenteantimicrobiano de fluoroquinolona pode ser administradoutilizando um inalador. Em algumas modalidades, umantimicrobiano de fluoroquinolona revelado aqui é produzidocomo uma composição farmacêutica apropriada para formaçãode aerossol, de bom sabor, com estabilidade em armazenagem,e segurança e tolerabilidade do paciente.

Em algumas modalidades, o teor de isoformas dafluoroquinolona fabricada pode ser otimizado paratolerabilidade, atividade antimicrobiana e estabilidade.

Em algumas modalidades, vários excipientes podemser adicionados a formulações líquidas ou sólidas parafornecer estabilidade que aumentará a fabricação epermitirá flexibilidade em embalagem; atenção à tensãosuperficial promoverá desempenho do dispositivo;substâncias e adições para mascarar sabor, osmolalidade econcentração de íon permeante (por exemplo, brometo ecloreto), e ajustar tamanho de partícula de aerossol podemser individualmente adicionados para melhorar atolerabilidade aguda; o local de deposição no tratorespiratório pode ser manipulado por otimizar o aerossolproduzido por um dispositivo de distribuição (formulaçõesliquida e seca) e por refinar o tamanho de partículas debaixa solubilidade; a farmacocinética pulmonar édiretamente influenciada pelas propriedades intrínsecas daprópria fluoroquinolona; a criação de formulações deliberação controlada (por exemplo, co-cristais de baixasolubilidade, sais com baixa e elevada solubilidade,lipossomas, nanopartículas de lipídeo sólido,microencapsulações e pró-medicamentos); enquantopropriedades intrínsecas de fluoroquinolona também acionamo perfil de segurança sistêmico, potência e retençãopulmonar que por sua vez permitem eficácia e evitamdesenvolvimento de resistência.

Administração

Os antimicrobianos de fluoroquinolona reveladosaqui podem ser administrados em uma dosagemterapeuticamente eficaz, por exemplo, uma dosagemsuficiente para fornecer tratamento para os estados dedoença anteriormente descritos. Embora níveis ótimos dedosagem humana tenham ainda de ser determinados paradistribuição em aerossol, genericamente uma dose deaerossol diária de levofloxacin (e para a maioria dosagentes antimicrobianos de fluoroquinolona descritos aqui)é de aproximadamente 0,1 a 10 mg/kg de peso corpóreo,preferivelmente aproximadámente 0,2 a 5,0 mg/kg de pesocorpóreo, e mais preferivelmente aproximadamente 0,4 a 4,0mg/kg de peso corpóreo. Desse modo, para administração auma pessoa com 70 kg, a faixa de dosagem seria deaproximadamente 7,0 a 700,0 mg por dia, preferivelmente deaproximadamente 14,0 a 350, 0 mg por dia, e maispreferivelmente de aproximadamente 28,0 a 280,0 mg por dia.A quantidade de composto ativo administrado será,evidentemente, dependente do sujeito e do estado de doençasendo tratado, a gravidade da doença, o modo e programa deadministração, e a decisão do médico que prescreve; porexemplo, uma faixa de dose provável para administração emaerossol de levofloxacin seria de aproximadamente 20 a 400mg por dia.

A administração dos agentes antimicrobianos defluoroquinolona revelados aqui ou os sais farmaceuticamenteaceitáveis dos mesmos pode ser através de qualquer um dosmodos de administração aceitos para agentes que servem autilidades similares incluindo, porém não limitado a,inalação de aerossol.

Composições farmaceuticamente aceitáveis incluemformas de dosagem sólida, semi-sólida, liquida e emaerossol, como, por exemplo, pós, líquidos, suspensões,complexações, lipossomas, particulados ou similares.Preferivelmente, as composições são fornecidas em formas dedosagem unitária apropriadas para administração única deuma dose precisa. A forma de dosagem unitária também podeser montada e embalada junta para fornecer a um paciente umsuprimento semanal ou mensal e também pode incorporaroutros compostos como solução salina, agentes para mascararsabor, excipientes farmacêuticos e outros transportadoresou ingredientes ativos.

0 agente antimicrobiano de fluoroquinolona podeser administrado individualmente ou mais tipicamente emcombinação com um transportador farmacêutico convencional,excipiente ou similar (por exemplo, manitol, lactose,amido, estearato de magnésio, sacarina sódica, talco,celulose, crosscarmelose de sódio, glicose, gelatina,sacarose, carbonato de magnésio, cloreto de magnésio,sulfato de magnésio, cloreto de cálcio, e similares). Sedesejado, a composição farmacêutica pode conter tambémquantidades menores de substâncias auxiliares não tóxicascomo agentes umectantes, agentes emulsificantes, agentes desolubilização, agentes de tamponamento de pH e similares(por exemplo,, acetato de sódio, citrato de sódio, derivadosde ciclodextrina, monolaurato de sorbitano, acetato detrietanolamina, oleato de trietanolamina, e similares).Genericamente, dependendo do modo de administraçãopretendido, a formulação farmacêutica conteráaproximadamente 0,005% a 95%, preferivelmenteaproximadamente 0,5% a 50% em peso de um composto dainvenção. Métodos efetivos de preparar tais formas dedosagem são conhecidos, ou serão evidentes para aquelesversados nesta técnica; por exemplo, vide Remington'sPharmaceutical Sciences, Mack Publishing Company, Easton,Pensilvânia.

Em uma modalidade preferida, as composições terãoa forma de uma dosagem unitária como frasco contendo umliquido, sólido a ser suspenso, pó seco, liofilizado ououtra composição e desse modo a composição pode conter,juntamente com o ingrediente ativo, um diluente comolactose, sacarose, fosfato de dicálcio, ou similar; umlubrificante como estearato de magnésio ou similar; e umaglutinante como amido, goma acácia, polivinil pirrolidona,gelatina, celulose, derivados de celulose ou similares.

Composições farmaceuticamente administráveis deliquido podem, por exemplo, ser preparadas por dissolução,dispersão, etc. de um composto ativo como definido acima eadjuvantes farmacêuticos opcionais em um transportador (porexemplo, água, solução salina, dextrose aquosa, glicerol,glicóis, etanol ou similares) para formar uma solução oususpensão. Soluções a serem aerossolizadas podem serpreparadas em formas convencionais, como soluções oususpensões líquidas, como emulsões ou em formas sólidasapropriadas para dissolução ou suspensão em líquido antesda produção de aerossol e inalação. A percentagem decomposto ativo contido em tais composições de aerossol éaltamente dependente da natureza especifica das mesmas, bemcomo da atividade do composto e das necessidades dosujeito. Entretanto, percentagens de ingrediente ativo de0,01% a 90% em solução são empregáveis, e serão maiselevadas se a composição for um sólido, que serásubseqüentemente diluída nas percentagens acima. Em algumasmodalidades, a composição compreenderá 1,0% - 50,0% doagente ativo em solução.

Formulações de fluoroquinolona podem serseparadas em dois grupos; aqueles de formulação simples eformulações complexas fornecendo propriedades de disfarcegustativo, tolerabilidade aperfeiçoada e/ou uma formulaçãode aumento de formato de AUC. Formulações simples podem seradicionalmente separadas em três grupos. 1. Formulaçõessimples podem incluir formulações líquidas à base de águapara nebulização. Como exemplo não limitador formulaçõeslíquidas à base de água podem consistir em somentefluoroquinolona ou com excipientes solúveis em água nãoencapsulantes. 2. Formulações simples também podem incluirformulações líquidas de base orgânica para nebulização ouinalador de dose de medidor. Como exemplo não limitadorformulações líquidas de base orgânica podem consistir emfluoroquinolona ou com excipientes solúveis orgânicos nãoencapsulantes. 3. Formulações simples também podem incluirformulações de pó seco para administração com um inaladorde pó seco. Como exemplo não limitador formulações de póseco podem consistir em somente fluoroquinolona ou comexcipientes não encapsulantes solúveis em água ou solúveisorgânicos com ou sem um agente de mistura como lactose.Formulações complexas podem ser adicionalmente separadas emcinco grupos. 1. Formulações complexas podem incluirformulações líquidas à base de água para nebulização. Comoexemplo não limitador formulações complexas líquidas abase de água podem consistir em fluoroquinolona encapsuladoou complexado com excipientes solúveis em água comolipídeos, lipossomas, ciclodextrinas, microencapsulações eemulsões. 2.Formulações complexas podem incluir tambémformulações líquidas de base orgânica para nebulização ouinalador de medidor de dose. Como exemplo não limitadorformulações complexas líquidas de base orgânica podemconsistir em fluoroquinolona encapsulada ou complexada comexcipientes solúveis orgânicos como lipídeos,microencapsulações e emulsões à base de água de faseinversa. 3. Formulações complexas podem incluir tambémformulações líquidas à base de água, de baixa solubilidadepara nebulização. Como exemplo não limitador formulaçõescomplexas líquidas à base de água, com baixa solubilidade,podem consistir em fluoroquinolona como uma nanossuspensãoestável pouco solúvel em água ou em complexos deexcipientes co-cristal/co-precipitado, ou misturas comlipídeos de baixa solubilidade como nanosuspensões delipídeo. 4. Formulações complexas também podem incluirformulações líquidas de base orgânica, com baixasolubilidade para nebulização ou inalador de medidor dedose. Como exemplo não limitador formulações complexaslíquidas de base orgânica, de baixa solubilidade podemconsistir em fluoroquinolona como apenas uma nanossuspensãoestável pouco solúvel em solução orgânica ou em complexosde excipientes co-cristal/co-precipitado, ou misturas comlipídeos com baixa solubilidade, como nanosuspensões delipídeo. 5. Formulações complexas também podem incluirformulações de pó seco para administração utilizando uminalador de pó seco. Como exemplo não limitador,formulações de pó seco complexas podem consistir emfluoroquinolona em complexo seco por pulverização/co-precipitado/co-cristal ou mistura com sais/excipientessolúveis em baixo teor de água em forma de pó seco ou semum agente de mistura como lactose. Métodos específicos parapreparação de formulação simples e complexa são descritosaqui.

Distribuição por.aerossol

Agentes antimicrobianos de fluoroquinolona, comodescrito aqui, são preferivelmente administradosdiretamente como um aerossol em um sítio de infecção notrato respiratório. Em algumas modalidades, a distribuiçãopor aerossol é utilizada para tratar uma infecção nospulmões, como infecção de pulmão por Pseudomanas.

Várias tecnologias de dispositivos existem paradistribuir produtos aerossolizados de pó seco ou líquido.Formulações de pó seco exigem genericamente menos tempopara administração da droga, ainda assim esforços dedesenvolvimento mais longos e mais caros. Inversamente,formulações líquidas têm sofrido historicamente de temposde administração mais longos, ainda assim têm a vantagem deesforços de desenvolvimento mais curtos e mais baratos. Osagentes antimicrobianos de fluoroquinolona revelados aquivariam em solubilidade, são genericamente estáveis e têmuma gama de sabores. Em uma tal modalidade, oantimicrobiano de fluoroquinolona levofloxacin é solúvel emágua em pH neutro, é estável em solução aquosa e é limitadoa nenhum sabor.

Por conseguinte, em uma modalidade, umaformulação específica de agente antimicrobiano defluoroquinolona revelado aqui é combinada com umdispositivo de aerossolização específico para fornecer umaerossol para inalação que é otimizado para deposiçãomáxima de droga em um sítio de infecção e máximatolerabilidade. Fatores que podem ser otimizados incluemformulação de partícula sólida ou solução, taxa dedistribuição, e tamanho e distribuição de partículasproduzida pelo dispositivo de aerossolização.

Tamanho e distribuição de partículas

Genericamente, partículas inaladas são submetidasà deposição por um de dois mecanismos: impactação, quenormalmente predomina para partículas maiores, esedimentação, que é prevalente para partículas menores. Aimpactação ocorre quando o momentum de uma partículainalada é grande o bastante para que a partícula não siga ofluxo de ar e encontre uma superfície fisiológica. Aocontrário, a sedimentação ocorre principalmente no fundo dopulmão quando partículas muito pequenas que se deslocaramcom o fluxo de ar inalado encontram superfíciesfisiológicas como resultado de difusão aleatória no fluxode ar.

Para administração pulmonar, as vias aéreassuperiores são evitadas em favor das vias aéreas média einferior. A distribuição de droga pulmonar pode serrealizada por inalação de um aerossol através da boca e dagarganta. Partículas tendo um diâmetro aerodinâmico medianode massa (MMAD) maior do que aproximadamente 5 micronsgeralmente não atingem o pulmão; em vez disso, tendem aimpactar na parte traseira da garganta e são deglutidos epossivelmente absorvidos por via oral. Partículas tendodiâmetros de aproximadamente 2 a aproximadamente 5 micronssão pequenas o bastante para atingir a região pulmonarsuperior a média (vias aéreas condutoras), porém sãograndes o demais para atingir os alvéolos. Partículasmenores, isto é de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 2microns, são capazes de atingir a região alveolar.Partículas tendo diâmetros menores do que aproximadamente0,5 microns também podem ser depositados na região alveolarpor sedimentação, embora partículas muito pequenas possamser exaladas. Medições de tamanho de partícula podem sermencionadas como diâmetro médio volumétrico (VMD), diâmetromediano de massa (MMD) ou MMAD. Essas medições podem serfeitas por impactação (MMD e MMAD) ou por laser (VMD). Parapartículas de líquido, VMD, MMD e MMAD podem ser iguais secondições ambientais forem mantidas, por exemplo, umidadepadrão. Entretanto, se a umidade não for mantida,determinações de MMD e MMAD serão menores do que do VMDdevido à desidratação durante medições de meio de impactar.Para fins dessa descrição,- medições de VMD, MMD e MMAD sãoconsideradas como sendo condições padrão de tal modo que asdescrições de VMD, MMD e MMAD serão comparáveis.Similarmente, determinações de tamanho de partícula de póseco de MMD e MMAD são também consideradas comparáveis.

Em algumas modalidades, o tamanho de partícula doaerossol é otimizado para maximizar a deposição de agenteantimicrobiano de fluoroquinolona no sítio de infecção emaximizar a tolerabilidade. O tamanho de partícula deaerossol pode ser expresso em termos do diâmetroaerodinâmico mediano de massa (MMAD). Partículas grandes(por exemplo, MMAD > 5 |_im) podem se depositar na via aéreasuperior porque são grandes demais para navegar a curvaturada via aérea superior. Partículas pequenas (por exemplo,MMAD < 2 μπι) podem ser insuficientemente depositadas nasvias aéreas inferiores e desse modo se tornarem exaladas,fornecendo oportunidade adicional para a deposição de viasaéreas superiores. Conseqüentemente, a intolerabilidade(por exemplo, tosse e broncoespasmo) pode ocorrer a partirda deposição na via aérea superior a partir tanto daimpactação por inalação de partículas grandes quanto doassentamento de partículas pequenas durante expiração einalação repetida. Desse modo, em uma modalidade, umtamanho ótimo de partícula" é utilizado (por exemplo, MMAD =2-5 μπι) para maximizar a deposição em um sítio de infecçãode pulmão médio e minimizar a intolerabilidade associada àdeposição de vias aéreas superiores. Além disso, a geraçãode um tamanho de partícula definido com desvio padrãogeométrico limitado (GSD) pode otimizar deposição e atolerabilidade. 0 GSD estreito limita o número departículas fora da faixa de tamanho de MMAD desejado. Emuma modalidade, um aerossol contendo um ou mais compostosrevelados aqui é fornecido tendo um MMAD de aproximadamente2 microns até aproximadamente 5 microns com um GSD menor ouigual a aproximadamente 2,5 microns. Em outra modalidade,um aerossol tendo um MMAD de aproximadamente 2,8 microns aaproximadamente 4,3 microns com um GSD menor ou igual a 2microns é fornecido. Em outra modalidade, um aerossol tendoum MMAD a partir de aproximadamente 2,5 microns atéaproximadamente 4,5 microns com um GSD menor ou igual a 1,8microns é fornecido.

Agentes antimicrobianos de fluoroquinolonarevelados aqui destinados à distribuição respiratória (paradistribuição sistêmica ou local) podem ser administradoscomo formulações aquosas, como suspensões ou soluções empropelentes de hidrocarboneto halogenados, ou como póssecos. Formulações aquosas podem ser aerossolizadas pornebulizadores líquidos empregando atomização hidráulica ouultra-sônica. Sistemas à base de propelente podem utilizarinaladores de dose medida pressurizados, apropriados(pMDIs). Pós secos podem utilizar dispositivos inaladoresde pó seco (DPIs), que são capazes de dispersar asubstância de droga de forma eficaz. Uma distribuição etamanho de partícula desejada podem ser obtidos por escolhade um dispositivo apropriado.Nebulizador liquido

Em uma modalidade, um nebulizador é selecionadocom base em permitir a formação de um aerossol de um agenteantimicrobiano de fluoroquinolona revelado aqui tendo umMMAD predominantemente entre aproximadamente 2 eaproximadamente 5 microns. Em uma modalidade, a quantidadedistribuída de agente antimicrobiano de fluoroquinolonaprovê um efeito terapêutico para infecções respiratórias.

Anteriormente, dois tipos de nebulizadores, ajato e ultra-sônico, foram mostrados como sendo capazes deproduzir e fornecer partículas de aerossol com tamanhosentre 2 e 4 um. Esses tamanhos de partícula foram mostradoscomo sendo ótimos para tratamento de infecção bacterianapulmonar causada por bactérias gram-negativas comoPseudomonas aeruginosa, Escherichia eoli, Enterobacterspeeies, Klebsiella pneumoniae, K. oxytoca, Proteusmirabilis, Pseudomonas aeruginosa, Serratia marcescens,Haemophilus influenzae, Burkholderia cepacia,

Stenotrophomonas maltophilia, Alcaligenes xylosoxidans ePseudomonas aeruginosa resistente a multidrogas.Entretanto, a menos que se utilize uma solução formuladaespecialmente, esses nebulizadores necessitam tipicamentede maiores volumes para administrar quantidade suficientede droga para obter efeito. Um nebulizador a jato utilizaruptura por pressão de ar de uma solução aquosa emgotículas de aerossol. Um nebulizador ultra-sônico utilizacisalhamento da solução aquosa por um cristalpiezoelétrico. Tipicamente, entretanto, os nebulizadores ajato são somente aproximadamente 10% eficientes sobcondições clínicas, enquanto o nebulizador ultra-sônico ésomente aproximadamente 5% eficiente. A quantidade deproduto farmacêutico depositado e absorvido nos pulmões édesse modo uma fração dos 10% apesar das grandesquantidades da droga colocada no nebulizador.

Por conseguinte, em uma modalidade, umnebulizador de malha de vibração é utilizado para fornecerum aerossol do agente antimicrobiano de fluoroquinolonarevelado aqui. Um nebulizador de malha de vibração consisteem um recipiente de armazenagem de liquido em contatofluido com um diafragma e-válvulas de inalação e exalação.Em uma modalidade, aproximadamente 1 a aproximadamente 5 mldo agente antimicrobiano de fluoroquinolona é colocado norecipiente de armazenagem e o gerador de aerossol estáengajado na produção de aerossol atomizado de tamanhos departícula seletivamente entre aproximadamente 1 eaproximadamente 5 um.

Como exemplo não limitador, um agenteantimicrobiano de fluoroquinolona revelado aqui é colocadoem um inalador de nebulização liquida e preparado emdosagens para fornecer de aproximadamente 7 aaproximadamente 700 mg a partir de uma solução de dosagemde aproximadamente 1 a aproximadamente 5 ml,preferivelmente de aproximadamente 14 a aproximadamente 350mg em aproximadamente 1 a aproximadamente 5 ml, e maispreferivelmente de aproximadamente 28 a aproximadamente 280mg em aproximadamente 1 a aproximadamente 5 ml com tamanhosde partículas de MMAD entre aproximadamente 2 eaproximadamente 5 um sendo produzidas.

Como exemplo não limitador, um antimicrobiano defluoroquinolona nebulizado pode ser administrado na dosefornecida respirável, descrita, em menos do queaproximadamente 20 min., preferivelmente em menos do queaproximadamente 10 min., mais preferivelmente em menos doque aproximadamente 7 min., mais preferivelmente em menosdo que aproximadamente 5, mais preferivelmente em menos doque aproximadamente 3 .min., e em alguns casos maispreferivelmente se for em menos do que aproximadamente 2min.

Como exemplo não limitador, em outrascircunstâncias, um antimicrobiano de fluoroquinolonanebulizado pode obter tolerabilidade aperfeiçoada e/ouexibir uma característica de aumento de formato de AUCquando administrado durante períodos mais longos de tempo.Sob essas condições, a dose fornecida respirável descritaem mais do que aproximadamente 2 min., preferivelmente maisdo que aproximadamente 3 min., mais preferivelmente mais doque aproximadamente 5 min., mais preferivelmente mais doque aproximadamente 7 min., mais preferivelmente mais doque aproximadamente 10 min., e em alguns casos maispreferivelmente a partir de aproximadamente 10 aaproximadamente 20 min.

Para sistemas aquosos e de outros líquidos nãopressurizados, uma variedade de nebulizadores (incluindonebulizadores de volume pequeno) são disponíveis paraaerossolizar as formulações. Nebulizadores acionados porcompressor incorporam tecnologia de jato e utilizam arcomprimido para gerar o aerossol líquido. Tais dispositivossão comercialmente disponíveis a partir por exemplo, deHealthdyne Technologies, Inc.,; Invacare, Inc.; MountainMedicai Equipment, Inc.; Pari Respiratory, Inc.; MadaMedicai, Inc.; Puritan-Bennet; Schuco, Inc., DeVilbissHealth Care, Inc.; e Hospitak, Inc. Nebulizadores ultra-sônicos se baseiam em energia mecânica na forma de vibraçãode um cristal piezoelétrico para gerar gotículas líquidasrespiráveis e são comercialmente disponíveis a partir de,por exemplo, Omron Heathcare, Inc. e DeVilbiss Health Care,Inc. Nebulizadores de malha de vibração se baseiam empulsos piezoelétricos ou " mecânicos para gerar gotículaslíquidas respiráveis. Outros exemplos de nebulizadores parauso com agentes antimicrobianos de fluoroquinolona descritos aqui são descritos nas patentes dos EstadosUnidos de números 4.268.460; 4.253.468; 4 . 046.146;3.826.255; 4.649.911 4.510,929; 4.624.251; 5. 164.740;5.586.550; 5.758.637 6.644.304; 6.338.443; 5. 906.202;5.934.272; 5.960,792 5.971.951; 6.070,575; 6. 192.876;6.230,706; 6.349.719 6.367.470; 6.543.442; 6. 584.971;6.601.581; 4.263.907 5.709.202; 5.823.179; 6. 192.876;6.644.304; 5.549.102 6.083.922; 6.161.536; 6. 264.922;6.557.549 e 6.612.303 todas as quais são pela presente

incorporadas a titulo de referência na integra. Os exemploscomerciais de nebulizadores que podem ser utilizados com osagentes antimicrobianos de fluoroquinolona descritos aquiincluem Respirgard II®, Aeroneb®, Aeroneb® Pro, eAeroneb® Go produzidos por Aerogen; AERx® e AERx Essence™produzidos por Aradigm; Porta-Neb®, Freeway Freedom™,Sidestream, Ventstream e I-neb produzidos por Respironics,Inc.; e PARI LC-Plus®, PARI LC-Star® e e-Flow7m produzidospor PARI, GmbH. Como exemplo adicional não limitador, apatente dos Estados Unidos de número 6.196.219 é pelapresente incorporada a titulo de referência na integra.

Em algumas modalidades, a solução de droga éformada antes do uso do nebulizador por um paciente. Emoutras modalidades, a droga é armazenada no nebulizador emforma sólida. Nesse caso, a solução é misturada apósativação do nebulizador, como descrito na patente dosEstados Unidos de número 6.427.682 e na publicação PCT denúmero WO 03/035030, ambas as quais são pela presenteincorporada a titulo de referência na integra. Nessesnebulizadores, a droga sólida, opcionalmente combinada comexcipientes para formar uma composição sólida, é armazenadaem um compartimento separado a partir de um solventelíquido.

O solvente líquido é capaz de dissolver acomposição sólida para formar uma composição líquida, quepode ser aerossolizada e inalada. Essa capacidade é, entreoutros fatores, uma função da quantidade selecionada epotencialmente, da composição do líquido. Para permitirfácil manipulação e dosagem reproduzível, o líquido aquosoestéril pode ser capaz de dissolver a composição sólida emum curto período de tempo, possivelmente sob agitaçãosuave. Em algumas modalidades, o líquido final está prontopara uso após um período não mais longo do queaproximadamente 30 segundos. Em alguns casos, a composiçãosólida é dissolvida em aproximadamente 20 segundos, evantajosamente em aproximadamente 10 segundos. Comoutilizado aqui, os termos "dissolver(dissolvido)","dissolvendo" e "dissolução" se referem à desintegração dacomposição sólida e a liberação, isto é, a dissolução, docomposto ativo. Como resultado da dissolução da composiçãosólida com o solvente líquido uma composição líquida éformada na qual o composto ativo está contido no estadodissolvido. Como utilizado aqui, o composto ativo está noestado dissolvido quando pelo menos aproximadamente 90% empeso são dissolvidos, e mais preferivelmente quando pelomenos aproximadamente 95% em peso são dissolvidos.

Com relação ao desenho do nebulizador decompartimento separado, básico, vai depender primeiramenteda aplicação específica se for mais útil para acomodar olíquido aquoso e a composição sólida em câmaras separadasdo mesmo recipiente ou embalagem primária, ou se devem serfornecidos em recipientes separados. Se recipientesseparados forem utilizados, esses são fornecidos como umconjunto na mesma embalagem secundária. O uso derecipientes separados é especialmente preferido paranebulizadores contendo duas ou mais doses do compostoativo. Não há limite para o número total de recipientesfornecidos em um kit de múltiplas doses. Em uma modalidade,a composição sólida é fornecida como doses unitárias emmúltiplos recipientes ou em múltiplas câmaras de umrecipiente, ao passo que o solvente liquido é fornecido emuma câmara ou recipiente. Nesse caso, um desenho favorávelprovê o liquido em um dispensador de dose medida, que podeconsistir em uma garrafa de plástico ou de vidro fechadacom um dispositivo de distribuição, como uma bomba mecânicapara medir o liquido. Por exemplo, um acionamento domecanismo de bombear pode fornecer a quantidade exata deliquido para dissolver uma unidade de dose da composiçãosólida.

Em outra modalidade para nebulizadores decompartimento separado de múltiplas doses, tanto acomposição sólida como o solvente liquido são fornecidoscomo doses unitárias casadas em múltiplos recipientes ou emmúltiplas câmaras de um recipiente. Por exemplo,recipientes de duas câmaras podem ser utilizados paraconter uma unidade da composição sólida em uma das câmarase uma unidade de liquido na outra. Como utilizado aqui, umaunidade é definida pela quantidade de droga presente nacomposição sólida, que é uma dose unitária. Taisrecipientes com duas câmaras podem, entretanto, ser tambémutilizados vantajosamente para nebulizadores contendosomente uma dose de droga única.

Em uma modalidade de um nebulizador decompartimento separado, uma embalagem de blister tendo doisblisters é utilizada, os blisters representando as câmaraspara conter a composição sólida e o solvente líquido emquantidades casadas para preparar uma unidade de dose dacomposição líquida final. Como utilizado aqui, umaembalagem de blister representa uma unidade de embalagemprimária formada por pressão ou termoformada, maisprovavelmente compreendendo um material de embalagempolimérica que opcionalmente inclui uma folha de metal,como alumínio. A embalagem de blister pode ser moldada parapermitir fácil dispensa do conteúdo. Por exemplo, um ladoda embalagem pode ser afilado ou ter uma porção afilada ouregião através da qual o conteúdo é dispensável para dentrode outro recipiente após abertura da embalagem de blisterna extremidade afilada. A extremidade afilada poderepresentar uma ponta.

Em algumas modalidades, as duas câmaras daembalagem de blister são conectadas por um canal, o canalsendo adaptado para orientar fluido a partir do blistercontendo o solvente líquido para o blister contendo acomposição sólida. Durante armazenagem, o canal é fechadocom uma vedação. Nesse sentido, uma vedação é qualquerestrutura que evita que o solvente líquido contate acomposição sólida. A vedação é preferivelmente quebrável ouremovível; a quebra ou remoção da vedação quando onebulizador deve ser utilizado permitirá que o solventelíquido entre na outra câmara e dissolva a composiçãosólida. 0 processo de dissolução pode ser melhorado poragitação da embalagem de blister. Desse modo, a composiçãolíquida final para inalação é obtida, o líquido estandopresente em uma ou ambas as câmaras da embalagem conectadapelo canal, dependendo de como o pacote é seguro.

De acordo com outra modalidade, uma das câmaras,preferivelmente uma que esteja mais próxima à porçãoafilada da embalagem de blister, se comunica com um segundocanal, o canal se estendendo da câmara até uma posiçãodistai da porção afilada. Durante armazenagem, esse segundocanal não se comunica com o exterior da embalagem porém éfechado em um modo hermético a ar. Opcionalmente, aextremidade distai do segundo canal é fechada por uma tampaou fecho quebrável ou removível, que pode, por exemplo, seruma tampa de torcer, uma tampa de quebrar ou uma tampa decortar.

Em uma modalidade, um frasco ou recipiente tendodois compartimentos é utilizado, o compartimentorepresentando as câmaras para conter a composição sólida eo solvente líquido em quantidades casadas para preparar umaunidade de dose da composição líquida final. A composiçãolíquida e um segundo solvente líquido podem estar contidasem quantidades casadas para preparar uma unidade de dose dacomposição líquida final (como exemplo não limitador emcasos onde dois excipientes solúveis ou a fluoroquinolona eexcipiente são instáveis para armazenagem, ainda assimdesejados na mesma mistura para administração).

Em algumas modalidades, os dois compartimentossão fisicamente separados porém em comunicação de fluidocomo quando o frasco ou recipiente estão conectados por umcanal ou barreira quebrável, o canal ou barreira quebrávelsendo adaptados para orientar o fluido entre os doiscompartimentos para permitir mistura antes daadministração. Durante armazenagem, o canal é fechado comuma vedação ou a barreira quebrável intacta. Nesse sentido,uma vedação é qualquer estrutura que evita mistura doconteúdo nos dois compartimentos. A vedação épreferivelmente quebrável ou removível; a quebra ou remoçãoda vedação quando o nebulizador deve ser utilizadopermitirá que o solvente líquido entre na outra câmara edissolva a composição sólida ou no caso de dois líquidospermitirá a mistura. O processo de mistura ou dissoluçãopode ser melhorado por agitação do recipiente. Desse modo,a composição líquida final para inalação é obtida, oliquido estando presente em uma ou ambas as câmaras daembalagem conectadas pela barreira quebrável ou canal,dependendo de como a embalagem é segura.

A própria composição sólida pode ser fornecida emvários tipos diferentes de formas de dosagem, dependendodas propriedades fisico-quimicos da droga, taxa dedissolução desejada, considerações de custo e outroscritérios. Em uma das modalidades, a composição sólida éuma unidade única. Isso quer dizer que uma dose unitária dadroga é compreendida em um único artigo ou forma sólidafisicamente moldada. Em outras palavras, a composiçãosólida é coerente, o que está em contraste com uma forma dedosagem de múltiplas unidades, na qual as unidades sãoincoerentes.

Os exemplos de unidades únicas que podem serutilizadas como formas de dosagem para as composiçõessólidas incluem tabletes, como tabletes comprimidos,unidades semelhantes a filme, unidades semelhantes à folha,pastilhas (wafers), unidades de matriz Iiofilizadas. TaisIiofilizados, às vezes também denominados pastilhas(wafers) ou tabletes Iiofilizados, são particularmenteúteis para desintegração, que também permite a rápidadissolução do composto ativo.

Por outro lado, para algumas aplicações acomposição sólida pode ser formada também como uma forma dedosagem de unidades múltiplas como definido acima. Osexemplos de unidades múltiplas são pós, grânulos,microparticulas, pelotas, contas, pós liofilizados esimila res. Em uma modalidade, a composição sólida é um póliofilizado. Tal sistema _liofilizado disperso compreendeuma variedade de partículas de pó, e devido ao processo deliofilização utilizado na formação do pó, cada partículatem uma microestrutura porosa, irregular através da qual opó é capaz de absorver água muito rapidamente, resultandoem dissolução rápida.

Outro tipo de sistema de multipartículas quetambém é capaz de obter rápida dissolução de droga é aquelede pós, grânulos ou pelotas a partir de excipientessolúveis em água que são revestidos com a droga, de modoque a droga seja locali-zada na superfície externa daspartículas individuais. Nesse tipo de sistema, o excipientecom peso molecular baixo solúvel em água é útil parapreparar os núcleos de tais partículas revestidas, quepodem ser subseqüentemente revestidas com uma composição derevestimento compreendendo a droga e, preferivelmente, umou mais excipientes adicionais, como aglutinante, umformador de poros, um sacarídeo, um álcool de açúcar, umpolímero de formação de película, um plastificante, ououtros excipientes utilizados em composições derevestimento farmacêuticas.

Em outra modalidade, a composição sólida pareceuma camada de revestimento que é revestida em múltiplasunidades feitas de material insolúvel. Os exemplos deunidades insolúveis incluem contas feitas de vidro,polímeros, metais e sais minerais. Novamente, o efeitodesejado é principalmente a desintegração rápida da camadade revestimento e a dissolução rápida da droga, o que éobtido pela provisão da composição sólida em uma formafísica que tem uma relação de superfície para volumeparticularmente elevada. Tipicamente, a composição derevestimento, além da droga e do excipiente com pesomolecular baixo solúvel em água, compreenderá um ou maisexcipientes, como aqueles mencionados acima para revestirpartículas solúveis, ou qualquer outro excipiente conhecidocomo sendo útil em composições de revestimentofarmacêuticas.Para obter os efeitos desejados, pode ser útilincorporar mais de um excipiente com baixo peso molecularsolúvel em água na composição sólida. Por exemplo, umexcipiente pode ser selecionado pelo seu transportador dedroga e pela sua capacidade de diluente, enquanto outroexcipiente pode ser selecionado para ajustar o pH. Se acomposição liquida final necessitar ser tamponada, doisexcipientes que juntos formam um sistema de tampão, podemser selecionados.

Em uma modalidade, o liquido a ser utilizado emum nebulizador de compartimento separado é um liquidoaquoso, o qual é aqui definido como um liquido cujocomponente principal é água. 0 liquido não consistenecessariamente somente de água; entretanto, em umamodalidade é água purificada. Em outra modalidade, oliquido contém outros componentes ou substâncias,preferivelmente outros componentes líquidos, porémpossivelmente também sólidos dissolvidos. Componenteslíquidos diferentes de água que podem ser úteis incluempropileno glicol, glicerol e polietileno glicol. Um dosmotivos para incorporar um composto sólido como soluto éque tal composto é desejável na composição líquida final,porém é incompatível com" a composição sólida ou com umcomponente do mesmo, como o ingrediente ativo.

Outra característica desejável para o solventelíquido é que ele seja estéril. Um líquido aquoso estariasujeito ao risco de crescimento e contaminaçãomicrobiológica consideráveis se nenhuma medida for tomadapara assegurar esterilidade. Para fornecer um líquidosubstancialmente estéril, uma quantidade eficaz de umagente antimicrobiano aceitável ou preservativo pode serincorporada ou o líquido pode ser esterilizado antes defornecer o mesmo e vedar o mesmo com uma vedação herméticaa ar. Em uma modalidade, o líquido é um liquidoesterilizado livre de preservativos e fornecido em umrecipiente hermético a ar apropriado. Entretanto, de acordocom outra modalidade na qual o nebulizador contém múltiplasdoses do composto ativo, o líquido pode ser fornecido em umrecipiente de múltiplas doses, como um dispensador de dosemedida, e pode exigir um preservativo para evitarcontaminação microbiana após o primeiro uso.

Inalador de medidor de dose (MDI)

Um inalador acionado por propelente (pMDI) liberauma dose medida de medicamento após cada acionamento. 0medicamento é formulado como uma suspensão ou solução deuma substância de droga em um propelente apropriado como umhidrocarboneto halogenado. pMDIs são descritos por exemplo,em Newman, S.P., Aerosols and the Lung, Clarke e outros,eds., pág. 197-224 (Butterworths, Londres, Inglaterra,1984) .

Em algumas modalidades, o tamanho de partícula dasubstância de droga em um MDI pode ser escolhido de formaideal. Em algumas modalidades, as partículas de ingredienteativo têm diâmetros menores do que aproximadamente 50microns. Em algumas modalidades, as partículas têmdiâmetros menores do que aproximadamente 10 microns. Emalgumas modalidades, as partículas têm diâmetros deaproximadamente 1 mícron a aproximadamente 5 microns. Emalgumas modalidades, as partículas têm diâmetros menores doque aproximadamente 1 mícron. Em uma modalidade vantajosa,as partículas têm diâmetros de aproximadamente 2 microns aaproximadamente 5 microns.

Os propelentes para uso com os MDIs podem serquaisquer propelentes conhecidos na técnica. Os exemplos depropelentes incluem clorofluorocarbonos (CFCs) comodiclorodifluorometano, triclorofluorometano ediclorotetrafluoroetano; hidrofluoroalcanos (HFAs); edióxido de carbono. Pode ser vantajoso utilizar HFAs em vezde CFCs devido às preocupações ambientais associadas ao usode CFCs. Os exemplos de preparados de aerossol medicinalcontendo HFAs são apresentados nas patentes dos Estados

Unidos de números 6.585.958; 2.868.691 e 3.014.844, todasas quais são incorporadas pela presente a titulo dereferência na integra. Em algumas modalidades, um co-solvente é misturado com o propelente para facilitardissolução ou suspensão da substância de droga.

Em algumas modalidades, o propelente eingrediente ativo estão contidos em recipientes separados,como descrito na patente dos Estados Unidos de número4.534.345, que é incorporado pelo presente a titulo dereferência na integra.

Em algumas modalidades, o MDI utilizado aqui éativado por um paciente empurrando uma alavanca, botão ououtro acionador. Em outras modalidades, a liberação doaerossol é ativada por respiração de tal modo que, apósinicialmente armar a unidade, o aerossol de composto ativoé liberado após o paciente começar a inalar, como descritonas patentes dos Estados Unidos de números 6.672.3045.404.871; 5.347.998; 5.284.133; 5.217.004; 5.119.8065.0 60,64 3; 4.664.107; 4.64 8.393; 3.78 9.843; 3.7 32.8 643.636.94 9; 3.5 98.2 94; 3.565.07 0; 3.4 56.64 6; 3.4 56.64 5; e3.456.644. cada uma das quais é pela presente incorporada atitulo de referência na integra. Um tal sistema permite queuma quantidade maior do composto ativo entre nos pulmões dopaciente. Outro mecanismo - para ajudar um paciente a obterdosagem adequada como ingrediente ativo pode incluir ummecanismo de válvula que permite que um paciente utilizemais de uma respiração para inalar a droga, como descritonas patentes dos Estados Unidos de números 4.470,412 e5.385.140, ambas as quais são incorporadas aqui a titulo dereferência na integra.

Exemplos adicionais de MDIs conhecidos na técnicae apropriados para uso aqui incluem as patentes dos EstadosUnidos de números 6.435.177; 6.585.958; 5.642.730;6.223.74 6; 4.955.371; 5.4 04.871; 5.364.838; e 6.523.536,todas as quais são pela presente incorporadas a titulo dereferência na integra.

Inalador de pó seco (DPI)

Há dois desenhos principais de inaladores de póseco. Um desenho é o dispositivo de dosagem no qual umreservatório para a droga é colocado dentro do dispositivoe o paciente acrescenta uma dose da droga na câmara deinalação. 0 segundo é um dispositivo medido na fábrica noqual cada dose individual foi fabricada em um recipienteseparado. Os dois sistemas dependem da formulação de drogaem pequenas partículas de diâmetros médios de massa deaproximadamente 1 a aproximadamente 5 um, e normalmenteenvolvem co-formulação com partículas de excipiente maiores(tipicamente partículas de lactose com 100 um de diâmetro).0 pó de droga é colocado na câmara de inalação (por dosagemdo dispositivo ou por quebra de uma dosagem medida emfábrica) e o fluxo inspiratório do paciente acelera o pópara fora do dispositivo e para dentro da cavidade oral.Características de fluxo não laminar da trajetória de pófazem com que os agregados de droga-excipiente decomponham,e a massa das partículas de excipiente grandes causam suaimpactação na parte traseira da garganta, enquanto aspartículas de droga menores são depositadas no fundo dospulmões.

Como com MDIs e nebulização líquida, o tamanho departícula da formulação de aerossol de agenteantimicrobiano de fluoroquinolona pode ser otimizado. Se otamanho de partícula for maior do que aproximadamente 5 umde MMAD então as partículas são depositadas em vias aéreassuperiores. Se o tamanho de partícula do aerossol for menordo que aproximadamente 1 um então é fornecido nos alvéolose pode ser transferido para a circulação sistêmica desangue.

Como exemplo não limitador, em inaladores de póseco, os agentes antimicrobianos de fluoroquinolonarevelados aqui são preparados em dosagens para fornecer deaproximadamente 7 a aproximadamente 700 mg de uma soluçãode dosagem de aproximadamente 1 a aproximadamente 5 ml,preferivelmente de aproximadamente 14 a aproximadamente 350mg em aproximadamente 1 a aproximadamente 5 ml, e maispreferivelmente de aproximadamente 28 a aproximadamente 280mg em aproximadamente 1 a aproximadamente 5 ml com tamanhosde partícula de MMAD entre aproximadamente 2 eaproximadamente 5 um sendo produzidos.

Em algumas modalidades, um inalador de pó seco(DPI) é utilizado para dispensar os agentes antimicrobianosde fluoroquinolona descritos aqui. Os DPIs contêm asubstância de droga em forma de partícula seca, fina.Tipicamente, a inalação por um paciente faz com que aspartículas secas formem uma nuvem de aerossol que éaspirada para dentro dos pulmões do paciente. As partículasde droga secas finas podem ser produzidas por qualquertécnica conhecida na arte. Algumas técnicas bem conhecidasincluem uso de um moinho de jato ou outro equipamento detrituração, precipitação de soluções saturadas ousupersaturadas, secagem por pulverização, micronização nolocal (Hovione) ou métodos de fluido supercrítico.Formulações típicas de pó incluem a produção de pelotasesféricas ou misturas adesivas. Em misturas adesivas, aspartículas de droga são fixadas em partículas portadorasmaiores, como monoidrato de lactose com tamanho deaproximadamente 50 a aproximadamente 100 microns dediâmetro. As partículas portadoras maiores aumentam asforças aerodinâmicas nos aglomerados de droga/portador paramelhorar a formação de aerossol. Dispositivos deturbulência e/ou mecânicos quebram os aglomerados em suaspartes constituintes. As partículas de droga menores sãoentão aspiradas para dentro dos pulmões enquanto aspartículas portadoras maiores se depositam na boca ougarganta. Alguns exemplos de misturas adesivas sãodescritos na patente dos Estados Unidos de número 5.478.578e na publicação PCT de números WO 95/11666, WO 87/05213, WO96/23485, e WO 97/03649, todas as quais são incorporadas atítulo de referência na íntegra. Excipientes adicionaistambém podem ser incluídos com a substância de droga.

Há três tipos comuns de DPIs, todos os quaispodem ser utilizados com os agentes antimicrobianos defluoroquinolona descritos aqui. Em um DPI de dose única,uma cápsula contendo uma dose de excipientes/substância dedroga seca é carregada no inalador. Após ativação, acápsula é violada, permitindo que o pó seco seja disperso einalado utilizando um inalador de pó seco. Para dispensardoses adi cionais, a cápsula antiga deve ser removida e umacápsula adicional carregada. Os exemplos de DPIs de doseúnica são descritos nas "patentes dos Estados Unidos denúmeros 3.807.400; 3.906.950; 3.991.761; e 4.013.075, todasas quais são pelo presente incorporadas a título dereferência na íntegra. Em um DPI de múltiplas dosesunitárias, uma embalagem contendo múltiplos compartimentosde dose única é fornecida. Por exemplo, a embalagem podecompreender uma embalagem de blister, onde cadacompartimento de blister contém uma dose. Cada dose podeser dispensada após a ruptura de um compartimento deblister. Qualquer um dos vários arranjos de compartimentosna embalagem pode ser utilizado. Por exemplo, arranjos emtira ou rotativos são comuns. Os exemplos de DPIs demúltiplas doses unitárias são descritos nas publicações dopedido de patente EPO de números 0211595A2, 0455463A1 e0467172A1, todos os quais são pelo presente incorporados atitulo de referência na integra. Em um DPI de múltiplasdoses, um único reservatório de pó seco é utilizado.Mecanismos que medem quantidades de dose única a partir doreservatório para serem aerossolizadas e inaladas sãofornecidos, como descrito nas patentes dos Estados Unidosde números 5.829.434; 5.437.270; 2.587.215; 5.113.855;5.84 0, 27 9; 4.688.218; 4.667.668; 5.033.463; e 4 .805.811 ena publicação PCT de número WO 92/09322, todos os quais sãoincorporados pelo presente a titulo de referência naintegra.

Em algumas modalidades, a energia auxiliar alémde ou diferente da inalação de um paciente pode serfornecida para facilitar a operação de um DPI. Por exemplo,ar pressurizado pode ser fornecido para auxiliar emdesaglomeração de pó, como descrito nas patentes dosEstados Unidos de números 3.906.950; 5.113.855; 5.388.572;6.029.662 e na publicação PCT de números WO 93/12831, WO90/07351 e WO 99/62495, todas as quais são pela presenteincorporadas a titulo de referência na integra. Impulsoreseletricamente acionados também podem ser fornecidos, comodescrito nas patentes dos Estados Unidos de números3.948.264; 3.971.377; 4.147.166; 6.006.747 e na publicaçãoPCT de número WO 98/03217, todas as quais são pela presenteincorporadas a titulo de referência na integra. Outromecanismo é um pistão de rosqueamento acionadoeletricamente, como descrito na publicação PCT de número WO90/13327, que é pela presente incorporada a titulo dereferência na íntegra. Outros DPIs utilizam um vibrador,como descrito nas patentes dos Estados Unidos de números5.694.920 e 6.026.809, ambas as quais são pela presenteincorporadas a titulo de referência na íntegra. Finalmente,um sistema raspador pode ser empregado, como descrito napublicação PCT de número WO 93/24165, que é pela presenteincorporada a título de referência na íntegra.

Exemplos adicionais de DPIs para uso aqui sãodescritos nas patentes dos Estados Unidos de números4.811.731; 5.113.855; 5.840,279; 3.507.277; 3.669.113;3.635.219; 3.991.7 61; 4.353.365; 4.8 8 9.14 4, 4.907.538;5.829.434; 6.681.7 68; 6.561.186; 5.918.594; 6.003.512;5.775.320; 5.740,794; e 6.626.173, todas as quais são pelapresente incorporadas a título de referência na íntegra.

Em algumas modalidades, um espaçador ou câmarapode ser utilizado com qualquer um dos inaladores descritosaqui para aumentar a quantidade de substância de droga queé absorvida pelo paciente, como descrito nas patentes dosEstados Unidos de números 4.470,412; 4.790,305; 4.926.852;5.012.803; 5.04 0,52 7; 5.02 4.4 67; 5.816.240; 5.027.806 e6.026.807, todas as quais são incorporadas aqui a título dereferência na íntegra. Por exemplo, um espaçador poderetardar o tempo da produção de aerossol até o momento emque o aerossol entra na boca de um paciente. Um tal retardopode melhorar a sincronização entre a inalação do pacientee a produção de aerossol. Uma máscara também pode serincorporada para crianças ou outros pacientes que têmdificuldade de utilizar o bocal tradicional, como descritonas patentes dos Estados Unidos de números 4.809.692;4.832.015; 5.012.804; 5.427.089; 5.64 5.049; e 5.988.160,todas as quais são pela presente incorporadas aqui a títulode referência na íntegra.

Inaladores de pó seco (DPIs) , que envolvemdesagregação e aerossolização de pós secos, normalmente sebaseiam em uma rajada de ar inspirado que é aspiradaatravés da unidade para fornecer uma dosagem de droga. Taisdispositivos são descritos, por exemplo, na patente dosEstados Unidos de número - 4.807.814, que é dirigida a umejetor de pó pneumático tendo um estágio de sucção e umestágio de injeção; SU 628930 (Resumo), descrevendo umdispersador de pó manual tendo um tubo de fluxo de araxial; Fox e outros, Powder and Bulk Engineering, páginas33-36 (março de 1988), descrevendo um edutor de venturitendo um tubo de entrada de ar axial à montante de umarestrição de venturi; EP 347 779, descrevendo umdispersador de pó manual tendo uma câmara de expansãodobrável, e patente dos Estados Unidos de número 5.785.049dirigida a dispositivos de distribuição de pó seco, paradrogas.

Formulações de dispersão/solução

Em uma modalidade, são fornecidas formulaçõesaquosas contendo particulas de droga de nanoparticulas ousolúveis. Para formulações de aerossol aquosas, a drogapode estar presente em uma concentração de aproximadamente1 mg/mL até aproximadamente 700 mg/mL. Tais formulaçõesfornecem a distribuição eficaz em áreas apropriadas dopulmão, com as formulações de aerossol mais concentradastendo a vantagem adicional de permitir que grandesquantidades de substância de droga sejam distribuídas parao pulmão em um período de tempo muito curto. Em umamodalidade, uma formulação é otimizada para fornecer umaformulação bem tolerada. Por conseguinte, em umamodalidade, agentes antimicrobianos de fluoroquinolonarevelados aqui são formulados para ter bom sabor, pH deaproximadamente 5,5 a aproximadamente 7, osmolaridade deaproximadamente 200 a aproximadamente 1250 mOsmol/kg,concentração de ion permeante de aproximadamente 30 aaproximadamente 300 mM.

Em uma modalidade, a solução ou diluenteutilizado para a preparação de formulações de aerossol temuma faixa de pH de aproximadamente 4,5 a aproximadamente7,5, preferivelmente de aproximadamente 5,5 aaproximadamente 7,0. Essa faixa de pH melhora atolerabilidade. Quando o aerossol é ácido ou básico, podecausar broncoespasmo e tosse. Embora a faixa segura de pHseja relativa e alguns pacientes possam tolerar um aerossolsuavemente ácido, enquanto outros experimentarãobroncoespasmo. Qualquer aerossol com um pH menor do queaproximadamente 4,5 induz tipicamente a broncoespasmo.

Aerossóis com um pH de aproximadamente 4,5 aaproximadamente 5,5 causarão broncoespasmo ocasionalmente.Qualquer aerossol tendo pH maior do que aproximadamente 7,5pode ter baixa tolerabilidade porque tecidos do corpo sãogenericamente incapazes de tamponar aerossóis alcalinos.

Aerossóis com pH controlado abaixo de aproximadamente 4,5 eacima de aproximadamente 7,5 resultam, tipicamente, emirritação do pulmão acompanhado por broncoespasmo severo,tosse e reações inflamatórias. Por esses motivos bem comopara evitar broncoespasmo, tosse ou inflamação empacientes, o pH ótimo para a formulação de aerossol foideterminado como estando entre aproximadamente pH 5,5 eaproximadamente pH 7,0. Conseqüentemente, em umamodalidade, formulações de aerossol para uso como descritoaqui são ajustadas para pH entre aproximadamente 4,5 eaproximadamente 7,5 com uma faixa de pH preferida deaproximadamente 5,5 a aproximadamente 7,5. A faixa de pHmais preferida é de aproximadamente 5,5 a aproximadamente7,5.

Como exemplo não limitador, composições tambémpodem incluir um tampão ou agente para ajuste de pH,tipicamente um sal preparado a partir de uma base ou ácidoorgânico. Tampões representativos incluem sais de ácidoorgânico de ácido cítrico, ácido ascórbico, ácidoglucônico, ácido carbônico, ácido tartárico, ácidosuccinico, ácido acético ou ácido ftálico, Tris,trometamina, hidrocloreto ou tampões de fosfato.

Muitos pacientes têm sensibilidade aumentada avários sabores químicos, incluindo amargo, salgado, doce,sensações metálicas. Para criar produtos de droga bemtolerados, como exemplo não limitador o mascaramento desabor pode ser realizado através da adição de excipientesde disfarce gustativo, osmolalidade ajustada e adoçantes.

Muitos pacientes têm sensibilidade aumentada avários agentes químicos e têm elevada incidência deincidentes broncoespástico, asmático ou outros incidentesde tosse. Suas vias aéreas são particularmente sensíveis acondições hipotônicas ou hipertônicas e ácida ou alcalina eà presença de qualquer íon permanente, como cloreto.Qualquer desequilíbrio nessas condições ou presença decloreto acima de certo valor leva a eventos broncoespásticoou inflamatório e/ou tosse o que prejudica muito otratamento com formulações inaláveis. Essas duas condiçõesevitam distribuição eficiente de drogas aerossolizadas noespaço endobronquial.

Em algumas modalidades, a osmolalidade desoluções aquosas do agente antimicrobiano defluoroquinolona revelados aqui é ajustada pela provisão deexcipientes. Em alguns casos, uma certa quantidade decloreto ou outro ânion é necessária para distribuição bemsucedida e eficaz de antibiótico aerossolizado. Entretanto,foi descoberto que tais quantidades são menores do que asquantidades fornecidas e tipicamente utilizadas paraaerossóis de outros compostos.

O broncoespasmo ou reflexos de tosse nãorespondem à mesma osmolalidade do diluente paraaerossolização. Entretanto, podem ser suficientementecontrolados e/ou suprimidos quando a osmolalidade dodiluente está em uma certa faixa. Uma solução preferidapara aerossolização de compostos terapêuticos que é segurae tolerada tem uma osmolalidade total de aproximadamente200 a aproximadamente 1250 mOsmol/kg com uma faixa deconcentração de cloreto de aproximadamente 30 mM aaproximadamente 300 mM e preferivelmente de aproximadamente50 mM a aproximadamente 150 mM. Essa osmolalidade controlao broncoespasmo, a concentração de cloreto, como um ânionpermeante controla a tosse. Como são ambos ions permeantes,ambos ânions de bromo ou iodo podem ser substituídos porcloreto. Além disso, bicarbonato pode ser substituído poríon de cloreto.

Por exemplo não limitador, a formulação para umagente antimicrobiano de fluoroquinolona em aerossol podecompreender de aproximadamente 7 a aproximadamente 700 mg,preferivelmente de aproximadamente 14 a aproximadamente 300mg, ou mais preferivelmente de aproximadamente 28 aaproximadamente 280 mg de agente antimicrobiano defluoroquinolona por aproximadamente 1 a aproximadamente 5ml de solução salina diluída (entre 1/10 e 1/10 de soluçãosalina normal). Por conseguinte, a concentração de umasolução de levofloxacin pode ser maior do queaproximadamente 25 mg/ml, maior do que aproximadamente 35mg/ml e é preferivelmente maior do que aproximadamente 40mg/ml, e é tão elevada ou maior do que 50/ml.

Em uma modalidade, a osmolalidade de solução é deaproximadamente 100 mOsmol/kg a aproximadamente 600mOsmol/kg. Em várias outras modalidades, a osmolalidade desolução é de aproximadamente 2000 mOsmol/kg aaproximadamente 1250 mOsmol/kg; de aproximadamente 250mOsmol/kg a aproximadamente 1050 mOsmol/kg; e deaproximadamente 350 mOsmol/kg a aproximadamente 750mOsmol/kg.

Em uma modalidade, a concentração de ionpermeante é de aproximadamente 25 mM a aproximadamente 400mM. Em várias outras modalidades, a concentração de ionpermeante é de aproximadamente 30 mM a aproximadamente 300mM; de aproximadamente 4 0 mM a aproximadamente 200 mM; e deaproximadamente 50 mM a aproximadamente 150 mM.

Formulações de partícula sólida

Em algumas modalidades, nanopartículas de drogasólida são fornecidas para uso na geração de aerossóissecos ou para gerar nanopartículas em suspensão líquida.Pós compreendendo droga de nanopartículas podem ser feitospor secagem por pulverização de dispersões aquosas de umadroga de nanopartículas e um modificador de superfície paraformar um pó seco que consiste em nanopartículas de drogaagregadas. Em uma modalidade, os agregados podem ter umtamanho de aproximadamente 1 a aproximadamente 2 micronsque é apropriado para a distribuição no fundo do pulmão. 0tamanho de partícula de agregado pode ser aumentado paraalvejar sítios de distribuição alternativos, como a regiãobronquial superior ou mucosa nasal pelo aumento daconcentração de droga na d-ispersão seca por pulverização oupelo aumento do tamanho de gotícula gerado pelo secador depulverização.

Alternativamente, uma dispersão aquosa de droga emodificador de superfície pode conter um diluentedissolvido como lactose ou manitol que, quando seca porpulverização, forma partículas diluentes respiráveis, cadauma das quais contém pelo menos um modificador desuperfície e nanopartícula de droga incorporada. Aspartículas diluentes com droga incorporada podem ter umtamanho de partícula de aproximadamente 1 a aproximadamente2 microns, apropriado para a distribuição no fundo dopulmão. Além disso, o tamanho de partícula diluente podeser aumentado para alvejar sítios de distribuiçãoalternativos, como a região bronquial superior ou mucosanasal pelo aumento da concentração de diluente dissolvidona dispersão aquosa antes da secagem por pulverização, oupelo aumento do tamanho de gotícula gerado pelo secador depulverização.

Pós secos por pulverização podem ser utilizadosem DPIs ou pMDIs, quer individualmente ou combinados com póde nanopartículas Iiofilizados. Além disso, pós secos porpulverização contendo nanopartículas de droga podem serreconstituídos e utilizados em nebulizadores a jato ouultra-sônicos para gerar dispersões aquosas tendo tamanhosde gotícula respirável, onde cada gotícula contém pelomenos uma nanopartícula de droga. Dispersões denanopartículas concentradas também podem ser utilizadasnesses aspectos da invenção.

Dispersões de droga de nanopartículas tambémpodem ser liofilizadas para obter pós apropriados parafornecimento nasal ou pulmonar. Tais pós podem conterpartículas de droga de nanopartículas agregadas tendo ummodificador de superfície. Tais agregados podem tertamanhos compreendidos em uma faixa respirável, porexemplo, de aproximadamente 2 a aproximadamente 5 micronsde MMAD.

Pós liofilizados do tamanho de partículaapropriado também podem ser obtidos por liofilizardispersões aquosas de droga e modificador de superfície,que contêm adicionalmente um diluente dissolvido comolactose ou manitol. Nesses casos os pós liofilizadosconsistem em partículas respiráveis de diluente, cada umdos quais contém pelo menos uma nanopartícula de drogaincorporada.

Pós liofilizados podem ser utilizados em DPIs oupMDIs, individualmente ou combinados com pó denanopartículas secos por pulverização. Além disso, pósliofilizados contendo nanopartículas de droga podem serreconstituídos e utilizados em nebulizadores a jato ouultra-sônico para gerar dispersões aquosas que têm tamanhosde gotícula respirável, onde cada gotícula contém pelomenos uma nanopartícula de droga.

Uma modalidade da invenção é dirigida a umprocesso e composição para sistemas baseados em propelentecompreendendo partículas de droga de nanopartículas e ummodificador de superfície. Tais formulações podem serpreparadas por moagem úmida da substância de droga grossa emodificação de superfície em propelente líquido, em pressãoambiente ou sob condições de pressão elevada.

Alternativamente, pós secos contendo nanopartículas dedroga podem ser preparados por secagem por pulverização ouliofilização de dispersões aquosas de nanopartículas dedroga e os pós resultantes dispersos em propelentesapropriados para uso em pMDIs convencionais. Taisformulações de pMDI de nanopartículas podem ser utilizadaspara fornecimento nasal ou pulmonar. Para administraçãopulmonar, tais formulações fornecem distribuição aumentadaaté as regiões profundas do pulmão devido aos tamanhos departículas pequenas (por exemplo, de aproximadamente 1 aaproximadamente 2 microns" de MMAD) disponíveis a partirdesses métodos. Formulações de aerossol concentradas tambémpodem ser empregadas em pMDIs.

Outra modalidade é dirigida a pós secos quecontêm composições de nanopartículas para fornecimentopulmonar ou nasal. Os pós podem consistir em agregadosrespiráveis de partículas de droga de nanopartículas, ou departículas respiráveis de um diluente que contém pelo menosuma nanopartícula de droga incorporada. Pós contendopartículas de droga de nanopartículas podem ser preparadosa partir de dispersões aquosas de nanopartículas pelaremoção de água via secagem por pulverização ouliofilização (secagem por congelamento). Secagem porpulverização é menos demorado e mais barato do queliofilização, e portanto mais eficaz em termos de custo.Entretanto, certas drogas, como biológicos se beneficiam deliofilização em vez de secagem por pulverização nafabricação de formulações de pó seco.

Partículas de droga micronizadas convencionaisutilizadas em fornecimento de aerossol de pó seco tendodiâmetros de partícula de aproximadamente 2 aaproximadamente 5 microns de MMAD são freqüentementedifíceis de dosar e dispersar em pequenas quantidadesdevido a forças coesas eletrostáticas inerentes a tais pós.

Essas dificuldades podem levar à perda de substância dedroga para o dispositivo de distribuição bem comodispersões de pó incompletas e distribuição sub-ótima parao pulmão. Muitos compostos de droga, particularmenteproteínas e peptídeos são destinados à distribuiçãoprofunda no pulmão e absorção sistêmica. Uma vez que ostamanhos médios de partícula de pós secos convencionalmentepreparados estão normalmente na faixa de aproximadamente 2a aproximadamente 5 microns de MMAD, a fração de materialque atinge na realidade a região alveolar pode ser bempequena. Desse modo, a distribuição de pós secosmicronizados para o pulmão, especialmente a regiãoalveolar, é genericamente muito ineficiente devido àspropriedades dos próprios pós.

Os aerossóis de pó seco que contêm drogas denanopartículas podem ser tornados menores do que substânciade droga micronizada comparável e, portanto, sãoapropriados para distribuição eficiente no fundo do pulmão.Além disso, agregados de drogas de nanopartículas sãoesféricas em geometria e têm boas propriedades de fluxo,desse modo auxiliando a medição de dose e deposição dacomposição administrada nas cavidades nasais ou de pulmão.

Composições de nanopartículas secas podem serutilizadas tanto em DPIs como pMDIs. Como utilizado aqui,"seco" se refere a uma composição tendo menos deaproximadamente 5% de água.

Em uma modalidade, as composições são fornecidascontendo nanopartículas que têm um tamanho de partículamédio efetivo menor do que aproximadamente 1000 nm, maispreferivelmente menor do que aproximadamente 400 nm, menordo que aproximadamente 300 nm, menor do que aproximadamente250 nm, ou menor do que aproximadamente 200 nm, como medidopor métodos de dispersão de luz. Por "um tamanho departícula médio efetivo menor do que aproximadamente 1000nm" quer se dizer que pelo menos 50% das partículas dedroga têm um tamanho de partícula médio ponderai menor doque aproximadamente 1000 nm quando medido por técnicas dedispersão de luz. Preferivelmente, pelo menos 70% daspartículas de droga têm um tamanho médio de partícula menordo que aproximadamente 1000 nm, mais preferivelmente pelomenos 90% das partículas de droga têm um tamanho médio departícula menor do que aproximadamente 1000 nm, e aindamais preferivelmente pelo menos aproximadamente 95% daspartículas têm um tamanho médio de partícula ponderai menordo que aproximadamente 1000 nm.

Para formulações de aerossol aquosas, o agente denanoparticulas pode estar presente em uma concentração deaproximadamente 5,0 mg/mL até aproximadamente 700 mg/mL.Para formulações de aerossol em pó seco, o agente denanoparticulas pode estar presente em uma concentração deaproximadamente 5,0 mg/g até aproximadamente 1000 mg/g,dependendo da dosagem de droga desejada. Aerossóis denanoparticulas concentrados, definidos como contendo umadroga de nanoparticulas em uma concentração deaproximadamente 5,0 mg/mL até aproximadamente 700 mg/mLpara formulações de aerossol aquosas, e aproximadamente 5,0mg/g até aproximadamente 1000 mg/g para formulações deaerossol de pó seco, são especificamente fornecidas. Taisformulações fornecem distribuição eficaz em áreasapropriadas das cavidades nasais e do pulmão em tempos deadministração curtos, isto é menores do que aproximadamente3-15 segundos por dose em comparação com tempos deadministração de até 4 a 20 minutos como encontrado emterapias de nebulizador pulmonar convencionais.

Composições de drogas de nanoparticulas paraadministração em aerossol podem ser feitas, por exemplo,por (1) nebulizar uma dispersão de uma droga denanoparticulas, obtida por trituração ou precipitação; (2)aerossolizar um pó seco de agregados de droga denanoparticulas e do modificador de superfície (a composiçãoaerossolizada pode conter adicionalmente um diluente) ; ou(3) aerossolizar uma suspensão de droga de nanoparticulasou agregados de droga em um propelente não aquoso. Õsagregados de droga de nanoparticulas e o modificador desuperfície, que podem conter adicionalmente um diluente,podem ser feitos em um sistema não aquoso pressurizado ounão pressurizado. Formulações de aerossol concentradostambém podem ser feitas através de tais métodos.

A moagem de droga aquosa para obter droga emnanoparticulas pode ser executada pela dispersão departículas de droga em um-meio de dispersão líquido e pelaaplicação de meio mecânico na presença de meios detrituração para reduzir o tamanho de partícula da droga notamanho de partícula média efetivo desejado. As partículaspodem ser reduzidas em tamanho na presença de um ou maismodificadores de superfície. Alternativamente, aspartículas podem ser contatadas com um ou maismodificadores de superfície após atrito. Outros compostos,como diluente, podem ser adicionados à composição demodificador de superfície/droga durante o processo deredução de tamanho. Dispersões podem ser fabricadascontinuamente ou em um modo de batelada.

Outro método de formar dispersão denanoparticulas é por microprecipitação. Esse é um método depreparar dispersões estáveis de drogas na presença de um oumais modif icadores de superfície e um ou mais agentesativos de superfície de aumento de estabilidade colóideslivres de quaisquer solventes tóxicos residuais ouimpurezas de metal pesadas, solubilizadas. Um tal métodocompreende, por exemplo, (1) dissolver a droga em umsolvente apropriado com agitação; (2) adicionar aformulação a partir da etapa (1) com agitação em umasolução que compreende pelo menos um modificador desuperfície para formar uma solução clara; e (3) precipitara formulação a partir da etapa (2) com agitação utilizandoum não solvente apropriado. 0 método pode ser seguido porremoção de qualquer sal formado, se presente, por diáliseou diafiltração e concentração da dispersão por meioconvencional. A dispersão de droga de nanoparticulasresultante pode ser utilizada em nebulizadores líquidos ouprocessada para formar um pó seco para uso em um DPI oupMDI.Em um sistema de moagem não pressurizado, nãoaquoso, um liquido não aquoso tendo uma pressão de vapor deaproximadamente 1 atm ou menos em temperatura ambiente e noqual a substância de droga é essencialmente insolúvel podeser utilizado como um meio de moagem úmida para fazer umacomposição de droga de nanoparticulas. Em um tal processo,uma pasta de droga e um modificador de superfície podem sermoídos no meio não aquoso para gerar partículas de droga denanoparticulas. Os exemplos de meios não aquososapropriados incluem etanol, tricloromonofluorometano, (CFC-11), e diclorotetafluoroetano (CFC-114). Uma vantagem deutilizar CFC-Il é que pode ser manipulado em temperaturasambiente somente marginalmente frescas, ao passo que CFC-114 requer condições mais controladas para evitarevaporação. Após o término de moagem o meio líquido podeser removido e recuperado a vácuo ou aquecimento,resultando em uma composição de nanoparticulas secas. Acomposição seca pode ser -então colocada em um recipienteapropriado e carregada com um propelente final. Propelentesde produto final exemplares, que de forma ideal não contêmhidrocarbonetos clorados, incluem HFA-134a(tetrafluoroetano) e HFA-227 (heptafluoropropano). Emborapropelentes não clorados possam ser preferidos por motivosambientais, propelentes clorados também podem serutilizados nesse aspecto da invenção.

Em um sistema de moagem pressurizado, não aquoso,um meio líquido não aquoso tendo uma pressão de vaporsignificativamente maior do que 1 atm em temperaturaambiente pode ser utilizado no processo de moagem parafazer composições de droga em nanoparticulas. Se o meio demoagem for um propelente de hidrocarboneto halogenadoapropriado, a dispersão resultante pode ser colocadadiretamente em um recipiente pMDI apropriado.Alternativamente, o meio de moagem pode ser removido erecuperado a vácuo ou aquecimento para fornecer umacomposição de nanoparticulas seca. Essa composição pode serentão colocada em um recipiente apropriado e carregada comum propelente apropriado para uso em um pMDI.

A secagem por pulverização é um processoutilizado para obter um pó contendo partículas de droga denanoparticulas após redução de tamanho de partícula dadroga em um meio líquido. Em geral, secagem porpulverização pode ser utilizada quando o meio líquido temuma pressão de vapor menor do que aproximadamente 1 atm emtemperatura ambiente. Um secador por pulverização é umdispositivo que permite evaporação de líquido e coleta depó de droga. Uma amostra de líquido, uma solução oususpensão, é alimentada para dentro de um bocal depulverização. 0 bocal gera gotículas da amostra em umafaixa de aproximadamente 20 a aproximadamente 100 μια dediâmetro que são então transportadas por um gás portadorpara dentro de uma câmara de secagem. A temperatura do gásportador é tipicamente de aproximadamente 80 aaproximadamente 200°C. Ãs gotículas são submetidas àevaporação líquida rápida, deixando para trás partículassecas que são coletadas em um reservatório especial abaixode um equipamento de ciclone.

Se a amostra líquida consistir em uma dispersãoaquosa de nanoparticulas e um modificador de superfície, oproduto coletado consistirá em agregados esféricos daspartículas de droga de nanoparticulas. Se a amostra delíquido consistir em uma dispersão aquosa de nanoparticulasna qual um material diluente inerte foi dissolvido (comolactose ou manitol), o produto coletado consistirá empartículas de diluente (por exemplo, lactose ou manitol)que contêm partículas de droga de nanoparticulasincorporadas. O tamanho final do produto coletado pode sercontrolado e depende da concentração de droga denanoparticulas e/ou diluente na amostra de liquido, bemcomo do tamanho de goticula produzido pelo bocal secadorpor pulverização. Produtos coletados podem ser utilizadosem DPIs convencionais para fornecimento nasal ou pulmonar,dispersos em propelentes para uso em pMDIs, ou aspartículas podem ser reconstituídas em água para uso emnebulizadores.

Em alguns casos pode ser desejável acrescentar umportador inerte ao material seco por pulverização paramelhorar as propriedades de dosagem do produto final. Essepode ser especialmente o caso quando o pó seco porpulverização é muito pequeno (menor do que aproximadamenteμm) ou quando a dose pretendida é extremamente pequena,de maneira que a medição da dose se torna difícil. Emgeral, tais partículas portadoras (também conhecidas comoagentes de volume) são demasiadamente grandes para seremfornecidas ao pulmão e simplesmente impactam na boca e nagarganta e são deglutidas. Tais portadores consistemtipicamente em açúcares como lactose, manitol ou trealose.Outros materiais inertes, incluindo polissacarídeos ecelulósicos, também podem -ser úteis como portadores.

Pós secos por pulverização contendo partículas dedroga em nanoparticulas podem ser utilizados em DPIsconvencionais, dispersos em propelentes para uso em pMDIs,ou reconstituídos em um meio líquido para uso comnebulizadores.

Para compostos que são desnaturados oudesestabilizados por calor, como compostos tendo um baixoponto de fusão (isto é, aproximadamente 7 0 aaproximadamente 150°C) , ou por exemplo, biológicos, asublimação é preferida em relação à evaporação para obteruma composição de drogas de nanopartícula de pó seco. Issoé porque a sublimação evita as temperaturas de processoelevadas associadas à secagem por pulverização. Além disso,a sublimação, também conhecida como secagem porcongelamento ou Iiofilização, pode aumentar a estabilidadede armazenagem de compostos de droga, particularmente paraprodutos biológicos. Partículas liofilizadas também podemser reconstituídas e utilizadas em nebulizadores. Agregadosde partículas de droga de nanopartículas liofilizados podemser misturados com intermediários de pó seco ou utilizadosindividualmente em DPIs e pMDIs para fornecimento nasal oupulmonar.

A sublimação envolve congelar o produto esubmeter a amostra a condições de vácuo forte. Isso permiteque o gelo formado seja transformado diretamente de umestado sólido para um estado de vapor. Um tal processo éaltamente eficiente e, portanto, provê maiores rendimentosdo que secagem por pulverização. O produto liofilizadoresultante contém droga e modificador(es). A droga estátipicamente presente em um estado agregado e pode serutilizada para inalação somente (pulmonar ou nasal), emcombinação com materiais diluentes (lactose, manitol, etc.)em DPIs ou pMDIs, ou reconstituída para uso em umnebulizador.

Composições lipossomais

Em algumas modalidades, agentes antimicrobianosde fluoroquinolona revelados aqui podem ser formulados empartículas de lipossoma, que podem ser então aerossolizadaspara distribuição por inalação. Lipídeos que são úteis napresente invenção podem ser qualquer um de uma variedade delipídeos incluindo tanto lipídeos neutros como lipídeoscarregados. Os sistemas portadores tendo propriedadesdesejáveis podem ser preparados utilizando combinaçõesapropriadas de lipídeos, grupos específicos eintensificadores de circulação. Adicionalmente, ascomposições fornecidas aqui podem estar na forma delipossomas ou partículas de lipídeo, preferivelmentepartículas de lipídeo. Como utilizado aqui, o termo"partícula de lipídeo" se refere a um portador de bicamadasde lipídeo que "reveste" um ácido nucléico e tem pouco ounenhum interior aquoso. Mais particularmente, o termo éutilizado para descrever um portador de bicamadas delipídeo de auto-ligação no qual uma porção da camadainterior compreende lipídeos catiônicos que formam ligaçõesiônicas ou pares de íon com cargas negativas no ácidonucléico (por exemplo, uma armação de fosfodiéster deplasmídeo). A camada interior também pode compreenderlipídeos neutros ou fusogênicos e, em algumas modalidades,lipídeos negativamente carregados. A camada externa dapartícula compreenderá tipicamente misturas de lipídeosorientadas em um modo cauda-a-cauda (como em lipossomas)com as caudas hidrofóbicas da camada interior. Os grupos decabeça polar presentes nos lipídeos da camada externaformarão a superfície externa da partícula.

Agentes bioativos lipossomais podem serprojetados para ter um efeito terapêutico controlado ou umatoxicidade inferior permitindo administração menosfreqüente e um índice terapêutico aumentado. Lipossomas sãocompostos de bicamadas que retêm o produto farmacêuticodesejado. Esses podem ser configurados como vesículasmultilamelares de bicamadas concêntricas com o produtofarmacêutico retido dentro do lipídeo das camadasdiferentes ou espaço aquoso entre as camadas.

Como exemplo não limitador, lipídeos utilizadosnas composições podem ser lipídeos sintéticos, semi-sintéticos ou de ocorrência natural, incluindofosfolipídeos, tocoferóis, esterôides, ácidos graxos,glicoproteinas como albumina, lipídeos negativamentecarregados e lipídeos catiônicos. Fosfolipideos incluemfosfatidilcolina de ovo (EPC), fosfatidilglicerol de ovo(EPG), fosfatidilinositol de ovo (EPI), fosfatidilserina deovo (EPS), fosfatidiletanolamina (EPE), e ácido fosfatídicode ovo (EPA); as duplicatas de soja, fosfatidilcolina desoja (SPC); SPG, SPS, SPI, SPE e SPA; as duplicatas de sojae ovo hidrogenado (por exemplo, HEPC, HSPC) , outrosfosfolipídeos compostos de ligações de éster de ácidosgraxos em 2 e 3 de posições de glicerol contendo cadeias de12 a 26 átomos de carbono e diferentes grupos de cabeça naposição 1 do glicerol que incluem colina, glicerol,inositol, serina, etanol amina, bem como os ácidosfosfatídicos correspondentes. As cadeias nesses ácidosgraxos podem ser saturadas ou insaturadas, e o fosfolipídeopode ser composto de ácidos graxos de diferentescomprimentos de cadeia e diferentes graus de insaturação.Em particular, as composições das formulações podem incluirdipalmitoíl fosfatidilcolina (DPPC), um constituinteprincipal de tensoativo de pulmão de ocorrência natural bemcomo dioleoíl fosfatidilcolina (DOPC) e dioleoíl fosfatidilglicerol (DOPG). Outros exemplos incluem dimiristoílfosfatidilcolina (DMPC) e dimiristoíl fosfatidil glicerol(DMPG), dipalmitoíl fosfatidicolina (DPPC) e dipalmitoílfosfatidil glicerol (DPPG) distearoíl fosfatidilcolina(DSPC) e distearoíl fosfatidil glicerol (DSPG), dioleílfosfatidiletanolamina (DOPE) e fosfolipídios misturadoscomo palmitoíl estearoíl fosfatidilcolina (PSPC) epalmitoíl estearoíl fosfatidil glicerol (PSPG), efosfolipídeos acilados únicos como mono-oleoí1-fosfatidiletanol amina (MOPE).

Em uma modalidade preferida, lipídeos modificadospor PEG são incorporados nas composições da presenteinvenção como o agente que evita agregação. 0 uso de umlipideo modificador por PEG posiciona grupos PEG volumososna superfície do portador de lipideo ou lipossoma e evitaligação de DNA ao exterior do portador (desse modo inibindoreticulação e agregação do portador de lipideo) . O uso deuma ceramida-PEG é freqüentemente preferido e tem asvantagens adicionais de estabilizar bicamadas de membrana eaumentar os tempos de vida de circulação. Adicionalmente,ceramidas-PEG podem ser preparadas com diferentescomprimentos de cauda de lipideo para controlar o tempo devida da ceramida-PEG na bicamada de lipideos. Desse modo, aliberação "programável" pode ser realizada a qual resultano controle de fusão de portador de lipideo. Por exemplo,ceramidas-PEG tendo grupos de acila-C2o ligados à fração deceramida difundirá para fora de um portador de bicamada delipideo com meia-vida de 22 horas. Ceramidas-PEG tendogrupos de acila Ci4 e C8 difundirão para fora do mesmoportador com meias-vidas de 10 minutos e menores do que 1minuto, respectivamente. Como resultado, a seleção decomprimento de cauda de lipideo provê uma composição naqual a bicamada se torna desestabilizada (e desse modofusogênica) em uma taxa conhecida. Embora menos preferido,outros conjugados de lipideos-PEG ou lipídeo-polioxietilenosão úteis nas presentes composições. Os exemplos delipideos modificados por PEG incluem ácido fosfatídico efosfatidil etanol amina modificada por PEG,dialquilgliceróis e diacil gliceróis modificados por PEG,dialquilaminas modificadas por PEG e 1,2-diacilóxipropano-3-aminas modificadas por PEG. São particularmentepreferidos conjugados de ceramida-PEG (por exemplo, PEG-Cer-C8, PEG-Cer-Ci4 ou PEG-Cer-C2o) que são descritos riapatente dos Estados Unidos de número 5.820,873, incorporadaaqui a titulo de referência.

As composições da presente invenção podem serpreparadas para fornecer composições de lipossoma que têmaproximadamente 50 nm a aproximadamente 400 nm de diâmetro.Uma pessoa versada na técnica entenderá que o tamanho dascomposições pode ser maior ou menor dependendo do volumeque é encapsulado. Desse modo, para volumes maiores, adistribuição de tamanho será tipicamente de aproximadamente80 nm a aproximadamente 300 nm.

Modificadores de superfície

Agentes antimicrobianos de fluoroquinolonarevelados aqui podem ser preparados em uma composiçãofarmacêutica com modificadores de superfície apropriadosque podem ser selecionados a partir de excipientesfarmacêuticos orgânicos e inorgânicos. Tais excipientesincluem oligômeros com baixo peso molecular, polímeros,surfactantes e produtos naturais. Modificadores desuperfície preferidos incluem surfactantes não iônicos eiônicos. Dois ou mais modificadores de superfície podem serutilizados em combinação.

Exemplos representativos de modificadores desuperfície incluem cloreto de piridínio de cetila,gelatina, caseína, lecitina (fosfatídeos) , dextrano,glicerol, goma acácia, colesterol, tragacanto, ácidoesteárico, cloreto de benzalcônio, estearato de cálcio,monoestearato de glicerol, álcool cetoestearila, ceraemulsificante de cetomacrogol, ésteres de sorbitano, éteresde alquila polioxietileno (por exemplo, éteres macrogolcomo cetomacrogol 1000), derivados de óleo de rícino depolioxietileno, ésteres de ácido graxo sorbitanopolioxietileno (por exemplo, o comercialmente disponívelTweens.RTM, como por exemplo, Tween 20.RTM, e Tween 80.RTM,(ICI Specialty Chemicals)); polietileno glicóis (porexemplo Carbowaxs 3350.RTM e 1450.RTM, e Carbopol 934.RTM,(Union Carbide)), brometo de dodecil trimetil amônio,estearatos de polioxietileno, dióxido de silício coloidal,fosfatos, dodecilsulfato de sódio, carbóximetilcelulose decálcio, hidróxipropil celulose (HPC, HPC-SL e HPC-L),hidróxipropilmetilcelulose (HPMC), carbóximetilcelulose desódio, metilcelulose, hidróxietilcelulose,hidróxipropilcelulose, fatalato de hidróxipropilmetil-celulose, celulose não cristalina, silicato de alumínio demagnésio, trietanolamina, álcool de polivinil (PVA),polivinilpirrolidona (PVP), polímero. de 4-(1,1,3,3-tetrametilbutil)-fenol com óxido de etileno e formaldeído(também conhecido como tiloxapol, superione e triton),poloxâmeros (por exemplo Pluronics F68.RTM, e F108.RTM, quesão copolímeros de bloco de óxido de .etileno e óxido depropileno); poloxaminas (por exemplo, Tetronic 908.RTM,também conhecido como Poloxamine 908.RTM, que é umcopolímero de bloco tetrafuncinal derivado da adiçãoseqüencial de óxido de propileno e óxido de etileno aetileno diamina (BASF Wyandotte Corporation, Parsippany,N.J.)); um fosfolipídio carregado como dimiristoílfosfatidil glicerol, sulfosuccinato de dioctil (DOSS);Tetronic 1508.RTM; (T-1508) (BASF Wyandotte Corporation),dialquilésteres de ácido sulfosuccínico de sódio (porexemplo, Aerosol OT.RTM., que é um éster de dioctila deácido sulfosuccínico de sódio (American Cyanamid)); DuponolP. RTM., que é um sulfato de lauril de sódio (DuPont) ;Tritons X-200.RTM., que é um sulfonato de poliéter dealquil arila (Rohm e Haas); Crodestas F-110.RTM., que é umamistura de estearato de sacarose e distearato de sacarose(Croda, Inc.); p-isononilfenóxipoli-(glicidol), tambémconhecido como Olin-Iog.RTM, ou surfactante 10-G.RTM, (OlinChemicals, Stamford, Conn.,); Crodestas SL-40.RTM (Croda,Inc.); e SA90HC0, que é Ci8 H37 CH2 (CON(CH3)-CH2 (CHOH)4(CH2OH)2 (Eastman Kodak Co.); decanoi1-N-metil glucamida;n-decil .beta.-D-glucopiranosideo; n-decil .beta-D-maltopiranosideo; n-dodecil .beta-D-glicopiranosideo; n-dodecil .beta-D-matosideo; heptanoil-N-metil glucamida; n-heptil.-beta-D-glicopiranosideo; n-heptil .beta-D-tioglicosideo; n-hexil .beta-D-glicopiranosideo; nonanoíl-N-metil glucamida; n-noil .beta-D-glicopiranosideo;octanoil-N-metil glucamida; n-octil-beta-D-glicopiranosideo; octil .beta-D-tioglicopiranosideo; esimilares. 0 tiloxapol é um modificador de superfícieparticularmente preferido para o fornecimento pulmonar ouintranasal de esteróides, ainda mais para terapias denebulização.

Os exemplos de surfactantes para uso nas soluçõesreveladas aqui incluem, pòrém não são limitados a sulfatode lauril de amônio, óxido de cetamina, cloreto decetrimônio, álcool de cetila, miristato de cetila,palmitato de cetila, DEA cocamida, betaína decocamidopropila, óxido de cocamidopropilamina, MEA decocamida, sulfato de lauril DEA, amida de ácido ftálico di-estearila, cloreto de amônio de dimetila dicetila,hidróxietilamônio dipalmitoíletila, sulfosuccinato delauril dissódico, ácido ftálico de sebo di(hidrogenado) ,dilaurato de glicerila, distearato de glicerila, oleato deglicerila, estearato de glicerila, miristato isopropila nf,palmitato de isopropila nf, DEA de lauramida, MEA delauramida, óxido de lauramida, óxido de miristamina,isononanoato de octila, palmitato de octila, neopentanoatode octildodecila, cloreto de olealcônio, estearato PEG-2,caprato/caprilato de gliceril PEG-32, estearato de glicerilPEG-32, estearato & diestearato PEG-4 e PEG-150, laurato &dilaurato PEG-4 a PEG-150, oleato & dioleato PEG-4 a PEG-150, cocoato de gliceril PEG-7, cera de abelhas PEG-8,estearato de propileno glicol, sulfonato de olefina C14-16de sódio, sulfoacetato de lauril de sódio, sulfato delauril de sódio, sulfato de tridecil de sódio, cloreto deestearalcônio, óxido de estearamida, sulfonato de dodecilbenzeno-TEA, sulfato de lauril TEA.

A maioria desses modificadores superficiais sãoexcipientes farmacêuticos conhecidos e são descritos emdetalhe no Handbook of Pharmaceutical Excipients, publicadoconjuntamente pela American Pharmaceutical Association eThe Pharmaceutical Society of Great Britain (ThePharmaceutical Press, 1986), especificamente incorporado atitulo de referência. Os modificadores de superfície sãocomercialmente disponíveis e/ou podem ser preparados portécnicas conhecidas na arte. A quantidade relativa de drogae modificador de superfície pode variar amplamente e aquantidade ótima do modificador de superfície podedepender, por exemplo, da droga e modificador de superfícieespecíficos selecionados, "da concentração crítica de micelado modificador de superfície se formar micelas, doequilíbrio hidrofílico-lipofíIico (HLB) do modificador desuperfície, do ponto de fusão do modificador de superfície,da solubilidade de água do modificador de superfície e/oudroga, da tensão superficial de soluções de água domodificador de superfície, etc.

Na presente invenção, a razão ótima da droga paramodificador de superfície é ~0,1% a ~99,9% de agenteantimicrobiano de fluoroquinolona, mais preferivelmenteaproximadamente 10% a aproximadamente 90%.

Mieroesferas

Microesferas podem ser utilizadas parafornecimento pulmonar de" fluoroquinolonas primeiramentepela adição de uma quantidade apropriada de composto dedroga a ser solubilizada em água. Por exemplo, uma soluçãode levofloxacin aquosa pode ser dispersa em cloreto demetileno contendo uma quantidade predeterminada (0,1 - 1%peso/v) de poli(DL-lactideo-co-glicolideo) (PLGA) porsonicação por sonda por 1-3 min em um banho de gelo.Separadamente, o levofloxacin será solubilizado em cloretode metileno contendo PLGA (0,1-1% peso/v). A emulsãoprimária de água em óleo resultante ou a solução depolimero/droga será dispersa em uma fase continua aquosaconsistindo em 1-2% de álcool de polivinil (anteriormenteresfriado a 4°C) por sonicação por sonda por 3-5 min em umbanho de gelo. A emulsão resultante será agitadacontinuamente por 2-4 horas em temperatura ambiente paraevaporar o cloreto de metileno. Microparticulas desse modoformadas serão separadas a partir da fase continua porcentrifugação a 8000-10000 rpm por 5-10 min. Partículassedimentadas serão lavadas três vezes com água destilada eliofilizadas. Microparticulas de levofloxacin liofilizadasserão armazenadas a -20°C.

Como exemplo não limitador, uma abordagem desecagem por pulverização será empregada para prepararmicroesferas de levofloxacin. Uma quantidade apropriada delevofloxacin será solubilizada em cloreto de metilenocontendo PLGA (0,1 - 1%). Essa solução será seca porpulverização para obter as microesferas.

Como exemplo não limitador, micropartículas delevofloxacin serão caracterizadas por distribuição detamanho (exigência: 90% < 5 μm, 95% <10 μm) , formato,eficiência de carga da droga e liberação da drogautilizando métodos e técnicas apropriadas.

Como exemplo não limitador, essa abordagem tambémpode ser utilizada para seqüestrar e aperfeiçoar asolubilidade em água de formulações de aumento de formatoAUC, sólidas, como formas de sal de levofloxacin de baixasolubilidade para formulações baseadas em nanoparticulas.

Uma certa quantidade de fluoroquinolona pode serprimeiramente dissolvida na quantidade mínima de etanol 96%necessária para manter a fluoroquinolona em solução quandodiluída com água a partir de 96 a 75%. Essa solução podeser então diluída com água para obter uma solução de etanola 75% e então uma certa quantidade de paracetamol pode seradicionada para obter as seguintes razões de droga/polímeropeso/peso: 1:2, 1:1, 2:1, 3:1, 4:1, 6:1, 9:1 e 19:1. Essassoluções finais são secas por pulverização sob as seguintescondições: taxa de alimentação, 15 mL/min; temperatura deentrada, IlO0C; temperatura de saída, 85°C; pressão de 4bar e rendimento de ar de secagem, 35 m3/h. 0 pó é entãocoletado e armazenado a vácuo em um dessecador.

Partículas de lipídeo sólidas

A preparação de partículas de lipídeo sólidas defluoroquinolona pode envolver dissolver a droga em umafusão de lipídeo (fosfolipídeos como fosfatidil colina efosfatidil serina) mantida pelo menos na temperatura defusão do lipídeo, seguido por dispersão da fusão contendo adroga em uma solução surfactante aquosa quente (tipicamente1-5% peso/v) mantida pelo menos na temperatura de fusão dolipídeo. A dispersão grossa será homogeneizada por 1-10 minutilizando um Microfluidizer® para obter uma nanoemulsão.

0 resfriamento da nanoemulsão a uma temperatura entre 4-25°C solidificará novamente o lipídeo, levando à formaçãode nanoparticulas de lipídeo sólidas. A otimização deparâmetros de formulação (tipo de matriz de lipídeo,concentração de surfactante e parâmetros de produção) seráexecutada de modo a obter uma distribuição prolongada dedroga. Como exemplo não limitador, essa abordagem tambémpode ser utilizada para seqüestrar e aperfeiçoar asolubilidade da água de f.ormulações de aumento de formatoAUC, sólidas, como formas de sal de levofloxacin de baixasolubilidade para formulações baseadas em nanoparticulas.

Formulação de aumento de formato AUC de extrusãopor fusão

Formulações de fluoroquinolona de aumento deformato AUC de extrusão por fusão podem ser preparadas pordissolução das drogas em micelas pela adição desurfactantes ou pela preparação de microemulsão, formandocomplexos de inclusão com outras moléculas comociclodextrinas, formando nanoparticulas das drogas, ouincorporando as drogas amorfas em uma matriz de polímero. Aincorporação homogênea da droga em uma matriz de polímeroproduz uma dispersão sólida. Dispersões sólidas podem serpreparadas de duas maneiras: o método de solvente e ométodo de fusão por calor. O método de solvente utiliza umsolvente orgânico em que a droga e o polímero apropriadosão dissolvidos e então secos (por pulverização). Asprincipais desvantagens desse método são o uso de solventesorgânicos e o processo de produção por modo de batelada. Ométodo de fusão por calor utiliza calor para dispersar oudissolver a droga em um polímero apropriado. O processo deextrusão por fusão é uma versão otimizada do método defusão por calor. A vantagem da abordagem de extrusão porfusão é ausência de solvente orgânico e o processo deprodução contínua. Como a extrusão por fusão é uma técnicafarmacêutica nova, a literatura referente à mesma élimitada. A elaboração técnica envolve uma mistura eextrusão de fluoroquinolona, hidróxipropil-b-ciclodextrina(HP-b-CD), e hidróxipropilmetilcelulose (HPMC), para, porexemplo não limitador, criar uma formulação de aumento deformato AUC de levofloxacin ou outra fluoroquinolona. Aciclodextrina é uma molécula de formato toroidal com gruposde hidroxila na superfície externa e uma cavidade nocentro. A ciclodextrina seqüestra a droga pela formação deum complexo de inclusão. A formação complexa entreciclodextrinas e drogas -foi pesquisada extensamente. Ésabido que o polímero solúvel em água interage com aciclodextrina e a droga no curso de formação complexa paraformar um complexo estabilizado de droga e ciclodextrinaco-complexado com o polímero. Esse complexo é mais estáveldo que o complexo de droga-ciclodextrina clássico. Comoexemplo, HPMC é solúvel em água; conseqüentemente espera-seque o uso desse polímero com HP-b-CD na fusão crie umaformulação de aumento de formato AUC solúvel, aquosa. Comoexemplo não limitador, essa abordagem também pode serutilizada para seqüestrar e aperfeiçoar a solubilidade deágua de formulações de aumento de formato AUC sólidas, comoformas de sal de levofloxacin de baixa solubilidade paraformulações à base de nanopartículas.

Co-precipitados

Formulações de fluoroquinolona co-precipitadaspodem ser preparadas por formação de co-precipitados commateriais poliméricos, farmacologicamente inertes. Foidemonstrado que a formação de dispersões sólidasmoleculares ou co-precipitados para criar formulações deaumento de formato AUC com vários polímeros solúveis emágua pode diminuir significativamente suas taxas dedissolução in vitro e/ou absorção in vivo. Na preparação deprodutos em pó, a trituração é genericamente utilizada parareduzir o tamanho da partícula, uma vez que a taxa dedissolução é fortemente afetada por tamanho de partícula.Além disso, uma força forte (como trituração) pode aumentara energia superficial e causar distorção da treliça decristal bem como redução do tamanho de partícula. A co-trituração da droga com hidróxipropilmetilcelulose, b-ciclodextrina, quitina e quitosana, celulose cristalina, egelatina, pode aumentar as propriedades de dissolução detal modo que se obtenha um aumento de formato AUC para deoutro modo fluoroquinolonas facilmente biodisponiveis. Comoexemplo não limitador, essa abordagem pode ser tambémutilizada para seqüestrar e aperfeiçoar a solubilidade daágua de formulações de aumento de formato AUC, sólidas,como formas de sal de levofloxacin de baixa solubilidadepara formulações à base de nanoparticulas.

Peptideos para intensificar a dispersão

Composições podem incluir um ou mais di- outripeptideos contendo dois ou mais resíduos de leucina.Como exemplo não limitador adicional, a patente dos EstadosUnidos de número 6.835.372 revelando peptídeos paraintensificar a dispersão, é pela presente incorporada atítulo de referência na íntegra. Essa patente descreve adescoberta de que dipeptídeos contendo di-leucila (porexemplo, dileucina) e tripeptideos são superiores em suacapacidade de aumentar a capacidade de dispersão decomposição em pó.

Em outra modalidade, partículas altamentedispersáveis incluindo um aminoácido são administradas.Aminoácidos hidrofóbicos são preferidos. Aminoácidosapropriados incluem aminoácidos hidrofóbicos de ocorrêncianatural e de ocorrência não natural. Alguns aminoácidoshidrofóbicos de ocorrência natural, incluindo porém nãolimitados a, aminoácidos de ocorrência não natural incluem,por exemplo, beta-aminoácidos. As configurações D, L eracêmica de aminoácidos hidrofóbicos podem ser empregadas.Aminoácidos hidrofóbicos apropriados também podem incluiranálogos de aminoácido. Como utilizado aqui, um análogo deaminoácido inclui a configuração D ou L de um aminoácidotendo a seguinte fórmula: -—NH-CHR-CO—, onde R é um grupoalifático, um grupo alifático substituído, um grupobenzila, um grupo benzila substituído, um grupo aromáticoou um grupo aromático substituído e em que R nãocorresponde à cadeia lateral de um aminoácido de ocorrêncianatural. Como utilizado aqui, grupos alifáticos incluemhidrocarbonetos C1-C8 de cadeia reta, ramificada ou cíclicaque são totalmente saturados, que contêm um ou doisheteroátomos como nitrogênio, oxigênio ou enxofre e/ou quecontêm uma ou mais unidades de dessaturação. Gruposaromáticos incluem grupos aromáticos carbocíclicos comofenila e naftila e grupos aromáticos heterocíclicos comoimidazolila, indolila, tienila, furanila, piridila,piranila, oxazolila, benzotienila, benzofuranila,quinolinila, isoquinolinila e acridintila.

Substituintes apropriados em um grupo alifático,aromático ou benzila incluem -OH, halogênio, (—Br, -Cl, —Ie -F), —0 (grupo alifático, alifático substituído,benzila, benzila substituída, arila ou arila substituída),-CN, -NO2, -COOH, -NH2, -NH (grupo alifático, alifáticosubstituído, benzila, benzila substituída, arila ou arilasubstituída), -N (grupo alifático, alifático substituído,benzila, benzila substituída, arila ou arila substituída) 2,—COO (grupo alifático, 'alifático substituído, benzila,benzila substituída, arila ou arila substituída), —CONH2,—CONH (grupo alifático, alifático substituído, benzila,benzila substituída, arila ou arila substituída) , -SH, -S(grupo alifático, alifático substituído, benzila, benzilasubstituída, arila ou arila substituída) e -NH-C(.dbd.NH) -NH2. Um grupo aromático ou benziIico substituído pode tertambém um grupo alifático ou alifático substituído comosubstituinte. Um grupo alifático substituído pode tertambém uma benzila, benzila substituída, arila ou grupo dearila substituído como substituinte. Um grupo alifáticosubstituído, aromático substituído ou benzila substituídapode ter um ou mais substituintes. A modificação de umsubstituinte de aminoácido pode aumentar, por exemplo, alipofilicidade ou hidrofobicidade de aminoácidos naturaisque são hidrofílicos.

Um número dos aminoácidos apropriados, análogosde aminoácidos e sais dos mesmos pode ser obtidocomercialmente. Outros podem ser sintetizados por métodosconhecidos na técnica.

A hidrofobicidade é genericamente definida comrelação à divisão de um aminoácido entre um solvente nãopolar e a água. Aminoácidos hidrofóbicos são aqueles ácidosque mostram preferência para o solvente não polar.Hidrofobicidade relativa de aminoácidos pode ser expressaem uma escala de hidrof obicidade na qual glicina tem ovalor 0,5. Em uma tal escala, aminoácidos que têmpreferência para água têm valores abaixo de 0,5 e aquelesque têm preferência para solventes não polares têm um valoracima de 0,5. Como utilizado aqui, o termo aminoácidohidrofóbico se refere a um aminoácido que, na escala dehidrofobicidade, tem um valor maior ou igual a 0,5, emoutras palavras, tem tendência a divisão no ácido não polarque é pelo menos igual àquela de glicina.

Os exemplos de. aminoácidos que podem serempregados incluem, porém não são limitados a: glicina,prolina, alanina, cisteína, metionina, valina, leucina,tiosina, isoleucina, fenilalanina, triptofano. Aminoácidoshidrofóbicos preferidos incluem leucina, isoleucina,alanina, valina, fenilalanina e glicina. Combinações deaminoácidos hidrofóbicos também podem ser empregadas. Alémdisso, combinações de aminoácidos hidrofóbicos ehidrofílicos (preferivelmente dividido em água), onde acombinação geral é hidrofóbica, também podem serempregadas.

O aminoácido pode estar presente nas partículasda invenção em uma quantidade de pelo menos 10% em peso.Preferivelmente, o aminoácido pode estar presente naspartículas em uma quantidade que varia de aproximadamente20 a aproximadamente 80% em peso. 0 sal de um aminoácidohidrofóbico pode estar presente nas partículas da invençãoem uma quantidade de pelo menos 10 por cento em peso.Preferivelmente, o sal de aminoácido está presente naspartículas em uma quantidade que varia de aproximadamente20 a aproximadamente 80% em peso. Em modalidades preferidasas partículas têm uma "densidade empacotada" menor do queaproximadamente 0,4 g/cm3.

Os métodos para formar e fornecer partículas queincluem um aminoácido são descritos na patente dos EstadosUnidos de número 6.586.008, intitulado Use of simple aminoacids to form porous particles during spray drying, cujosensinamentos são incorporados aqui a título de referênciana íntegra.

Proteínas/aminoácidos

Excipientes de proteína podem incluir albuminascomo albumina de soro humano (HSA), albumina humanarecombinante (rHA), gelatina, caseína, hemoglobina, esimilares. Aminoácidos apropriados (fora dos dileucil-peptídeos da invenção), que também podem funcionar em umacapacidade de tamponamento, incluem alanina, glicina,arginina, betaína, histidina, ácido glutâmico, ácidoaspártico, cisteína, lisina, leucina, isoleucina, valina,metionina, fenilalanina, aspartame, tirosina, triptofano, esimilares. São preferidos aminoácidos e polipeptídeos quefuncionam como agentes de dispersão. Aminoácidos que estãocompreendidos nessa categoria incluem aminoácidoshidrofóbicos como leucina, valina, isoleucina, triptofano,alanina, metionina, fenilalanina, tirosina, histidina, eprolina. Excipientes de peptideo para aumentar a capacidadede dispersão incluem dimeros, trimeros, tetrâmeros epentâmeros compreendendo um ou mais componentes deaminoácido hidrofóbico como aqueles descritos acima.

Carboidratos

Como exemplo não limitador, excipientes decarboidrato podem incluir monossacarideos como frutose,maltose, galactose, glicose, D-manose, sorbose, esimilares; dissacarídeos, como lactose, sacarose, trealose,celobiose e similares; polissacarideos como rafinose,melezitose, maltodextrinas, dextranos, amidos, e similares;e alditóis, como manitol, xilitol, maltitol, lactitol,xilitol sorbitol (glicitol), piranosila sorbitol,mioinositol, isomalte, trealose e similares.

Polímeros

Como exemplo não limitador, composições tambémpodem incluir excipientes/aditivos poliméricos, porexemplo, polivinilpirrolidonas, celuloses derivatizadascomo hidróximetilcelulose, hidróxietilcelulose ehidróxipropilmetilcelulose, Ficolls (um açúcar polimérico),hidroxietilamido, dextratos (como exemplo não limitador,ciclodextrinas podem incluir, 2-hidróxipropil-beta-ciclodextrina, 2-hidróxipropil-gama-ciclodextrina, beta-ciclodextrina aleatoriamente metilada, dimetil-alfa-ciclodextrina, dimetil-beta-ciclodextrina, maltosil-alfa-ciclodextrina, glicosil-l-alfa-ciclodextrina, glicosil-2-alfa-ciclodextrina, alfa-ciclodextrina, beta-ciclodextrina,gama-ciclodextrina, e sulfobutiléter-beta-ciclodextrina),polietileno glicóis e pectina também podem ser utilizados.

Partículas altamente dispersáveis administradascompreendem um agente bioativo e um polímero, copolímero oumistura, biocompatível, e preferivelmente biodegradável. Ospolímeros podem ser moldados para otimizar característicasdiferentes da partícula incluindo: i) interações entre oagente a ser distribuído e o polímero para proverestabilização do agente e retenção de atividade apósdistribuição; ii) taxa de degradação de polímero e, dessemodo, perfis de taxa de liberação de droga; iii)características de superfície e capacidades de alvejar pormodificação química; e iv)' porosidade de partícula.

Polímeros que desgastam a superfície comopolianidridos podem ser utilizados para formar aspartículas. Por exemplo, polianidridos como poli[(p-carboxifenóxi)hexano anidrido] (PCPH) podem ser utilizados.Polianidridos biodegradáveis são descritos na patente dosEstados Unidos de número 4.857.311. Polímeros que desgastamvolume como aqueles baseados em poliésteres incluindopoli(ácidos hidróxi) também podem ser utilizados. Porexemplo, ácido poliglicólico (PGA), ácido poliláctico(PLA), ou copolímeros dos mesmos podem ser utilizados paraformar as partículas. O poliéster também pode ter um grupocarregado ou funcionalizável, como um aminoácido. Em umamodalidade preferida, partículas com propriedades deliberação controlada podem ser formadas de poli(D,L-ácidoláctico) e/ou poli(DL-ácido láctico-co-glicólico) ("PLGA")que incorporam um surfactante como fosfatidil colina dedipalmitoí1 (DPPC).

Outros polímeros incluem poliamidas,policarbonatos, polialquilenos como polietileno,polipropileno, poli(etileno glicol), poli(óxido deetileno), poli(tereftalato de etileno), compostos de polivinil como álcoois de polivinil, éteres de polivinil eésteres de polivinil, polímeros de ácido acrílico emetacrílico, celuloses e outros polissacarídeos, epeptídeos ou proteínas, ou copolímeros ou misturas dosmesmos. Polímeros podem ser selecionados com ou modificadospara ter as taxas de degradação e estabilidade apropriadasin vivo para diferentes aplicações de distribuiçãocontrolada de droga.

Partículas altamente dispersáveis podem serformadas a partir de copolímeros de enxerto de poliésterfuncionalizados, como descrito em Hrkach e outros,Macromolecules, 28: 4736-4739 (1995) e Hrkach e outros,"Poly(L-lactic acid-co-amino acid) Graft Copolymers: AClass of Functional Biodegradable Biomaterials" emHydrogels and Biodegradable Polymers for Bioapplications,ACS Symposium Series no. 627, Raphael M. Ottenbrite eoutros, Eds., American Chemical Society, capítulo 8, pág.93-101, 1996.

Em uma modalidade preferida da invenção,partículas altamente dispersáveis incluindo um agentebioativo e um fosfolipídeo são administradas. Os exemplosde fosfolipídeos apropriados incluem, entre outros,fosfatidilcolinas, fosfatidiIetanolaminas,fosfatidilgliceróis, fosfatidilcerinas, fosfatidilinositóise combinações dos mesmos. Exemplos específicos defosfolipídeos incluem, porém não são limitados afosfatidilcolinas dipalmitoíla fosfatidilcolina (DPPC),dipalmitoíl fosfatidiletanolamina (DPPE), distearoílfosfatidilcolina (DSPC), dipalmitoíl fosfatidil glicerol(DPPG) ou qualquer combinação dos mesmos. Outrosfosfolipídeos são conhecidos por aqueles versados natécnica. Em uma modalidade preferida, os fosfolipídeos sãoendógenos para o pulmão.

O fosfolipídeo pode estar presente nas partículasem uma quantidade que varia de aproximadamente O aaproximadamente 90% em peso. Mais comumente pode estarpresente nas partículas em uma quantidade que varia deaproximadamente 10 a aproximadamente 60% em peso.

Em outra modalidade da invenção, os fosfolipideosou combinações dos mesmos são selecionados para transmitirpropriedades de liberação controlada para as partículasaltamente dispersáveis. A temperatura de transição de fasede um fosfolipídeo específico pode estar abaixo, em tornode ou acima da temperatura corpórea fisiológica de umpaciente. Temperaturas de transição de fase preferidasvariam de 30 graus C a 50 graus C (por exemplo,compreendido em +/- 10 graus da temperatura corpórea normaldo paciente) . Por selecionar fosfolipídeos ou combinaçõesde fosfolipídeos, de acordo com sua temperatura detransição de fase, as partículas podem ser moldadas parater propriedades de liberação controlada. Por exemplo, poradministrar partículas que incluem um fosfolipídeo oucombinação de fosfolipídeos que têm uma temperatura detransição de fase mais elevada do a temperatura do corpo dopaciente, a liberação de precursor de dopamina, agonista ouqualquer combinação de precursores e/ou agonistas pode serdiminuída. Por outro lado, a liberação rápida pode serobtida por incluir nas partículas fosfolipídeos tendotemperaturas de transição inferiores.

Disfarce gustativo, aromático, outro

Como exemplo não limitador, composições podemincluir ainda agentes aromatizantes, agentes para mascararsabor, sais inorgânicos (por exemplo, cloreto de sódio),agentes antimicrobianos ~ (por exemplo, cloreto debenzalcônio), adoçantes, antioxidantes, agentes

antiestáticos, surfactantes (por exemplo, polysorbates como"TWEEN 20" e "TWEEN 80"), ésteres de sorbitano, sacarina,ciclodextrinas, lipídeos (por exemplo, fosfolipídeos comolecitina e outros fosfatidilcolinas,

fosfatidiletanolaminas), ácidos graxos e ésteres graxos,esteróides (por exemplo, colesterol), e agentes quelantes(por exemplo, EDTA, zinco e outros tais cátionsapropriados). Outros - excipientes e/ou aditivosfarmacêuticos apropriados para uso nas composições deacordo com a invenção são listados em "Remington: TheScience & Practice of Pharmacy", 19th ed., Williams &Williams, (1995), e no "Physician's Desk Reference", 52nded., Medicai Economics, Montvale, N.J. (1998).

Como exemplo não limitador, classes de agentes dedisfarce gustativo para formulação de fluoroquinolonaincluem a adição de aromatizantes, adoçantes e outrasvárias estratégias de revestimento. Como exemplos nãolimitadores esses podem ser escolhidos a partir de açúcarescomo sacarose, dextrose e lactose, ácidos carboxilicos,sais como magnésio e cálcio (disfarce gustativo defluoroquinolona não especifico ou baseado em quelação),mentol, aminoácidos ou derivados de aminoácidos comoarginina, lisina, e glutamato de monossódio, e óleos dearoma sintéticos e aromáticos aromatizantes e/ou óleosnaturais, extratos a partir de plantas, folhas, flores,frutas, etc., e combinações dos mesmos. Esses podem incluiróleos de canela, óleo de gaultério, óleos de hortelã, óleode trevo, óleo de louro, óleo de anis, eucalipto, baunilha,óleo citrico como óleo de limão, óleo de laranja, óleo deuva e toranja, essências de frutas incluindo maçã, pêssego,pêra, morango, framboesa, cereja, ameixa, abacaxi, abricó,etc. Adoçantes adicionais incluem sacarose, dextrose,aspartame (Nutrasweet®) , acesulfame-K, sucralose esacarina, ácidos orgânicos (como exemplo não limitador,ácido citrico e ácido aspártico). Outros agentes dedisfarce gustativo incluem fenchone, borneol, isoborneol,anetol-p-ciclodextrina, fenolato de sódio, anetol,eucaliptol, salicilato de metila, D-sorbitol, bicarbonatode sódio, glicirrizinato de monossódio, lisofosfolipídeo,succinato de polietileno glicol, uma resina de permuta deíons e ácido embônico. Tais aromas podem estar presentes emaproximadamente 0,05 a aproximadamente 4 por cento.

Outra abordagem para melhorar ou disfarçar osabor de drogas inaladas desagradáveis é diminuir asolubilidade de drogas, por exemplo drogas devem dissolverpara interagir com receptores de sabor. Conseqüentemente,fornecer formas sólidas da droga pode evitar a resposta desabor e adquirir o efeito de sabor melhorado, desejado.Métodos não limitadores para diminuir solubilidade defluoroquinolona são descritos nesse documento, por exemploformas de sal de levofloxacin ou gemifloxacin com ácidoxinafoico, ácido oléico, ácido esteárico e ácido pamóico.Agentes de co-precipitação adicionais incluemdiidropiridinas e um polímero como polivinil pirrolidona.Além disso, o disfrace gustativo pode ser realizado porcriação de vesículas lipofilicas. Por exemplo, vesiculaslipofilicas incluindo cera de carnaúba, óleo de sojaparcialmente hidrogenado, óleo hidrogenado, estearato deestearila, éster de ácido graxo de poliglicerina,glicerina, um triglicerídeo em cadeia, ácido fosfatídico,ou β-lactoglobulina pode ser utilizado. Agentes derevestimento ou cobertura adicionais incluem dextratos(como exemplo não limitador ciclodextrinas podem incluir,2-hidróxipropil-beta-ciclodextrina, 2-hidróxipropil-gama-ciclodextrina, beta-ciclodextrina aleatoriamente metilada,dimetil-alfa-ciclodextrina, dimetil-beta-ciclodextrina,maltosil-alfa-ciclodextrina, glicosil-l-alfa-ciclodextrina,glicosil-2-alfa-ciclodextrina, alfa-ciclodextrina, beta-cicloextrina, gama-ciclodextrina e sulfobutiléter-beta-ciclodextrina), celuloses" modificadas como etil celulose,metil celulose, hidróxipropil celulose, hidróxipropilmetilcelulose, hidróximetil celulose, hidróxietil celulose,látex de acetato de celulose, acetato de celulose detracetina, celulose microcristalina, butirato de acetato decelulose, polialquileno glicóis, óxidos de polialquileno,açúcares e álcoois de açúcar, ceras, laças, acrílicos,gliconato de cálcio, alginato de sódio, carragenana, amidode milho e misturas dos mesmos. Como exemplo não limitador,outros métodos para fornecer formas não dissolvidas defluoroquinolonas são para administrar a drogaindividualmente ou em formulação de nanosuspensão que nãoafeta solubilidade, simples como uma formulação cristalina,micronizada, de pó seco, seca por pulverização. Entretanto,um método alternativo é incluir agentes para modificarsabor. Esses incluem substância de disfarce gustativo que émisturada com, revestida sobre ou de outro modo combinadacom o medicamento ativo de fluoroquinolona. Entretanto,essa adição também pode servir para melhorar o sabor deoutra adição de produto de droga escolhido, por exemplo, umagente mucolítico. Exemplos não limitadores de taissubstâncias incluem fosfolipideos ácidos, lisofosfolipideo,succinato de polietileno glicol tocoferol, e ácido embônico(pamoato). Muitos desses agentes podem ser utilizadosindividualmente ou em combinação com fluoroquinolonas paraadministração por aerossol.

Agentes mucolíticos

Métodos para produzir formulações que combinamagentes para reduzir viscosidade de esputo durantetratamento de aerossol com uma fluoroquinolona incluem osque seguem. Esses agentes podem ser preparados emcombinação fixa ou ser administrados em sucessão comterapia de fluoroquinolona em aerossol.

O agente mais comumente prescrito é N-acetilcisteína (NAC), que despolimeriza o muco in vitro rompendoas pontes de dissulfeto entre macromoléculas. Assume-se queessa redução de tenacidade do esputo facilita sua remoçãodo trato respiratório. Além disso, a NAC pode agir como umexpurgador de radical de oxigênio. A NAC pode ser tomadapor via oral ou por inalação. As diferenças entre essesdois métodos de administração não foram formalmenteestudadas. Após administração oral, a NAC é reduzida àcisteina, um precursor do antioxidante de glutationa, nofígado e intestino. As propriedades antioxidantes poderiamser úteis na prevenção de declínio da função do pulmão emfibrose cística (CF) . A NAC nebulizada é comumenteprescrita para pacientes com CF, em particular na Europacontinental, para melhorar a expectoração de esputo pelaredução de sua tenacidade. O objetivo final disso édiminuir o declínio da função do pulmão na CF.

O cisteinato de L-lisina-N-acetil (ACC) ouNacistelina (NAL) é um agente mucoativo novo que possuipropriedades mucolíticas, antioxidantes eantiinf lamatórias. Quimicamente, é um sal de ACC. Essadroga parece apresentar uma atividade superior à suamolécula de origem ACC devido a uma atividade mucolíticasinérgica de L-Iisina e ACC. Além disso, seu pH quaseneutro (6,2) permite sua administração nos pulmões com umaincidência muito baixa de broncoespasmo, que não é o casopara o ACC ácido (pH 2,2). A NAL é difícil de formular emuma forma inalada porque a dose exigida para o pulmão émuito elevada (aproximadamente 2 mg) e a droga micronizadaé pegajosa e coesa e desse modo é problemático produzir umaformulação redispersável. A NAL foi primeiramentedesenvolvida como um inalador de dose medida (MDI) contendoclorofluorocarbono (CFC) porque essa forma era a mais fácile a mais rápida para desenvolver no início dos estudos pré-clínicos e primeiros estudos clínicos. A NAL MDI fornecia 2mg por aspiração, a partir da qual aproximadamente 10% eracapaz de atingir os pulmões em voluntários saudáveis. Uminconveniente principal dessa formulação era a aderência dopaciente porque tantas quanto 12 aspirações eramnecessárias para se obter a dose exigida. Além disso, aremoção progressiva de gases de CFC a partir de produtosmedicinais combinado com os problemas de coordenaçãoencontrados em uma grande proporção da população depacientes (12) levou ao desenvolvimento de uma nova formagalênica de NAL. Uma formulação de inalador de pó seco(DPI) foi escolhida para resolver os problemas de aderênciacom MDIs e combinar o mesmo com um modo ótimo, reproduzivele confortável de administrar a droga na população depacientes mais ampla possi.vel, incluindo crianças pequenas.

A formulação de DPI de NAL envolveu o uso de umalactose não convencional (normalmente reservada paracompressão direta de tabletes), a saber, um β-lactoseanidro seco por rolo (RD) . Quando testado in vitro com umdispositivo DPI de monodose, essa formulação em pó produzuma fração de partícula fina (FPF) de pelo menos 30% dadose nominal, a saber três vezes mais elevada do que comMDIs. Essa abordagem pode ser utilizada em combinação comum antibiótico de fluoroquinolona para co-administração outerapia de antibiótico de administração em combinação fixa.

Além da atividade mucolítica, a atividadeexcessiva de elastase de neutrófilo nas vias aéreas depacientes com fibrose cística (CF) resulta em danoprogressivo para o pulmão. A ruptura de ligações dedissulfeto em elastase por agentes redutores pode modificarsua atividade enzimática. Três sistemas redutores de ditiolde ocorrência natural foram examinados em relação aos seusefeitos sobre a atividade de elastase: 1) sistema detioredoxina (Trx) de Escherichia coli, 2) sistema detioredoxina humana recombinante (rhTrx), e 3) ácidodiidrolipóico (DHLA). Os sistemas Trx consistiram em Trx,Trx reductase, e NADPH. Como mostrado por ensaioespectrofotométrico de atividade de elastase, os doissistemas Trx e DHLA inibiram elastase de neutrófilo humanapurificada bem como a atividade elastolitica presente nafase solúvel (sol) de esputo de CF. A remoção de qualquerum dos três constituintes do sistema Trx evitou a inibição.Comparado com os monotióis de N-acetilcisteina e glutationareduzida, os ditióis apresentaram maior inibição deelastase. Para perfilar a Trx como uma ferramenta deinvestigação, uma forma reduzida, estável de rhTrx foisintetizada e utilizada como componente único. A rhTrxreduzida inibiu elastase purificada e elastase de sol. deesputo CF sem NADPH ou Trx reductase. Como a Trx e o DHLAtêm efeitos mucoliticos, os requerentes pesquisaramalterações em atividade- de elastase após tratamentomucolitico. O esputo de CF não processado foi diretamentetratado com rhTrx reduzida, o sistema Trx, o DHLA ou DNase.O sistema Trx e o DHLA não aumentaram a atividade deelastase, ao passo que o tratamento com rhTrx reduzidaaumentou a atividade de elastase sol. em 60%. Ao contrário,a atividade de elastase após tratamento com DNase aumentouem 190%. A capacidade de Trx e DHLA limitar a atividade deelastase combinada com seus efeitos mucoliticos torna essescompostos terapias potenciais para CF.

Além disso, feixes de F-actina e DNA presentes noesputo de pacientes com fibrose cistica (CF) porém ausentesdo fluido de via aérea normal contribuem para aspropriedades viscoelástica-s alteradas de esputo que inibema liberação do fluido de via aérea infectada e exacerbam apatologia de CF. Uma abordagem para alterar essaspropriedades adversas é remover esses agregadosfilamentosos utilizando DNase para despolimerizarenzimaticamente o DNA em monômeros constituintes e emgelsolina para separar a F-actina em fragmentos pequenos.As altas densidades de carga superficial negativa no DNA ena F-actina sugerem que os feixes desses filamentos, queindividualmente apresentam uma repulsão eletrostáticaforte, podem ser estabilizados por cátions multivalentescomo histonas, peptideos antimicrobianos, e outrasmoléculas positivamente carregadas prevalentes em fluido devias aéreas. Além disso, na realidade, foi observado quefeixes de DNA ou de F-actina formados após adição dehistona Hl ou lisozima são eficientemente dissolvidos porânions multivalentes solúveis como glutamato ou aspartatopolimérico. A adição de poli-aspartato ou poli-glutamatotambém dispersa o DNA e os feixes contendo actina em esputode CF e diminui os módulos elásticos dessas amostras aniveis comparáveis com aqueles obtidos após tratamento comDNase I ou gelsolina. A adição de ácido poli-aspárticotambém aumentou a atividade de DNase quando adicionado aamostras contendo feixes de DNA formados com histona Hl.Quando adicionado ao esputo de CF, o ácido poli-aspárticoreduziu significativamente o crescimento de bactérias,sugerindo uma ativação de fatores antibacterianosendógenos. Essas descobertas sugerem que ânionsmultivalentes solúveis têm potencial individualmente ou emcombinação com outros agentes mucoliticos paraseletivamente dissociar os grandes feixes de biopolimeroscarregados que se formam no esputo de CF.

Conseqüentemente, a NAC, heparina não fracionada,glutationa reduzida, ditióis, Trx, DHLA, outros monotióis,DNAse, dornase alfa, formulações hipertônicas (por exemplo,osmolalidades maiores do que aproximadamente 350mOsmol/kg), ânions multivalentes como aspartato ouglutamato polimérico, glicosidases e outros exemploslistados acima podem ser combinados com antibióticos defluoroquinolona e outros agentes mucoliticos paraadministração por aerossol a fim de melhorar a atividadeantibacteriana através de melhor distribuição a partir deviscosidade de esputo reduzida, e resultado clinicoaperfeiçoado através da função pulmonar melhorada (a partirde mobilidade de esputo melhorada e liberação mucociliar) edano diminuído ao tecido do pulmão a partir da respostainflamatória imune.

EXEMPLOS

Os exemplos a seguir servem para descrever maiscompletamente o modo de utilizar a invenção acima descrita,bem como para expor os melhores modos considerados pararealizar vários aspectos da invenção. Entende-se que essesexemplos não servem de modo algum para limitar o verdadeiroescopo da presente invenção, porém em vez disso sãoapresentados para fins ilustrativos. Todas as referênciascitadas aqui são incorporadas a título de referência naíntegra.

Exemplo 1 - Concentração local elevada comexposição de fluoroquinolona em aerossol de curta duração

A administração por aerossol de fluoroquinolonascomo levofloxacin produz elevadas concentrações no fluidode revestimento epitelial (ELF) de ratos e seres humanos.Entretanto, foi observada que essa dose diminui rapidamenteapós administração.

Para determinar se concentrações elevadas, decurta duração, de levofloxacin poderiam ser eficazes notratamento de P. aeruginosa (PA), estudos foram conduzidospara medir sua atividade bactericida em várias cepas desseorganismo que cresceram em condições diferentes. Foramescolhidas com base no que é conhecido sobre condições ecrescimento de PA em um pulmão com fibrose cistica (CF) .Quatro cepas isogênicas de P. aeruginosa foram utilizadaspara esses experimentos (tabela 2).

Tabela 2. cepas de PA utilizadas em experimentosde tempo de extermínio

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A PAM1020 é a cepa do tipo selvagem de origem, aPAM1032 contém mutação nalB que resulta em uma resistênciaaumentada a levofloxacin devido a superexpressão da bombade efluxo MexAB-OprM que pode extrudar o levofloxacin parafora das células.

Experimento 1. Atividade do levofloxacin contracélulas crescidas de modo exponencial

Métodos

Preparação do inóculo

Cepas cresceram de forma aeróbica durante a noiteem Caldo Mueller-Hinton (MHB) a 35°C. A seguir, as culturasforam diluídas 1:1000 em 100 ml de MHB fresco e crescidasaté OD6oo~0,3 para atingir CFUml ~108. 10 ml dessa culturaforam movidos para frascos de 50 ml, cada um contendo 10 mlde caldo MHB pré-aquecido com concentrações apropriadas delevofloxacin (2x em comparação com as concentrações deexposição).

Exposição

Todas as cepas foram tratadas por 10 min., 20min., 40 min., 80 min. e 160 minutos. As seguintesconcentrações de levofloxacin (ug/ml) foram utilizadas paraa exposição de PAM1020 e PAM1032: 16, 32, 64, 128 e 256.Todas as cepas foram tratadas em cada concentração por 10min., 20 min., 40 min., 80 min. e 160 minutos.Determinação de números de células vivas

Em tempos apropriados, 1 ml de cada cultura deexposição foi centrifugada por 2 minutos, a pelota foilavada duas vezes com 1 ml de MHB livre de droga, esuspensa novamente em 1 ml de MHB. Os números de célulasvivas foram enumerados colocando em lâminas as amostrasdiluídas em série (em duplicatas) em placas MHB pelo métodode revestimento de gota (10 ul) . 0 limite de detecção foi100 CFU/ml. O extermínio é reportado como a redução Iogcalculada em relação à contagem de células no momento deiniciação de exposição ao antibiótico. Concentrações deantibióticos relativas (relativas a MIC das cepascorrespondentes) são utilizadas. Números de célula eminiciação de exposição ao antibiótico são mostrados natabela 3.

Tabela 3. Números bacterianos em tempo deexposição bacteriana inicial

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Resultados

Para a cepa mais suscetível, PAM1020, oextermínio máximo (5,50 Iog de diminuição em contagens decélulas vivas) foi obtido após incubação por 10 minutos coma concentração de levofloxacin correspondendo a 256 vezes aMIC (64 ug/ml testada). 5-logs de extermínio foram obtidosjá com a concentração mais baixa testada (16 ug/ml ou 64vezes a MIC) (figura 4A) . "Para a cepa PAM1032, desde que aconcentração acima de 128 vezes a MIC (128 ug/ml) sejaatingida, 10 minutos de exposição era suficiente pararesultar em extermínio máximo (mais de 5 logs). Emexposições de curta duração (10 ou 20 minutos), menosextermínio foi observado em concentrações abaixo de 128vezes MICs. Em tempos de exposição mais longos, aconcentração correspondendo a 16 vezes MICs e maisresultaram em extermínio máximo similar (figura 4B). Essesresultados indicam que _ células logaritmicas de P.aeruginosa são eficientemente exterminadas após exposiçõesde curta duração a altas concentrações de levofloxacin.

Experimento 2. Atividade de levofloxacin contracélulas de fase estacionária.

Métodos

Preparação do inóculo

Cepas cresceram de forma aeróbica durante a noiteem Caldo Mueller-Hinton (MHB) a 35°C (350 ml total). O meiousado foi obtido após centrifugação de culturas durante anoite e filtração do sobrenadante. As culturas foramdiluídas a OD=O,3 da metade usada. A mesma metade tambémfoi utilizada para preparar concentrações de antibiótico(igual ao experimento 1).

Exposição

Concentrações de antibiótico, tempo de exposiçãocomo determinação de contagens de células vivas foramiguais ao Experimento 1.

Resultado

Números de células no início da exposição aantibiótico são mostrados na Tabela 4.

Tabela 4. Números bacterianos em tempo deexposição bacteriana inicial

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Para células de fase estacionária de PAM1020, oextermínio máximo foi observado na concentração mais baixacorrespondendo a 64 vezes mais a MIC (16 ug/ml) e a duraçãode exposição mais curta, 10 minutos (figura 5A).Entretanto, a ΡΔΜ1032 demonstrou extermínio dependente dedose claro com o extermínio máximo (4 Iogs) emconcentrações 64 a MIC em um tempo de exposição curto.Prolongar os tempos de exposição não resultou em maiorextensão de extermínio. Entretanto, concentrações maisbaixas de droga eram necessárias para obter o mesmoextermínio em tempos de exposição mais longos (figura 5B).

A seguir, os requerentes compararam o novocrescimento de PAM1020 e PAM1032 após 10 minutos ou 160minutos de tratamento com várias concentrações delevofloxacin. Após os tratamentos correspondentes, célulasforam lavadas duas vezes com meio isento de antibiótico.150 μl de células foram colocados em placa de 96 cavidadese o crescimento foi continuamente monitorado em A650utilizando SpectraMax (Molecular Devices). Os resultadossão mostrados nas figuras 6A-6D.

Os resultados demonstram que o novo crescimentodas duas cepas foi observado aproximadamente ao mesmo tempose as células fossem tratadas com concentrações elevadas delevofloxacin por 10 minutos ou 160 minutos. Essesresultados comprovam adicionalmente a eficiência detratamento de curta duração com concentrações elevadas delevofloxacin.

Experimento 3. Atividade de Levofloxacin contracélulas cultivadas sob condições limite de oxigênio

Métodos

Preparação do inóculo

Culturas noturnas cresceram de forma aeróbicadurante a noite em Caldo Mueller-Hinton e a seguir diluídas1:10000 em MHB as quais encheram frascos de crescimento atéo topo. As culturas cresceram sem agitação até OD~0,3 a37 °C. Sob essas condições uma média de ~20 horas eranecessário para atingir um OD=O,3 em comparação com ~5horas sob condições aeradas (50 ml da metade em frascos de250 ml, agitação vigorosa). Após análise, pareceu que umOD=O,3 correspondia a uma fase de crescimento logaritmica-tardia. Diferente da aeração diminuída, da concentração deantibióticos, do tempo de exposição e da determinação decontagens de células vivas que eram iguais como nosexperimentos 1 e 2.

Resultados

Os números de células em início de exposição deantibióticos são mostrados" na Tabela 5.

Tabela 5. Números bacterianos em tempo deexposição bacteriana inicial

<table>table see original document page 114</column></row><table>

No caso da PAM1020 um extermínio quase máximo (4logs vs 4,5 Iogs observado sob aeração normal) foi obtidoapós exposição com a concentração mais baixa delevofloxacin para a duração de tempo mais curta (10minutos) (figura 7A) . No caso da PAM1032 um extermíniodependente de dose foi observado por 10 minutos ou 20minutos de exposição com o extermínio mais elevadoobservado em concentrações" correspondendo 128 a 256 vezes aMIC. Um extermínio levemente mais intenso (menos de 1 Iogde diferença) foi observado para intervalos de exposiçãomais longos (figura 7B). Esses dados indicam que sobcondições limite de oxigênio, células que estão na fase decrescimento logarítmica tardia são eficientementeexterminadas após curta duração de exposição comconcentrações elevadas de levofloxacin.

Experimento 4. Atividade de Levofloxacin contraPAMl032 em Esputo de CF.

MétodosCélulas de cepa PAM1032 (MIC = 1 ug/ml) foramcrescidas até OD=I (fase de crescimento estacionáriainicial/exponencial tardia) em MHB e a seguir concentradasvezes em MHB concentrado 10 vezes. 10 ul de célulasforam então adicionadas a 90 ul de esputo ou água em placasde fundo redondo com 96 cavidades, recuperando MHB a suaconcentração original. Placas de quantização foram pré-aquecidas por 5 minutos a 370C e diferentes concentraçõesde levofloxacin (512 ug/ml, 128 ug/ml, 32 ug/ml, 8 ug/ml, 2ug/ml, e 0,5 ug/ml) foram adicionadas. Em temposapropriados, 10 ul de cada cultura de tratamento foidiluída 100 vezes em MHB para minimizar o transporte delevofloxacin. Números de células vivas foram enumerados porrevestimento de amostras diluídas em série em placas MHBpelo método de revestimento de gota (10 ul) . 0 limite dedetecção foi de IO4 CFU/ml. 0 extermínio é reportado como apercentagem do inóculo de partida que sobreviveu após otratamento com levofloxacin. Os resultados são mostradosnas figuras 8A e 8B.

Resultados

Os resultados indicam que embora o esputo afetelevemente o grau de extermínio por levofloxacin, umextermínio rápido e extenso (até cinco ordens de magnitude)por levofloxacin em esputo era ainda observado após curtaduração de tratamento em concentrações elevadas deantibiótico.

Experimento 4. Atividade de levofloxacin contrabiofilmes de colônia de PAM1032

Métodos

Preparação do biofilme

Biofilmes de colônia cresceram em filtros demembrana de policarbonato (diâmetro, 25 mm; Poretics,Livermore, CA) apoiados em placas MHB. A cultura noturna dePAM 1032 foi diluída até OD=O,3 e então diluída 1:100 emMHB fresco. 5 ul dessa cultura foi manchada no filtro demembrana. As bactérias foram incubadas a 37°C por 48 horas(biofilmes maduros).

Exposição

Após o crescimento os filtros foram colocados emtubos contendo 3 ml de solução salina ou solução salina elevofloxacin em 128 ug/ml e 1024 ug/ml. Cada tubo foitratado por 10 minutos e 80 minutos. Aproximadamente 5 min.antes de terminar o tempo de incubação, os tubos foramvigorosamente submetidos a vórtice (A) ou sonicados esubmetidos a vórtice (B) para desprender as células. 1 mlde cada cultura de exposição foi centrifugada por 2minutos, a pelota foi lavada duas vezes com 1 ml de MHBisento de droga, e suspensa novamente em 1 ml de MHB. Osnúmeros de células vivas foram enumerados colocando emlâminas as amostras diluídas em série (em duplicatas) emplacas de MHB pelo método de revestimento de gota (10 ul).Os resultados são mostrados na figura 9.

Resultados

Os dados demonstram que um extermínio máximo (~2Iogs) é obtido após 10 minutos com a concentração maisbaixa de levofloxacin testada (128 vezes a MIC) . Nenhumextermínio adicional foi observado na concentração maiselevada de levofloxacin. Esses dados indicam que biofilmesde colônia são mais resistentes ao extermínio em comparaçãocom células de fase estacionária ou logarítmica.Entretanto, a atividade bactericida máxima observada contrabiofilmes (99% sob essas condições) foi obtida após 10minutos de exposição a levofloxacin.

Experimento 5. Administração rápida por aerossol,de curta duração, simulada, fornecendo exposição de drogaem concentração elevada em modelo farmacodinâmico in vitroModelos de infecção, farmacodinâmicos in vitro,permitem exposição de um inóculo bacteriano em crescimentoa concentrações mutantes de droga como ocorreria in vivo. Aforça dessa abordagem é que a concentração de soro vs. Operfil de tempo de uma droga no homem pode ser simulada nolaboratório in vitro para determinar o perfil ótimo deexposição (isto é, dose e intervalo de dosagem) para umpatógeno alvo e droga.

O relatório a seguir descreve experimentosprojetados para determinar Cmax e AUC que fornecerãoefeitos bactericidas máximos após uma dose de aerossol deuma fluoroquinolona.

Materiais e métodos

Modelo de infecção, farmacodinâmico in vitro

O modelo farmacodinâmico in vitro consiste em umcompartimento central (compartimento de "soro" análogo) eperiférico ("extravascular"). O compartimento periféricoconsiste em unidades capilares artificiais (Unisyn,Hopkinton, MA) dispostas em série com o compartimentocentral. Cada unidade capilar tem um feixe de fibrassemipermeáveis pequenas com uma retenção de tamanhomolecular de aproximadamente 10.000 PM para permitirpassagem de nutrientes porém não bactérias. O sistemainteiro é montado em um incubador de calor seco ajustado a37°C .

Ambos os compartimentos central e periféricoforam preenchidos de caldo Mueller-Hinton. Cadacompartimento periférico (unidade capilar e tubagem)continha aproximadamente 23 ml de meio de crescimento.

Bactérias foram introduzidas na câmara periféricado modelo e deixadas crescer por 2 horas antes da primeira"dose" de droga. Doses de droga foram administradas nocompartimento central e bombeadas para câmaras periféricaspor uma bomba peristáltica. As concentrações no modelodiminuíram de acordo com a eliminação de primeira ordem(meia-vida) por diluição do compartimento central com meiolivre de droga introduzido por uma bomba peristálticaadicional ajustada para uma liberação desejada.

As amostras (0,3 ml) foram coletadas doscompartimentos periféricos em vários intervalos paradeterminação de concentrações bacteriana e de droga. Asamostras foram coletadas dos compartimentos periféricos eensaiadas para concentrações de droga por HPLC.

Cepas de teste bacterianas

Pseudomonas aeruginosa PAM1032 e PAM1582. As MICsdessas cepas para levofloxacin eram 1,0 e 32 ug/ml,respectivamente.

Preparação de inóculo

Cepas cresceram de forma aeróbica durante a noiteem Caldo Mueller-Hinton (MHB) a 35°C e subcultivadas em MHBfresco e reincubadas a 35°C por 2 horas. Após 2 horas, oinóculo foi adicionalmente diluído 1:1000 até umaconcentração final de aprox. 1,0 χ IO6 CFU/ml. Da diluiçãoresultante, 2,3 ml foram injetados em cada câmaraperiférica dos biorreatores de fibra oca (Unisyn,Hopkinton, MA).

Farmacocinética

A meia-via de levofloxacin foi ajustada para 10minutos para ser equivalente àquela observada apósdistribuição por aerossol de levofloxacin no compartimentopulmonar do homem. Cmax alvejada era 1000 e 600 ug/ml emdois experimentos.

Resultados

Como alvejado, o modelo apresentou uma meia-vidade levofloxacin de 10 minutos e Cmax de 1000 ug/ml para oExperimento 5. Em comparação, o Experimento 6 foimodificado para obter a mesma meia-vida que o experimento5, porém com uma Cmax alvejada de 600 μg/ml.

Os efeitos bactericidas desses dois regimescorrelacionaram com a Cmax. No experimento 5 com uma Cmaxde 1000 ug/ml, o efeito bactericida máximo foi observadocomo uma redução de 5 log em contagens bacterianas em 10minutos com PAM1032 e uma redução de 4 log em contagensbacterianas em 20 minutos com PAM1582 e sem novocrescimento observado após as 2 horas restantes doexperimento (figura 10) . Em contraste, enquanto a Cmax de600 ug/ml utilizada no Experimento 6 manteve a redução de 5log em contagens bacterianas para PAM1032, embora levando30 min. em vez de 10 min. observado no Experimento 1,somente uma redução 3 log em contagens bacterianas foiobservada para PAM1582 após 45 min, (figura 11) . Alémdisso, PAM1582 apresentou um crescimento novo inicial antesdo término da janela experimental de 2 horas.

Conclusões

O levofloxacin pode produzir uma reduçãobacteriana de até 99,9999% com Cmax tanto de 600 como 1000ug/ml contra uma cepa com uma MIC de 1 ug/ml. Entretanto, aatividade bactericida máxima requer 3X mais tempo em umaCmax de 600 ug/ml. O levofloxacin pode produzir também umaredução bacteriana de até 99,99% com uma Cmax de 600 ug/mlcontra uma cepa com uma MIC de 32 ug/ml. Entretanto, otempo para atingir o efeito máximo é de 45 minutos. Aocontrário, o levofloxacin pode produzir redução bacterianade até 99,999% dessa cepa resistente com Cmax de 1000 ug/mle o tempo para efeito máximo é reduzido para 20 minutos. Apartir desses resultados, exposições extremamente altas,porém de curta duração de levofloxacin produzem extermíniobacteriano rápido e controlado em modelos tanto em frascocomo de fibra oca. Tomados juntos, os resultados acimaindicam que a obtenção de uma concentração de esputoinicial de 800 ug/ml de levofloxacin ou outro ELF humano defluoroquinolona é suficiente para obter os efeitosantibióticos acima para a população de MIC99 comorepresentado por PAM1582 (MIC de 32 ug/ml).

Exemplo 2 - Determinação das propriedades deaerossol de fluoroquinolonas antibacterianas

Introdução

Objetivo: A finalidade desses estudos foi avaliara capacidade de formular e fornecer por nebulização umavariedade de fluoroquinolonas para tratamento de infecçõesbacterianas pulmonares por administração em aerossol. Asfluoroquinolonas avaliadas são mostradas na Tabela 6.

Tabela 6. Fluoroquinolonas testadas

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Essas fluoroquinolonas foram escolhidas com baseem sua disponibilidade, estado de aprovação e propriedadesantimicrobianas. Todas as fluoroquinolonas testadas sãoatualmente aprovadas nos Estados Unidos ou foram aprovadasporém posteriormente retiradas devido a várias reaçõesadversas. Além disso, várias fluoroquinolonas, que estão emuso para aplicações veter-inárias, foram também avaliadas.Entre os patógenos bacterianos responsáveis por infecçõesde trato respiratório, as Pseudomonas aeruginosa (Pa) e

Staphylococcus aureus resistente a meticilina (MRSA) são osmais refratários para o tratamento com fluoroquinolonas.Streptococcus pneumonia (Sp) é provavelmente o patógenomais importante responsável por infecções no tratorespiratório e inúmeros relatórios demonstram taxaselevadas de resistência a fluoroquinolona nessas bactérias.

A MIC90 para Pa varia de 4 ug/ml a 32 ug/ml e de 2 ug/ml a>32 ug/ml para Pa e MRSA, respectivamente. 0 ciprofloxaxin,levofloxacin, gemifloxacin e gatifloxacin vs gemifloxacin emoxifloxacin são mais potentes contra Pa e MRSA,respectivamente.

A Tabela 7 contém uma lista de fluoroquinolonasadicionais para avaliação potencial. Os compostos maismicrobiologicamente interessantes na lista sãoclinafloxacin e olamufloxacin, que foram descontinuadosdevido a reações adversas e sitofloxacin, que está emexperimentos clínicos de Fase III.

Tabela 7. Fluoroquinolonas para avaliação depotencial

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As fluoroquinolonas nessas duas tabelasrepresentam um campo de opções para um candidato defluoroquinolona em aerossol. Várias fluoroquinolonaspotentes como DX-619 e DW-286, que estão no estágio inicialde desenvolvimento clinico, poderiam também ser deinteresse para estudos futuros.

Considerações fisico-quimicas especificas paranebulização incluem sõlubilidade aquosa, viscosidade etensão superficial. A sõlubilidade aquosa da droga deve servantajosamente suficiente para atender ou exceder aexigência de dosagem minima. A concentração de droga decarga também afeta o tempo de distribuição. Tempos dedistribuição mais longos podem ser comercialmenteinaceitáveis ou levam à aderência ruim pelo paciente.Embora tempos de distribuição mais longos possam narealidade modificar o formato de AUC, como exemplo nãolimitador, descobriu-se que o dispositivo PARI eFlowadministra 4 ml de levofloxacin aquoso em menos de 5 min.Além disso, utilizando um tal dispositivo eficiente, olevofloxacin em concentração elevada pode ser capaz defornecer as doses eficazes descritas aqui em um quadro detempo permitindo adicionalmente as exigências de droga emconcentração elevada, administração rápida, necessáriaspara terapia ótima de fluoroquinolona.

No caso de f luoroquinolonas, o pH afetadiretamente a solubilidade. Em geral, a solubilidadediminui significativamente com aumento de pH na faixa de1,5 a 6,5. Como o pH também afeta a tolerabilidade dopaciente (vide abaixo), a escolha ótima de fluoroquinolonapara distribuição pulmonar via aerossol tem certos níveisde pH e solubilidade.

Para fins desse estudo de exeqüibilidade, asolubilidade alvo foi definida em 10 mg/mL ou mais elevadaem um pH de 4,5 ou maior, com base em cálculos de doseterapêutica e métrica de distribuição para nebulizadoresdisponíveis. Para estar acima da concentração de prevençãomutante (MPC), a concentração pico de fluoroquinolona apósadministração em aerossol atinge vantajosamenteaproximadamente 100 ug/ml a aproximadamente 1000 ug/ml nosítio de infecção, esperando a MIC do organismo deinfecção. Com base nessas considerações, a dose mínima paraestar nessa faixa terapeuticamente relevante foi projetadapara ser de pelo menos aproximadamente 30-4 0 mg de DoseFornecida Respirável (RDD). Dada a meia-vida relativa delevofloxacin no pulmão humano, a realização prática dessadose por nebulização pode ser obtida com uma dose de cargade pelo menos aproximadamente 100 mg em um volume deaproximadamente 2 mL (aproximadamente 50 mg/mL) em umdispositivo de malha de vibração de alta eficiência queopera em sua eficiência de desempenho máximo fornecendoessa dose em menos de 4 min. Um nebulizador a jato ouultra-sônico padrão pode exigir uma dose de carga de pelomenos aproximadamente 400 mg em um volume deaproximadamente 5 mL (aproximadamente 80 mg/mL).Entretanto, a taxa de administração por esses dispositivosmenos eficientes pode não ser suficiente para obter umaconcentração local elevada com exposição de curta duração.Doses eficazes similares também podem ser obtidas poradministração de levofloxacin como um pó seco, onde aspropriedades de solubilidade rápida de levofloxacin podempermitir rápida dissolução resultando nessas concentraçõesdesejadas de droga solúvel. Entretanto, concentraçõesalternativas ou alteração do perfil de formato AUC defluoroquinolona podem ser desejáveis.

Alternativamente, embora a solubilidade aquosaseja importante, é razoável prever uma formulaçãoutilizando tecnologia de- complexação ou partícula parapermitir nebulização de fluoroquinolonas menos solúveis.Infelizmente, formulações mais intricadas aumentam tanto acomplexidade como o custo de desenvolvimento da droga, e nocaso de nebulizadores ultra-sônico e a jato, uma reduçãosignificativa em eficiência de distribuição, e limite dacapacidade de introduzir outros elementos de desenho em umproduto de droga final.

Além da solubilidade da droga, para dispositivosde malha de vibração a nebulização também é sensível àtensão superficial da formulação da droga. Portanto, em umamodalidade, a tensão superficial é ajustada duranteformulação pela modificação da concentração de droga,concentração de excipiente- e/ou a adição de surfactantes.

Além de fatores que afetam a nebulizaçãoeficiente, outros fatores podem ser considerados paratolerabilidade e aderência do paciente. Como exemplo nãolimitador, esses fatores podem incluir osmolalidade, pH esabor. A osmolalidade afeta a tolerabilidade aguda no tratorespiratório e pode ser otimizada para a maioria das drogasdurante formulação. Similarmente, o pH de um aerossoltambém contribui para a tolerabilidade, ainda assim somentenegativamente quando o pH da formulação é menor do que 4,5.Portanto, como o pH diretamente contribui para asolubilidade de fluoroquinolona, fluoroquinolonas queexigem um pH menor do que 4,5 para solubilidade sãoprovavelmente pouco tolerados. Finalmente, o sabor defluoroquinolona pode afetar boa aderência pelo paciente.Fluoroquinolonas são genericamente conhecidas como sendoassociadas a um sabor desagradável, às vezes muito intenso.Embora haja tecnologias disponíveis que podem mascarar osabor ruim da droga, essas tecnologias aumentam acomplexidade de desenvolvimento e o custo, e podem não sertotalmente eficazes no caso de fluoroquinolonas. Dessemodo, similar ao pH, o sabor pode ser considerado para aidentificação de uma f-luoroquinolona apropriada paranebulização.

Preparação e caracterização das soluções de teste

Antibióticos foram adquiridos a partir de uma devárias fontes como mostrado na Tabela 8.

Tabela 8. Preparação de soluções de teste defluoroquinolona

<table>table see original document page 125</column></row><table><table>table see original document page 126</column></row><table>

a. Laboratórios LKT. LG: LG Chem. NA. fonte nãodisponível.

b. Pureza de material testado. Descrito como GMPou em percentagem API.

c. Solução de 25 mg/ml.

Uma amostra de 2 a 20 mg de cada antibiótico foipesada em tubos de plástico estéreis θ levada até um volumede água estéril para fazer uma solução ou suspensão de 10mg/mL, do antibiótico. As amostras foram incubadas poraproximadamente 10 minutos em temperatura ambiente commistura ocasional, antes de manipulação adicional.

Após o período de incubação, as soluções deantibiótico foram observadas em relação a sua aparênciavisível, com os resultados mostrados na tabela 9.

Cinco das fluoroquinolonas testadas eramvisivelmente solúveis, e incolor ou com um tom de amarelo.Oito eram visivelmente insolúveis, parecendo turvas(partículas finas), opacas (partículas densas finas atémédias) ou muito turvas (pasta de partículas grande,espessa), em todos os casos com um sedimento visível. 0 pHdessas soluções iniciais foi determinado, e variou de 3,5 a7,0. As soluções insolúveis foram tituladas com IN HCl atéo ponto de solubilidade visível, e o pH da soluçãosolubilizada determinado. Em três casos, marbofloxacin,sparfloxacin e tosufloxacin, a solubilidade não foiatingida pelo pH 1,5, e a adição extra de ácido foi parada.Com a exceção de ofloxacin, o pH dessas soluções tituladasestava na faixa de 1,5 a 3,0.Tabela 9. Características de solução defluoroquinolona

<table>table see original document page 127</column></row><table>a. NR: ajuste de pH não necessário.Fluoroquinolona era solúvel em um pH > 4 na soluçãoinicial.

Após o ajuste de pH, e após um período deincubação de 10 minutos adicional com mistura ocasional, aaparência final das soluções foi determinada, pouco antesdo teste de sabor e de tolerabilidade de aerossol. Osresultados são mostrados na Tabela 10.

Tabela 10. Aparência de solução final defluoroquinolona

<table>table see original document page 128</column></row><table>

Y = amarelo; LY = amarelo claro; VLY = amarelomuito claro; DY =amarelo escuro; C = incolor; W = branco

Os compostos apresentando solubilidade preferidapara soluções apropriadas para distribuição por inalação(10 mg/mL em um pH de 4,5 ou acima) foram levofloxacin,gemifloxacin, moxifloxacin, ofloxacin e pefloxacin.Levofloxacin, ofloxacin e moxifloxacin apresentam asmelhores características de solubilidade/pH.

Avaliação de tolerabilidade e saborDuas avaliações foram feitas para determinar aadequação das soluções de fluoroquinolona com relação aosabor e a tolerabilidade.

Primeiramente, em um teste de sabor oral o saborde uma porção de 20 uL de amostra de teste foi determinadoem um único voluntário humano, saudável colocando omaterial diretamente na parte frontal central da língua. Osabor foi então monitorado durante um período de 1 minuto.Esse teste foi realizado nas soluções iniciais preparadasbem como nas soluções finais após ajuste de pH. Os dadossão mostrados na Tabela 11.

Tabela 11. Teste oral de sabor de fluoroquinolona

<table>table see original document page 129</column></row><table><table>table see original document page 130</column></row><table>

A diminuição do pH teve genericamente o efeitoaumentativo das propriedades de sabor da solução.Gatifloxacin, gemifloxacin, ciprofloxacin, orbifloxacin etrovafloxacin eram os menos desejáveis em teste de sabor.Das fluoroquinolonas testadas, levofloxacin foi a únicafluoroquinolona que era tolerável com relação a sabor, naconcentração testada. Lomefloxacin teve um sabor semelhanteà amêndoa moderadamente forte, e o sabor era levementedesagradável.

No segundo teste, a tolerabilidade e o sabor deuma pequena amostra de aerossol de uma alíquota de 0,5 mlda formulação em teste foram determinados em um únicovoluntário humano saudável, após nebulização em umnebulizador PARI eFlow (tabela 12).

Tabela 12. Teste de sabor e tolerabilidade defluoroquinolona em aerossol

<table>table see original document page 130</column></row><table><table>table see original document page 131</column></row><table>

No caso de orbifloxacin, marbofloxacin etrovafloxacin, porções menores foram testadas, devido alimitações de solubilidade. Em um experimento decalibragem, o inalador produziu um rendimento de aerossolde 4,1 microns de VMD, com um desvio padrão geométrico(GSD) de 1,64 micron de VMD. Além dessas medições, oinalador produziu uma dose" de partícula fina (FPD) de 54,9%(percentagem de dose emitida em partículas menores do que 5microns). A tolerabilidade e sabor da droga durante umperíodo de administração muito breve e por um período de 10minutos após administração foram monitorados. Parâmetros detolerabilidade foram dos seguintes tipos: (i) tosse,sensação de tosse, ou coriza (ii) irritação, queimação ouaperto da garganta, (ii) irritação ou corrimento naspassagens nasais ou olhos, (iii) irritação, queimação ouaperto dos pulmões ou falta de ar, e (iv) tontura, dor decabeça, náusea ou outros efeitos sistêmicos.

Marbofloxacin, sparfloxacin e tosufloxacin eramdemasiadamente insolúveis para serem avaliados nesse teste.Para as fluoroquinolonas restantes testadas, nenhum efeitode tolerabilidade foi observado durante ou após exposição aaerossol em categorias ii, iii ou iv (acima). Gatifloxacin,moxifloxacin, ciprofloxacin, orbifloxacin e pefloxacinforam todos associados à tosse. No caso do ciprofloxacin edo orbifloxacin esse pode ter sido associado ao baixo pH dasolução. Das fluoroquinolonas testadas, Levofloxacin em 10mg/ml teve as melhores características de sabor. Ofloxacin,lomefloxacin e pefloxacin tiveram um sabor mais discerníveldo que levofloxacin, os quais também foram aceitáveisdurante o curso de administração curto.

Sumário e conclusões do teste de sabor defluoxoquinolona

Das treze fluoroquinolonas testadas nesse estudo,o levofloxacin teve propriedades fisico-químicas preferidaspara administração em aerossol e uma demonstração de melhortolerabilidade aguda das fluoroquinolonas testadas (Tabela13). O levofloxacin é também reconhecido como tendo um dosmelhores perfis antimicrobianos para patógenosrespiratórios e tem a eficácia in vivo mais elevada, emcomparação com ciprofloxacin, para tratamento de infecçõespor Pseudomonas aeruginosa.

Tabela 13. Adequação geral para nebulização

<table>table see original document page 132</column></row><table><table>table see original document page 133</column></row><table>

Ofloxacin, lomefloxacin e pefloxacin apresentaramsolubilidade mais baixa e sabor mais forte em 10 mg/mL doque o levofloxacin. O ofloxacin é 2 vezes menos potente doque o levofloxacin, e o lomefloxacin e o pefloxacin são 4vezes menos potentes. Concentrações mais elevadas dessesantibióticos têm a potência preferida e tempos deadministração inferiores a 15 minutos.

Em um estudo separado, realizado em um modosimilar, o norfloxacin foi testado e foi verificado queeste tinha uma solubilidade, sabor e perfil de potênciamuito similares ao gatif loxacin, com a exceção de umaatividade significativamente menor contra os patógenosgram-positivos.

Teste de sabor de formulações de sal de aerossolde Levofloxacin e Gemifloxacin

Com base nos resultados dos estudos acima, olevofloxacin, e seu racemato ofloxacin, bem comogemifloxacin, e até um ponto menor o gatifloxacin e onorfloxacin são sensíveis à administração em aerossol paratratamento antibacteriano pulmonar. Para testaradicionalmente as propriedades de sabor e tolerabilidadeaguda (sensação de tosse e tosse) do levofloxacin e dogemifloxacin, várias formulações foram preparadas comdiferentes ácidos orgânicos e inorgânicos e testados nomodo descrito acima. Soluções foram preparadasprimeiramente adicionando 500 mg de levofloxacin a 10 ml deágua ou adicionando 500 mg de gemifloxacin a 20 ml desolução salina (devido a limitações de solubilidade), foramtituladas a um pH ~6,5 com HCl ou ácido orgânico, a seguira osmolalidade de soluções contendo levofloxacin a ~300mOsmol/kg foi ajustada com cloreto de sódio. As formulaçõestestadas são mostradas na Tabela 14.

Essas formulações foram testadas por um total detrês voluntários humanos saudáveis do mesmo modo comodescrito acima, em uma concentração de levofloxacin de 50mg/mL, e uma concentração de gemifloxacin de 25 mg/mL, emum teste totalmente oculto, cabeça a cabeça, cuidadosamentecontrolado. Os resultados são mostrados na Tabela 15 e 16.

Esses resultados demonstram que as formulações deácido clorídrico, ácido cítrico e ácido ascórbico delevofloxacin têm sabor e tolerabilidade superiores emcomparação com as formulações de ácido acético, ácidoláctico e ácido tartáric-o de levofloxacin. Além disso,essas formulações de levofloxacin têm sabor etolerabilidade superiores em relação às formulações degemifloxacin equivalentes. Com relação ao gemifloxacin, aformulação de ácido cítrico tinha sabor e tolerabilidadesuperiores em comparação com formulações de HCl e ácidoascórbico de gemifloxacin, e com refinamento de formulaçãoadicional, seria sensível à administração em aerossol.

Tabela 14. Formulações de Levofloxacin eGemifloxacin

<table>table see original document page 134</column></row><table><table>table see original document page 135</column></row><table>

Tabela 15. Sabor e tolerabilidade de aerossol deformulações de Levofloxacin a 50 mg/mL

<table>table see original document page 135</column></row><table> Teste de sabor de formulações adicionais deLevofloxacin em aerossol

Para testar adicionalmente as propriedades desabor e tolerabilidade de combinações de excipientes delevofloxacin adicionais em um modo sistemático, uma sériede formulações foi preparada e testada. As formulações sãolistadas na Tabela 17. Incluíram açúcares, sais, adoçantese outros excipientes preparados pela mistura delevofloxacin com água, adicionando os excipientes listadosna Tabela 17, e titulando se necessário até o pH desejadocom HCl diluído, a osmolalidade não foi otimizada paraesses estudos. Entretanto, a osmolalidade foi determinadautilizando um Osmômetro Modelo 3250 da AdvancedInstruments. Essa medição, feita em 250 μΙ, de amostra, sebaseia na depressão do ponto de congelamento paradeterminar osmolalidade.

Essas formulações foram testadas em um total detrês voluntários humanos saudáveis em uma série de testes(A-G) do mesmo modo como descrito acima, em um modototalmente oculto, cabeça a cabeça, cuidadosamentecontrolado. Todos os testes foram realizados em um modototalmente oculto. Os resultados dos testes (Tabelas 19-25)são descritos abaixo. 0 seguinte sistema de marcação foiutilizado (Tabela 18).

Teste A: Teste de sabor de adoçantes, sais demetais divalentes e agentes ativos superficiais. Este testeincluiu adoçantes, sais de cálcio e magnésio, e agentesativos superficiais (isto é, glicerina e PS-80). Comomostrado na tabela 17, formulações contendo os adoçantesmostrados são suavemente amargas e têm sabor metálico. Osadoçantes artificiais pareciam produzir um sabor amargo queé diferente do amargor observado de outro modo. Maissignificativamente, a formulação contendo CaCl2 teve osabor mais aperfeiçoado em relação ao controle (MgCl2 nãofoi testado nesse experimento) (Tabela 19).

Teste B: Teste de sabor de mono- e dissacarídeosna presença de cloreto de cálcio. Todas as formulaçõesclassificadas nesse experimento foram bem toleradas etiveram melhor sabor do que a amostra de controle.Formulações contendo tanto o sal de cálcio como açúcartiveram melhor desempenho do que qualquer um sozinho,sugerindo que esses compostos melhoraram o sabor através demecanismos diferentes. Dessas formulações, 5% de CaCl2 +7,5% de glicose tiveram melhor desempenho. Observe que alactose está presente em uma concentração mais baixa do queos outros açúcares (tabela 20).

Tabela 17. Formulações de Levofloxacin contendo váriosexcipientes

<table>table see original document page 137</column></row><table><table>table see original document page 138</column></row><table>

Tabela 18. Sistema de marcação de teste de sabor

<table>table see original document page 138</column></row><table><table>table see original document page 139</column></row><table>

Tabela 19. Sabor e tolerabilidade de formulações deLevofloxacin contendo adoçantes, sais de metais divalentese agentes ativos superficiais

<table>table see original document page 139</column></row><table>

Tabela 20. Sabor e tolerabilidade de formulações de CaCl2de Levofloxacin

<table>table see original document page 139</column></row><table>

Teste C. Teste de sabor de Mono- e dissacarideosna presença de cloreto de magnésio. Como acima, todas asformulações classificadas nesse experimento foram bemtoleradas e tiveram melhor sabor do que a amostra decontrole. As formulações contendo ambos o sal de magnésio ea lactose pareciam ter desempenho levemente melhor do quequalquer um individualmente. Esse experimento confirma quea combinação de sais de metal divalente e açúcares simplesé eficaz para melhorar o sabor (tabela 21).

Tabela 21. Sabor e tolerabilidade de Formulações de MgCl2de Levofloxacin

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Teste D: Teste de sabor de mono- e dissacarideosna presença de sulfato de magnésio. Como com cloreto demagnésio e cálcio, formulações contendo sulfato de magnésioe glicose, sacarose ou lactose tiveram melhor sabor do quea amostra de controle. Esse experimento reconfirma que acombinação de sais de metal divalente e açúcares simplesmelhora o sabor (Tabela 22).

Tabela 22. Sabor e tolerabilidade de formulações de MgSÜ4de Levofloxacin

<table>table see original document page 140</column></row><table>

Teste E: Teste de sabor de sais de metaldivalente na presença de glicose em pH baixo e alto. Nesseexperimento, o efeito de glicose em combinação com cada umdos três sais de cátion divalente sobre o sabor e atolerabilidade foi testado em baixo (<5,5) e alto (>6,0)pH. Melhoras pequenas porém consistentes em sabor foramobservadas no pH mais elevado (Tabela 23).

Tabela 23. Sabor e tolerabilidade de formulações de CaCl2de Levofloxacin em pH baixo versus alto

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Teste F: Teste de sabor de mono- e dissacarideos.Todas as formulações classificadas nesse experimento forambem toleradas e tiveram melhor sabor do que a amostra decontrole. Todos os três açúcares em 5% foram melhores doque o controle, lactose em 2,5% teve melhor sabor do que ocontrole, porém não tão bom quanto em 5%. Esse experimentoreconfirma que açúcares simples melhoram o sabor (Tabela24) .

Tabela 24. Sabor e tolerabilidade de formulações de açúcarde Levofloxacin

<table>table see original document page 141</column></row><table>

Teste G: Sabor e tolerabilidade de formulações deCaCl2 de Levofloxacin na presença de lactose. Nesseexperimento, o levofloxacin foi formulado com concentraçõesvariáveis de cloreto de cálcio e lactose (Tabela 25). Comoobservado através dessa série de experimentos, todas asformulações contendo sais de metal divalente e açúcar forammelhoradas com relação ao sabor e a tolerabilidade emrelação à formulação de controle. Mais importante, 5% decloreto de cálcio ou 2,5% de cloreto de cálcio na presençade 5% de lactose eram mais eficazes para diminuir o amargorde levofloxacin. Diminuições adicionais na concentraçãodesses excipientes foram menos eficazes.

Tabela 25. Sabor e tolerabilidade de formulações de CaCl2de Levofloxacin na presença de lactose

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Exemplo 3 - Caracterização de aerossol deLevofloxacin em Nebulizador a jato PARI LC Plus

Os seguintes estudos descrevem o potencial dadistribuição aerossolizada de levofloxacin a seradministrado a um paciente através de um nebulizador ajato. Para realizar essa tarefa, uma formulação delevofloxacin simples foi preparada e o aerossol foicaracterizado em um nebulizador a jato. Os resultadosdesses estudos são mostrados no sumário abaixo.

Uma solução de inalação de Levofloxacin (55mg/ml) foi avaliada utilizando um Nebulizador a Jato de arPARI LC Plus com Compressor ProNeb. A dose emitida,distribuição de tamanho de partículas e fração departículas finas foram medidos por impactação em cascatautilizando um Meio de impactar Harple Miller. Os parâmetrosacima mencionados foram utilizados para avaliar odesempenho in vitro de medicações aerossolizadas.

Estudo Marple Miller

Objetivo: Determinar a distribuição de tamanho departícula e estimar a quantidade de droga que um pacienteprovavelmente inalará (fração respirável). Um objetivosecundário foi estimar a dose emitida, que é a quantidadede levofloxacin que saía do nebulizador.

Métodos: Formulação: 55 mg/ml de levofloxacin,120 mM de cloreto, 70 mM de sódio, pH 6,7. As formulaçõesestabelecidas de solubilidade máxima permitindo uma dosagemde 300 mg em 6 ml e pH neutro. 5,5 ml de formulação delevofloxacin foi adicionado a um Nebulizador a Jato de ArPARI LC Plus com Compressor ProNeb. O copo do nebulizadorcontinha um total de 302 mg de levofloxacin. O nebulizadorestava conectado em linha com um Meio de impactar MarpleMiller (MMI) , que foi operado com uma taxa de fluxo de arde 60 l/min. Cada nebulizador (n=2) foi operado até secura(nenhum aerossol produzido como julgado por inspeção visualpor 15 minutos). Após aerossolização, o MMI foi desmontadoe o levofloxacin foi quantitativamente extraído com a fasemóvel (90/10 ACN:água) a partir do orifício de entrada USP,cada um dos copos de coleta de meio de impactar (estágios)e filtro de fibra de vidro. Qualquer formulação restante nonebulizador após aerossolização (copo e bocal) foi tambémquantificada

Resultados

Como mostrado na Tabela 26, a quantidade médiatotal recuperada dos experimentos no MMI foi de 170,2 mg. Arecuperação esperada foi de 302 mg. Isso representa umarecuperação total de -57%, que não atende as especificaçõesgenericamente aceitas para estudos baseados em impactação(85%-115% de recuperação total). Verificou-se que essadiferença é devido à aderência não especifica delevofloxacin ao dispositivo nebulizador LC Plus. Apercentagem média de droga que sai do nebulizador empartículas finas foi -72%. Desse modo, a dose emitidarespirável foi de 89,7 mg. Considerando que -50% não éinalado durante respiração que se eleva e cai normalmentenormal, um total de -40 mg pode ser depositado no pulmãocom essa dose de 300 mg. Entretanto, dado o tempo deadministração lenta com esse dispositivo, a competição coma liberação pulmonar evitaria provavelmente o acúmulo delevofloxacin suficiente para atender a concentração mínimanecessária para dosagem de "administração rápida,concentração elevada" necessária para atividadeantimicrobiana máxima de fluoroquinolona e prevenção deresistência.

Tabela 26. Conjunto de dados de Meio de impactar MarpleMiller

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Exemplo 4 - Modelos de animais e avaliação defluoroquinolonas e formulações de fluoroquinolona

Modelo farmacocinético

Seis ratos por estudo recebem uma única doseintravenosa de bolo lento de 10 mg/kg através da veia decauda lateral ou recebem uma única dose de aerossol demicropulverização de 10 mg/kg utilizando um dispositivo degeração de aerossol de micropulverização (PennCentury,Filadélfia, PA). Amostras de sangue são tiradas em váriostempos durante 3 horas para determinar os parâmetrosfarmacocinéticos de plasma. Dois ratos são sacrificados em0,5, 1,5 e 3 horas após dosagem para determinar níveis defluido de revestimento " epitelial (ELF), de lavagembroncoalveolar (BAL) e de pulmão. As concentrações detecido e plasma são determinadas por um método HPLC e osdados são então encaixados utilizando WinNonlin. Os dadossão mostrados na Tabela 27.

Modelo de eficácia

A cepa de P. aeruginosa PAM 1723 cresce em CaldoMueller-Hinton (MHB) a 35°C sob aeração constante, após 16horas, o inóculo é sub-cultivado em MHB fresco e deixadocrescer novamente a 35°C sob aeração constante, por 4horas. O inóculo é ajustado a aproximadamente 5 χ 10^6CFU/ml por correlação de absorvência em 600 nm comcontagens de placa predeterminadas. Camundongos CFW machos(4-6 semanas de idade, N = 4/grupo) são tornadosneutropênicos por injeção intraperitoneal de 150 mg/kg deciclofosfamida (Cytoxan, Mead Johnson, Princeton, NJ) nosdias 1 e 4. No dia 5, os camundongos são infectados por umainstilação intratraqueal de 0,05 ml de inóculo enquantoestão sob anestesia de isoflurano (5% de isoflurano emoxigênio operando a 4 L/min). Duas horas após a infecção,os camundongos recebem doses intraperitoneal ouintratraqueal de cada f luoroquinolona em uma dose de 25mg/kg. Os camundongos são sacrificados 1 e 4 horas apóstratamento, seus pulmões removidos, homogeneizados erevestidos para determinar as contagens de colônia. Osdados são mostrados na Tabela 28.

Tabela 27. Modelagem farmacocinética

<table>table see original document page 146</column></row><table>

Em estudos farmacocinéticos de ratos, aadministração em aerossol de fluoroquinolonas resulta emAUCs ELF aumentados a partir de 0,5 - 3 horas para todas asfluoroquinolonas testadas, bem como tobramicina, sugerindoque a via de administração de aerossol produzirá eficáciaaumentada contra infecções pulmonares.

Em um modelo de infecção pulmonar em camundongo,a eficácia aumentada, sugerida pelos ratos dos estudosfarmacocinéticos, foi confirmada. Para todas asfluoroquinolonas testadas, a via de administração deaerossol (intratraqueal, ou IT) produziu reduções maioresem contagens bacterianas do que a via de administraçãointraperitoneal (IP), sugerindo que eficácia aumentadaobservada foi devido a concentrações locais elevadasproduzidas por administração direta por aerossol.Tabela 28.Modelagem de eficácia

<table>table see original document page 147</column></row><table>

a. via de administração da droga.

b. Tempo após administração da droga.

Exemplo 5 - Caracterização de aerossol deLevofloxacin no Nebulizador PARI eFlow

Dimensionamento de particula a laser

O desempenho do dispositivo foi caracterizado pormedir o tamanho das partículas emitidas. Como exemplo nãolimitador, o dimensionamento de particula de aerossolemitido de solução de Levofloxacin pode ser conduzido com odimensionador de partículas Malvern Spraytec sob asseguintes condições. Condições ambiente são controladaspara manter uma temperatura ambiente entre 23,O0C e 24,0°Ce umidade relativa de 42% .a 45%. O levofloxacin a 25 mg/mlfoi carregado em 2 Nebulizadores PARI eFlow adaptados comas cabeças de nebulização "40". 0 software do dimensionadorde partículas Malvern Spraytec é programado para calcularas seguintes informações. A) Diâmetro médio de volume(VMD), a média do volume das partículas que passam atravésdo feixe do laser. B) Desvio padrão geométrico (GSD),diâmetro 84° percentil/diâmetro 50° percentil. C)% departículas < 5 microns, a percentagem do número departículas menores do que 5 microns ou % de partícula > 1micron e < 7 microns, a percentagem do número de partículasentre 1 e 7 microns.

O dispositivo foi carregado com 2 ml deLevofloxacin a 25 mg/ml.. O bocal do dispositivo foiposicionado com o bico do bocal a 2 cm do centro do feixeno eixo geométrico χ e tão próximo à lente óptica do laserquanto possível no eixo geométrico y. Ambientecondicionado, o fluxo de polarização foi fornecido atravésdo nebulizador em uma quantidade para obter um fluxo denebulizador total de 20 LPM. O nebulizador foi ligado edeixado operar continuamente por 1 minuto antes da medição.A seqüência de medição foi iniciada após 1 minuto emedições são feitas continuamente por 1 minuto emintervalos de 1 segundo. Ao término da fase de medição,esses 60 registros são mediados para VMD, GSD e % < 5microns e % >1 e <7 microns. Finalmente, o nebulizador foipesado para determinação de taxa de saída.

Estudos de simulação de respiração

O desempenho do dispositivo foi medido sobcondições similares à inalação natural utilizando umSimulador de respiração PARI Compas programado parautilizar o padrão European Standard de 15 respirações porminuto com uma razão de inspiração para expiração de 1:1.Tais medições foram realizadas sob condições ambiente quepodem ser controladas para manter uma temperatura ambienteentre 23,0°C e 24,0°C e umidade relativa de 42% a 45%. Paraesse experimento, o dispo"sitivo PARI eFlow foi carregadocom 4 ml de solução de Levofloxacin a 25 mg/ml.

A simulação de respiração foi iniciada, e osnebulizadores começados. Os dispositivos foram deixadosoperar continuamente até cessar a nebulização. A duração écronometrada a partir do inicio de nebulização. Apósnebulização, os filtros inspiratório e expiratório foramindividualmente lavados em uma quantidade conhecida desolvente (dH20). O copo do nebulizador também é lavadoindividualmente. Para quantização,. as lavagens individuaisforam ensaiadas via espectrofotometria em um comprimento deonda de 2 90 nanômetros e a concentração resultanteconvertida em teor. Utilizando esses dados quantitativos, aseguinte análise foi fei-ta. A) dose inspirada (ID) , aquantidade total de droga ensaiada a partir do filtroinspiratório. B) dose residual (RD), a quantidade de drogaensaiada a partir do nebulizador ao término de nebulização.C) Dose de partícula fina (FPD), a ID multiplicada pelafração respirável (por exemplo, % de partículas < 5 micronsde VMD dependendo do método utilizado para determinar otamanho das partículas emitidas a partir do dispositivoselecionado). D) Duração, tempo a partir do início até otérmino de nebulização. E) dose fornecida respirável (RDD),% ID que é, por exemplo, < 5 microns de VMD.

Os resultados na Tabela 2 9 indicam que uma dosede 100 mg de levofloxacin provavelmente deposita ~34 mg defluoroquinolona no compãrtimento pulmonar em ~4 min.utilizando o dispositivo PARI eFlow (Tabela 29) emcomparação com a dose de 300 mg a partir do dispositivo PARLC Plus fornecendo uma dose equivalente em >15 min. Apartir da dosagem de "administração rápida, concentraçãoelevada" e modelo de distribuição descrito aqui, embora otempo de fornecimento de 15 min. do LC Plus provavelmentefalhe, um tempo de administração de 4min. para 35-40 mg delevofloxacin pode atender aos critérios para atividademáxima de fluoroquinolona. Entretanto, o aumento daconcentração de droga para permitir administração maisrápida (por exemplo 50 mg/ml em uma dosagem de 2 mlfornecendo 35-40 mg de levofloxacin em ~2 min) maisprovavelmente atenderá a essas exigências mínimas. Alémdisso, tempos de administração mais curtos melhorarão aaderência à dosagem pelo paciente. Adicionalmente, deve serobservado que soluções hipotônicas de levofloxacin emconcentrações maiores do que 10 mg/ml são insuficientementetoleradas para inalação.

Tabela 29. PPropriedades de aerossol de Levofloxacin(100 mg de dose de carga)

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Exemplo 6 - Tolerabilidade de aerossol delevofloxacin em um sujeito humano saudável.

Métodos

Em um único indivíduo voluntário saudável aexeqüibilidade de distribuição de levofloxacin comoaerossol foi estabelecida utilizando um dispositivo demalha de vibração Aerogen Clinicai criando uma partículacom diâmetro médio volumétrico (VMD) de 3,4 microns, ou umMMAD de ~2 microns (doravante "Aerogen Small") , ouutilizando um nebulizador PARI eFlow que produz umapartícula de VMD de -4,7 microns (doravante "PARI Large").O levofloxacin foi testado em uma concentração de 4,25mg/mL ou 18,75 mg/mL em doses de 10 mg, 35 mg e 55 mg emsolução isotônica.

Resultados

No primeiro teste, 6 mL da solução de 4,25 mg/mLfoi inalado utilizando o nebulizador Aerogen Small. A RDDestimada com base em estudos de caracterização dedispositivo in vitro separado utilizando simulação derespiração foi estimada como sendo 10 mg. 0 tempo dedistribuição foi de 22 minutos. Nenhum efeito adversodiscernível foi observado na garganta, via aérea oupulmões, durante ou após administração, incluindo sensaçãode tosse ou tosse, e houve somente um leve sabor químicodurante e após administração. Nenhum efeito adverso ousabor foi observado durante um período de monitoração de 30minutos após administração da droga. Nessa baixaconcentração e dose, e taxa de administração lenta,levofloxacin foi bem tolerado.

No segundo teste, 4 ml da solução de 18,75 mg/mLfoi inalado utilizando o nebulizador Aerogen Small. A RDDestimada baseada em estudos de caracterização dedispositivo in vitro separado utilizando um simulador derespiração foi de 35 mg. 0 tempo de distribuição paraadministração da droga foi de 14 minutos. Apesar da doseaumentada, a tolerabilidade aguda era muito comparável aoprimeiro teste tanto durante como após a administração. 0sabor, que era mais forte, a solução tinha um sabor químicoamargo/metálico característico de levofloxacin. 0 sabor eramais discernível por um período de alguns minutos após otérmino de administração, novamente uma característica dolevofloxacin.

No terceiro teste, 4 mL da solução de 18,75 mg/mLfoi inalado utilizando o dispositivo PARI Large. A RDDestimada com base em estudos de caracterização dedispositivo in vitro separados foi de ~55 mg (utilizando adefinição de FPD de < 5 microns) . 0 tempo de distribuiçãopara administração da droga foi de ~5 minutos. Apesar dotamanho de partícula significativamente aumentado e taxa dedistribuição para a droga em comparação com o teste 2,nenhum efeito adverso na garganta, via aérea ou pulmões,diferente dos efeitos agudos de sabor mencionados acima,foi experimentado, incluindo sensação de tosse ou tosse,durante todo o período de dosagem e por um período deobservação de 30 minutos após distribuição da dose. Arecuperação urinária da droga, que é uma medição precisa deexposição, confirma que a dose respirável projetada deaproximadamente 55 mg foi distribuída com sucesso.

Esses resultados demonstram a exeqüibilidade dedistribuição por aerossol de levofloxacin em um sujeitohumano nas concentrações intermediárias testadas, e sugereque concentrações e doses mais elevadas, adequadamenteformuladas para tolerabilidade e sabor são obteníveis.

Exemplo 7 - Micronizaçâo de Levofloxacin

Micronização de Levofloxacin

A base de levofloxacin em pó seco pode sermicronizada para terapia de exposição em concentração localelevada, disfarce gustativo ou distribuição de aumento deformato AUC de levofloxacin utilizando administraçãopulmonar de pó seco. Outras abordagens atualmente sendopesquisadas incluem técnicas de micronização no local e desecagem por pulverização. Essa abordagem também pode serutilizada com outros antibióticos de fluoroquinolonaincluindo, sem limitação ofloxacin, lomefloxacin,pefloxacin, ciprofloxacin, gatifloxacin, gemifloxacin,moxifloxacin, tosufloxacin, pazufloxacin, rufloxacin,fleroxacin, balofloxacin, sparfloxacin, trovafloxacin,enoxacin, norfloxacin^ · clinafloxacin, grepafloxacin,sitafloxacin, marbofloxacin, orbifloxacin, sarafloxacin,danofloxacin, difloxacin, enrofloxacin, garenoxacin,prulifloxacin, olamufloxacin, DX-619, TG-873870 e DW-276.

Descrição

Para caracterizar a exeqüibilidade da base delevofloxacin de micronização, os estudos a seguir foramrealizados.

Micronização

Pó de droga de levofloxacin foi micronizadoutilizando um moinho de jato. Após micronização o pó dadroga foi coletado em duas frações, uma entre 5-6 microns euma fração mais fina.

Caracterização do pó

A droga foi caracterizada pelo tamanho departícula e pela distribuição de tamanho de partícula,antes e após moagem utilizando tecnologia de difração alaser. Quaisquer alterações na forma física da droga foramavaliadas por Calorimetria de Varredura Diferencial (DSC) edifração de raios-X (XRD). A morfologia das partículas foiestudada utilizando Microscopia de Elétrons de Varredura(SEM). O teor de umidade de equilíbrio do pó de droga antese após micronização foi determinado por AnáliseTermogravimétrica (TGA) ou Karl Fischer. Qualquerdegradação da substância da droga durante micronização foiavaliada por HPLC. As condições de separação foramutilizadas para determinar se quaisquer novos picos foremformados após micronização.

Micronização

Metodologia experimental

Duas bateladas de Levofloxacin foram micronizadasutilizando um moinho de jato (Glen Mills). Odesenvolvimento do método foi executado para determinar apressão de micronização necessária para obter as frações detamanho exigidas entre a) 5-6 microns e b) 2-3 microns. 0tamanho de partícula de levofloxacin foi determinado poranalisador de tamanho de partícula de difração a laserHELOS Sympatec.

Resultados

A figura 12 mostra o gráfico de diâmetro médio departícula (X50) vs pressão de micronização. A primeirabatelada de levofloxacin mostrou um diâmetro médio departícula de 10,6 microns antes da micronização. A partirdo gráfico vê-se que o tamanho de partícula diminuiu àmedida que a pressão de micronização aumentou. Uma pressãode aproximadamente 120 psi foi necessária para obter umtamanho de 2,5 microns. Com a segunda batelada delevofloxacin, tendo um tamanho médio de partícula de 12,99microns antes de micronização, uma pressão de 30 psi foinecessária para obter um tamanho de partícula de 5,2microns.

Caracterização do pó

Calorimetria de Varredura Diferencial

Metodologia experimental

A Calorimetria de Varredura Diferencial delevofloxacin pré-micronizado bem como micronizado (tamanhomédio de partícula 2,5 microns) foi executada utilizandoInstrumento TA DSC Q1000. 1-2 mg de cada amostra foi pesadoem recipiente, vedado e aquecido a 10°C/min a partir de25°C a 300°C sob nitrogênio.

Resultados

Os perfis de DSC da levofloxacin pré-micronizadae micronizada são mostrados na figura 13. Não houvediferença nos perfis de DSC de levofloxacin micronizadocomparado com pré-micronizado.Metodologia experimental

Os pós (micronizado e pré-micronizado) foramaderidos a lingüetas de carbono de lado duplo em stubs dealumínio, que foram então revestidos com paládio-ouro.Fotomicrografias foram tiradas de várias áreas diferentesdo pó no stub utilizando um microscópio de elétron devarredura.

Resultados

Micrografias de elétron de varredurarepresentativas de levofloxacin pré-micronizado emicronizado são mostradas nas figura 14A e 14B. Cristais delevofloxacin formam placas como antes da micronização. Esseformato é retido após micronização.

Metodologia experimental

Uma camada delgada de amostra de pó foi montadaem uma placa de fundo zero em um suporte de amostra XRD.Cada amostra foi analisada utilizando um Difratômetro XDS2000 Scintag sob as seguintes condições:

Fonte de excitação: cobre K α raios-X; taxa devarredura Io por minuto

Voltagem: 40 KV; corrente: 35 mA.

Resultados

Os gráficos de difração de raios-X delevofloxacin pré-micronizado e micronizado são mostrados nafigura 15. A intensidade de pico difratado em 9o é reduzidaapós micronização. Esses resultados estão de acordo comaqueles reportados na literatura para micronização deolanzapina (Stephenson G, A. The Rigaku Journal, 22 (2005):2-15). A redução nas intensidades relativas dos picosdifratados poderia ser devido à formação de novas faces emum cristal. A face mais desenvolvida após micronizaçãoseria aquela para a qual a intensidade é reduzida aomáximo.Metodologia experimental

15-25 mg de amostras de levofloxacin micronizadoe pré-micronizado foram dissolvidas em metanol (tendo teorde umidade predeterminado) e o teor de umidade nas amostrasfoi determinado por Meio de titulação Karl FisherCoulometric Aquastar 3000.

Resultados

Os resultados da análise Karl Fisher sãomostrados na tabela 30.

Tabela 30. Teor de umidade de Levofloxacin pré e pós-

micronizado

Teor de umidade (%)Pré- micronizado 6, 16Pós- micronizado 5, 42

Exemplo 8. Pré-formulação da base de Levofloxacin0 objetivo desse estudo foi o de caracterizar abase de levofloxacin para entender as capacidades erestrições fisico-quimicas de base de levofloxacin paravárias abordagens de formulação. A finalidade desse estudofoi a de caracterizar as propriedades fisico-quimicas debase de levofloxacin.

Pré-formulação

Estudos de solubilidade-pH

A solubilidade de levofloxacin foi determinadacomo uma função de pH. Tampões foram primeiramentepreparados na faixa de pH de 2-10. Alíquotas pequenas decada tampão (-200-250 μί) foram saturadas com droga eagitadas para obter solubilidade de equilíbrio. As amostrasforam então centrifugadas e o sobrenadante analisado emrelação à droga dissolvida por UV ou HPLC. Os tampõesutilizados nesse estudo foram mostrados como afetando oresultado de solubilidade (porque diferentes contra-íons detampão podem formar formas de sal de levo diferentes emsolução). Conseqüentemente, a solubilidade-pH também seráavaliada na ausência de tampões (via titulação).

Determinação de pKa

0 pKa de levofloxacin foi determinado portitrimetria. Valores de pKa obtidos foram confirmados porespectrofotometria de UV. Essas informações foramutilizadas para auxiliar a seleção de sal para levofloxacine determinar a carga em levofloxacin sob as condições de pHno pulmão.

Pré-formulação para sistema liquido

A exeqüibilidade de uma formulação liquida foipesquisada utilizando (a), a solubilidade e (b) a tensãosuperficial como parâmetros de linha base para formulaçãoem solução salina individualmente.

Estudos de pré-formulação em LevofloxacinTransferência de método HPLCMetodologia experimental

Um método HPLC foi utilizado para avaliar alinearidade, exatidão e precisão do ensaio de levofloxacin.

A coluna utilizada foi uma de 50 χ 4,6 mm, Onyx MonolithicC18 (Phenomenex) a 30°C. A fase móvel consistiu em 85% deTFA a 0,1% em água e 15% de acetonitrila de TFA a 0,1%. Atxa de fluxo foi ajustada para 3 ml/min. As amostras foraminjetadas no sistema cromatográfico e o efluente monitoradoem 27 7 nm.

Resultados

0 tempo de retenção para o levofloxacin foi deaproximadamente 0,82 min. Verificou-se que o ensaio eralinear em uma faixa de 5 - 15 μg/mL, com um coeficiente decorrelação de 1.000. 0 RSD (desvio padrão relativo) foimenor do que 0,5% e a precisão estava compreendida em 98 -102%.

Estudos de solubilidade-pHPor titulação

Metodologia experimental

Uma solução saturada de levofloxacin em 0,1 N HClfoi titulada com NaOH. Após cada adição da base, a soluçãofoi agitada por vórtice. Uma alíquota da solução de amostrafoi removida, centrifugada e o sobrenadante analisado porespectroscopia UV a 288 nm. A mesma solução foi contra-titulada com HCl.

Resultados

O perfil de solubilidade-pH de levofloxacin émostrado na figura 16. Por titrimetria o levofloxacinapresentou uma solubilidade de 25,4 mg/ml em pH 7,3.Entretanto, contrário aos resultados dos experimentos deagitação, a solubilidade por titrimetria diminuiu paramenos de pH 6,5 o que pode ser atribuído ao efeito de íoncomum. Uma vez que uma solução de levofloxacin foipreparada em HCl, um sal de cloridreto de levofloxacinteria se formado em solução. A adição extra de íons decloreto na forma de ácido clorídrico suprimiria asolubilidade do sal de cloridreto.

Determinação de pKa

Por titrimetria

Metodologia experimental

Uma solução de levofloxacin (18 mg/g) foipreparada em água (18,45 mg/g). 0 pH inicial da solução era7,36. Essa solução foi titulada com 1 N HCl. Alíquotasmedidas de HCl foram adicionadas e o pH registrado apóscada adição. A titulação continuou até um pH de 1.

Para determinar o pKa ácido, uma solução delevofloxacin (18,38 mg/g) foi preparada em 0,1 N HCl. 0 pHinicial da solução era 1,32. A solução foi titulada com 1 NNaOH. A titulação continuou até um pH de 6,55.

Resultadosfigura 17 mostra um gráfico de pH vs volume detitrante adicionado para a titulação de levofloxacin comHCl. Esses dados foram ajustados na seguinte equação:Vt [OH"] = Kb. Vep -- Kb. VtOnde

Vt = volume titrante adicionado

Vep = volume titrante adicionado até o ponto deequivalência

[OH"] = concentração de ion de hidróxido

Kw/ [H+]

[H+] = concentração de ion de hidrônio = 10~pHUm gráfico de Vt [OH"] vs Vt forneceu uma linhareta (figura 18). Os dados mostrados são da região de pontode pré-equivalência. A partir da inclinação os requerentesobtêm

Inclinação: Kb = 2,09xl0"8PKb = -Iog Kb = 7,7PKa = 14-pKb =6,3

A figura 19 mostra um gráfico de pH vs volume detitrante adicionado para a titulação de levofloxacin comNaOH. 0 pKa ácido era difícil de calcular porque era bemba ixo (< 2,0). Entretanto, uma aproximação grosseira de pKapode ser feita como com o pH em metade do ponto deequivalência. A partir do gráfico dpH/dV vs volume detitrante (Vt) (figura 20), o ponto de equivalência está em250 μΐ. O pH em metade do ponto de equivalência (isto é,quando Vt = 125 ul) é de 1,6. Assim o pKa ácido é -1,6.Por espectroscopia de UVMetodologia experimental

Soluções diluídas de levofloxacin (0,013 mg/ml)foram preparadas em vários tampões. Os tampões utilizadosforam HCl (pH 1;2); acetato (pH 4;5), fosfato (pH 6;7;8) eborato (9;10). As soluções de levofloxacin foram analisadaspor espectroscopia UV em 257 nm.

Resultados

Um gráfico de pH vs absorvância da solução delevofloxacin em 257 nm é mostrado na figura 21. Esses dadosforam ajustados em uma equação de Henderson Hasselbachmodificada:

<formula>formula see original document page 160</formula>

Onde

Abs0bserved = absorvência de solução delevofloxacin

AbsHA = absorvência de solução de levofloxacin pH1,2;

pH 7,8;

Absft- = absorvência de solução de levofloxacin em

[H+ ] = concentração de ion de hidrônio = 10~pH

A equação ajustada forneceu uma estimativa de pKa= 5, 91

Exemplo 9 - Formação de sal de Levofloxacin

O objetivo desse estudo foi o de preparar váriasformas de sal de levofloxacin que podem obter aspropriedades de aumento de formato AUC através desolubilidade e/ou dissolução diminuída. Esses benefíciospodem alterar as propriedades farmacodinâmicas delevofloxacin após administração pulmonar utilizandosuspensão de nanopartícuias ou inalação de pó seco. Essasformulações podem ser otimizadas para prolongar a liberaçãode levofloxacin a partir de formas de sal com solubilidadediminuída. Essas propriedades também podem ser incorporadasem outros antibióticos de fluoroquinolona incluindo, semlimitação gemifloxacin, gatifloxacin, norfloxacin,tosufloxacin, sitafloxacin, sarafloxacin, prulifloxacin epazufloxacin. Estudos estão sendo realizados paracaracterizar várias formas de sal e co-precipitados degemifloxacin para disfarce gustativo, aumento de formato deAUC, suspensão de nanoparticulas e administração porinalação de pó seco. Outras abordagens atualmente sendopesquisadas incluem técnicas de micronização no local e desecagem por pulverização.

Para formulações, de pó e em suspensão, uma formade sal especifica pode fornecer características física equímica importantes que podem ter impactos sobre odesempenho do produto. Para uma formulação de aumento deformato AUC, o objetivo de seleção de sal foi diminuir asolubilidade e/ou reduzir a taxa de dissolução delevofloxacin. Os contra-íons de ácido podem serselecionados por:

Manipulação de ponto de fusão: um aumento emponto de fusão é normalmente acompanhado por uma redução emsolubilidade de sal. Sais formados a partir de ácidosaromáticos com fusão elevada, planos genericamenteforneceram sais cristalinos com elevado ponto de fusão.

Manipulação de hidrofobicidade: sais formados comácidos conjugados hidrofóbicos são hidrofóbicos e difíceisde umedecer, e podem finalmente levar à dissoluçãoprolongada. Os exemplos de ácidos foram selecionados parapreparação de sal são listados como a seguir:

a) ácido pamóico (ácido embônico)

b) ácido 2-naftaleno sulfônico (ácido napsílico)

c) ácido oléico

d) ácido xinafoico

e) ácido esteárico

f) sulfonato de laurila (estolato)

Outros fatores considerados incluem propriedadesde superfície de sal, polimorfismo e estabilidade química.

DescriçãoO objetivo do estudo foi o de preparar formas desal de levofloxacin para reduzir sua solubilidade e/ou taxade dissolução. O objetivo era:

(a) tornar o levofloxacin. menos solúvel atravésda formação de sal com excipiente(s) apropriado(s)

(b) preparar formas de sal de levofloxacin queterão uma solubilidade e/ou taxa de dissolução mais baixado que a base livre.

Para realizar essas tarefas, esforços foramconcentrados na preparação de sais no sitio básico damolécula (pKa -6,8).

O ácido pamóico (pf = 280°C) e o ácido napsilico(pf = 125°C) possuem estruturas hidrofóbicas planas que, seespera, forneçam caráter hidrofóbico ao sal. O elevadoponto de fusão do ácido pamóico pode fornecer uma forma desal cristalina com elevada fusão. O ácido oléico foiescolhido principalmente porque é aprovado paradistribuição para o pulmão. Tem um baixo ponto de fusão(4°C) o que pode não atender a condição em (1) , entretantoesperava-se que a cadeia alifática longa pudesse transmitirhidrofobicidade suficiente para diminuir a solubilidade. Oácido xinafoico (pf = 195°C) também foi selecionado paraformaç ao de sal visto que também possui estruturashidrofóbicas, planas, que, se espera, forneçam caráterhidrofóbico ao sal. O raciocínio para escolher o ácidoesteárico e sulfonato de laurila (estolato) foi similar aode ácido oléico, somente suas toxicidades para o pulmão sãodesconhecidas. O estolato é aprovado para distribuição oral(o estolato de eritromicina tem aproximadamente 1/12 dasolubilidade da base livre, e é formulado como umasuspensão oral) .

Formação de sal

Em geral, a base de levofloxacin e o ácido foramdissolvidos em um solvente orgânico volátil, apropriado(razão molar 1:1) e agitada em temperatura ambiente.Qualquer produto cristalizado formado foi filtrado, seco ecaracterizado. A caracterização consistiria em DSC, FTIR, eanálise elementar.

Formação e caracterização de co-cristais deLevofloxacin com ácido pamóico

Metodologia experimental

Formação de co-cristais de Levofloxacin com ácido

pamóico

0,31 g (0,8 mM) de ácido pamóico foi dissolvidopor agitação em 100 ml de tetraidrofurano (THF) . A esse,0,30 g (0,8 mM) de levofloxacin foi adicionado, dissolvidopor agitação e a solução resultante submetida a refluxo por2,5 h. A suspensão formada foi resfriada até a temperaturaambiente, filtrada e o precipitado obtido foi seco a vácuoem aproximadamente 70°C por 3 horas.

Caracterização

Análise térmica. A análise térmica de (a) ácidopamóico (b) levofloxacin (c) precipitado co-cristalizado depamoato de levofloxacin (d) mistura física de ácido pamóicoe levofloxacin foi realizada utilizando um Calorimetro deVarredura Diferencial (TA Instrument DSC Q1000). 2-5 mg decada amostra foram pesados em recipiente, vedados eaquecidos a 10°C/min a partir de 25°C a 300°C sobnitrogênio.

Espectroscopia infravermelha de transformada deFourier (FT-IR). A espectroscopia FT-IR de (a) ácidopamóico, (b) levofloxacin, (c) precipitado co-cristalizadode pamoato de levofloxacin, (d) mistura física de ácidopamóico e levofloxacin foi realizada utilizando umespectrômetro FTIR (Modelo IRPrestige-21, Shimadzu) .

Solubilidade de saturação. A solubilidade desaturação de levofloxacin e do precipitado co-cristalizadode ácido pamóico de levofloxacin foi determinada porequilibrar a quantidade em excesso de sólido com água. Assuspensões foram ajustadas para pH's 4, 5, 6 e 7 com HCl,agitadas, centrifugadas e o sobrenadante analisado porespectroscopia UV em 288 nm.

Resultados

Análise térmica. Varreduras de DSC de (a) ácidopamóico, (b) levofloxacin, (c) precipitado co-cristalizadode pamoato de levofloxacin, (d) mistura fisica de ácidopamóico e levofloxacin são exibidas como figura 22. O ácidopamóico e o levofloxacin mostram acentuadas endotermias a330°C e 239°C, respectivamente. O perfil de DSC dos co-cristais de pamoato de levofloxacin mostrou uma endotermiaprincipal a 210°C, enquan-to que uma mistura molar 1:1 delevofloxacin e ácido pamóico revelou uma endotermia elevadaa 129°C e 220°C.

FTIR. Espectros obtidos de FTIR de (a) ácidopamóico (b) levofloxacin (c) precipitado co-cristalizado depamoato de levofloxacin (d) mistura fisica de ácido pamóicoe levofloxacin são mostrados na figura 23. As faixas deabsorção de intensidade elevada em 1650 cm-1 nos espectrosFTIR de ácido pamóico, que é devido ao estiramento de C=Ogrupo é muito reduzida no co-cristal.

Solubilidade saturada. A Tabela 31 exibe os dadosde solubilidade de saturação de levofloxacin e pamoato delevofloxacin em pH's diferentes. A solubilidade foideterminada em água, uma .vez que ácidos de tampão têm umefeito sobre a solubilidade de levofloxacin. Entretantoapós agitar o levofloxacin ou soluções de sal em água, o pH5 deslocou, especialmente a solução de levofloxacin em pHdeslocou para pH 1,6. Como a solução em pH 5 está entre osdois pKa's de levofloxacin (-1,6 e ~6) uma tal solução teráuma capacidade de tampão mais baixa e conseqüentemente umdeslocamento de pH. Soluções em pH's próximos a pKa's dadroga têm uma capacidade elevada de tampão e resistem aalterações de pH. A solubilidade de pamoato de levofloxacinfoi consideravelmente menor do que aquela de levofloxacinem todos os pH's.

Tabela 31. Dados de solubilidade de saturação em

<table>table see original document page 165</column></row><table>

Interpretação

Uma vez que o precipitado co-cristalizado depamoato de levofloxacin tem um ponto de fusão diferente eos espectros FTIR daquele de levofloxacin, ácido pamóico ousua mistura fisica, é possível que o complexo equimolar dolevofloxacin com ácido pamóico poderia ser o sal pamoato delevofloxacin, tendo uma solubilidade consideravelmentemenor do que levofloxacin.

Formação e caracterização de co-cristais deLevofloxacin com ácido xinafoico.

Metodologia experimental

Formação de co-cristais de Levofloxacin com ácido

xinafoico

1, 004 g (2,7 mM) de levofloxacin foi dissolvidopor refluxo em 80 ml de acetato de etila. A essa, 0,51 g(2,7 mM) de ácido xinafoico dissolvido em 35 ml de acetatode etila foi adicionado e a solução resfriada durante anoite sob condições de agitação até a temperatura ambiente.A suspensão obtida foi filtrada, e o precipitado seco avácuo a 75°C por aproximadamente 3,5 horas.

Caracterização

Análise térmica. A análise térmica de (a) ácidoxinafóico, (b) precipitado co-cristalizado de xinafoato delevofloxacin foi executada utilizando um Calorimetro deVarredura Diferencial (TA Instrument DSC Q1000). 2-5 mg decada amostra foi pesado em recipiente, vedado e aquecido a10°C/min a partir de 25°C a 300°C sob nitrogênio.

A espectroscopia infravermelha de transformada deFourier (FT-IR). Espectroscopia FT-IR de (a) ácidoxinafóico, (b) precipitado co-cristalizado de xinafoato delevofloxacin foi realizada utilizando um espectrômetro FTIR(modelo IRPrestige-21, Shimadzu).

Solubilidade de saturação. Solubilidade desaturação de precipitado co-cristalizado de ácido xinafóicode levofloxacin foi determinada por equilíbrio dequantidade em excesso de" sólido com água. As suspensõesforam ajustadas para pH's 4, 5, 6 e 7 com HCl, agitadas,centrifugadas e o sobrenadante analisado por espectroscopiade UV a 288 nm.

Resultados

Análise térmica. Perfis de DSC de (a) ácidoxinafóico (b) precipitado co-cristalizado de xinafoato delevofloxacin são mostrados na figura 24. O precipitado co-cristalizado de xinafoato de levofloxacin apresenta umaendotermia de fusão a 196°C, que é diferente daquela deácido xinafóico (216°C) e levofloxacin (239°C).

FTIR. Espectros FTIR obtidos a partir de (a)ácido xinafóico (b) precipitado co-cristalizado dexinafoato de levofloxacin são exibidos na figura 25. Oespectro FTIR do co-cristal apresenta mínimos detransmitância em números de onda diferentes daquele deácido xinafóico e levofloxacin.

Solubilidade de saturação. A Tabela 32 mostra osdados de solubilidade de saturação de xinafoato delevofloxacin em pHs diferentes. A solubilidade do sal dexinafoato era intermediária entre aquela da base delevofloxacin e co-cristal de pamoato de levofloxacin.

Tabela 32. Dados de solubilidade de saturação deco-cristal de xinafoato de levofloxacin

<table>table see original document page 167</column></row><table>

O precipitado co-cristalizado de pamoato delevofloxacin tem um ponto de fusão diferente e espectrosFTIR do que aquele de levofloxacin e ácido xinafóico,sugerindo uma possível formação de um sal de xinafoato delevofloxacin. Esse sal tem solubilidade intermediária entrelevofloxacin e pamoato de levofloxacin.

Formação e caracterização de co-cristais deLevofloxacin com ácido esteárico

Metodologia experimental

Formação de co-cristais de Levofloxacin com ácidoesteárico

0,77 g (2,07 mM) de ácido esteárico foidissolvido por aquecimento e sonicação em 40 ml de metanol.A esse, 1,00 g (2,07 mM) de levofloxacin dissolvido em 60ml de metanol foi adicionado. A solução resultante foiaquecida a 55°C por aproximadamente 15 minutos, seguido porresfriamento até a temperatura ambiente e então a -20°C. Asuspensão obtida foi filtrada.

Caracterização

Análise térmica. A análise térmica de (a) ácidoesteárico, (b) precipitado co-cristalizado de estearato delevofloxacin (c) mistura física de ácido esteárico elevofloxacin foi realizada utilizando um Calorimetro deVarredura Diferencial (TA Instrument DSC Q1000). 2-5 mg decada amostra foi pesado em recipiente, vedado e aquecido a10°C/min. a partir de 25°C a 250°C sob nitrogênio.

Espectroscopia Infravermelha de transformada deFourier (FT-IR). A espectroscopia FT-IR de (a) ácidoesteárico, (b) precipitado co-cristalizado de ácidoesteárico e levofloxacin (c) mistura física de ácidoesteárico e levofloxacin foi realizada utilizando umespectrômetro FTIR (modelo IRPrestige-21, Shimadzu).

Solubilidade de saturação. A solubilidade desaturação de levofloxacin e precipitado co-cristalizado deácido esteárico e levofloxacin foi determinada peloequilíbrio da quantidade em excesso de sólido com água. Assuspensões foram ajustadas para pH's 4, 5, 6 e 7 com HCl,agitadas, centrifugadas e o sobrenadante analisado porespectroscopia UV em 288 nm.

Resultados

Análise térmica. Varreduras de DSC de (a) ácidoesteárico, (b) precipitado de co-cristal de estearatolevofloxacin (c) mistura física de ácido esteárico elevofloxacin são mostras na figura 26. O ácido esteárico eo levofloxacin mostram endotermias acentuadas a 76,4°C e239°C, respectivamente, que mais provavelmente seriamdevido à fusão de ácido esteárico e levofloxacin,respectivamente. O perfil de DSC de co-cristais de ácidoesteárico e levofloxacin mostrou duas endotermiasacentuadas a 88,03°C e 138,54°C e endotermias menores a231°C e 242,72 °C. As endotermias menores poderiam serdevido à fusão de quantidades residuais de levofloxacinresidual na amostra original. Uma mistura molar 1:1 delevofloxacin e ácido esteárico apresentou endotermias em68, 87 °C, 134, 43°C e 240, 74°C e endotermias menores a79,73°C e 86,74°C.

FTIR. Espectros de FTIR obtidos a partir de (a)ácido esteárico (b) precipitado co-cristalizado de ácidoesteárico e levofloxacin (c) mistura física de ácidoesteárico e levofloxacin são exibidos na figura 27. A faixade estiramento C=O é vista em 1700, 1705 e 1721 cm"1 emácido esteárico, precipitado co-cristalizado e misturafísica, respectivamente.

Solubilidade de saturação. A Tabela 33 mostra osdados de solubilidade de saturação de co-cristais de ácidoesteárico e levofloxacin em pH's diferentes.

Tabela 33. Dados de solubilidade de saturação de co-cristais de ácido esteárico e levofloxacin

<table>table see original document page 169</column></row><table>

Interpretação

O perfil de DSC de precipitado de co-cristal deácido esteárico e de levofloxacin mostra duas endotermias.Uma dessas endotermias poderia ser devido à fusão dos co-cristais. A natureza da segunda endotermia tem de serpesquisada. Uma vez que o precipitado co-cristal de ácidoesteárico e levofloxacin tem valores de solubilidade maisbaixos do que aquele de levofloxacin, é possível que oprecipitado pudesse ser o sal, sal de estearato delevofloxacin.

Formação e caracterização de co-cristais delevofloxacin com ácido oléico

Metodologia experimental

Formação de co-cristais de Levofloxacin com ácidooléico

0,78 g (2,76 mM) de ácido oléico foi dissolvidoem 10 ml de clorofórmio. A esse, 1, 025 (2, 76 mM) delevofloxacin dissolvido em 10 ml de clorofórmio foiadicionado. A solução resultante foi misturadacompletamente e evaporada a 40°C.

Caracterização

Análise térmica. A análise térmica de (a) ácidooléico (b) precipitado de co-cristal de oleato delevofloxacin (c) mistura física de ácido oléico elevofloxacin (50:50) (d) mistura física de ácido oléico elevofloxacin (10:90) e (e) mistura física de ácido oléico elevofloxacin (90:10) foi realizada utilizando umCalorímetro de Varredura Diferencial (Instrumento TA DSCQ1000) . 2-5 mg de cada amostra foi pesado em recipiente,vedado e aquecido a l°C/min ou 10°C/min a partir de 25°C a250°C sob nitrogênio.

Espectroscopia infravermelha de transformada deFourier (FT-IR). Espectroscopia FT-IR de (a) ácido oléico,(b) precipitado co-cristalizado de ácido oléico elevofloxacin (d) mistura física de ácido oléico elevofloxacin foi realizada utilizando um espectrômetro FTIR(Modelo IRPrestige-21, Shimadzu).

Determinação de solubilidade cinética.

Precipitado co-cristalizado de oleato de Levofloxacin (50mg) foi suspenso em 2 ml de água. A suspensão foi ajustadapara pH 7 com HCl e agitada. A solubilidade desses co-cristais foi determinada em vários intervalos de tempo.Esse estudo foi realizado em temperatura ambiente e a 40°C.A solubilidade cinética de uma mistura física equimolar delevofloxacin e ácido oléico também foi realizada ecomparada com aquela dos co-cristais a 40°C.

Resultados

Análise térmica. Varreduras de DSC de (a) ácidooléico (b) precipitado co^cristal de oleato e levofloxacin

(c) mistura física de ácido oléico e levofloxacin (50:50)

(d) mistura física de ácido oléico e levofloxacin (10:90) e

(e) mistura física de ácido oléico e levofloxacin (90:10)são mostrados na figura 28. 0 termograma de ácido oléicomostra endotermias a -6,15°C e 13,05°C. A endotermia a -6,15°C corresponde à transição de fase de ácido oléicogama-alfa (Crowley K.J., 1999). 0 precipitado co-cristalizado de oleato de levofloxacin mostra endotermia a127,69°C, enquanto uma mistura física equimolar delevofloxacin com ácido oléico mostra endotermias a123,69°C, 179,35°C e 224°C. A mistura física equimolar estámostrando uma endotermia que está próxima ao ponto de fusãodos co-cristais, sugerindo, uma possível reação entre ácidooléico e o levofloxacin no estado sólido. Para pesquisaresse fenômeno, DSC em misturas físicas de levofloxacin eácido oléico (90:10) e (10:90) foram executadas. A misturafísica de levofloxacin e ácido oléico (10:90) mostra aendotermia maior em 10,33°C (possível fusão de ácidooléico) e em 281°C. Não é observada endotermia próximo aoponto de fusão de co-cristais. Uma mistura física delevofloxacin e ácido oléico (90:10) não mostra endotermiade fusão a 10°C para o ácido oléico. São apresentadasendotermias em 19,Il0C e em 128°C (próximo ao ponto defusão dos co-cristais), sugerindo uma possível reação delevofloxacin e oléico na presença de quantidades elevadasde levofloxacin.FTIR. Os espectros FTIR de ácido oléico mostramum pico intenso de estiramento C=O em 1710 cm-1 e faixas deO-H em plano e fora de plano em 1462 e 937 cm"1,respectivamente.

As faixas de absorção de intensidade elevada em1710 cm-1 nos espectros FTIR de ácido oléico, que é devidoao estiramento do grupo C=O é levemente reduzida no co-cristal. As faixas de O-H em plano e fora de plano em 1462e 937 cm-1 no ácido oléico estão ausentes no co-cristal.Além disso o espectro FTIR da mistura física é diferentedaquele do sal (figura 29).

Determinações da cinética de solubilidade

A figura 30 apresenta os dados para osexperimentos da cinética de solubilidade executados com oprecipitado co-cristalizado em temperatura ambiente e a40°C. A solubilidade dos co-cristais em temperaturaambiente é de aproximadamente 0,9 mg/ml, que permanececonstante durante todo o período do estudo. A 40°C, asolubilidade aumentou a partir de 1,17 mg/ml em 15 minutosaté 1,86 mg/ml em 4 horas que permaneceu quase constanteaté 24 horas. O perfil de solubilidade da mistura físicaequimolar a 40°C parece diferente daquele dos co-cristais.A mistura física tem uma solubilidade mais elevada (9,16mg/ml em 24 horas) em comparação com os co-cristais (1,89mg/ml em 24 horas).

Interpretação

Os dados DSC da mistura física equimolarapresentam uma endotermia próxima a endotermia de fusão doprecipitado co-cristalizado. Entretanto, os dados desolubilidade e FTIR dos co-cristais são diferentes daqueleda mistura física, com os co-cristais tendo uma baixasolubilidade de saturação. A solubilidade de saturação dosco-cristais é 0,9 mg/ml numa temperatura ao contrário de 25mg/ml para base de levofloxacin.

Entretanto o sal de oleato de levofloxacin é denatureza cerosa o que poderia ser difícil paratriturar/micronizar e desse modo formular. É relatado queas propriedades de pega e deformáveis de um sal de ácidograxo de droga semelhante à cera, oleato de propranololtornou difícil a redução do tamanho de partícula (Crowley,J., e outros, International Journal of Pharmaceutics, 2000,211 (1-2) : 9-17.

Estudos de taxa de dissolução

Xinafoato de levofloxacin

Metodologia experimental

50 mg do sal de xinafoato de levofloxacin foramsuspensos em um banho de dissolução contendo 500 ml detampão Tris pH 7,4 a 37°C e girado por meio de pás a 1000rpm. Amostras de 5 ml foram removidas em intervalos detempo periódicos e substituídas com o mesmo volume detampão simples.

Resultados

O perfil de dissolução de xinafoato delevofloxacin é mostrado como figura 31. É visto que a taxade dissolução de xinafoato de levofloxacin nos estágiosiniciais de 2-10 minutos é mais rápida do que aquela vistaa partir de 10-30 minutos. Quando o xinafoato delevofloxacin é adicionado ao meio de dissolução, se tornadisperso como um pó fino, e a dissolução a partir dessaspartículas finas é mais rápida, aproximadamente 1,24 mg/min(figura 32). Com o tempo, o pó se torna aglomerado e semove em um vórtice criado pela pá, desse modo diminuindo ataxa de dissolução para 0,28 mg/min (figura 33).

Levofloxacin

Metodologia experimental

200 mg de levofloxacin foram suspensos em umbanho de dissolução contendo 500 ml de tampão tris pH 7,4 a37°C e girado por intermédio de pás a 100 rpm. Amostras deml foram removidas em intervalos de tempo periódicos esubstituídas com o mesmo volume de tampão simples.

Resultados

O perfil de dissolução de levofloxacin é mostradona figura 34. Como o levofloxacin tem uma solubilidade maiselevada do que os sais, sua taxa de dissolução é muitorápida. Com o levofloxacin também, a dissolução inicial erade partículas finamente dispersas e conseqüentemente umataxa de dissolução mais rápida. Nos estágios posteriores aspartículas aglomeraram e reduziram sua taxa de dissolução.

Pamoato de levofloxacin

Metodologia experimental

mg de sal de pamoato de levofloxacin foramsuspensos em um banho de dissolução contendo 500 ml detampão Tris pH 7,4 a 37°C, e girado por intermédio de pás a100 rpm. Amostras de 5 ml foram removidas em intervalos detempo periódicos (2, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 45, 60, 120,240, 1320 e 1440 minutos) e substituídas com o mesmo volumede tampão simples. 0 estudo foi realizado em duplicata.

Resultados

0 perfil de dissolução de pamoato de levofloxaciné mostrado na figura 35. É visto que a taxa de dissoluçãode pamoato de levofloxacin nos estágios iniciais de 2-10minutos é mais rápida do que aquela vista a partir de 10-60minutos. Quando o pamoato" de levofloxacin é adicionado aomeio de dissolução, se torna disperso como um pó fino, e adissolução a partir dessas partículas finas é mais rápida,aproximadamente 0,146 mg/min (figura 36). Com o tempo, o póse torna aglomerado e se move em um vórtice criado pela pá,desse modo diminuindo a taxa de dissolução para 0, 0331mg/min (figura 37).Estearato de Levofloxacin

Metodologia experimental

25 mg de sal de- estearato de levofloxacin foramsuspensos em um banho de dissolução contendo 500 ml detampão Tris pH 7,4 a 37°C e girado por intermédio de pás a100 rpm. Amostras de 5 ml foram removidas em intervalos detempo periódicos (2, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 45, 60, 120,240, 1320 e 1440 minutos) e substituídas com o mesmo volumede tampão simples.

Resultados

O perfil de dissolução de estearato delevofloxacin é mostrado na figura 38. É visto que a taxa dedissolução de estearato de levofloxacin nos estágiosiniciais de 2-10 minutos é 0,499 mg/min (figura 39) que émais rápida do que a vista a partir de 10-30 minutos (0,161mg/min) (figura 40).

A dissolução de levofloxacin e sais foi realizadacom quantidades tais que a concentração do solutodissolvido no banho de dissolução nunca atingiu mais de 10%de sua solubilidade de saturação. Isso foi feito em umatentativa para manter as condições de deposição.

Pendendo a taxa de dissolução dessas e de outrasformas de sal e co-precipitados, essas formas de aumento deformato de AUC de levofloxacin, gemifloxacin e outrosantibióticos de fluoroquinolona essas formas podem ser maisbem adequadas para suspensão de nanopartículas(solubilidades <100 ug/ml, taxas de dissolução lenta) oupós secos de tamanho micron (solubilidades >100 ug/ml, taxade dissolução mais rápida do que aquela melhor parananosuspensão. As suspensões de nanopartículas podem seradministradas por nebulização utilizando tecnologias dejato, ultra-sônica ou de malha de vibração, enquanto asformulações de pó seco podem ser administradas utilizandoinaladores de pó seco ativo ou passivo.

Exemplo 11 - Nanoparticulas de lipideo sólido deLevofloxacin

O objetivo desse estudo foi prepararnanoparticulas de lipideo sólido de levofloxacin para obterpropriedades de aumento de formato de AUC através dasolubilidade e da dissolução diminuídas. Esses benefíciospodem aumentar as propriedades farmacodinâmicas delevofloxacin após administração pulmonar utilizandosuspensão de nanoparticulas ou formulações de inalação depó seco. Essas formulações estão sendo otimizadas paraprolongar a liberação de levofloxacin de formas de sal comsolubilidade diminuída. Essas propriedades também podem serincorporadas em outros antibióticos de fluoroquinolonaincluindo, sem limitação gemifloxacin, gatifloxacin,norfloxacin, tosufloxacin, sitafloxacin sarafloxacin,prulifloxacin e pazufloxacin. Os estudos também estão sendorealizados para caracterizar várias formas denanoparticulas de lipideo de gemifloxacin para o disfarcegustativo, o aumento de formato AUC, a suspensão denanoparticulas e a administração por inalação de pó seco.Outras abordagens para nanopartícula de lipideo sólidoatualmente sendo pesquisadas incluem técnicas demicronização no local e de secagem por pulverização.

Estudos de pré-formulação

A divisão de cada composto (incluindo sais delevofloxacin e complexos de cátion de metal) em 1-octanolfoi determinada em valores de pH relevantes diferentes. Adivisão como uma função de tempo também pode ser avaliadapara determinar se a dissociação de levofloxacin ocorre (apartir dos dois sais e complexos) e no caso de sais, tambémpara determinar se a divisão seletiva do componente deácido graxo ocorre com o passar do tempo. 0(s) composto(s)com divisão significativa (log P>2,0) foi avaliado emrelação a sua solubilidade em várias fusões de lipideo.Adicionalmente, a divisão de uma fluoroquinolona lipofilica(se disponível) também está sendo estudada, e suasolubilidade em diferentes fusões de lipideo será avaliada.Um lipideo no qual a droga é suficientemente solúvel seráselecionado para formulação de nanopartículas de lipideosólido. Um pré-requisito para obter uma capacidade de cargasuficiente da droga em nanopartículas de lipideo sólido foielevada solubilidade de droga na fusão de lipideo.

Formulação de nanopartículas de lipideo sólido

A formulação de nanopartículas de lipideo sólidoenvolve tipicamente a dissolução da droga em uma fusão delipideo, seguido por dispersão da fusão contendo a droga emuma solução surfactante aquosa quente. A dispersãogrosseira é homogeneizada utilizando um Microfluidizer®para obter uma nanoemulsão. O resfriamento da nanoemulsãoaté a temperatura ambiente solidificará novamente olipideo, levando à formação de nanopartículas de lipideosólido. A otimização de parâmetros de formulação (tipo dematriz de lipideo, concentração de tensoativo e parâmetrosde produção) será realizada de modo a obter umadistribuição de droga prolongada.

Caracterização de nanopartículas de lipideosólido

As nanopartículas estão sendo caracterizadas emrelação ao tamanho e ao potencial zeta utilizando uminstrumento de Dispersão de Luz dinâmico enquanto difraçãoa Laser será utilizada para a detecção de micropartículasgrandes.

Após término da síntese, estudos calorimétricosde varredura diferencial serão executados para pesquisarquaisquer modificações possíveis induzidas na forma físicado lipídeo.

Teste de liberação de droga in vitro será feitoutilizando metodologia apropriada.

Exemplo 10 - Complexos de ion metalálico deLevofloxacin

O objetivo desse estudo foi preparar olevofloxacin de várias formas de sal de quelato para obteras propriedades de disfarce gustativo, propriedades deaumento de formato AUC através de alterações emsolubilidade, dissolução e/ou biodisponibilidade. Essesbenefícios podem aumentar as propriedades farmacodinâmicasde levofloxacin após administração pulmonar utilizandosuspensão de nanopartículas, inalação de pó seco ouformulações líquidas simples. Essas formulações podem serotimizadas para criar formulações de aumento de formato AUCde levofloxacin a partir da solubilidade alterada, ouliberação lenta ou quelatos com baixa biodisponibilidade.

Essas propriedades também podem ser incorporadas em outrosantibióticos de fluoroquinolona incluindo, sem limitaçãogemifloxacin, gatifloxacin, norfloxacin, tosufloxacin,sitafloxacin sarafloxacin, prulifloxacin e pazufloxacin. Osestudos também estão sendo realizados para caracterizarvárias formas de quelato de gemifloxacin para disfarcegustativo, aumento de formato AUC, suspensão denanopartículas e administração por inalação de pó seco.

Preparação de complexos de ion de metal-levofloxacin

Estudos preliminares

Uma mistura de levofloxacin e um sal de um cátiondado foi solubilizada em água deionizada e titulada comhidróxido de sódio. A curva de titulação foi comparada comuma obtida para levofloxacin sozinho para avaliar aformação de complexo de metal-levofloxacin como descrito emPhysical Pharmacy (4a edição) por Alfred Martin (pág. 261-263). Sais de vários cátions metálicos (por exemplo, Ca2+,2 +Mg , etc.) foram então avaliados para identificarcandidato(s) apropriados para avaliações subseqüentes.Razões molares .diferentes de cátions e levofloxacin tambémforam avaliadas.

Preparação de complexos

Soluções de levofloxacin foram tituladas contrasoluções aquosas de sais de metal selecionados. Titulaçõesforam realizadas em um pH constante. A formação decomplexos foi monitorada por métodos diferentes incluindotitrimetria, espectrofIuorOmetria, solubilidade, etc., comoaplicável. O ponto final da reação de complexação dependeudo método adotado.

Caracterização de complexos de levofloxacin

Complexos de cátion de metal-levofloxacin foramcaracterizados para estequiometria, constantes de formaçãoe cinética de dissociação utilizando metodologiaapropriada.

Objetivos

Formular e caracterizar complexos de levofloxacincom cátions de metal (di e trivalente).

Avaliação de complexação

Pesquisas preliminares sugeriram que olevofloxacin forma complexos solúveis com cátions de metal.Como resultado, a avaliação do processo de complexação porprecipitação não foi possível. Outras abordagens que foramtentadas são descritas abaixo.

Titrimetria

Essa abordagem foi baseada na hipótese de que afração de ácido carboxílico de levofloxacin está envolvidaem uma formação de complexo com um dado cátion de metal eque a complexação resulta na liberação de um próton dolevofloxacin. A concentração de prótons liberados seria,desse modo proporcional ao ponto de complexação (dependendoda constante de ligação) e da estequiometria do complexo(Physical Pharmacy: 4a edição por Alfred Martin; pág. 261-263) .

Metodologia experimental

Aproximadamente 0,35 mmols de levofloxacin (em 16mL de água deionizada) foram titulados com 6N NaOH napresença e ausência de sal de um cátion de metal(equimolar). Soluções de Levofloxacin foram acidificadas emvalores de pH menores do que 2,0 com 6N HCl antes datitulação com NaOH. Os sais de cátions de metal utilizadosincluem cloreto de cálcio, cloreto de magnésio, cloretoferroso, cloreto de zinco, sulfato de alumínio e cloreto dealumínio.

Resultados

Como mostrado na figura 41, titulações realizadasna presença de cátions de metal resultaram em umdeslocamento positivo das curvas de titulação em comparaçãocom aquela obtida com levofloxacin sozinho sugerindo queNaOH adicional (meio de titulação) é necessário para obterum pH específico da solução na presença de cátion de metal.A magnitude do deslocamento em curva de titulação emqualquer ponto representaria mols de próton liberado devidoà complexação e conseqüentemente mols de levofloxacincomplexado.

Extensão de complexação (ligação e/ouestequiometria) parece aumentar na ordem Ca+ < Mg2+ < Zn2+ =Fe2+ < Al3+, que está de acordo razoável com a literaturaexistente.

Observação: Foi observado da literatura que ocloreto de alumínio e o sulfato de alumínio têmpropriedades semelhantes a ácido e diminuiriam o pH desoluções aquosas. Conseqüentemente, as curvas de titulaçãoobtidas com AlCl3 e Al2(SO4)3 podem não fornecer informaçõesconclusivas sobre complexação com levofloxacin.

Titulação dual

Nessa abordagem a solução de levofloxacin foititulada com uma solução de um dado cátion de metal paraobservar uma queda em pH presumivelmente devido à liberaçãode prótons através de complexação. Isso foi seguido pelaadição de NaOH para reverter ao pH inicial da solução delevofloxacin (antes da adição de solução de cátion). Issopermite a determinação da fração de levofloxacin na formacomplexa em um dado pH.

Metodologia experimental

Aproximadamente 1,55 - 1,72 mmols de levofloxacinforam solubilizados em água deionizada e a soluçãoresultante foi acidificada com 6N HCl até o pH inicialdesejado. Essa solução de levofloxacin acidificada foititulada com um volume conhecido de solução concentrada deum dado cátion de metal (Ca2+, Mg2+, Fe2+ e Zn2+) . Aalteração em pH foi neutralizada (para o pH inicial) pelaadição de 6N NaOH e o volume de solução de NaOH adicionadafoi registrado. A adição de solução de cátion de metalseguido por uma neutralização com NaOH continuou até que aadição extra da solução de cátion de metal falhasse naresposta da alteração de pH da solução de levofloxacin, oque indicaria o ponto final de complexação. As quantidadescumulativas de cátion de metal adicionadas foram traçadascontra quantidades cumulativas de NaOH necessárias paraneutralizar a alteração em pH (figuras 42-45).

Resultados

A partir das figuras 42-45, as regiões de platôforam extrapoladas para obter quantidade total de NaOHnecessária para neutralizar a alteração em pH devido àcomplexação. Esses valores também representam asquantidades de levofloxacin na forma complexada (assumindoque a complexação de levofloxacin resulta em uma liberaçãoequimolar de prótons). Quantidades de levofloxacin na formacomplexada com Ca2+, Mg2+, Fe2+ e Zn2+ são 0,8, 1,0, 1,3 e1,1 mmols, respectivamente. Essas representam 46,5, 64,5,77,8 e 64,5% de complexação para Ca2+, Mg2+, Fe2+ e Zn2+,respectivamente. Deve ser observado que a % de complexaçãodependeria das concentrações totais de levofloxacin.

As constantes de ligação bem como aestequiometria de complexação para os complexos delevofloxacin com os cátions de metal foram determinadascomo a seguir:

M + nA + MAnKb

Onde Μ, A e MAn representam o cátion de metal,levofloxacin e complexo, respectivamente. Kb seria aconstante de ligação de equilíbrio. A reação acima assumeque λη' mols de levofloxacin reagem com um mol de metalpara fornecer um mol de complexo.

Kb = [MAn] / { [M] [A]m} (unidades M"n) Eq. 1

[MAn] é a concentração de complexo formado[M] e [A] são as concentrações do metal nãoligado e levofloxacin não ligado, respectivamente.Reorganizando a equação 1,

[MAn]/[A]n = Kb* [M]-------------------------Eq. 2

[A] = [A] total - [A] bound = [A] total - [NaOHJused[Μ] = [M] total - [M]b0und= [M] total - [NaOH]used/n[Man] = [A]bound/n = [NaOH]used/n

Observação: [NaOH]used é a concentração dehidróxido de sódio utilizado em qualquer ponto dado paraneutralizar a alteração em' pH causada pela adição de cátionde metal (presumivelmente devido à complexação).A equação 2 pode ser modificada para obter

[A]bound/[A]n = nKb*[M]---------------------Eq. 3

É deduzido a partir da equação 3 que um gráficode [M] versus [A] boUnd/[A]n resultaria em uma linha reta comuma inclinação de nKb quando,

η = 1, para um complexo 1:1

η = 2, para um complexo 2:1

η = 3, para um complexo 3:1 etc.

São mostrados abaixo nas figuras 46-49 essesgráficos para Ca2+, Mg2+, Fe2+ e Zn2+, respectivamente.

Como mostrado nas figuras 46-49, para cada um doscátions avaliados, um gráfico de [A] bound/[A]n versus nKb* [M]foi linear quando η = 2 (para Ca2a n=2 resultou em ummelhor ajuste do que n=l) . Esses resultados sugerem quecomplexos de levofloxacin com Ca2+, Mg2+, Fe2+ e Zn2+ sãoformados com uma estequiometria de 2 mols de droga por molde cátion (2:1) .

Utilizando n=2, as constantes de ligação para oscomplexos acima podem ser determinadas a partir dasinclinações dos gráficos lineares respectivos.

As constantes de ligação para os complexos 2:1representadas como Iog (Kb) são como a seguir: Ca2+ = 2,75,Mg2+ = 3,69, Fe2+ = 4,54, Zn2+ = 4,44.

Solubilidade

Esse método permite um modo relativamente simplesde determinar a estequiometria de complexação. A abordagemenvolveu a avaliação de solubilidade da droga(levofloxacin) na presença de concentrações crescentes deagente de complexação (um dado cátion de metal). Esperava-se que solubilidade total da droga (complexada + nãocomplexada) aumentasse linearmente devido à complexação eatingisse um platô que corresponde à solubilidade desaturação tanto da droga como do complexo. A determinaçãoda estequiometria a partir de uma tal curva de solubilidadefoi explicada em detalhe em outro lugar (Physical Pharmacy:4a edição por Alfred Martin, pág. 265).

Metodologia experimental

Quantidades em excesso de levofloxacin(quantidades foram registradas) foram agitadas, na presençade concentrações crescentes de MgCl2, com 25 mM tampão MES(pH 5,99) utilizando um misturador de vórtice. As amostrasforam então filtradas e o filtrado foi diluídoapropriadamente e analisado por meio espectrofotométricopara determinar as concentrações de levofloxacin (figura 50).

Resultados

Como mostrado na figura 50, a solubilidade delevofloxacin aumentou com as concentrações crescentes deMgCl2. Entretanto, além da solubilidade de platô (-650 mMde levofloxacin), um aumento adicional em solubilidade foiobservado, que não é compatível com o perfil esperado. Issofoi atribuído ao efeito de resistência iônica sobresolubilidade de levofloxacin. É importante observar que opH final de todas as soluções foi constante, apesar demaior do que 5,99 (pH final -7,0).

Subseqüentemente, o experimento foi repetido emuma resistência iônica constante de -1.0M (ajustado comNaCl) e com 0,5M tampão MES (pH 5,99) para aumentar acapacidade de tampão da solução (figura 51).

Espectrofluorometria

Essa abordagem foi adotada para avaliar acomplexação de levofloxacin com base na evidência daliteratura existente de que o processo de complexação éassociado a uma alteração nas propriedades de fluorescênciade fluoroquinolona. Por monitorar a alteração em emissõesde fluorescência de levofloxacin na presença deconcentrações diferentes de um dado cátion de metal foipossível determinar a constante de ligação de complexaçãobem como a estequiometria.

Metodologia experimental

A emissão de fluorescência de levofloxacin foiavaliada em comprimentos de onda de excitação e emissão de298 nm e 498 nm, respectivamente. Os estudos foramrealizados em dois valores de pH diferentes, isto é 5,0(acetato) e 9,0 (histidina"). Uma série de soluções contendouma concentração de levofloxacin constante porémconcentrações crescentes de um dado cátion foi analisada emrelação à emissão de fluorescência devido a levofloxacin.Os sais de metal estudados incluíram CaCl2, MgCl2, FeCl2,ZnCl2 e Al2 (SO4) 3.

Resultados

Como mostrado na tabela 34, dados significativosforam obtidos somente para Fe2+ e Zn2+. Para os cátionsrestantes, as concentrações relativas de levofloxacin ecátion necessitam ser adicionalmente otimizadas paraobservar uma tendência específica na alteração dafluorescência de levofloxacin.

A influência de·concentrações crescentes de Fe2+e Zn2+ sobre emissão de fluorescência de levofloxacin émostrada nas figuras 52 e 53, respectivamente.

Como descrito acima, tanto Fe2+ como Zn2+ parecemformar complexos 2:1 com levofloxacin; entretanto, suainfluência sobre fluorescência de levofloxacin é diferente(figuras 52 e 53). O motivo exato para isso não é claronesse ponto.

Tabela 34. Características de fluorescência deLevofloxacin na presença de cátions

<table>table see original document page 185</column></row><table><table>table see original document page 186</column></row><table>

Amostras de complexos de Levofloxacin

Sete amostras de complexos de levofloxacin foramavaliadas in vivo em relação à eficácia em farmacocinética.Os detalhes das amostras testadas são mostrados na Tabela35 abaixo.

Tabela 35. Razões molares de complexos de levofloxacin

<table>table see original document page 186</column></row><table>

Conclusões e etapas seguintes

Os resultados obtidos a partir dos estudos detitulação dual dos requerentes sugerem que o levofloxacinforma complexos 2:1 com todos os cátions de metaldivalentes. As constantes de ligação (log Kb) paracomplexação com Ca2+, Mg2+, Fe2+ e Zn2+ são 2, 75, 3, 69, 4, 44e 4,54, respectivamente.

Exemplo 11 - Formulações de Levofloxacin eGemifloxacin com ácidos orgânicos.Metodologia experimental

A solução de levofloxacin foi preparadadissolvendo 50 ou 100 mg de base de levofloxacin em 15 - 20ml de água. O pH inicial de solução de levofloxacin em águaera aproximadamente 7,3. O pH da solução foi ajustado comaproximadamente 10% de solução de ácido preparada em água.

Os seguintes ácidos foram utilizados para ajustar o pH dasolução de levofloxacin: ácido acético, ácido ascórbico,ácido citrico, lático, tartárico e propiônico. Após comporo volume da solução em aproximadamente 90% do volume final,a osmolalidade da solução foi medida e ajustada para 300mOsmol/kg com aproximadamente 20% de solução de cloreto desódio preparada em água. Àpós ajuste de pH e osmolalidade,o volume da solução foi composto para aproximadamente 25 mlcom água e sua tensão superficial medida. O pH e aosmolalidade foram medidos após compor o volume e sãorelatados na tabela 36. (As quantidades exatas delevofloxacin pesadas, ácido necessário para ajustar pH,cloreto de sódio para ajustar osmolalidade e volume finalde soluções são listados na tabela 36). O teor delevofloxacin nas soluções foi determinado por HPLC.

Resultados

Os detalhes sobre as formulações de levofloxacincom ácidos orgânicos são mostrados na Tabela 36. Osresultados de HPLC são mostrados na Tabela 37.

Quando ácido tartárico foi utilizado para ajustaro pH da solução de levofloxacin a 100 mg/ml, um precipitadofoi formado.

Observação: as soluções com ácido acético, ácidocitrico e ácido ascórbico foram refeitas para análise HPLCe conseqüentemente a concentração teórica para essassoluções na Tabela 36 e Tabela 37 é diferente.

Formulações de Gemifloxacin com bases orgânicasMetodologia experimental e resultados

Formulação de gemifloxacin com ascorbato de sódio

50,30 mg de mesilato de gemifloxacin (equivalentea 40, 37 mg de gemifloxacin) foi adicionado a 1,5 ml deágua. A solução resultante era turva. Foi filtrada atravésde um filtro de 0,45 micron. 1,3 ml de solução foi obtidoapós filtração tendo pH de 4,28. O pH dessa solução foiajustado para 5,48 com 400 uL de uma solução a 10% deascorbato de sódio preparada em água (quantidade de basenecessária para ajustar pH = 0,04 g). A osmolalidade dessasolução foi 308 mOsmol/kg, conseqüentemente o cloreto desódio não foi utilizado para ajustar osmolalidade. O volumefinal da solução foi 1,7 ml. ^Concentração teórica degemifloxacin nessa formulação seria 20,59 mg/ml.<table>table see original document page 189</column></row><table><table>table see original document page 190</column></row><table>Tabela 37. Concentrações teóricaLevofloxacin nas fórmula

<table>table see original document page 191</column></row><table>

Observação: soluções com ácido acético, ácidocitrico e ácido ascórbico. foram refeitas para análise deHPLC e conseqüentemente a concentração teórica para essassoluções na Tabela 36 e Tabela 37 é diferente.

Formulação de gemifloxacin com lactato de sódio

50,05 mg de mesilato de Gemifloxacin (equivalentea 40,17 mg de gemif loxacin) ·-foi adicionado a 1,8 ml deágua. A solução resultante era turva. Foi filtrada atravésde um filtro de 0,45 micron. 1,52 ml de solução foi obtidoapós filtração tendo um PH de 4,21. 0 pH dessa solução foiajustado para 5,42 com 180 uL de uma solução a 20% delactato de sódio preparado em água (Quantidade de basenecessária para ajustar pH = 0",036 g) . A osmolalidade dessasolução foi de 478 mOsmol/kg. 0 volume final da solução era1,7 ml. A concentração _ teórica de gemifloxacin nessaformulação seria 19,95 mg/ml.

Formulação de gemifloxacin com acetato de sódio

50,47g de mesilato de Gemifloxacin (equivalente a40,50 mg de gemifloxacin) foi'adicionado a 2,0 ml de águaA solução resultante era turva. Foi filtrada através de umfiltro de 0,45 micron. 1,77 ml de solução foi obtido apósfiltração tendo um pH de 4,40. 0 pH dessa solução foiajustado para 5,40 com 50 uL de uma solução a 10% deacetato de sódio preparado em água (Quantidade de basenecessária para. ajustar pH = 0,005 g). A osmolalidade dessasolução foi de 192 mOsmol/kg. A osmolalidade dessas soluçãofoi ajustada para 295 mOsmol/kg utilizando 28 uL de soluçãoa 20% de cloreto de sódio preparado em água.

Formulação de gemifloxacin com propionato de sódio.

50,00 mg de mesilato.de Gemifloxacin (equivalentea 40,13 mg de gemifloxacin) foi adicionado a 1,9 ml deágua. A solução resultante era turva. Foi filtrada atravésde um filtro de 0,45 micron. 1,39 ml de solução foi obtidoapós filtração tendo um pH de 4,32. O pH dessa solução foiajustado para 5,50 com 30 uL de uma solução a 20% depropionato de sódio preparado. .em água (Quantidade de basenecessária para ajustar pH = 0,006 g). A osmolalidade dessasolução foi de 183 mOsmol/kg. A osmolalidade dessa soluçãofoi ajustada para 296 mOsmol/kg utilizando 25 uL de soluçãoa 22% de cloreto de sódio preparado em água. Essa soluçãofoi refeita com ajuste de osmolalidade para 237 mOsmol/kg.

Formulação de gemifloxacin com citrato de sódio49,92 mg de mesilato de Gemifloxacin (equivalentea 40, 06 mg de gemifloxacin) foi adicionado a 1,9 ml deágua. A solução resultante era turva. Foi filtrada atravésde um filtro de 0,45 micron. 1,63 ml de solução foi obtidoapós filtração tendo um pH de 4,20. O pH dessa solução foiajustado para 5,39 com 15 u-L de uma solução a 20% decitrato de sódio preparado em água (Quantidade de basenecessária para ajustar pH = 0,003 g).

Exemplo 12 - Microesferas de levofloxacin

O objetivo desse estudo foi preparar váriasformas de microesfera de levofloxacin que podem obterdisfarce gustativo, e propriedades de aumento de formatoAUC através de solubilidade e/ou dissolução diminuídas.Esses benefícios podem aumentar as propriedadesfarmacodinâmicas de levofloxacin após administraçãopulmonar utilizando suspensão de nanopartículas ou inalaçãode pó seco. Essas formulações estão sendo otimizadas paraprolongar a liberação de Lsvofloxacin a partir de formas dedissolução ou solubilidade diminuídas. Essas propriedadestambém podem ser incorporadas em outros antibióticos defluoroquinolona incluindo, sem limitação, gemifloxacin,gatifloxacin, norfloxacin, tosufloxacin, sitafloxacinsarafloxacin, prulifloxacin, e pazufloxacin. Estudos estãosendo realizados para caracterizar microesferas degemifloxacin para disfarce gustativo, aumento de formatoAÜC, administração de inalação de pó seco e suspensão denanopartículas. Outras abordagens para administração de póseco atualmente sendo pesquisadas incluem técnicas demicronização no local e de secagem por pulverização.

Pré-formulação para Levofloxacin

Estudos de pré-formulação

Estudos de pré-formulação foram realizados paradeterminar a solubilidade de levofloxacin e polímeros emvários solventes que se espera sejam utilizados duranteprocessamento.

Preparação de microesferas

Uma tísica de secagem por pulverização está sendoutilizada para formular micropartículas de polímerocarregadas com levofloxacin. Formulações de microesferasenvolverão tipicamente a dissolução da droga e polímero emum solvente apropriado. A solução está sendo seca porpulverização utilizando um secador de pulverização paraevaporar o solvente, desse modo retendo a droga em umamatriz de polímero. A otimização de parâmetros de formulação (razãode droga:polímero, concentração de-solução de polímero e parâmetrosde produção) está sendo realizada para obter um tamanho desejado demicropartícuias, carga ótima de droga e liberação de droga in vitro.

Caracterização de microesferas

As micropartículas serão caracterizadas por suamorfologia utilizando SEM enquanto microscopia ou uma técnicaapropriada (difração Laser) será utilizada para estimar seu tamanho.

A carga de droga será determinada por extração da droga apartir das microesferas em um solvente apropriado e por análise doextrato por UV/HPLC.

A liberação de droga das microesferas será realizadautilizando um equipamento de dissolução USP.

Exerrplo 13 - Toxicoloqiá de inalação em ratos

Em um estudo de dose ascendente não GLP de 4 dias delevofloxacin aerossolizado em ratos Sprague-Dawler machos e fêmeas,uma solução de 25 mg/ml de levofloxacin foi administrada por umahora no dia um e uma solução de. 50 mg/ml de ,levofloxacin foiadministrada por duas horas por dia nos dias 2 até 4. Nenhum sinalclínico de toxicidade foi observado durante o período de tratamento.A necropsia 24 horas após administração da última dose não mostrounenhuma descoberta.

Em um estudo GLP de levofloxacin aerossolizado em ratosSprague-Dawley machos e fêmeas, o. levofloxacin aerossolizado foiadministrado diariamente com uma dose média de 6,92 mg/kg/dia aosmachos e 10,04 mg/kg/dia para as fêmeas durante 4 dias utilizando umdispositivo de distribuição aerossol somente no nariz. Exposiçõestotais foram 29 e 42 mg/kg para machos e fêmeas, respectivamentedurante o período de estudo. Cada dose foi distribuída durante 2horas diariamente. A dose para esse estudo foi escolhida com base nasolubilidade máxima de levofloxacin que poderia ser administrada nodispositivo durante 2 horas. Nenhum sinal clínico de toxicidade foiobservado, e todos os animais sobreviveram durante o período detratamento de 4 dias. A necropsia dos animais após administração daúltima dose não mostrou nenhuma descoberta.

Em um estudo de 28 dias em ratos Sprague-Dawley, animaisforam randomizados em 3 níveis de dose de levofloxacin aerossolizadoou solução salina. Grupos de- recuperação adicionais utilizando otransportador de controle e a dose mais elevada também foramtratados e observados por um período de recuperação de 14 dias apósa última dose. Doses de levofloxacin aerossolizado médias foram1,49, 3,63 e 7,29 mg/kg/dia para ratos machos, e 2,20, 5,35, e 11,01mg/kg/dia em ratos fêmeas. As exposições totais durante o período detratamento de 28 dias variaram entre 41,7 e 204,1 mg/kg para machose 61,6 e 308,3 mg/k para fêmeas. Cada dose foi distribuída durante 2horas diariamente. Nenhum sinal clínico de toxicidade, relacionado àdose, foi observado e todos os animais sobreviveram durante operíodo de tratamento de 28 dias. A necropsia dos animais apósadministração da última dose mostrou uma hiperplasia de célulaescamosa relacionada à dose da láringe que diminuiu em gravidadedurante um período de recuperação de 14 dias.

Exemplo 14 - Disfarce gustativo através de co-precipitação com ácidos graxos

O gemifloxacin é submetido a refluxo na presença delipídeo (por exemplo, ácido esteárico ou ácido pálmítico) até quetodos os sólidos sejam dissolvidos e então é mantido em refluxo porum período adicional de 2 horas. Após refluxo o material é deixadolentamente resfriar até a temperatura ambiente em uma taxa de 0,25°Cpor minuto com agitação suave (80 RPM). Desse modo, a cristalizaçãocompleta pode ser concluída em 4 horas. Nesse ponto a mistura éagitada em 300 RPM por um minuto para maximizar a homogeneidade debatelada. Os cristais são então separados por filtração. A massaúmida é deixada secar a vácuo e então cozida em forno a 300C até queo teor de umidade seja inferior a 1,5%. Esse co-precipitadocristalino está então pronto para processamento adicional paraformulação de aerossol de nanosuspensão ou pó seco.

Claims (16)

1. Composição farmacêutica, compreendendo:uma fluoroquinolona; eum agente de mascarar sabor selecionado a partirdo grupo que consiste em um ou mais de um ácidocarboxilico, mentol, um óleo de aroma sintético, umaromático aromatizante, um óleo natural e um extrato deplanta.

2. Composição, de acordo com a reivindicação 1,em que o agente de disfarce gustativo é selecionado dogrupo que consiste em um ou mais de óleo de canela, óleo degaultério, óleo de hortelã, óleo de trevo, óleo de louro,óleo de anis, eucalipto, baunilha, óleo citrico e essênciade fruta.

3. Composição, de acordo com a reivindicação 1,em que o agente de disfarce gustativo é selecionado dogrupo que consiste em um ou mais de óleo de limão, óleo delaranja, óleo de uva e óleo de toranja.

4. Composição, de acordo com a reivindicação 1,em que o agente de disfarce gustativo é selecionado dogrupo que consiste em uma ou mais essência de maçã,essência de pêssego, essência de pêra, essência de morango,essência de framboesa, essência de cereja, essência deameixa, essência de abacaxi e essência de abricó.

5. Composição farmacêutica, compreendendo:uma fluoroquinolona; eum agente de disfarce gustativo selecionado apartir do grupo que consiste em um ou mais de fenchone,borneol, isobornéol, anetol-p-ciclodextrina, fenolato desódio, anetol, eucaliptel, salicilato de metila, D-sorbitol, bicarbonato de sódio, glicirrizinato demonossódio, lisofosfolipideo, succinato de polietilenoglicol, uma resina de permuta de íons, ácido embônico,glutamato de monossódio e acesulfame-K.

6. Composição farmacêutica, compreendendo:uma fluoroquinolona; eum agente para diminuir solubilidade selecionadoa partir do grupo que consiste em ácido xinafóico, ácidopalmitico, ácido oléico e ácido pamóico.

7. Composição farmacêutica, compreendendo umafluoroquinolona contida em uma vesicula lipofilicacompreendendo um ou mais de cera de carnaúba, óleo de sojaparcialmente hidrogenado, óleo hidrogenado, estearato deestearila, éster de ácido graxo de poliglicerina,glicerina, um triglicerideo em cadeia, ácido fosfatidico ouβ-lactoglobulina.

8. Composição farmacêutica, compreendendo:uma fluoroquinolona; eum agente de revestimento compreendendo um oumais de etil celulose, laca, hidróxi metil celulose,hidróxi etil celulose, látex de acetato de celulose,triacetina de acetato de celulose, celulosemicrocristalina, butirato de acetato de celulose, gliconatode cálcio, alginato de sódio, carragenana ou amido demilho.

9. Composição farmacêutica, compreendendo umliquido complexo que compreende uma fluoroquinolona.

10. Composição, -de acordo com a reivindicação 9,compreendendo uma nanosuspensão de baixa solubilidade dafluoroquinolona.

11. Composição, de acordo com a reivindicação 9,compreendendo um co-precipitado da fluoroquinolona com umexcipiente de baixa solubilidade.

12. Composição farmacêutica, compreendendo umcomplexo co-precipitado de uma fluoroquinolona comexcipiente de baixa solubilidade.

13. Composição, de acordo com a reivindicação 12,em que o excipiente é lactose.

14. Composição, de acordo com a reivindicação 12,em que o excipiente é um ácido orgânico.

15. Composição, de acordo com a reivindicação 13,em que o ácido orgânico é um ácido graxo.

16. Composição, de acordo com a reivindicação 12,em que o excipiente é uma ciclodextrina.