CN101516332B - 自身防腐的水性药物组合物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及提供多剂量、自身防腐的眼用组合物。所述组合物在不需要常规的抗菌性防腐剂例如苯扎氯铵存在下即具有足以满足USP防腐效力要求以及类似的防腐标准(例如EP和JP)的抗菌活性。所述组合物通过含有锌离子的平衡的离子缓冲系统进行有效防腐，锌离子浓度为0.04-0.9mM，优选0.04-0.4mM。所述的平衡缓冲系统的一方面是使缓冲阴离子的量限制在15mM或更低的浓度，优选5mM或更低的浓度。在优选的实施方案里，所述组合物还含有硼酸盐，或最优选一种或多种硼酸盐/多元醇络合物。在这些络合物中非常优选使用丙二醇作为多元醇。限制除锌以外的二价金属和离子化盐的量被确定为对于使所述平衡缓冲系统抗菌活性的最大化也很重要。

Description

自身防腐的水性药物组合物

相关申请的交叉参者

本申请要求分别于2006年9月28日和2006年9月21日提交的美国临时专利申请序列号60/827,411和60/826,529的优先权。

发明背景

本发明涉及自身防腐的(self-preserved)药物组合物，更特别的，本发明涉及提供水性的多剂量药物组合物，其被配制为具有足够的抗菌活性，以满足美国药典(USP)和其他国家的类似准则的防腐效力要求，该药物组合物不需要常规的抗菌性防腐剂，例如苯扎氯铵、聚季铵盐-1、过氧化氢(例如过硼酸钠)或含氯的试剂。这种自身防腐的能力是基于制剂成分的独特组合和标准。

许多药物组合物需要是无菌的(即不含细菌、真菌和其他病原性微生物)。这类组合物的例子包括：注射到人或其他哺乳动物体内的溶液和悬液；局部应用于伤口、擦伤、烧伤、疹、外科切口或其他皮肤受损病症的霜剂、洗剂、溶液或其他制剂；以及多种类型的直接用于眼部(例如人工泪液、灌洗液和药品)或应用于与眼部接触的装置(例如隐形眼镜)的组合物。

上述类型的组合物可通过本领域技术人员熟知的方法在无菌条件下制备。然而，一旦打开产品包装，内含的组合物即暴露在空气和其他可能的微生物污染源(例如人类患者的手)中，产品的无菌性可能受到影响。这类产品通常被患者多次使用，因此经常被认为具有“多剂量”的性质。

由于所述多剂量产品频繁、重复地暴露于微生物污染风险下，需要采用某种手段来防止污染的发生。所用的手段可以是：(i)防止组合物中微生物增殖的化学试剂，其在本文中称为“抗菌性防腐剂”；或(ii)预防或减少微生物到达容器内药物组合物的风险的包装系统。

现有的多剂量眼用组合物通常含有一种或多种抗菌性防腐剂，以防止细菌、真菌和其他微生物的增殖。所述组合物可以与角膜直接或间接接触。角膜对于外源性化学试剂极为敏感，因此，为了使可能对角膜有害的影响最小化，优选使用对角膜相对无毒的抗菌性防腐剂，并且在最低可能的浓度下(即实现其抗菌功能所需的最小量)使用该防腐剂。

抗菌性防腐剂的抗菌效力和潜在毒性的平衡有时很难获得。更具体而言，用于防止眼用制剂被微生物污染的必需的抗菌剂浓度可能会造成对角膜和/或其他眼部组织的潜在毒性作用。采用更低浓度的抗菌剂通常有助于减少可能的毒性作用，但所述的更低浓度对于获得需要的杀菌效力(即抗菌防腐)水平可能是不够的。

使用的抗菌防腐水平不足可以造成所述组合物可能的微生物污染以及由所述污染导致的眼部感染。这同样是个严重的问题，因为由铜绿假单胞菌或其他毒性微生物引起的眼部感染可导致视觉功能的损失或甚至失明。

因此，需要能提高抗菌剂活性的手段，这样可采用很低浓度的试剂，而不增加可能的毒性作用或使患者承担不可接受的微生物污染风险和由其导致的眼部感染。

眼用组合物通常制成等渗的缓冲溶液。一种提高所述组合物抗菌活性的方法是在组合物中包含多功能的成分。除了履行其基本功能外，这些多功能的成分还可用来提高组合物的整体抗菌活性。

关于使用多功能成分增强眼用组合物的抗菌活性的更多背景技术可参考以下出版物：

1、美国专利号5,817,277(Mowrey-McKee等；氨基丁三醇)；

2、美国专利号6,503,497(Chowhan等；硼酸盐/多元醇络合物)；

3、美国专利号5,741,817(Chowhan等；低分子量氨基酸例如甘氨酸)；

4、美国专利号6,319,464(Asgharian；低分子量氨基醇类)；

5、美国专利申请公开号US 2002/0122831A1(Mowrey-McKee等；二-氨基多元醇)；

6、美国专利号6,348,190(Illes等；锌)；和

7、JP 2003-104870(锌)。

锌增强药物组合物(包括眼药水)的抗菌活性的用途是公知的。参见例如以下的文章和专利公开物，以及上文所引用的美国专利号6,348,190和JP 2003-104870：

McCarthy，″Metal Ions and Microbial Inhibitors″，Cosmetic& Toiletries，100：69-72(1985年2月)；

Zeelie等，″The Effects of Selected Metal Salts on the MicrobialActivities of Agents used in the Pharmaceutical and Related Industries″，Metal Compounds in Environment and Life，4：193-200(1992)；

Zeelie等，″Effects of Copper and Zinc Ions on the GermicidalProperties of Two Popular Pharmaceutical Antiseptic Agents，Cetylpyridinium Chloride and Povidone-iodine″，Analyst，123：503-507(1998年3月)；

McCarthy等，″The Effect of Zinc Ions on the Antimicrobial Activityof Selected Preservatives″，Journal of Pharmacy and Pharmacology，卷41(1989)；

美国专利号6,482,799(Tuse等)；

美国专利号5,320,843(Raheja等)；

美国专利号5,221,664(Berkowitz等)；

美国专利号6,034,043(Fujiwara等)；

美国专利号4,522,806(Muhlemann等)；

美国专利号6,017,861(Fujiwara等)；和

美国专利号6,121,315(Nair等)。

本发明涉及提供含有锌离子的改进的防腐系统。

本发明的组合物为多剂量的产品，其不需要常规的抗菌性防腐剂(例如苯扎氯铵)并且仍然可防止微生物的污染。所述组合物在本领域内称为“无防腐剂的”(参见例如颁发给Olejnik等人的美国专利号5,597,559)。由于组合物中一种或多种成分的固有的抗菌活性，使该组合物避免微生物的污染，则该组合物在本领域中也称为“自身防腐的”(参见例如颁发给Muller等人的美国专利号6,492,361)。

关于“无防腐剂的”或“自身防腐的”药物组合物的其他背景技术可参考下述出版物：Kabara等，Preservative-Free and Self-Preserving Cosmetics and Drugs-Principles and Practice，第1章，1-14页，MarcelDekker，Inc.(1997)。

不含有常规的抗菌性防腐剂的本发明多剂量组合物在本文中称为“自身防腐的”。

发明概述

本发明涉及通过采用极低浓度锌离子的水性眼用组合物的自身防腐。本发明部分地基于以下发现：为了利用低浓度锌离子使具有眼科可接受的pH和渗透压值的多剂量眼用组合物自身防腐，必须维持某些制剂参数。具体而言，用于维持pH在眼科的可接受范围内的缓冲阴离子浓度必须限定在15毫摩尔(″mM″)或更低，以避免干扰锌离子的抗菌活性。

此外，已确定本发明的含锌组合物的抗菌活性可通过将锌离子与硼酸盐或硼酸盐/多元醇络合物组合而进一步增强，如果采用所述的组合，则非常优选丙二醇，以避免其他多元醇(例如山梨醇)产生的阴离子类与锌阳离子之间的离子相互作用。

同样，已经确定，本发明基于锌的防腐系统的效果可通过以下方式进一步增强：(i)限制本发明组合物中除锌以外的多价金属阳离子(例如钙和镁)的量；以及(ii)限制该组合物中离子化的盐类(例如氯化钠和氯化钾)的量。正如下文中详述的那样，本发明的组合物优选不含或基本上不含离子化的盐类和锌以外的多价金属阳离子。

本发明的自身防腐的多剂量组合物相对于现有的眼用制剂具有一些优点，所述的现有制剂为：(i)包装成“单剂量”或“使用单位”的产品，以避免包含任何抗菌性防腐剂(例如

TEARS润滑滴眼剂，由AlconLaboratories公司销售)，或者(ii)借助所谓的“消失性”防腐剂来防腐，例如美国专利号5,424,078、5,736,165、6,024,954和5,858,346中所述基于亚氯酸盐的系统(例如人工泪液产品“REFRESHTM泪液”，由Allergan销售)，或美国专利号5,607,698、5,683,993、5,725,887和5,858,996中所述的含过氧化物的系统(例如人工泪液产品“GenTeal^TM泪液”，由CIBA Vision销售)。

与这些已有的产品不同，本发明的多剂量眼用组合物能够在不使用任何常规抗菌性防腐剂例如亚氯酸盐或过氧化氢的情况下，满足USP防腐效力的要求以及其他国家的类似要求，包括日本药典(“JP”)和欧洲药典(“EP”)的防腐效力标准。

上述讨论的关于锌的发现可用于增强多种类型药物组合物的抗菌活性。但是，本发明特别涉及提供水性的眼药水，其能在缺少常规抗菌性防腐剂例如苯扎氯铵(“BAC”)、聚季铵盐-1、亚氯酸盐或过氧化氢的情况下有效预防微生物的污染。

附图简述

图1-3是显示硼酸和各种多元醇的相互作用的图。

发明详述

本发明的药物组合物含有0.04-0.9毫摩尔/升(″mM″)的锌离子，优选0.04-0.4mM，最优选0.1-0.4mM。这种极低的浓度特别适合用于含有治疗活性剂，例如用于控制眼内压的前列腺素类似物(例如曲伏前列素)的眼用药物组合物，因为在应用于眼时，较高浓度的锌离子可产生收敛作用。所述的锌离子优选以氯化锌形式提供，其浓度为0.0005-0.012重量/体积％(″w/v％″)，优选0.0005-0.005w/v％，最优选0.001-0.005w/v％。

锌可以以多种形式提供，例如氯化锌、硫酸锌、乙酸锌或碳酸锌。优选使用氯化锌。

如上所述，本发明部分地基于以下发现：用于缓冲本发明组合物的阴离子试剂可以干扰锌发挥其抗菌活性。所述的干扰对于组合物维持足够的抗菌活性能力以符合防腐效力标准可能是极为有害的，尤其是在本发明所采用的锌浓度极低的情况下。因此，必须限制本发明组合物中的阴离子总浓度。特别的，优选阴离子(尤其是缓冲阴离子)的总浓度应当限定为低于15mM、更优选低于10mM、最优选低于5mM的量。为了简单清楚起见，在本专利申请中的缓冲阴离子浓度表示为存在的或调节pH至特定值所需的单价阳离子(例如钠)浓度。

如本文所用，与指定浓度(例如15mM)有关的术语“低于”表示所述的成分(例如缓冲阴离子)在组合物中完全不存在或以低于所述限度(例如15mM)的浓度存在。

已经确定，多价的缓冲阴离子、特别是柠檬酸盐和磷酸盐对于本文所述基于锌的防腐系统的抗菌活性具有显著的副作用。因此，本发明的组合物优选不含除硼酸盐-多元醇络合物(该络合物在某些条件下(例如pH和/或硼酸盐：多元醇比例)可以是多价的)以外的任何多价缓冲阴离子，或基本上不含所述的缓冲阴离子。如本文所用，术语“基本不含多价缓冲阴离子”表示所述组合物不含任何多价缓冲阴离子或者含有的所述阴离子量并不抑制组合物满足所指定的防腐效力标准(例如USP、EP或JP)的能力。本发明组合物中的多价缓冲阴离子的量优选低于5mM，所述浓度按照与上文附图中所述相同的方式测定。

如上所述，已经确定，本发明基于锌的防腐系统的抗菌活性也受到其他二价阳离子如钙和镁的不利影响。二价锌离子(Zn²⁺)的抗菌活性是由于该离子能够竞争性结合和灭活对原核细胞的中枢代谢活动起关键作用的大分子复合物。为了使Zn²⁺达到该目的，首先必须让它进入细胞质，然而其电荷密度阻止锌离子以生理学显著的速率扩散通过细胞膜。因此，Zn²⁺离子进入细胞的能力必须由膜转运蛋白协助。而与这些转运蛋白的结合可被多价金属阳离子，特别是Mg²⁺、Ca²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺和Co²⁺竞争性地抑制。因此，增加这些抑制性阳离子的胞外浓度会降低Zn²⁺离子进入细胞质的能力，从而降低了其对微生物的细胞毒活性。

考虑到锌以外的多价金属阳离子的潜在干扰，本发明的组合物优选不含所述阳离子或基本上不含所述阳离子。如本文所用，术语“基本上不含锌以外的多价金属阳离子”表示组合物不含所述阳离子或者含有的所述阳离子的量并不抑制组合物满足所指定的防腐效力标准(例如USP、EP或JP)的能力。本发明组合物中除锌以外的多价金属阳离子的量优选低于5mM。

还已经确定，离子化的盐(例如氯化钠和氯化钾)对本文所述防腐系统的抗菌活性具有不利影响。因此，本发明的组合物优选不含离子化的盐，或基本不含离子化的盐。如本文所用，术语“基本上不含离子化的盐”表示组合物不含任何离子化的盐或者含有的离子化盐的量并不抑制组合物满足所指定的效力标准(例如USP、EP或JP)的能力。本发明组合物中所含离子化的盐的量优选低于50mM。

如本文所用，术语“硼酸盐”包括硼酸、硼酸钠和硼酸钾。使用含有二价阳离子的硼酸盐(例如硼酸钙)可通过与锌离子竞争细菌和其他微生物细胞壁上的结合位点而对锌离子的抗菌作用产生不利影响，因此必须避免。基于同样的理由，本发明的自身防腐组合物优选不含或基本不含其他来源的二价阳离子，例如氯化钙。

本发明的自身防腐组合物优选含有一种或多种硼酸盐，其含量为约0.1至约2.0％w/v，更优选0.3-1.5％w/v，最优选0.5-1.2w/v。

如本文所用，术语“多元醇”包括任何在两个彼此不为反式构型的相邻碳原子上各具有至少一个羟基的化合物。多元醇可以是线性或环状的、取代或未取代的，或其混合物，只要所得络合物为水溶性和可药用的即可。这类化合物的例子包括：糖类、糖醇类、糖酸类和糖醛酸类。优选的多元醇为糖类、糖醇类和糖酸类，包括但不限于：甘露醇、甘油、木糖醇、山梨醇和丙二醇。

如上文所述，为限制阴离子的存在，特别优选采用丙二醇。硼酸与多元醇例如甘油、丙二醇、山梨醇和甘露醇相互作用，形成硼酸盐多元醇络合物。这类络合物的类型和比例依赖于多元醇的彼此不为反式构型的相邻碳原子上OH基团的数目。例如，丙二醇在两个不为反式构型的相邻碳原子上仅各有一个OH基团，因此，一分子的硼酸将与一分子或二分子的丙二醇作用形成络合物，产生单价阴离子。然而，在山梨醇、甘露醇和其他糖类多元醇的情况下，该相互作用要复杂的多，因为一分子的该多元醇可以与两分子的硼酸盐络合，随后进一步与另外两分子的多元醇络合，产生多价阴离子。

当本发明的组合物中存在硼酸盐时，所述组合物优选还含有一种或多种总浓度为0.25-2.5％w/v的多元醇。所述多元醇优选丙二醇，其浓度为0.25-1.80％w/v，优选0.25-1.25％w/v。尽管不如丙二醇，但山梨醇和甘露醇也是优选的多元醇，并且优选所用浓度为0.05-0.75％w/v，更优选0.05-0.5％w/v。

本发明的组合物优选含有硼酸盐或硼酸盐/多元醇络合物，最优选硼酸盐/多元醇络合物，其中络合物的多元醇部分为丙二醇或丙二醇与山梨醇的组合。优选丙二醇是基于以下发现：山梨醇和其他多元醇在pH7.5或更低时更易于形成阴离子，而所述阴离子可干扰锌的抗菌活性。图1-3显示，与丙二醇相比，山梨醇在硼酸存在下更倾向于形成阴离子。

图1-3中显示的数据获取如下：制备含有给定浓度的硼酸和丙二醇或山梨醇或甘露醇的1Kg溶液，测定溶液的起始pH值。随后加入1N的NaOH调节pH值。记录用于调节pH至不同值所用的氢氧化钠的累积量。

如上所述，硼酸与含有数个羟基基团的化合物如甘露醇和山梨醇作用并形成离子络合物，然而，硼酸和丙二醇之间的相互作用要比其他多元醇受到更多的限制。这可以通过用于调节pH的氢氧化钠量表现出来，如图1所示。山梨醇和甘露醇显著地使与降低pH所需的氢氧化钠量有关的曲线偏移，而丙二醇仅使曲线轻微偏移。这一点在图2中进一步得到证实。

本发明特别涉及提供多剂量、自身防腐的眼用组合物，其不需要常规抗菌性防腐剂就具有足够的抗菌活性，以使组合物满足USP防腐效力要求以及水性药物组合物的其他防腐效力标准。

下表中给出了美国和其他国家/地区的多剂量眼药水的防腐效力标准：

防腐效力试验(“PET”)标准

(相对于时间的微生物接种物的对数级下降)

	细菌	真菌
			USP27	第7天下降1个对数(90％)；第14天下降3个对数(99.9％)；第14天后不再增加	组合物在整个试验期内必须证明，相对于最初接种物增加不超过0.5个对数或更低。
日本	第14天下降3个对数，第14天至第28天内无增加	在第14天和第28天时相对于最初计数无增加
			欧洲药典A1	6小时下降2个对数(99％)，24小时下降3个对数；28天后无恢复	7天下降2个对数(99％)，此后无增加
欧洲药典B	24小时下降1个对数；第7天下降3个对数；此后无增加	第14天下降1个对数(90％)，此后无增加
			FDA/ISO 14730	首次给药后第14天下降3个对数；再次给药后下降3个对数	在第14天时增加不高于起始值，到第28天时增加不高于第14天再次给药时的计数

¹欧洲药典中有两个防腐效力标准“A”和“B”。

上述USP27所确定的标准基本上与USP之前版本所述的要求一致，尤其是USP24、USP25和USP26。

本发明的组合物还可以任选地包含一种或多种低分子量氨基醇作为缓冲剂。可用于本发明的氨基醇是水溶性的，并且分子量为约60至约200。以下化合物是可用于本发明的低分子量氨基醇的代表：2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)、2-二甲氨基-甲基-1-丙醇(DMAMP)、2-氨基-2-乙基-1，3-丙二醇(AEPD)、2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇(AMPD)、2-氨基-1-丁醇(AB)。“AMP(95％)”是指95％纯度的AMP和5％的水，是本发明最优选的低分子量氨基醇。这些氨基醇可从Angus Chemical公司(Buffalo Grove，伊利诺伊州)商购获得。氨基丁三醇也可用于本发明的组合物中。

所用氨基醇的量依赖于所选择的氨基醇的分子量，以及该组合物中的其他成分存在与否(例如螯合剂、缓冲剂和/或张度剂)。所述氨基醇通常以增强本文所述的水性自身防腐药物组合物的抗菌活性所必需的量存在。对于特定组合物来说，所需的氨基醇量可通过比较试验确定。上述氨基醇也可用于本发明的组合物以中和硼酸盐或硼酸盐/多元醇络合物的pH值，或使组合物到达所需的pH水平。用于该目的的氨基醇的量为具体所选硼酸盐或硼酸盐/多元醇混合物及其浓度的函数。通常，本发明自身防腐的组合物可任选含有一种或多种氨基醇，其总浓度为约0.01至约2.0重量/体积％(“％w/v”)，优选0.1-1.0％w/v。

本文所述的锌、锌/硼酸盐、锌/多元醇和锌/硼酸盐/多元醇系统可包含于多种类型药物组合物中，以增强抗菌活性并且使所述组合物自身防腐，例如眼用、耳用、鼻用和皮肤用的组合物，但在眼用组合物中特别有效。所述组合物的例子包括：眼用药物组合物，例如用于治疗青光眼、感染、过敏或炎症的局部组合物；处理隐形眼镜的组合物，例如清洁产品和提高佩戴隐形眼镜的患者眼睛舒适度的产品；以及各种其他类型的眼用组合物，例如眼睛润滑产品、人工泪液、收敛剂等等。所述组合物可以是水性或非水性的，但通常是水性的。

本发明的组合物可以包含各种类型的治疗剂，然而，本发明最有效的相关治疗剂为非离子的，因为非离子的试剂不干扰溶液中锌阳离子的抗菌活性。阳离子治疗剂也可用于所述组合物，尤其是当所述试剂以游离碱形式或具有单价阴离子的盐例如盐酸盐的形式包含在组合物中时。包含在组合物中的单价阴离子盐形式的阳离子治疗剂可能干扰本文所述锌防腐系统的抗菌活性，这取决于所述阴离子的浓度。当选择适用于本发明组合物的治疗剂时，必须考虑这种干扰。类似的，也可考虑阴离子治疗剂的使用；然而，所述试剂可干扰锌离子的活性，这取决于该试剂浓度和其解离常数。

本发明眼用组合物中可含有的治疗剂例子包括前列腺素类似物(例如拉坦前列素、曲伏前列素和乌诺前列酮)，降血压的脂类(例如比马前列素)和糖皮质激素类(例如泼尼松龙、地塞米松和氯替泼诺)。

本发明特别涉及提供自身防腐、多剂量的眼用组合物，所述组合物用于治疗其中角膜或邻近的眼组织发炎的病症，或者需要频繁使用该组合物的病症，例如治疗干眼症患者。因此，本发明的自身防腐组合物在人工泪液、眼用润滑剂以及其他用于治疗干眼症和其他涉及眼睛发炎或不适的症状的组合物领域中特别有效。

本发明的组合物通常制成无菌水溶液。本发明的组合物还配制成与眼睛和/或其他用该组合物治疗的组织相容的形式。直接用于眼睛的眼用组合物应当配制成pH值和张力与眼睛相容的形式。

组合物的pH范围为4-9，优选5.5-8.5，最优选5.5-8.0。已经证实微碱性的pH能增加本发明组合物的抗菌活性。因此，优选采用7.0-8.0范围内的pH。

组合物的重量摩尔渗透压浓度为200-350毫渗摩尔/千克(mOsm/kg)，优选250-330mOsm/kg。如上所述，优选使用非离子的重量摩尔渗透压浓度调节剂，因为发现离子盐如氯化钠能降低本文所述基于锌的防腐系统的抗菌活性。特别优选采用丙二醇、甘油、木糖醇或其组合作为非离子的重量摩尔渗透压浓度调节剂。本发明的组合物也可采用硼酸作为重量摩尔渗透压浓度调节剂。如果采用硼酸，其在组合物中以离子和非离子的混合物存在。

本发明的组合物可含有多种类型的药用赋形剂，例如表面活性剂、粘度调节剂等，前提是所述赋形剂为非离子的。并不优选使用阳离子或阴离子形式的赋形剂，因为这些离子试剂可以干扰本文所述的基于锌的防腐系统。对于阴离子赋形剂来说尤其如此。因此，本发明的组合物优选不含或基本上不含阴离子赋形剂。

当使用阳离子或阴离子赋形剂时，组合物中含有赋形剂的量必须限定为一定的量，该量不能抑制组合物满足适用的防腐效力要求(例如USP、JP和/或EP)的能力并且可以满足调节制剂性质所需。例如，非离子表面活性剂聚氧乙烯40氢化蓖麻油可用于溶解或稳定药物，例如曲伏前列素。但是，已证实阴离子化合物12-羟基硬脂酸是赋形剂聚氧乙烯40氢化蓖麻油的杂质和潜在的降解产物，其与锌相互作用并形成颗粒。为了避免含有这些成分的组合物在商品储存期内形成颗粒，该组合物的pH应当为5.0-6.0，优选为5.5-5.9。这些发现在下文的实施例Y中进一步阐述。

如果需要的话，在本发明组合物中可以存在一种或多种常规的抗菌性防腐剂(例如苯扎氯铵和聚季铵盐-1)，但所述组合物优选不含任何常规的抗菌性防腐剂。若采用的话，所述防腐剂可以以常规的量存在，但考虑到本发明组合物的自身防腐性质，这些常规的抗菌性防腐剂也可以比仅存在常规抗菌性防腐剂时满足防腐效力要求所需的浓度更低的浓度存在。由于本发明的组合物可以是自身防腐的组合物，如果任选地含有抗菌性防腐剂，则其含量可以是单独作为抗菌性防腐剂无效的量。但是，整个组合物应当具有足够的抗菌活性，以满足USP/FDA/ISO防腐效力的要求。

如果存在常规的抗菌性防腐剂，其优选为非阴离子的，如果其为阴离子的，则优选其含量足够低以至于基本上不干扰本文所述防腐系统的抗菌活性。

申请人特别将所有引用的参考文献的全部内容引入本文，而且，当某一数量、浓度或其他数值或参数以范围、优选的范围或上限优选值和下限优选值列出的时候，应当理解为具体公开了由任何一对的上限或优选值和任何下限或优选值所组成的所有范围，而不论该范围是否分别公开。当本文引用了数值的范围时，除非另有说明，否则该范围意味着包括其端点以及该范围内的所有整数和分数。当限定了某一范围时，并不意味着本发明的范围限制于所述的具体数值。

在考虑本文公开的本发明说明书和实施例的基础上，本发明的其他实施方案对于本领域技术人员来说是显而易见的。应当了解，本发明的说明书和实施例仅仅是示范性的，本发明的真正范围和主旨由以下权利要求及其等同内容来说明。

以下实施例用来进一步说明本发明所选择的实施方案。这些实施例中所示的制剂是使用眼用药物组合物领域普通技术人员所熟知的方法制备。

下文实施例所述的抗菌防腐效力是按照美国药典24版(USP)的1A类产品所述的方法，采用微生物计数试验测定的。样品用已知水平的下述菌种接种：革兰氏阳性的营养菌(金黄色葡萄球菌ATCC 6538)、革兰氏阴性的营养菌(铜绿假单胞菌ATCC 9027和大肠杆菌ATCC 8739)、酵母(白色假丝酵母ATCC 10231)和霉菌(黑曲霉ATCC 16404)。随后在特定的间隔取样，以确定所述抗菌防腐系统能否杀灭或抑制特意引入该制剂的微生物的增殖。抗菌活性的水平或效力决定了其是否符合所述类别的制剂的USP防腐效力标准。在某些例子中，PET筛选试验仅进行7天，而不是14或28天，同时按照欧洲药典B的标准另外加入6和24小时的时间点来评价防腐效力。这种改进的PET筛选试验被证明是用于测定组合物是否符合USP或欧洲药典B标准的可靠试验。

表1

美国1A类产品的防腐标准，以生物群体的对数减少量表示

NI＝在该时间点或任何后续时间点无增加

NA＝所适用的标准(例如美国药典或欧洲药典B)中非必须的时间点

如表1所示，USP 24的抗菌效力试验要求含有IA类产品的组合物具有足够的抗菌活性，其使最初约10⁵-10⁶的细菌接种物在7天内下降1个对数(即微生物群体减少90％)，在14天内下降3个对数(即微生物群体减少99.9％)，并且要求微生物群体在14天后不能有任何增加。对于真菌，美国药典标准要求所述组合物在整个28天试验期内使起始接种物的群体维持在停滞状态(即不生长)。IA类产品为注射剂或其他胃肠外制剂，包括乳剂、耳用产品、无菌鼻用产品以及眼用产品，其用水性基质或溶媒制备。

计算微生物群体的误差界限通常为+/-0.5个对数。因此，本文所用的有关上述USP标准的术语“停滞”表示与起始群体相比，群体增加不能超过0.5个对数。

实施例A-E

评价实施例A-E的制剂，以确定缓冲阴离子对防腐效力的影响。如下文中所详述的那样，实施例A和B的制剂不含缓冲剂。尽管这些制剂满足USP防腐效力的要求，然而为了防止商品有效期(即，多达两年或更长时间)内pH值的偏差，仍然很需要存在缓冲系统。实施例C的制剂包含硼酸盐/多元醇缓冲系统，但该系统具有最小的缓冲容量。正如实施例A和B的制剂一样，实施例C的制剂满足了USP的要求。实施例D和E的制剂含有显著更高浓度的缓冲剂，因而具有更大的缓冲容量。然而，相对大量的缓冲阴离子的存在导致所述制剂不能满足防腐效力的要求。因此，实施例A-E的比较说明有效缓冲系统的需要和满足防腐效力要求所需的抗菌活性之间必须平衡。

实施例A的制剂不含任何缓冲成分。该制剂中用于调节pH的氢氧化钠量(0.2mM)是最小的，说明缓冲阴离子浓度很低。该制剂含有0.18mM锌(0.0025％氯化锌)，满足了USP防腐标准，但由于缺乏缓冲容量，从商业角度看是不合适的。

虽然实施例B的制剂中含有硼酸，但由于硼酸(单独)的pKa要远高于6，其并不具有缓冲容量。该制剂中用来调节pH的氢氧化钠量是很小的(0.3mM)。该制剂含有0.18mM锌(0.0025％氯化锌)，满足了USP防腐标准，但由于缺乏缓冲容量，从商业角度看是不合适的。

实施例C的制剂包含两种赋形剂：硼酸和丙二醇，二者一起显著增加了所述组合物的重量摩尔渗透压浓度，提供了很小的缓冲容量。在某种程度上，该制剂中用来调节pH的氢氧化钠量(0.5mM)要高于实施例A和B的制剂，但与本文所指定的限度(即，低于15mM，更优选低于5mM)相比仍很低。该制剂含有0.18mM锌(0.0025％氯化锌)，满足了USP防腐标准，但从商业生存力的角度看，其缓冲容量仍不理想。

实施例D和E的制剂中以所示的量添加硼酸和山梨醇，提供了有效的缓冲容量，但也导致了很高的缓冲阴离子浓度(即，分别为77和49mM)。实施例D不符合对第7天和14天的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的USP防腐标准。实施例E不符合对第14天的金黄色葡萄球菌和第7天和14天的大肠杆菌的USP防腐标准。这些结果证明，添加的大量缓冲阴离子破坏了组合物的防腐活性。因此，尽管实施例D和E制剂的缓冲系统是有商业生存力的，但其防腐系统并不满足USP的要求，因此不能接受为符合USP要求或美国以外的国家类似要求的商品。

实施例F-J

在这些实施例中，山梨醇的量被降至1％，同时使硼酸的浓度维持在1％，以降低缓冲阴离子的浓度。此外，实施例G、I和J含有0.75％的丙二醇。所有5个实施例中的阴离子缓冲浓度为约19mM。

实施例F和G的组合物含有0.18mM锌。其具有远高于上述实施例D和E制剂的抗金黄色葡萄球菌的活性。特别的，实施例F和G的组合物符合USP关于金黄色葡萄球菌的防腐标准。然而，尽管在锌离子浓度为0.18mM(实施例F和G)以及0.36mM(实施例H和I)时，与实施例D和E相比对大肠杆菌的抗菌活性得到改善，但其在第14天不足以持续满足USP防腐标准。将锌浓度增加到1.8mM(实施例J)改善了溶液的抗菌活性，从而使其符合USP标准。然而，如上所述，高浓度的锌在眼用产品中并非是优选的，因为在这些浓度下锌可能具有收敛作用。

所有实施例F-J的制剂含有19mM的阴离子缓冲浓度，其超过了本文所述的15mM的优选限度。而这些组合物(即使在相对高浓度的锌的情况下)不能持续的满足或优于USP防腐效力要求，也进一步说明了限制缓冲阴离子浓度的重要性。

实施例K-N

在这些实施例中，山梨醇的含量被降至0.25％，同时使硼酸的浓度保持在1％，以降低缓冲阴离子的浓度。此外，实施例L-N的组合物含有0.75％的丙二醇。实施例K和L的制剂阴离子缓冲浓度为约4mM，其在本文中所述低于5mM的优选范围内。相对于实施例F-J的制剂，在锌浓度为0.18mM(0.0025w/v％)时这些组合物的抗大肠杆菌活性得到显著改善，并且所述组合物符合USP防腐标准。在实施例M和N中，在维持USP防腐效力的同时，pH分别调节至5.5和6.5。本发明的代表性组合物，即实施例K-N的制剂所获得的结果进一步表明限制缓冲阴离子浓度对满足防腐效力要求的重要性。

实施例O和P

在这些实施例中降低了硼酸的量。制剂符合USP的防腐标准，是代表性的本发明组合物。

实施例Q和R

评价了含有或不含硼酸的包含0.18mM锌(0.0025％氯化锌)的制剂的防腐效果。结果显示，含硼酸/多元醇的抗菌活性更高。然而，即使不含硼酸，实施例R的制剂也表现出足够满足USP的防腐效力要求的活性。实施例R的制剂满足防腐效力要求的能力被认为部分地基于以下原因：所述制剂(i)不含任何多价阴离子缓冲剂以及(ii)含有非离子的试剂(即丙二醇)作为主要的重量摩尔渗透压浓度调节剂。实施例Q和R的制剂是代表性的本发明组合物。

^＊该制剂不含任何缓冲阴离子。但其含有缓冲阳离子氨基丁三醇。pH用8.8mM的HCl调节。

NT＝未试验。

实施例Q和S

比较实施例Q和S的制剂证明，在低水平的多价金属阳离子即钙存在下，含有0.18mM锌(0.0025％氯化锌)的制剂的防腐效力下降。然而，实施例S的制剂中多价金属阳离子的量(即2.3mM)低于本文所述的上限(即，低于5mM)，并没有达到足以显著抑制该制剂防腐效力的程度。实施例Q和S的制剂是代表性的本发明组合物。

NT＝未试验

实施例Q、T和U

比较从实施例Q、T和U的制剂得到的结果显示，当氯化锌浓度从0.18mM锌(0.0025％氯化锌)升高到1.8mM锌(0.025％氯化锌)时，防腐效力得到改善。所有三种制剂都满足USP防腐效力要求。然而，实施例Q的制剂(0.18mM锌)并没有清楚的满足欧洲药典B的要求。实施例T和U的制剂(分别为0.88和1.8mM锌)清楚的满足了欧洲药典B的要求；但是采用较高浓度的锌(即实施例U中的1.8mM)是不合适的，因为当其用于眼部时这种浓度可以产生收敛作用。实施例U的制剂中使用的锌浓度超出了本文所指定的范围(即0.04-0.9mM)。因此，实施例Q和T的制剂是代表性的本发明组合物，而实施例U的制剂是用于比较的。

NT＝未试验

实施例U、V和W

比较从实施例U、V和W的制剂得到的结果证明了pH对于本发明基于锌的防腐系统抗菌活性的影响。特别的，甚至在高浓度的锌(即1.8mM)下，实施例V的制剂(pH5.5)也不满足欧洲药典B的防腐效力要求，但当pH增加到6.5(实施例W)或7.5(实施例U)时，该制剂就能满足所述要求。这些结果显示，正如上文所述的那样，本发明的组合物优选使用微碱性的pH。当本发明组合物中的锌浓度低于1.8mM时，这项优选尤为重要。

NT＝未试验

实施例X

实施例X的制剂是代表性的本发明组合物，其含有的锌浓度为0.29mM，具有碱性pH，并且满足USP和欧洲药典B的防腐效力要求。这些结果进一步证明了上述在本发明组合物中优选使用微碱性pH的根据。

实施例	X
		FID	112736
批号	07-48252
		成分	浓度(w/v％)
氯化锌	0.004
		丙二醇	1.7
硼酸	0.25
		氨基丁三醇和/或HCl	调节pH至8.0
纯净水	QS 100％
		重量摩尔渗透压浓度(mOsm/kg)	265
氨基丁三醇浓度mM	12.4
		调节缓冲阴离子pH所需的单价阳离子(氨基丁三醇)＊	8.2
微生物	对数下降
		金黄色葡萄球菌6小时24小时7天14天28天	1.93.94.94.94.9

铜绿假单胞菌6小时24小时7天14天28天	2.23.04.74.74.7
		大肠杆菌6小时24小时7天14天28天	0.81.53.95.05.0
白色假丝酵母7天14天28天	2.12.94.1
		黑曲霉7天14天28天	0.91.91.8

^＊使用pKa为8.3进行计算

实施例Y

12-羟基硬脂酸(HSA)是赋形剂聚氧乙烯40氢化蓖麻油(“HCO-40”)的杂质和可能的降解产物。当HSA在阈浓度以上时，锌离子与HSA作用形成二-12-羟基硬脂酸锌颗粒。该颗粒物的形成是眼药水不能接受的。在新鲜配制的组合物样品(见下表Y-1)中开展了研究，以评价pH对于颗粒物形成的影响。通过向组合物中加入不同量的HCO-40来评价颗粒形成的可能性。结果如下表Y-2所示，当pH下降时，需要更高水平的HSA以形成颗粒。因此，对于含有表面活性剂HCO-40和锌离子的组合物来说，优选较低的pH，这样所述组合物可以在其整个有效期内保持不形成颗粒物。所述组合物优选的pH范围为5.0-6.0。所述组合物最优选的pH范围为5.5-5.9。

表Y-1

用于研究pH对二-12-羟基硬脂酸锌颗粒物形成的影响的组合物^a

成分	浓度W/V％
		曲伏前列素	0.004％
聚氧乙烯40氢化蓖麻油(HCO-40)	0.5％
		硼酸	1.0％
氯化锌	0.0025％
		山梨醇	0.25％
丙二醇	0.75％
		氢氧化钠/盐酸	调节pHb
纯净水	适量100％

^a以HSA检测这些样品。

^b将pH调节至5.5-6.5之间的预定值。

表Y-2

在室温下新配制的含HSA的组合物样品中，pH与颗粒物形成(通过显微观察)之间的关系

HSA总浓度	不形成颗粒物a的pH	形成颗粒物a的pH
			5ppm	6.00	6.10b
6.5ppm	5.75	5.90
			8ppm	5.58	5.75

^a根据对白色晶体颗粒的显微观察。

^b肉眼可见到颗粒；因此未作显微检查。

实施例Z

下述制剂代表本发明的自身防腐药物组合物的另一个实例。

实施例AA-AD

实施例AA和AB的制剂含有硼酸盐/多元醇缓冲液，而实施例AC和AD的制剂中分别含有柠檬酸盐和磷酸盐缓冲液。所有的制剂均含有0.11mM锌(0.0015％氯化锌)。实施例AA和AB的制剂是代表性的本发明组合物，其满足USP关于待检微生物的防腐效力要求。实施例AC和AD的制剂不满足USP对所有待检微生物的防腐效力要求。实施例AC和AD的制剂含有浓度超过5mM的多价缓冲阴离子(即分别为柠檬酸盐和磷酸盐)。该结果显示了在本发明的组合物中限制多价缓冲阴离子浓度的重要性。

^＊根据pKa和所用的缓冲液浓度计算

Claims (18)

1.多剂量、自身防腐的眼用组合物，其包含浓度为0.04-0.4mM的锌离子，浓度为0.25-2.5％w/v的多元醇，所述多元醇包括丙二醇和山梨醇，以及用于形成有效量的硼酸盐/多元醇络合物的硼酸盐，在组合物中的该硼酸盐浓度为0.1-2.0％w/v，

其中：(i)所述组合物中阴离子浓度低于15mM；(ii)所述组合物中的缓冲阴离子浓度低于10mM；和(iii)该组合物中除锌以外的多价金属阳离子的浓度低于5mM。

2.如权利要求1所述的组合物，其中所述组合物具有足以使组合物满足USP27防腐效力要求的抗菌活性。

3.如权利要求1所述的组合物，其中该组合物中的缓冲阴离子浓度低于5mM。

4.如权利要求1所述的组合物，其中该组合物中离子化的盐的浓度低于50mM。

5.如权利要求1所述的组合物，其中：(i)组合物中锌离子的浓度为0.1-0.4mM；(ii)组合物中多价缓冲阴离子的浓度低于5mM；(iii)组合物中多价金属阳离子的浓度低于5mM；以及(iv)组合物中离子化盐的浓度低于50mM。

6.如权利要求1-5中任意一项所述的组合物，其中所述的组合物包含前列腺素。

7.如权利要求6所述的组合物，其中所述的前列腺素为曲伏前列素。

8.通过在组合物中包含锌离子来提高水性眼用组合物抗菌活性的方法，改进之处包括组合物中使用的锌离子浓度为0.04-0.4mM，多元醇浓度为0.25-2.5％w/v，所述多元醇包括丙二醇和山梨醇，以及用于形成有效量的硼酸盐/多元醇络合物的硼酸盐，在组合物中的该硼酸盐浓度为0.1-2.0％w/v，并且将组合物中缓冲阴离子的浓度限定为低于10mM，该组合物中除锌以外的多价金属阳离子的浓度低于5mM。

9.如权利要求8所述的方法，其中缓冲阴离子的浓度低于5mM。

10.如权利要求8所述的方法，其中改进之处还包括将组合物中离子化盐的浓度限定为低于50mM。

11.如权利要求8所述的方法，其中所使用的锌离子浓度为0.1-0.4mM，组合物中的多价缓冲阴离子浓度限定为低于5mM，组合物中除锌以外的多价金属阳离子浓度限定为低于5mM，并且组合物中离子化盐的浓度限定为低于50mM。

12.如权利要求8-11中任意一项所述的方法，其中所述的组合物包含前列腺素。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述的前列腺素为曲伏前列素。

14.如权利要求1所述的组合物，其中组合物中的丙二醇浓度为0.25-1.25％w/v，组合物中的山梨醇浓度为0.05-0.5％w/v。

15.如权利要求1所述的组合物，其还包括有效量的治疗剂。

16.如权利要求1所述的组合物，其还包括选自比马前列素、拉坦前列素、曲伏前列素和乌诺前列酮的治疗剂。

17.如权利要求16所述的组合物，其中治疗剂是曲伏前列素。

18.如权利要求17所述的组合物，其中组合物具有的pH为5.5-5.9。

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