CN1257425A - 用于改善药物传送的胃停留控释微球体 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于使活性成分在胃环境中在延长的时间内受控释放的药物传送组合物,该组合物包含一种微球体,所述微球体包含在微球体内芯中的活性成分和(i)水不溶性聚合物的速度控制层和(ii )阳离子聚合物形式的生物粘合剂外层。

Description

用于改善药物传送的胃停留控释微球体
发明领域
本发明涉及一种用于使药剂停留在哺乳动物胃中的新方法，从而对胃疾病进行局部治疗，或者，改善那些在这种哺乳动物的小肠中吸收能力有限的药物的肠吸收。
发明背景
大多数药物的优选给药路径是经过胃肠道，且多数药物在整个肠道内吸收良好。但是，某些药物(通常是具有极性的药物)在大肠中的吸收较差。对于这类药物，主要的吸收区域是在小肠中。某些药物可利用自然的路径，如采用受体介导转运机理、主动转运机理或其它特异性转运机理，已知这些药物在小肠中具有所谓的“吸收窗”。术语“吸收窗”描述了这样一个事实，即药物将在肠道内的某一有限区域中吸收，而非在整个小肠和大肠中均被吸收。“吸收窗”可代表十二指肠、空肠或回肠或其一部分。这类药物的实例包括甲基多巴和卡托普利。这类药物可显示出在小肠中不太理想的吸收行为，在延长的时间段内将这些药物停留在高于其主要吸收位点的胃中是有利的，例如可通过胃停留药物制剂来实现这一点。
胃停留体系对于那些在胃中会产生局部作用的药物的给药来说也是有价值的。这类治疗的一个很好的实例是，抗菌素在局部治疗幽门螺旋杆菌(Helicobacter pylori)中公知的应用。进而，在下述文献中业已提出采用抗微生物物质来治疗幽门弯曲杆菌(Campylobacter pylori)(用其它物质如H2-受体阻滞剂进行附加治疗)：Hirsche和P1etschette(1989)(Campylobacter pylori andGastroduodenal Ulcers(幽门弯曲杆菌和胃十二指肠溃疡)(Rathbone和Heatley编.)，Blackwell(1989)p.217)。更具体地说，上述文献也指出，如果可以实现在胃中的停留，则显示局部活性的药物可易于口服给药以用于局部治疗。
现有技术中已提出了各种方法以实现胃停留，包括由于其密度或尺寸而显示出在胃中的延迟停留的剂量形式，或者利用基于推定的生物粘合概念的机制。
下述文献已对胃停留剂量形式的论题作了综述：Moes，Crit.Rev.Ther.Drug Carrier Syst.，10，143(1993)和Deshpande等，Drug Devel.Ind Pharm.，22，531(1996)。在这些综述性的论文中所提出的方法描述了用于延长药物传送体系的胃停留时间的办法，包括利用诸如脂肪酸的试剂、延长物质从胃至小肠通过的药剂以及诸如触叠聚合物片和气球样水凝胶的装置(Park，K.和Park，H.，Proc.Int.Symp.Control.Rel.Bioact.Mater，14，41(1987)和Cargill R.，Caldwell，I.J.，Engle，K.，Fix，J.A.，Porter，PA.，和Gardner，C.R.，Pharm.Res.，5，533，1988)。
初看起来，采用大单位剂量形式用于胃停留的概念具有吸引力，但是，已知存在包括在一部分患者群中食道或小肠阻滞在内的潜在问题。
另一种保留药物传送体系在胃中以达到延迟的方法是与大量进食一起服用尺寸大于约7mm且小于20mm的非崩解药片或胶囊。胃运动的天然过程确保这种尺寸的传送体系直至胃内食物排空才从胃中排出。其后，传送体系被清除进入肠道，这是通过被称为迁移肌电复合(III期活动)的生理过程的作用实现的。但是，在许多情况下，食物会影响药物的吸收，使治疗剂进入排空禁食的胃中将更为有利。
在局部治疗胃疾病时，当胃内排空液体/食物而实现药物传送体系与胃粘膜表面的紧密粘附也是有益的。此前，试图实现这一目标的努力未能完成，还没有报道提出在人体内停留时间的有益增长。本文中，“停留时间的有益增长”是指对于处于禁食状态的患者而言，胃内的停留时间至少大于对照组溶液制剂3倍的时间。
在药学文献中已综述了采用生物粘性聚合物作为胃停留材料，相关内容也成为专利申请的主题(例如，参见：Ch’ng，H.S.Park，H.，Kelly，P.，和Robinson，J.R.，J.Pharm.Sci.，74，399(1985)；Longer，M.A.，Ch’ng，H.S.，和Robinson，J.R.，J.Pharm.Sci.，74，406((1985)；和Gurney及Junginger(编)生物粘附可能性和未来趋势(Bioadhesion Possibili ties and Future Trends)，Wissenschafliche Verlaggeschelchaft(1990))。
具有增加胃停留性和生物粘附性的药片和药丸已在国际专利申请WO 94/00112中有述。在WO 92/18143中描述了在治疗胃疾病(包括幽门螺旋杆菌)中具体采用微粘合制剂。天然胶、植物提取物、硫糖铝、丙烯酸或甲基丙烯酸衍生物被视为能够在胃中给出持续释放和/或延迟停留的工具。
用于呋塞米口服给药的控释粘膜粘性微颗粒在US 5,571,533中有述。这种颗粒是由亲脂性赋形剂制成的，并用粘膜粘性阴离子聚合物包衣，所述聚合物选自：卡波姆、聚卡波非、羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素或其混合物。
Moes(1993)(见上述参考文献)指出，使用生物粘性聚合物改变胃肠传送已被放弃，其原因是这种粘膜粘性聚合物不能控制或显著减缓固体传送体系如丸剂和片剂的胃肠传送。
还研究了小丸和具有高密度的其它单一单位的胃停留性能，参见：Bechgaard，H.和Ladefoged，K.，J.Pharm.Pharmacol.，30，690(1978)和Clarke，G.M.不同大小和密度的球形颗粒的胃肠传送(Gastrointestinal transit of Spherical Granules ofDiffering Size and Density)，伦敦大学1989年博士论文，但是，对人体的研究并未能得到特别好的结果，除非比重大于2.0。本领域的技术人员可以理解，这样高的密度在加工和重量角度来看在常规药物生产中被认为是明显的缺点。
另外还报导了药丸和药片形式的低密度(浮动体系)(Babu等，Pharmazie，45，268(1990)；Mazer等，J.Pharm.Sci.77，647(1988))。尽管表现出某种较小的效益，但这种体系自身并未能体现出能提供胃中的停留延长。然而，它们确实提供了对早期和随机的胃排空的保护，而为了实现这一点，需要在餐后立即进行给药。
US 4,106,120中描述了包含碳酸氢钠且尺寸为0.1至2mm的浮动小胶囊，其由常规水溶性涂膜剂进行包衣。US 4,844,905描述了基于气体产生的类似浮动颗粒。浮动胶囊也在US 5,198,229中有述。Atyabi等(J.Control.Rel.，42，105(1996))描述了一种含有碳酸氢盐的离子交换体系，该体系在与胃内的盐酸接触时会释放出二氧化碳，此后，二氧化碳会被捕集在围绕珠粒的半渗透性膜内，这使颗粒浮动。所公开的适宜的包衣剂为Eudragit RS。所述颗粒可与食物一起服用，但在所述文献中没有描述在胃禁食的严格条件下对该制剂的测试。而且，还无药物被掺入该颗粒中以提供缓慢释放。
Burton等(J.Phara.Pharmac.，47，901(1995))研究了在人体中离子交换树脂以带负电的细颗粒形式的胃停留，并与水溶液进行了比较。他们发现，初始60-70％的树脂显示出与水相相同的清除速度，而其余30-40％的树脂则停留延长的时间。所有患者均是在过夜禁食后给药的。该文献未提及或暗示负载药物的微球体和具有受控释放性能的胃停留体系。
欧洲专利申请EP 635 261描述了具有改善药物吸收性能的包衣微颗粒，其由脱水的微颗粒组成，所述微颗粒包含一种可胶凝的水胶体母核，在其上沉积一层阳离子多糖膜。在该文献中所述的微颗粒促进了药物在肠中的吸收。该文献未提及胃停留(相反地，该文献暗示，微颗粒可包含于肠包衣的明胶胶囊中以保护颗粒，直至它们进入十二指肠)。在EP 635 261的微颗粒的基质内可掺入一种药理学上有用的药物。水胶体优选为琼脂、果胶、黄原胶、瓜尔胶、槐树豆胶、透明质酸、酪蛋白和藻酸的水溶性盐。获得微球体的过程是一种多步骤方法，其中，将可胶凝的水胶体的溶液加至一种介质(例如氯化钙)中，在其中进行水胶体的胶凝。分离出所形成的微颗粒，并将其悬浮于药物的浓溶液中，药物扩散进入微颗粒中。然后，分离出微颗粒，并将其悬浮于阳离子多糖(如二乙氨基葡聚糖)中以使多糖沉积至球体的表面上。此后，分离出包被的球体，洗涤和干燥。该文献并未表明药物在各加工步骤中如何被保留在颗粒中。该文献也未提及采用控速膜作为微颗粒组成的一部分。而且，该文献也未提及通过喷雾干燥法制备微颗粒。
作为药物载体体系，脱乙酰壳多糖微球体和微胶囊以前曾有报导。有关的综述性文献为：Yao等，J.M.S.-Rev.Macromol.Chem.Phy.，C35，155(1995)。为了制备这种体系，脱乙酰壳多糖用一种试剂如戊二醛进行交联。由复杂的凝聚法生产的脱乙酰壳多糖微胶囊也是公知的。藻酸盐是一种适宜的带负电的试剂，其可与带正电的脱乙酰壳多糖进行作用(例如，参见：Polk等，J.Pharm.Sci.83，178(1994))。基于脱乙酰壳多糖的持续释放的浮动颗粒在下述文献中有述：Miyazaki等，Chem.Pharm.Bull.，36，4033(1988)和Inouye等，Drug Des.Deliv.，4，55，1989。但是，在这些文献中所提及的颗粒均为大尺寸颗粒，并不包含释放速度改性聚合物。
US 4,895,724描述了用于控制和延长大分子释放的脱乙酰壳多糖组合物。该文献描述了脱乙酰壳多糖的多孔基质，大分子被分散于其中。该文献中，脱乙酰壳多糖可被各种试剂交联，这些试剂包括戊二醛、乙二醛、环氧氯丙烷和琥珀醛。该文献未提及微球体用于生物粘合或胃停留的应用。
其它文献也描述了用于口服传送的脱乙酰壳多糖微球体：Ohya等，J.Microencaps.，10，1(1993)；JP 5339149，EP 486 959，EP392 487。但是，这种颗粒并不是以提供控释作用为目标制备的。
在最近的国际专利申请WO 93/21906中，描述了包含药物的微胶囊形式或作为其上的包衣的生物粘性聚合物。据称脱乙酰壳多糖在生物粘性试验中表现较差。而且，制备脱乙酰壳多糖微颗粒的方法可使其带负电。
总而言之，提供一种具有下述属性的用于传送药物至胃部的体系是有益的：
-在哺乳动物(如人)受治疗者的禁食胃中具有有效的停留时间
-对水溶性和脂溶性药物具有高负载性
-在临床需要的相应时间内这种药物会受控释放(即，药物传送至胃中，和/或增强药物被小肠中吸收窗的摄取)
其它理想的属性包括：
-采用已建立的药物学加工方法制备该制剂
-在制备制剂的过程中采用的物质经批准可用于食品或药物中，或具有类似的合法地位。
发明描述
令人惊奇地发现，如下的微球体可提供如上所述满意的性能，所述微球体包含含有治疗剂(即活性成分或药物)的内芯(选择性地包含可胶凝的水胶体)、水不溶性聚合物速度控制膜(如乙基纤维素)和生物粘性阳离子聚合物外层，这种聚合物可包含阳离子多糖、阳离子蛋白质和/或合成阳离子聚合物。
按照本发明的第一个方面，提供了一种用于使活性成分在胃环境下于延长的时间内控制释放的药物传送组合物，该组合物包含一种微球体，该微球体包含在其内芯中的活性成分，和(i)水不溶性聚合物的速度控制层和(ii)阳离子聚合物形式的生物粘合剂的外层(以下被称之为“本发明的组合物”)。
通常，本发明的组合物为多个微球体形式，所述微球体在与适宜的流体(如水)给药于哺乳动物后，最初浮动于胃上，并具有提供颗粒与胃壁粘液或当胃排空液体/食物时与胃壁自身进行有益作用的表面。包含呈持续释放体系的药物的微球体内芯用阳离子聚合物包衣。控速层可为含有药物的微球体内芯的一部分，或以分开的一层存在。药物可在内芯内均匀(均相)或不均匀(多相)地分散。本发明的组合物可支持在延长的时间内于胃肠道的胃环境(即胃区域)中释放药物(例如，至少为胃排空水(在正常的条件下)所需时间的两倍)。
对本发明而言，所谓“微球体”包括微颗粒，其基本上为球形，并具有“微米”级尺寸，还包括微胶囊(在药物包囊时，其为微球体或微颗粒而非在基质中均匀分散)。所谓“基本上为球形”是指微颗粒具有优良的球形(例如，大于80％的颗粒所具有的最长可测量直径小于或等于最小可测量直径的两倍，用光学显微镜测量)。
微球体的尺寸范围为0.5-1000μm，更优选1-700μm，首选5-500μm，采用激光衍射法测得的体积平均直径(MVD)。我们发现，上述尺寸范围给出胃内优良的停留。大颗粒如尺寸大于1000μm(如1000至2000μm)的丸粒和颗粒粘性差。
我们还发现，本发明的组合物具有低密度，在用适宜的给药液体给药后，开始时漂浮于胃上面。当胃排空其内容物时，颗粒粘附并包在胃壁上。
可用于外层中作为生物粘合剂的阳离子聚合物包括合成阳离子聚合物，和特别是阳离子多糖和阳离子蛋白质。应选材料使微球体带有净正电荷，在pH4和0.001M缓冲液中(如磷酸盐缓冲液，McIlvanes缓冲液，HEPES缓冲液)，正电荷大于+0.5mV，更优选大于+5.0mV，最优选大于+10mV(通过微电泳技术测量)。
盐形式的脱乙酰壳多糖为优选的阳离子生物粘合材料。脱乙酰壳多糖无毒并存在于膳食中。在胃的pH值下，其为一种带正电的生物聚合物。脱乙酰壳多糖会与粘蛋白中带负电的唾液酸作用是公知的(Fiebrig等，胶体和聚合物科学的进展(Progress in Colloidand Polymers Sci.)，94，66(1994))。
脱乙酰壳多糖是通过壳多糖脱乙酰反应制备的。脱乙酰壳多糖的脱乙酰度应大于40％，优选大于60％，首选大于80％。脱乙酰壳多糖的分子量应大于5000D，优选大于10000D，首选大于50000D。脱乙酰壳多糖可以脱乙酰壳多糖盐形式使用(例如，谷氨酸盐、乳酸盐、盐酸盐或乙酸盐)，或者以脱乙酰壳多糖衍生物形式使用(例如N-三甲基脱乙酰壳多糖氯化物)。
其它可采用的适宜生物粘合阳离子聚合物包括酸性(高等电点)明胶、聚半乳糖胺、蛋白质(聚氨基酸)，如多熔素、聚鸟氨酸，聚季铵化合物、谷醇溶蛋白、聚亚胺、二乙氨基乙基葡聚糖(DEAE)、DEAE-亚胺、聚乙烯基吡啶、聚硫代二乙氨基甲基乙烯(PTDAE)、聚组氨酸、DEAE-甲基丙烯酸、DEAE-丙烯酰胺、聚对氨基苯乙烯、聚环氧丁烷、共聚甲基丙烯酸(如HPMA，N-(2-羟基丙基)-甲基丙烯酰胺的共聚物)、EudragitRL、EudragitRS、GAFQUAT(见US3,901,862)、聚酰氨基胺、阳离子淀粉、DEAE-葡聚糖和DEAE-纤维素。用于本发明的聚阳离子物质的分子量大于5000D，优选至少为50000D。
用于控速层的优选水不溶性聚合物包括乙基纤维素和聚甲基丙烯酸甲酯。所谓“水不溶性聚合物”是指，在室温下，聚合物在pH7的蒸馏水中的溶解度小于1mg/mL。控速层和阳离子聚合物可包含或不包含相同的物质(如聚甲基丙烯酸甲酯)。
当用于本发明组合物的药物为极性药物时，微球体的内芯可进一步与治疗剂一起包含一种胶凝的水胶体(即，在微球体生产过程中胶凝以提供结构的水胶体(一种成网剂))。可采用的适宜的水胶体物质包括明胶、白蛋白和藻酸盐，例如琼脂、果胶、黄原胶、瓜尔胶、槐树豆胶、透明质酸、酪蛋白和藻酸的水溶性盐。凝胶性水胶体可由本领域技术人员公知的方法胶凝(例如，将水溶液冷却、与金属离子作用等)。
所谓“极性药物”是指在pH7.4下在水与辛醇间的分配系数小于500的化合物。
本发明的组合物采用生产能包埋药物并在胃中缓慢释放药物之组合物(见上)的方法来生产。因此，本发明组合物可采用各种技术制备，例如，乳化及随后的真空溶剂蒸发法、喷涂法等。但是，我们也发现，本发明的组合物可方便地采用乳化法与喷雾干燥法的结合来制备。
对于极性药物(包括水溶性药物)而言，可采用新型双乳化法(水包油包水；w/o/w)。令人惊奇地发现，可采用这种特殊方法来制备带正电并具有控释性能的浮动微球体，这种方法特别适用于水溶性药物。
本文中油定义为在10mL水中的溶解度小于2mL(油)的任何液体(即其与水不混溶)。
所谓“水溶性药物”包括在双层(w/o/w)乳液的内部水相中具有足够大的溶解度(例如，大于1mg/mL，优选大于10mg/mL)的药物，从而能够由随后的喷雾干燥法形成微球体，使所述喷雾干燥法的药物负载量足够高(如大于10％)以允许所生产的本发明组合物以常规胶囊制剂或类似的口服剂量体系(如扁囊剂或小药袋)给药，其内容物例如可通过分散于水中并饮用之来给药。
在包含极性药物的本发明的组合物经乳化法的制备过程中，用在控速层中的水不溶性聚合物可溶解于油相中。
对于非极性药物而言，可采用水包油(o/w)乳化法。在每种情形下，可随后采将乳液进行喷雾干燥。所谓“非极性药物”包括在有机溶剂(所述溶剂包括二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯等)中具有足够大的溶解度(例如，大于1mg/mL，优选大于10mg/mL)的药物，从而，这种药物能够溶解于水包油乳液体系的选定的有机相中，其量足以由随后的喷雾干燥法形成微球体，使所述喷雾干燥法的药物负载量足够高(如大于10％)以允许所生产的本发明组合物以常规单次单位硬胶囊(如由明胶或淀粉制成)给药，或者类似的口服给药体系如扁囊剂或小药袋给药，其内容物例如可通过分散于水中并饮用之。
在本发明含非极性药物的组合物的制备过程中，治疗剂可溶解于用于控速层的相同溶剂(即油相)中。
本领域的技术人员可以理解，药物可溶解于所采用的乳液的内相中，或可悬浮于其中(取决于其在该相中的溶解度)。
在极性药物加非极性药物情形下，生物粘性阳离子聚合物均可在水相中提供，或者为水包油乳液的水相，或者为水包油包水乳液的外部水相。乳液体系可按照本领域技术人员公知的技术制备，如下面所述。
当本发明的组合物通过如上所述乳液法生产时，用于本发明组合物的适宜浓度为：对于制备双层乳液的分散相而言，胶凝性水胶体(如果采用的话)浓度为0.1-30％，优选0.5-20％。控速层在适宜有机溶剂中的浓度为0.5-20％，优选1-10％。有机溶剂优选二氯甲烷。用于制备双层乳液外相的生物粘性阳离子聚合物浓度为0.05-10％w/w，但优选0.1-5％，更优选0.2-2％。药物浓度可为0.01-90％，取决于所采用的药物。上述百分比是由在所处的适宜乳液相中具体组分的重量表示的。
在形成适宜的乳液体系后，可在本领域技术人员公知的条件下，方便地通过喷雾干燥法制备本发明的组合物。例如，通过喷雾干燥溶解于稀乙酸中的脱乙酰壳多糖制备简单脱乙酰壳多糖微球体在现有技术中有述：Sugaya(Jpn.Kokai Tokyo Koho，JP 6320302)。我们发现，喷雾干燥是一种易于按比例放大的制备药物微颗粒的方法。
采用适宜的喷雾干燥设备可将形成的乳液制成微球体。适宜的设备包括以下实施例中描述的那些。其它可采用的适宜的设备包括可由下述公司购得的设备：Buchi(瑞士)，Niro/Areomatic-Fielder(瑞士/美国)，LabPlant(英国)和Yamamoto(日本)。为获得微球体所需的颗粒尺寸和释放性质，可以按照相应生产商的指示调节操作条件，如进入喷雾干燥器中的溶液流速、喷嘴的尺寸、入口和出口空气温度、雾化压力和干燥空气的流速。药剂领域的技术人员在适当注意实验设计的公知方法后，易于选择最优化条件。
按照本发明的另一个方面，提供了一种制备本发明组合物的方法，该方法包括对包含组合物各组分的水包油乳液、水包油包水乳液进行喷雾干燥。
通过增加胃pH至正常禁食期范围(1.5-2.5)以上，本发明的组合物可实现对胃停留的改善。因此，在粘液中的唾液酸残基将大部分为离子化形式，将会与阳离子聚合物进行强烈作用。某些食物也会增加pH值至高于pH5，并持续30分钟或更长。接受H2-拮抗剂、质子泵抑制剂或解酸剂的患者代表一种特殊情形，其中，胃pH值将会通过药物作用而升至4这一事实将带来好处。以这种方式升高pH值特别适用于治疗幽门螺旋杆菌感染。
因此，按照本发明的另一个方面，本发明提供了一种用于治疗幽门螺旋杆菌感染的试剂盒，其包括：含有H2-拮抗剂、质子泵抑制剂或解酸剂的组合物，和包含适用于治疗幽门螺旋杆菌的药物的本发明组合物。
本发明的组合物在适当时可进行表面硬化，例如，在适当时，采用本领域技术人员公知的戊二醛、甲醛、benzydianone、苯醌、三聚磷酸盐或其它交联剂进行部分交联，以提供不会迅速溶解于胃中(以致不能提供有益的生物粘合作用)的完整生物粘性表面层。实施交联的条件，如所需交联剂用量，通过检测微颗粒的ζ电势来确定，调节加工条件直至获得所需的ζ电势(例如，通过在低离子强度(0.001M)及pH4.0下的颗粒显微电泳法确定)。本发明的组合物带有净正电荷，据信，这将通过与带负电的粘蛋白的唾液酸基团进行相互作用而提供有益效应。
本发明的组合物可以以适宜的剂量形式给药于哺乳动物，所采用的技术及采用的传送装置均为本领域技术人员公知的，例如可通过胶囊、粉剂或压制片剂通过口服给药，它们会溶解于胃中，释放出生物粘性颗粒。本发明的组合物可与适宜的给药液体(如水)一起服用。
可包含在本发明组合物中的活性成分包括那些适用于局部治疗胃病的治疗剂以及通常由于在小肠中有限的吸收性而在胃肠道中吸收有限的那些化合物。用于治疗胃疾病的活性成分包括适宜于治疗幽门螺旋杆菌感染的那些成分，以及H2-拮抗剂和质子泵抑制剂。以下给出了非限定性实例：甲硝唑、氨苄青霉素、多西环素、四环素、土霉素、伊曲康唑、雷尼替丁、西米替丁、法莫替丁、尼扎替丁、奥美拉唑。
显示出在小肠中具有优选吸收性并可用于本发明组合物的药物可在所有治疗种类中找到。其非限定性实例如下：左旋多巴、甲基多巴、呋塞米、卡维地洛、阿替洛尔、托吡酯、氢氯噻嗪、卡托普利和奥利司他(和其它用于治疗肥胖症的药物)。
也可采用上述治疗剂/活性成分的组合。
为免除怀疑，术语“治疗剂”在本文中包括适用于治疗和预防疾病的药剂。
根据所采用的治疗剂，本发明的化合物可用于治疗/预防哺乳动物患者的疾病/病症。对于上述药物的非穷举性实例，可提及的疾病/病症包括所述治疗剂公知有效的那些，包括在下述文献中所讨论药物的那些：Martindale“The Extra Pharmacopoeia”，第31版，皇家药物协会(Royal Pharmaceutical Society)(1996)。
可用于本发明组合物的治疗剂用量将取决于所采用的治疗剂和所治疗的疾病，其通常用量范围为0.1mg-10g。但是，本领域技术人员知道，治疗剂的适宜剂量易于通过非创造性劳动确定。例如，假设0.1-100％的剂量被吸收，可由已知可注射产品估计剂量。适宜的单次单位剂量可为100μg-1000mg，这取决于所采用的治疗剂和给药方式。适宜的每日给药剂量为100μg-5g/天，取决于所采用的治疗剂。
本发明的组合物每日一次服用，或分多次(如三次)服用，这取决于所治疗的疾病。
组合物也可包含其它药物赋形剂形式的添加剂，如防腐剂(如低浓度物质，如偏硫酸氢钠)、稳定剂、矫味剂、吸收增强剂如填充剂(例如，乳糖、微晶纤维素)、滑动剂和润滑剂、胆汁盐、磷脂和酶抑制剂。
本发明的组合物具有以下优点：它们可在哺乳动物(如人)患者的禁食胃中具有显著的停留，可用于掺入高负载量的水溶性和脂溶性药物，并可提供在相应于临床需求的长时间内该药物的控制释放。
进而，本发明的组合物具有以下优点：它们可用于帮助药剂在哺乳动物的胃中停留，根据所采用的药物，可提供对胃疾病进行局部治疗，或者改善在这种哺乳动物的小肠中吸收能力有限的药物在肠道的吸收。
此外，本发明的组合物具有以下优点：它们可采用已知的药物加工方法制备，并采用食品或药物可采用的材料或符合类似法规的材料。
按照本发明的另一个方面，提供了一种治疗或预防疾病的方法，包括将包含对所述疾病有效的治疗剂的本发明组合物给药于需要进行这种治疗的患者。
通过下述实施例说明本发明，但它们并非对本发明的限制。其中，实施例1-4用于说明，当采用某些在现有技术中所述的方法时，不可能产生具有适宜性能的微球体。以后的实施例5-7是对本发明的说明，其中，可采用新型乳液喷雾干燥法(水包油包水(w/o/w)和水包油(o/w))。实施例8表明，本发明的组合物显示出在病人的胃中停留增强。
各实施例提到以下附图，其中：
图1显示了通过w/o乳液喷雾干燥法制备的负载西米替丁的微颗粒的释放曲线。
图2显示了通过o/w乳液喷雾干燥法制备的负载尼扎替丁的微颗粒的释放曲线。
图3显示了通过w/o/w乳液喷雾干燥法制备的负载西米替丁的微颗粒的释放曲线。
图4显示了通过w/o/w乳液喷雾干燥法制备的负载法莫替丁的微颗粒的释放曲线。
图5显示了说明胃排空由w/o/w乳液喷雾干燥法制备的负载氯屈膦酸二钠四水合物的微球体制剂的直方图。
                     实施例1
        非交联脱乙酰壳多糖微球体的制备
将脱乙酰壳多糖盐酸盐(0.3-0.4g；Seacure CL 210，从挪威Pronova获得)称重后加至50mL的烧杯中，加入20mL水溶解脱乙酰壳多糖。将形成的溶液用水加至100mL，用于喷雾干燥法。采用SD-04喷雾干燥器(Lab Plant，英国)进行并流喷雾干燥，采用标准0.5mm喷嘴。入口温度控制在160℃。喷雾流速控制在6mL/min。将压缩喷雾空气流量(由空气输入体积表示)设置在10L/min。形成的颗粒具有优良的球状，由光显微镜(Nikon Optiphot)测定，放大20或40倍，颗粒的平均尺寸为6微米(体积平均直径(MVD))，采用激光衍射法测定(Malvern Mastersizer Model MS 1002)。颗粒带有+27mV的ζ电势(表面电荷)，在0.001M乙酸盐缓冲液及pH4.0下进行测定，采用Malvern Zetasizer mark IV。为进行该测定，将1-3mg的微球体分散于缓冲体系中。
但是，由该方法制备的微球体发现在水中膨胀，相当迅速地溶解于pH2.0的缓冲液中(胃的条件)。因而，这种微球体在胃中的寿命很短，不具有控释特性，并且，对于控制药物传送和胃停留均是不适宜的。
                     实施例2
采用喷雾干燥法制备交联的脱乙酰壳多糖微球体，无控速层
为了生产不会膨胀并不会溶解的稳定的脱乙酰壳多糖微球体，采用甲醛和戊二醛作为交联剂，通过喷雾干燥法制备不含药物的微球体。
所采用的方法如实施例1所述，只是在喷雾干燥前，定量的甲醛或戊二醛的水溶液被加至脱乙酰壳多糖溶液中。脱乙酰壳多糖浓度为0.1％。交联剂的确切用量为1％甲醛溶液0.5、1.0、2.0、4.0、8.0mL，1％的戊二醛溶液0.5、1.0、1.5、2.0、4.0、8.0和16.0mL。
所形成的微球体具有优良的球形。采用甲醛进行交联而生产的这些微球体的尺寸为1.75-3.2μm(MVD)，于0.001M的pH4乙酸盐缓冲液中测量ζ电势在+16至+20mV内。交联剂用量越大，则正ζ电势越低。类似地，戊二醛交联的体系的尺寸(MVD)范围为1.5-3.7μm，ζ电势为+21至+14.5mV；同样，交联剂用量越大，则正ζ电势越低。当0.2％的脱乙酰壳多糖溶液与相同量的戊二醛一起使用时，颗粒仍具有优良的球形，但是，尺寸更大一些(8.8-2.3μm；MVD)。ζ电势类似于0.1％的脱乙酰壳多糖溶液获得的结果。这些微球体不含有药物；以下制备包含药物的类似微球体。
                      实施例3
         采用喷雾干燥法制备负载药物的微球体
采用与实施例2类似的方法制备微球体。
将10mg的西米替丁加至500mL的0.1％或250ml的0.2％脱乙酰壳多糖水溶液中。在磁搅拌器搅拌下，加入特定量的2％戊二醛水溶液或1％甲醛水溶液。采用实施例1的过程进行喷雾干燥。
微球体的性能如下：在所有情形下，发现微球体是球形。药物负载量大约为17％w/w。尺寸范围为2.0-7.9μm(MVD)，取决于所采用的初始脱乙酰壳多糖浓度(0.1％或0.2％)以及加入的交联剂量(1-4mL的4％戊二醛)。在pH4.0下于0.001M乙酸盐缓冲液中的ζ电势为+15至+17mV的窄范围内。用甲醛作为交联剂获得了相似结果。
药物负载按下述过程测量：将精确称重后的确定量的负载药物的脱乙酰壳多糖微球体放置在50mL容量瓶中。用0.1N的硫酸将混合物分散并稀释至体积。在超声浴(Decon FS 100)中对悬浮液进行超声处理10分钟，并保持在室温下过夜，以使药物从微球体中充分溶出。用0.2μm的注射过滤器过滤5mL的悬浮液以除去颗粒性物质，测定吸光度。药物含量采用分光光度分析法测量。
体外释放按下述过程测量：体外试验采用具有溶出桨组件(USP装置2或BP装置11)的溶出设备(Copley-Erweka DT-6)进行。将样品悬浮于37℃下pH7.4的300mL磷酸盐缓冲盐水中，以50rpm速度搅拌。将精确称量的具体用量的负载药物微球体加入各个容器中。将3ml样品以预定时间间隔吸入注射器中。将相同量的新溶出介质加至体系中。将样品过滤，用分光光度分析法测量药物含量。以纯的未掺入的游离药物作为对照。溶出测量表明，由通过喷雾干燥法制备的脱乙酰壳多糖微球体释放H2-拮抗剂极其迅速。大多数药物在15分钟内释放，溶出曲线基本类似于未掺入的药物。
因此，尽管可以制备小颗粒尺寸、带正电且具有优良药物负载性的经交联的脱乙酰壳多糖微球体，但掺入药物的释放非常迅速，所制得的产品不具有临床价值。
                    实施例4
  采用油包水乳化法和喷雾干燥法制备控释微球体
上述实施例中所述的操作过程清楚地表明，如现有技术所述的进行了简单稳定化处理的脱乙酰壳多糖微球体并不适于提供对掺入药物进行控制释放的胃肠道体系。为了延迟药物释放，采用乳化方法研究了另一途径，其中，采用乙基纤维素作为药物停留剂。此外，水溶性药物首先溶解于明胶中，从而得到一种网络形成剂，以使所生产的喷雾干燥微球体的内部具有物理结构。
将0.1g的明胶与0.1g的药物(西米替丁或法莫替丁)称重加至16mL试管中。加入5mL蒸馏水。将混合物加热至60℃时，得到澄清的溶液。
将0.4g水不溶性聚合物乙基纤维素(EC-Dow)溶解于100mL烧瓶中的50mL二氯甲烷中。在磁搅拌下，将包含药物和明胶的水溶液滴加至油相中。然后，将该体系在11000rpm下均化2分钟。所形成的油包水(w/o)乳液直接在下述条件下进行喷雾干燥：采用SD-04喷雾干燥器(Lab Plant，英国)以标准的0.5mm喷嘴进行并流喷雾干燥。入口温度控制在50℃。喷雾流速控制在8mL/min。
                     表1
     由w/o乳液喷雾干燥法制得的微球体的特性药物      药物含量(％)    尺寸(μm)    ζ电势(mV；pH7)*西米替丁    15.5            6.04            -4.0法莫替丁    12.8            10.09           -3.3*磷酸盐缓冲液0.0001M
由w/o乳液喷雾干燥法制得的颗粒的物理化学特性示于表1。结果看出，其球形较差。颗粒尺寸为约10μm。由于带正电的物质如脱乙酰壳多糖未用于该实施例中，所制备的颗粒带负电。
由w/o乳液喷雾干燥法制得的微颗粒的药物释放在如前所述的溶出设备中进行。由w/o乳液喷雾干燥法制得的负载西米替丁的微颗粒的释放曲线示于图1。与如实施例1所述，由采用脱乙酰壳多糖的常规喷雾干燥法所制备的负载药物的微球体相比，由这种颗粒释放的西米替丁大为延迟。药物在几个小时内逐渐释放。
可以看出，微颗粒浮动于溶出介质表面上。向溶出介质中加入0.05％吐温80形式的润湿剂会增加释放速度。
                    实施例5
    采用水包油(o/w)乳液/喷雾干燥法制备控释微球体
在药物会充分溶解于有机溶剂的情况下，不可能采用水包油乳液制备负载药物的微球体。这里，包含药物和乙基纤维素(或其它适宜的控释聚合物)的油相分散于脱乙酰壳多糖水溶液，然后进行喷雾干燥。这种方法可采用H2-拮抗剂尼扎替丁作为实例。
将0.1g尼扎替丁和0.2g乙基纤维素溶解于在16mL试管中的5mL二氯甲烷中。在磁搅拌下，向其中滴加入100mL0.4％的脱乙酰壳多糖水溶液。在12500rpm下均化1分钟，如果需要的话，对混合物进行超声处理。在加入2mL的4％戊二醛水溶液后，将乳液进行喷雾干燥。采用SD-04喷雾干燥器(Lab Plant，英国)以标准的0.5mm喷嘴进行并流喷雾干燥。入口温度控制在13℃。喷雾流速控制在6mL/min。空气流速设置为10L/min。负载药物的微颗粒的球形优良。负载药物的微球体的颗粒尺寸为7.7μm(MVD)。在pH4.0下于离子强度0.001M下的ζ电势为+9.0mV。药物负载为8.4％w/w。
采用如实施例3所述的USP溶出法测量药物释放。尼扎替丁的浓度由紫外分光光度法在313nm处测量，采用Wozniak的方法(Analytical Profile of Drug Substances，19，Ed.K.Florenz，Academic Press，San Diego，p.397，1990)。得到了控释曲线(图2)。
                    实施例6
  由新的w/o/w乳液喷雾干燥法制备的浮动微球体制剂
通过如实施例3所述的常规喷雾干燥法制备的脱乙酰壳多糖微球体具有优良的球形，并带有正电荷。但是，由微球体释放H2-拮抗剂的速度较快，并伴随有“突发效应”。由采用实施例4所述的w/o乳液喷雾干燥法制备的微颗粒进行的药物释放虽被延迟，但是，颗粒不能进行胃停留。在下述方法中，制备出带正电的微球体。
将0.1gA型明胶和0.1g水溶性药物(西米替丁或法莫替丁)称重并加至16mL的试管中。加入5mL蒸馏水。将混合物加热至60℃时，获得由澄清溶液组成的水相。该相被称之为内相。在50mL烧杯中，将由0.2g乙基纤维素(Dow)组成的油相溶解于50ml烧杯中的25mL二氯甲烷中。外部水相由在200mL烧杯中的150mL的0.3％脱乙酰壳多糖(MW140-160kD)水溶液构成。
在磁搅拌下，将内水相滴加至油相中。然后，采用Silverson均化器(Silverson，Chesham，Bucks，UK)在11000rpm下均化2分钟。如果需要的话，进行超声处理。在磁搅拌下，将这种初级乳液滴加至外水相中。进一步在11000rpm下均化2分钟。将交联剂2mL4％戊二醛加入，进行喷雾干燥。采用SD-04喷雾干燥器(Lab Plant，英国)以标准的0.5mm喷嘴进行并流喷雾干燥。入口温度控制在150℃。喷雾流速控制在6mL/min。按照相同的过程制备无药物的微球体，只是不加入药物。
采用w/o/w乳液喷雾干燥法生产的无药物微球体的特性列于表2中。采用光学显微镜(喷雾干燥前)证实了w/o/w双乳液形成，还采用适宜的溶出介质(USP模拟胃流体)评价所形成的微球体的浮动特性。在扫描电镜下，破碎时看到颗粒是中空的，这表明了低密度和潜在的浮动特性。通过光学显微镜确认，所形成的w/o/w乳液非常好，“油颗粒”看起来包含了水滴。w/o/w乳液液滴和获得的微球体的尺寸取决于混合速度和喷雾干燥设备喷嘴的安装位置。快速混合(或超声处理)导致颗粒尺寸较小。通过逆流喷雾干燥生产较大的微球体。所形成的乳液颗粒的直径约为20-40μm。
在乳液的溶剂通过蒸发除去后，颗粒的尺寸减少至约10-15μm。为了制备尺寸为10μm并具有浮动特性的颗粒，所采用的过程中对初级乳液和二级乳液的混合速度设置为12600rpm下1分钟，再采用常规的并流喷雾干燥。
如此制备的负载药物的微球体的特性示于表3中。颗粒尺寸与无药物微球体的相似。颗粒带正电。药物负载量高。球形可以接受。
体外试验采用如前所述的溶出设备进行。采用溶出桨式组件(USP设备2或BP设备II)。但是，也可采用篮式组件(USP设备1或BP设备1)。将微球体填充入硬明胶胶囊中。将样品逐一称重加至胶囊中，并释放于300-500mL的pH7.4的磷酸盐缓冲盐水或模拟胃流体中，所述模拟胃流体包含不同量的表面活性剂吐温80(用于评价润湿剂的用量对释放速度的影响)。温度和搅拌速度分别设置为37℃和50rpm。将3mL的溶出样品以预定时间间隔吸入注射器中。将相同量的新溶出介质补充入体系中。样品用0.2μm的注射过滤器过滤。药物含量通过分光光度分析法测量。
                 表2
由w/o/w乳液/喷雾干燥法制备的无药物微球体的特性
          乳液混合速度   w/o/w乳液尺寸(μm) 获得的微球体的尺寸(μm)  浮动特性
    初级     二级
12600；1min  12600；1min     ＜20     9.71   +
12600；30sec  12600；30sec     40-80     16.41   ++
12600；1min*  12600；30sec     5-10     7.71   +
12600；1min  12600；30sec     20-40     20.93**   +
*对初级乳液进行超声处理
**逆流喷雾干燥
+浮动能力良好
++流动能力优异
                 表3
由w/o/w乳液/喷雾干燥法制备的负载药物微球体的特性
负载的药物     药物含量(％)     尺寸   ζ电势
    加入     测得     (μm)   mV(pH4)
西米替丁     13.3     12.7     11.68   +13.4
西米替丁     15.5     12.7     9.58   +13.0
法莫替丁     13.2     13.1     14.44   +10.2
法莫替丁     5.5     3.8     11.57   +11.0
西米替丁和法莫替丁从浮动性脱乙酰壳多糖微球体中的释放在溶出介质中于不同用量的润湿剂吐温80存在下进行试验，溶出介质为磷酸盐缓冲的盐水(PBS)和模拟的胃流体(SGF)。结果示于图3和4中。所有的微球体具有缓慢的释放特性，即使在润湿剂存在下也是如此。
                     实施例7在不加入交联剂下采用新的w/o/w乳液喷雾干燥法制备的浮动微球
                     体制剂
将4g的脱乙酰壳多糖谷氨酸盐(SeaCure G210，Pronova)称重加入1L的容量瓶中，并溶解入大约600mL的去离子水中。用水将溶液补充至1L。将2.4g的乙基纤维素(45cps，Dow)溶解于120mL二氯甲烷中。将0.6g的明胶A(175bloom，Croda)称重加至20mL的容量瓶中，并溶解在大约15mL的去离子水中，并升温至约50℃。用水将溶液补充至600mL。将12.6g的氯屈膦酸二钠四水合物称量加至烧杯中，并通过加入20mL明胶溶液溶解之。将600mL脱乙酰壳多糖溶液转移至1L烧杯中，将在冰浴中冷却至少5分钟。
将明胶/氯屈膦酸盐溶液和120mL乙基纤维素溶液转移至250mL烧杯中。采用Silverson均化器(L4R型)在10000rpm下将混合物乳化1分钟，产生油包水乳液。在乳化过程中将烧杯放置在冰浴上，以防止乳液过热。
将油包水乳液(明胶/氯屈膦酸盐包于乙基纤维素中)加至600mL脱乙酰壳多糖溶液中，并在10000rpm下采用Silverson混合器乳化，以生产水包油包水乳液。
采用Lab Plant SD-05设备立即对水包油包水乳液进行喷雾干燥，入口温度为169℃，出口温度为79℃，空气压力为1.9巴，空气流速为22单位。乳液经Cole-Parmer蠕动泵以11mL/min被泵送至设备中。总加工时间大约70分钟。
根据光学显微镜观察，所生产的细白粉末的平均颗粒尺寸为5-10μm。加工收率大约为20-40％。
喷雾干燥后粉末中的氯屈膦酸盐含量用GC-MS法确定。
制剂包含60％w/w无水氯屈膦酸二钠。
将喷雾干燥的粉末以238mg/胶囊填充至0尺寸硬明胶胶囊中，用于人。
填充胶囊的溶出性能采用EP/USP方法2进行。将一粒胶囊置于含有作为测试介质的900mL 0.01M HCl的溶出容器中。将每个容器以100rpm进行搅拌。溶出介质的样品在4小时内以规则间隔取出，并用GC-MS对氯屈膦酸盐含量进行测定。在试验结束时，胶囊壳溶解，喷雾干燥的粉末仍然浮动于溶出介质的上部。发现氯曲磷酸盐缓慢释放，25％的药物在150分钟内释放。
                      实施例8
                  人体胃停留的测量
在年龄为50至70岁的9组健康的禁食受试者中评价实施例7所述胃停留微球体制剂。制剂用γ发射放射性核素(铟111)进行标记，向制剂中加入少量的离子交换树脂。以锝-99m标记的二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)溶液形式的简单液体制剂作为胃排空的标记物，用作对照。
对微球体(0.5MBq)和溶液(3MBq)进行同时给药。小药丸(包含于硬明胶胶囊中)以200mL水中的DTPA溶液给出。
受试者被置于γ照相机(GE-Maxi照相机)的前面，在两种能量水平下记录前面和后面图像以监视放射性核素。图像每隔15分钟记录一次，直至给药后6小时。允许在给药2小时后饮用200mL水。记录的图像用标准方法(几何平均计算值)进行分析，以获得胃停留体系和对照的胃排空曲线。
数据以直方图形式示于图5中。
在对照溶液与胃停留微球体间显示出巨大差异。在所有选择的时间点处，胃停留体系将比对照溶液花费更长的时间被禁食的胃排空。

Claims (25)

1、一种用于使活性成分在胃环境中在延长的时间内受控释放的药物传送组合物，该组合物包含一种微球体，所述微球体包含在微球体内芯中的活性成分和(i)水不溶性聚合物的速度控制层和(ii)阳离子聚合物形式的生物粘合剂外层。
2、根据权利要求1的药物传送组合物，其中，阳离子聚合物为阳离子多糖、阳离子蛋白质或合成阳离子聚合物。
3、根据权利要求1或2的组合物，其中，内芯包含胶凝性水胶体。
4、根据前述权利要求任一项的组合物，其中，水不溶性聚合物为乙基纤维素。
5、根据前述权利要求任一项的组合物，其中，阳离子生物粘合剂为脱乙酰壳多糖。
6、根据权利要求1-4任一项的组合物，其中，阳离子生物粘合剂为二乙氨基乙基葡聚糖。
7、根据权利要求3-6任一项的组合物，其中，胶凝性水胶体为明胶。
8、根据前述权利要求任一项的组合物，可通过对包含组合物各组分的水包油或水包油包水乳液进行喷雾干燥获得。
9、根据前述权利要求任一项的组合物，其中，活性成分对胃疾病的局部治疗有用。
10、根据权利要求1-8任一项的组合物，其中，活性成分在哺乳动物的小肠中具有有限的吸收能力。
11、根据权利要求1-9任一项的组合物，其中，活性成分对治疗幽门螺旋杆菌有用。
12、根据权利要求1-9任一项的组合物，其中，活性成分对治疗治疗幽门弯曲杆菌有用。
13、根据权利要求1-9任一项的组合物，其中，活性成分为H2-拮抗剂或质子泵抑制剂。
14、根据权利要求1-9任一项的组合物，其中，活性成分为双膦酸盐。
15、一种适用于口服给药的药物制剂，该制剂包括呈药学上可接受的剂型的权利要求1-14任一项的组合物。
16、权利要求1-14任一项的组合物或权利要求15的制剂作为传送治疗剂至胃的工具的用途。
17、权利要求1-14任一项的组合物或权利要求15的制剂在活性成分的胃停留中的用途。
18、一种实现胃停留的方法，该方法包括使患者服用权利要求1-14任一项的组合物或权利要求15的制剂。
19、一种治疗或预防疾病的方法，该方法包括向需要进行治疗或预防的患者给予权利要求1-14任一项的组合物或权利要求15的制剂，所述组合物或制剂包含对所述疾病有效的活性成分。
20、根据权利要求19的方法，其中，疾病是一种胃疾病，并且，组合物或制剂的活性成分可用于局部治疗所述疾病。
21、一种用于改善在小肠中具有有限吸收能力的药物的胃肠道吸收的方法，该方法包括给予患者含有这种药物的权利要求1-14任一项的组合物或权利要求15的制剂。
22、权利要求1-14任一项的组合物在生产用于治疗或预防疾病的药物中的用途，包括将含有对所述疾病有效的治疗剂的所述组合物给药于需要进行这种治疗或预防的患者。
23、权利要求1-14任一项的组合物在生产用于权利要求18-21任一项的治疗方法的药物中的用途。
24、一种用于治疗幽门螺旋杆菌感染的试剂盒，其包含一种含有H2-拮抗剂、质子泵抑制剂或解酸剂的组合物，和权利要求11的组合物。
25、一种权利要求1-14任一项的组合物的制备方法，该方法包括将包含组合物各组分的水包油乳液或水包油包水乳液进行喷雾干燥。
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