CN1292733C - 制备用于通过吸入给药的皮质类固醇微粒的无菌混悬液的方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种制备通过吸入被给药的无菌的微粉化药物微粒的水性混悬液的方法，其可以制备出具有极佳的粒度和粒度分布的均匀的微粒分散体，其中所述的药物特别是皮质类固醇。该方法是通过使用一种配有大功率涡轮机并与一种装料漏斗相连的涡轮乳化器来进行的。

Description

制备用于通过吸入给药的皮质类固醇微粒 的无菌混悬液的方法

本发明涉及一种制备通过吸入进行给药的药物微粒的水性混悬液制剂的方法，其产生了特征为具有最佳尺度和尺度分布微粒的均匀分散体。

现有技术

通过吸入进行传递药物的方法已经被应用了多年，并且是治疗限制呼吸流的疾病如哮喘和慢性支气管炎的主要方法。

吸入剂比全身途径优越之处包括药物在作用部位直接释放，从而防止了全身副作用，并且可以产生更快速的临床响应和更高的治疗指数。

在可以通过吸入给药来治疗呼吸疾病的各种类型的药物中，皮质类固醇类药物，如二丙酸倍氯米松(BDP)、糠酸莫米松、氟尼缩松、布地奈德、丙酸氟替卡松等等十分重要。其通常是以位于混悬液中、位于通常还包含表面活性剂和/或助溶剂的水相中、或者位于推进剂中的微粉化形式被给药的。药物是以气雾剂的形式，即以固体微粒在气体介质中的分散体的形式被吸入的。这种给药形式的功效取决于在作用部位是否沉积了足够数量的微粒。

为了确保可以有效渗入到患者的下呼吸道中，即细支气管和肺泡中，最重要的参数之一是粒度，其必需等于或小于5-6μm。通过测量被称为空气动力直径中值(MAD)的特性球体等效直径来对这种尺度进行定性，其表达了微粒在气流中的混悬液中被转运的能力。

具有较大MAD的微粒是无效的，这是因为其沉积在口咽腔中，因此不能到达呼吸树的末端分支；其还产生了局部副作用，或者可以通过颊粘膜被吸收并产生全身副作用。

确保正确给药从而确保治疗功效的另一个重要的特性是微粒在混悬液中可以均匀分散而不会形成会阻碍恰当气雾化的聚集体。或多或少地形成致密的聚集体还产生了分布问题，从而在对容器进行填充的过程中产生了剂量均匀性的问题。从技术观点来看，微粒落在最窄的范围内并且粒度分布在最均匀的范围内、并且尽可能与下限(5～6μm)相容地细也是很重要的；这是因为在环境的湿度条件改变时，随着时间的流逝，由于少量被溶解溶质的完全或部分重结晶，水相混悬液在微粒分布的持久性方面可能面临一些问题(Davis S等人Int J Pharm1，303-314，1978；Tiano S等人Pharm Dev Tech 1，261-268，1996；Taylor K等人Int J Pharm 153，93-104，1997)。因为这一参数与微粒的MAD反向相关，所以MAD的增加可损害雾化和治疗的功效，这是因为MAD超过5-6μm的微粒不能到达优选的作用部位。

因此，微粒越细，部分重结晶后其到达有损害制剂技术和治疗参数性质倾向的临界粒度的可能性就越低。

用于吸入的药物制剂必需符合的另一个重要要求是无菌性。因为管理药品质量和安全性的FDA由于许多原因而在2000年5月26日Federal Register中公开的最后的规则“Sterility Requirement forAqueous-Based Drug Productsfor Oral Inhalation”(65 FR 34082)的确认，这一要求变得越来越具强迫性，所说的原因包括肺是人体特别易受伤害的器官，并且许多使用吸入药物的患者具有全身性的健康问题。

目前的倾向是制备不使用防腐剂和抑菌剂的吸入制剂，这是因为在文献中已经报道了常用于此目的的物质中的一些可能会诱导变态反应或者可能会刺激呼吸道粘膜(Menendez R等人J Allergy ClinImmunol 84，272-274，1989；Afferty P等人Thorax 43，446-450，1988)。已经用各种方法来制造用于吸入的无菌药物制剂。例如，可以通过干热或辐射来对活性成分进行灭菌，然后再在无菌条件下来制备制剂，或者可以先制备制剂，然后通过在高压灭菌器中进行处理或通过过滤进行处理来进行灭菌。

所报道的一些灭菌方法具有一些缺点或局限性。例如，在不耐热的皮质类固醇如二丙酸倍氯米松(BDP)水性混悬液的情况中不适用热处理，并且对于混悬液而言不能进行过滤灭菌。

WO 99/25359涉及一种通过将皮质类固醇类物质在比一些药典所报道的温度低的温度(110-130℃对140-180℃)下进行加热来对其进行灭菌的方法，但是其并没有包含任何有关如何制备混悬液形式的相关药物制剂的教导。

在专利申请WO 00/25746中，申请人描述了一种以用γ射线进行了灭菌的微粉化活性成分为基础的制备用于喷雾法的水性混悬液的方法。

所说的方法主要包括首先在涡轮乳化器中制备一种组成载体并包含适宜赋形剂的水溶液，然后加入无菌的微粉化活性成分，然后在大气压下在相同的涡轮乳化器中对其进行分散。可以对活性成分在水相中的分散体进行可进一步降低混悬液中微粒平均大小的另外的高压匀化处理。

在该文中，报道了一种由γ辐射灭菌的微粉化BDP开始的小规模(100升)制备混悬液制剂的实例(实施例2)。在所说的实例中，将活性成分加入到无菌的水性基质中并对其进行分散，开始仅使用磁力搅拌进行分散，然后用涡轮机系统分散15-20分钟。

但是，当将这种方法应用于工业规模时，已经发现匀化阶段需要的处理时间很长。制备超过1000升制剂时需要2小时以上的混合时间。此外，所得的分散体不能令人满意地满足均一性的需要。

已经注意到这些缺陷在很大程度上是由于无菌微粉化活性成分的技术特性造成的，所说的无菌微粉化活性成分的分散更缓慢并且其在水性载体中的分散比未灭菌的化合物更困难。实际上，无菌的微粉化皮质类固醇微粒必需被存储在真空条件下以维持其无菌性，因此，正如通过密度测量所证明的那样，必需对其进行比相同活性成分未灭菌微粒更强的包装。加强的包装又造成了分散困难。

本发明的概述

现在已经发现了一种用于在工业规模下制备包含无菌的微粉化活性成分的用于雾化的水性混悬液的方法，所说的无菌的微粉化活性成分优选地是通过用γ射线进行辐射来进行灭菌的，并且其是本发明的目的。本发明的方法降低了加工时间并且产生了具有同质的可再现的微粒分布和最佳的粒度分布的混悬液，从而产生了具有高度物理稳定性和高治疗功效的组合物。在被引入到适宜的容器如用于雾化的多剂量小瓶，并且优选地是单剂量小瓶中后，用本发明的方法所获得到混悬液可被用作用于气雾剂吸入剂的药物制剂。

在本发明的实施方案中，该方法是用配有大功率涡轮机的涡轮乳化器来进行的，并且其特征在于通过使用在涡轮乳化器中所使用的真空来将粉末形式的活性成分通过涡轮机进行转运。相反，在现有技术中，活性成分是从顶部被直接加入到涡轮乳化器中的。

现在已经发现通过按照本发明的教导进行操作，即在应用真空后通过涡轮机将无菌的活性成分装填到涡轮乳化器中而不是在大气压下将其从顶部进行装填，可以使活性成分更有效的分散，从而使得在工业规模下，可以在更短的时间内得到批与批之间具有可再现的分布的均匀的混悬液。通过在真空下进行操作，其还可以防止泡沫形成，从而不需要除去泡沫的另外的操作。此外，已经出乎意料地发现用本发明的方法可以在不需要进行另外的处理如WO 00/25746所述的在高压匀化器中进行的处理的情况下获得具有更窄、更均匀粒度分布范围的更细的微粒。正如已经提及的那样，这些性质在将大量混悬液填充到适宜的容器(多剂量或单剂量小瓶)的步骤中和存储期间给出了十分显著的益处。

在用本发明的方法所获得的混悬液中，根据下式所示的Stokes’定律，因为其尺度更细，所以这些微粒的沉积更缓慢：

$V=\frac{d^2(\mathrm{\ρ}-{\mathrm{\ρ}}_0)g}{18\mathrm{\η}}$

其中V是沉积速率，d是微粒的平均直径，η是单位为泊的介质的粘度，ρ是微粒的密度，ρ₀是分散介质的密度，和g是重力加速度。

在对容器进行填充的步骤中，在其通过涡轮机的辐射状喷嘴系统时，活性成分微粒进行再循环的条件足以获得微粒在容器中的均匀分布，并且不需要使用外部部件如用于将微粒维持在混悬液中的管道或刀片。使用该类部件将使得其必需定期打开该装置来进行清洗操作，因此损害了无菌条件下制造的连续性。在本发明的方法中，该微粒不仅沉积更缓慢，而且还更不易于形成结块，其意味着一旦被引入到小瓶中，该混悬液在物理学上将更稳定，并且可增加储存期。结块，尤其是“饼状物”的形成，即混悬微粒十分致密的凝结可损害药物的正确剂量，或者至少使得给药的治疗效力更差，这是因为其可能使得剂量不能完全从小瓶转移到喷雾器装置的球中。

本发明的详细描述

现在将参考表示了可用于本发明方法的设备图解的图1对本发明进行更详细的说明。

可以有利地用一种由钢容器(2)所组成并配有一种大功率涡轮机，并且还可配有一种搅拌系统的真空涡轮乳化器(1)来制备混悬液。“大功率涡轮机”指的是功率为15至55千瓦的涡轮机。优选使用一种通过使用可以使活性成分从其中通过的涡轮机辐射状喷嘴系统(3)来搅拌混悬液的配有30千瓦涡轮机的涡轮乳化器。

该系统还配有一种被装配在隔离器(5)内部并通过一种刚性管或胶管(6)与涡轮乳化器的涡轮机相连的用于装填粉末的漏斗(4)。可以通过一种蝶形阀来调节粉末进入到所说管中以将可能有助于泡沫形成的进入的空气数量最小化。“隔离器”指的是一种透明容器，其一般由树脂玻璃或聚氯乙稀(PVC)制成，并且配有一个或多个进口门和用于转移粉末的操作手套。

所说制备方法的第一阶段包括在适宜的罐中，优选在由不锈钢制成的罐中制备组成载体的水溶液；该可以通过加热或过滤来进行灭菌的溶液可以包含适宜的添加剂或赋形剂，优选地选自润湿剂如多乙氧基醚20或脱水山梨醇单月桂酸酯、等渗剂如氯化钠，和任选的稳定剂如乙二胺四乙酸二钠和/或缓冲剂。优选地将该载体在21℃下灭菌20分钟。如果必需的话，将由此而获得的溶液进行澄清性过滤并将其转移到一个配有真空泵的涡轮乳化器中。在第二阶段中，在该涡轮乳化器应用真空后，通过由涡轮机将其从装填漏斗中引入来将一种或多种无菌的微粉化活性成分加入到该水性介质中。

或者，可以在一种配有既适于蒸汽加热又适于水冷却的夹套的涡轮乳化器中来制备该组成载体的水溶液并对其进行灭菌。

该活性成分有利地是用常规方法进行了微粉化并通过辐射或加热进行了灭菌的皮质类固醇如二丙酸倍氯米松、糠酸莫米松、丙酸氟替卡松、氟尼缩松、环索奈德或布地奈德。该活性成分优选地是通过在WO 00/25746所报道的条件下用γ射线进行处理来进行了灭菌的微粉化的二丙酸倍氯米松。在第三阶段中，再次在真空下用该涡轮机系统将该活性成分匀化，将所说的涡轮系统在750至4000rpm，优选1000至3600rpm，并且更优选1600至3000rpm的速度下操作5-60分钟，并且优选地操作20-40分钟。在优选的情况中，使用在2900rpm下操作30分钟的涡轮机系统。

将在该处理结束时所获得的微粉化产品的混悬液放到适宜的容器中，该容器优选地由任选地用β射线辐射对其预先进行了灭菌的用于雾化的预先形成的单剂量小瓶所组成，或者由“吹、填充和密封”技术来制备。

因此，本发明还涉及用于雾化的药物制剂，优选地是包含用本发明的方法所获得的水性混悬液的单位剂量制剂。

在所说的制剂中，在最后的容器中，至少90％混悬微粒的Feret直径将有利地小于或等于8μm。优选地，至少50％的微粒直径小于3μm，并且至少90％的直径小于7μm。更优选地，至少50％的微粒的直径小于2.5μm，并且至少90％的微粒直径小于6μm。“Feret直径”指的是与随机定向的微粒相切并且与目视刻度垂直的虚构平行线之间的距离(USP 26，2003，第2185页)。

还用Malvern装置对微粒的尺寸特性进行评估。这种类型的试验使用经过微粒的激光束衍射来测定混悬液中微粒的粒度分布。所考虑的参数是以μm为单位的10％、50％和90％的微粒的体积直径的中值，其分别被表示为d(v，0.1)、d(v，0.5)和d(v，0.9)，其是通过假定微粒具有相当于球形的几何形状来确定的。在本发明的混悬液制剂中，在超声后，d(v，0.9)有利地小于8μm并且d(v，0.5)在2至3.5μm之间。更优选地，d(v，0.9)小于7μm，d(v，0.5)在2.5至3μm之间并且粒度分布(即d(v，0.9)和d(v，0.1)之间的差异不会跨越7μm以上，优选地不会跨越6μm以上。

本发明药物制剂中活性成分的浓度为0.01至0.1％w/v，优选地在BDP的情况中为0.04％w/v并且在布地奈德的情况中为0.025-0.05％。

本发明的另一个目的是该药物制剂在用于通过每日单一给药来治疗肺疾病如哮喘和慢性支气管炎的包含通过本发明的方法所获得的水性混悬液的单位剂量制剂中的应用。

正如在有关布地奈德的文献中所报道的那样(Tunek等人，DrugMetab Dispos 1997，25，1311-1317)，已经发现在具有长链脂肪酸如油酸的人肺细胞的微粒体中形成了BDP活性代谢产物的稳定的酯，即倍氯米松-17-单丙酸酯(17-BMP)。

这些酯在这些细胞中的停留时间比母体甾族化合物更长并且以受控的方式释放未发生变化的活性成分，从而增加了组织与药物的接触时间。

还已经观察到，由于在肺细胞中形成了单酯，所以通过雾化给予BDP的水性混悬液后，17-BMP的消除半衰期和平均滞留时间比以加压的气雾剂形式进行给药的混悬液中的制剂的消除半衰期和平均滞留时间更长。

这一最后的发现是由于在微粉化的活性成分(再)混悬于该水性载体后所获得的微粒分布。正如可以从实施例3的表2和图2所意识到的那样，本发明水性混悬液无菌的微粉化活性成分的微粒的确比根据现有技术所获得的这些微粒更细并且还具有更窄和更均匀的粒度分布。所说的微粒更易于溶解于肺液中并且可以以更好的方式渗入到细胞中，从而由于在进入到细胞中形成了酯而确保了活性成分可以在作用部位持续更长的时间，从而延长了活性作用时间。

因为根据本发明方法所获得的混悬液制剂粒度的极佳特性以及所观察到的其活性代谢产物行为的极佳特性，可以获得可以用每目单一给药来治疗肺疾病的用于BDP和布地奈德的喷雾治疗的药物制剂。

就患者的顺从性而言，这一点具有相当大的益处。

在下面的实施例中对本发明进行了更详细的说明。

实施例

实施例1：与等量的未进行灭菌的产品相比而言用γ射线辐射灭菌的微粉化二丙酸倍氯米松(BDP)的技术特性。

如WO 00/25746所述的那样获得无菌的微粉化的BDP。

根据欧洲药典，第4版，2.9.15段来对表观容积和密度进行测量。

将100g试验物质引入到干燥的250ml量筒中，不将其压紧。读取未沉积的表观容积(V_o)，然后敲击10、500和1250下，并对体积(V₁₀、V₅₀₀和V₁₂₅₀)进行读数。如果V₅₀₀和V₁₂₅₀之间的差异大于2ml，再敲击1250下(V₂₅₀₀)。

表1表明：i)在沉积前的表观密度(dv)，其是重量(g)和沉积前体积(ml)的比；ii)压缩后的表观密度(ds)，其是重量(g)和压缩后体积(ml)的比；iii)压缩容量(Cs)，其是V₁₀和V₅₀₀(ml)之间的差异。

用Malvern装置对微粒的尺寸特性进行评估。结果如表1所示。

表1-在辐射灭菌前和辐射灭菌后微粉化BDP的技术特性

技术特性	未进行辐射的BDP	进行了辐射的BDP
			dv(g/ml)	0.21	0.32
ds(g/ml)	0.27	0.42
			Cs(g/ml)	16	12
粒度(μm，Malvern)d(v，0.1)d(v，0.5)d(v，0.9)	0.491.915.98	0.481.815.73

结果表明在辐射后，虽然BDP在粒度上没有任何改变，但是正如由“压缩容量”值(Cs)所表明的那样，与未进行辐射的产品相比，其可以压缩的程度更大。

实施例2：用γ射线灭菌的微粉化BDP无菌混悬液制剂。

组成：

组分                    制剂总量            每个药物单位的数

量

无菌的微粉化BDP         0.6kg               (0.8mg)

多乙氧基醚(吐温)20      1.5kg               (2.0mg)

脱水山梨醇单月桂酸酯    0.3kg               (0.4mg)

氯化钠                  13.5kg              (18.0mg)

注射用水适量至          1500l               (2.0ml)

制备该无菌混悬液的第一阶段包括在一种备有30千瓦涡轮机的Unimix涡轮乳化器中制备水性基质。

在60-70℃下，在将注射用水加入到该装置后，向其中加入氯化钠和表面活性剂，并用该涡轮机对制剂进行混合从而得到一种表面活性剂的均匀分散体。

然后将该制剂在配有适于蒸汽加热和水冷却的夹套的涡轮乳化器中进行灭菌；该灭菌处理在121℃下进行约20分钟。

在对该制剂进行过滤并将其冷却至30-35℃后，在该涡轮乳化器中应用一种真空并通过涡轮机用所应用的真空将无菌的BDP转移到该无菌的水性载体中。在整个匀化阶段中，在真空下用该涡轮机系统在2900rpm下将活性成分分散30分钟。

随后通过无菌的管将该涡轮乳化器连接到容器填充机的储罐上并在一种控制污染物的环境中将其定位在层流防护罩下，用“吹、填和密封”技术将该混悬液分配到容积为2.15ml的单剂量小瓶中。

实施例3：根据实施例2所获得的制剂的粒度分析。

用Malvern装置并通过显微镜检查对微粒的尺寸特性进行评估。

如实施例1所报道的那样来进行Malvern试验。在超声前和超声后对微粒的容积直径中值进行测量。

为了在显微镜下进行检查，将一滴混悬液放到一个载玻片上并用一片盖玻片将其盖上。用测微计对被表示为Feret直径的微粒直径进行测量。

为了与如WO 00/25746所述那样所获得的混悬液有关的这些数据进行比较，在表2中列出了以μm表示的被表示为d(v，0.1)、d(v，0.5)和d(v，0.9)，即10％、50％和90％的微粒的直径的结果。

图2分别表示了用显微镜测得的用本发明的方法所获得的混悬液(a)和用WO 00/25746所述的方法所获得的混悬液(b)的与微粒直径的相对分布频率有关的数据。

表2：分别根据实施例2(制剂1)和WO 00/25746所述的方法(制剂2)所制备的两种无菌BDP混悬液的粒度特性。

粒度特性	制剂1(μm)	制剂2(μm)
			Feret直径(显微镜检查)d(0.1)d(0.5)d(0.9)没有进行超声情况下的体积直径中值(Malvern)d(v，0.1)d(v，0.5)d(v，0.9)超声后体积直径的中值(Malvern)d(v，0.1)d(v，0.5)d(v，0.9)	0.351.825.180.782.977.880.772.596.25	2.045.7513.891.326.5415.940.964.5111.54

表2和图2所示的结果证明本发明的方法产生了具有更窄和更均匀的粒度分布的更细的颗粒。

Claims (10)

1.一种制备被用于雾化吸入的药物制剂中的无菌水性混悬液的方法，其包括下面的步骤：

a)在适当的容器内制备组成载体的水性溶液，然后将其转移至装备有真空泵和功率在15-55千瓦之间的涡轮机的涡轮乳化器中，该涡轮机与一个装填漏斗相连；

b)在涡轮乳化器内使用真空，和

c)将一种或多种无菌微粉化活性成分加到组成载体的水性溶液中；

d)通过操作涡轮机分散活性成分，得到均匀的水性悬浮液；

其中通过由涡轮机将其从装填漏斗中引入来将步骤c)中的无菌微粉化活性成分加入到该水性溶液中。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述涡轮机备有辐射状喷嘴系统。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中所说的组成载体的水性溶液包含选自润湿剂、稳定剂、等渗剂或缓冲剂的添加剂或赋形剂。

4.如权利要求1所述的方法，其中活性成分的浓度在0.01-0.1％w/v之间。

5.如权利要求1所述的方法，其中所说的活性成分是通过用辐射或加热进行了灭菌的微粉化的皮质类固醇。

6.如权利要求5所述的方法，其中所说的皮质类固醇选自二丙酸倍氯米松、糠酸莫米松、氟尼缩松、布地奈德、丙酸氟替卡松或环索奈德。

7.如权利要求6所述的方法，其中所说的皮质类固醇是二丙酸倍氯米松。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述悬浮液的匀化步骤是在750至4000rpm之间的速度下进行。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述悬浮液的匀化步骤进行5至60分钟。

10.如权利要求1的方法，其中使用激光衍射分析测定的所述粒子的90％的体积直径中值小于8μm，并且所述粒子的50％的体积直径中值在2至3.5μm之间。

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