CZ2000218A3 - Biologically active compound intended for therapy, preparation for administering the biologically active compound, preparation process, and insoluble macromer and hydrogel preparation - Google Patents
Biologically active compound intended for therapy, preparation for administering the biologically active compound, preparation process, and insoluble macromer and hydrogel preparation Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2000218A3 CZ2000218A3 CZ2000218A CZ2000218A CZ2000218A3 CZ 2000218 A3 CZ2000218 A3 CZ 2000218A3 CZ 2000218 A CZ2000218 A CZ 2000218A CZ 2000218 A CZ2000218 A CZ 2000218A CZ 2000218 A3 CZ2000218 A3 CZ 2000218A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- factor
- biologically active
- active agent
- macromer
- therapy
- Prior art date
Links
Landscapes
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
Abstract
Předložené řešení se týká biologicky aktivní látky pro použití při léčení, prostředku pro dodávání biologicky aktivní látky, způsobu výroby , nerozpustného makromeru a hydrogelového prostředku vyrobeného z biologicky degradovatelného makromeru. Chemickým složením makromeru je možno ovlivňovat a kontrolovat rychlost uvolňování biologicky aktivní sloučeniny v organismu.The present invention relates to a biologically active substance for use in treatment, a means for delivering a biologically active agent, a process for the production of insoluble macromer and hydrogel a composition made of biodegradable macromer. A chemical composition of the macromer is possible to influence and control the release rate biologically active compounds in the body.
Description
Biologicky aktivní látka pro použití při léčení, prostředek pro dodávání biologicky aktivní látky, způsob výroby, nerozpustný makromer a hydrogelový prostředekBiologically active agent for use in therapy, agent for delivering biologically active agent, method of manufacture, insoluble macromer and hydrogel agent
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká způsobů podávání biologicky aktivních sloučenin a biologicky degradovatelných prostředků pro podávání těchto sloučenin.The invention relates to methods of administering biologically active compounds and biodegradable compositions for administering such compounds.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Rychlý pokrok na poli genového inženýrství a biotechnologie vedl k vývoji rostoucího počtu proteinů a peptidů, které jsou vhodné jako farmaceutická činidla. Vývoj metod podávání těchto nových farmaceutických činidel tak získává stále větší důležitost. Zvláště místní nebo systémové podání biologicky aktivních látek, jako jsou proteiny, je centrem zájmu.Rapid advances in the field of genetic engineering and biotechnology have led to the development of an increasing number of proteins and peptides that are suitable as pharmaceutical agents. Thus, the development of methods of administering these new pharmaceutical agents is becoming increasingly important. In particular, topical or systemic administration of biologically active substances such as proteins is of particular interest.
Dodání proteinů může být komplikované, protože proteiny budou degradovat při použití mnoha nosičů, které byly tradičně používány pro podávání malých molekul. V mnoha případech je obtížné převést aktivní formy proteinů na biologicky degradovatelné polymery. Pro dodávání proteinů mohou být použity syntetické materiály, jako jsou biologicky degradovatelné hydrogely. U mnoha metod je však dodání proteinu do systémového a místního oběhu relativně rychlé a je primárně určováno rychlostí rozpouštění proteinových částic. Tyto metody mohou mít omezené použití, protože uvolňování léku může nastat na počátku prudkým způsobem, namísto stálou, kontrolovanou rychlostí.Protein delivery can be complicated because proteins will degrade using many carriers that have traditionally been used for the administration of small molecules. In many cases, it is difficult to convert active forms of proteins into biodegradable polymers. Synthetic materials such as biodegradable hydrogels can be used for protein delivery. However, in many methods, protein delivery to systemic and local circulation is relatively rapid and is primarily determined by the rate of dissolution of protein particles. These methods may be of limited use since drug release may occur in a steep manner instead of a steady, controlled rate.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Zaprvé vynález charakterizuje metodu dodávání biologicky aktivní látky, který zahrnuje kroky: (a) spojení aktivní látky s makromerem; (b) vytvoření směsi kombinací, vytvořených v kroku (a); (c) polymerování směsi, aby došlo k vytvoření přípravků; a podávání přípravků nebo jejich části savci, přičemž krok (c) probíhá v nepřítomnosti polymerizovatelného monomeru monovinylu.First, the invention features a method of delivering a biologically active agent, comprising the steps of: (a) combining the active agent with a macromer; (b) forming a mixture of the combinations formed in step (a); (c) polymerizing the mixture to form preparations; and administering the compositions or a portion thereof to the mammal, wherein step (c) proceeds in the absence of a polymerizable monovinyl monomer.
• · • · · · ·· ···· ·· ·· ·· ··• · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
Za druhé vynález charakterizuje metodu dodávání biologicky aktivní látky, který zahrnuje kroky: (a) spojení aktivní látky s makromerem; (b) vytvoření směsi kombinací, vytvořených v kroku (a); (c) polymerování směsi, aby došlo k vytvoření přípravků; a podávání přípravků nebo jejich části savci, přičemž krok (c) probíhá v nepřítomnosti ve vodě rozpustného polymerizovatelného monomeru monovinylu.Second, the invention features a method of delivering a biologically active agent, comprising the steps of: (a) combining the active agent with a macromer; (b) forming a mixture of the combinations formed in step (a); (c) polymerizing the mixture to form preparations; and administering the compositions or a portion thereof to a mammal, wherein step (c) proceeds in the absence of a water-soluble polymerizable monovinyl monomer.
Zatřetí vynález charakterizuje metodu dodávání biologicky aktivní látky, který zahrnuje kroky: (a) spojení aktivní látky s makromerem; (b) vytvoření směsi kombinací, vytvořených v kroku (a); (c) polymerování směsi, aby došlo k vytvoření přípravků; a podávání přípravků nebo jejich části savci, přičemž krok (c) probíhá v nepřítomnosti monomeru vinylpyrolidonu. Vynález také charakterizuje prostředky, vytvořené těmito metodami.Third, the invention features a method of delivering a biologically active agent, comprising the steps of: (a) combining the active agent with a macromer; (b) forming a mixture of the combinations formed in step (a); (c) polymerizing the mixture to form preparations; and administering the compositions or a portion thereof to the mammal, wherein step (c) proceeds in the absence of vinylpyrrolidone monomer. The invention also features compositions produced by these methods.
Za čtvrté vynález charakterizuje metodu dodávání biologicky aktivní látky, který zahrnuje kroky: (a) spojení aktivní látky s makromerem; (b) vytvoření směsi kombinací, vytvořených v kroku (a); (c) polymerování směsi, aby došlo k vytvoření přípravků; a podávání přípravků nebo jejich části savci, přičemž přípravky uvolňují alespoň 80 % aktivní látky během doby 2,5krát delší, než je t50.Fourthly, the invention features a method of delivering a biologically active agent, comprising the steps of: (a) combining the active agent with a macromer; (b) forming a mixture of the combinations formed in step (a); (c) polymerizing the mixture to form preparations; and administering the compositions or a portion thereof to a mammal, wherein the compositions release at least 80% of the active agent over a period of 2.5 times longer than t 50 .
Za páté vynález charakterizuje metodu dodávání biologicky aktivní látky, který zahrnuje kroky: (a) spojení aktivní látky s makromerem; (b) vytvoření směsi kombinací, vytvořených v kroku (a); (c) polymerování směsi, aby došlo k vytvoření přípravků; a podávání přípravků nebo jejich části savci, přičemž přípravky uvolňují léčebnou dávku aktivní látky během doby alespoň 2,5krát delší, než je tso.Fifthly, the invention features a method of delivering a biologically active agent, comprising the steps of: (a) combining the active agent with a macromer; (b) forming a mixture of the combinations formed in step (a); (c) polymerizing the mixture to form preparations; and administering the compositions or portions thereof to a mammal, wherein the compositions release a therapeutic dose of the active agent over a period of at least 2.5 times longer than the t 50.
Za šesté vynález charakterizuje prostředek pro dodání biologicky aktivní látky, prostředek obsahující částice, které se skládají z hydrogelu a biologicky aktivní látky, přičemž kinetiky uvolňování z částic jsou nezávislé na velikosti částice, přičemž částice mají střední průměr 50 nm až 1 mm.Sixth, the invention provides a composition for delivering a biologically active agent, a composition comprising particles comprising a hydrogel and a biologically active agent, wherein the release kinetics of the particles are independent of particle size, the particles having a mean diameter of 50 nm to 1 mm.
Za sedmé vynález charakterizuje metodu výroby přípravků pro kontrolované uvolňování biologicky aktivní látky, který zahrnuje kroky: (a) spojení aktivní látky s biologicky degradovatelným, polymerizovatelným makromerem, přičemž makromer obsahuje alespoň jednu ve vodě rozpustnou oblast, alespoň jednu degradovatelnou oblast, která je hydrolyzovatelná za in vivo podmínek a polymerizující koncovou skupinu, která má schopnost tvořit další kovalentní vazby, jejichž výsledkem je polymerizace makromeru, přičemž polymerizující koncové skupiny jsou odděleny alespoň jednou degradovatelnou oblastí, v přítomnosti iniciátoru; (b) polymerizace • •44 · · · · · · « • · · 4 4 4 4 4 · 4 · · • 4 · ·· 4 4 4·· · · 4 • · · · · · · · · · · ·· ···· ·· ·· ·· ·· makromeru za nepřítomnosti světla aby došlo k vytvoření hydrogelu a zabudování aktivní látky do hydrogelu; a (c) přetvoření hydrogelu do formy přípravků, schopných kontrolovatelného uvolňování aktivní látky. Iniciátorem může být radikálový iniciátor nebo iontový iniciátor.Seventh, the invention features a method of making a controlled release formulation of a biologically active agent, comprising the steps of: (a) combining the active agent with a biodegradable, polymerizable macromer, wherein the macromer comprises at least one water soluble region, at least one degradable region that is hydrolyzable; in vivo conditions and a polymerizing end group having the ability to form additional covalent bonds resulting in polymerization of the macromer, wherein the polymerizing end groups are separated by at least one degradable region, in the presence of an initiator; (b) Polymerization 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 A macromer in the absence of light to form a hydrogel and incorporate the active ingredient into the hydrogel; and (c) transforming the hydrogel into formulations capable of controlled release of the active agent. The initiator may be a free radical initiator or an ionic initiator.
Za osmé vynález charakterizuje metodu přípravy polymerizovaného hydrogelu, přičemž tato metoda zahrnuje kroky: (a) spojení hydrofobního, ve vodě nerozpustného makromeru, iniciátoru a vody; (b) umožnění makromeru nabobtnat; (c) míchání makromeru, aby vznikla homogenní směs; a (d) polymerizace makromeru a vytvoření hydrogelu. S výhodou metoda dále obsahuje před krokem (d) přidání biologicky aktivní látky ke směsi.Eighth, the invention features a method of preparing a polymerized hydrogel, the method comprising the steps of: (a) combining a hydrophobic, water-insoluble macromer, initiator, and water; (b) allowing the macromer to swell; (c) mixing the macromer to form a homogeneous mixture; and (d) polymerizing the macromer and forming a hydrogel. Preferably, the method further comprises, prior to step (d), adding the biologically active agent to the mixture.
Za deváté vynález charakterizuje metodu přípravy polymerizovaného hydrogelu, která zahrnuje kroky: (a) spojení hydrofilního makromeru a hydrofobního, ve vodě nerozpustného makromeru; (b) zahřátí a míchání spojení, vytvořeného v kroku (a), aby došlo k vytvoření homogenní směsi; (c) ochlazení směsi na teplotu místnosti; (d) přidání vody a iniciátoru ke směsi a ponechání směsi nabobtnat; a (e) polymerizace makromeru a vytvoření hydrogelu. S výhodou metoda dále obsahuje před krokem (e) přidání biologicky aktivní látky ke směsi.In a ninth aspect, the invention features a method for preparing a polymerized hydrogel comprising the steps of: (a) combining a hydrophilic macromer and a hydrophobic, water-insoluble macromer; (b) heating and stirring the junction formed in step (a) to form a homogeneous mixture; (c) cooling the mixture to room temperature; (d) adding water and an initiator to the mixture and allowing the mixture to swell; and (e) polymerizing the macromer and forming a hydrogel. Preferably, the method further comprises, prior to step (e), adding the biologically active agent to the mixture.
Za desáté vynález charakterizuje metodu dodání proteinu, která zahrnuje kroky: (a) spojení proteinu s polymerizovatelným hydrofilním polymerem; (b) vytvoření směsi kombinací, vytvořených v kroku (a); (c) polymerování směsi, aby došlo k vytvoření přípravků; a (d) podávání přípravků nebo jejich části savci, přičemž protein zůstává intaktní a kdy alespoň 70 % proteinu je z přípravků uvolněno.In a tenth aspect, the invention features a method of protein delivery comprising the steps of: (a) combining a protein with a polymerizable hydrophilic polymer; (b) forming a mixture of the combinations formed in step (a); (c) polymerizing the mixture to form preparations; and (d) administering the compositions or a portion thereof to a mammal, wherein the protein remains intact and wherein at least 70% of the protein is released from the compositions.
Za jedenácté vynález charakterizuje metodu dodání biologicky aktivní látky, kdy metoda zahrnuje kroky: (a) spojení aktivní látky s biologicky degradovatelným, polymerizovatelným makromerem ve vodném roztoku za přítomnosti volného radikálového iniciátoru; (b) rozptýlení roztoku a vytvoření jemných kapiček, obsahujících makromer a biologicky aktivní látku; (c) polymerování makromeru v kapičkách, čímž dojde k vytvoření hydrogelových částic, které v sobě mají zabudovánu biologicky aktivní látku, přičemž jsou částice schopny kontrolovaného uvolňování biologicky aktivního činidla; a (d) podávání přípravků nebo jejich části savci, přičemž krok (c) probíhá za nepřítomnosti monomeru vinylpyrolidonu. Je s výhodou, když alespoň 80 % částic má velikost částice menší než 5 pm.In an eleventh aspect, the invention features a method of delivering a biologically active agent, the method comprising the steps of: (a) combining the active agent with a biodegradable, polymerizable macromer in aqueous solution in the presence of a free radical initiator; (b) dispersing the solution and forming fine droplets containing the macromer and the biologically active agent; (c) polymerizing the macromer in droplets to form hydrogel particles having a biologically active agent incorporated therein, wherein the particles are capable of controlled release of the biologically active agent; and (d) administering the compositions or a portion thereof to the mammal, wherein step (c) proceeds in the absence of vinylpyrrolidone monomer. Preferably, at least 80% of the particles have a particle size of less than 5 µm.
· • · · ·· · · · ·
Za dvanácté vynález charakterizuje prostředek obsahující biologicky aktivní látku uzavřenou uvnitř biologicky degradovatelného, polymerizovatelného makromeru, kdy makromer obsahuje alespoň jednu ve vodě rozpustnou oblast, alespoň jednu degradovatelnou oblast, která je hydrolyzovatelné za zn v/vo podmínek a polymerizovatelné koncové skupiny, které mají schopnost vytvářet další kovalentní vazby, mající za následek polymerizaci makromeru, přičemž polymerizovatelné koncové skupiny jsou odděleny alespoň jednou degradovatelnou oblastí, a prostředek obsahuje alespoň 5 hmotnostních procent aktivní látky.A twelfth invention features a composition comprising a biologically active agent enclosed within a biodegradable, polymerizable macromer, wherein the macromer comprises at least one water-soluble region, at least one degradable region that is hydrolyzable under n / v conditions, and polymerizable end groups capable of forming further covalent bonds resulting in polymerization of the macromer, wherein the polymerizable end groups are separated by at least one degradable region, and the composition comprises at least 5 weight percent of the active agent.
Za třinácté vynález charakterizuje nerozpustný makromer obsahující alespoň jednu ve vodě rozpustnou oblast, alespoň jednu degradovatelnou oblast, která je hydrolyzovatelné za in vivo podmínek a polymerizovatelné koncové skupiny, které mají schopnost vytvářet další kovalentní vazby, mající za následek polymerizaci makromeru, přičemž polymerizovatelné koncové skupiny jsou odděleny alespoň jednou degradovatelnou oblastí.A thirteenth invention is characterized by an insoluble macromer comprising at least one water-soluble region, at least one degradable region that is hydrolyzable under in vivo conditions and polymerizable end groups having the ability to form additional covalent bonds resulting in polymerization of the macromer, wherein the polymerizable end groups are separated by at least one degradable region.
Za čtrnácté vynález charakterizuje prostředek pro trvalé dodávání proteinu, kdy prostředek obsahuje nerozpustný makromer s alespoň jednou ve vodě rozpustnou oblastí, alespoň jednu degradovatelnou oblast, která je hydrolyzovatelné za in vivo podmínek a polymerizovatelné koncové skupiny, které mají schopnost vytvářet další kovalentní vazby, mající za následek polymerizaci makromeru, přičemž polymerizovatelné koncové skupiny jsou odděleny alespoň jednou degradovatelnou oblastí.Fourteen, the invention features a sustained-delivery protein composition, wherein the composition comprises an insoluble macromer with at least one water-soluble region, at least one degradable region that is hydrolyzable under in vivo conditions, and polymerizable end groups that have the ability to form additional covalent bonds having as a result of macromer polymerization, wherein the polymerizable end groups are separated by at least one degradable region.
Za patnácté vynález charakterizuje makromer obsahující alespoň jednu ve vodě rozpustnou oblast, alespoň jednu degradovatelnou oblast, která je hydrolyzovatelné za in vivo podmínek a polymerizovatelné koncové skupiny, které mají schopnost vytvářet další kovalentní vazby, mající za následek polymerizaci makromeru, přičemž polymerizovatelné koncové skupiny jsou odděleny alespoň jednou degradovatelnou oblastí a degradovatelná oblast se v podstatě skládá z polytrimethylenkarbonátu.In a fifteenth aspect, the invention features a macromer comprising at least one water soluble region, at least one degradable region that is hydrolyzable under in vivo conditions, and polymerizable end groups that have the ability to form additional covalent bonds resulting in polymerization of the macromer, wherein the polymerizable end groups are separated at least one degradable region and the degradable region consists essentially of polytrimethylene carbonate.
Za šestnácté vynález charakterizuje prostředek pro subkutánní podávání LHRH, kdy prostředek obsahuje jádro z polyethylenglykolu o molekulové hmotnosti asi 1000 daltonů a degradovatelnou oblast, která se skládá z polykaprolaktonu, přičemž prostředek je schopen podávat terapeutickou dávku LHRH po dobu více než 30 dní.In a sixteenth aspect, the invention features a composition for subcutaneous administration of LHRH, wherein the composition comprises a polyethylene glycol core having a molecular weight of about 1000 daltons and a degradable region consisting of polycaprolactone, wherein the composition is capable of administering a therapeutic dose of LHRH for more than 30 days.
Za sedmnácté vynález charakterizuje prostředek obsahující glukagonu podobný peptid-1 a makromer, který obsahuje alespoň jednu ve vodě rozpustnou oblast, alespoň jednu degradovatelnou oblast, která je hydrolyzovatelná za in vivo podmínek a polymerizovatelné koncové skupiny, které mají schopnost vytvářet další kovalentní vazby, mající za následek polymerizaci makromeru, přičemž polymerizovatelné koncové skupiny jsou odděleny alespoň jednou degradovatelnou oblastí.In a seventeenth invention, a composition comprising a glucagon-like peptide-1 and a macromer comprising at least one water-soluble region, at least one degradable region that is hydrolyzable under in vivo conditions, and polymerizable end groups having the ability to form additional covalent bonds having as a result of macromer polymerization, wherein the polymerizable end groups are separated by at least one degradable region.
Za osmnácté vynález charakterizuje hydrogelový prostředek pro trvalé uvolňování biologicky aktivní látky, kdy prostředek obsahuje částice s hustotou menší než 0,4 g/cm3, kdy alespoň 50 % částic má střední průměr menší než 5 pm a kdy prostředek je vyvinut pro plicní podávání.In an eighteenth invention, the sustained release hydrogel composition is characterized in that the composition comprises particles with a density of less than 0.4 g / cm 3 , at least 50% of the particles have a mean diameter of less than 5 µm, and wherein the composition is developed for pulmonary administration.
Za devatenácté vynález charakterizuje prostředek pro trvalé uvolňování biologicky aktivní látky, přičemž prostředek obsahuje částice s hustotou větší než 0,4 g/cm3.In a nineteenth invention, the sustained release composition of a biologically active agent comprises particles having a density of greater than 0.4 g / cm 3 .
S ohledem na rysy vynálezu popsané výše, je výhodné následující provedení. Doba, za kterou je uvolněno 10 % uvolnitelné aktivní látky, je větší než 1/10 tso. Přípravky a směsi makromeru obsahují alespoň 2,5 hmotnostního procenta aktivní látky a s výhodou obsahuje alespoň 5, 10, 25 nebo 40 hmotnostních procent aktivní látky. Makromery obsahují: (a) ve vodě rozpustnou oblast, tvořící centrální jádro; (b) alespoň dvě polymerizovatelné koncové skupiny, přičemž polymerizovatelné koncové skupiny jsou připojeny k degradovatelným oblastem.In view of the features of the invention described above, the following embodiment is preferred. The time for which 10% of the releasable active substance is released is greater than 1/10 tso. The macromer preparations and mixtures contain at least 2.5% by weight of the active ingredient and preferably contain at least 5, 10, 25 or 40% by weight of the active ingredient. The macromers comprise: (a) a water-soluble region forming the central core; (b) at least two polymerizable end groups, wherein the polymerizable end groups are attached to degradable regions.
Ve vodě rozpustná oblast obsahuje polymer, vybraný ze skupiny obsahující polyethylenglykol, polyethylenoxid, polyvinylalkohol, polyvinylpyrolidon, polyethyloxazolin, kopolymery polyethylenoxidu a polypropylenoxidu, polysacharidy, sacharidy, proteiny a jejich kombinace. Ve vodě rozpustná oblast může obsahovat alespoň dvě ramena.The water-soluble region comprises a polymer selected from the group consisting of polyethylene glycol, polyethylene oxide, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polyethyloxazoline, polyethylene oxide and polypropylene oxide copolymers, polysaccharides, carbohydrates, proteins, and combinations thereof. The water-soluble region may comprise at least two arms.
Degradovatelná oblast obsahuje polymer, vybraný ze skupiny obsahující poly-ahydroxykyseliny, polylaktony, polyaminokyseliny, polyanhydriny, polyorthoestery a polyfosfoestery. Například degradovatelná oblast může obsahovat polytrimethylenkarbonát nebo polykaprolakton. Popřípadě může degradovatelná oblast obsahovat poly-a-hydroxykyselinu, vybranou ze skupiny obsahující kyselinu polyglykolovou, kyselinu poly-DL-mléčnou a kyselinu po,y-L-mléčnou. Degradovatelná oblast může případně obsahovat polylakton, vybraný ze skupiny obsahující poly-εkaprolakton, poly-Ó-valerolakton a poly-y-butyrolakton. Degradovatelná oblast může obsahovat kopolymer alespoň dvou různých monomerů nebo směs alespoň dvou různých monomerů.The degradable region comprises a polymer selected from the group consisting of poly-ahydroxy acids, polylactones, polyamino acids, polyanhydrins, polyorthoesters and polyphosphoesters. For example, the degradable region may comprise polytrimethylene carbonate or polycaprolactone. Optionally, the degradable region may comprise a poly-α-hydroxy acid selected from the group consisting of polyglycolic acid, poly-DL-lactic acid, and β-L-lactic acid. The degradable region may optionally contain a polylactone selected from the group consisting of poly-ε-caprolactone, poly-δ-valerolactone and poly-γ-butyrolactone. The degradable region may comprise a copolymer of at least two different monomers or a mixture of at least two different monomers.
• · 9 · θ ·· ···· ·· ·* β* ««• 9 · · θ ·· ···· ·· · * β * ««
Polymerizovatelné koncové skupiny obsahují dvojnou vazbu mezi dvěma atomy uhlíku, která je schopna způsobit polymerací makromerů.The polymerizable end groups contain a double bond between two carbon atoms, which is capable of causing macromer polymerization.
Přípravky jsou podávány do plic savce. Jinou možností je, že přípravky jsou podávány intravenózně, subkutánně, intramuskulárně, orálně nebo nazálně. S výhodou jsou přípravky podávány lidem a biologicky aktivní látka je s výhodou protein.The compositions are administered to the lungs of a mammal. Alternatively, the formulations are administered intravenously, subcutaneously, intramuscularly, orally or nasally. Preferably, the compositions are administered to humans and the biologically active agent is preferably a protein.
„Terapeutická dávka“, když se jedná o biologicky aktivní látku, znamená její hladinu v plazmě v rozmezí mezi minimální účinnou hladinou a toxickou hladinou.A "therapeutic dose", when a biologically active substance, is its plasma level between the minimum effective level and a toxic level.
„Kinetika uvolňování“ znamená rychlost, s níž je lék uvolňován ze své dávkovači formy."Release kinetics" means the rate at which a drug is released from its dosage form.
„Makromer“ znamená polymer skládající se ze tří složek: (1) biologicky slučitelná, ve vodě rozpustná oblast; (2) biologicky degradovatelná/hydrolyzovatelná oblast a (3) alespoň dvě polymerizovatelné oblasti.'Macromer' means a polymer consisting of three components: (1) a biocompatible, water-soluble region; (2) a biodegradable / hydrolyzable region; and (3) at least two polymerizable regions.
Výraz „intaktní“, pokud je použit v souvislosti s proteinem nebo peptidem znamená, že protein nebo peptid je ve své biologicky aktivní formě a není degradovaný nebo agregovaný.The term "intact" when used in connection with a protein or peptide means that the protein or peptide is in its biologically active form and is not degraded or aggregated.
Výrazy „nerozpustný ve vodě“ nebo „vodou nerozpustný“ znamenají, že rozpustnost sloučeniny je menší než 1 g/100 ml vodného roztoku nebo ve vodném roztoku, který obsahuje až 5 % organického rozpouštědla, jako je dimethylsulfoxid.The terms "water insoluble" or "water insoluble" mean that the solubility of the compound is less than 1 g / 100 mL of an aqueous solution or in an aqueous solution containing up to 5% organic solvent such as dimethylsulfoxide.
Metody a prostředky, které jsou předmětem tohoto vynálezu, umožňují kontrolovatelné uvolňování velkých množství biologicky aktivních činidel, jako jsou proteiny. Makromery použité k dodávání proteinů, jednak chrání proteiny před degradací, tak také umožňují úpravu rychlosti uvolňování proteinů. Proteiny mohou být dodávány po časové období trvající hodiny, nebo po časové období trvající měsíce. Dále metody a prostředky, které jsou předmětem tohoto vynálezu, umožňují relativně konstantní dávkování aktivní látky, spíše než její náhlé počáteční uvolnění.The methods and compositions of the present invention allow the controlled release of large amounts of biologically active agents such as proteins. The macromers used to deliver the proteins both protect the proteins from degradation and also allow the rate of release of the proteins to be adjusted. Proteins can be delivered over a period of hours or months. Further, the methods and compositions of the present invention allow a relatively constant dosage of the active agent rather than its sudden initial release.
Vynález poskytuje metody a prostředky pro podávání biologicky aktivních látek. Tyto metody a prostředky umožňují kontrolovatelné, trvalé uvolňování relativně velkých množství těchto látek.The invention provides methods and compositions for administering biologically active agents. These methods and compositions allow for the controlled, sustained release of relatively large amounts of these substances.
V jednom provedení je biologicky aktivní látka spojena s biologicky degradovatelným, polymerizovatelným makromerem v přítomnosti iniciátoru polymerizace. Makromer je polymerizován aby vytvořil hydrogel a aby se dotyčná látka zabudovala do výsledného hydrogelu. Z výsledného hydrogelu, obsahujícího aktivní látku, jsou vytvořeny přípravky, které jsou schopné kontrolovatelně látku uvolňovat.In one embodiment, the biologically active agent is associated with a biodegradable, polymerizable macromer in the presence of a polymerization initiator. The macromer is polymerized to form a hydrogel and to incorporate the substance into the resulting hydrogel. Preparations are prepared from the resulting hydrogel containing the active ingredient which are capable of controlling the release of the active ingredient.
φ · ♦φ · ♦
ΦΦΦΦ φ · φφφφΦΦΦΦ φ · φφφφ
Makromery.Makromery.
Makromery, které jsou předmětem tohoto vynálezu, mají alespoň jednu ve vodě rozpustnou oblast, alespoň jednu biologicky degradovatelnou (např. hydrolyzovatelnou) oblast a alespoň jednu polymerizovatelnou oblast. Makromery mohou být ve vodě rozpustné nebo ve vodě nerozpustné. Tyto makromery jsou polymerizovány a vytvoří hydrogely, které jsou vhodné pro dodávání zabudovaných látek kontrolovanou rychlostí. Důležitým znakem hydrogelů je to, že polymerizovatelné oblasti jsou odděleny alespoň jednou biologicky degradovatelnou oblastí. Toto oddělení usnadňuje rovnoměrnou degradaci in vivo.The macromers of the present invention have at least one water-soluble region, at least one biodegradable (e.g., hydrolyzable) region, and at least one polymerizable region. The macromers may be water-soluble or water-insoluble. These macromers are polymerized to form hydrogels that are suitable for delivering embedded substances at a controlled rate. An important feature of hydrogels is that the polymerizable regions are separated by at least one biodegradable region. This separation facilitates uniform degradation in vivo.
Poměr mezi ve vodě rozpustnou oblastí a hydrolyzovatelnou oblastí makromeru určuje mnoho obecných vlastností makromeru. Například rozpustnost makromeru ve vodě může být kontrolována změnou procenta makromeru, které se skládá z hydrofobních degradovatelných skupin.The ratio between the water-soluble region and the hydrolyzable region of the macromer determines many of the general properties of the macromer. For example, the solubility of a macromer in water can be controlled by varying the percentage of macromer that consists of hydrophobic degradable groups.
Existuje několik variant těchto makromerů. Například polymerizovatelné oblasti mohou být připojeny přímo k degradovatelným oblastem; popřípadě mohou být připojeny nepřímo pomocí ve vodě rozpustných, nedegradovatelných oblastí, přičemž polymerizovatelné oblast jsou odděleny degradovatelnou oblastí. Například jestliže makromer obsahuje jednu ve vodě rozpustnou oblast spojenou s degradovatelnou oblastí, jedna polymerizovatelná oblast může být připojena k oblasti rozpustné ve vodě a druhá k degradovatelné oblasti.There are several variants of these macromers. For example, the polymerizable regions may be attached directly to the degradable regions; optionally, they may be attached indirectly by means of water-soluble, non-degradable regions, wherein the polymerizable region is separated by a degradable region. For example, if the macromer comprises one water-soluble region associated with a degradable region, one polymerizable region may be attached to a water-soluble region and the other to a degradable region.
V jiném provedení tvoří ve vodě rozpustná oblast centrální jádro makromeru a má k sobě připojeny alespoň dvě polymerizovatelné oblasti. Alespoň dvě polymerizovatelné oblasti jsou připojeny k degradovatelným oblastem tak, že po degradaci jsou polymerizovatelné oblasti, zvláště ve formě polymerizovaného gelu, vzájemně odděleny. Jinou možností je, pokud centrální jádro makromeru je tvořeno degradovatelnou oblastí, že mohou být k jádru připojeny alespoň dvě ve vodě rozpustné oblasti a polymerizovatelné oblasti mohou být připojeny ke každé ve vodě rozpustné oblasti.In another embodiment, the water-soluble region forms the central core of the macromer and has at least two polymerizable regions attached thereto. At least two polymerizable regions are attached to the degradable regions such that after degradation, the polymerizable regions, especially in the form of a polymerized gel, are separated from each other. Alternatively, if the central core of the macromer is formed by a degradable region, at least two water-soluble regions may be attached to the core and the polymerizable regions may be attached to each water-soluble region.
V ještě jiném provedení má makromer ve vodě rozpustnou kostru, přičemž degradovatelná oblast je k této kostře makromeru připojena. Alespoň dvě polymerizovatelné oblasti jsou připojeny k degradovatelným oblastem tak, že jsou při degradaci odděleny, což má za následek rozpuštění gelu. V dalším provedení je kostra makromeru tvořena degradovatelnou kostrou, která má ve vodě rozpustné oblastiIn yet another embodiment, the macromer has a water-soluble backbone, wherein the degradable region is attached to the macromer backbone. At least two polymerizable regions are attached to the degradable regions so that they are separated upon degradation resulting in gel dissolution. In another embodiment, the macromer backbone comprises a degradable backbone having water-soluble regions
připojeny jako výběžky či štěpy na degradovatelné kostře. Dvě nebo více polymerizovatelných oblastí je připojeno k těmto ve vodě rozpustným výběžkům či štěpům.attached as protrusions or grafts on a degradable skeleton. Two or more polymerizable regions are attached to these water-soluble processes or grafts.
V jiné variantě provedení může mít kostra mnoho postranních ramen; např. může být hvězdicového tvaru nebo tvaru hřebene. Kostra může obsahovat ve vodě rozpustnou oblast, biologicky degradovatelnou oblast nebo ve vodě rozpustnou, biologicky degradovatelnou oblast. Polymerizovatelné oblasti jsou ktéto kostře připojeny. Opět zde musí být polymerizovatelné oblasti odděleny v některém bodě degradovatelnou oblastí.In another embodiment, the carcass may have a plurality of side arms; for example, it may be star-shaped or comb-shaped. The skeleton may comprise a water-soluble region, a biodegradable region, or a water-soluble, biodegradable region. The polymerizable regions are attached to this framework. Again, here, the polymerizable regions must be separated at some point by the degradable region.
V průběhu tohoto popisu jsou někdy užívány následující zkratky pro popis specifických makromerů, které jsou předmětem tohoto vynálezu. Ve dvou zvláštních příkladech je makromer, jehož ve vodě rozpustná oblast se skládá z polyethylenglykolu o molekulové hmotnosti 4000 daltonů, s pěti laktátovými skupinami na každé straně této oblasti a ohraničený na každé straně akrylátovými skupinami, označován jako „4KL5“. Podobně makromer, jehož ve vodě rozpustná oblast se skládá z polyethylenglykolu o molekulové hmotnosti 3400 daltonů, s šesti kaprolaktonovými skupinami na každé straně této oblasti a ohraničený na každé straně akrylátovými skupinami, označován jako „3.4KC6“.Throughout this description, the following abbreviations are sometimes used to describe the specific macromers of the present invention. In two particular examples, a macromer whose water-soluble region consists of polyethylene glycol having a molecular weight of 4000 daltons, with five lactate groups on each side of the region and bounded on each side by acrylate groups, is referred to as "4KL5". Similarly, a macromer whose water-soluble region consists of polyethylene glycol with a molecular weight of 3400 Daltons, with six caprolactone groups on each side of this region and bounded on each side by acrylate groups, referred to as "3.4KC6".
Ve vodě rozpustné oblastiWater-soluble areas
Ve vodě rozpustná oblast může obsahovat polyethylenglykol, polyethylenoxid, polyvinylalkohol, polyvinylpyrolidon, polyethyloxazolin, kopolymery polyethylenoxidu a polypropylenoxidu, polysacharidy, sacharidy nebo proteiny nebo jejich kombinace.The water-soluble region may comprise polyethylene glycol, polyethylene oxide, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polyethyloxazoline, copolymers of polyethylene oxide and polypropylene oxide, polysaccharides, carbohydrates or proteins or combinations thereof.
S výhodou makromer obsahuje ve vodě rozpustnou centrální oblast, obsahující polyethylenglykol (PEG), protože PEG je vysoce hydrofilní a rozpustný ve vodě, a rovněž má vysokou biologickou slučitelnost. S výhodou má polyethylenglykolová oblast molekulovou hmotnost 400 až 40 000 daltonů a ještě výhodněji má molekulovou hmotnost 1000 až 30 000 daltonů, 1000 až 20 000 daltonů nebo 2000 až 10 000 daltonů.Preferably, the macromer comprises a water-soluble central region containing polyethylene glycol (PEG) because PEG is highly hydrophilic and water-soluble, and also has high biocompatibility. Preferably, the polyethylene glycol region has a molecular weight of 400 to 40,000 daltons, and more preferably has a molecular weight of 1000 to 30,000 daltons, 1000 to 20,000 daltons, or 2000 to 10,000 daltons.
Degradovatelná oblast.Degradable area.
Degradovatelná oblast může obsahovat například poly-a-hydroxykyseliny, polylaktony, polyaminokyseliny, polyanhydriny, polyorthoestery, polyorthokarbonáty nebo polyfosfoestery nebo směsi nebo kopolymery těchto polymerů.The degradable region may comprise, for example, poly-α-hydroxy acids, polylactones, polyamino acids, polyanhydrins, polyorthoesters, polyorthocarbonates or polyphosphoesters, or mixtures or copolymers of these polymers.
• · • · · · • 9 • 9• 9 • 9
Například poly-a-hydroxykyseliny zahrnují kyselinu polyglykolovou, kyselinu poly-DL-mléčnou a kyselinu poly-L-mléčnou. Například polylaktony obsahují poly-εkaprolakton, poly-ó-valerolakton, poly-y-butyrolakton, poly-1,5-dioxepan-2-on a polytrimethylenkarbonát.For example, poly-α-hydroxy acids include polyglycolic acid, poly-DL-lactic acid, and poly-L-lactic acid. For example, polylactones include poly-ε-caprolactone, poly-δ-valerolactone, poly-γ-butyrolactone, poly-1,5-dioxepan-2-one, and polytrimethylene carbonate.
Příklady kopolymerů zahrnují kopolymer kaprolaktonu a glykolové kyseliny; a kopolymer kaprolaktonu a mléčné kyseliny.Examples of copolymers include a copolymer of caprolactone and glycolic acid; and a caprolactone-lactic acid copolymer.
Polymerizovatelné oblasti.Polymerizable regions.
Polymerizovatelné oblasti obsahují s výhodou dvojnou vazbu mezi dvěma atomy uhlíku, která je schopna způsobit polymerací makromerů. Výběr vhodné polymerizovatelné skupiny umožní rychlou polymerizaci a vytvoření gelu. Přednost je dávána polymerizovatelným oblastem obsahujícím akryláty, protože mohou být polymerizovány za pomoci různých iniciačních systémů, jak je diskutováno dále. Příklady akrylátů jsou akrylát, methakrylát a methylmethakrylát.The polymerizable regions preferably contain a double bond between two carbon atoms which is capable of causing macromer polymerization. Choosing a suitable polymerizable group will allow rapid polymerization and gel formation. Preferred are the polymerizable regions containing acrylates, as they can be polymerized using a variety of initiation systems, as discussed below. Examples of acrylates are acrylate, methacrylate and methyl methacrylate.
Polymerizační krok.Polymerization step.
Makromery jsou polymerizovány pomocí polymerizačních iniciátorů za přispění dlouhovlnného ultrafialového světla, viditelného světla, tepelné energie nebo redukčně oxidačního systému. Polymerizace může být provedena při teplotě místnosti nebo při nižších teplotách, například teplotách nižších než 20 °C. Během polymerizace jsou látky jako proteiny fyzicky zabudovány do výsledné polymerové sítě gelu.Macromers are polymerized by polymerization initiators with the aid of long-wave ultraviolet light, visible light, thermal energy, or a redox oxidation system. The polymerization may be carried out at room temperature or at lower temperatures, for example temperatures below 20 ° C. During polymerization, substances such as proteins are physically incorporated into the resulting polymer gel network.
Polymerizace může být iniciována in šitu světlem, které má vlnovou délku 320 nm nebo delší. Když polymerizovatelná oblast obsahuje akrylátové skupiny, může být iniciátor kterékoliv z řady vhodných barviv, jako jsou xanthinová barviva, akridinová barviva, thiazinová barviva, fenazinová barviva, kafrochinonová barviva, acetofenonová barviva, nebo eozinová barviva s triethanolaminem, 2,2-dimethyl-2-fenyl acetofenon a 2,2-methoxy-2-fenylacetofenon.The polymerization can be initiated in situ by light having a wavelength of 320 nm or longer. When the polymerizable region contains acrylate groups, the initiator may be any of a variety of suitable dyes, such as xanthine dyes, acridine dyes, thiazine dyes, phenazine dyes, camphroquinone dyes, acetophenone dyes, or eosin dyes with triethanolamine, 2,2-dimethyl-2- phenyl acetophenone and 2,2-methoxy-2-phenylacetophenone.
Polymerizace může také nastat v nepřítomnosti světla. Například může být polymerizace iniciována pomocí redukčně oxidačního systému, jak je podrobněji popsáno v příkladech. V některých případech je výhodné polymerizovat pomocí redukčně oxidačního systému, který je předmětem tohoto vynálezu, protože tvorba radikálních iniciátorů probíhá při vhodné rychlosti v Širokém rozmezí teplot.Polymerization can also occur in the absence of light. For example, the polymerization may be initiated by a reduction oxidation system, as described in more detail in the examples. In some cases, it is preferable to polymerize with the reduction oxidation system of the present invention since the formation of radical initiators takes place at a suitable rate over a wide temperature range.
Iniciátory, které lze použít v rámci redukčně oxidačního systému jsou mimo jiné peroxidy, jako je acetyl, benzoyl, kumyl a t-butyl; hydroperoxidy, jako jsou t-butyl a • 9 • « • ··· kumyl, peroxoestery, jako je t-butylperbenzoát; acylalkylsulfonylperoxidy, dialkylperoxodikarbonáty, diperoxoketaly, ketonperoxidy, azosloučeniny, jako je 2,2'azo(bis)izobutyronitryl (AIBN), disulfidy a tetrazeny.Initiators which can be used in the redox system are, inter alia, peroxides such as acetyl, benzoyl, cumyl and t-butyl; hydroperoxides such as t-butyl and cumyl, peroxoesters such as t-butyl perbenzoate; acylalkylsulfonyl peroxides, dialkyl peroxydicarbonates, diperoxoketals, ketone peroxides, and azo compounds such as 2,2'azo (bis) isobutyronitryl (AIBN), disulfides and tetrazenes.
Vlastnosti makromerů.Properties of macromers.
Předměty tohoto vynálezu jsou biologicky degradovatelné. Biologická degradace nastává ve vazbách uvnitř postranních oligomerů a jejím výsledkem jsou fragmenty, které jsou netoxické a snadno odstranitelné z těla anebo to jsou normální, bezpečné chemické meziprodukty, vyskytující se v těle. Tyto materiály jsou zvláště užitečné pro dodávání hydrofilních materiálů, protože ve vodě rozpustné oblasti polymeru umožňují vodě přístup k materiálu, zachycenému uvnitř polymeru.The objects of the invention are biodegradable. Biodegradation occurs in bonds within the side oligomers, resulting in fragments that are nontoxic and readily removable from the body, or are normal, safe chemical intermediates found in the body. These materials are particularly useful for delivering hydrophilic materials since the water-soluble regions of the polymer allow water access to the material trapped within the polymer.
Ještě důležitější je, že předměty tohoto vynálezu je možno degradovat za podmínek in vivo rychlostmi, které umožňují kontrolované uvolňování zabudovaných látek. Uvolňování může nastávat difusí materiálu z polymeru před jeho degradací anebo difusí materiálu z polymeru v průběhu jeho degradace. Degradace polymeru usnadňuje konečné kontrolované uvolňování volných makromolekul in vivo pomocí postupné hydrolýzy koncových esterových vazeb. Již v oblasti přípravy se tak vyhneme prudkému uvolňování biologicky aktivní látky na počátku podávání, který je někdy spojen s jinými uvolňovacími systémy.More importantly, the subject invention can be degraded under in vivo conditions at rates that allow controlled release of the incorporated substances. Release may occur by diffusion of the polymer material prior to degradation or by diffusion of the polymer material during degradation. Polymer degradation facilitates the final controlled release of free macromolecules in vivo by sequential hydrolysis of terminal ester bonds. Already in the field of preparation, this avoids the rapid release of the biologically active substance at the beginning of administration, which is sometimes associated with other release systems.
Rychlost uvolňování závisí částečně na složení ve vodě rozpustné oblasti, jako je molekulová hmotnost složek této ve vodě rozpustné oblasti. Rychlost uvolňování biologicky aktivního činidla může též záviset na stupni polymerizace makromeru a rovněž na dalších faktorech.The release rate depends in part on the composition of the water-soluble region, such as the molecular weight of the components of the water-soluble region. The release rate of a biologically active agent may also depend on the degree of polymerization of the macromer as well as other factors.
Rychlost uvolňování látky také závisí na rychlosti degradace degradovatelné oblasti makromeru. Například estery kyseliny glykolové vedou k velmi rychlé degradaci, estery kyseliny mléčné vedou k poněkud pomalejší degradaci a kaprolaktamové estery vedou k velmi pomalé degradaci. Pokud se degradovatelná oblast skládá z kyseliny polyglykolové, období uvolňování je kratší než jeden týden. Pokud se degradovatelná oblast skládá z kyseliny polymléčné, období uvolňování je asi jeden týden. Pokud se degradovatelná oblast skládá z kopolymerů kaprolaktonu a kyseliny mléčné nebo kopolymerů trimethylenkarbonátu a kyseliny mléčné, období uvolňování je dva až čtyři týdny. Pokud se degradovatelná oblast skládá z kopolymerů trimethylenkarbonátu • · ··* · * ♦ Φφφφ • · · · φφφ φ φ φ φ • · ♦ » · φ φφφ φφ φ φ φ φφφφ φφφφ φφφφ φφ φ φ φ φ φφ nebo kopolymeru kaprolaktonu a trimethylenkarbonátu, období uvolňování je tři až osm týdnů. Pokud se degradovatelná oblast skládá z trimethylenkarbonátu nebo polykaprolaktonu, období uvolňování je delší než pět týdnů.The rate of substance release also depends on the degradation rate of the degradable region of the macromer. For example, glycolic acid esters result in very rapid degradation, lactic acid esters result in somewhat slower degradation, and caprolactam esters result in very slow degradation. If the degradable region consists of polyglycolic acid, the release period is less than one week. If the degradable region consists of polylactic acid, the release period is about one week. If the degradable region consists of caprolactone-lactic acid copolymers or trimethylene carbonate-lactic acid copolymers, the release period is two to four weeks. If the degradable region consists of trimethylene carbonate copolymers · · ··· · · · · · · · · ♦ · ♦ · φ · φφ φφφφφφ olymerφφolymerφolymerφφolymerolymerolymerolymerolymerolymerolymerolymerolymerolymer a kap a trimethylene carbonate, the release period is three to eight weeks. If the degradable region consists of trimethylene carbonate or polycaprolactone, the release period is longer than five weeks.
Přesná rychlost uvolňování může být dále modifikována změnou poměru hydrofilních a hydrofobních složek. Například velmi rozpustný makromer bude po polymerizaci dávat hydrofilní gel; bylo ukázáno, že hydrofilní hydrogely jsou degradovány rychleji než hydrogely hydrofobní. Směs hydrofilního makromeru (např. 4KL5) s hydrofobním, ve vodě nerozpustným makromerem (3.4KC6) je použita k přípravě polymerizovaného hydrogelů. Tento hydrogel bude mít rychlost uvolňování, která je mezi rychlostí uvolňování hydrogelů obsahujícího pouze kyselinu mléčnou a hydrogelů obsahujícího pouze kaprolakton. Makromer v němž je degradovatelná oblast kopolymerem kaprolaktonu a kyseliny mléčné, bude také mít rychlost uvolňování, která je mezi rychlostí uvolňování hydrogelů obsahujícího pouze kyselinu mléčnou a hydrogelů obsahujícího pouze kaprolakton jako primární degradovatelné skupiny.The exact release rate can be further modified by varying the ratio of hydrophilic and hydrophobic components. For example, a highly soluble macromer will yield a hydrophilic gel after polymerization; it has been shown that hydrophilic hydrogels are degraded more rapidly than hydrophobic hydrogels. A mixture of a hydrophilic macromer (eg 4KL5) with a hydrophobic, water-insoluble macromer (3.4KC6) is used to prepare polymerized hydrogels. The hydrogel will have a release rate that is between the release rate of lactic acid-only hydrogels and caprolactone-only hydrogels. The macromer in which the degradable region is a caprolactone-lactic acid copolymer will also have a release rate that is between the release rate of lactic acid-only hydrogels and caprolactone-only hydrogels as the primary degradable groups.
Dále rychlost uvolňování z daného výrobku závisí na množství zabudované látky, na jejím procentuálním obsahu v konečném produktu; na rozpustnosti aktivní látky; na hydrofilnosti aktivní látky (hydrofilní aktivní látky budou obecně uvolňovány rychleji než hydrofobní aktivní látky); a v případě suspenzí na velikosti částic. Úpravou faktorů, diskutovaných výše, mohou být degradace a kontrolované uvolňování měněny ve velmi širokých rozmezích. Například může být přípravek navržen tak, aby k uvolňování došlo v průběhu hodin, dnů nebo měsíců.Further, the rate of release from a given article depends on the amount of incorporated substance, its percentage in the final product; the solubility of the active agent; on hydrophilicity of the active substance (hydrophilic active substances will generally be released more rapidly than hydrophobic active substances); and, in the case of suspensions, to particle sizes. By adjusting the factors discussed above, degradation and controlled release can be varied over very wide ranges. For example, the formulation may be designed to release over hours, days, or months.
Jak je ukázáno v obr. 1, metodami, které jsou předmětem tohoto vynálezu, mohou být vytvořeny částice, které se chovají jako homogenní systémy pro podávání léků. Pro homogenní podstatu předmětů, které jsou předmětem tohoto vynálezu, nedochází k počátečnímu prudkému nárůstu koncentrace uvolňované látky. Dále stejnoměrná konzistence umožňuje zabudovat relativně vysoká množství proteinu, přičemž je stále minimalizován počáteční prudký nárůst koncentrace uvolňované látky.As shown in Fig. 1, particles that behave as homogeneous drug delivery systems can be formed by the methods of the present invention. Due to the homogeneous nature of the objects of the present invention, there is no initial sharp increase in the concentration of the released substance. Furthermore, uniform consistency allows for the incorporation of relatively high amounts of protein, while still minimizing the initial sharp increase in the concentration of the released substance.
Obecně látky ve vodě rozpustné budou vytvářet homogenní systémy, když budou zabudovány do makromerů, které jsou předmětem tohoto vynálezu. Látky, které se nerozpustí ve vodě během doby, kdy dochází ke tvorbě makromeru, který je předmětem tohoto vynálezu, budou tvořit heterogenní systémy. Rozsah prudkého počátečního nárůstu koncentrace uvolňované látky v heterogenních systémech lze minimalizovat pomocí zvláštní suspenze s malými částicemi.In general, water-soluble substances will form homogeneous systems when incorporated into the macromers of the present invention. Substances that do not dissolve in water during the time of formation of the macromer of the present invention will form heterogeneous systems. The extent of a steep initial increase in the concentration of the released substance in heterogeneous systems can be minimized by a special small particle suspension.
• ···• ···
Průběh uvolňování látky je ukázán na obr. 2. Vodorovná osa ukazuje dobu po podání a svislá osa představuje množství uvolněného materiálu. Jak je ukázáno na obr. 2, doba t50 je doba, při níž bylo uvolněno 50 % uvolnitelného materiálu. Podobně doba tw je doba, při níž bylo uvolněno 10 % uvolnitelného materiálu. Množství uvolnitelné aktivní látky je množství, které je uvolněno z přípravku za časové období desetkrát delší, než je doba po které trvá uvolnění 10 % zabudované aktivní látky.The course of substance release is shown in Fig. 2. The horizontal axis shows the time after administration and the vertical axis represents the amount of material released. As shown in Fig. 2, the time t 50 is the time at which 50% of the releasable material has been released. Similarly, the time tw is the time at which 10% of the releasable material has been released. The amount of releasable active substance is the amount that is released from the formulation over a period of ten times longer than the time it takes to release 10% of the incorporated active substance.
Pokud je křivka, znázorňující uvolňování přesně lineární, pak tw = 1/5 tso- Pokud nastává počáteční prudký nárůst koncentrace uvolňované látky, pak ti0 je mnohem menší, než 1/5 tso- U metod a prostředků, které jsou předmětem tohoto vynálezu, je výhodné, když t10 je větší než 1/10 t5o- Jinými slovy, neexistuje tu žádný nebo velmi malý počáteční nárůst koncentrace uvolňované látky.If the release curve is exactly linear then tw = 1/5 tso- If there is an initial sharp increase in the concentration of the released substance, then t 0 0 is much smaller than 1/5 tso- In the methods and compositions of the present invention, it is preferred that t 10 is greater than 1/10 t 5 o. In other words, there is no or very small initial increase in the concentration of the released substance.
Vynález také charakterizuje nerozpustné makromery. Tyto makromery obsahují alespoň jednu ve vodě rozpustnou oblast, alespoň jednu degradovatelnou (např. hydrolyzovatelnou) oblast a alespoň jednu polymerizovatelnou oblast. Degradovatelná oblast obsahuje polymery kyseliny glykolové, kyseliny mléčné nebo kaprolaktonu, trimethylenkarbonátu nebo jejich směsi či kopolymery. Degradovatelná oblast musí být ve vodě nerozpustná. Například může být připraven makromer, který má degradovatelnou oblast, obsahující 15 až 20 jednotek kyseliny mléčné; tento makromer bude umožňovat relativně vysokou rychlost uvolňování. Makromer s degradovatelnou oblastí, obsahující 6 jednotek kaprolaktonu bude umožňovat relativně pomalou rychlost uvolňování. Makromer s degradovatelnou oblastí, obsahující kopolymer šesti jednotek kaprolaktonu, čtyř jednotek kyseliny mléčné a čtyř jednotek glykolátu, bude umožňovat vysokou rychlost uvolňování a makromer s degradovatelnou oblastí, obsahující kopolymer tří jednotek kyseliny mléčné a sedmi jednotek trimethylenkarbonátu bude umožňovat střední rychlost uvolňování.The invention also features insoluble macromers. These macromers comprise at least one water-soluble region, at least one degradable (eg, hydrolyzable) region, and at least one polymerizable region. The degradable region comprises polymers of glycolic acid, lactic acid or caprolactone, trimethylene carbonate or mixtures or copolymers thereof. The degradable area must be insoluble in water. For example, a macromer may be prepared having a degradable region comprising 15 to 20 lactic acid units; this macromer will allow a relatively high release rate. A degradable region macromer containing 6 caprolactone units will allow a relatively slow release rate. A degradable region macromer comprising a copolymer of six units of caprolactone, four units of lactic acid and four units of glycolate will allow high release rates, and a degradable region macromer comprising a copolymer of three units of lactic acid and seven units of trimethylene carbonate will allow medium release rates.
Ve vodě rozpustnou oblastí těchto makromerů je s výhodou PEG. Ve vodě rozpustná oblast může mít mnoho ramen; například může být hvězdicového tvaru nebo tvaru hřebene. Ve vodě rozpustná oblast má s výhodou 4, 6 nebo 8 ramen a molekulovou hmotnost 10 000 až 40 000 daltonů.The water-soluble region of these macromers is preferably PEG. The water-soluble region can have many arms; for example, it may be star-shaped or comb-shaped. The water-soluble region preferably has 4, 6 or 8 arms and a molecular weight of 10,000 to 40,000 daltons.
Charakteristiky množství zabudované látky.Characteristics of the amount of incorporated substance.
Terapeutická činidla mohou být snadno zabudována s velkým výtěžkem do zde popsaných přípravků. Například lze vyrobit přípravky, obsahující alespoň 2,5 ♦ · ·9 • · · 9Therapeutic agents can be readily incorporated with great yield into the compositions described herein. For example, preparations can be made containing at least 2.5
9 99 9
9«« •99 •9 9999 • 9 *« * 99 «« 99 • 9 9999 9 9 * * * 9
9 9 9 99
9 9 « • 9 9 9 ·«9 9 «•
9« «9 ♦ 9 9 99 «« 9 9 9 9
9 9 9 * 9 9 9 99 9 9 9
9 9 9 ·9 hmotnostního procenta aktivní látky. Je výhodné, když přípravky obsahují alespoň 5, 10, 25 nebo 40 hmotnostních procent aktivní látky.9 9 9 · 9% by weight of the active substance. It is preferred that the compositions contain at least 5, 10, 25 or 40 weight percent of the active ingredient.
Množství zabudované aktivní látky může být změřeno rozpuštěním kousků přípravků ve vhodném rozpouštědle a změřením množství aktivní látky pomocí způsobů dostupných v tomto oboru, jako je spektrofotometrie.The amount of incorporated active agent can be measured by dissolving the formulation pieces in a suitable solvent and measuring the amount of active agent using methods available in the art, such as spectrophotometry.
Tvarování přípravků.Shaping products.
Přípravky připravované pomocí procedur popsaných výše, mohou být vytvarovány do jakéhokoli požadovaného tvaru. Například přípravky mohou být vytvarovány tak, aby tvarově odpovídaly určité tělní dutině. Mohou být také vytvarovány do tenkých, plochých disků nebo mikrokuliček. Jinou možností je, že přípravky mohou být napřed vytvarovány a poté přizpůsobeny požadovanému tvaru až před použitím nebo rozemlety na jemné částice. Požadovaný tvar přípravku bude záviset na specifickém použití.The formulations prepared by the procedures described above may be formed into any desired shape. For example, the formulations may be shaped to conform to a particular body cavity. They can also be formed into thin, flat discs or microspheres. Another possibility is that the formulations can be preformed and then adapted to the desired shape only before use or ground to fine particles. The desired shape of the formulation will depend on the specific use.
Částice mohou být připraveny pomocí v oboru známých technik, včetně jednoduchého nebo opakovaného odpaření rozpouštědla z emulze, vysušením rozprašované látky a extrakcí rozpouštědla. Zde používaný termín „částice“ zahrnuje mimo jiné mikrokuličky. Vmikrokuličce je terapeutické nebo jiné činidlo vpodstatě rozptýleno v celém objemu částice. Částice mohou mít hladký nebo nepravidelný povrch a mohou být plné nebo porézní. Metody pro vytváření mikrokuliček jsou popsány v literatuře, například vMathiowitz a Langer, J. Controlled Release 5: 13-22 (1987); Mathiowitz a kol., Reactive Polymers 6: 275-283 (1988); Mathiowitz a kol., J. Appl. Polymer Sci. 35: 755-774 (1988); Mathiowitz a kol., Scanning Microscopy 4: 329340 (1990); ); Mathiowitz a kol., J. Appl. Polymer Sci. 45: 125-134 (1992); a Benita a kol., J. Pharm. Sci. 73; 1721-1724 (1984).The particles can be prepared using techniques known in the art, including simple or repeated evaporation of the solvent from the emulsion, spray drying, and solvent extraction. The term "particles" as used herein includes, but is not limited to, microspheres. In a microsphere, the therapeutic or other agent is substantially dispersed throughout the volume of the particle. The particles may have a smooth or irregular surface and may be solid or porous. Methods for forming microspheres are described in the literature, for example in Mathiowitz and Langer, J. Controlled Release 5: 13-22 (1987); Mathiowitz et al., Reactive Polymers 6: 275-283 (1988); Mathiowitz et al., J. Appl. Polymer Sci. 35: 755-774 (1988); Mathiowitz et al., Scanning Microscopy 4: 329340 (1990); ); Mathiowitz et al., J. Appl. Polymer Sci. 45: 125-134 (1992); and Benita et al., J. Pharm. Sci. 73; 1721-1724 (1984).
Při odpaření rozpouštědla, popsaném například v Mathiowitz a kol., (1990), Benita a kol., (1984) a US patentu č. 4 272 398, je polymer rozpuštěn v těkavém organickém rozpouštědle, jako je methylenchlorid. Činidlo, které se má zabudovat, je případně k roztoku polymeru přidáno buď v rozpustné formě nebo rozptýleno jako jemné částice a směs je suspendována ve vodní fázi, která obsahuje povrchově aktivní činidlo jako je polyvinylalkohol. Výsledná emulze je míchána dokud se většina organického rozpouštědla neodpaří a nezanechá pevné mikrokuličky, které mohou být promyty vodou a sušeny přes noc v lyofilizačním zařízení.Upon evaporation of the solvent described, for example, in Mathiowitz et al., (1990), Benita et al., (1984) and US Patent No. 4,272,398, the polymer is dissolved in a volatile organic solvent such as methylene chloride. Optionally, the agent to be incorporated is added to the polymer solution either in a soluble form or dispersed as fine particles, and the mixture is suspended in an aqueous phase containing a surfactant such as polyvinyl alcohol. The resulting emulsion is stirred until most of the organic solvent has evaporated to leave solid microspheres which can be washed with water and dried overnight in a lyophilizer.
• 4 444• 4,444
Při odstranění rozpouštědla je terapeutické nebo diagnostické činidlo rozptýleno nebo rozpuštěno v roztoku vybraného polymeru v těkavém organickém rozpouštědle, jako je methylenchlorid. Směs pak může být za pomocí míchání rozptýlena v oleji, jako je silikonový olej, až dojde k vytvoření emulze. Jak rozpouštědlo difunduje do olejové fáze, kapičky emulze tuhnou v pevné mikrokuličky polymeru.Upon removal of the solvent, the therapeutic or diagnostic agent is dispersed or dissolved in a solution of the selected polymer in a volatile organic solvent such as methylene chloride. The mixture can then be dispersed in an oil such as silicone oil by stirring until an emulsion is formed. As the solvent diffuses into the oil phase, the emulsion droplets solidify into solid polymer microspheres.
Postupy pro přípravu ultrajemných částic biologických molekul pomocí rozprášení tekutých roztoků makromolekul, vysušením kapiček vytvořených v rozprašovacím kroku a shromažďování částic jsou popsány v PCT WO 97/41833.Processes for preparing ultrafine particles of biological molecules by spraying liquid solutions of macromolecules, drying the droplets formed in the spraying step and collecting the particles are described in PCT WO 97/41833.
Sušení rozprašováním se provádí procházením homogenní směsi látky, jako je terapeutické činidlo a polymerizovatelného makromeru, použitého ke tvorbě hydrogelu, skrz trysku, rotační disk nebo analogické zařízení, aby došlo k rozprášení směsi ve formě jemných kapiček. Látka a polymerizovatelný makromer mohou být dodány v roztoku nebo suspenzi, jako je např. vodný roztok. Jemné kapičky jsou vystaveny světlu, které způsobí polymerizaci makromeru a tvorbu hydrogelových kapiček, které uvnitř obsahují dotyčnou látku.Spray drying is accomplished by passing a homogeneous mixture of a substance, such as a therapeutic agent and a polymerizable macromer, used to form a hydrogel, through a nozzle, a rotary disk or an analogous device to spray the mixture in the form of fine droplets. The agent and the polymerizable macromer may be provided in a solution or suspension, such as an aqueous solution. The fine droplets are exposed to light which causes the polymerization of the macromer and the formation of hydrogel droplets containing the substance in question.
V jiném provedení jsou hydrogelové částice připraveny pomocí emulze vody voleji, kde polymerizovatelný makromer a látka, která má být zabudována, jsou rozptýleny v emulzi vody v oleji a vystaveny světlu aby došlo k polymerizaci makromerů a vytvoření hydrogelových částic obsahujících látku, jako je biologicky aktivní činidlo. Běžně může být polymerizace provedena při teplotě místnosti.In another embodiment, the hydrogel particles are prepared using an oil-in-water emulsion wherein the polymerizable macromer and the substance to be incorporated are dispersed in the water-in-oil emulsion and exposed to light to polymerize the macromers and form hydrogel particles containing the substance, such as a biologically active agent. . Typically, the polymerization can be carried out at room temperature.
Mikrokuličky, připravené pomocí technik popsaných výše, jsou za mrazu vysušeny, takže mají dlouhou dobu trvanlivosti (bez biologické degradace) a lék zůstává biologicky aktivní. Před použitím v injekční formě jsou mikrokuličky rozředěny ve vhodném roztoku, jako je fýziologický roztok nebo jiné tekutiny. Pro plicní podávání mohou být použity za mrazu vysušené nebo rozředěné částice.The microspheres prepared using the techniques described above are freeze-dried so that they have a long shelf life (without biodegradation) and the drug remains biologically active. Before use in an injectable form, the microspheres are diluted in a suitable solution, such as physiological saline or other liquids. For pulmonary administration, freeze-dried or diluted particles may be used.
Biologicky aktivní látky.Biologically active substances.
Biologicky aktivní látky, které mohou být zabudovány do přípravků, které jsou předmětem tohoto vynálezu, zahrnují terapeutická, diagnostická a profylaktická činidla. Může se jednat o přirozeně se vyskytující sloučeniny, syntetické organické sloučeniny nebo anorganické sloučeniny. Látky, které mohou být zabudovány do přípravků, které jsou předmětem tohoto vynálezu, zahrnují proteiny, peptidy, cukry, anorganické látky, antibiotika, antineoplastická činidla, místní anestetika, antiangiogenní činidla, činidla působící na cévy, protisrážlivá činidla, imunomodulátory, cytotoxická činidla, protivirová • · • ··· • 4 9· • · · · • · · · • 9 · · • 9 · · ·· 99 činidla, protilátky, neurotransmitery, psychoaktivní léky, oligonukleotidy, lipidy, buňky, tkáně, agregáty tkání nebo buněk a jejich kombinace.Biologically active agents that can be incorporated into the compositions of the present invention include therapeutic, diagnostic and prophylactic agents. They may be naturally occurring compounds, synthetic organic compounds or inorganic compounds. Substances that can be incorporated into the compositions of the present invention include proteins, peptides, sugars, inorganic agents, antibiotics, antineoplastic agents, local anesthetics, anti-angiogenic agents, vascular agents, anticoagulants, immunomodulators, cytotoxic agents, antiviral agents 99 agents, antibodies, neurotransmitters, psychoactive drugs, oligonucleotides, lipids, cells, tissues, tissue or cell aggregates and combinations thereof.
Příklady terapeutických činidel zahrnují kalcitonin, faktor stimulující vznik kolonií granulocytových makrofágů (GMCSF), ciliární neurotropní faktor, parathormon a transmembránový regulační gen cystické fibrózy. Jiná specifická terapeutická činidla zahrnují peptid podobný parathyroidnímu hormonu, somatostatin, testosteron, progesteron, estradiol, nikotin, fentanyl, norethisteron, „clonidine“, skopolamin, salicylát, salmeterol, formeterol, albeterol a valium.Examples of therapeutic agents include calcitonin, granulocyte macrophage colony stimulating factor (GMCSF), ciliary neurotrophic factor, parathyroid hormone, and the transmembrane regulatory cystic fibrosis gene. Other specific therapeutic agents include parathyroid hormone-like peptide, somatostatin, testosterone, progesterone, estradiol, nicotine, fentanyl, norethisterone, "clonidine", scopolamine, salicylate, salmeterol, formeterol, albeterol and valium.
Lze používat léky pro léčení zápalu plic, včetně „pentamidine isethiouate“. Léky pro léčení plicních stavů, jako je astma, se mohou použít včetně síranu albuterolu, βagonistů, síranu metaproterenolu, „beclomethasone diprepionate“, triamcinolon acetamidu, „budesonide acetonide“, „ipratropium bromide“, „flunisolide“, „cromolyn sodium“, vínanu ergotaminu a proteinových nebo peptidových léků, jako TFN antagonisté nebo antagonisté interleukinu.Medicines can be used to treat pneumonia, including pentamidine isethiouate. Medicines for the treatment of pulmonary conditions such as asthma may be used including albuterol sulphate, βagonists, metaproterenol sulphate, beclomethasone diprepionate, triamcinolone acetamide, budesonide acetonide, ipratropium bromide, flunisolide, cromolyn sodium sodium, wine ergotamine and protein or peptide drugs such as TFN antagonists or interleukin antagonists.
Další terapeutická činidla zahrnují rakovinná chemoterapeutická činidla, jako jsou cytokiny, lymfokiny, DNA a vakciny, jako je oslabený chřipkový virus. Nukleové kyseliny, které mohou být zabudovány, zahrnují geny, cDNA kódující proteiny, expresní vektory, molekuly mající pozitivní polaritu, které se váží ke komplementárním sekvencím nukleové kyseliny a inhibují tím transkripci nebo translaci, a ribozymy. Mohou být například podávány geny pro léčbu nemocí jako je cystická fibróza. Mohou být také podávány polysacharidy, jako je heparin.Other therapeutic agents include cancer chemotherapeutic agents such as cytokines, lymphokines, DNA, and vaccines such as attenuated influenza virus. Nucleic acids that can be incorporated include genes, cDNAs encoding proteins, expression vectors, molecules having positive polarity that bind to complementary nucleic acid sequences to inhibit transcription or translation, and ribozymes. For example, genes may be administered to treat diseases such as cystic fibrosis. Polysaccharides such as heparin may also be administered.
Další terapeutická činidla zahrnují aktivátor tkáňového plazminogenu (t-Pa), superoxiddizmutázu, antagonisty katalázy hormonu uvolňujícího luteinizační hormon (LHRH), faktor krevních destiček IL-11, receptor IL-4, „enbrel“, antagonisty receptoru IL-2, fúzní proteiny TFN receptoru, růstový a vývojový faktor megakaryocytů (MGDF), „stemgen“, anti-HER-2 a anti VEGF zušlechtěné monoklonální protilátky, protilátky antiTac, GLP-1 amylin a analogy GLP-1 amylinu.Other therapeutic agents include tissue plasminogen activator (t-Pa), superoxide dismutase, luteinizing hormone releasing hormone (LHRH) catalase antagonists, platelet factor IL-11, IL-4 receptor, "enbrel", IL-2 receptor antagonists, TFN fusion proteins receptor, megakaryocyte growth and development factor (MGDF), stem, anti-HER-2 and anti VEGF humanized monoclonal antibodies, antiTac antibodies, GLP-1 amylin, and GLP-1 amylin analogs.
Další terapeutická činidla zahrnují atriální natriuretický faktor, atriální natriuretický peptid, lidský chorionický β-gonadotropin, základní růstový faktor fibroblastů, hovězí růstový hormon, kostní morfogenetický protein, stimulační faktor-1 B-buněk, stimulační faktor-2 B-buněk, hovězí somatotropin, „carcinobreaking“ faktor, faktor indukující chrupavku, faktor uvolňující kortikotropin, faktor stimulující kolonie, diferenciační faktor-1, faktor růstu buněk výstelky, diferenciační faktor erytrocytů, • fe • fefefe • fe elongační faktor 1-alfa, epidermální růstový faktor, erytropoetin, růstový faktor fibroblastů, hormon stimulující folikuly, faktor stimulující kolonie granulocytů, „glial fibrallary“ kyselý protein, faktor uvolňující růstový hormon, lidský alfa-1 antitrypsin, lidský atriální natriuretický faktor, lidský chorionický gonadotropin, lidský růstový hormon, lidský faktor inhibující leukémii, hemopoetin-1, růstový faktor hepatocytů, lidský transformační růstový faktor, lidský hormon stimulující štítnou žlázu, interferon, imunoglobulin A, imunoglobulin D, imunoglobulin E, růstový faktor-1 podobající se inzulínu, růstový faktor-ll podobající se inzulínu, imunoglobulin G, imunoglobulin M, interleukin-1, interleukin-2, interleukin-3, interleukin-4, interleukin-5, interleukin-6, aktivátor ledvinového plazminogenu, molekula lektinu pro adhezí buněk, luteinizační hormon, faktor inhibující leukémii, monoklonální protilátka, faktor aktivující makrofágy, faktor cytotoxický pro makrofágy, faktor stimulující kolonie makrofágů, faktor stimulující kolonie megakaryocytů, faktor A nekrózy nádorů, faktor inhibující makrofágy, Mulleriánova inhibiční látka, faktor stimulující megakaryocyty, faktor stimulující melanocyty, neutrofilní chemotaktický faktor, nervový růstový faktor, aktivátor nového plazminogenu, nesteroidní protizánětlivý lék, faktor z osteogenního extraktu, protinádorový lymfokin, antigen specifický pro prostatu, inhibitor aktivátoru plazminogenu, růstový faktor odvozený z destiček, látka pro léčení poranění odvozená z destiček, lidský plazmatický protein indukující interleukín, faktor pro tvorbu cév v nádorech, tkáňový kontrolní faktor, růstový faktor T-buněk, modulační peptid Tbuněk, transformační růstový faktor, inhibitor růstu nádoru, faktor inhibující nádor, tkáňový inhibitor metalloproteináz, tkáňový nekrotický faktor, aktivátor tkáňového plazminogenu, faktor růstu cévní výstelky a vazoaktivní střevní peptid.Other therapeutic agents include atrial natriuretic factor, atrial natriuretic peptide, human chorionic β-gonadotropin, basic fibroblast growth factor, bovine growth hormone, bone morphogenetic protein, B-cell stimulation factor-1, B-cell stimulation factor-2, bovine somatotropin, Carcinobreaking factor, cartilage inducing factor, corticotropin releasing factor, colony stimulating factor, differentiation factor-1, endothelial cell growth factor, erythrocyte differentiation factor, • fe • fefefe • fe elongation factor 1-alpha, epidermal growth factor, erythropoietin, growth factor fibroblast factor, follicle stimulating hormone, granulocyte colony stimulating factor, glial fibrallary acid protein, growth hormone releasing factor, human alpha-1 antitrypsin, human atrial natriuretic factor, human chorionic gonadotropin, human growth hormone, human le inhibiting factor haemopoietin-1, hepatocyte growth factor, human transforming growth factor, human thyroid stimulating hormone, interferon, immunoglobulin A, immunoglobulin D, immunoglobulin E, insulin-like growth factor-1, insulin-like growth factor-11, immunoglobulin G , immunoglobulin M, interleukin-1, interleukin-2, interleukin-3, interleukin-4, interleukin-5, interleukin-6, renal plasminogen activator, cell adhesion lectin molecule, luteinizing hormone, leukemia inhibiting factor, monoclonal antibody, activating factor macrophages, cytotoxic factor for macrophages, macrophage colony stimulating factor, megakaryocyte colony stimulating factor, tumor necrosis factor A, macrophage inhibiting factor, Mullerian inhibiting agent, megakaryocyte stimulating factor, melanocyte stimulating factor, neutrophil chemotactic factor, neural growth factor activator, neural growth factor, activator nester oid anti-inflammatory drug, osteogenic extract factor, antitumor lymphokine, prostate-specific antigen, plasminogen activator inhibitor, platelet-derived growth factor, platelet-derived wound healing agent, human interleukin-inducing plasma protein, tumor vascular formation factor, tissue control factor, T cell growth factor, T cell modulating peptide, transforming growth factor, tumor growth inhibitor, tumor inhibiting factor, tissue metalloproteinase inhibitor, tissue necrotic factor, tissue plasminogen activator, vascular endothelial growth factor, and vasoactive intestinal peptide.
Příklady diagnostických činidel zahrnují plyny a jiné komerčně dostupná zobrazující činidla, která jsou používána v pozitronové emisní tomografii (PET), počítačové tomografii (CAT), fotonové emisní počítačové tomografii, rentgenografii, fluoroskopii a zobrazování magnetickou rezonancí (MRI). Vhodné materiály, používané jako kontrastní činidla v MRI zahrnují cheláty gadolinia, rovněž cheláty železa, hořčíku, manganu, mědi a chrómu. Příklady materiálů vhodných pro CAT a rentgenografii zahrnují materiály založené na jódu.Examples of diagnostic agents include gases and other commercially available imaging agents that are used in positron emission tomography (PET), computed tomography (CAT), photon emission computed tomography, X-ray, fluoroscopy, and magnetic resonance imaging (MRI). Suitable materials used as contrast agents in MRI include gadolinium chelates as well as iron, magnesium, manganese, copper and chromium chelates. Examples of materials suitable for CAT and X-ray include iodine-based materials.
Výhodnou biologicky aktivní látkou je protein. Proteiny jsou definovány jako obsahující 100 nebo více aminokyselinových zbytků; peptidy obsahují méně než 100 aminokyselinových zbytků. Pokud není stanoveno jinak, termín protein označuje jak ·» tttt tt* • · · · » • tttt · • tttt · • tt tttt • tttt · • tttt · • · tt · • · · · • · tttt proteiny tak peptidy. Proteiny mohou být připraveny například izolací z přírodních zdrojů nebo rekombinačním postupem. Příklady zahrnují inzulín a jiné hormony, včetně růstových hormonů, jako jsou lidský růstový hormon a hovězí růstový hormon. Jiné příklady proteinů zahrnují Faktor Vlil, Faktor IX, Faktor Vila a protizánětlivá činidla, jako jsou interleukiny, včetně interleukinu-4, NSAIDs nebo kortikosteroidů. Další příklady proteinů zahrnují enzymy, jako je DNáza a proteázy. Jiné proteiny zahrnují cytokiny, interferony, včetně interferonu alfa a interferonu beta, poetiny, faktory stimulující kolonie, růstové faktory, „ceredase“, gibereliny, auxiny a vitaminy a jejich fragmenty. Příklady růstových faktorů zahrnují růstový faktor cévní výstelky (VEGF), růstový faktor buněk výstelky (ECGF), základní faktor pro růst fibroblastů (bFGF) a růstový faktor odvozený z destiček (PDGF).A preferred biologically active agent is a protein. Proteins are defined as containing 100 or more amino acid residues; the peptides contain less than 100 amino acid residues. Unless otherwise indicated, the term protein refers to both the tttt proteins and peptides of tttt ttt ttt tttt ttt ttt proteins and peptides. Proteins can be prepared, for example, by isolation from natural sources or by recombinant means. Examples include insulin and other hormones, including growth hormones such as human growth hormone and bovine growth hormone. Other examples of proteins include Factor VIII, Factor IX, Factor VIIa, and anti-inflammatory agents such as interleukins, including interleukin-4, NSAIDs or corticosteroids. Other examples of proteins include enzymes such as DNase and proteases. Other proteins include cytokines, interferons including interferon alpha and interferon beta, poetins, colony stimulating factors, growth factors, ceredase, gibberellins, auxins and vitamins and fragments thereof. Examples of growth factors include vascular endothelial growth factor (VEGF), epithelial cell growth factor (ECGF), fibroblast growth factor (bFGF), and platelet-derived growth factor (PDGF).
Proteiny jsou stabilní v hydrogelech, které jsou předmětem tohoto vynálezu. Například mnoho proteinů je chráněno před dimerizací nebo agregací, jak je dále v příkladech diskutováno. Enzymatická degradace proteinů nebo peptidů může být dále minimalizována současným zabudováním inhibitorů peptidáz.Proteins are stable in the hydrogels of the present invention. For example, many proteins are protected from dimerization or aggregation, as discussed further in the examples. Enzymatic degradation of proteins or peptides can be further minimized by the simultaneous incorporation of peptidase inhibitors.
Způsoby podávání.Routes of administration.
Inhalace.Inhalation.
Použití hydrogelových částic, které jsou předmětem tohoto vynálezu, může rozšířit dodání léků do plic. Podávání do plic umožňuje dodávání léků, které mohou být transportovány přes bariéry plicní tkáně a do oběhu, jak je popsáno v US prozatímní patentové přihlášce sériové číslo 60/053,029, podané 18. července 1997.The use of the hydrogel particles of the present invention can extend the delivery of drugs to the lungs. Administration to the lung allows delivery of drugs that can be transported across the lung tissue barriers and into the circulation as described in US Provisional Patent Application Serial No. 60 / 053,029, filed July 18, 1997.
Problém s dodáváním aktivních látek do plic spočívá v tom, že plicní makrofágy mohou látky pohltit a zabránit jim tak ve vstupu do systémového nebo místního oběhu. Pohlcení nastává, když se proteiny adsorbované na povrchu částice vážou na receptory na povrchu makrofágů. Aby se zabránilo pohlcení, vynález poskytuje neiontové hydrogely, např. tvořené polymery, založenými na polyethylenglykolu. Tyto hydrogely adsorbují malá množství proteinů a tak se slabě vážou na povrchy buněk. Aniontové hydrogely, např. vytvořené pomocí kyseliny polyakrylové, také adsorbují relativně malá množství proteinů a tak se slabě vážou na povrchy buněk.The problem with the delivery of active substances to the lungs is that pulmonary macrophages can absorb the substances and prevent them from entering systemic or local circulation. Absorption occurs when proteins adsorbed on the surface of the particle bind to receptors on the surface of macrophages. In order to prevent absorption, the invention provides nonionic hydrogels, e.g. consisting of polymers based on polyethylene glycol. These hydrogels adsorb small amounts of proteins and thus weakly bind to cell surfaces. Anionic hydrogels, e.g. formed with polyacrylic acid, also adsorb relatively small amounts of proteins and thus weakly bind to cell surfaces.
V dalším provedení mohou být vytvořeny biokompatibilní mikrokuličky a jejich povrch opatřen neiontovými polymery rozpustnými ve vodě, jako je polyethylenoxid (PEO), čímž se vytvoří rezistence k adhezi na buňky, jak je popsáno v US patentu číslo 5 380 536.In another embodiment, biocompatible microspheres can be formed and their surface provided with non-ionic water-soluble polymers such as polyethylene oxide (PEO) to create resistance to cell adhesion as described in US Patent No. 5,380,536.
• ft ftft 94 • · · ft • ft · ftft· • · · ftft ··»· • ft ftft • ft «ftftft • ft · ftft · • · »· ftft ft ftft · ft · · ft • ·· · • · ftftFt ft 94 94 ft ft ft ft ft ft ft ft ft ft ft ft ft ft ft ft ft ft ft ft ft ft ft ft ft · Ftft
Velikost a hustota částic může být také zvolena tak, aby bylo maximalizováno množství aktivní látky, která je dodána do plic. Například makrofágy nepohlcují velké částice tak účinně jako částice malé. Avšak velké částice nejsou dopraveny tak hluboko do plic, jako jsou částice malé. Pro překonání těchto protichůdných faktorů poskytuje vynález malé částice, které mohou nabobtnat v průběhu své hydratace. Částice jsou podány hluboko do plic jako malé (tj. 1 až 5 pm), suché nebo slabě vlhké částice; vlivem hydratace nabobtnají a tím se stanou rezistentní proti pohlcení plicními makrofágy. Nabobtnání může nastat, když jsou částice hydratovány ze suchého stavu a když jsou hydratovány z jednoho stavu hydratace do druhého změnou teploty, pH, koncentrace soli nebo přítomností jiných rozpouštědel, například v závislosti na chemické a fyzikální podstatě hydrogelového polymeru.The size and density of the particles can also be selected to maximize the amount of active agent that is delivered to the lungs. For example, macrophages do not absorb large particles as effectively as small particles. However, large particles are not delivered as deep into the lungs as small particles are. To overcome these contradictory factors, the invention provides small particles that can swell as they hydrate. The particles are administered deep into the lungs as small (i.e. 1 to 5 µm), dry or slightly moist particles; due to hydration they swell and thus become resistant to absorption by pulmonary macrophages. Swelling can occur when particles are hydrated from a dry state and when hydrated from one state of hydration to another by changing the temperature, pH, salt concentration, or presence of other solvents, for example depending on the chemical and physical nature of the hydrogel polymer.
Zde používaný termín „suchý“ znamená, že částice prášku mají takový obsah vlhkosti, že se prášek snadno rozptýlí vinhalačním zařízení a vytvoří aerosol. Je výhodné, když je obsah vlhkosti v částicích menší než 10 hmotnostních procent, výhodnější, když je menší než 5 hmotnostních procent nebo případně menší než 2 hmotnostní procenta nebo nižší.As used herein, the term "dry" means that the powder particles have a moisture content such that the powder is easily dispersed by the inhalation device and forms an aerosol. It is preferred that the moisture content of the particles is less than 10 weight percent, more preferably less than 5 weight percent or optionally less than 2 weight percent or less.
Hustota částic je zjišťována pomocí měření hustoty usazeného prášku. Hustota usazeného prášku je standardní mírou pro hustotu hmoty v objemu, ohraničeném nějakou prostorovou plochou. Hustota hmoty v objemu, ohraničeném prostorovou plochou je u izotropní částice definována jako hmotnost částice dělená objemem minimálního kulového povrchu, uvnitř něhož může být částice uzavřena. Hustota částic může být měřena pomocí GeoPyc (Micrometers Instrument Corp., Norcross, GA) nebo AutoTap (Quantachrome Corp., Boyton Beach, FL).The density of the particles is determined by measuring the density of the deposited powder. The density of the deposited powder is a standard measure for the density of the mass in a volume bounded by a spatial area. The density of matter in the volume bounded by the spatial surface of an isotropic particle is defined as the mass of the particle divided by the volume of the minimum spherical surface within which the particle can be enclosed. Particle density can be measured using GeoPyc (Micrometers Instrument Corp., Norcross, GA) or AutoTap (Quantachrome Corp., Boyton Beach, FL).
Například hustota částic 3.4KL5 byla určena následujícím způsobem. Bylo smícháno 3.4KL5 (1,0025 g), 200 mM TEOA v PBS pH 7 (1,0260 g) a 1000 ppm eozinu. 200 mg tohoto roztoku bylo smícháno s talkem (0,1015 g). Výsledná suspenze byla umístěna do 100 μΙ skleněné pipety a polymerizována pomocí světla po dobu 15 s (ILC Technology, lne. xenonový světelný zdroj s vláknovou optikou). Tyčinka byla vytlačena, umístěna na hliníkovou fólii a dále polymerizována po dobu 3,5 min. Pevná tyčinka byla lyofilizována (vakuum 15E-3 mbar, teplota -50 °C) po dobu 18 h. Suchá tyčinka (obsah vody < 10 %) byla nařezána na malé kousky, ty byly umístěny do heptanu a rozemlety na malé částice v homogenizátoru (Silverson L4RT-A) při 5 000 otáčkách za min. (rpm). Vlhké částice byly usušeny na vzduchu, poté následoval proud dusíku. Velikost částic byla v rozmezí od 1 pm do 0,5 mm.For example, the particle density of 3.4KL5 was determined as follows. 3.4KL5 (1.0025 g), 200 mM TEOA in PBS pH 7 (1.0260 g) and 1000 ppm eosin were mixed. 200 mg of this solution was mixed with talc (0.1015 g). The resulting suspension was placed in a 100 μΙ glass pipette and polymerized with light for 15 s (ILC Technology, Inc., Xenon fiber optic light source). The rod was extruded, placed on an aluminum foil, and further polymerized for 3.5 min. The solid bar was lyophilized (vacuum 15E-3 mbar, temperature -50 ° C) for 18 h. The dry bar (water content <10%) was cut into small pieces, placed in heptane and ground into small particles in a homogenizer ( Silverson L4RT-A) at 5,000 rpm. (rpm). The wet particles were air dried, followed by a stream of nitrogen. The particle size ranged from 1 µm to 0.5 mm.
1,645 g těchto částic bylo umístěno do 10 ml válce, opatřeného stupnicí. Válec se stupnicí byl připevněn na vrchol denzitometru AutoTap (Quantachrome). Vzorek byl 100krát setřesen a odečten objem částic. Postup byl opakován tak dlouho, až nebyly pozorovány žádné změny v objemu. Konečný objem byl 2,8 ml. Hustoty částic usazeného prášku byla 1,6435 g/2,8 ml = 0,5870 g/ml.1.645 g of these particles were placed in a 10 ml graduated cylinder. The graduated cylinder was mounted on top of an AutoTap densitometer (Quantachrome). The sample was shaken 100 times and the particle volume was read. The procedure was repeated until no changes in volume were observed. The final volume was 2.8 ml. The particle density of the deposited powder was 1.6435 g / 2.8 mL = 0.5870 g / mL.
Vedle částic může být polymer poskytován v jiných tvarech vhodných pro dodávání hluboko do plic. Například mikrokuličky PEG emulze jsou podrobeny vysokému tlaku a vakuu na ploché desce aby se vytvořily velmi lehké a velmi tenké plátky, například mající konzistenci sněhových vloček, které odlišně reagují na síly ve vzdušném proudu. Výsledné tenké vločky mohou být např. silné 0,01 pm, 1 pm nebo 10 pm.In addition to the particles, the polymer may be provided in other shapes suitable for delivery deep into the lung. For example, PEG emulsion microspheres are subjected to high pressure and vacuum on a flat plate to form very light and very thin slices, for example having a snowflake consistency, which respond differently to forces in the air stream. For example, the resulting thin flakes may be 0.01 µm, 1 µm or 10 µm thick.
Částice mohou být podávány do dýchacího systému samotné nebo v jakémkoli vhodném, farmaceuticky přijatelném základu, jako je tekutina, např. fyziologický roztok, nebo prášek. Dávkování aerosolů, přípravky a dávkovači systémy mohou být vybírány pro zvláštní terapeutické aplikace, jak je popsáno například v Gonda, I. „Aerosols for delivery of therapeutic and diagnostic agents to the respirátory tract“ v Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems, 6: 273-313, 1990; a v Mořen, „Aerosol dosage forms and formulations“ v: Aerosols in Medicine. Principles, Diagnosis and Therapy, Mořen a kol., vyd. Elsevier, Amsterdam, 1985.The particles may be administered to the respiratory system alone or in any suitable, pharmaceutically acceptable base, such as a liquid, eg saline, or powder. Aerosol dispensing, formulations, and delivery systems can be selected for particular therapeutic applications, as described, for example, in Gonda, I. "Aerosols for delivery of therapeutic and diagnostic agents to the respiratory tract" in Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems, 6: 273 -313, 1990; and in Mořen, "Aerosol dosage forms and formulations" in: Aerosols in Medicine. Principles, Diagnosis and Therapy, Mořen et al., Eds. Elsevier, Amsterdam, 1985.
Dodávání léků do plic může být dosaženo pomocí zařízení jako jsou rozprašovače tekutin, inhalátory odměřující dávky aerosolu a zařízení pro rozptylování suchého prášku. Pro použití v zařízeních pro rozptylování suchého prášku jsou částice polymeru, obsahující terapeutické činidlo, připraveny ve formě suchého prášku, například pomocí lyofilizace nebo vysušením rozprášeného materiálu. Metody, používající vysušení rozprášeného materiálu k přípravě suchých prášků pro farmaceutické použití, obsahujících farmaceuticky přijatelné množství terapeutického činidla a nosiče, jsou popsány v PCT WO 96/32149.Drug delivery to the lung can be achieved by devices such as fluid nebulizers, aerosol metered dose inhalers and dry powder dispersing devices. For use in dry powder dispersion devices, the polymer particles containing the therapeutic agent are prepared in the form of a dry powder, for example by lyophilization or by drying the sprayed material. Methods using drying the sprayed material to prepare dry powders for pharmaceutical use comprising a pharmaceutically acceptable amount of a therapeutic agent and a carrier are described in PCT WO 96/32149.
Příklady léků, které mohou být podány do plic zahrnují mimo jiné inzulín, antitrypsin, kalcitonin, alfa interferon, beta interferon, GLP-1 a DNáza.Examples of drugs that can be administered to the lung include, but are not limited to, insulin, antitrypsin, calcitonin, alpha interferon, beta interferon, GLP-1, and DNase.
Nazální podávání.Nasal administration.
............................
Prostředky mohou být také použity k nazálnímu podávání sloučenin. Například vakcína, obsahující za mrazu vysušené nebo rozředěné mikrokuličky může být podána nazálně.The compositions may also be used for nasal administration of the compounds. For example, a vaccine containing freeze-dried or diluted microspheres may be administered nasally.
Intramuskulární a subkutánní podávání.Intramuscular and subcutaneous administration.
Předměty, které jsou předmětem tohoto vynálezu, mohou být použity pro podávání mikrokuliček, které jsou degradovány v průběhu několika dní až 3 měsíců, pomocí intramuskulární injekce nebo subkutánní injekce.The objects of the present invention can be used to administer microspheres that are degraded over several days to 3 months by intramuscular injection or subcutaneous injection.
Například růstový hormon lze podat subkutánně; hormon zanechá mikrokuličky na místě injekce, kde jsou degradovány. Růstový hormon vstupuje do systémového oběhu, kde projevuje své účinky přímo, a současně i nepřímo v důsledku indukce tvorby somatomedinu v játrech.For example, growth hormone may be administered subcutaneously; the hormone leaves the microspheres at the injection site where they are degraded. Growth hormone enters the systemic circulation, where it exerts its effects directly and at the same time indirectly due to the induction of somatomedin production in the liver.
Pro tento druh podávání lze použít částic velikosti až do 0,5 mm.Particles up to 0.5 mm in size can be used for this type of administration.
V jiných provedeních je aktivní činidlem vakcína, jako je vakcína proti tetanu, jiné peptidy nebo proteiny, nebo složitější imunogeny. Vakcína je uvolňována v průběhu časového období od jednoho do mnoha týdnů, což má za následek, při stejné celkové dávce imunogenu, zdokonalenou imunitní odpověď na vakcínu ve srovnání s podáváním základní injekce, následované jednou nebo více posilovacími dávkami. Směsi různých typů mikrokuliček mohou mít rovněž výsledky při podávání základní injekce, následované posilovacími dávkami.In other embodiments, the active agent is a vaccine, such as a tetanus vaccine, other peptides or proteins, or more complex immunogens. The vaccine is released over a period of time from one to many weeks, resulting in, at the same total immunogen dose, an improved immune response to the vaccine as compared to a primary injection followed by one or more booster doses. Mixtures of different types of microspheres may also have results in a basic injection followed by booster doses.
Intravenózní podávání.Intravenous administration.
Hydrogelové mikrokuličky obsahující lék vhodný pro léčení poruch srážení krve, jako jsou faktor Vlil nebo faktor IX při hemofilii, mohou být podávány pomocí intravenózních injekcí. Lék je uvolněn v průběhu časového období dnů až týdnů. Je udržována taková terapeutická hladina léku, která má lepší klinický výsledek. Dále je možné podávat celkově nižší dávky léku, což má odpovídající příznivý ekonomický důsledek. Tyto přístupy pomáhají navodit pacientovu spolupráci.Hydrogel microspheres containing a drug suitable for the treatment of blood clotting disorders such as Factor VIII or Factor IX in haemophilia may be administered by intravenous injection. The drug is released over a period of days to weeks. A therapeutic drug level that maintains a better clinical outcome is maintained. Furthermore, it is possible to administer generally lower doses of the drug, which has a correspondingly favorable economic effect. These approaches help to induce patient cooperation.
V případě intravenózní injekce je důležité vytvořit z mikrokuliček přijatelný výrobek, to znamená, že mikrokuličky neagregují a neucpávají krevní cévy. Mikrokuličky musí být připraveny ve vhodné velikosti, takže neuvíznou ve vlásečnicích. Pro tento druh podávání jsou výhodné velikosti částic 0,2 až 0,5 pm.In the case of intravenous injection, it is important to make the microspheres an acceptable product, that is, the microspheres do not aggregate and clog the blood vessels. The microspheres must be prepared in a suitable size so that they do not get stuck in capillaries. For this type of administration, particle sizes of 0.2 to 0.5 µm are preferred.
Součástí řady zánětlivých stavů, kdy část zánětlivého procesu je způsobena selektinem a expresí a vazbou ICAM s „neutrophil intravisation“, je to, že se krevní cévy v místě zánětu stávají propustné. Mohou být podány hydrogelové mikrokuličky; tyto • · · · mikrokuličky uniknou z krevních cév v místě zánětu a pak uvolňují svůj lékový obsah po určité časové období. Chorobné stavy, při kterých může být tento přístup užitečný, mohou zahrnovat mimo jiné záněty střev, astma, revmatická artritida, osteoartritida, emfyzém a cystická fibróza (s DNázou jako enzymatickým lékem).Part of a number of inflammatory conditions, where part of the inflammatory process is due to selectin and the expression and binding of ICAM to neutrophil intravisation, is that blood vessels become permeable at the site of inflammation. Hydrogel microspheres may be administered; these microspheres escape from the blood vessels at the site of inflammation and then release their drug content for a period of time. Diseases in which this approach may be useful may include, but are not limited to, inflammatory bowel disease, asthma, rheumatoid arthritis, osteoarthritis, emphysema, and cystic fibrosis (with DNase as an enzyme drug).
Hydrogelové mikrokuličky, které obsahují cytokiny, lymfokiny nebo jiné sloučeniny pro léčení rakoviny, mohou být podávány pomocí intravenózních injekcí. Krevní cévy uvnitř velkých, pevných nádorů jsou obyčejně propustné a průtok krve jimi je často pomalý. Tak se mohou mikrokuličky usadit uvnitř pevných nádorů a uvolňovat své protirakovinné léky místně a zabíjet tak nádorové buňky přímo nebo pomocí místní aktivace imunního systému. Tento přístup může být použit například se sloučeninami jako je interleukin 2, kdy systémová a místní toxicita omezovala velikost dávky a kde byly výrazné vedlejší účinky.Hydrogel microspheres that contain cytokines, lymphokines or other compounds for treating cancer can be administered by intravenous injection. Blood vessels inside large, solid tumors are commonly permeable and blood flow through them is often slow. Thus, microspheres can settle inside solid tumors and release their anticancer drugs locally, killing the tumor cells directly or by local activation of the immune system. This approach can be used, for example, with compounds such as interleukin 2, where systemic and local toxicity limited dose levels and where there were significant side effects.
Mikrokuličky, které jsou předmětem tohoto vynálezu, budou relativně pomalu odstraňovány z oběhu. Jinou možností je, že mikrokuličky mohou být předem zacíleny na opuštění oběhového systému skrz propustné krevní cévy nebo pomocí aktivnějších cílových mechanizmů, např. cílový mechanizmus zprostředkovaný receptorem.The microspheres of the present invention will be relatively slowly removed from the circulation. Alternatively, the microspheres may be pre-targeted to exit the circulatory system through permeable blood vessels or through more active target mechanisms, eg, a receptor-mediated target mechanism.
Orální podávání.Oral administration.
V některých částech trávicího traktu existuje relativně dobrý transport proteinů přes střevní sliznici do systémového a místního oběhu. Prostředky, které jsou předmětem tohoto vynálezu, například za mrazu vysušené mikrokuličky obsahující proteiny (s velmi malými velikostmi částic), mohou být proto podávány orálně ve formách vhodných pro trávicí trakt, které chrání mikrokuličky obsahující léky proti napadení enzymy a nízkému pH, které se nacházejí v horní části trávicího traktu. Takové formy vhodné pro trávicí trakt mohou být také navrženy za pomoci některých dostupných technologií, aby se v průběhu postupu enterické kapsle trávicím traktem z ní postupně vylučovaly mikrokuličky obsahující lék. Toto je podrobněji popsáno v prozatímní žádosti USSN 60/053 029 a v Mathiowitz a kol., Nátuře 386 (6623): 410414 (1997). Má se za to, že tento přístup bude mít řadu výhod před jinými přístupy pro dodávání proteinů a jiných molekul, dokonce malých molekul, orální cestou. Zaprvé, PEG a proteiny jsou vzájemně slučitelné, takže je možno se vyhnout většině výrobních problémů a problémům se stabilitou, se kterými je možno se setkat u jiných přístupů k dodávání léků. Za druhé, sušené hydrogely jsou velmi adhesivní k vlhké tkáni. Mikrokuličky se dobře navážou na trávicí trakt a budou transportovány do systému • · • · · · pomocí oběhu trávicího traktu nebo uvolní svůj obsah na střevní sliznici; ovšem lék vstoupí do systémového oběhu a do oběhu trávicího traktu. Mohou být též zahrnuty chemické zesilovače nebo formy obsahující prostředky, které využívají specifické a nespecifické biologické transportní mechanizmy pro usnadnění transportu přes trávicí trakt do systémového oběhu.In some parts of the gastrointestinal tract, there is a relatively good transport of proteins across the intestinal mucosa into the systemic and local circulation. The compositions of the present invention, for example, freeze-dried microspheres containing proteins (very small particle sizes), can therefore be administered orally in forms suitable for the gastrointestinal tract that protect microspheres containing drugs against attack by enzymes and low pH found in in the upper part of the digestive tract. Such forms suitable for the gastrointestinal tract can also be designed using some of the available technologies to gradually eliminate drug-containing microspheres from the gastrointestinal enteric capsule process. This is described in more detail in the provisional application of USSN 60/053 029 and in Mathiowitz et al., Nature 386 (6623): 410414 (1997). This approach is believed to have a number of advantages over other approaches for delivering proteins and other molecules, even small molecules, by the oral route. First, PEG and proteins are compatible with each other so that most manufacturing and stability problems encountered in other drug delivery approaches can be avoided. Second, the dried hydrogels are very adhesive to wet tissue. The microspheres bind well to the gastrointestinal tract and will be transported to the system via the digestive tract circulation or release their contents on the intestinal mucosa; however, the drug enters the systemic circulation and the digestive tract. Chemical enhancers or forms containing compositions that utilize specific and non-specific biological transport mechanisms to facilitate transport through the digestive tract to the systemic circulation may also be included.
Cílené působení.Targeted action.
K částicím mohou být pomocí reaktivních funkčních skupin, které se na nich nacházejí, připojeny cílové ligandy. Cílové ligandy umožňují vazebné interakce částice se specifickými receptorovými místy, jako se nacházejí uvnitř plic nebo na buňkách sliznice, specifická pro různé oblasti cévního řečiště. Cílové ligandy jsou vybírány podle specifických nebo nespecifických možností jejich vazby k určitým cílům. Příklady cílových ligandů zahrnují protilátky a jejich fragmenty, včetně variabilních oblastí protilátek, lektiny, hormony nebo jiné organické molekuly, schopné specifické vazby na receptory na povrchu cílových buněk. Další ligandy jsou popsány v Science 279, 323324(1998).Target ligands can be attached to the particles by means of reactive functional groups found thereon. Target ligands allow binding interactions of the particle with specific receptor sites, such as found within the lung or on mucosal cells, specific for different regions of the vascular bed. Target ligands are selected according to specific or non-specific possibilities for their binding to certain targets. Examples of target ligands include antibodies and fragments thereof, including antibody variable regions, lectins, hormones, or other organic molecules capable of specifically binding to receptors on the surface of target cells. Other ligands are described in Science 279, 323324 (1998).
Mikrokuličky mohou být připraveny jak s lékem, tak s cílovou molekulou. Také je možno vyrobit dvojité mikrokuličky, kde vnitřní koule obsahuje lék a vnější slupka z PEG obsahuje cílovou molekulu nebo reakční činidlo.Microspheres can be prepared with both the drug and the target molecule. It is also possible to make double microspheres wherein the inner sphere contains the drug and the outer shell of PEG comprises the target molecule or reagent.
Masťové základy a nosiče.Ointment bases and carriers.
Částice se zabudovaným terapeutickým nebo diagnostickým činidlem může být poskytnuto v kombinaci s jedním nebo více farmaceuticky přijatelnými masťovými základy, které jsou v oboru dostupné, jak je například popsáno v PCT WO 95/31479. Masťové základy lze vybrat tak, že mohou v některých aplikacích zvyšovat stabilitu, schopnost rozptylování, hutnost a objem, aby se zajistilo jejich rovnoměrné dodání do plic. Masťovým základem může být např. lidský sérumalbumin (HSA), činidla zvětšující objem, jako jsou cukry, aminokyseliny, peptidy, látky upravující pH nebo pufry a soli. Mezi další masťové základy patří zinek, kyselina askorbová, manit, sacharóza, trehalóza, cyklodextrany, polyethylenglykol a jiné obecně používané farmaceutické masťové základy, včetně těch, které jsou popsány v Lékopisu Spojených států, publikovaném United States Pharmacopeia Convention, Inc., 1995 (viz např. str. 22052207). Příklady cukrů jsou monosacharidy jako je galaktóza a disacharidy jako je laktóza. Zvláště vhodné jsou masťové základy, které stabilizují proteiny.The particle incorporating the therapeutic or diagnostic agent may be provided in combination with one or more pharmaceutically acceptable excipients available in the art, such as described in PCT WO 95/31479. The ointment bases may be selected such that they can increase stability, dispersibility, density, and volume in some applications to ensure uniform delivery to the lungs. The ointment base can be, for example, human serum albumin (HSA), bulking agents such as sugars, amino acids, peptides, pH adjusters or buffers and salts. Other ointment bases include zinc, ascorbic acid, mannitol, sucrose, trehalose, cyclodextrans, polyethylene glycol, and other commonly used pharmaceutical ointment bases, including those described in the United States Pharmacopeia Convention, Inc., 1995 (cf. eg p. 22052207). Examples of sugars are monosaccharides such as galactose and disaccharides such as lactose. Particularly suitable are ointment bases which stabilize proteins.
• · • ·• · • ·
V některých případech jsou masťové základy použity jako nosiče; tj. jsou použity k upravení rychlosti uvolňování aktivní látky. Například manit může být použit pro urychlení nebo zpomalení rychlosti uvolňování.In some cases, the ointment bases are used as carriers; i.e., they are used to adjust the release rate of the active agent. For example, mannitol may be used to accelerate or slow the release rate.
Nyní následují zvláštní příklady, které popisují přípravu prostředků, které jsou předmětem tohoto vynálezu, a metody, které jsou předmětem tohoto vynálezu. Tyto příklady jsou poskytnuty za účelem ilustrace vynálezu a nelze je chápat jako omezení vynálezu.The following are specific examples which describe the preparation of the compositions of the present invention and the methods of the present invention. These examples are provided to illustrate the invention and are not to be construed as limiting the invention.
V některých z následujících příkladů byl použit makromer připravený z trojnásobného blokového kopolymeru akrylát-PLA-PEG-PLA-akrylát. PEG měl molekulovou hmotnost 3 400 daltonů; kyseliny polymléčné po obou stranách měly průměrně 5 jednotek kyseliny mléčné na každé straně; proto jsou zde označovány „3.4KL5“. Pokud byl použit PEG s nižší molekulovou hmotností, jako je 2000 daltonů, Výsledný makromer je označen zkratkou „2KL5“.In some of the following examples, a macromer prepared from a acrylate-PLA-PEG-PLA-acrylate triple block copolymer was used. PEG had a molecular weight of 3,400 daltons; polylactic acids on both sides had an average of 5 lactic acid units on each side; they are therefore referred to herein as “3.4KL5”. If PEG with a lower molecular weight such as 2000 daltons was used, the resulting macromer is designated "2KL5".
V jiných příkladech byl použit makromer akrylát-PCL-PEG-PCL-akrylát. PEG měl molekulovou hmotnost 3 400 daltonů a měl polykaprolakton po obou stranách, s průměrně 6 kaprylovými jednotkami na každé straně. Polymer je zde označen jako „3.4KC6“.In other examples, the acrylate-PCL-PEG-PCL-acrylate macromer was used. PEG had a molecular weight of 3,400 daltons and had polycaprolactone on both sides, with an average of 6 caprylic units on each side. The polymer is designated herein as "3.4KC6".
Všechna zde popsaná studia na zvířatech byla provedena se souhlasem Ústavního výboru pro dohled nad péčí a použitím zvířat.All animal studies described here have been conducted with the approval of the Constitutional Committee for the Welfare and Use of Animals.
Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Obrázek 1 je diagram ukazující částice, v nichž jsou proteinové částice nerovnoměrně rozptýleny v prostředí nosiče a částice, v nichž jsou proteinové částice v prostředí nosiče rozptýleny rovnoměrně.Figure 1 is a diagram showing particles in which the protein particles are unevenly dispersed in the carrier environment and particles in which the protein particles are dispersed evenly in the carrier environment.
Obrázek 2 je graf ukazující průběh uvolňování látky ze směsi s makromerem.Figure 2 is a graph showing the release pattern of a substance from a mixture with a macromer.
Obrázek 3 je graf ukazující průběh uvolňování bST ze směsi 3.4KL4 a PEGDA.Figure 3 is a graph showing the course of bST release from a mixture of 3.4KL4 and PEGDA.
Obrázek 4 je graf ukazující průběh uvolňování inzulínu z 3.4KL5.Figure 4 is a graph showing the course of insulin release from 3.4KL5.
Obrázek 5 je graf ukazující denní a kumulativní uvolňování ZnbST ze směsi 50:50 3.4 5KC6 a 3.4 5KL6.Figure 5 is a graph showing the daily and cumulative ZnbST release from a 50:50 3.4 5KC6 and 3.4 5KL6 mixture.
Obrázek 6 je graf ukazující denní a kumulativní uvolňování ZnbST ze směsi 75:25 3.4KL5 a 3.4KC6.Figure 6 is a graph showing the daily and cumulative ZnbST release from a 75:25 3.4KL5 and 3.4KC6 mixture.
• · • · ·· ·· ........ ·’ ··• · • ··· · ........ · ’··
Obrázek 7 je graf ukazující denní uvolňování ZnbST monomeru, dimeru a rozpustného monomeru ze směsi 75:25 3.4KL5 a 3.4KC6.Figure 7 is a graph showing the daily release of ZnbST monomer, dimer, and soluble monomer from a mixture of 75:25 3.4KL5 and 3.4KC6.
Obrázek 8 je graf ukazující účinek injekcí bST a trvalého dodávání bST přípravku na růst krys, kterým byla odstraněna hypofýza.Figure 8 is a graph showing the effect of bST injections and sustained delivery of bST formulation on the growth of pituitary-depleted rats.
Obrázek 9 je graf ukazující počáteční uvolňování bST z válcovitých hydrogelových zařízení s malými a velkými průměry.Figure 9 is a graph showing the initial release of bST from cylindrical small and large diameter hydrogel devices.
Obrázek 10 je graf ukazující účinek injekcí EPO a trvalého dodávání EPO přípravku na bST procento retikulocytů.Figure 10 is a graph showing the effect of EPO injections and sustained delivery of EPO formulation on bST percent reticulocytes.
Obrázek 11 je graf ukazující účinek subkutánních injekcí inzulínu a trvalého subkutánního uvolňování hydrogelového inzulínového přípravku na hladinu glukózy v krvi diabetických krys.Figure 11 is a graph showing the effect of subcutaneous insulin injections and sustained subcutaneous release of a hydrogel insulin preparation on blood glucose levels in diabetic rats.
Obrázek 12 je graf ukazující účinek trvalého uvolňování hydrogelového inzulínového přípravku v plicích na hladinu glukózy v krvi diabetických krys.Figure 12 is a graph showing the effect of sustained release of the hydrogel insulin preparation in the lung on blood glucose levels in diabetic rats.
Obrázek 13 je graf ukazující in vitro rychlost uvolňování EPO z 3.4KL5.Figure 13 is a graph showing the in vitro release rate of EPO from 3.4KL5.
Obrázek 14 je graf ukazující in vitro rychlost uvolňování inzulínu z 3.4KL5 částic.Figure 14 is a graph showing the in vitro rate of insulin release from 3.4KL5 particles.
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Příklad 1: Obecná příprava roztokuExample 1: General solution preparation
Byl zvážen protein a k němu byly přidány následující složky: (i) 90 mM TEOA/PBS, pH 8,0; (ii) 35% n-vinylpyrolidon (n-VP); a (iii) 1000 ppm eozinu. Výsledná směs byla dobře promíchána špachtlí. Roztok byl ponechán ve tmě po dobu 10 min. nebo dokud makromer neadsorboval všechen roztok nebo dokud roztok nebyl homogenní.The protein was weighed and the following ingredients were added: (i) 90 mM TEOA / PBS, pH 8.0; (ii) 35% n-vinylpyrrolidone (n-VP); and (iii) 1000 ppm eosin. The resulting mixture was well mixed with a spatula. The solution was left in the dark for 10 min. or until the macromer has adsorbed all of the solution or until the solution is homogeneous.
Byl připraven roztok makromeru s následujícími složkami.A macromer solution with the following components was prepared.
Příklad 2: Příprava hydrogelu z makromeru nerozpustného ve vodě ···· ··· · · · · • · · ····· · · · · • · · · · ·· ··· ·· · • · · · · · · · · · ·Example 2: Preparation of a hydrogel from a water-insoluble macromer · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
............................
Do 20 ml scintilační lahvičky bylo přidáno 0,5 g 3.4KC6. K tomu bylo přidáno 0,5 ml 200 mM TEOA, pH 6,95 v pufru PBS a makromer byl ponechán nabobtnat. Poté byl makromer míchán, dokud nevytvořil homogenní směs. K této směsi bylo přidáno 20 pl 1000 ppm eozinového roztoku v PBS, 10 pl 35% roztoku n-VP a 0,0845 g ZnbST.0.5 g of 3.4KC6 was added to a 20 ml scintillation vial. To this was added 0.5 ml of 200 mM TEOA, pH 6.95 in PBS buffer, and the macromer was allowed to swell. The macromer was then stirred until it formed a homogeneous mixture. To this mixture was added 20 µl of a 1000 ppm eosin solution in PBS, 10 µl of a 35% n-VP solution, and 0.0845 g ZnbST.
Výsledný roztok byl umístěn na silikonované sklíčko. Pomocí kousků umělohmotné fólie o tloušťce 0,4 ± 0,2 mm použitých jako rozpěrná vložka, bylo na vršek položeno jiné silikonované sklíčko a na místě drženo pevně svorkami.The resulting solution was placed on a silicone slide. Using 0.4 ± 0.2 mm thick plastic film pieces used as spacer, another silicone glass was placed on top and held in place by clamps.
Světelný zdroj (ILC Technology, Inc. xenonový světelný zdroj s vláknovou optikou) byl pomocí stojanu s svorek upraven v asi 5 cm vzdálenosti pro ozařování sklíček tímto světelným zdrojem. Obě strany disku byly ozařovány po dobu 2 min., aby se vytvořil matný disk.The light source (ILC Technology, Inc. xenon fiber optic light source) was adjusted by a clamp rack at about 5 cm distance to irradiate the slides with this light source. Both sides of the disc were irradiated for 2 min to form a matte disc.
Příklad 3: Příprava hydrogelů ze směsi 50:50 vodou rozpustného a vodou nerozpustného makromeruExample 3: Preparation of hydrogels from a 50:50 mixture of water-soluble and water-insoluble macromer
Do scintilační lahvičky bylo vloženo 0,56 g 3.4KL5 a 0,56 g. Lahvička byla umístěna v peci s teplotou 52 °C; směs byla občas míchána, dokud nevytvořila homogenní směs. Poté byla ochlazena na teplotu místnosti. K 0,5 g výše uvedené směsi bylo přidáno 0,5 ml 200 mM TEOA a pufr pH 6,95/PBS. Výsledný makromer byl ponechán nabobtnat.0.56 g of 3.4KL5 and 0.56 g were placed in a scintillation vial. The vial was placed in an oven at 52 ° C; the mixture was stirred occasionally until it formed a homogeneous mixture. It was then cooled to room temperature. To 0.5 g of the above mixture was added 0.5 mL of 200 mM TEOA and pH 6.95 / PBS buffer. The resulting macromer was allowed to swell.
Po nabobtnání byl makromer míchán, dokud nevytvořil homogenní směs těstovité konzistence. Ktéto směsi bylo přidáno 20 μΙ 1000 ppm eozinového roztoku v PBS, 10 μΙ 35% roztoku n-VP a 0,0845 g ZnbST. Výsledný roztok byl míchán a poté umístěn na silikonované sklíčko. Pomocí kousků umělohmotné fólie o tloušťce 0,4 ± 0,2 mm použitých jako rozpěrná vložka, bylo na vršek položeno jiné silikonované sklíčko a na místě drženo pevně svorkami.After swelling, the macromer was stirred until it formed a homogeneous mixture of dough consistency. To this mixture was added 20 μΙ 1000 ppm eosin solution in PBS, 10 μΙ 35% n-VP solution and 0.0845 g ZnbST. The resulting solution was stirred and then placed on a silicone slide. Using 0.4 ± 0.2 mm thick plastic film pieces used as spacer, another silicone glass was placed on top and held in place by clamps.
Světelný zdroj (ILC Technology, Inc. xenonový světelný zdroj s vláknovou optikou) byl pomocí stojanu s svorek upraven v asi 5 cm vzdálenosti pro ozařování sklíček tímto světelným zdrojem. Byla ozařován střed disku; obě strany disku byly ozařovány po dobu 2 min., aby se vytvořil matný disk.The light source (ILC Technology, Inc. xenon fiber optic light source) was adjusted by a clamp rack at about 5 cm distance to irradiate the slides with this light source. The center of the disc was irradiated; both sides of the disc were irradiated for 2 min to form a matte disc.
Příklad 4: Příprava mikrokuliček pomocí redukčně oxidačního iniciačního systémuExample 4: Preparation of microspheres using a redox oxidation initiation system
V 1 ml PBS obsahujícího 0,5% persíran amonný bylo rozpuštěno 300 mg300 mg was dissolved in 1 ml of PBS containing 0.5% ammonium persulfate
3.4KL5. 30 ml silikonového oleje (chemicky čistý) bylo pomocí dusíku zbaveno plynu.3.4KL5. 30 ml of silicone oil (chemically pure) was degassed with nitrogen.
• · • · fe fefefe • fe • ·• • • • fe fefefe • fe • ·
............................
K oleji bylo přidáno 0,25 ml vodného média obsahujícího makromer a mícháno rychlostí 2000 otáček za min. na homogenizátorů Silverson, vybaveném hlavou o průměru 5/8. Poté, co byla směs důkladně míchána po dobu 5 min., bylo přidáno 0,5 ml tetramethylethylendiaminu. Výsledná emulze byla míchána po dobu 30 min. Po 30 min. bylo přidáno 20 ml heptanu. Výsledná suspenze byla centrifugována 2 min. při 2000 otáčkách za min. a odebrána ze dna centrifugační zkumavky. Výsledné mikrokuličky byly analyzovány pomocí světelného mikroskopu @ 400X za využití fázového kontrastu. Bylo zjištěno, že průměrná velikost mikrokuliček je 2,5 pm.To the oil was added 0.25 ml of an aqueous medium containing the macromer and stirred at 2000 rpm. on Silverson homogenizers equipped with a 5/8 diameter head. After the mixture was stirred vigorously for 5 min., 0.5 ml of tetramethylethylenediamine was added. The resulting emulsion was stirred for 30 min. After 30 min. 20 ml of heptane was added. The resulting suspension was centrifuged for 2 min. at 2000 rpm. and removed from the bottom of the centrifuge tube. The resulting microspheres were analyzed using a 400X light microscope using phase contrast. The average microsphere size was found to be 2.5 µm.
Příklad 5: Dlouhodobé uvolňování bSTExample 5: Long-term release of bST
Výroba přípravku: Byla použita směs degradovatelného makromerů (3.4KL5) a nedegradovatelného makromerů (PEG-diakrylát), molekulová hmotnost 3 400). Použitý protein byl ZnbST (Monsato/Protiva). Proteinu bylo na základě suché hmotnosti přidáno 20 %. Byly připraveny 3 následující vzorky.Preparation of the preparation: A mixture of degradable macromers (3.4KL5) and non-degradable macromers (PEG-diacrylate), molecular weight 3400) was used. The protein used was ZnbST (Monsato / Protiva). Protein was added based on dry weight of 20%. The following 3 samples were prepared.
Příprava vzorku: Postupem popsaným v příkladu 1 bylo připraveno 20 pl roztoku bST-prekurzoru. Směs byla pipetována pipetou s přesným vytlačováním a silikonovanou skleněnou špičkou. Roztok byl umístěn na silikonované sklíčko. Pomocí kousků umělohmotné fólie o tloušťce 0,4 ± 0,2 mm použitých jako rozpěrná vložka, bylo na vršek položeno jiné silikonované sklíčko a na místě drženo pevně svorkami. Světelný zdroj (ILC Technology, lne. xenonový světelný zdroj s vláknovou optikou) byl pomocí stojanu s svorek upraven v asi 5 cm vzdálenosti pro ozařování sklíček tímto světelným zdrojem. Byl ozařován střed disku; každá strana disku byla ozařována po dobu 2 min.Sample preparation: 20 µl of a bST-precursor solution was prepared as described in Example 1. The mixture was pipetted with a precision extruder pipette and a siliconized glass tip. The solution was placed on a silicone slide. Using 0.4 ± 0.2 mm thick plastic film pieces used as spacer, another silicone glass was placed on top and held in place by clamps. The light source (ILC Technology, Inc., Xenon fiber optic light source) was adjusted with a clamp rack at about 5 cm distance to irradiate the slides with this light source. The center of the disc was irradiated; each side of the disc was irradiated for 2 min.
Svorky, sklíčka a rozpěrné vložky byly opatrně odstraněny. Pomocí špachtle a pinzet byly disky odebrány a zváženy na čistém, vytárovaném, silikonovaném sklíčku. Disky byly umístěny do teplem zatavitelného membránového sáčku, jak je podrobněji popsáno níže. Do každého sáčku byl umístěn jeden 20 pl disk. Sáček byl teplem zataven, umístěn do 2,0 ml uvolňovacího média v PBS (0,01% NaN3, 0,05 M PBS, pH 7,4), umístěna na třepačku s frekvencí 100 otáček za min. a inkubován při teplotě 39 °C.The clamps, slides, and spacer were carefully removed. Using a spatula and tweezers, the discs were removed and weighed on a clean, tared, silicone slide. The discs were placed in a heat sealable membrane bag as described in more detail below. One 20 µl disc was placed in each bag. The bag was heat sealed, placed in 2.0 mL release media in PBS (0.01% NaN 3 , 0.05 M PBS, pH 7.4), placed on a shaker at 100 rpm. and incubated at 39 ° C.
V každém zjišťovaném časovém bodě byl sáček umístěn do čerstvých 2,0 ml PBS uvolňovacího média. Vzorky byly odebírány pro analýzu každý den po dobu, pokud byl bST uvolňován.At each time point examined, the bag was placed in fresh 2.0 mL PBS release medium. Samples were taken for analysis every day for as long as bST was released.
• · • · • tt*· • ♦ • ttTt tt
.......... ·· ♦·.......... ·· ·
Membránové sáčky byly připraveny následujícím způsobem. Listy membrány byly nařezány na kousky přibližně 7 x 2,5 cm. Listy byly přeloženy napůl. Pomocí Bunsenova kahanu nebo propanového hořáku byla špachtle nahřáta do červeného žáru. Hrany listů byly zarovnány a okraj membrány byl odříznut do červena rozžhavenou pinzetou, aby došlo k zatavení na stranách. Jakmile byl do sáčku umístěn disk, stejným postupem byla zatavena poslední strana.Membrane bags were prepared as follows. The membrane sheets were cut into pieces of approximately 7 x 2.5 cm. The leaves were folded in half. Using a Bunsen burner or propane burner, the spatula was heated to red heat. The edges of the sheets were flush and the edge of the membrane was cut red with red-hot tweezers to seal the sides. Once the disc was placed in the bag, the last page was sealed using the same procedure.
Vzorky byly denně analyzovány pomocí SEC-HPLC. Monomery, dimery a rozpustné agregáty mohou být detekovány touto technikou. Jako pohyblivá fáze byla použita 0,08 M TFA v 60/40% CH3CN/H2O, upraveno na pH 2,0, izokratická, při rychlosti průtoku 1,5 ml/min. Signály byly detekovány při vlnové délce 220 nm. Byl použit sloupec Bio-Rad Bio-Sil® SEC 250, velikost částic 5 pm, 300 x 7,8 ID, vybavený pojistným sloupcem (Bio-Rad Bio-Sil® SEC 250 Guard, velikost částic 5 pm, 80 x 7,8 ID). Objem injekce byl 10 pl. Standardní kalibrační křivky byly 0, 0,1, 0,25, 0,5, 0,75 a 1,0 mg/ml bST v pohyblivé fázi.Samples were analyzed daily by SEC-HPLC. Monomers, dimers and soluble aggregates can be detected by this technique. The mobile phase used was 0.08 M TFA in 60/40% CH 3 CN / H 2 O, adjusted to pH 2.0, isocratic, at a flow rate of 1.5 ml / min. Signals were detected at 220 nm. A Bio-Rad Bio-Sil® SEC 250 column, particle size 5 µm, 300 x 7.8 ID, equipped with a safety column (Bio-Rad Bio-Sil® SEC 250 Guard, particle size 5 µm, 80 x 7.8) was used ID). The injection volume was 10 µl. Standard calibration curves were 0, 0.1, 0.25, 0.5, 0.75 and 1.0 mg / ml bST in the mobile phase.
Výsledky jsou ukázány na obrázku 3. Jak je zde vidět, bST bylo uvolňováno po dobu 14 dní. V uvolňovacím médiu nebyly zřejmé žádné detekovatelné hladiny dimerů nebo rozpustných agregátů. Minimální počáteční uvolnění bylo 12 % v každém z prvních dvou dní, poté se rychlost uvolňování zmírnila.The results are shown in Figure 3. As can be seen, bST was released for 14 days. No detectable levels of dimers or soluble aggregates were evident in the release medium. The minimum initial release was 12% on each of the first two days, after which the release rate was moderated.
Příklad 6: Krátkodobé uvolňování inzulínuExample 6: Short-term insulin release
Výroba přípravku: Byla použit degradovatelný makromer (3.4KL5). Použitý protein byl Zn-inzulín (zakoupen od Sigma). Proteinu bylo na základě suché hmotnosti přidáno 47 %. Byly připraveny 3 vzorky.Preparation of the preparation: A degradable macromer (3.4KL5) was used. The protein used was Zn-insulin (purchased from Sigma). Protein was added based on dry weight of 47%. Three samples were prepared.
Vzorky byly připraveny tak, jak bylo popsáno v příkladu 4. Vzorky byly analyzovány pomocí SEC-HPLC kvůli detekci monomerů, dimerů a rozpustných agregátů, za použití podmínek popsaných v příkladu 5.Samples were prepared as described in Example 4. Samples were analyzed by SEC-HPLC for detection of monomers, dimers and soluble aggregates using the conditions described in Example 5.
Výsledky jsou ukázány na obrázku 4. Inzulín byl uvolňován po dobu 24 hodin; nebyly detekovány žádné dimery ani rozpustné agregáty. Kompletního uvolnění (100%) bylo dosaženo během 24 hodin.The results are shown in Figure 4. Insulin was released for 24 hours; no dimers or soluble aggregates were detected. Complete release (100%) was achieved within 24 hours.
Příklad 7: Uvolňování léku ze směsi nerozpustného a rozpustného makromeruExample 7: Release of drug from a mixture of insoluble and soluble macromer
Přípravek byl vyroben jak je popsáno výše. Makromery obsahující směs rozpustného makromeru (3.4KL5) a nerozpustného makromeru (3.4KC6) byly použity • · · · v poměru 50:50. Použitý protein byl ZnbST (Protiva/Monsato); bylo jej na základě suché hmotnosti přidáno 25 %. Bylo připraveno 6 vzorků. Vzorky byly analyzovány pomocí SEC-HPLC jak je popsáno výše. Vzorky byly testovány na přítomnost monomerů, dimerů a rozpustných agregátů.The formulation was manufactured as described above. Macromers containing a mixture of soluble macromer (3.4KL5) and insoluble macromer (3.4KC6) were used in a 50:50 ratio. The protein used was ZnbST (Protiva / Monsato); 25% was added based on dry weight. Six samples were prepared. Samples were analyzed by SEC-HPLC as described above. The samples were tested for the presence of monomers, dimers and soluble aggregates.
Výsledky jsou ukázány na obrázku 5. Bylo pozorováno uvolňování ZnbST po dobu 20 dní; byly detekovány velmi nízké koncentrace (méně než 2%) dimerů nebo rozpustných agregátů. Dále nebylo pozorováno žádné náhlé počáteční uvolňování léku.The results are shown in Figure 5. ZnbST release was observed for 20 days; very low concentrations (less than 2%) of dimers or soluble aggregates were detected. Furthermore, no sudden initial drug release was observed.
Příklad 8: Uvolňování léku ze směsi nerozpustného a rozpustného makromerůExample 8: Release of the drug from a mixture of insoluble and soluble macromers
Přípravek byl vyroben jak je popsáno výše. Byla použita směs rozpustného makromerů (3.4KL5) a nerozpustného makromerů (3.4KC6) v poměru 75:25. Použitý protein byl ZnbST (Protiva/Monsato); bylo jej na základě suché hmotnosti přidáno 25 %. Bylo připraveno 6 vzorků. Vzorky byly analyzovány pomocí SEC-HPLC jak je popsáno výše. Vzorky byly testovány na přítomnost monomerů, dimerů a rozpustných agregátů tak, jak bylo popsáno výše.The formulation was manufactured as described above. A 75:25 mixture of soluble macromers (3.4KL5) and insoluble macromers (3.4KC6) was used. The protein used was ZnbST (Protiva / Monsato); 25% was added based on dry weight. Six samples were prepared. Samples were analyzed by SEC-HPLC as described above. The samples were tested for the presence of monomers, dimers and soluble aggregates as described above.
Výsledky jsou ukázány na obrázcích 5 a 6. Bylo pozorováno dlouhodobé uvolňování ZnbST po dobu 17 dní; během 13 dní uvolňování bylo uvolněno 90 % zabudovaného ZnbST. Bylo uvolněno velmi málo dimerů nebo agregátů.The results are shown in Figures 5 and 6. Long-term ZnbST release was observed for 17 days; within 13 days of release, 90% of the incorporated ZnbST was released. Very few dimers or aggregates have been released.
Příklad 9: Kontrolované uvolňování hovězího somatotropinu u krys s odstraněnou hypofýzouExample 9: Controlled release of bovine somatotropin in pituitary-depleted rats
Kontrolované dodávání aktivního hovězího somatotropinu (molekulová hmotnost 20 000 daltonů) byla ověřena na modelu krys s odstraněnou hypofýzou. Krysí samice s odstraněnou hypofýzou byly zakoupeny od Taconic Labs (Germantown, NY). Krysy byly váženy každé ráno. Před započetím studie byly krysy drženy 7 dní, aby byl potvrzeno, že nedochází k růstu. V první den studie krysy vážily 118 ± 1,5 gramů (průměr ± standardní odchylka, n = 18). Krysy byly rozděleny do tří skupin s vyrovnanými průměrnými váhami. Skupina 1 nebyla léčena a sloužila jako negativní kontrola. Skupina 2 obdržela implantát bST v hydrogelu, připraveného ze směsi 3:1 3.4KL5 a PEGDA (každý přípravek obsahoval 0,9 až 1,1 mg bST). Krysy skupiny 3 dostávaly injekčně 100 pg bST subkutánně každý den po celou dobu trvání studie.Controlled delivery of active bovine somatotropin (20,000 dalton molecular weight) was verified in a pituitary-depleted rat model. Pituitary-removed rats were purchased from Taconic Labs (Germantown, NY). Rats were weighed every morning. Rats were kept for 7 days prior to the start of the study to confirm that there was no growth. On the first day of the study, rats weighed 118 ± 1.5 grams (mean ± standard deviation, n = 18). Rats were divided into three groups with balanced average weights. Group 1 was not treated and served as a negative control. Group 2 received a bST implant in a hydrogel prepared from a 3: 1 mixture of 3.4KL5 and PEGDA (each formulation contained 0.9 to 1.1 mg bST). Group 3 rats were injected with 100 µg bST subcutaneously each day for the duration of the study.
Výsledky jsou ukázány na obrázku 8. Neléčená skupina během studie nerostla a po 11 dnech vážily průměrně 119 ± 2.9 gramů. Krysy skupiny 3, které dostávaly denně po celou dobu trvání studie 100 pg bST, vykazovaly pokračující růst a vážily 151 ± 4 gramy po 11 dnech léčby. Krysy skupiny 2 rostly podobnou rychlostí jako krysy skupiny 3 a vážily 145 ± 3,7 gramů po 11 dnech (p = 0.32 pro srovnání se skupinou 3, t-test).The results are shown in Figure 8. The untreated group did not grow during the study and weighed an average of 119 ± 2.9 grams after 11 days. Group 3 rats, which received 100 pg bST daily for the duration of the study, showed continued growth and weighed 151 ± 4 grams after 11 days of treatment. Group 2 rats grew at a similar rate to group 3 rats and weighed 145 ± 3.7 grams after 11 days (p = 0.32 compared to group 3, t-test).
Příklad 10: Uvolňování bSTExample 10: Release of bST
Makromerová směs obsahující přibližně 30 hmotnostních procent bST, byla připravena pomocí výše popsaných metod. Směs makromer/protein byla vložena do skleněného válce o vnitřním průměru buď 1,12 mm nebo 0,61 mm. Systém byl vystaven světlu po dobu 20 s, ze skleněného válce odebrán, umístěn na hliníkovou fólii a vystaven světlu po dobu dalších 3,5 min. Výsledný hydrogelový válec byl umístěn do 1 ml uvolňovacího média (PBS, pH 7,4) a uvolněný bST by, zjišťován pomocí HPLC. Počáteční údaje naznačují, že uvolňování z válce o větším průměru těsně sleduje uvolňování z válce o menším průměru. Dále charakteristiky uvolňování bST naznačují degradaci/bobtnání kontrolovaného systému. Systém ukazoval následující frakcionované uvolňování Μ/Μ» pro krátké časové úseky jako mocninnou funkci času t: M/M„ = k'tn, kde k'je konstanta charakteristická pro systém a n je exponent charakteristický pro způsob transportu. Pro n = 0,5 sleduje uvolňování léku difúzní mechanizmus podle Fickiana. Pro n > 0,5 bylo pozorováno chování jiného než Fickianova typu.A macromer blend containing approximately 30 weight percent bST was prepared using the methods described above. The macromer / protein mixture was placed in a glass cylinder having an internal diameter of either 1.12 mm or 0.61 mm. The system was exposed to light for 20 s, removed from the glass cylinder, placed on aluminum foil and exposed to light for an additional 3.5 min. The resulting hydrogel cylinder was placed in 1 ml release medium (PBS, pH 7.4) and the released bST was detected by HPLC. Initial data suggest that the release from the larger diameter cylinder closely follows the release from the smaller diameter cylinder. Further, the bST release characteristics indicate degradation / swelling of the controlled system. The system showed the following fractionated release Μ / Μ »for short periods of time as a power function of time t: M / Mn = k't n , where k'is constant characteristic of the system and n is the exponent characteristic of the mode of transport. For n = 0.5, drug release follows the diffusion mechanism of Fickian. For n > 0.5, behavior other than Fickian type was observed.
Údaje uvedené v obrázku 9 byly analyzovány na erozně/difúzní mechanizmus uvolňování. Velký válec měl hodnotu M/M~ = 1E-06t2 a menší válec měl hodnotu M/IVL = 3E-05t2. Proto když n = 2, bylo pozorováno chování jiného než Fickianova typu.The data presented in Figure 9 were analyzed for an erosion / diffusion release mechanism. The large cylinder had a value of M / M ~ = 1E-06t 2 and a smaller cylinder had a value of M / IVL = 3E-05t 2 . Therefore, when n = 2, behavior other than Fickian type was observed.
V odlišné analýze, založené pouze na difúzi, byl tok z válce analyzován pomocí následujících Fickianových rovnic:In a different diffusion-based analysis, the flow from the cylinder was analyzed using the following Fickian equations:
J = D* A* AC/ ΔΧ, kde J je tok; D je difúzní konstanta; A je povrchová oblast; C je koncentrace ve válci a S je vzdálenost od středu. V této analýze by se měl tok dramaticky lišit podle toho, zda se uvolňování koná z válce s velkým nebo malým průměrem. Teoretická analýza předpovídá podle Fickianovy difúze, že když by válec s menším průměrem uvolnil 20 %, válec s větším průměrem by uvolnil 7 % zabudovaného léku. Bylo však pozorováno, že když válec s menším průměrem uvolnil • · • · ·· %, válec s větším průměrem uvolnil 16 %. Proto bylo pozorováno chování jiného než Fickianova typu.J = D * A * AC / kde, where J is the flow; D is a diffusion constant; A is a surface area; C is the concentration in the cylinder and S is the distance from the center. In this analysis, the flow should vary dramatically depending on whether the release takes place from a large or small diameter cylinder. Theoretical analysis predicts by Fickian diffusion that if a smaller diameter cylinder would release 20%, a larger diameter cylinder would release 7% of the embedded drug. However, it was observed that when the smaller diameter cylinder relaxed, the larger diameter cylinder released 16%. Therefore, non-Fickian type behavior was observed.
V těchto hydrogelových systémech zahrnuje počáteční uvolňovací fáze příjem vody (bobtnání); následkem toho se homogenní průběh koncentrace léku uvnitř základní hmoty stává esovitou. Ve středu válce existuje vysoká koncentrace léku a žádný nebo velmi málo léku je k dispozici na obvodu přípravku. Takový válcový systém probíhá kinetika uvolňování nezávisle na poloměru válce. Podrobný popis tohoto jevu je možno nalézt v Ping I. Lee, „Diffusion Controlled Matrix Systems“ v Treatise on Controlled Drug Delivery, vyd. Kydonieus, A., str. 155-197 (1992).In these hydrogel systems, the initial release phase comprises water uptake (swelling); as a result, a homogeneous course of drug concentration within the matrix becomes S-shaped. There is a high drug concentration in the center of the cylinder and no or very little drug is available on the perimeter of the drug. Such a cylindrical system runs the release kinetics independently of the cylinder radius. A detailed description of this phenomenon can be found in Ping I. Lee, " Diffusion Controlled Matrix Systems " in Treatise on Controlled Drug Delivery, edited by Kydonieus, A., pp. 155-197 (1992).
Příklad 11: Kontrolované uvolňování erytropoetinu u krysExample 11: Controlled Erythropoietin Release in Rats
Kontrolované dodávání aktivního lidského erytropoetinu (EPO) bylo potvrzeno u samců krys kmene Sprague-Dawley, zakoupených od Taconic Labs (Germantown, NY). Podle postupu, popsaného v příkladu 14 byly vytvořeny hydrogelové přípravky, obsahující 3000 jednotek v přípravku. Přípravky byly vytvořeny bez přítomnosti vinylpyrolidonu a jiných polymerizovatelných monovinylových monomerů. Jeden z těchto přípravků byl implantován každé ze tří krys. Tři jiné krysy dostávaly denně subkutánní injekci EPO (1000 jednotek) po dobu tří dní. Kontrolní skupina tří krys nebyla nijak léčena.Controlled delivery of active human erythropoietin (EPO) was confirmed in male Sprague-Dawley rats purchased from Taconic Labs (Germantown, NY). According to the procedure described in Example 14, hydrogel formulations containing 3000 units per formulation were formed. The formulations were formed in the absence of vinylpyrrolidone and other polymerizable monovinyl monomers. One of these preparations was implanted in each of the three rats. Three other rats received a daily subcutaneous injection of EPO (1000 units) for three days. The control group of three rats was not treated.
Pátý den po implantaci přípravku nebo začátku subkutánních injekcí byl získán od každé krysy vzorek žilní krve a uložen v EDTA. Frakce retikulocytů (buňky nezralých červených krvinek) byly zjišťovány po obarvení akridinovou oranží pomocí automatické průtokové cytometrie.On the fifth day after implant implantation or the start of subcutaneous injections, a venous blood sample was obtained from each rat and stored in EDTA. Reticulocyte fractions (immature red blood cell cells) were determined after acridine orange staining by automatic flow cytometry.
Výsledky jsou ukázány na obrázku 10. Jak je tam ukázáno, krysy v kontrolní skupině měly asi 2,5 % retikulocytů. Krysy s implantáty měly asi 12 % retikulocytů a krysy, které obdržely injekce, měly po pěti dnech asi 19 % retikulocytů.The results are shown in Figure 10. As shown there, the rats in the control group had about 2.5% reticulocytes. Implant rats had about 12% reticulocytes and rats receiving injections had about 19% reticulocytes after five days.
Příklad 12: Kontrolované uvolňování inzulínu u diabetických krysExample 12: Controlled insulin release in diabetic rats
Krysy kmene Sprague-Dawley byly zakoupeny od Taconic Labs (Germantown, NY). Diabetes jim byl indukován působením streptozotocinu (65 mg/kg, intravenózně) a potvrzen po 48 hodinách zvýšením kladiny krevní glukózy (>3000 mg/l). Po anestézii krysy pomocí pentobarbitalu (35 mg/kg) jí byl do hrdelní žíly umístěn katétr. Po odebrání základního vzorku krve pro stanovení koncentrace krevní glukózy, byl kryse • 999 • •9 ···· ···· • 9 9999 99 99 99 99 subkutánně implantován hydrogelový přípravek, obsahující 1 jednotku inzulínu. Přípravky byly vytvořeny bez přítomnosti vinylpyrolidonu a jiných polymerizovatelných monovinylových monomerů. Vzorky krve byly odebrány 15, 30, 60, 120 a 180 min. po implantaci přípravku a byly použity pro určení hladin glukózy v krvi.Sprague-Dawley rats were purchased from Taconic Labs (Germantown, NY). Diabetes was induced by streptozotocin (65 mg / kg, intravenous) and confirmed after 48 hours by an increase in the blood glucose balance (> 3000 mg / l). After anesthesia of the rat with pentobarbital (35 mg / kg), a catheter was placed in the throat vein. After a baseline blood sample was taken to determine the blood glucose concentration, a 9 hydrogel formulation containing 1 unit of insulin was implanted subcutaneously in the rat. The formulations were formed in the absence of vinylpyrrolidone and other polymerizable monovinyl monomers. Blood samples were taken for 15, 30, 60, 120 and 180 min. after implant preparation and were used to determine blood glucose levels.
Výsledky jsou ukázány na obrázku 11. Jak je tam ukázáno, hladina glukózy v krvi poklesla. To ukazuje, že přípravky jsou schopny uvolňovat inzulín v jeho aktivní formě.The results are shown in Figure 11. As shown there, blood glucose levels have decreased. This indicates that the formulations are capable of releasing insulin in its active form.
Pro testování systému dodávání do plic, bylo středovým řezem otevřeno hrdlo a příčným řezem byla otevřena průdušnice. Do průdušnice byl vytvořen zářez a malá polyethylenová trubička byla zavedena do plic. Malý objem hydrogelových mikrokuliček obsahujících inzulín (celková dávka byla 3 jednotky inzulínu) byl nakápnut do plic a trubička byla odstraněna. Byly odebrány krevní vzorky a analyzovány jak bylo popsáno výše pro subkutánní přípravek.To test the pulmonary delivery system, the throat was opened through the mid section and the trachea was opened through the cross section. A notch was formed in the trachea and a small polyethylene tube was inserted into the lungs. A small volume of insulin-containing hydrogel microspheres (total dose was 3 units of insulin) was instilled into the lungs and the tube was removed. Blood samples were collected and analyzed as described above for the subcutaneous formulation.
Výsledky jsou ukázány na obrázku 12. Hladiny glukózy významně poklesly během 30 min. a zůstaly nízké (pod 1500 mg/l) alespoň po dobu 180 min.The results are shown in Figure 12. Glucose levels decreased significantly within 30 min. and remained low (below 1500 mg / l) for at least 180 min.
Příklad 13: Kontrolované uvolňování lidského růstového hormonu u krys s odstraněnou hypofýzouExample 13: Controlled release of human growth hormone in pituitary-depleted rats
Kontrolované dodávání aktivního lidského růstového hormonu (hDH, molekulová hmotnost 20 000 daltonů) byla ověřena na modelu krys s odstraněnou hypofýzou. Krysí samice s odstraněnou hypofýzou zakoupené od Taconic Labs (Germantown, NY) byly každé ráno váženy. Před započetím studie byly krysy drženy 7 dní, aby byl potvrzeno, že nedochází k růstu. Krysy byly rozděleny do 3 skupin s vyrovnanými průměrnými váhami. Skupina 1 nebyla léčena a sloužila jako negativní kontrola. Skupina 2 obdržela implantát hGH v hydrogelu, připraveného ze směsi 3:1 3.4KL5 a 3.4KC6 (každý přípravek obsahoval přibližně 1 mg hGH). Krysy ve skupině 3 dostávaly injekčně 100 pg hGH subkutánně každý den po celou dobu trvání studie.Controlled delivery of active human growth hormone (hDH, 20,000 dalton molecular weight) was verified in a pituitary-depleted rat model. Pituitary-removed rats purchased from Taconic Labs (Germantown, NY) were weighed each morning. Rats were kept for 7 days prior to the start of the study to confirm that there was no growth. Rats were divided into 3 groups with balanced average weights. Group 1 was not treated and served as a negative control. Group 2 received a hGH implant in a hydrogel prepared from a 3: 1 mixture of 3.4KL5 and 3.4KC6 (each formulation contained approximately 1 mg hGH). Group 3 rats received 100 µg hGH subcutaneously each day for the duration of the study.
Počáteční výsledky naznačují, že předchozí výsledky získané s bST byly při použití hGH zopakovány. Neléčená skupina během studie nerostla. Krysy skupiny 3, které dostávaly denně po celou dobu trvání studie 100 pg hGH, vykazovaly pokračující růst. Krysy skupiny 2 rostly podobnou rychlostí jako krysy skupiny 3.Initial results indicate that the previous results obtained with bST were repeated using hGH. The untreated group did not grow during the study. Group 3 rats, which received 100 pg hGH daily for the duration of the study, showed continued growth. Group 2 rats grew at a similar rate to group 3 rats.
Příklad 14: Uvolňování EPO z makromeru • ••9 999 9 · 9 9Example 14: Release of EPO from a macromer
9 99999 99999,999,999,999
9 9 99 99 999 99 99
999 9999 9999999 9999
............................
Do sterilní 20 ml lahvičky bylo vloženo: 0,0330 g TEOA (neředěný), 1,0076 g 3.4KL5, 0,0598 g 1000 ppm eozinu (v PBS, pH 7,0) a 2,32 g roztoku EPO (10 000 jednotek/ml). Nebyl přidán žádný vinylpyrolidon, ani jiný polymerizovatelný monovinylový monomer. Výsledná směs byla míchána a polymerizována pomocí světla (ILC Technology, lne. xenonový světelný zdroj s vláknovou optikou).In a sterile 20 ml vial was added: 0.0330 g TEOA (undiluted), 1.0076 g 3.4KL5, 0.0598 g 1000 ppm eosin (in PBS, pH 7.0) and 2.32 g EPO solution (10,000 units / ml). No vinylpyrrolidone or other polymerizable monovinyl monomer was added. The resulting mixture was mixed and polymerized by light (ILC Technology, Inc., Fiber optic xenon light source).
Rychlost in vitro uvolňování byla stanovena jako průměr uvolňování ze tří disků, obsahujících průměrně 2500 jednotek na disk. Uvolňování bylo prováděno ve 4 ml PBS (pH 7,4) při teplotě 39 °C. Uvolňovací médium bylo denně vyměňováno. Analýza byla provedena chromatograficky. (HPLC: model 2690 od Waters, sloupec: SEC 250 od BioRad, pohyblivá fáze: 0,8 M TFA v 60% acetonitrilu @1,5 ml/min., vlnová délka detektoru: 220 nm).The in vitro release rate was determined as the average release from three disks containing an average of 2500 units per disk. The release was performed in 4 ml PBS (pH 7.4) at 39 ° C. The release medium was changed daily. Analysis was performed by chromatography. (HPLC: model 2690 from Waters, column: SEC 250 from BioRad, mobile phase: 0.8 M TFA in 60% acetonitrile @ 1.5 mL / min, detector wavelength: 220 nm).
Výsledky jsou ukázány na obrázku 13. Jak je tam uvedeno, EPO bylo uvolňováno po dobu alespoň 120 h. Po 120 hodinách bylo uvolněno více než 500 jednotek EPO.The results are shown in Figure 13. As indicated there, EPO was released for at least 120 h. After 120 hours, more than 500 EPO units were released.
Příklad 15: Uvolňování inzulínu z makromerových částicExample 15: Release of insulin from macromer particles
Do sterilní 20 ml lahvičky bylo vloženo: 0,2559 g 200 mM TEOA (v pufru PBS, pH 7,0), 0,2548 g 3.4KL5, 0,0206 g 1000 ppm eozinu (v PBS, pH 7,0) a 0,0615 g inzulínu (Sigma). Nebyl přidán žádný vinylpyrolidon ani jiný polymerizovatelný monovinylový monomer. Výsledná směs byla míchána a umístěna v 10 ml skleněných trubic. Trubice byly vystaveny xenonovému světelnému zdroji (ILC Technology, lne. xenonový světelný zdroj s vláknovou optikou) po dobu 10 s. Takto napůl zpracovaný hydrogel byl ze skleněné trubice vytlačen a polymerizován dále po dobu 3,5 min. Zpracované hydrogelové tyčinky byly umístěny do 15 ml heptanu a rozemlety pomocí homogenizátoru (Silverson L4RT-A) po dobu 30 s a 5000 otáčkách/min., poté následovalo 30 s při 3000 otáčkách/min. Heptan byl dekantován a prášek vysušen pod dusíkem. Výsledné částice měly rozložení velikostí od 2 pm do 500 pm.In a sterile 20 ml vial was added: 0.2559 g 200 mM TEOA (in PBS buffer, pH 7.0), 0.2548 g 3.4KL5, 0.0206 g 1000 ppm eosin (in PBS, pH 7.0) and 0.0615 g of insulin (Sigma). No vinylpyrrolidone or other polymerizable monovinyl monomer was added. The resulting mixture was stirred and placed in 10 ml glass tubes. The tubes were exposed to a xenon light source (ILC Technology, Inc., A fiber optic xenon light source) for 10 seconds. The half-treated hydrogel was extruded from the glass tube and polymerized for 3.5 minutes. The treated hydrogel rods were placed in 15 ml of heptane and milled using a homogenizer (Silverson L4RT-A) for 30 s and 5000 rpm, followed by 30 s at 3000 rpm. The heptane was decanted and the powder dried under nitrogen. The resulting particles had a size distribution of from 2 µm to 500 µm.
Částice (16 mg) byly umístěny do porézního (0,8 mm) sáčku pro měření uvolňování (popsán v příkladu 5). Uvolňování in vitro bylo vypočteno jako průměrné uvolňování ze dvou měření. Sáček pro měření uvolňování látky byl umístěn do 2 ml PBS (pH 7,4) při teplotě 39 °C. Uvolňovací médium bylo během prvních 2 h vyměňováno každých 15 min. a potom každých 30 min. Analýza byla provedena chromatograficky. (HPLC: model 2690 od Waters, sloupec: SEC 250 od BioRad, • · ft 4 4 · • ·Particles (16 mg) were placed in a porous (0.8 mm) release measuring bag (described in Example 5). In vitro release was calculated as the mean release from two measurements. The release bag was placed in 2 ml PBS (pH 7.4) at 39 ° C. The release medium was changed every 15 min during the first 2 h. and then every 30 min. Analysis was performed by chromatography. (HPLC: model 2690 from Waters, column: SEC 250 from BioRad, · ft 4 4 · • ·
.......... ·· ·· pohyblivá fáze: 0,8 M TFA v 60% acetonitrilu @1,5 ml/min., vlnová délka detektoru: 220 nm).Mobile phase: 0.8 M TFA in 60% acetonitrile @ 1.5 ml / min, detector wavelength: 220 nm).
Výsledky jsou ukázány na obrázku 14. Jak je tam uvedeno, inzulín byl uvolňován po dobu 90 minut. Po 90 minutách bylo uvolněno více než 100 pg inzulínu.The results are shown in Figure 14. As indicated there, insulin was released for 90 minutes. More than 100 µg of insulin was released after 90 minutes.
Příklad 16: Uvolňování hormonu uvolňujícího luteinizační hormon (LHRH)Example 16: Release of Luteinizing Hormone Releasing Hormone (LHRH)
Do 20 ml lahvičky bylo vloženo: 0,2559 g 200 mM TEOA (v pufru PBS, pH 7,0),In a 20 ml vial was added: 0.2559 g 200 mM TEOA (in PBS buffer, pH 7.0),
0,2548 g 1KC3, 0,0206 g 1000 ppm eozinu (v PBS, pH 7,0) a 0,0615 g LHRH (Sigma). Nebyl přidán žádný vinylpyrolidon ani jiný polymerizovatelný monovinylový monomer. Výsledná směs je umístěna mezi dvě skleněné destičky a polymerizovány xenonovým světelném zdrojem (ILC Technology, lne. xenonový světelný zdroj s vláknovou optikou) po dobu 2 m z každé strany. Výsledný hydrogelový plát byl za teplot hluboko pod bodem mrazu rozemlet, aby se vytvořil prášek schopný injekčního podávání.0.2548 g 1KC3, 0.0206 g 1000 ppm eosin (in PBS, pH 7.0) and 0.0615 g LHRH (Sigma). No vinylpyrrolidone or other polymerizable monovinyl monomer was added. The resulting mixture is placed between two glass plates and polymerized by a xenon light source (ILC Technology, Inc., A fiber optic xenon light source) for 2 m from each side. The resulting hydrogel sheet was ground at temperatures well below freezing to form an injectable powder.
Příklad 17: Plicní přípravky obsahující lidský růstový hormon (hGH)Example 17: Pulmonary preparations containing human growth hormone (hGH)
Do 20 ml lahvičky bylo vloženo: 0,2559 g 200 mM TEOA (v pufru PBS, pH 7,0),In a 20 ml vial was added: 0.2559 g 200 mM TEOA (in PBS buffer, pH 7.0),
0,2548 g 3.4KL5, 0,0206 g 1000 ppm eozinu (v PBS, pH 7,0) a 0,0615 g hGH (přípravek hGH od Genentech v injekční formě, čištěný pomocí Millipore Centricon™). Nebyl přidán žádný vinylpyrolidon ani jiný polymerizovatelný monovinylový monomer. Výsledná směs byla míchána a umístěna v 10 ml skleněných trubic. Trubice byly vystaveny xenonovému světelnému zdroji (ILC Technology, lne. xenonový světelný zdroj s vláknovou optikou) po dobu 10 s. Takto napůl zpracovaný hydrogel byl ze skleněné trubice vytlačen a polymerizován dále po dobu 3,5 min. Zpracované hydrogelové tyčinky byly umístěny do 15 ml heptanu a rozemlety pomocí homogenizátoru (Silverson L4RT-A) po dobu 30 s a 5000 otáčkách/min., poté následovalo 30 s při 3000 otáčkách/min. Heptan byl dekantován a prášek vysušen pod dusíkem. Prášek je použit pro plicní, orální nebo subkutánní trvalé dodávání hGH.0.2548 g 3.4KL5, 0.0206 g 1000 ppm eosin (in PBS, pH 7.0) and 0.0615 g hGH (Genentech hGH preparation injected, Millipore Centricon ™ purified). No vinylpyrrolidone or other polymerizable monovinyl monomer was added. The resulting mixture was stirred and placed in 10 ml glass tubes. The tubes were exposed to a xenon light source (ILC Technology, Inc., A fiber optic xenon light source) for 10 seconds. The half-treated hydrogel was extruded from the glass tube and polymerized for 3.5 minutes. The treated hydrogel rods were placed in 15 ml of heptane and milled using a homogenizer (Silverson L4RT-A) for 30 s and 5000 rpm, followed by 30 s at 3000 rpm. The heptane was decanted and the powder dried under nitrogen. The powder is used for pulmonary, oral or subcutaneous sustained delivery of hGH.
Příklad 18: Uvolňování GLP-1Example 18: Release of GLP-1
GLP-1 (glukagonu podobný peptid-1) je peptidový lék, který se ukázal být slibný pro léčení diabetů typu-ll. Do 20 ml lahvičky bylo vloženo: 0,2559 g 200 mM TEOA (v pufru PBS, pH 7,0), 0,2548 g 1KC3, 0,0206 g 1000 ppm eozinu (v PBS, pH 7,0) a 0,0615 g GLP-1. Výsledná směs je umístěna mezi dvě skleněné destičky a fefefefe fefefe fefefefe • fe · · · fefefe fefefefe • · · fefe fefe fefefe fefe fe • fefe fefefe* fefefefe o- ·· ···· fefe fefe fefe fefe polymerizovány xenonovým světelném zdrojem (ILC Technology, lne. xenonový světelný zdroj s vláknovou optikou) po dobu 2 m z každé strany. Výsledný hydrogelový plát byl za teplot hluboko pod bodem mrazu rozemlet, aby se vytvořil prášek schopný injekčního podávání.GLP-1 (glucagon-like peptide-1) is a peptide drug that has been shown to be promising for the treatment of type-II diabetes. In a 20 ml vial were added: 0.2559 g 200 mM TEOA (in PBS buffer, pH 7.0), 0.2548 g 1KC3, 0.0206 g 1000 ppm eosin (in PBS, pH 7.0) and 0, 0615g GLP-1. The resulting mixture is placed between two glass plates and fefefe fefefe fefefe • fe · fefefe fefefe • fefe fefe fefe fefe fefe fefe * fefe fefe fefe fefe fefe fefe fefe light polymerized by xenon light source Technology, Inc. (xenon fiber optic light source) for 2 m from each side. The resulting hydrogel sheet was ground at temperatures well below freezing to form an injectable powder.
Příklad 19: Orální přípravky pro uvolňování proteinůExample 19: Oral preparations for protein release
Pomocí postupu uvedeného v příkladu 15 byla do makromerových částic zabudována jedna z následujících látek - inzulín, lidský růstový hormon, lidský alfa interferon nebo erytropoetin. Rozemletím za teplot hluboko pod bodem mrazu nebo mletím uvedeným v příkladu 15 jsou vyrobeny velmi malé mikročástice, s výhodou o průměrné velikosti menší nebo rovné 500 nanometrů. Takové nanočástice jsou potom podány krysám chirurgicky do trávicího traktu, pomocí katétrové infúze do horní části trávicího traktu. Dávkování takových nanočástic je založeno na předpokladu, že asi 0,5 % léku v nanočásticích bude detekovatelné v krvi těchto krys, např. pomocí RIA, přičemž je vzata v úvahu specifická farmakologie každého uvažovaného léku.Using the procedure of Example 15, one of the following substances, insulin, human growth hormone, human alpha interferon, or erythropoietin, was incorporated into the macromer particles. Very small microparticles, preferably having an average size less than or equal to 500 nanometers, are produced by milling at temperatures well below the freezing point or milling mentioned in Example 15. Such nanoparticles are then administered to the rats surgically into the gastrointestinal tract, by catheter infusion into the upper part of the gastrointestinal tract. The dosage of such nanoparticles is based on the assumption that about 0.5% of the drug in the nanoparticles will be detectable in the blood of these rats, for example by RIA, taking into account the specific pharmacology of each drug considered.
V případě inzulínu byly krevní vzorky odebrány v časech t = -15, 0, 30, 60, 90, 120 a 180 min. a zjišťován obsah inzulínu pomocí RIA a hladina glukózy v krvi pomocí glukometru (když je podáván inzulín, jsou použity diabetické krysy).For insulin, blood samples were taken at t = -15, 0, 30, 60, 90, 120 and 180 min. and determining insulin content by RIA and blood glucose level by glucometer (diabetic rats are used when insulin is administered).
V případě dalších léků jsou použity normální krysy a hladiny léků v krvi jsou měřeny ve stejných časových bodech pomocí technik RIA a ELISA.For other drugs, normal rats are used and blood levels of drugs are measured at the same time points using RIA and ELISA techniques.
Navíc kvýše uvedeným postupům, mikrokuličky obsahující výše uvedené léky mohou být modifikovány, aby se zvýšila jejich absorbce v tenkém střevě, tlustém střevě a jiných vhodných oblastech trávicího traktu. Takové modifikace mohou zahrnovat vysrážení lipidické dvojvrstvy kolem mikrokapslí, takže napodobují tukové částice z trávené potravy, připojení molekul jako je feritin nebo přiložení nabité vrstvy na vnější stranu mikročástic.In addition to the above procedures, microspheres containing the aforementioned drugs can be modified to increase their absorption in the small intestine, colon and other suitable areas of the gastrointestinal tract. Such modifications may include precipitation of a lipid bilayer around the microcapsules so as to mimic fat particles from the digested food, attaching molecules such as ferritin or applying a charged layer to the outside of the microparticles.
Jiná provedeníOther embodiments
Z předchozího popisu je zřejmé, že mohou být provedeny variace a modifikace zde popsaného vynálezu, aby byl přizpůsoben pro různá použití a podmínky. Taková provedení také spadají do rozsahu následujících patentových nároků.It will be apparent from the foregoing description that variations and modifications may be made to the invention described herein to be adapted to various uses and conditions. Such embodiments also fall within the scope of the following claims.
Všechny publikace a patenty zmíněné v tomto předpisu jsou zde zahrnuty ve stejném rozsahu, jako kdyby každá jednotlivá publikace nebo patent byly specificky a jednotlivě označeny a zahrnuty jako odkaz.All publications and patents mentioned in this Regulation are incorporated herein to the same extent as if each individual publication or patent were specifically and individually identified and incorporated by reference.
Claims (72)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2000218A CZ2000218A3 (en) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | Biologically active compound intended for therapy, preparation for administering the biologically active compound, preparation process, and insoluble macromer and hydrogel preparation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2000218A CZ2000218A3 (en) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | Biologically active compound intended for therapy, preparation for administering the biologically active compound, preparation process, and insoluble macromer and hydrogel preparation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ2000218A3 true CZ2000218A3 (en) | 2001-04-11 |
Family
ID=5469331
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ2000218A CZ2000218A3 (en) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | Biologically active compound intended for therapy, preparation for administering the biologically active compound, preparation process, and insoluble macromer and hydrogel preparation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ2000218A3 (en) |
-
1998
- 1998-07-17 CZ CZ2000218A patent/CZ2000218A3/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6703037B1 (en) | Biodegradable macromers for the controlled release of biologically active substances | |
US6939557B2 (en) | Slow release protein polymers | |
US7374782B2 (en) | Production of microspheres | |
ES2527286T3 (en) | Sustained release microspheres and methods of manufacturing and using them | |
Stevanovic et al. | Poly (lactide-co-glycolide)-based micro and nanoparticles for the controlled drug delivery of vitamins | |
CA2493478C (en) | Cell transport compositions and uses thereof | |
ES2229286T3 (en) | PROLONGED ASSIGNMENT OF GM-CSF. | |
ES2307779T3 (en) | FORMULATIONS OF PROPELLENT-BASED MICROPARTICLES. | |
US20150290132A1 (en) | Cell Transport Compositions and Uses Thereof | |
JP2001524084A (en) | Sustained release alginate gel | |
JP7366544B2 (en) | Biodegradable polymer microsphere composition for parenteral administration | |
C Silva et al. | Delivery systems for biopharmaceuticals. Part I: nanoparticles and microparticles | |
WO2007111163A1 (en) | Nanocomposite particle | |
CN106667958B (en) | A kind of polypeptide sustained release microsphere agents and preparation method thereof | |
Jawahar et al. | Development and characterization of PLGA-nanoparticles containing carvedilol | |
EP1512395A1 (en) | Biodegradable macromers for the controlled release of biologically active substances | |
WO2005039502A2 (en) | Macromer-melt formulations | |
CZ2000218A3 (en) | Biologically active compound intended for therapy, preparation for administering the biologically active compound, preparation process, and insoluble macromer and hydrogel preparation | |
MXPA00000610A (en) | Biodegradable macromers for the controlled release of biologically active substances | |
EP4321183A1 (en) | Drug coating, drug coating saccule and method for preparing same | |
Chehri Chamchamali | Development of a 3D printed particle embedded hydrogel mesh for localized delivery of iron-chelating agents | |
Priyadarshini et al. | Asian Journal of Research in Biological and Pharmaceutical Sciences |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic |