DK155036B - Fremgangsmaade til fremstilling af oploesninger eller suspensioner af liposomer i vandige medier. - Google Patents

Description

1 DK 155036 B

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af opløsninger eller suspensioner af liposomer i vandige medier.

*

Liposomer er mikroskopiske kugleformede blærer, der begrænses af et eller flere koncentriske lag (lameller) af lipidmolekyler, d.v.s. forbindelser, der har en lipophob hydrophil del og en lipophil hydrophob del. Et vandopløseligt liposoms lameller dannes af mindst et bimolekylært lipidlag (lipidet angives i det følgende ved formlen XY, hvor X betegner den hydrophile del og Y den hydrophobe del), hvis molekyler er orienteret således, at den hydrophile funktion heraf forbliver i kontakt med den vandige fase. Da liposom-lamellerne er adskilt fra hinanden af en hinde af vand, har de en

DK 155036 B

væg-lignende struktur, der skematisk kan gengives ved en serie molekylsammensætnings XY-YX bygget sammen i papirets plan. Størrelsen af liposomblærerne er stærkt variabel og afhænger, som det vil fremgå af det følgende, af de metoder, der anvendes til fremstilling af dem. I almindelighed har de en diameter på 25 - 30 000 nm, og den omgivende lipidfilm er 3 - 10 nm tyk. De mindre liposomer i dette område har generelt en mono-lamellar hinde, d.v.s. et monolag med den følgende molekylopbygning.

... XXX-..., etc.

1 11 TI!

f t I t i i » f t I I I

Y Y Y

i f I

... XXX...

Den vandige fase, hvori liposomerne befinder sig i opløsning eller suspension,er· almindeligvis forskellig fra den vandige fase, der findes inden i liposomerne. Fremstillingen af liposomer udgør derfor en meget praktisk metode til indkapsling af et vandigt medium og er særlig nyttig med henblik på indgivelse af biologisk aktive forbindelser f.eks. medicin og medikamenter, i levende organismer, idet man undgår nedbrydning af de aktive stoffer i organismen (f.eks. under indvirkning af mave- eller tarmsaft) før stofferne når det organ, hvor de skal udøve deres virkning. Ved et passende valg af forbindelsen med formlen X-Y, alene eller i kombination med andre forbindelser Z¥, hvor Z har samme definition som X og ¥ samme definition som Y, der anvendes til dannelse af liposomernes væg, er det faktisk muligt at fremstille liposomer, hvis vægge modstår indvirkning af visse af organismens medier og kun angribes i nærvær af de medier, der eksisterer i de organer, hvor det biologisk aktive stof skal frigives. Som følge deraf indeholder liposomerne generelt en vandig opløsning af det indkapslede produkt, og for at konstituere opløsningen, opløses eller dispergeres liposomerne i vand eller en hvilken som helst vandig fase såsom en NaCl-opløsning med isotonisk koncentration.

Den foreliggende opfindelse er ikke begrænset til medicin, medika menter og andre biologisk aktive forbindelser, men omfatter også andre vandopløselige materialer. Af sådanne materialer kan nævnes

DK 155036 B

farvestoffer, parfumer, aromastoffer og generelt forbindelser, der skal bruges i specifikke industriprocesser og stofsammensætninger, men som skal frigives med en vis forsinkelse i forhold til det tidspunkt, hvor de tilsættes, eller forbruges gradvist over et vist tidsrum. Man skal derfor ikke kun opfatte liposomer som anvendelige i forbindelse med farmaceutiske'produkter, selv om de-som nævnt ovenfor, kan tjene som indkapslingsmidler for medikamenter og lignende.

Udtrykket "lipid" benyttes i den foreliggende beskrivelse i den bredeste betydning. Det vil sige, at det omfatter de fleste forbindelser med den ovenfor givne definition XY eller ZW, enten naturligt forekommende eller syntetiske, som eksempelvis mange typer af overfladeaktive stoffer, der benyttes ved fremstilling af f.eks. kosmetik, tekstiler og detergenter samt i farmaceutisk industri.

Der kendes i forvejen flere fremgangsmåder til fremstilling af liposomer i opløsning som defineret ovenfor. Disse metoder findes beskrevet i "New Aspects of Liposomes", D.A. Tyreil, T.D. Heath, C.M. Colley & B.E. Ryman, Biochim. & Biophys., Acta 457, 259-502, (1976). En af disse fremgangsmåder består i at opvarme en heterogen blanding af et lipid og den vandige væske, der skal indkapsles, til en temperatur over stuetemperatur og derefter underkaste blandingen en kraftig omrystning efterfulgt af en vibrationsbehandling ved ultralydsfrekvens.

En anden fremgangsmåde består i at opløse en forbindelse med formel XY (hvor X og Y er defineret som ovenfor), dvs. et lipid, i et flygtigt opløsningsmiddel i en reaktionsbeholder. Derefter inddampes opløsningen, hvorved der dannes en lipidfilm på beholderens vægge.

I samme beholder indføres den væske, som man ønsker at indkapsle i liposomerne, hvorpå væsken i beholderen underkastes en vibrationsbehandling ved ultralydsfrekvens. Herved opdeles væsken i små dråber, der omgives af lipidhinder. Mængden af liposomer, der omgives af mono-lamellare lag, bliver større, jo længere tid behandlingen varer.

Begge de ovennævnte fremgangsmåder fører til en opløsning af liposomer i den væske, der ønskes indkapslet, hvilket nødvendiggør, at man bagefter skiller liposomerne fra den væske, der ikke er indkapslet, efterfulgt af en redispergering af lioosomerne i en anden vand!*? 4

DK 155036 B

væskefase. En sådan adskillelse af liposomer og bærevæske kan eksempelvis foregå ved chromatografi på molekylsier, silicagel eller sephadex ^granulerede polymerer), eller ved gentagen centrifugering.

Disse metoder er tidskrævende og uøkonomiske.

Det er også muligt, i henhold til en anden fremgangsmåde til fremstilling af liposom-opløsninger, at injicere en ethanol-lipid-opløsning i den opløsning, der skal indkapsles, Dette resulterer i dannelse af liposomer af størrelsesordenen 25 nm. Denne metode kan dog kun anvendes under den forudsætning, at produktet, der ønskes indkapslet, ikke denatureres i nærværelse af alkohol, og desuden er adskillelsen af liposomer fra uindkapslet væske og den efterfølgende redispergering i et andet vandigt medium behæftet med samme ulemper som nævnt ovenfor.

Der kendes tillige en metode, der består i at blande et lipid og en detergent med væsken, der skal indkapsles, og emulgere blandingen. Derefter fjernes detergenten ved dialyse. Her, som ved de øvrige metoder, fås liposomeme dispergeret i et overskud af den væske, der skal indkapsles. Herfra må liposomeme isoleres og renses.

Samtlige de anførte fremgangsmåder nødvendiggør, at man disponerer over et totalvolumen af den væske, man ønsker at indkapsle, der er væsentligt større end voluminet af den væske, der til sidst indeholdes i de opnåede liposomer. Som anført i det foregående foreligger liposomeme i form af hule kugler i opløsning eller kolloid suspension i en væskefase, der består af den fraktion af væske, der skal indkapsles, som ikke tilbageholdes i liposomemes indre. Forholdet mellem voluminet af den indkapslede væske inden i lipo-somerne og det totale volumen af væsken er i reglen af størrelsesordenen 1 - 10%.

Hvis derfor den væske, der skal indkapsles, er af stor værdi, hvilket i reglen er tilfældet, når væsken er en opløsning af et biologisk aktivt stof, er det nødvendigt at genvinde den væskefraktion, der ikke er indkapslet, for at anvende den til andre operationer til dannelse af liposomer. Denne udvinding indebærer en separering af liposomeme fra væsken og derpå en rensning af aktivt stof. (Faktisk medfører de ovennævnte separerings- og rensningsoperationer anvendelsen af større eller mindre rumfang opløsnings- 5

DK 155036 B

middel, og følgelig en modificering af koncentrationen af den væske, der indeholder det aktive stof).

Nødvendigheden af at foretage sådanne rensnings- og genindstillingsoperationer af koncentrationen af den væske, der indeholder det aktive stof, gør de to ovenfor beskrevne fremgangsmåder til fremstilling af liposomer vanskelige og dyre at udøve i industriel skala, fordi der skal behandles meget store væskemængder i forhold til det relativt beskedne udbytte, der opnås.

I tysk offentliggørelsesskrift nr..2 532 317 er beskrevet en fremgangsmåde til fremstilling af liposomer i vandig opløsning, som stort set råder bod på de ovennævnte ulemper. Ifølge denne fremgangsmåde sættes den opløsning, der skal indkapsles, til en opløsning af det overfladeaktive stof i et i vand uopløseligt organisk opløsningsmiddel, der er lettere end vand. Derefter underkastes blandingen en vibrationsbehandling ved ultralydsfrekvens. Herved opnås i den organiske væske en suspension af mikroskopiske væskefyldte kugler, der i det følgende benævnes "liposomprækursorer". Disse kugler er omgivet af et monomolekylært lipid-lag, hvor hvert molekyle er orienteret således: X-funktionen er i kontakt med den vandige fase og er derfor rettet imod det indre af kuglen, hvorimod Y-funktionen er rettet imod ydersiden og er i kontakt med det organiske medium, som stadig indeholder et overskud af opløst lipid.

Derefter centrifugeres suspensionen af prækursorer i nærværelse af det vandige medium, hvori man ønsker at producere liposomopløsningen. Da dette vandige medium er tungere end det nævnte organiske opløsningsmiddel, udgør det den nederste fase i centrifugeglassene.

Under centrifugeringen forlader liposomprækursorerne den øvre organiske fase, og når de udsættes for centrifugalkraften, vil de trænge ind i den vandige fase. Herved krydser de grænsefladen imellem den organiske fase og vandfasen, der naturligvis indeholder en lipid-barriere hidrørende fra det overskud af lipid, der er opløst i det organiske opløsningsmiddel. Disse lipidmolekyler er orienteret i overensstemmelse med de to fasers relative positioner, d.v.s. X er i kontakt me.d vandfasen og Y er i kontakt med den organiske fase. Når prækursorerne passerer barrieren, vil der dannes endnu en hinde af det overfladeaktive stof, hvis molekyler vil vende modsat af molekylerne i det første lag, således at de to hinder ud-

DK 155036 B

gør et normalt lipisom-lamel med struktur XY-YX. Metoden giver derfor direkte liposomopløsningen i det ønskede vandige medium.

Fremgangsmåden ifølge det tyske skrift omfatter således to trin: I det første trin danner man under ultralydsbehandling en dispersion af kugler af den væske, der skal indkapsle s i en anden væske, der er uopløselig eller næsten uopløselig i vand. (Kuglerne har kolloide dimensioner, dvs. 20-100 nm.). Disse kugler afgrænses af en monomolekylær hinde af forbindelsen XY, hvor den hydro-phile del X vender mod indersiden af kuglerne, der indeholder den indkapslede væske, og den hydrophobe del Y vender mod ydersiden, hvor den ikke-vandige fase findes. Selv om kuglerne ikke er egentlige liposomer (fordi de ikke af grænses af et dobbeltlag af forbindelsen XY), kan de opfattes som et liposomt forstadium, idet hver kugle indeholder samme kvantum indkapslet væske som de endelige liposomer. Det er derfor rimeligt at benævne kuglerne "liposomprækursorer". Ved på passende måde at indstille de respektive mængder af den vandige væske, der skal indkapsles, det organiske opløsningsmiddel og forbindelsen med formel XY, er det muligt i de omtalte liposomprækursorer at indkapsle en væskemængde,der næsten udgør den totale startmængde. Udbyttet ved denne fremgangsmåde er derfor ofte tæt på det teoretiske, nærmere bestemt ca. 80%, hvilket er en væsentlig forbedring i forhold til de klassiske metoder, hvor udbyttet typisk er mellem 1 og 20%.

Det andet trin i den ovennævnte fremgangsmåde består i dannelsen af selve liposomeme. Det må formodes, at denne dannelse er knyttet til prækursorernes passage gennem den monomolekylære hinde XY i grænsefladen mellem det øvre ikke-vandige væskelag og det nedre vandige væskelag. Eksistensen af en sådan monomolekylær hinde er i sig selv kendt, idet den egentlig resulterer af egenskaberne af den overfladeaktive forbindelse XY, i hvilken de hydrophile grupper X tiltrækkes af vand, mens de lipophile grupper Y forbliver i kontakt med den organiske fase. Når en prækursor passerer gennem grænsefladen, vil den derfor medtage en del af denne hinde, som vil binde sig til den monomolekylære film, der omgiver præ-kursoren. Herved dannes den bimolekylære hinde, der er karakteristisk for liposomer.

Denne kendte fremgangsmåde er således bekvem, idet man undgår de normale genvindings- og genindstillingsoperationer af væsken, der skal ind- 7

ν , „ ,,t "DK 155O36B

kapsles, hvilke operationer som angivet ovenfor er nødvendige ved de kendte fremgangsmåder til fremstilling af lipososomer. Man vil ligeledes forstå, at fremgangsmåden ifølge det ovennævnte tyske offentliggørelsesskrift muliggør indkapsling af væsker, som man kun disponerer over i meget små mængder, f.eis. af størrelsesordenen 0,05-0,1 ml, som ville være utilstrækkelige til gennemførelse af de kendte fremgangsmåder. Den beskrevne fremgangsmåde, som muliggør direkte fremstilling af liposomopløsninger, uden at det kræves, at man først skiller liposomerne fra overskuddet af væske, der skal ind-kapsles, og derefter redispergerer liposomerne i et andet egnet vandigt medium, kan således finde anvendelse til mange formål, hvor de kendte fremgangsmåder ville være uanvendelige, eksempelvis biologisk, medicinsk eller analytisk arbejde.

Imidlertid skal det understreges, at fremgangsmåden ifølge det tyske Offentliggørelsesskrift trods sine store fordele, har to ulemper:

For det første skal det vanduopløselige organiske opløsningsmiddel nødvendigvis være lettere end vand (for at sikre en hurtig dannelse af en nedre vandig fase under centrifugeringen), hvilket lægger visae begrænsninger på yalget af opløsningsmiddel. For det andet er selve centrifugeringen uønsket, fordi de almindelige high-speed centrifuger ikke muliggør behandling af store væskemængder i én operation. Centrifugering er således både tidsrøvende og dyr. Desuden kan visse biologiske produkter vanskeligt tåle de voldsomme accelerationer (10 105 g), der er forbundet med ultracentrifugering.

Fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse råder fuldstændig bod på disse ulemper. Således involverer fremgangsmåden ifølge opfindelsen, at man, som beskrevet i det foregående, fremstiller lipo-somprækursorer indeholdende en primær vandig fase og bringer disse i kontakt med et sekundært vandigt: medium på en sådan måde, at der dannes en liposomopløsning eller -suspension i nævnte vandige medium. Liposomprækursorerne består af små blærer af den primære vandige fase, der skal indkapsl-es, omgivet af en hinde af et lipid eller et overfladeaktivt stof med formel XY, hvori X er en hydrophil lipophob gruppe og Y en lipophil hydrophob gruppe. De nævnte liposomprækur-sorer fremstilles ved at dispergere den vandige fase, der skal ind-kapsles, i et opløsningsmiddel, der er vanduopløseligt eller næsten vanduopløseligt, i nærværelse af en passende mængde af forbindelsen XY. Fremgangsmåden ifølge opfindelsen består derefter i at emulgere liposomprækursorerne i det sekundære vandige medium i nærværelse 8

DK 155036 B

af et overskud af forbindelsen. 3Y eller et andet overfladeaktivt stof ZW, hvori Z er en hydrophil gruppe og ¥ en hydrophob gruppe og at fjerne det vanduopløselige eller næsten vanduopløselige opløsningsmiddel før eller efter denne emulgering.

Til at disper gere den væske, der skal indkapsle s, i det vanduopløselige opløsningsmiddel kan benyttes velkendte metoder som f.eks. ultralydbehandling, kraftig blanding, homogenisering, gasgennem-blæsning eller sprøjtning, hvoraf man foretrækker ultralydsbehandlingen. Til fjernelse af det vanduopløselige medium før emulgeringen kan klassiske metoder som destillation eller inddampning komme på tale. Imidlertid kan en fjernelse af opløsningsmidlet før emulgeringen føre til uønsket agglomerering af prækursorerne, og det foretrækkes derfor at udskyde fjernelsen af opløsningsmidlet til efter emulgeringen af prækursorerne i det nævnte vandige medium. Fjernelsen af det vanduopløselige medium kan eksempelvis foregå ved selektiv destillation eller inddampning.

En foretrukken metode går ud på, at man emulgerer de to faser sammen og lader emulsionen fordampe, hvorved det ikke-vandige opløsningsmiddel forsvinder, og en suspension af liposomer i vandig fase bliver tilbage.

Til en praktisk gennemførelse af operationerne .ved fremgangsmåden i-følge opfindelsen kan man indføre et ikke-vandopløseligt organisk opløsningsmiddel i en reaktionsbeholder, tilsætte et lipid eller en blanding af forbindelser med formel XY, der udgør en lipidfrak-tion, og tilsætte den vandige opløsning, der skal indkapsles. Derefter homogeniseres blandingen, og ved behandling ved ultralydsfrekvens dannes kuglerne med indkapslet væske, som benævnes lipo-somprækursorer. Denne tilsættes den ønskede mængde vandigt medium, f.eks. en fortyndet opløsning af et eller flere salte i vand, eller mere enkelt rent vand, og om nødvendigt endnu en fraktion af forbindelse XY eller ZW. Blandingen omrøres og emulgeres, indtil en homogen emulsion fremkommer. Denne emulsion består af mikroskopiske dråber af opløsningsmiddel dispergeret i den vandige fase, og hver mikrodråbe opløsningsmiddel indeholder ( i opløst form) et overskud af lipidfraktionen og (i suspension) et variabelt antal liposomprækursorer. Mens man opretholder emulsionen i stabil tilstand (eventuelt ved omrøring), lader man indholdet af reaktionsbeholderen inddampe. For eksempel kan man blæse luft eller en gas på overfladen af væsken (eller tangentielt til overfladen) ved 9 DK 155036 8 stuetemperatur, opsamle luften mættet med dampe af opløsningsmiddel og cirkulere denne luft igennem en svaler ved lav temperatur, hvorved dampene kondenseres. Under denne inddampning (på grund af den konsekutive volumenreduktion af dråberne af opløsningsmiddel) uddrives liposomprækursorerne gradvist af dråberne og dispergerer gennem grænsefladen mellem vand og opløsningsmiddel og følgelig gennem lipidmembranen, der adskiller faserne. Herved opnår de den komplementære lipidhinde, der omdanner dem fra prækursorer til egentlige liposomer. Det kan være fordelagtigt i det sidste trin af fremgangsmåden at anvende et lipid eller overfladeaktivt stof ZW forskelligt fra XY, navnlig i det tilfælde, hvor den gensidige affinitet imellem de hydrophobe-lipophile dele Y og Z er større end affiniteten imellem to Y-grupper eller to W-grupper.

I sådanne tilfælde (f.eks. med XY som et godt lipophilt disperge-ringsmiddel og ZW som et godt hydrophilt dispergeringsmiddel) opnår man særligt stabile liposomer, hvis væg har strukturen ... XXX ...

I i I

y y f

t I t t I I » » I

t I I

WWW

f I I

... z z z ...

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen giver et meget højt udbytte (omkring 50-80%), og den er meget enkel at gennemføre sammenlignet med tidligere anvendte metoder. Der kan arbejdes med store mængder materiale på én gang, og om ønsket kan benyttes opløsningsmidler, der er tungere end vand. Udvalget af opløsningsmidler bliver derfor større end ved fremgangsmåden beskrevet i tysk offentliggørelsesskrift nr. 2 532 317, og det bliver således muligt at anvende et stort antal overfladeaktive stoffer, f.eks. omfattende visse lipi-der, der er faste ved stuetemperatur og som derfor må opvarmes og smeltes, hvis de skal anvendes ifølge de hidtil kendte fremgangsmåder. En sådan opvarmning kan skade de produkter, man ønsker indkapslet.

Når man skal vælge opløsningsmidler, der er inerte overfor de aktive forbindelser, der skal indkapsles, er det ligeledes en fordel, at der er et større antal opløsningsmidler at vælge imellem.

Det skal anføres, at der kan anvendes andre metoder end de ovenfor beskrevne til fremstilling af den ovennævnte emulsion og bortdampning 10

DK 155036 B

ai opløsningsmidlet. MsempeMs Kan man emulgere ved hjælp af Omrystning og inddampe under reduceret tryk. Men uanset hvilken metode man anvender, skal det partielle damptryk af opløsningsmidlet være betydeligt større end partialtrykket af vanddamp. I modsat fald vil det være nødvendigt løbende at supplere vandindholdet under inddampningen for at undgå, at vandet forsvinder.

Som opløsningsmidler kan anvendes carbonhydrider som f.eks. benzen, toluen, cyclohexan, petroleumether, octan etc.), ethere (f.eks. diethyl-, diisopropyl- eller dibutylether), estere (f.eks. ethyl-, propyl- eller butylacetat) eller halogenerede opløsningsmidler som f.eks. CCl^, CfLjCO^j chloroform eller benzylchlorid.

Som overfladeaktivt stof med formel XY eller ZW kan eksempelvis bruges ternære eller mere sammensatte lipider, glycerider, cerider, etholider og sterider samt specielt en eller flere forbindelser, hvori den hydrophile gruppe X, henholdsvis Z, udvælges blandt følgende grupper: phosphato, carboxyl, sulfato, amino, hydroxyl og cholin, og hvori den hydrophobe gruppe Y, henholdsvis ¥, er en af følgende: mættet eller umættet alifatisk carbonhydrid (f. eks.

alkyl eller alkylen), polyoxyalkylen eller alifatisk carbonhydrid substitueret med mindst en aromatisk eller cycloalifatisk gruppe.

Når der anvendes XY- eller ZW-forbindelser med sure hydrophile grupper (phosphato, sulfato etc.), bliver de opnåede liposomer anioniske (betegnes (-)liposomer). Med basiske grupper såsom amino opnås katio-niske (+)liposomer, mens man med polyethylenoxy- eller glycolgrupper opnår neutrale liposomer. Adskillige forbindelser, der er egnede til anvendelse i den foreliggende opfindelse, kan findes i følgende referencer: McCutcheon’s Detergents & Amulsifiers og McCutcheon’s

Functional Materials, Allured Publ. Company, Ridgewood, N.J. U.S.A.

Som forbindelser XY eller ZW foretrækkes specielt forbindelser beslægtet med phospholipider, nemlig lecithin, phosphatidyl-ethanolamin, lysolecithin, lysophosphatidyl-ethanolamin, phosphatidylserin, phosphatidyl-inositol, sphingomyelin, cephalin, cardiolipin, phosphatidin-syre, cerebrosider, dicethylphosphat, phosphatidylcholin og di-palmitoyl-phosphatidylchloin. Som lipider uden phosphor kan f.eks. benyttes stearylamin, dodecylamin, hexadecylamin (Kodak Ltd.), cetyl-palmitat, glycerylricinoleat, hexadecylstearat, isopropylmyristat, amfotere acrylpolymere, triethanolamin-laurylsulfat, alkylaryl-sulfonater, polyethoxylerede fedtsyreamider etc.. Lipidfraktionen

DK 155036 B

kan endvidere på opløst form indeholde andre forbindelser til kontrol af liposom-membranens stabilitet og permeabilitet, for eksempel steroler (cholesterol, tocopherol etc.)» phytosteroler og lanco-linekstrakter.

Ved den· omhandlede fremgangsmåde kan man indkapsle praktisk talt alle vandopløselige forbindelser, der ikke har for stærk affinitet til liposomhindens forbindelser, eller som kan trænge igennem hinden.

I denne sammenhæng kan nævnes (foruden de allerede nævnte forbindelser) vandige opløsninger af biologisk aktive forbindelser såsom tungmetal-chelater, enzymer, lægemidler, antibiotika etc. Eksempler på egnede forbindelser findes angivet i "Targetting of Drugs" af G. Greroniadis, Nature 265, (2), 407, (1967).

Som vandigt dispergeringsmedium, hvori liposomerne sluttelig opløses, kan benyttes rent vand eller en hvilken som helst anden vandig væske. Fotrinsvis anvendes en væske, der er beregnet til at tjene som det endelige dispersionsmedium for liposomerne under disses anvendelse, f.eks. en vandig nåtriumchloridopløsning. Især kan man anvende den vandige nåtriumchloridopløsning, der benævnes fysiologisk serum, og som har en koncentration på 0,15 mol NaCl pr. 1 (0,9 vægtpct.), med henblik på direkte under den anden fase af fremgangsmåden at opnå en liposomatisk dispersion i et medium, der er injicerbart i den menneskelige organisme. Der opnås således en yderligere fordel ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen over for de kendte fremgangsmåder til fremstilling af liposomer, idet den muliggør en direkte opnåelse af en liposom dispersion i et vandigt medium valgt som funktion af den endelige anvendelse af liposomerne.

Naturligvis er det også muligt at separere liposomerne fra den sekundære vandige væske, f.eks. hvis man ønsker at undgå tilstedeværelsen af ethvert spor af ikke-indkapslet aktivt stof under den endelige anvendelse af liposomerne. Denne separering kan let foretages på enhver i sig selv kendt måde, f.eks. ved gelchromatografi.

Opfindelsen illustreres nærmere ved nedenstående eksempler.

•EKSEMPEL 1

12 DK 155036 B

I en 10 ml pyrexkolbe blev anbragt 2 ml dibutylether og 1 ml cyclo-hexan, hvorefter der tilsattes 0,2 ml af en 10 mg/1 insulinopløsning i vandig 9 o/oo NaCl ved pH 3 (pH indstillet ved hjælp af saltsyre). Efter tilsætning af 150 mg dipalmitoylphosphatidyl-cholin (hydrophil-lipophil forbindelse) blev den heterogene blanding ved stuetemperatur udsat for ultralydsbehandling i 1 min. ved hjælp af en "BRANSON" generator (model B 12, 20 kHz, 150 W).

Der opnåedes en klar opløsning indeholdende liposomprækursorer-ne i form af mikroskopiske blærer af insulinopløsningen. Blærernes vægge bestod af en hinde af overfladeaktiv forbindelse, hvis molekyler var således orienteret, at deres hydrophile funktion (phosphatidyllcholin) var rettet mod blærernes indre, mens de hydrophobe grupper (carbonhydridkæder) vendte ud imod det organiske opløsningsmiddel. De mikroskopiske blærer var suspenderet i kolloid form i det organiske opløsningsmiddel, og de indeholdt, i opløst form, et overskud af det overfladeaktive stof.

Derefter blev den organiske opløsning overført til en anden kolbe, der indeholdt 30 ml 0,9% NaCl-opløsning, og blandingen blev emulgeret ved 30°C ved hjælp af en omrører med høj hastighed.

Efter dette trin bestod blandingen følgelig af en dispersion af fine dråber af det organiske opløsningsmiddel i den vandige fase. Disse dråber indeholdt en suspension af de ovenfor beskrevne liposomprækursorer og et overskud af lipid.

Ved hjælp af et passende rør blæstes en luftstrøm hen over emulsionen tæt ved overfladen under omrøring*ved 30°C. Blandingen af luft og dampe af opløsningsmiddel blev afkølet til -10°C.i en svaler, hvorved dampene fortættedes til væske; denne operation fortsattes, indtil fortætningen ophørte (ca. 20-30 min.).

Efter dette trin var der ca. 20 ml klar opløsning (9 o/oo NaCl) tilbage i kolben. I denne opløsning var liposom-kapslerne suspenderet i form af små blærer, hvis vægge bestod af et dobbelt molekyllag af overfladeaktivt stof, hvor molekylerne i det ene lag var orienteret modsat af molekylerne i det andet lag. Det yderste lag opnåedes fra overskuddet af lipid opløst i det organiske opløsningsmiddel.

13

DK 155036 B

2 ml af liposomopløsningen blev chromatograferet i en kolonne, der indeholdt 2,5 g Sephadex G-50 (elueringsmiddel: 0,15 M vandig iNaCl +· 0,05M phosphatpuffer, pH 7,5), og ved analyse af eluatet (spektrofotometrisk) viste det sig, at kun 20-2590 af dai oprindelige insulinopløsning ikke var blevet indkapslet. Derfor kan de liposomopløsninger, der fremstilles i henhold til dette eksempel, normalt anvendes terapeutisk som de· foreligger uden yderligere rensning.

EKSEMPEL 2

En vandig opløsning (10 g/1) af amyloglucosidase blev indkapslet og dispergeret i en 0,15 M NaCl-opløsning på følgende måde: En blanding af 74 mg lecithin, 0,1 ml af amyloglucosidaseopløsningen og 3 ml diisopropylether blev behandlet med ultralyd (20 kHz, 150 W) i 2 min., mens der blev kølet til under 30°C med et kølebad. Der opnåedes en klar, homogen væske med blåligt skær, hvortil der blev sat 15 ml 0,15 M vandig NaCl-opløsning. Blandingen blev emulgeret som angivet i eksempel 1, hvorefter den fine emulsion blev gennemblæst med nitrogen for at fjerne det organiske, opløsningsmiddel. Denne operation blev fortsat, indtil bortdampningen af opløsningsmiddel var fuldstændig (20-30 min.). Herved opnåedes en klar suspension af kolloide liposomer, hvori amyloglucosidaseopløsningen var indkapslet, i vandig 0,15 M NaCl. Suspensionen indeholdt en meget lille del (ca. 3%) uindkapslet enzym.

Afhængigt af den ønskede anvendelse kan opløsningen benyttes, som den forefindes, eller man kan skille det ikke indkapslede amyloglucosidase fra (f.eks. ved gelchromatografi på "sepharose").

EKSEMPEL 5

Proceduren beskrevet i eksempel 1 blev gentaget, idet der som opløsning til indkapsling blev anvendt 0,05 ml af en vandig pufferopløsning (phosphatbuffer 10 mM, pH 7,2) af 0,5 mg/ml ara-bonosecitosin. Dispergeringsfasen var 0,15 M NaCl (10 ml), lipi-det var cardiolipin (47 mg) og det organiske opløsningsmiddel dibutylether (2,4 ml) og CHCl^ (0,6 ml).

14

DK 155036 B

EKSEMPEL 4

Proceduren beskrevet i eksempel 1 blev gentaget under anvendelse af følgende forbindelser: Til indkapsling penicillamin (0,1 ml; koncentration 100 mg/ml); dispergeringsmedium 0,15 M vandig NaCl; overfladeaktive stoffer lecithin (105 mg) og cholesterol (35 mg); opløsningsmiddel butylacetat (3 ml).

EKSEMPEL 5

Proceduren beskrevet i eksempel 1 blev gentaget under anvendelse af følgende forbindelser: Til indkapsling 0,05 ml betamethason-opløsning (150 mg/1 i vandig dinatriumphosphat); dispergeringsmedium 0,15 M vandig NaCl, lipid lecithin (85 mg) og phosphatidyl- ethanol-amin (45 mg); opløsningsmiddel 3-heptanon (3 ml).

EKSEMPEL 6

Proceduren beskrevet i eksempel 1 blev gentaget under anvendelse af følgende forbindelser: Til indkapsling 0,1 ml vandig opløsning af syrekomplekset polyinosinsyre-polycytidilinsyre (poly(l)-poly(C)) i koncentration 1 mg/ml; dispergeringsmedium 0,15 M NaCl; overfladeaktive stoffer lecithin (60 mg), stearylamin (20 mg ) og cholesterol (15 mg); opløsningsmiddel 3 ml blanding af diiso-propylether og butylacetat i volumenforholdet 1:1.

EKSEMPEL 7

Til 20 ml diisopropylether blev sat 1,5 g lecithin, 0,4 g phospha-tidylserin, 0,5 g cholesterol samt en opløsning af 1,8 mg actino-mycin D i 3 ml phosphatpufffer (0,1 M, pH 7). Blandingen fik ultralydsbehandling i 5 min. som beskrevet i eksempel 1. Derpå blev tilsat 100 ml vandig phosphatpuffer (0,1 M, pH 7)5 og der blev emulgeret som beskrevet i eksempel 1. Uden at stoppe omrøreren blev reaktionskolben tilsluttet en vacuumhane, hvorefter trykket gradvist blev reduceret til 10 torr, mens temperaturen blev holdt på 20-22°C. Efter ca. 45 min. var diisopropyletheren helt fjernet, og tilbage var en klar liposomopløsning. Ved at chromatogra-fere en prøve på Sephadex konstateredes.det, at 88% af den opringdelig actinomycin D var blevet indkapslet.

EKSEMPEL 8

15 DK 155036 B

1 g trypsin i 30 ml 0,1 M (pH 7) phosphatpuffer blev behandlet med ultralyd i nærvær af en opløsning af 30 g phosphatidylinosi-tol i 100 ml dipropylether. Derefter blev tilsat 4βθ ml vandig 0,5% NaCl og emulgeret. Den fine emulsion blev inddampet i 3 timer ved 15°C under et tryk på 10 torr, hvilket resulterede i en klar liposomopløsning. Ved analyse af en prøve (chromatografi på Sephadex G-50) blev det konstateret, at udbyttet af indkapslet forbindelse var ca. 85%.

EKSEMPEL 9 I dette eksempel beskrives fremstillingen af liposomer med en asymmetrisk hinde. Denne hinde består inderst af et lag af phospholipid (dipalmitoyl-phosphatidylcholin), og udenpå findes et lag, der består af en blanding af æg-lecithin og phosphatidyl-serin. Følgende fremgangsmåde anvendtes: Til 3 ml dibptylether blev sat 0,1 ml af en vandig opløsning af 3,9-bis -dimethylamino-phenazothioniumchlorid (0,001 M) og NaCl (0,015 m) og 55 mg dipal-mitoylphosphatidylcholin. Blandingen behandledes med ultralyd som beskrevet i eksempel 1, og man opnåede en transparent organisk opløsning indeholdende mikroskopiske blærer (liposomprækursorer) af den ovennævnte farvede vandige opløsning omgivet af en hinde af dipalmitoyl-phosphatidylcholin. Denne organiske opløsning blev derefter centrifugeret i 20 min. ved 8000 G. Efter denne operation opnåedes en klar væskefase og en gennemskinnelig blå bundfase indeholdende mikroblærerne, der var presset sammen under centrifugalkraftens indflydelse. Denne fase, en ret ensartet gel, blev overført til en 10 ml kolbe, hvor den ved hjælp af en spatel blev blandet med en 0,3 ml af en 200 mg/ml opløsning af en 20:1 blanding (molforhold) af æg-licithin og phosphatidylse-rin i dibutylether. Til den gummiagtige substans blev derefter sat 5 ml af en 0,15 M vandig NaCl-opløsning, og blandingen blev krafigt omrørt med en magnetomrører, hvorved den efterhånden dispergerede. Efter 10-15 min. opnåedes en homogen, transparent opløsning, der i suspension indeholdt liposomerne med asymmetrisk hinde.

EKSEMPEL 10

16 DK 155036 B

Liposomprækursorer indeholdende insulin blev fremstillet som beskrevet i eksempel 1. X stedet for at fortsætte som i eksempel 1 (d.v.s. med direkte emulgering af den organiske opløsning i 0,9% vandig NaCl), blev den organiske opløsning først koncentreret under reduceret tryk (20 torr) ved stuetemperatur. Efter bortdampning af de organiske opløsningmidler dannedes på bunden af kolben et olieagtigt transparent lag bestående af sammenpressede mikroblærer. Der blev tilsat 7 ml af en vandig 0,9% NaCl-opløsning, hvorefter den olieagtige fase blev dispergeret i det vandige medium. Efter 10-15 min. var der opnået en transparent homogen opløsning, der i suspension indeholdt de ønskede liposo-mer. Efter chromatografi af opløsninge på "Sephadex 4Bn (Pharmacia, Sverige) viste en analyse af den ikke indkapslede fase, at 52% af den oprindelige insulinmængde var indkapslet i lipo-somerne.

eksempel: .il

En blanding af 40 g lecithin, 600 ml dibutylether og 400 ml af en 0,9% vandig NaCl-opløsning, der indeholdt 10 g/1 insulin, blev homogeniseret ved hjælp af et MINISONIC homogeniseringsapparat (Ultrasonics Ltd., England). Der opnåedes en stabil, mælkelignende opløsning, der overførtes til en 4 liters beholder, hvori der var anbragt 2 1 af en vandig 0,9% NaCl-opløsning. Ved hjælp af en omrører blev den organiske suspension og det vandige medium emulgeret sammen (15 min.), hvorefter det organiske opløsningsmiddel blev fjernet ved luftstripning (d.v.s. blandingen blev ledt ned gennem en kolonne, hvorved den passerede en opadgående luftstrøm; denne blev opsamlet ved toppen af kolonnen). Herved opnåedes en homogen, gennemskinnelig opløsning af lipo-somer, der indeholdt insulinet.

EKSEMPEL 12 3 ml dibutylether, 1 ml vandig 0,9% NaCl-opløsning indeholdende 10 mg/ml insulin samt 125 mg lecithin blev blandet i et kraftigt 10 ml Pyrex reagensglas, hvori der var anbragt 2 g 1 mm glasperler. Reagensglasset blev lukket og mekanisk omrystet i 30

17 DK 155036 B

min. med 100 svingninger pr. minut. Herved opnåedes en forholdsvis homogen, mælkelignende opløsning, der blev udhældt i en 100 ml kolbe med 30 ml 0,9$ NaCl-opløsning. Det organiske opløsningsmiddel blev fjernet som i eksempel 2 ved hjælp af en nitrogenstrøm. Efter 20-30 minutters nitrogenbehandling opnåedes en vandklar opløsning af liposomer, i hvilke insulinet var indkapslet.

Claims (13)

18 DK 155036 B

1. Fremgangsmåde til fremstilling af opløsninger eller suspensioner af liposomer i vandige medier, hvorved ,,liposomprækursorer,, bringes i kontakt med et vandigt medium på en sådan måde, at der | dannes en opløsning eller suspension af liposomer i det vandige medium, hvilke "liposomprækursorer" består af små blærer af en primær vandig fase omgivet af en hinde af lipid eller overfladeaktivt stof med formel XY, hvori X betegner en hydrophil lipophob gruppe og Y betegner en lipophil hydrophob gruppe, og er fremstillet ved at dispergere den primære vandige fase i et vanduopløseligt opløsningsmiddel i nærvær af forbindelsen XY, kendetegnet ved, at "liposomprækursorerne" emulgeres i det vandige medium i nærvær af et overskud af forbindelse XY eller et andet overfladeaktivt stof Z¥, hvori Z betegner en hydrophil gruppe og ¥ en hydrophob gruppe, og at det vanduopløselige opløsningsmiddel fjernes før eller efter emulgeringen.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at dispergeringen af den primære vandige fase i det vanduopløselige opløsningsmiddel udføres ved hjælp af vibrationsbehandling ved ultralydsfrekvens.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at fjernelsen af det vanduopløselige opløsningsmiddel foregår efter emulgeringen af liposomprækursorerne i det vandige medium, og at fjernelsen gennemføres ved at udsætte den resulterende emulsion for fordampning.

4. Fremgangsmåde til fremstilling af vandige opløsninger eller suspensioner af liposomer, kendetegnet ved, at en vandig fase af et produkt, der ønskes indkapslet, ved hjælp af ultralydsfrekvent vibrationsbehandling dispergeres i et vanduop-løseligt eller næsten vanduopløseligt opløsningsmiddel, som på opløst form indeholder et overskud af lipid eller overfladeaktiv forbindelse med formel XY, hvor X er en hydrophil lipophob gruppe og Y er en hydrophob lipophil gruppe, til opnåelse af en opløsning eller suspension af blærer eller perler af den væske, der skal indkapsles, såkaldte "liposomprækursorer", hvis vægge består af en film af lipid eller overfladeaktiv forbindelse, hvori X- og Y-grup-

19 DK 155036 B perne er rettet henholdsvis udad og indad, og at denne opløsning af liposomprækursorer, som indeholder et overskud af lipid, bringes i kontakt med et andet vandigt medium på en sådan måde, at der dannes en opløsning eller suspension af liposom i dette vandige medium, der derefter emulgeres med nævnte opløsning til opnåelse af en emulsion, som udsættes for fordampning, indtil alt flygtigt opløsningsmiddel er bortdampet, hvorved en opløsning eller suspension af liposomer i nævnte vandige medium bliver tilbage.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at lipidet er en af følgende forbindelser: lecithin, phosphatidyl-ethanolamin, lysolecithin, lysophosphatidyl-ethanolamin, phosphat-idylserin, phosphatidylinositol, sphingomyelin, cardiolipin, phos-phatidinsyre, cerebrosider, stearylamin eller dipalmitoyl-phosphat-idylcholin.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at man som forbindelser med formel XY og/eller ZW benytter en blanding af mindst ét phospholipid og mindst ét lipoid, der hidrører fra en anden gruppe end phospholipiderne og er fortrinsvis enten cholesterol eller tocopherol.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det vanduopløselige opløsningsmiddel vælges blandt benzen, alkyl-og halogenålkylbenzener, alifatiske ethere, aldehyder, ketoner, estere samt frie og halogenerede alifatiske og cycloalifatiske carbonhydrider.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet ved, at forbindelsen, som skal indkapsles, udvælges blandt farvestoffer, aromastoffer, duftstoffer, enzymer, polypeptider, chelateringsmid-ler og industriprodukter, hvis virkning ønskes forsinket i forhold til det tidspunkt, hvori de indføres i processer eller blandinger, eller som ønskes frigivet progressivt over et vist tidsrum.

9. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det vandige dispergeringsmedium er rent vand eller en vandig opløsning af opløselige salte, fortrinsvis en 0,15 M NaCl-opløsning.

10. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet ved, at

20 DK 155036 B fordampningen udføres ved, at man leder en gasstrøm hen over væskeoverfladen, eller at man udsætter væsken for reduceret tryk. ί !