DK167141B1

DK167141B1 - Vandige oploesninger af antibiotiket vancomycin-hydrochlorid og fremgangsmaade til lyofilisering deraf

Info

Publication number: DK167141B1
Application number: DK570588A
Authority: DK
Inventors: Robert Lee Robison
Original assignee: Lilly Co Eli
Priority date: 1987-10-15
Filing date: 1988-10-13
Publication date: 1993-09-06
Also published as: ATE74013T1; JP2983934B2; EP0318146A1; ES2036690T3; JPH01146825A; JP2883890B2; IL88024A0; HUT49285A; EP0318146B1; JPH1081619A; CA1326211C; AU2369688A; IE61049B1; AU610936B2; HU200558B; GR3004155T3; IE883129L; US4885275A; DK570588A; DE3869563D1

Description

i DK 167141 B1

Den foreliggende opfindelse angår koncentrerede vandige opløsninger af antibiotikummet vancomyn-hydrochlorid samt en fremgangsmåde til lyofilisering deraf.

5 Vancomycin er beskrevet i U.S.-patentskrift nr. 3067 099.

Det er et velkendt antibiotikum, som ofte ordineres til behandling af infektioner med staphylococcer, i særdeleshed infektioner forårsaget af methicillin-resistente stammer af staphylococcus. Vancomycin isoleres fra den fermen-10 teringsvæske, hvori antibiotikummet er produceret. Det formuleres til farmaceutisk anvendelse i form af hydrochlo-ridsaltet, vancomycin-hydrochlorid.

Vancomycin-hydrochlorid leveres til oral og parenteral 15 anvendelse i form af et tørt faststof i små sterile hætteflasker. Den tørre faste form af vancomycin-hydrochlorid opnås ved lyofilisering af vandige opløsninger af hydrochloridet. Opløsninger af vancomycin-hydrochlorid til lyofilisering fremstilles ved at behandle den frie 20 vancomycin-base i vand med saltsyre.

Lyofiliseringer i produktionsmålestok gennemføres fortrinsvis ved at anvende så lille et volumen som muligt for derved at reducere lyofiliseringstiden. Ved en ty-25 pisk lyofiliseringsteknik bliver en vandig opløsning af den aktive forbindelse lyofiliseret direkte i beholderen, i hvilken den skal leveres, fx sterile hætteflasker eller apoteksflasker. Som følge heraf er det af stor vigtighed, at det kan lade sig gøre at opnå den ønskede 30 koncentration af den aktive forbindelse i den vandige opløsning, der skal lyofiliseres, eftersom den ønskede vægtmængde af den aktive forbindelse kræves i den beholder, som er beregnet til den endelige anvendelse.

35 Opløseligheden af vancomycin-hydrochlorid i vand ved stuetemperatur er omkring 200 mg/ml. Opløsninger, der indeholder vancomycin-hydrochlorid i en koncentration DK 167141 B1 2 på omkring 11 til 12% (w/v) og derover, har imidlertid en tendens til at danne geler. Denne geldannelse resulterer i betydelige håndteringsproblemer. Når lyofili-seringen er fuldstændig, opnår man desuden vancomycin-5 hydrochloridet i form af en tør "prop", som vil gå langsomt i opløsning i modsætning til det letopløselige fritstrømmende pulver.

Geldannelsen synes at være en reversibel proces. Gelopløsningerne kan føres tilbage til deres oprindelige vis-10 kositet ved pH-justering. Disse vandige geler er tilsyneladende et resultat af molekylære sammenknytninger, som danner ikke-covalent bundne polymer-strukturer.

Med den foreliggende opfindelse tilvejebringes stabile, gel-fri koncentrerede vandige opløsninger af vancomy-15 cin-hydrochlorid, og opfindelsen tilvejebringer endvidere en fremgangsmåde til fremstilling af vancomycin-hy-drochlorid som et tørt, opløseligt fritstrømmende pulver ud fra de koncentrerede opløsninger.

Opfindelsen angår koncentrerede vandige opløsninger af 20 vancomycin-hydrochlorid, som er stabile med hensyn til geldannelse, og som består af mellem ca. 12 og ca. 50% (w/v) vancomycin-hydrochlorid og mellem ca. 1 og ca.

20% (v/v) af en gel-inhiberende forbindelse valgt blandt alkoholer fra gruppen bestående af ethanol, n-propanol, 25 isopropanol og propylenglycol, estere fra gruppen bestående af isopropylacetat og n-propylacetat og ketoner fra gruppen bestående af acetone og methylethylketon.

Formuleringerne ifølge opfindelsen er især nyttige i en frysetørringsproces til opnåelse af vancomycin-hy-30 drochlorid i en letopløselig fast form, som er parat til opløsning og administration. Formuleringerne gør det muligt at opnå vandige opløsninger af vancomycin-hydrochlorid, som er gel-fri, og som kan frysetørres på væ- DK 167141 B1 3 sentligt kortere tid end tilfældet er for de tilsvarende koncentrerede gel-holdige opløsninger.

De vandige vancomycin-hydrochlorid-formuleringer ifølge opfindelsen består af mellem ca. 12 og ca. 50% (w/v) 5 vancomycin-hydrochlorid og mellem ca. 1 og ca. 20% (v/v) af en forbindelse valgt blandt alkoholer fra gruppen bestående af ethanol, n-propanol, isopropanol og propyl-englycol, estere fra gruppen bestående af n-propylacetat og isopropylacetat og ketoner fra gruppen bestående af 10 acetone og methylethylketon.

Formuleringerne af vancomycin-hydrochlorid fremstilles ved, at man blander vandet og den valgte alkohol, ester eller keton i en mængde, som er beregnet til at give den ønskede slutkoncentration, med vancomycin i form af 15 den fri base. Opslæmningen af den fri base behandles med saltsyre i en mængde, der er tilstrækkelig til at omdanne den fri base til hydrochloridsaltet og til at justere pH-værdien til omkring 3,1 - 3,3. Derefter tilsættes vand til det ønskede volumen, og formuleringen 20 blandes omhyggeligt. Ved fremstilling af de omhandlede formuleringer er det ønskeligt at anvende den mængde alkohol, ester eller keton, som er nødvendig for at opnå en koncentration på mellem ca. 1 og ca. 20% af det endelige volumen, ved fremstilling af den vandige op- .

25 slæmning af den frie base. På lignende måde er den mængde vancomycin som fri base, som anvendes til fremstilling af den indledende opslæmning, identisk med den mængde, som kræves for at opnå den ønskede koncentration af vancomycin-hydrochlorid i den endelige formulering.

30 Den saltsyrekoncentration, som anvendes ved dannelse af saltet, ligger bekvemt på omkring 20%, selv om man også kan anvende en mere fortyndet eller en mere koncentreret syre.

I et eksempel på fremstilling af en foretrukken formu- DK 167141 B1 4 lering, som er ethanol-baseret og beregnet til et hætteglas med en kapacitet på 10 g, blander man 35 ml vand og 5 ml 95% ethanol (USP), hvorefter man tilsætter 10 g vancomycin i form af den fri base til opnåelse af en op-5 slæmning. Til denne opslæmning sætter man saltsyre (15%) under omrøring, indtil pH-værdien er justeret til ca.

3,1 - 3,3. Endelig tilsætter man vand til et totalt volumen på 50 ml, hvorved man opnår en formulering med en koncentration på 20%.

10 De omhandlede formuleringer er nyttige som koncentrerede opløsninger af vancomycin-hydrochlorid, som især egner sig til frysetørring til opnåelse af et fritstrømmende vancomycin-hydrochlorid-pulver til parenteral administration. Opløsninger af vancomycin-hydrochlorid i vand med 15 koncentrationer over ca. 12% (w/v) danner geler, især når de bevæges ved omrøring, omrystning eller blanding. Naturen af en sådan gel og årsagen til dens dannelse er ikke fastlagt. Ved forarbejdning af en vandig opløsning af vancomycin-hydrochlorid med en koncentration på over 20 ca. 12% er filtreringen således af ringe kvalitet og tidsforbrugende, således som det er tilfældet med de fleste opløsninger, der indeholder geler. Desuden kræver en lyofilisering af sådanne opløsninger, som er helt eller delvist omdannet til geler, væsentligt længere reak-25 tionstider, og som resultat opnås en ringe opløselig tørret "prop" af antibiotikummet i stedet for det ønskede tørre pulver, som er fritstrømmende og let opløseligt.

De omhandlede formuleringer indeholder en gel-inhiberen-de mængde ethylalkohol, n-propylalkohol, isopropylalko-30 hol, propylenglycol, n-propylacetat, isopropylacetat, acetone eller methylethylketon. Disse gel-inhiberende forbindelser blev udvalgt i en serie af eksperimenter gennemført med en række forskellige forbindelser, blandt hvilke de fleste var farmaceutisk acceptable. Eksperi-35 menterne blev udført med det formål at bestemme indvirk- DK 167141 B1 5 ningen af geldannelsen i vandige opløsninger af vanco-mycin-hydrochlorid med koncentrationer på 20% (w/v). Opløsningerne blev fremstillet på følgende måde: Der fremstilledes et vandigt bærestof, som indeholdt test-5 forbindelsen i en mængde, som var tilstrækkelig til at opnå en koncentration i den endelige opløsning på 10% (v/v). Til det vandige bærestof sattes vancomycin som fri base i en mængde, som var tilstrækkelig til at frembringe en koncentration på 20% (w/v) i den endelige 10 opløsning. Opslæmningen af basen i det vandige bærestof blev behandlet med 20% saltsyre med det formål at danne vancomycin-hydrochlorid-saltet og at justere pH til omkring 3,2. Opløsningen, som herved dannedes, blev holdt tildækket for at undgå tab af testforbindelsen, og der 15 tilsattes vand til opnåelse af det endelige volumen.

Opløsningen blev omrørt i en Waring-blender med høj hastighed i 3 minutter, hvorefter den blev overført til klare kolber til observation for eventuel geldannelse. Resultaterne af disse forsøg fremgår af den efterfølgen-20 de tabel 1.

TABEL 1

Gelinhibering i koncentrerede vandige vancomycin*HCl- opløsninger

Testforbindelse Testresultat1

25 Methanol G

Ethanol NG

Isopropanol NG

Acetone NG

Methylethylketon NG

30 Ethylacetat G

Isopropylacetat NG

Propylenglycol NG

Glycerin G

Kontrol2 G

DK 167141 B1 6 TABEL 1 (forts.) *G = geldannelse NG = ingen geldannelse 2Vancomycin*HCl i vand i en koncentration på 20% (w/v).

5 De i tabel 1 viste resultater kastede ikke meget lys over geldannelsen eller inhiberingen deraf, eftersom så nært beslægtede forbindelser som methanol og ethanol viste sig at opføre sig forskelligt.

Opløseligheden af vancomycin-hydrochlorid i nogle af de 10 gel-inhiberende forbindelser blev bestemt på følgende måde: En mængde kromatografisk renset vancomycin-hy drochlorid på 2 g sattes til 100 ml af hver af de forbindelser, der skulle undersøges. Om muligt anvendte man den friske forbindelse for at begrænse vandindholdet 15 til et minimum. Man forventede, at de fleste opløseligheder ville falde betydeligt under niveauet 20 mg/ml. Blandingerne blev omrørt ved moderat hastighed i 4 timer, idet der blev udtaget prøver efter 10 minutter, 2 timer og 4 timer. Blandingerne fik lov at henstå natten over.

20 En afsluttende prøve blev udtaget efter 20-24 timers forløb. De udtagne prøver blev analyseret ved måling af UV-absorption eller ved højtryksvæskekromatografi med UV-detektering.

UV-absorptionen ved 280 nm blev benyttet til at måle 25 koncentrationen af vancomycin i prøveopløsningerne fremstillet med de transparente opløsningsmidler. Hver prøve blev filtreret igennem filterpapir med middelstore porer og derefter fortyndet med vand til opnåelse af en absorption på under 1,0 Å. De tilbageværende 30 forbindelser, acetone og ethylacetat, krævede en fjernelse af opløsningsmidlet inden målingen. Efter filtrering blev prøverne tørret under nitrogen og rekonstitueret med en vandig puffer med henblik på analyse ved DK 167141 Bl 7 højtryksvæskekromatografi (HPLC). Polyethylenglycol-prøven blev også analyseret ved HPLC efter passende fortynding uden tørring.

Resultaterne af disse undersøgelser er anført i den ne-5 denstående tabel 2. Der observeres et bredt opløselig-hedsområde for disse forbindelser, og der sker geldannelse med ethanol og propylenglycol.

TABEL 2

Vancomycin*HCl-opløselighed i gel-inhiberende forbindelser 10 1. UV-analyse

Opløselighed (mg/ml)

Forbindelse 10 min. 2 timer 4 timer 20 timer

Methanol 5,3 3,7 3,1 2,4

Ethanol, absolut 0,7 2,0 + + 15 Isopropanol 0,04 0,04 0,10 0,07 2. HPLC-analyse

Forbindelse 10 min. 2 timer 4 timer 20 timer

Propylenglycol 3,0 + + +

Ethylacetat <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 20 Acetone <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 +Geldannelse

Resultaterne i tabel 2 viser, at geldannelsen også optræder i ikke-vandige medier. Man bemærker især, at vancomycin-hydrochlorid også danner geler med den fore-25 trukne gel-inhiberende forbindelse ifølge opfindelsen, ethylalkohol, ved koncentrationer på omkring 2 mg/ml.

DK 167141 B1 8

Som nævnt i det foregående er de omhandlede vancomycin-hydrochlorid-formuleringer særligt velegnede til fremstilling af vancomycin-hydrochlorid via frysetørring, hvorved man opnår et fritstrømraende pulver, som skal re-5 konstitueres inden administration. Eftersom geldannelsen inhiberes, kan man frysetørre vandige opløsninger af vancomycin-hydrochlorid med højere koncentrationer i løbet af kortere tid, end der ellers kræves ved mindre koncentrerede opløsninger. De omhandlede formuleringer 10 tillader også en højere grad af fleksibilitet med hensyn til at fremstille en ønsket mængde af antibiotikummet i en lille flaske eller et lille hætteglas som følge af det mindre volumen af de koncentrerede gel-fri formuleringer. For eksempel kan man på bekvem og økonomisk måde 15 direkte fremstille et hætteglas med kapacitet 10 g i en 100 ml kolbe ved at frysetørre 50 ml af en gel-fri formulering, der indeholder vancomycin-hydrochlorid, under sterile betingelser i en koncentration på 20% (w/v).

Endvidere opnås det frysetørrede vancomycin-hydrochlorid 20 som et fritstrømmende pulver, som væsentligt lettere lader sig opløse i en fysiologisk forligelig væske til administration, end tilfældet er med den tørrede "prop" af saltet af antibiotikummet, som opnås ved frysetørring af opløsninger, der har undergået hel eller delvis gel-dan-25 nelse.

Ifølge et yderligere aspekt af den foreliggende opfindelse tilvejebringes en fremgangsmåde til fremstilling af vancomycin-hydrochlorid som et tørt fritstrømmende pulver, hvilken fremgangsmåde er ejendommelig ved, at 30 man (a) nedfryser en gel-fri vandig formulering, som indeholder vancomycin-hydrochlorid i en koncentration på mellem ca. 12 og ca. 50% (w/v) og en gel-inhiberende forbindelse i en koncentration på mellem ca. 1 og ca. 20% (v/v), til en temperatur på under ca. -30°C, hvilken 35 gel-inhiberende forbindelse er valgt blandt alkoholer fra gruppen bestående af ethanol, n-propanol, isopro- DK 167141 B1 9 nol og propylenglycol, estere fra gruppen bestående af n-propylacetat og isopropylacetat og ketoner fra gruppen bestående af acetone og methylethylketon, (b) påfører et vakuum på den frosne gel-fri formulering til et 5 reduceret tryk på mellem ca. 50 og ca. 300 ym og (c) langsomt opvarmer den frosne gel-fri formulering til en sluttemperatur på mellem ca. 25 og ca. 40°C.

Frysetørringen af en formulering ifølge opfindelsen gennemføres i et konventionelt frysetørringsudstyr.

10 Fortrinsvis gennemføres processen i den beholder, som er beregnet til at rumme den endelige formulering.

Som gel-inhiberende forbindelse anvendes fortrinsvis ethanol, som er til stede i en koncentration på omkring 10 volumenprocent. Koncentrationen af vancomycin-hydro-15 chlorid i den gel-fri formulering er fortrinsvis over 10% (w/v), eksempelvis mellem ca. 10 og ca. 30% (w/v).

Det vakuum, som anvendes ved processen, kan varieres.

Generelt opnår man imidlertid de bedste tørringsbetingelser ved tryk på mellem ca. 100 og ca. 200 ym. Når 20 først trykket er reduceret, opvarmes den frosne formulering langsomt til en sluttemperatur på mellem ca. 25 og ca. 40°C, fortrinsvis mellem ca. 30 og ca. 35°C.

Varmen tilføres gradvist for at forhindre et uønsket tab af antibiotiket som følge af, at tørrede partikler und-25 slipper som fugtighed og damp fra massen, som undergår tørring.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan anvendes til fremstilling af vancomycin-hydrochlorid i bulk- eller enhedsdosis-formuleringer. For eksempel kan man fremstil-30 le portionsflasker indeholdende 10 g af produktet ud fra 50 ml af en gel-fri formulering, der indeholder vancomycin-hydrochlorid i en koncentration på 20% (w/v), i en 100 ml kolbe som beskrevet ovenfor. Enhedsdosis-formuleringer til parenteral anvendelse kan opnås ved frem- DK 167141 B1 10 gangsmåden ifølge opfindelsen ved at tørre en gel-fri formulering med en passende koncentration i en flaske eller et hætteglas med den ønskede størrelse. Sådanne enhedsdosis-formuleringer indeholder typisk 0,5 g eller 5 1 g tørt fritstrømmende vancomycin-hydrochlorid per.

hætteglas.

Ifølge endnu et aspekt af den foreliggende opfindelse tilvejebringes vandige formuleringer af vancomycin-hydrochlorid, som modvirker geldannelse under frysetør-10 ringsprocessen. Stigende koncentrationer af vancomycin-hydrochlorid, som optræder under frysningen uden hensyn til koncentrationen af udgangsopløsningen, kan resultere i geldannelse. Det resulterende tørre faststof, som herved opnås, har ringe opløselighedsegenska-15 ber. Med den foreliggende opfindelse tilvejebringes vandige formuleringer, som indeholder under ca. 12% (w/v) vancomycin-hydrochlorid og mellem ca. 1 og ca. 20% (v/v) af en forbindelse valgt blandt ethylalkohol, n-propanol, isopropanol, propylenglycol, isopropylacetat, n-propyl-20 acetat, acetone og methylethylketon. Ifølge dette aspekt af opfindelsen bevirker de ovenfor beskrevne formuleringer, at geldannelsen inhiberes under frysetørringen, hvorved man opnår vancomycin-hydrochloridet i en letopløselig tør fast form.

25 Opfindelsen illustreres nærmere ved det følgende eksempel.

EKSEMPEL·

Fremstilling af 10 g lyofiliseret vancomycin-hydrochlorid i en 10 g apoteksflaske 30 10 g vancomycin som fri base sættes til en blanding af 35 ml vand og 5 ml 95% ethylalkohol (USP) til dannelse af en opslæmning. Der sættes dråbevis saltsyre (20%) til opslæmningen, indtil pH-værdien er indstillet til 11 DK 167141 B1 3,1, ogal basen er omdannet til det tilsvarende hydro-chloridsalt. Derefter tilsættes vand til et slutvolu-men på 50 ml, og opløsningen filtreres. Efter overføring af opløsningen til en 100 ml kolbe lyofiliseres 5 opløsningen under de følgende betingelser: Opløsningen nedfryses til en temperatur på under ca. -30°C, evakueres under vakuum til et tryk på omkring 150 μιη og opvarmes langsomt til 35°C indtil tørhed. Der opnås herved ca.

10 g vancomycin-hydrochlorid som et tørt fritstrømmende pulver.

Claims

1. Vandig gel-fri formulering af vancomycin-hydrochlorid, kendetegnet ved, at den består af mellem ca. 12 og ca. 50% (w/v) vancomycin-hydrochlorid og 5 mellem ca. 1 og ca. 20% (v/v) af en gel-inhiberende forbindelse valgt blandt alkoholer fra gruppen bestående af ethanol, n-propanol, isopropanol og propylenglycol, estere fra gruppen bestående af n-propylacetat og iso-propylacetat og ketoner fra gruppen bestående af acetone 10 og methylethylketon.

2. Formulering ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den indeholder mellem ca. og ca. 10% (v/v) af en alkohol.

3. Formulering ifølge krav 1 eller 2, kendeteg-15 net ved, at alkoholen er ethanol.

4. Formulering ifølge krav 3, kendetegnet ved, at koncentrationen af ethanol er omkring 10% (v/v).

5. Formulering ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den består af vancomycin-hydrochlorid i en kon- 20 centration på mellem ca. 12 og ca. 30% (w/v) og ethanol i en koncentration på mellem ca. 5 og ca. 10% (v/v).

6. Fremgangsmåde til fremstilling af vancomycin-hydrochlorid som et tørt letopløseligt faststof, kendetegnet ved, at man (a) nedfryser en gel-fri van- 25 dig formulering ifølge ethvert af kravene 1 til 5 til en temperatur på under ca. -30°C, (b) udsætter den frosne formulering for et vakuum til et reduceret tryk på mellem ca. 50 og ca. 300 ym og (c) opvarmer den frosne formulering langsomt til en temperatur på mellem ca. 25 og 30 ca. 40°C. DK 167141 B1 13

7. Vandig formulering af vancomycin-hydrochlorid, kendetegnet ved, at den består af vancomycin-hydrochlorid i en koncentrtion på under ca. 12% (w/v) og en forbindelse valgt blandt ethanol, n-pro- 5 panol, isopropanol, propylenglycol, isopropylacetat, n-propylacetat, acetone og methylethylketon i en koncentration på mellem ca. 1 og ca. 20% (v/v).

8. Formulering ifølge krav 7, kendetegnet ved, at den indeholder ethanol.