EA006922B1

EA006922B1 - Усиленное системное всасывание веществ, введённых интрадермальным путём

Info

Publication number: EA006922B1
Application number: EA200301307A
Authority: EA
Inventors: Томас К. Пинкертон
Original assignee: Фармация Корпорейшн
Priority date: 2001-06-29
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2006-04-28
Also published as: US20040028707A1; IL159025A0; EP1416915A1; ZA200308385B; KR20040022438A; EA200301309A1; WO2003002175A3; CA2450354A1; CN1723052A; WO2003002103A2; NO20035580D0; WO2003002175A8; PL365667A1; JP2005502613A; NO20035782L; BR0210665A; NO20035731L; EA006578B1; EA200301308A1; WO2003002103A3

Abstract

Раскрыт способ введения вещества в дерму млекопитающего. Способ включает введение в дерму посредством инъекции, следствием чего является улучшенное системное всасывание по сравнению со всасыванием, получаемым при подкожном введении упомянутого вещества. Вводимым веществом может быть соматотропный гормон, низкомолекулярный гепарин или агонист рецептора допамина.

Description

Перекрестная ссылка на родственные заявки [0001] Эта заявка представляет собой частичное продолжение заявки США № 09/897,801, поданной 29 июня 2001 г.

Область, к которой относится изобретение [0002] Настоящее изобретение относится к способам и средствам введения веществ в интрадермальный слой кожи.

Предпосылки создания изобретения [0003] Издавна общепризнанным фактом является значение эффективного и безопасного введения фармацевтических веществ, например, диагностических средств. Несмотря на то, что это представляется важным соображением для всех фармацевтических веществ, обеспечение адекватной биодоступности крупных молекул, например белков, являющихся продуктом биотехнологической промышленности, в последнее время выдвинуло упомянутую потребность в обеспечении эффективного и воспроизводимого всасывания на первый план (Клеланд (С1е1апб) и другие, Сигг. Θρίη. Бю1есЬпо1. 12:212-219, 2001). Использование обычных игл издавна предоставляло один вариант подхода к доставке фармацевтических веществ людям и животным посредством введения через кожу. Значительные усилия прилагаются к обеспечению воспроизводимой и эффективной доставки через кожу с одновременным упрощением инъецирования и уменьшением чувства страха и/или боли у пациента, связанных с обычными иглами. Кроме того, некоторые системы доставки полностью исключают использование игл и полагаются на химические медиаторы либо внешние движущие силы, например ионтофоретические токи, электропорацию, термопорацию либо ультрафонофорез, для преодоления рогового слоя, самого поверхностного слоя кожи, и доставки веществ через поверхность кожи. Однако такие системы доставки не обеспечивают воспроизводимого преодоления кожных барьеров или доставки фармацевтического вещества на данную глубину под поверхность кожи и, следовательно, клинические результаты могут быть непостоянными. Полагают, таким образом, что механическое преодоление рогового слоя, например, с помощью игл, является наиболее воспроизводимым способом введения веществ через поверхность кожи и обеспечивает возможность контролирования и надежность размещения введенных веществ.

[0004] Варианты доставки веществ под поверхность кожи почти исключительно включали чрезкожное введение, т.е. доставку веществ через кожу в место, находящееся под кожей. Чрезкожная доставка включает подкожный, внутримышечный либо внутривенный пути введения, из которых самыми распространенными являются внутримышечная (ΙΜ) и подкожная (8С) инъекции.

[0005] С анатомической точки зрения, наружная поверхность тела состоит из двух основных слоев ткани, наружного эпидермиса и подлежащей дермы, которые вместе образуют кожу (см. обзор в Р11у5ю1оду, ВюсНетЕ4гу, апб Мо1еси1аг Вю1оду о£ 1Не 8Κίη. второе издание под редакцией Л.А. Голдсмит (Ь.А. СоИктИН), ОхГогб иПуегайу Ргекк, Иете Уотк, 1991). Эпидермис подразделяется на пять слоев общей толщиной от 75 до 150 мкм. Под эпидермисом располагается дерма, которая включает два слоя, самый верхний из которых называют сосочковым слоем, а глубже лежащий слой называют сетчатым. Сосочковый слой включает огромное количество сплетений мелких кровеносных и лимфатических сосудов. В противоположность этому, сетчатый слой является относительно бесклеточным и лишенным кровеносных сосудов и состоит из плотных пучков коллагеновых волокон и эластичной соединительной ткани. Под эпидермисом и дермой находится подкожная основа, которую называют также гиподермой, и которая состоит из соединительной и жировой ткани. Мышечная ткань располагается под подкожной основой.

[0006] Как указывалось выше, подкожная основа и мышечная ткань традиционно использовались в качестве мест введения фармацевтических веществ. Дерма, однако, редко являлась местом введения веществ и это может объясняться, по крайней мере отчасти, трудностью точного введения иглы в интрадермальное пространство. Более того, даже несмотря на то, что дерма, в частности, сосочковый слой дермы, как известно, имеет большое количество кровеносных сосудов, до сих пор не было понимания возможности использования преимущества, заключающегося в высокой степени васкуляризации, для достижения улучшенных, по сравнению с подкожным введением, показателей всасывания введенных веществ. Это объясняется тем, что небольшие молекулы лекарственного препарата, как правило, быстро всасываются после введения в подкожную основу, точное попадание в которую представляется намного более легким и предсказуемым, нежели в дерму. С другой стороны, крупные молекулы, например, молекулы белков, как правило, не очень хорошо всасываются через капиллярный эпителий, независимо от степени васкуляризации, поэтому трудно было бы ожидать обеспечения более сложным в осуществлении интрадермальным введением, даже в случае крупных молекул, значительного усиления всасывания по сравнению с подкожным введением.

[0007] Один из вариантов введения под поверхность кожи и на участок интрадермального пространства повсеместно применяется при постановке туберкулиновой пробы (пробы Манту). При осуществлении этой процедуры очищенный безбелковый туберкулин с помощью иглы калибра 27 (0,360 мм) или 30 (0,251 мм) под небольшим углом вводится в поверхность кожи (Флинн (Р1упп) и другие, СНеЧ 106:1463-5, 1994). Следствием степени неопределенности места осуществления инъекции может быть, однако, получение некоторых ложноотрицательных результатов пробы. Более того, постановка пробы включает ограниченное определенным участком осуществление инъекции для получения реакции на

- 1 006922 месте инъекции, и этот вариант (проба Манту) не способствовал распространению осуществления системного введения веществ посредством интрадермальной инъекции.

[0008] Некоторые исследовательские группы сообщали о системном введении способом, который определялся ими как интрадермальная инъекция. В одном из таких сообщений было выполнено сравнительное исследование подкожного введения и того, что описывалось как интрадермальная инъекция (Отре (Аи1гс1) и другие, Тйсгарю 46:5-8, 1991). В качестве экспериментального фармацевтического вещества использовался кальцитонин, белок, имеющий молекулярную массу около 3600. Хотя утверждалось, что лекарственный препарат вводился интрадермально, для осуществления инъекций использовали 4 мм иглу, вводившуюся до основания под углом в 60°. Следствием этого могло быть введение инъецируемого вещества на глубину около 3,5 мм и в нижнюю часть сетчатого слоя дермы либо в подкожную основу, а не в васкуляризованный сосочковый слой дермы. Если бы эта группа действительно осуществляла инъекцию в нижнюю часть сетчатого слоя дермы, а не в подкожную основу, можно было бы ожидать, что вещество медленно всосется в относительно менее васкуляризованный сетчатый слой дермы или диффундирует в подкожный участок, что обеспечило бы, в функциональном отношении, тот же самый результат, что и в случае подкожного введения и всасывания. Таким фактическим либо функциональным подкожным введением могло бы объясняться сообщавшееся отсутствие различия между подкожным введением и тем, что определялось как интрадермальное введение, в те моменты, когда достигались максимальные концентрации в плазме, концентрации в каждый момент времени и площади под кривыми.

[0009] Подобным же образом, Брессол и другие с помощью 4 мм иглы вводили цефтазидим натрия способом, который определялся как интрадермальная инъекция (Брессол (Вте88о11е) и другие, 1. РЬагт. 8с1. 82:1175-1178, 1993). Результатом этого было инъецирование на глубину 4 мм ниже поверхности кожи с осуществлением фактической или функциональной подкожной инъекции, хотя в этом случае следовало бы ожидать хорошего подкожного всасывания, поскольку цефтазидим натрия является гидрофильным веществом сравнительно низкой молекулярной массы.

[0010] Другая группа сообщала о том, что описывалось, как интрадермальное приспособление для доставки лекарственного препарата (патент США № 5,007,501). Указывалось на то, что инъекция осуществлялась с медленной скоростью и местом инъекции предполагался некоторый участок под эпидермисом, т.е. поверхность раздела между эпидермисом и дермой либо внутренняя часть дермы или подкожной основы. В этом источнике, однако, не предоставлялись сведения, позволявшие предположить избирательное введение в дерму; этот источник также не представлял данных, позволявших предположить какое-либо фармакокинетическое преимущество, которое могло бы быть следствием такого избирательного введения.

[0011] Таким образом, сохраняется постоянная потребность в эффективных и безопасных способах и средствах введения фармацевтических веществ.

Краткое изложение сущности изобретения [0012] Данное описание относится к новому способу парентерального введения, основанному на точном попадании в дермальное пространство, причем такой способ коренным образом изменяет фармакокинетические (РК) и фармакодинамические (РЭ) параметры введенных веществ. Благодаря использованию приспособлений для прямого интрадермального (ГО) введения, в дальнейшем именуемых приспособлениями, обеспечивающими доступ к дерме, например осуществлению инъекций микроиглами и применению систем вливания (или других приспособлений, обеспечивающих точное попадание в интрадермальное пространство), фармакокинетика многих веществ, в том числе лекарственных препаратов и диагностических веществ, которыми являются, в частности, белковые и пептидные гормоны, может быть изменена по сравнению с традиционными путями парентерального введения (подкожная и внутривенная доставка). Эти данные относятся не только к приспособлениям для введения на основе микроприспособлений, но и другим способам доставки, например безыгольному введению жидкостей или порошков в интрадермальное пространство, интрадермальному введению типа пробы Манту, усиленному ионтофорезу через микроприспособления и прямому отложению жидкостей, твердых веществ или других дозированных лекарственных форм в коже. Раскрыт способ повышения скорости поглощения лекарственных препаратов, введенных парентеральным путем, без необходимости внутривенного доступа. Одним из существенных благотворных эффектов этого способа доставки является обеспечение более короткого Т_тах (периода времени до достижения максимальной концентрации лекарственного препарата в крови). К числу потенциальных преимуществ, обеспечиваемых настоящим способом, относятся более высокие максимальные концентрации для данной разовой дозы (С_тах), более высокая биодоступность, более высокие скорости поглощения, более быстрое начало проявления фармакодинамических либо биологических эффектов и более слабые депо-эффекты лекарственных веществ. Согласно настоящему изобретению, улучшенная фармакокинетика означает повышенную биодоступность, сокращенный латентный период (Т_1ад), более короткий Т_тах, более высокие скорости всасывания, более быстрое установление и/или повышенные С_тах для данного количества введенного соединения, по сравнению с подкожными, внутримышечными или другими невнутривенными парентеральными приспособлениями для доставки лекарственных средств.

- 2 006922 [0013] Под биодоступностью подразумевается общее количество данной дозы, достигшее кровяного компартмента. Биодоступность обычно измеряется площадью под кривой на графике зависимости концентрации от времени. Латентный период означает запаздывание между введением соединения и временем появления измеримых или обнаружимых уровней в крови или плазме. Т_тах является величиной, представляющей время до достижения максимальной концентрации упомянутого соединения в крови, и С_тах обозначает максимальную концентрацию в крови, достигнутую при данной дозе и способе введения. Период времени до начала процесса является функцией Т_1ад, Т_тах и С_тах, поскольку все эти параметры оказывают влияние на промежуток времени, необходимый для достижения концентрации в крови (либо ткани-мишени), требующейся для реализации биологического эффекта. Т_тах и С_тах могут определяться визуальной проверкой графических результатов и часто могут предоставлять достаточный объем информации для сравнения двух способов введения соединения. Однако числовые значения могут более точно определяться посредством анализа с использованием кинетических моделей (как описывается ниже) и/или других средств, известных специалистам в данной области.

[0014] Непосредственное введение в дермальное пространство, как раскрывается в описании к данному изобретению, обеспечивает более быстрое проявление эффектов лекарственных препаратов и диагностических веществ. Изобретатели установили, что вещества могут быстро всасываться и системно распределяться посредством контролируемого интрадермального введения, которое обеспечивает избирательный доступ к кровеносным и лимфатическим микрокапиллярам дермы, благодаря чему упомянутые вещества могут оказывать свои благотворные эффекты быстрее, нежели в случае подкожного введения. Это имеет особое значение для лекарственных препаратов, от которых требуется быстрое начало действия, например для инсулина с целью снижения уровней сахара в крови, для облегчения боли, например, в случае чрезвычайно сильной боли при раковом заболевании, для облегчения болезненных ощущений в случае мигрени, либо лекарственных препаратов, используемых при чрезвычайных обстоятельствах для неотложной помощи, например, адреналина или антитоксической иммунной сыворотки. Выделение природных гормонов также происходит пульсообразно с быстрым всплеском начала активности и последующим быстрым выведением. К числу примеров может быть отнесен инсулин, который выделяется в ответ на биологический стимул, например высокие уровни сахара. Другим примером являются женские половые гормоны, которые выделяются пульсообразно через определенные периоды времени. Соматотропный гормон у нормальных пациентов также выделяется пульсообразно во время сна. Это преимущество обеспечивает возможность лучшего лечения благодаря имитации природных телесных ритмов с помощью синтетических лекарственных соединений. Подобным же образом, это может существенно облегчать некоторые современные способы лечения, например контролирование уровня сахара в крови посредством введения инсулина. Препятствием для многих современных попыток получения инсулиновых насосов с замкнутым циклом является наличие латентного периода между введением инсулина и выжиданием до начала проявления биологического эффекта. Это затрудняет проверку в реальном масштабе времени, достаточное ли количество инсулина было введено без опасности передозировки и возникновения явления гипогликемии. Более быстрая фармакокинетика/фармакодинамика интрадермальной доставки ликвидирует большую часть проблем подобного типа.

[0015] Кожа млекопитающих состоит из двух слоев, как обсуждалось выше, конкретно, эпидермиса и дермы. Эпидермис включает пять слоев, роговой слой, блестящий слой, зернистый слой, шиповатый слой, базальный слой, а дерма включает два слоя, верхний сосочковый слой и более глубокий сетчатый слой дермы. Толщина дермы и эпидермиса различна у различных индивидов, и даже у одного индивида она различается в зависимости от местонахождения на теле. Например, сообщалось о том, что толщина эпидермиса колеблется в пределах от приблизительно 40 до приблизительно 90 мкм, а толщина дермы изменяется в пределах от менее чем 1 мм непосредственно под эпидермисом на некоторых участках тела до менее 2-около 4 мм на других участках тела, в зависимости от конкретного сообщения об экспериментальном исследовании (Хванг (Н^апд) и другие, Апп. ИаШс 8игд., 46:327-331, 2001; Саутвуд (8οιι11ιтеооб), Р1а§!. Кесоп81г. 8игд., 15:423-429, 1955; Рашмер (Кикйшег) и другие, 8с1епсе, 154:343-348, 1966).

[0016] Термин интрадермально, используемый в настоящем описании, означает введение вещества в дерму таким образом, что упомянутое вещество легко добирается до обильно васкуляризованного сосочкового слоя дермы и быстро всасывается в кровеносные капилляры и/или лимфатические сосуды, становясь системно биодоступным. Это может быть результатом размещения упомянутого вещества в верхней части дермы, например, в сосочковом слое дермы либо в верхней части относительно меньше васкуляризованного сетчатого слоя дермы, благодаря чему упомянутое вещество легко диффундирует в сосочковый слой дермы. Полагают, что следствием размещения вещества преимущественно на глубине как минимум около 0,3 мм, предпочтительнее на глубине как минимум около 0,4 мм и наиболее предпочтительно на глубине как минимум около 0,5 мм и до глубины не более чем приблизительно 2,5 мм, предпочтительнее до глубины не более чем приблизительно 2,0 мм и наиболее предпочтительно до глубины не более чем приблизительно 1,7 мм, будет быстрое всасывание макромолекулярных и/или гидрофобных веществ. Полагают, что следствием размещения упомянутого вещества преимущественно на больших глубинах и/или в нижележащей части сетчатого слоя дермы будет медленное всасывание в менее васкуляризованный сетчатый слой дермы либо в подкожную основу, причем следствием любого из

- 3 006922 этих вариантов будет снижение всасывания макромолекулярных и/или гидрофобных веществ. Контролируемая доставка вещества в это дермальное пространство под сосочковым слоем дермы, а именно в сетчатый слой дермы, однако на участок, расположенный на достаточной высоте над поверхностью раздела между дермой и подкожной основой, обеспечит эффективное (кнаружи) перемещение упомянутого вещества к (ненарушенному) сосудистому и лимфатическому микрокапиллярному руслу (в сосочковом слое дермы), где оно может всасываться в большой круг кровообращения через эти микрокапилляры без изъятия в процессе перемещения любым другим кожным тканевым компартментом.

[0017] Следующее преимущество настоящего изобретения заключается в достижении более быстрого системного распределения и отведения лекарственных препаратов или диагностических средств. Это также относится ко многим пульсирующе выделяющимся в теле гормонам. Многие побочные эффекты связываются с наличием постоянно циркулирующих уровней введенных веществ. Весьма уместным примером являются женские половые гормоны, которые фактически оказывают противоположное действие (вызывают бесплодие) при постоянном присутствии в крови. Подобным же образом подозревают, что постоянные и повышенные уровни инсулина оказывают супрессирующий эффект на рецепторы инсулина как в количественном отношении, так и в отношении чувствительности.

[0018] Следующее преимущество настоящего изобретения заключается в достижении более высокой биодоступности лекарственных препаратов или диагностических средств. Этот эффект оказывается наиболее выраженным в случае интрадермального введения веществ высокой молекулярной массы, в частности, белков, пептидов и полисахаридов. Непосредственное преимущество заключается в том, что интрадермальное введение с повышенной биодоступностью обеспечивает возможность достижения эквивалентных биологических эффектов с использованием менее активного вещества. Следствием этого является прямая экономическая выгода для изготовителя лекарственных препаратов и, возможно, для потребителя, в частности, в случае дорогостоящих белковых лекарственных препаратов и диагностических средств. Подобным же образом, повышенная биодоступность может обеспечить возможность снижения общей дозировки и уменьшить побочные действия у пациентов, связанные с повышенным дозированием.

[0019] Следующее преимущество настоящего изобретения заключается в достижении более высоких максимальных концентраций лекарственных препаратов либо диагностических средств. Изобретатели установили, что вещества, введенные интрадермальным путем, всасываются быстрее, причем следствием введения ударной дозы являются более высокие начальные концентрации. Это наиболее выгодно в случае веществ, эффективность которых связывается с максимальной концентрацией. Более быстрое проявление действия обеспечивает возможность достижения более высоких значений С_тах при меньших количествах упомянутого вещества. Следовательно, доза может быть снижена, обеспечивая не только экономическую выгоду, но и выгоду физиологическую, поскольку в этом случае из организма должны выводиться меньшие количества лекарственного препарата или диагностического средства.

[0020] Следующее преимущество настоящего изобретения заключается в отсутствии изменений скорости системного удаления либо характерных механизмов выведения лекарственных препаратов или диагностических средств. Во всех исследованиях, проведенных до настоящего времени заявителями, наблюдалась такая же скорость системного удаления экспериментальных веществ, как и в случае внутривенного или подкожного путей введения. Это свидетельствует о том, что биологический механизм системного выведения при данном пути введения не изменяется. Это является преимуществом с регулятивной точки зрения, поскольку нет необходимости в повторном исследовании путей разложения и выведения перед подачей заявки для одобрения Управлением по санитарному надзору за пищевыми продуктами и медикаментами (США). Это также является преимуществом с фармакокинетической точки зрения, поскольку обеспечивается прогнозируемость схем приема лекарственных препаратов. Некоторые вещества могут удаляться из организма быстрее, если механизм их выведения зависит от концентрации. Поскольку интрадермальное введение обеспечивает более высокую С_тах, скорость выведения может быть повышена, в то время как характерный механизм выведения остается неизменным.

[0021] Следующее преимущество настоящего изобретения заключается в неизменности фармакодинамического механизма либо механизма биологической реакции. Как указывалось выше, лекарственные препараты, введенные способами, раскрываемыми заявителями, по-прежнему оказывают свое влияние теми же самыми биологическими путями, которые свойственны другим средствам доставки. Любые фармакодинамические изменения связаны лишь с различными характеристиками появления, исчезновения и концентрациями лекарственных препаратов или диагностических средств, присутствующих в биологической системе.

[0022] Используя способы, соответствующие настоящему изобретению, фармацевтические соединения могут вводиться ударными дозами либо посредством вливания. Термин ударная доза, используемый в настоящем описании, означает количество, которое вводится в течение периода времени меньше десяти (10) минут. Термин вливание означает доставку вещества в течение периода времени больше десяти (10) минут. Следует понимать, что введение или доставка ударной дозы может осуществляться с помощью средств контролирования скорости, например, с помощью насоса, или же без специфических

- 4 006922 средств контролирования скорости, например, посредством самостоятельного осуществления инъекции пациентом.

[0023] Следующее преимущество настоящего изобретения заключается в удалении физических или кинетических барьеров, возникающих в том случае, когда лекарственный препарат проходит сквозь и захватывается компартментами кожной ткани перед системным всасыванием. Следствием ликвидации таких барьеров является чрезвычайно широкий диапазон применимости для лекарственных препаратов различных классов. Многие лекарственные препараты, вводимые подкожно, проявляют депо-эффект (т.е. упомянутый лекарственный препарат медленно высвобождается из подкожного пространства, в котором он оказывается захваченным), выполняющий роль стадии определения скорости перед системным всасыванием, вследствие сродства к жировой ткани либо медленной диффузии через нее. Следствием упомянутого депо-эффекта является более низкая Стах и более продолжительный Т_тах по сравнению с интрадермальным путем введения, что может привести к высокой межиндивидуальной изменчивости всасывания. Этот эффект также уместен для сравнения с чрезкожными способами доставки, включая методику пассивного введения посредством пластыря с/без усилителей проницаемости, ионтофоретическую методику, ультрафонофорез или способы удаления или разрушения рогового слоя. Методика чрезкожного введения посредством пластыря основана на прохождении лекарственного препарата через обладающие высокой степенью непроницаемости барьеры, представленные роговым слоем и эпидермисом.

Немногие лекарственные препараты, за исключением соединений, обладающих высокими липофильными свойствами, могут преодолеть этот барьер, и те из них, которые этот барьер преодолевают, часто демонстрируют длительную кинетику отведения вследствие насыщения тканей и захвата лекарственного препарата. Активные чрезкожные средства, хотя часто и являющиеся более быстрыми, чем средства пассивного перемещения, все еще ограничиваются классами соединений, которые могут передвигаться посредством отталкивания зарядов либо с помощью других электронных или электростатических средств или же пассивно переноситься через временные поры, образующиеся вследствие кавитации ткани при воздействии звуковых волн. Роговой слой и эпидермис по-прежнему представляют собой эффективные средства угнетения этого транспорта. Удаление рогового слоя термическим способом, с помощью лазера, абразивными или иными средствами тем не менее не обеспечивает движущей силы для облегчения проникновения либо поглощения лекарственных препаратов. Прямое интрадермальное введение механическими средствами позволяет преодолеть кинетические барьерные свойства кожи и не ограничивается фармацевтическими либо физико-химическими свойствами лекарственного препарата либо наполнителей, входящих в состав композиции.

[0024] Следующим преимуществом настоящего изобретения являются схемы приема лекарственных препаратов высокой степени контролируемости. Заявители определили, что результаты исследований интрадермального вливания продемонстрировали характеристики дозирования высокой степени контролируемости и прогнозируемости вследствие быстрой кинетики проявления действия и отведения лекарственных препаратов или диагностических средств, доставленных этим путем. Это обеспечивает возможность почти абсолютного контролирования необходимой схемы приема лекарственного препарата в том случае, когда интрадермальная доставка сочетается со средствами регулирования количества жидкости либо другой измерительной системой для регулирования измерения количества лекарственного препарата или диагностического средства, вводимого в организм. Только это преимущество само по себе является одной из основных целей большинства способов доставки лекарственных препаратов или диагностических средств. Интрадермальное введение ударной дозы вещества, как определялось выше, обусловливает кинетику, наиболее напоминающую внутривенную инъекцию, и является наиболее подходящим для соединений, облегчающих боль, инсулина, принимаемого с пищей, лекарственных препаратов, применяемых при чрезвычайных обстоятельствах, соединений, предназначенных для лечения нарушений эрекции или других лекарственных препаратов, от которых требуется быстрое проявление действия. Могут включаться также сочетания веществ, способных к самостоятельному либо совместному действию. Увеличение продолжительности интрадермального введения посредством вливания может эффективно имитировать параметры подкожного поглощения, но с лучшей предсказуемостью. Этот показатель особенно хорош для таких веществ, как соматотропные гормоны либо аналгетики. Следствием более продолжительного вливания, как правило, с более низкой скоростью, являются постоянно низкие основные уровни лекарственных препаратов, что желательно для антикоагулянтов, основного инсулина и при лечении хронических болевых ощущений. Эти кинетические профили могут сочетаться разнообразными способами для получения почти любого необходимого кинетического профиля. В качестве примера могла бы послужить пульсирующая доставка лютеинизирующего гормона (гонадотропиносвобождающего гормона) для индуцирования беременности. В ходе этой доставки перемежающиеся пики должны возникать каждый 90 мин с полным выведением между импульсами. К другим примерам можно отнести быстрое появление максимальных уровней лекарственных препаратов для облегчения болевых ощущений при мигрени с последующими более низкими уровнями для профилактики боли.

[0025] Следующим преимуществом настоящего изобретения является ослабление разложения лекарственных препаратов и диагностических средств и/или нежелательной иммуногенной активности. В случае чрезкожных способов с использованием химических усилителей или ионтофореза, ультрафоно

- 5 006922 фореза, электропорации или термопорации, лекарственный препарат должен проходить через жизнеспособный эпидермальный слой, который обладает высокой метаболической и иммуногенной активностью. Метаболическое превращение веществ в эпидермисе или извлечение иммуноглобулинов уменьшает количество лекарственного препарата, доступное для всасывания. Интрадермальное введение преодолевает эту проблему посредством введения лекарственного препарата непосредственно в дерму, т.е. посредством полного обхода эпидермиса.

[0026] Эти и другие преимущества настоящего изобретения достигаются посредством прямого целенаправленного всасывания сосочковым слоем дермы и контролируемой доставкой лекарственных препаратов, диагностических средств и других веществ в дермальное пространство кожи. Изобретатели установили, что благодаря специальному целевому введению в интрадермальное пространство и контролированию скорости и характеристик доставки, фармакокинетические показатели, демонстрируемые конкретными лекарственными препаратами, могут быть неожиданно улучшены и могут во многих ситуациях изменяться с получением клинического преимущества. Такие фармакокинетические характеристики невозможно так же легко получить либо контролировать другими путями парентерального введения, за исключением внутривенного введения.

[0027] Настоящее изобретение улучшает клиническую пригодность интрадермальной доставки лекарственных препаратов, диагностических средств и других веществ людям или животным. В способах, соответствующих настоящему изобретению, используются приспособления, обеспечивающие доступ к дерме (например, игла малого калибра, в частности, микроиглы), для непосредственного введения в интрадермальное пространство и для доставки веществ в интрадермальное пространство в виде ударных доз либо посредством вливания. Было установлено, что введение в дерму приспособлений, обеспечивающих доступ к дерме, способствует эффективной доставке и фармакокинетическому контролированию активных веществ.

Приспособления, обеспечивающие доступ к дерме, разрабатываются таким образом, чтобы предотвращать утечку упомянутого вещества из кожи и улучшать всасывание в пределах интрадермального пространства. Было установлено, что фармакокинетика гормональных лекарственных препаратов, введенных согласно способам, соответствующим настоящему изобретению, существенно отличается от фармакокинетики традиционной подкожной доставки лекарственного препарата, свидетельствуя о том, что интрадермальное введение согласно способам, соответствующим настоящему изобретению, обеспечит улучшенные клинические результаты. Средства для доставки, размещающие приспособления, обеспечивающие доступ к дерме, на соответствующей глубине в интрадермальном пространстве и контролирующие объем и скорость доставки жидкости, обеспечивают точную доставку вещества в необходимое место без утечки.

[0028] Раскрывают способ повышения скорости поглощения парентерально введенных лекарственных препаратов без обязательного использования введения внутривенным путем. Этот эффект обеспечивает более короткий Т_тах. К числу возможных преимуществ, являющихся следствием этого способа, относятся более высокие максимальные концентрации для данной разовой дозы (С_тах), более высокая биодоступность, более быстрое проявление фармакодинамических или биологических эффектов и сниженные депо-эффекты лекарственных препаратов.

[0029] Было установлено также, что посредством соответствующего контролирования глубины введения приспособлений, обеспечивающих доступ к дерме в интрадермальном пространстве, фармакокинетика гормональных лекарственных препаратов, доставленных согласно способам, соответствующим настоящему изобретению, может, в случае необходимости, обеспечивать клинические результаты, подобные клиническим результатам, получаемым при традиционной подкожной доставке лекарственного препарата.

[0030] Фармакокинетический профиль отдельных соединений будет изменяться в соответствии с химическими свойствами соединений. Полагают, например, что относительно большие соединения, имеющие молекулярную массу как минимум 1000 Да, а также более крупные соединения, имеющие молекулярную массу как минимум 2000 Да, как минимум 4000 Да, как минимум 10000 Да и более и/или гидрофобные соединения должны демонстрировать наиболее значительные изменения, по сравнению с традиционными парентеральными способами введения, например, посредством внутримышечной, подкожной или субдермальной инъекции. Полагают, что небольшие гидрофильные вещества, в целом, при интрадермальной доставке будут демонстрировать кинетику, подобную наблюдаемой в случае других способов.

Описание фигур [0031] На фиг. 1 представлено изменение по времени уровней инсулина в плазме при сравнении введения ударной дозы быстродействующего инсулина интрадермальным и подкожным путями.

[0032] На фиг. 2 представлено изменение по времени уровней сахара в крови при сравнении введения ударной дозы быстродействующего инсулина интрадермальным и подкожным путями.

[0033] На фиг. 3 показано сравнение введения интрадермальным путем ударной дозы быстродействующего и обычного инсулина.

- 6 006922 [0034] На фиг. 4 представлено влияние различной глубины интрадермальной инъекции при введении ударной дозы быстродействующего инсулина на изменение уровней инсулина по времени.

[0035] На фиг. 5 представлено сравнение изменения по времени уровней инсулина при введении ударной дозы инсулина пролонгированного действия подкожным либо интрадермальным путем.

[0036] На фиг. 6 и 7 показано сравнение фармакокинетической доступности и фармакодинамических результатов при интрадермальном введении гранулоцитарного колониестимулирующего фактора одной иглой и подкожном либо внутривенном введении комплектом из трех игл.

[0037] На фиг. 8, 9 и 10 показано сравнение введения ударной дозы низкомолекулярного гепарина интрадермальным путем, посредством непродолжительного и длительного вливания и подкожным вливанием.

[0038] На фиг. 11 показано изменение по времени уровней генотропина в плазме при интрадермальном введении одной иглой, интрадермальном введении комплектом игл и подкожном введении ударной дозы.

Подробное описание изобретения [0039] Настоящим изобретением предоставляется способ лечения посредством доставки лекарственного препарата либо другого вещества человеку или животному путем непосредственного введения в интрадермальное пространство, где упомянутый лекарственный препарат или вещество вводится в интрадермальное пространство через одно или несколько приспособлений, обеспечивающих доступ к дерме, входящих в состав устройства. Было установлено, что вещества, вливаемые способами, соответствующими настоящему изобретению, оказываются клинически более пригодными и по фармакокинетическим показателям превосходят то же самое вещество, введенное посредством подкожной инъекции.

[0040] Приспособление, обеспечивающее доступ к дерме, используемое для интрадермального введения согласно настоящему изобретению, не является критическим до тех пор, пока оно проникает в кожу субъекта на необходимую заданную глубину, достигая интрадермального пространства без прохождения сквозь него. В большинстве случаев, упомянутое приспособление будет проникать в кожу на глубину около 0,5-2 мм. Приспособление, обеспечивающее доступ к дерме, может включать традиционные иглы для инъекции, катетеры либо микроиглы всех известных типов, используемые самостоятельно либо в виде комплектов из ряда игл. Приспособление, обеспечивающее доступ к дерме, может включать безыгольные инъекторы, в том числе баллистические безыгольные инъекторы. Термины игла и иглы, используемые в настоящем описании, обозначают все такие иглоподобные приспособления. Термин микроиглы, используемый в настоящем описании, обозначает приспособления меньше 30 калибра (0,251 мм), как правило, около 31-50 калибра (0,226-0,023 мм), где такие приспособления имеют цилиндрическую форму. Нецилиндрические приспособления, обозначаемые упомянутым термином микроиглы, должны, таким образом, иметь сопоставимый диаметр и иметь пирамидальную, прямоугольную, восьмиугольную, клинообразную и другие геометрические формы. К числу приспособлений, обеспечивающих доступ к дерме, относятся также баллистические безыгольные инъекторы для введения жидкости, безыгольные инъекторы для введения порошка, пьезоэлектрические, электрические, электромагнитные безыгольные инъекторы, безыгольные газовые инъекторы, которые непосредственно проникают в кожу для обеспечения доступа с целью введения или непосредственно вводят вещества в определенное место в пределах дермального пространства. Посредством изменения заданной глубины введения веществ с помощью приспособления, обеспечивающего доступ к дерме, фармакокинетические и фармакодинамические показатели лекарственного препарата либо вещества могут целенаправленно подбираться для требуемого клинического варианта применения, наиболее приемлемого для состояния конкретного пациента. Заданная глубина доставки веществ с помощью приспособления, обеспечивающего доступ к дерме, может регулироваться практикующим врачом вручную или с/без помощи индикаторных устройств для указания достижения требуемой глубины. Однако предпочтительно упомянутое приспособление имеет конструктивное устройство для регулирования проникновения в кожу на требуемую глубину в пределах интрадермального пространства. Упомянутое приспособление, как правило, дополняется расширением или втулкой, связанными с осью приспособления, обеспечивающего доступ к дерме, которым может придаваться форма опоры либо подставки, к которой крепятся иглы. Длина микроигл, используемых в качестве приспособления, обеспечивающего доступ к дерме, легко изменяется в процессе изготовления и они, как правило, выпускаются длиной менее чем 2 мм. Микроиглы изготовляются очень острыми и очень тонкими для того, чтобы уменьшить боль и другие неприятные ощущения в процессе осуществления инъекции или вливания. Согласно настоящему изобретению, они могут использоваться как отдельные однопросветные микроиглы или же большое количество микроигл может собираться или изготовляться в виде прямолинейных или плоских комплектов с тем, чтобы увеличить скорость введения или количество вводимого вещества в течение данного промежутка времени. Микроиглы могут вставляться в различные приспособления, например, держатели и корпуса, которые также могут использоваться для ограничения глубины проникновения. Приспособления, обеспечивающие доступ к дерме, соответствующие настоящему изобретению, могут также включать резервуары для размещения вещества перед доставкой либо насосы или другие приспособления для доставки лекарственного препарата или другого вещества под давлением. Согласно альтернативному варианту, устройство, в котором размещается при

- 7 006922 способление, обеспечивающее доступ к дерме, может иметь внешнюю связь с такими дополнительными составными частями.

[0041] Фармакокинетические показатели, подобные наблюдаемым в случае внутривенного введения, обеспечиваются посредством введения лекарственных препаратов в дермальный компартмент в тесном контакте с капиллярными кровеносными сосудами и мелкими лимфатическими сосудами. Следует понимать, что термины микрокапилляры или капиллярные русла относятся к сосудистым либо лимфатическим дренажным путям в пределах дермы.

[0042] Не имея намерения ограничиваться какими-либо теоретическими механизмами действия, полагают, что быстрое всасывание, наблюдаемое при введении в дерму, является следствием наличия в дерме множества сплетений кровеносных и лимфатических сосудов. Однако наличие кровеносных и лимфатических сплетений в дерме само по себе не может обеспечить усиленного всасывания макромолекул. Причина этого заключается в том, что капиллярный эндотелий, как правило, обладает низкой проницаемостью либо непроницаем для макромолекул, например, белков, полисахаридов, нуклеиновокислотных полимеров, веществ, имеющих присоединенные полимеры, например, полиэтиленгликолизированных белков и т.п. Такие макромолекулы имеют молекулярную массу как минимум 1000 Да или еще большую молекулярную массу порядка как минимум 2000 Да, как минимум 4000 Да, как минимум 10000 Да или еще выше. Кроме того, относительно медленный отток лимфы из интерстиция в сосудистый компартмент также не в состоянии вызвать быстрое возрастание концентрации в плазме при введении фармацевтического вещества в дерму.

[0043] Одно из возможных объяснений неожиданного усиления всасывания, о котором сообщается в данном описании, может заключаться в том, что после введения веществ таким образом, что они легко достигают сосочкового слоя дермы, происходит усиление кровотока и увеличение капиллярной проницаемости. Известно, например, что булавочный укол с проникновением на глубину 3 мм вызывает увеличение кровотока, что, как полагают, не зависит от болевого стимула, а является следствием выделения гистамина тканями (Арилдсон (Αηΐάδβοη) и другие, М1сгоуа8си1аг Кез. 59:122-130, 2000). Это соответствует наблюдению, заключающемуся в том, что острая воспалительная реакция, возникающая в ответ на повреждение кожи, вызывает временное увеличение кровотока и повышение капиллярной проницаемости (смотри ΡΙινδίοΙοβν. ВюсНет181гу, апб Мо1еси1аг Βίοίοβν о£ (Не 8Κίη, второе издание под редакцией Л.А. Голдсмит (Ь.А. Сο1ά8т^ίй), Οχίοτά ИшуегзНу Ргезз, Νονν ΥογΗ, 1991, стр. 1060; Уилем (ХУИНет), Кем. Сап. Βίο1. 30:153-172, 1971). Одновременно с этим, предполагается, что инъекция в интрадермальный слой повышает интерстициальное давление. Известно, что возрастающее интерстициальное давление (выходящее за границы нормального диапазона) в пределах от приблизительно -7 мм рт.ст. (-933 Па) до приблизительно +2 мм рт.ст. (267 Па) расширяет лимфатические сосуды и увеличивает лимфоток (Скоуб (ЗкиЬе) и другие, 1. Шуезйд. ЭегтаФН 8утр. Ргос. 5:14-19, 2000). Полагают, таким образом, что повышенное интерстициальное давление, вызванное инъекцией в интрадермальный слой, вызывает повышенный лимфоток и повышенное всасывание веществ, введенных в дерму.

[0044] Выражение улучшенная фармакокинетика означает, что достигается усиление фармакокинетического профиля, что определяется, например, с помощью стандартных фармакокинетических параметров, например, периода времени до достижения максимальной концентрации в плазме (Т_тах), величины максимальной концентрации в плазме (С_тах) либо периода времени до появления минимально обнаружимой концентрации в крови либо плазме (Т_1ад). Выражение усиленный профиль всасывания означает, что всасывание улучшилось либо возросло, судя по результатам определения таких фармакокинетических параметров. Определение фармакокинетических параметров и определение минимально эффективных концентраций является установившейся практикой в данной области техники. Полагают, что получены большие значения по сравнению со стандартным путем введения, например, подкожным введением или внутримышечным введением. При проведении подобных сравнений предпочтительно, хотя и не обязательно, чтобы введение в интрадермальный слой и введение в контрольный участок, например, подкожное введение, производилось одинаковыми дозами, т.е. одинаковым количеством лекарственного препарата одинаковой концентрации с использованием одинакового носителя и одинаковой скорости введения с точки зрения количества и объема в единицу времени. Так, например, введение данного фармацевтического вещества в дерму при концентрации, например, 100 мкг/мл и со скоростью 100 мкл/мин в течение периода времени, равного 5 мин, должно предпочтительно сравниваться с введением такого же фармацевтического вещества в подкожное пространство в такой же концентрации 100 мкг/мл и с такой же скоростью 100 мкл/мин в течение периода времени, равного 5 мин.

[0045] Полагают, что усиленный профиль всасывания особенно очевиден для веществ, которые не очень хорошо всасываются при подкожном введении, например, макромолекул и/или гидрофобных веществ. Макромолекулы, в целом, не очень хорошо всасываются подкожно и это может обусловливаться не только их размером относительно размера капиллярных пор, но и также объясняться их медленной диффузией через интерстиций вследствие их величины. Следует понимать, что макромолекулы могут иметь отдельные участки гидрофобной и/или гидрофильной природы. В противоположность этому, небольшие гидрофильные молекулы, как правило, хорошо всасываются при подкожном введении и возможно, что при введении в дерму таких молекул не будет наблюдаться усиленного профиля всасывания

- 8 006922 по сравнению с всасыванием после подкожного введения. Упомянутые в данном описании гидрофобные вещества означают низкомолекулярные вещества, например, вещества с молекулярной массой менее чем 1000 Да, водорастворимость которых колеблется в пределах от низкой до практически полной нерастворимости.

[0046] Вышеупомянутые фармакокинетические и фармакодинамические преимущества лучше всего реализуются посредством точного непосредственного введения в капиллярные русла дермы. Это осуществляется, например, с помощью микроигольных систем, имеющих наружный диаметр менее чем приблизительно 250 мкм и открытую длину менее чем 2 мм. Такие системы могут конструироваться с использованием известных способов из различных материалов, включая сталь, кремний, керамику и другие металлы, пластик, полимеры, сахара и биологические материалы и/или другие материалы, поддающиеся биологическому разложению и/или их комбинации.

[0047] Было установлено, что определенные характерные особенности способов интрадермального введения обеспечивают клинически пригодную точность фармакокинетики, фармакодинамики и дозирования. Было установлено, например, что точное размещение выходного отверстия иглы в пределах кожи оказывает значительное влияние на фармакокинетические/фармакодинамические параметры. Выходное отверстие концевого среза инъекционной иглы традиционного или стандартного калибра имеет сравнительно большую открытую высоту (вертикальный подъем выходного отверстия). Несмотря на то, что конец иглы может вводиться на требуемую глубину в пределы интрадермального пространства, большая открытая высота выходного отверстия иглы приводит к тому, что доставляемое вещество откладывается на гораздо меньшей глубине ближе к поверхности кожи. В результате этого упомянутое вещество стремится вытечь из кожи вследствие противодавления, развиваемого самой кожей и давления, развивающегося вследствие накопления жидкости из инъекции либо вливания. Выходное отверстие иглы с большей открытой высотой на большей глубине обеспечивает эффективную герметизацию, в то время как выходное отверстие с такой же самой открытой высотой не будет обеспечивать эффективной герметизации при введении на меньшую глубину в пределах интрадермального пространства. Открытая высота выходного отверстия иглы составляет, как правило, от 0 до приблизительно 1 мм. Выходное отверстие концевого среза инъекционной иглы имеет открытую высоту 0 мм и находится на конце иглы. В этом случае глубина выходного отверстия равна глубине проникновения иглы. Выходное отверстие иглы, образуемое концевым срезом либо отверстием в боковой стенке иглы, имеет измеримую открытую высоту. Следует понимать, что одна игла может иметь более одного отверстия или выходных отверстий, пригодных для доставки веществ в дермальное пространство.

[0048] Было установлено также, что посредством регулирования давления инъекции или вливания можно избежать возникновения высокого противодавления, развивающегося в процессе интрадермального введения. Посредством приложения постоянного давления непосредственно к поверхности раздела жидкости можно достичь более постоянной скорости доставки, что может оптимизировать всасывание и обеспечить получение улучшенных фармакокинетических показателей. Скорость и объем доставки могут также регулироваться с целью предотвращения образования волдырей на месте доставки и возникновения противодавления при извлечении приспособления, обеспечивающего доступ к дерме, из кожи. Соответствующие скорости и объемы доставки для получения упомянутых эффектов для определенного вещества могут определяться экспериментальным путем лишь на основании опыта. Увеличение расстояния между многочисленными иглами обеспечивает возможность более обширного распределения жидкости и повышенные скорости доставки либо большие объемы жидкости. Кроме того, было установлено, что интрадермальное вливание или инъекция часто обеспечивает более высокие начальные уровни лекарственного препарата в плазме, нежели традиционное подкожное введение, в частности, в случае лекарственных препаратов, которые подвержены разложению ίη νίνο или выведению либо в случае соединений, имеющих сродство к подкожной жировой ткани или в случае макромолекул, которые медленно диффундируют в подкожной основе. Во многих случаях это может обеспечить возможность введения интрадермальным путем меньших доз вещества.

[0049] Способы введения, пригодные для осуществления настоящего изобретения, включают доставку лекарственных препаратов и других веществ людям или животным как в виде ударной дозы, так и посредством вливания. Ударная доза представляет собой разовую дозу, доставляемую в одной единице объема в течение сравнительно короткого периода времени, как правило, менее приблизительно 10 мин. Введение посредством вливания включает введение жидкости с определенной скоростью, которая может быть постоянной или переменной, в течение относительно более продолжительного периода времени, как правило, превышающего приблизительно 10 мин. Для доставки вещества приспособление, обеспечивающее доступ к дерме, размещают в непосредственной близости от кожи субъекта, обеспечивая непосредственно направленный доступ в пределы интрадермального пространства, и вещество или вещества доставляются или вводятся в интрадермальное пространство, где они могут действовать локально или всасываться в кровоток и распределяться системно. Упомянутое приспособление, обеспечивающее доступ к дерме, может соединяться с резервуаром, содержащим вещество либо вещества, подлежащие доставке. Форма упомянутого вещества либо веществ, подлежащих доставке либо введению, включает их растворы в фармацевтически приемлемых разбавителях или растворителях, эмульсии, суспензии, гели,

- 9 006922 твердые частицы, например, микро- и наночастицы, суспендированные либо диспергированные, а также получаемые ίη δίΐιι их носители. Доставка из резервуара в интрадермальное пространство может происходить либо пассивно, без приложения внешнего давления либо других движущих средств к упомянутому веществу или веществам, подлежащим доставке, и/или активно, с приложением давления либо других движущих средств. Примерами предпочтительных средств, развивающих давление, являются насосы, шприцы, эластомерные мембраны, газовые, пьезоэлектрические, электрические, электромагнитные насосы, тарельчатые пружины или шайбы или их комбинации. В случае необходимости, скорость доставки упомянутого вещества может изменяться посредством регулирования средством, развивающим давление. В результате этого, упомянутое вещество поступает в интрадермальное пространство и всасывается в количестве и со скоростью, достаточными для обеспечения клинически эффективного результата.

[0050] Выражение клинически эффективный результат, используемый в настоящем описании, означает клинически пригодную биологическую реакцию, в том числе как диагностически, так и терапевтически пригодные реакции, являющуюся следствием введения вещества либо веществ. Например, диагностическая проверка, предотвращение либо лечение заболевания или состояния являются клинически эффективным результатом. Такие клинически эффективные результаты включают диагностические результаты, например, измерение давления клубочковой фильтрации после инъекции инулина, диагностирование адренокортикальной функции у детей после инъекции адренокортикотропного гормона (АКТГ), проведение сокращения желчного пузыря и выведение желчи после инъекции холецистокинина и т. п., а также терапевтические результаты, например, клинически адекватное регулирование уровней сахара в крови после инъекции инсулина, клинически адекватное лечение гормональной недостаточности после инъекции гормона, например, паратиреоидного гормона или соматотропного гормона, клинически адекватное лечение токсичности после инъекции антитоксина и т. п.

[0051] Вещества, которые могут доставляться интрадермально в соответствии с настоящим изобретением, включают фармацевтически или биологически активные вещества, в том числе диагностические средства, лекарственные препараты и другие вещества, которые обеспечивают терапевтические преимущества либо оказывают благоприятное воздействие на здоровье, например лекарственные питательные вещества. К числу диагностических веществ, пригодных для настоящего изобретения, относятся макромолекулярные вещества, например инсулин, АКТГ (например, инъекция кортикотропина), гормон, высвобождающий лютеинизирующий гормон (например, гонадорелина гидрохлорид), гормон, высвобождающий соматотропный гормон (например, серморелина ацетат), холецистокинин (синкалид (8шса11йе)), паратиреоидный гормон и его фрагменты (например, терипаратида ацетат), гормон, высвобождающий тиреоидный гормон и его аналоги (например, протирелин), секретин и т. п.

[0052] К числу терапевтических веществ, которые могут использоваться в соответствии с настоящим изобретением, относятся антитрипсин альфа-1, антиангиогенезные средства, антисенс (Апйкепке), буторфанол (Ьи1огрйапо1), кальцитонин и аналоги, цередаз (Сегейаке), ингибиторы циклооксигеназы-11, дерматологические средства, дигидроэрготамин, агонисты и антагонисты допамина, энкефалины и другие опиоидные пептиды, эпидермальные факторы роста, эритропоэтин и аналоги, фолликулостимулирующий гормон, гранулоцитарный колониестимулирующий фактор, глюкагон, гранулоцитарномакрофагальный колониестимулирующий фактор, гранисетрон (дгапще1гоп), соматотропный гормон и аналоги (включая гормон, высвобождающий соматотропный гормон), антагонисты соматотропного гормона, гирудин и аналоги гирудина, например, гирулог (Н1ги1од), супрессоры 1дЕ, инсулин, инсулинотропин и аналоги, инсулиноподобные факторы роста, интерфероны, интерлейкины, лютеинизирующий гормон, гормон, высвобождающий лютеинизирующий гормон и аналоги, гепарины, низкомолекулярные гепарины и другие природные, модифицированные либо синтетические гликоаминогликаны, макрофагальный колониестимулирующий фактор, метоклопрамид (те!ос1оргат1йе), мидазолам (М|йахо1ат). моноклональные антитела, полиэтиленгликолизированные антитела, полиэтиленгликолизированные белки или любые белки, модифицированные гидрофильными либо гидрофобными полимерами либо дополнительными функциональными группами, гибридные белки, одноцепочечные фрагменты антител либо они же с любой комбинацией присоединенных белков, макромолекул или дополнительных функциональных групп, наркотические аналгетики, никотин, нестероидные противовоспалительные средства, олигосахариды, ондансетрон (опйапкейюп), паратиреоидный гормон и аналоги, антагонисты паратиреоидного гормона, антагонисты простагландина, простагландины, рекомбинантные растворимые рецепторы, скополамин, агонисты и антагонисты серотонина, сильденафил (811йепаЛ1), тербуталин (ТегЬи1айпе), тромболитики, тканевые активаторы плазминогена, некротический опухолевый фактор и антагонист некротического опухолевого фактора, вакцины с либо без носителей/адъювантов, включая профилактические и терапевтические антигены (включая (но не ограничиваясь) субъединичный белок, пептид и полисахарид, полисахаридные конъюгаты, токсоиды, генно-инженерные (рекомбинантные) вакцины, живые ослабленные, реаранжированные, инактивированные, цельно-клеточные, векторы на основе вирусного и бактериального геномов) в связи с наркоманией, артритом, холерой, кокаинизмом, дифтерией, столбняком, гемофильным гриппом типа Ь, болезнью Лима, менингококком, корью, эпидемическим паротитом, коревой краснухой, ветряной оспой, желтой лихорадкой, респираторным синцитиальным вирусом, японским (клещевым) энцефалитом, пневмококком, стрептококком, брюшным тифом, гриппом, гепатитом, в том

- 10 006922 числе гепатитами А, В, С и Е, отитом (среднего уха), бешенством, полиомиелитом, ВИЧ, парагриппом, ротавирусом, вирусом Эпштейна-Барра, цитомегаловирусом, хламидией, нетипируемой бактерией из группы гемофильных бактерий, Могахе11а са!аггйа118, вирусом папилломы человека, туберкулезом, включая палочку Кальметта-Герена, гонореей, астмой, атеросклерозом, малярией, Е.сой, болезнью Альцгеймера, Н.ру1ог1, сальмонеллой, диабетом, раком, герпетической лихорадкой, папилломой человека, и другие подобные вещества, включая все основные терапевтические препараты, например, средства против насморка, антинаркотические препараты, противоаллергические препараты, противорвотные средства, средства против ожирения, препараты против остеопороза, противоинфекционные средства, аналгетики, анестетики, средства, снижающие аппетит, противоартритные препараты, антиастматические средства, антиконвульсивные препараты, антидепрессанты, антидиабетические средства, антигистаминные препараты, противовоспалительные средства, препараты против мигрени, препараты от укачивания, противо рвотные средства, противоопухолевые препараты, антипаркинсонические препараты, противозудные препараты, антипсихотические препараты, жаропонижающие средства, антихолинергические препараты, антагонисты бензодиазепина, сосудорасширяющие препараты, в том числе общего действия, коронарные, периферические и церебральные, средства, стимулирующие костную ткань, стимуляторы центральной нервной системы, гормоны, снотворные средства, иммуносупрессорные препараты, миорелаксанты, парасимпатолитики, парасимпатомиметики, простагландины, белки, пептиды, полипептиды и другие макромолекулы, психостимуляторы, седативные препараты, средства, применяемые при гипофункции половой системы, и транквилизаторы.

[0053] Фармакокинетический анализ данных вливания инсулина выполняли следующим образом. Анализ данных изменения концентрации инсулина по времени по каждому отдельному животному осуществляли посредством нелинейной регрессии методом наименьших квадратов. Первоначально, для данных изменения концентрации инсулина по времени для условий отрицательного контроля подбирали эмпирическое биэкспоненциальное уравнение. В ходе этого анализа было принято выделение остаточного инсулина первого порядка и восстановлены параметры константы скорости выделения первого порядка, концентрации остаточного инсулина на месте выделения, латентный период для выделения и константа скорости первого порядка для удаления инсулина из большого круга кровообращения. Параметры, восстановленные на этом этапе анализа, не имеют существенного значения, а просто служат пояснением для доли циркулирующего инсулина, полученного из эндогенных источников.

[0054] Второй этап анализа включал подбор подробно разработанной компартментальной модели для данных изменения концентрации инсулина по времени в процессе и после подкожного либо интрадермального вливания. Схема, составляющая основу математической модели, показана в верхней части фиг. 1. [фармакокинетическая/фармакодинамическая модель]. Вливание инсулина осуществляли с момента времени ΐ=0 до момента времени ΐ=240 мин; после латентного периода (!1_ад,₂) всасывание с места вливания опосредовалось процессом первого порядка, регулировавшимся константой скорости всасывания к_а. Инсулин, всосавшийся в большой круг кровообращения, распределялся на кажущийся объем V, загрязненный неизвестной фракционной биодоступностью Е, и удалялся в соответствии с константой скорости первого порядка К. Методикой подбора восстановили возможные значения 1_1а§,₂, к_а, ν/Е и К; параметры, связанные с распределением эндогенного инсулина (С_К, к_а&1, к_К), восстановленные на первом этапе анализа, рассматривались в качестве постоянных величин.

[0055] Возможные значения параметров приведены как среднее значение±среднее квадратическое отклонение. Значимость различий конкретных параметров между двумя различными способами введения инсулина (подкожное :интрадермальное вливание) оценивали с помощью парного ΐ-критерия Стью дента.

Фармакодинамический анализ данных вливания инсулина выполняли следующим образом. Концентрации сахара в плазме использовали в качестве заменителя фармакологического эффекта инсулина. Изменение отклика К (концентрация сахара в плазме) по времени ΐ моделировали таким образом:

[0056] где к;_п - вливание глюкозы нулевого порядка, к_ои1 - константа скорости первого порядка, опосредующая удаление глюкозы и Е - эффект инсулина согласно сигмоидальному соотношению Хилла

[0057] где Е_тах - максимальное стимулирование к_ои1 инсулина, ЕС₅₀ - концентрация инсулина, при которой стимулирование к_ои1 составляет половину максимального значения, С - концентрация инсулина и γ - коэффициент соотношения Хилла. При начальных попытках моделирования концентрация инсулина в плазме использовалась в качестве посредника фармакологической реакции. Этот вариант подхода, одна ко, не учитывал запаздывания реакции сахара в плазме на возрастающие концентрации инсулина в плазме. Таким образом, в конечном счете был принят вариант моделирования с эффект-компартментом, где эффект инсулина опосредовался из гипотетического эффект-компартмента, занимающего периферическое положение относительно системного фармакокинетического компартмента.

- 11 006922 [0058] Фармакодинамический анализ осуществлялся двумя этапами. На первом этапе анализа, начальные значения фармакокинетических параметров, связанные с распределением глюкозы ((к_ои1 и объем распределения глюкозы, У_д1исо8е), определялись по данным изменения концентрации глюкозы по времени в условиях отрицательного контроля. Затем одновременно подбиралась полная объединенная фармако кинетическая-фармакодинамическая модель для данных изменения концентрации глюкозы по времени по условиям отрицательного контроля и для условий доставки инсулина каждому животному (т.е. для каждого животного получали два набора фармакодинамических параметров: один из одновременного анализа данных подкожного вливания инсулина/отрицательного контроля и один из одновременного анализа данных интрадермального вливания инсулина/отрицательного контроля). Во всех фармакодинамических анализах параметры, регулировавшие отложение инсулина, полученные в ходе выполнения фармакокинетического анализа данных изменения концентрации инсулина по времени для каждого животного, принимались постоянными.

[0059] Все остальные фармакокинетические анализы производились с использованием некомпартментальных методов с помощью одинакового программного обеспечения и методик, известных в данной области.

[0060] После завершения описания изобретения в целом, далее, со ссылками на прилагаемые фигуры, представлены различные конкретные, но не ограничивающие примеры практического осуществления доступа к дерме, способ непосредственного целенаправленного введения лекарственного препарата и примеры дермального введения лекарственных веществ, обеспечивающие улучшенные фармакокинетические и фармакодинамические эффекты.

[0061] Репрезентативный образец микроприспособления, обеспечивающего доступ к дерме, включающий одну иглу, был изготовлен из стальной заготовки 34 калибра (0,160 мм) (МтсгоСгоир, 1пс., Меб\гау. Массачусетс); один концевой 28° срез инъекционной иглы был заточен на карборундовом шлифовальном круге 800 класса зернистости. Иглы подвергали ультразвуковой очистке вначале в ацетоне, затем в дистиллированной воде, и гидравлические испытания производили с помощью дистиллированной воды. Микроиглы крепили в катетере небольшого калибра (Маегак Мебюа1) с помощью УФотвержденной эпоксидной смолы. Длину иглы регулировали с помощью механического делительного диска, причем втулка катетера выполняла роль регулятора глубины, что подтверждалось проверкой, производившейся с помощью оптической микроскопии. Для экспериментов с использованием игл различной длины открытая длина игл с помощью делительного диска устанавливалась равной 0,5, 0,8, 1, 2 или 3 мм. Подсоединение к дозатору жидкости, насосу либо шприцу осуществлялось с помощью выполненного за одно целое адаптера с люэровской насадкой на входном отверстии катетера. В процессе осуществления инъекции иглы вводились перпендикулярно поверхности кожи и удерживались на месте либо осторожным прижатием рукой в случае введения ударной дозы или закреплялись в вертикальном положении с помощью лейкопластыря в случае продолжительных вливаний. Работоспособность и прохождение жидкости в приспособлениях проверялись как непосредственно перед, так и после инъекции. Одноигольный катетер с адаптером с люэровской насадкой такой конструкции в последующем обозначается 881-34.

[0062] Было изготовлено еще одно многоигольное микроприспособление, обеспечивающее доступ к дерме, включавшее диски диаметром 1 дюйм (25,4 мм), изготовленные из акрилового полимера, с жидкостным трубопроводом малого диаметра, ответвляющимся к каждой отдельной игле от центрального входного отверстия. Отверстие для подачи жидкости с помощью катетера малого диаметра соединялось с гамильтоновским микрошприцем и скорость подачи регулировалась шприц-насосом. Иглы размещались на диске по окружности диаметром 15 мм. Были изготовлены трехигольные и шестиигольные комплекты с расстоянием между иглами 12 мм и 7 мм, соответственно. При изготовлении всех комплектов были использованы микроиглы из нержавеющей стали 34 калибра (0,160 мм) длиной 1 мм с одним концевым срезом. Катетер 3-игольной конструкции с расстоянием между иглами 12 мм в дальнейшем обозначается 883-34В, катетер 6-игольной конструкции с расстоянием между иглами 7 мм в дальнейшем обозначается 886-34А.

[0063] Было изготовлено еще одно многоигольное микроприспособление, обеспечивающее доступ к дерме, включавшее диски диаметром 11 мм, изготовленные из акрилового полимера, с жидкостным трубопроводом малого диаметра, ответвляющимся к каждой отдельной игле от центрального входного отверстия. Отверстие для подачи жидкости с помощью катетера малого диаметра соединялось с гамильтоновским микрошприцем и скорость подачи регулировалась шприц-насосом. Иглы размещались на диске по окружности диаметром около 5 мм. Трехыгольные комплекты с расстоянием между иглами около 4 мм соединялись с катетером, как описывалось выше. Катетеры этих конструкций с длиной иглы 1, 2 и 3 мм в дальнейшем обозначаются 8838-34-1, 8838-34-2 и 8838-34-3, соответственно.

[0064] Было изготовлено еще одно приспособление, обеспечивающее доступ к дерме, для интрадермального вливания, с использованием иглы 30 калибра (0,251 мм), изогнутой на конце под углом 90° таким образом, что доступная длина для проникновения в кожу составляла 1-2 мм. При введении иглы ее выходное отверстие (конец иглы) оказывалось на глубине 1,7-2,0 мм и общая открытая высота выходного отверстия иглы составляла 1,0-1,2 мм. Эта конструкция в дальнейшем обозначается 88В1-30.

- 12 006922

Пример 1.

[0065] Интрадермальная доставка инсулина посредством медленного вливания была продемонстрирована на свиньях с использованием полой однопросветной микроиглы на основе кремния (общая длина 2 мм х наружный диаметр 100 мкм, что соответствует приблизительно 33 калибру (0,180 мм)) с выходным отверстием 1,0 мкм на конце (открытая высота 100 мкм), изготовленной посредством способов, известных в данной области (патент США № 5,928,207), и пригнанной к катетеру с микроканалом (ЭБеΐτοηίο). Дистальный конец микроиглы был помещен в пластиковый катетер и закреплен на месте эпоксидной смолой с образованием втулки, ограничивающей глубину. Выходное отверстие иглы располагается на расстоянии около 1 мм от эпоксидной втулки, благодаря чему проникновение выходного отверстия иглы в кожу ограничивается приблизительно 1 мм, что соответствует глубине интрадермального пространства у свиней. Для регулирования доставки жидкости катетер присоединяли к инсулиновому насосу МтюМеб 507. Проходимость потока жидкости проверялась визуально; при давлении, развиваемом стандартным 1 см³ шприцем, препятствий для прохождения жидкости не наблюдалось. Катетер был соединен с наружным насосом для вливания инсулина (М1шМеб 507) с помощью выполненной за одно целое люэровской насадки, расположенной на выходном конце катетера. Насос заполняли инсулином Нита1од™ (ЬБрто) (ЕБ Ь1Ш, Ιηάίαηαροΐίδ. Индиана); катетер и микроигла были заполнены инсулином согласно инструкциям изготовителя. Для подавления основной панкреатической функции и выделения инсулина анестезированной свинье посредством внутривенного вливания вводили раствор 8апБо51:аБп® (δαηάοζ, ЕаЛ Напоует, Нью-Джерси). После соответствующего вводного периода и отбора исходных проб, заполненную микроиглу вводили перпендикулярно поверхности кожи в бок животного до упора во втулку. В течение 4 ч производилось вливание инсулина со скоростью 2 Ед/ч. Пробы крови периодически отбирали и анализировали на концентрацию инсулина в сыворотке и уровни сахара в крови. Исходные уровни инсулина перед вливанием были на пределе уровня аналитического обнаружения. После начала вливания наблюдалось повышение уровней инсулина в сыворотке, соразмерное запрограммированной скорости вливания. Уровни сахара в крови также продемонстрировали соответствующее снижение относительно отрицательных контролей (КС) без вливания инсулина, и это снижение имело положительную динамику по сравнению с традиционным подкожным вливанием. В этом эксперименте было продемонстрировано, что микроиглы удовлетворительно преодолевают кожный барьер и доставляют лекарственный препарат ίη у1уо в фармацевтически соответствующих объемах. Было показано, что интрадермальное вливание инсулина является фармакокинетически приемлемым путем введения; была продемонстрирована также фармакодинамическая реакция, а именно снижение сахара в крови. Фармакокинетические параметры, вычисленные для интрадермального вливания, показывают, что инсулин всасывается намного быстрее, нежели в случае подкожного введения. Всасывание из интрадермального пространства начинается почти немедленно: латентный период перед всасыванием (1_1ад) составлял 0,88 мин: 13,6 мин при интрадермальном и подкожном введении, соответственно. Скорость поглощения с места введения также возросла приблизительно в 3 раза, к_а=0,0666 мин^-1:0,0225 мин^-1 при интрадермальном и подкожном введении, соответственно. Биодоступность инсулина, доставленного посредством интрадермального введения, увеличилась, по сравнению с подкожным введением, приблизительно в 1,3 раза.

Пример ΙΙ [0066] Доставку ударной дозы быстродействующего инсулина Ш1у ЬБрто осуществляли посредством интрадермального и подкожного введения. В качестве микроприспособления для интрадермального вливания использовали комплект, обеспечивающий доступ к дерме 883-34. Миниатюрным свиньям породы Уиса1ап, страдающим диабетом, ввели 10 международных инсулиновых единиц (Ед), соответствующих 100 мкл объему, соответственно. Экспериментальные животные были предварительно доведены до диабетического состояния посредством химического удаления панкреатических инсулоцитов, и животные более не могли выделять инсулин.

Инъекции инсулина экспериментальным животным производились с помощью микроигольного комплекта либо с помощью стандартной иглы (30 калибр х 1/2 дюйма (12,7 мм)), вводившейся через бок в подкожное пространство. Циркулирующие уровни инсулина в сыворотке определяли с помощью хемилюминесцентного диагностического набора (1тти1йе, Ьок Апде1е§, Калифорния), а уровни сахара в крови определяли с помощью полосок для определения сахара в крови. Интрадермальные инъекции осуществляли вручную с помощью аналитического микрошприца в течение приблизительно 60 с. Для сравнения, для подкожного введения требовалось всего 2-3 с. На фиг. 1 показано, что уровни инсулина в крови после введения ударной дозы демонстрировали более быстрое поглощение и распределение введенного инсулина при введении интрадермальным путем. При интрадермальном введении, по сравнению с подкожным введением, период времени до достижения максимальной концентрации (Т_тах) оказался более коротким, а максимальная полученная концентрация (Стах) более высокой. Кроме того, фармакодинамическая биологическая реакция на введенный инсулин, определенная по снижению уровней сахара в крови (ВС) и показанная на фиг. 2, также продемонстрировала более быстрые и большие изменения уровней сахара в крови, поскольку после интрадермального введения большее количество инсулина оказалось по времени доступным раньше.

- 13 006922

Пример III [0067] Инсулин Ь111у Ыкрто считается быстродействующим инсулином и имеет несколько измененную белковую структуру, по сравнению с природным человеческим инсулином. Обычный инсулин НосейЦ сохраняет белковую структуру природного человеческого инсулина, сходную в химическом отношении, но поглощается несколько медленнее, нежели инсулин Шрто в случае введения традиционным подкожным путем. Инсулины обоих типов вводились ударной дозой интрадермальным путем для определения, будут ли выявлены какие-либо различия в поглощении при введении этим путем. С помощью микроприспособления, обеспечивающего доступ к дерме конструкции 883-34 в интрадермальное пространство, было введено по 5 Ед инсулина каждого типа. Данные по изменению концентрации инсулина по времени представлены на фиг. 3. При введении интрадермальным путем фармакокинетические профили обычного и быстродействующего инсулинов были практически идентичными и инсулины обоих типов демонстрировали более быстрое поглощение, нежели инсулин Шрто, введенный традиционным подкожным путем. Это свидетельствует о том, что механизм поглощения при интрадермальном введении подвергается незначительному отрицательному воздействию со стороны незначительных биохимических изменений введенного вещества и что интрадермальная доставка обеспечивает преимущественный фармакокинетический профиль поглощения обычного инсулина, который превосходит соответствующие показатели быстродействующего инсулина, введенного подкожным путем.

ПримерIV [0068] Доставку ударной дозы быстродействующего инсулина Ь1Ш Шрто посредством микроигольных комплектов с иглами различной длины осуществляли для того, чтобы продемонстрировать, что точное размещение лекарственного препарата необходимо для получения фармакокинетических преимуществ и отличий по сравнению с подкожным путем введения. Таким образом, с помощью приспособления, обеспечивающего доступ к дерме конструкции 883-34, было введено 5 Ед быстродействующего инсулина ЫШ Шрто. Были изготовлены дополнительные микроприспособления с комплектом игл такой же конфигурации, причем открытая длина комплектов игл микроприспособлений была увеличена с включением комплектов с иглами длиной 2 и 3 мм. Общая средняя толщина дермы у миниатюрных свиней породы ¥иса1аи колебалась в пределах 1,5-2,5 мм. Предполагалось, таким образом, отложение инсулина иглами длиной 1, 2 и 3 мм в дерме, приблизительно на поверхности раздела дермы-подкожной основы, ниже дермы и в пределах подкожной основы, соответственно. Введение ударной дозы инсулина производилось, как описано в примере II. Картина средних изменений концентрации инсулина по времени представлена на фиг. 4. Данные четко показывают, что по мере увеличения длины микроигл полученный фармакокинетический профиль начинает все более напоминать подкожное введение. Эти данные демонстрируют преимущества непосредственного целеуказанного введения в дермальное пространство. К числу таких преимуществ относится быстрое поглощение и распределение, а также высокие начальные концентрации. Поскольку представленные данные являются усредненными по целому ряду примеров, они не показывают увеличения межиндивидуальной изменчивости фармакокинетических профилей для более длинных (2 и 3 мм) микроигл. Эти данные показывают, что поскольку толщина кожи может изменяться как между индивидами, так и у отдельного индивида, более короткие иглы, точно попадающие в дермальное пространство, более воспроизводимы по своему фармакокинетическому профилю, поскольку они с большим постоянством доставляют лекарственный препарат в один и тот же тканевый компартмент. Эти данные показывают, что микроиглы большей длины, которые откладывают или вводят вещества глубже в дермальное пространство или же частично либо полностью в подкожное пространство, уменьшают или ликвидируют фармакокинетические преимущества по сравнению с мелким, точно направленным введением в высоковаскуляризованную дермальную область.

Пример V [0069] Доставка ударной дозы инсулина пролонгированного действия Бап1и5 осуществлялась интрадермальным путем. Бап1и5 представляет собой раствор инсулина, образующий микроосадки на месте введения после инъекции. Эти твердые микрочастицы подвергаются медленному растворению в теле с обеспечением (согласно литературным источникам производителя) более стабильного низкого уровня циркулирующего инсулина, чем другой современный инсулин пролонгированного действия, например, осадки кристаллического цинка (например, Ьеп!е, ΝΡΗ). Инсулин ЬапГик (доза 10 Ед, 100 мкл) вводили миниатюрным свиньям породы Уиса1ап с помощью приспособления, обеспечивающего доступ к дерме конструкции 883-34, и стандартным подкожным способом, как описывалось ранее. Обращаясь к фиг. 5, при введении интрадермальным путем, были получены фармакокинетические профили, подобные полученным при введении подкожным путем. К числу незначительных различий относится несколько более высокий всплеск сразу же после доставки инсулина интрадермальным путем. Это показывает возможность обеспечения поглощения даже очень высокомолекулярных соединений либо небольших частичек при введении интрадермальным путем. Это, что более важно, поддерживает тот факт, что биологический механизм выведения в организме не претерпевает существенных изменений ни вследствие пути введения, ни способа, которым применяется лекарственное вещество. Это чрезвычайно важно для лекарственных соединений, имеющих длительный период полувыведения из системы кровообращения (примерами могут быть крупные растворимые рецепторные соединения или другие антитела для лечения рака, или

- 14 006922 химически модифицированные разновидности, например, полиэтиленгликолизированные лекарственные препараты).

Пример VI [0070] Интрадермальная доставка человеческого гранулоцитарного колониестимулирующего фактора (СС8Е) (№иродеп) миниатюрным свиньям породы Уиса1ап осуществлялась с помощью микроприспособлений, обеспечивающих доступ к дерме конструкций 883-34В (комплект игл) или 881-34 (одна игла). Скорость доставки регулировали с помощью гарвардского шприц-насоса и введение осуществляли в течение 1-2,5 мин. На фиг. 6 показана фармакокинетическая доступность СС8Е в плазме крови по результатам твердофазного иммуноферментного анализа (ЕБ18А), специфического для СС8Е. В качестве контроля было осуществлено введение внутривенным и подкожным путями. Обращаясь к фиг. 6, при интрадермальной доставке ударной дозы СС8Е наблюдалось более быстрое поглощение, связанное с доставкой интрадермальным путем. Стах достигается в течение приблизительно 30-90 мин, по сравнению со 120 мин в случае подкожного введения. Биодоступность также резко возрастает (приблизительно в 2 раза), что подтверждается намного большей площадью под кривой (АИС). Циркулирующие уровни СС8Е обнаруживаются в течение длительного периода времени, свидетельствуя о том, что интрадермальная доставка не изменяет свойственного биологического механизма выведения или скорости лекарственного препарата. Эти данные показывают также, что конструкция приспособления оказывает минимальное воздействие на ускоренное поглощение лекарственного препарата из интрадермального пространства. Данные, представленные на фиг. 7, также показывают степень и изменение по времени распространения лейкоцитов, как результат введения СС8Е, относительно отрицательного контроля (без введения СС8Е). Лейкоцитарную формулу определяли стандартными цитометрическими клиническими ветеринарными способами. Доставка интрадермальным путем демонстрирует те же самые клинически значимые биологические результаты. Несмотря на то, что все средства доставки обеспечивают приблизительно равные фармакодинамические результаты, эти данные позволяют предположить, что интрадермальная доставка дает возможность использования половины дозы для достижения такого же физиологического результата, по сравнению с подкожным введением, вследствие приблизительно двукратного увеличения биодоступности.

Пример VII [0071] Эксперимент с введением интрадермальным путем осуществляли с использованием пептидной лекарственной формы: человеческого паратиреоидного гормона 1-34 (РТН). РТН вливали в течение 4 ч с последующим 2 ч выведением. Контрольное подкожное вливание осуществляли через стандартную иглу 31 калибра (0,226 мм), введенную в подкожное пространство латерально коже посредством методики защипа. Интрадермальное вливание осуществляли с помощью микроприспособления, обеспечивающего доступ к дерме конструкции 88В1-30 (игла из нержавеющей стали 30 калибра (0,251 мм), на конце изогнутая под углом 90° таким образом, что доступная длина для проникновения в кожу составляла 1-2 мм). При введении иглы ее выходное отверстие (конец иглы) оказывается в коже на глубине 1,72,0 мм. Раствор РТН (0,64 мг/мл) вливали со скоростью 75 мкл/ч. Расход регулировали с помощью гарвардского шприц-насоса. Нормализованные по весу профили доставки показывают большую площадь под кривой (АИС), свидетельствуя о более высокой биодоступности, более высоких пиковых значениях при более раннем отборе проб (например, 15 и 30 мин), что свидетельствует о более быстром начале действия в случае интрадермальной доставки и быстром снижении после завершения вливания (что также указывает на быстрое поглощение без депо-эффекта).

Пример VIII [0072] На фиг. 8 представлены репрезентативные нормализованные по весу плазменные профили после доставки ударной дозы фрагмина (Етадшш), низкомолекулярного фрагмента гепарина (ЬМ^Н), миниатюрным свиньям породы Уиса1ап при помощи микроприспособлений, обеспечивающих доступ к дерме различных конфигураций. В каждом случае, доставленная доза фрагмина составляла 2500 МЕд (международных единиц) (100 мкл композиции 2500 МЕд/мл). Стандартную доставку подкожным путем осуществляли с помощью стандартной иглы 30 калибра (0,251 мм), введенной латерально в подкожное тканевое пространство посредством методики защипа. Дозировку осуществляли с помощью микроприспособления, обеспечивающего доступ к дерме конструкции 881-34, с иглой длиной 0,5 или 1,0 мм, присоединенной к катетеру. В процессе введения микроигла вводилась на полную открытую длину перпендикулярно поверхности кожи до ограничителя глубины и удерживалась на месте с помощью механического приспособления в течение всего периода инсталляции лекарственного препарата. Инъекция ударной дозы осуществлялась вручную с помощью микроиглы и стеклянного микрошприца в течение 1-2,5 мин. Вычисленные фармакокинетические данные, представленные в табл. 1, показывают увеличение С_шах и снижение Т_шах вследствие доставки с помощью микроприспособления.

- 15 006922

Таблица 1. Вычисленные фармакокинетические данные для низкомолекулярного фрагмента гепарина

Условия	Подкожно	Микроигла (1,0 мм)	Микроигла (0,5 мм)
	Меап*	δϋ	Меап	8ϋ	Меап	δϋ
Блах О)	3,0	3,6	1,0	о,з	0,8	0,3
Стах (МЕД/МЛ)	0,6	0,3	1,1	0,1	1,5	0,3

* Меап - среднее значение; 8Ό - среднее квадратическое отклонение

Профили, полученные с помощью обоих микроигольных приспособлений, были по существу одинаковыми, что свидетельствует о том, что профиль доставки по сути не зависит от конфигурации приспособления, при условии, что упомянутое приспособление обеспечивает соответствующий доступ и доставку лекарственного вещества в пределы дермального тканевого компартмента. Эквивалентные изменения фармакокинетического поглощения могут быть получены посредством использования микроприспособлений, обеспечивающих доступ к дерме других систем, в том числе комплектов, включающих 3 и 6 микроигл с такими же размерами и глубинами введения, что и указанные выше.

Пример IX [0073] На фиг. 9 показаны сравнимые плазменные профили для условий введения ударной дозы фрагмина 1) подкожная инъекция в объеме 100 мкл; общая доза 2500 МЕд; 2) интрадермальная инъекция в объеме 100 мкл; общая доза 2500 МЕд; длина иглы 1,0 мм (881-34) и 3) интрадермальная инъекция в объеме 100 мкл; общая доза 2500 МЕд; длина иглы 0,5 мм (881-34). Во время дозирования экспериментальных животных подбирали по массе в пределах 8,8-12,3 кг. Все плазменные профили были нормализованы по средней массе животных 15,0 кг посредством умножения необработанных данных на массу животных во время дозирования и деления на 15. Однако отдельные плазменные профили не согласовываются в отношении изменчивости доз. Фармакокинетические параметры вычисляются на основе необработанных данных с внесением поправки на уровни дозирования и массу животных. Эти данные показывают сокращение периода времени до момента биодоступности и распределения лекарственного препарата в случае интрадермального введения, по сравнению с введением подкожным путем.

Таблица 2Ь. Вычисленные фармакокинетические данные

1-выведение

Условия:	1	3	4	5	6	7
	Меап «	δϋ	Меап	80	Меап	δϋ	Меап	δϋ	Меап	δϋ	Меап	δϋ
Доза (МЕд/кг)	253,8	23,9	240,0	22,6	229,7	24,0	80,7	4,5	81,1	-	71,4	4,7
^тах (^ч)	3,0	3,6	1,0	0,3	0,8	0,3	1,6	0,8	0,8	-	0,7	0,3
Стах (МЕд/мл)	0,6	0,3	1,1	0,1	1,5	0,3	0,4	0,1	0,7	-	0,6	0,0
11/2ζ (Ч)	9,3	4,9	2,9	0,5	6,5	5,5	7,1	2,2	3,9	-	3,4	0,4
СБ/Р (мл/ч*кг)	31,4	11,3	37,6	3,4	27,2	8,9	21,0	6,0	23,2	-	24,8	8,3
АиС/доза	0,018	-	0,023	-	0,033	-	0,043	-	0,041	-	0,038	-

* Меап - среднее значение; 8Ό - среднее квадратическое отклонение; СБ/Е - выведение лекарственного препарата

- 16 006922

Пример X [0074] На фиг. 9 показаны репрезентативные нормализованные по весу плазменные профили непродолжительного вливания фрагмина ЙМХУН миниатюрным свиньям породы Уиса!ап. Общая доза 2500 МЕд в объеме 200 мкл (концентрация 12500 МЕд/мл) ЬМУН была влита в течение 0,5-2,0 ч. Объемная скорость вливания колебалась в пределах 100-400 мкл/ч. Введение производили с помощью микроприспособления, обеспечивающего доступ к дерме конструкции 883-34, подсоединенного к шприц-насосу для регулирования доставки жидкости. Каждая микроигла комплекта имела открытую длину 1 мм, предназначенную для введения. Для сравнения показана интрадермальная инъекция эквивалентной дозы (100 мкл 2500 МЕд/мл) ЙМХУН в течение периода времени <2 мин с помощью подобного же микроигольного комплекта и введение ударной дозы стандартным подкожным путем. Полученные плазменные профили демонстрируют возможность получения точно регулируемых профилей доставки лекарственного препарата с помощью микроприспособления для интрадермальной доставки. Эти данные показывают, что приспособления для регулирования вливания обеспечивают возможность модулирования фармакокинетических параметров через посредство скорости вливания. По мере снижения объемной скорости вливания, С_тах и Т_тах снижается и увеличивается, соответственно. В пределах экспериментальной ошибки Т_тахдля фрагмина обычно получали при завершении процесса вливания. Результат этого введения посредством непродолжительного вливания показывает возможность доставки общих объемов жидкости, превышающих норму, по сравнению со стандартным интрадермальным введением. (Методика пробы Манту ограничивается приблизительно 100-150 мкл/дозу).

Пример XI [0075] На фиг. 10 показаны репрезентативные нормализованные по весу плазменные профили после доставки фрагмина ЬМУН миниатюрным свиньям породы Уиса1ап посредством медленного вливания. Общая доза 2000 МЕд в объеме 80 мкл (концентрация 25000 МЕд/мл) ЬМУН была влита в течение 5 ч. Объемная скорость вливания составляли 16 мкл/ч. В качестве приспособления для вливания использовали коммерческий инсулиновый насос, подсоединенный к интрадермальному микроприспособлению конструкции 881-34 или к коммерческому катетеру для вливания инсулина. Полученные плазменные профили вновь демонстрируют более быстрое начало действия ЬМУН, введенного посредством вливания с помощью микроприспособления. После удаления катетера через 5 ч, интрадермальная доставка также демонстрирует отсутствие депо-эффекта, о чем свидетельствует немедленное снижение обнаружимой активности в плазме. В противоположность этому, уровни подкожно введенного ЬМУН в плазме достигают максимума лишь через 7 ч, т. е. спустя полных 2 ч после прекращения вливания. Ни один из способов вливания не выходит на стационарный режим в течение эксперимента, но это ранее предсказывалось фармакокинетическим моделированием. Этот пример наглядно демонстрирует, что фармакокинетические преимущества регулируемой интрадермальной доставки доступны при низких скоростях вливания и степени регулирования, которая может быть достигнута в профилях дозирования. Этот конкретный профиль мог бы быть оптимальным для таких лекарственных средств, как ЬМУН, инсулин и т.п., которые требуют низких постоянных циркулирующих основных уровней без высоких максимальных концентраций.

Пример XII [0076] В табл. 3 приведены нормализованные по весу сывороточные уровни 11СН (человеческого соматотропного гормона) после доставки ударной дозы (3,6 МЕд) генотропина (Оепойорш), рекомбинантного человеческого соматотропного гормона, с помощью интрадермальных микроприспособлений и стандартными способами подкожной инъекции. Объем инъекции составлял 100 мкл, концентрация лекарственного препарата составляла 36 МЕд/мл. Использовали микроприспособления, обеспечивающие доступ к дерме конструкции 881-34 и 883-34 с иглами 1 мм открытой длины. Скорость инъекции посредством микроприспособлений как с одной иглой, так и с трехыгольным комплектом, регулировалась на уровне 45 мкл/мин с помощью шприц-насоса при номинальной продолжительности вливания ударной дозы 2,22 мин. Подкожную доставку производили через инсулиновый катетер 27 калибра (0,360 мм) с расходом 1,0 мл/мин при номинальной продолжительности 10 с. Полученные фармакокинетические различия вполне очевидны. Следствием интрадермальной доставки является резко сокращенный 1_тах и значительно увеличенная С_тах. Период полувыведения и биодоступность статистически эквивалентны как для интрадермального, так и для подкожного путей. Введение с помощью микроприспособлений для интрадермального введения одной иглой либо комплектом игл обеспечивает получение эквивалентных фармакокинетических характеристик.

- 17 006922

Таблица 3. Вычисленные фа	рмакокинетические параметры для введения генотропина
Фармакокинетические	Подкожно	Интрадермально;	Интрадермально;
параметры		одна игла	шестиигольный
Доза (МЕд/кг)	0,161±0,01	0,164±0,01	комплект 0,160±0,02
С_тах (мМЕд/л)	158,5±31,0	612,6±187,1	582,1±391,0
1тах (ч)	2,75±0,46	047±0,25	0,63±0,23
ί1/2ζ (ч)	1,19±0,49	2,02±0,48	1,71±0,43
АиС_тР(_ргеа)	920,2±251,7	850,0± 170,0	847,4±332,3
(мМЕд х ч/л) Р(%)	114,6	104,0	101,7

Пример XIII [0077] Обратимся к данным табл. 4, доставка ударной дозы альмотриптана (А1то1пр1ап), соединения, используемого при мигрени, имеющего низкую молекулярную массу и высокую растворимость в воде, с помощью интрадермального микроприспособления и стандартными способами подкожного введения, продемонстрировала статистически эквивалентные фармакокинетические профили. Приведенная ниже таблица показывает вычисленные фармакокинетические параметры, определенные по измеренным сывороточным уровням после введения 3,0 мг альмотриптана. Объем инъекции как при подкожном, так и при интрадермальном введении составлял 100 мкл, концентрация лекарственного препарата составляла 30 мг/мл. Использовались микроприспособления конструкций 883-34 и 886-34; введение осуществляли в течение 2-2,5 мин. Альмотриптан представляет собой низкомолекулярное гидрофильное соединение, не демонстрирующее кажущегося депо-эффекта после подкожной инъекции. Таким образом, различий фармакокинетического поглощения между интрадермальным и подкожным введением не наблюдалось. Это лекарственное вещество может легко распределяться во всем тканевом пространстве для быстрого всасывания при введении любым путем. Однако интрадермальное введение может все же использоваться в качестве дополнительного варианта для снижения неприятных ощущений у пациента, а также для обеспечения легкого и быстрого доступа к соответствующему месту введения.

[0078] Таблица 4. Средние значения (±среднее квадратическое отклонение) фармакокинетических параметров после подкожного и введения

Параметры	Подкожно	Интрадермально (одна игла)	Интрадермально (комплект игл)
АиСо-00 (нг ч/мл)	55,9 (6,04)	53,3 (15,7)	54,6 (14,0)
Выведение (л/ч)	55,1 (5,87)	60,1 (15,3)	58,7 (12,7)
Стах (НГ/МЛ)	61,0 (19,4)	63,6 (26,1)	77,2 (54,2)
йпах (ч)	0,13 (0,05)	0,14 (0,08)	0,16 (0,08)
ζ (ч-¹)	0,36 (0,04)	0,36 (0,08)	0,31 (0,08)
Й/2 (Ч)	1,95 (0,23)	2,03 (0,46)	2,39 (0,64)

[0079] Вышеприведенные примеры и результаты демонстрируют, что способ доставки в соответствии с настоящим изобретением с использованием многоигольных комплектов для интрадермального введения и одноигольных приспособлений для интрадермального введения, обеспечивает более быстрое поглощение с более высокой С_тах, нежели подкожная инъекция.

Интрадермальное поглощение и распределение ни в коей мере не зависят от геометрических параметров приспособлений, использования игл длиной от приблизительно 0,5 мм до приблизительно 1,7 мм, количества игл и расстояния между иглами. Пределов концентрации для биологического всасывания установлено не было и фармакокинетические профили регулировались главным образом скоростью доставки на основе концентрации. Основными ограничениями интрадермального введения являются ограничения по общему объему и объемной скорости вливания для инсталляции без истечения экзогенных веществ в плотный тканевый компартмент. Поскольку всасывание лекарственных препаратов из интрадермального пространства, как кажется, нечувствительно ни к конструкции приспособлений, ни к объемной скорости вливания, для преодоления этих ограничений и обеспечения необходимых либо желательных терапевтических профилей могут использоваться многочисленные комбинации композиций/приспособлений. Например, схему введения лекарственного препарата с ограничением объема можно обойти посредством использования более концентрированных композиций либо увеличением общего числа мест инсталляции. Кроме того, эффективное регулирование фармакокинетических параметров обеспечивается посредством манипулирования скоростью вливания или введения веществ.

- 18 006922 [0080] В целом, интрадермальная доставка, судя по способам, раскрытым в настоящем описании, с помощью микроигольных приспособлений, обеспечивающих доступ к дерме, является легкодоступным и воспроизводимым путем парентеральной доставки с высокой биодоступностью, а также со способностью модулирования плазменных профилей путем регулирования параметров вливания приспособления, поскольку скорость поглощения не ограничивается биологическими параметрами поглощения.

[0081] В ранее описанных примерах способы практического осуществления настоящего изобретения демонстрируют способность доставки лекарственного препарата ίη νίνο со значительно улучшенными фармакологически приемлемыми скоростями. Эти данные свидетельствуют о возможном улучшении фармакологических результатов при интрадермальном введении людям других лекарственных препаратов в соответствии со способами, соответствующими настоящему изобретению.

Claims

1. Применение агониста рецептора допамина или низкомолекулярного гепарина для получения фармацевтической композиции, предназначенной для введения ее ударной дозы в дерму млекопитающего, причем введение ударной дозы упомянутой композиции вызывает лучшее системное всасывание агониста рецептора допамина или низкомолекулярного гепарина по сравнению с системным всасыванием, которое бы имело место при подкожном инъецировании ударной дозы агониста рецептора допамина или низкомолекулярного гепарина.

2. Применение по п.1, причем упомянутая композиция содержит гепарин, представляющий собой далтепарин.

3. Применение соматотропного гормона для получения фармацевтической композиции, предназначенной для введения ее ударной дозы в дерму млекопитающего, причем введение ударной дозы упомянутой композиции вызывает лучшее системное всасывание соматотропного гормона по сравнению с системным всасыванием, которое бы имело место при подкожном инъецировании ударной дозы соматотропного гормона.

4. Применение по п.3, причем отношение величины Стах, достигаемой при введении в дерму, к величине С_тах, которая была бы достигнута при подкожном инъецировании, составляет по меньшей мере приблизительно 2,2.

5. Применение по п.3 или 4, причем величина !_тах, соответствующая введению в дерму, составляет не более чем 38% от величины 1_т,_|х. которая имела бы место при подкожном инъецировании.

6. Применение по любому из пп.1-5, причем введение осуществляется посредством инъекции через как минимум одну полую иглу посредством электропорации либо посредством термопорации.

7. Применение по любому из пп.1-6, причем упомянутая композиция имеет форму наночастиц.

8. Приспособление для введения млекопитающему соматотропного гормона, низкомолекулярного гепарина или агониста рецептора допамина, выполненное с возможностью избирательного введения в дерму композиции, содержащей соматотропный гормон, низкомолекулярный гепарин или агонист рецептора допамина, с обеспечением системного всасывания упомянутой композиции, и включающее в себя систему электропорационного инъецирования либо систему термопорационного инъецирования.

9. Приспособление по п.8, отличающееся тем, что введение представляет собой инъекцию ударной дозы.

10. Приспособление по п.8 или 9, причем упомянутая композиция имеет форму наночастиц.

11. Приспособление по любому из пп.8-10, причем упомянутая композиция содержит гепарин, представляющий собой далтепарин.

12. Набор для введения в дерму млекопитающего ударной дозы агониста рецептора допамина или низкомолекулярного гепарина, включающий в себя композицию, содержащую гепарин или агонист рецептора допамина, причем введение ударной дозы упомянутой композиции вызывает лучшее системное всасывание агониста рецептора допамина или гепарина по сравнению с системным всасыванием, которое бы имело место при подкожном инъецировании ударной дозы агониста рецептора допамина или гепарина;

а также приспособление для введения млекопитающему упомянутой композиции, выполненное с возможностью избирательного введения этой композиции в дерму с обеспечением системного всасывания гепарина или агониста рецептора допамина.

13. Набор по п.12, причем упомянутая композиция содержит гепарин, представляющий собой далтепарин.

14. Набор для введения в дерму млекопитающего ударной дозы соматотропного гормона, включающий в себя:

композицию, содержащую соматотропный гормон, причем введение ударной дозы упомянутой композиции вызывает лучшее системное всасывание соматотропного гормона по сравнению с системным всасыванием, которое бы имело место при подкожном инъецировании ударной дозы соматотропного гормона;

- 19 006922 а также приспособление для введения млекопитающему упомянутой композиции, выполненное с возможностью избирательного введения этой композиции в дерму с обеспечением системного всасывания соматотропного гормона.

15. Набор по п.14, причем отношение величины С_тах, достигаемой при введении в дерму, к величине С_тах, которая была бы достигнута при подкожном инъецировании, составляет по меньшей мере приблизительно 2,2.

16. Набор по п.14 или 15, причем величина 1_тах, соответствующая введению в дерму, составляет не более чем 38% от величины 1_тах, которая имела бы место при подкожном инъецировании.

17. Набор по любому из пп.12-16, причем введение осуществляется посредством инъекции через как минимум одну полую иглу, посредством электропорации либо посредством термопорации.

18. Набор по п.17, причем упомянутая как минимум одна полая игла представляет собой комплект микроигл.

19. Набор по любому из пп.12-18, причем упомянутая композиция имеет форму наночастиц.