ES2625260T5 - Formulaciones de polvo seco y métodos para el tratamiento de enfermedades pulmonares - Google Patents

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Description

DESCRIPCIÓN
Formulaciones de polvo seco y métodos para el tratamiento de enfermedades pulmonares
La administración pulmonar de agentes terapéuticos puede ofrecer varias ventajas con respecto a otras formas de administración. Estas ventajas incluyen acción rápida, la conveniencia de auto-administración por el paciente, el potencial para presentar menos efectos secundarios del fármaco, facilidad de administración por medio de inhalación, la eliminación de agujas y similares. La terapia de inhalación es apta para proporcionar un sistema de administración del fármaco que resulte fácil de usar en una situación de paciente hospitalizado o ambulatorio, da lugar a un comienzo muy rápido de la acción del fármaco y produce efectos secundarios mínimos.
Se usan inhaladores dosificadores (MDI) para la administración de agentes terapéuticos al tracto respiratorio. De manera general, los MDI resultan apropiados para administrar agentes terapéuticos que se pueden formular como partículas sólidas secas y respirables en un líquido volátil bajo presión. La apertura de una válvula libera la suspensión a velocidad relativamente elevada. Posteriormente, el líquido se volatiliza, dejando atrás un aerosol de movimiento rápido de partículas secas que contienen el agente terapéutico. Los MDI son fiables para la administración de fármacos únicamente en vías respiratorias de tamaño medio para el tratamiento de enfermedades respiratorias. Sin embargo, es en las vías respiratorias de tamaño pequeño (es decir, los bronquiolos y alvéolos) donde se produce con frecuencia la manifestación de enfermedades pulmonares tales como asma e infecciones.
La administración de aerosol líquido es una de las formas más antiguas de administración de fármacos a los pulmones. Normalmente, los aerosoles líquidos se crean por medio de un nebulizador de chorro de aire, que libera aire comprimido por un pequeño orificio a velocidad elevada, dando lugar a una baja presión en la zona de salida debido al efecto de Bernoulli. Véase, por ejemplo, la patente de EE.UU. N.° 5.511.726. La baja presión se usa para extraer el líquido objeto de formación de aerosol de un segundo tubo. Este líquido se rompe en pequeñas gotitas a medida que experimenta aceleración en la corriente de aire. Las desventajas de este diseño de nebulizador convencional incluyen un tamaño de gotitas de aerosol líquido principal relativamente grande que con frecuencia requiere el impacto de la gotita principal sobre un deflector para generar gotitas de salpicadura secundarias de tamaño respirable, pérdida de uniformidad del tamaño de gotitas del aerosol líquido, recirculación importante de la disolución de fármaco en bruto y bajas densidades de gotitas de aerosol líquido respirable pequeñas en el aire inhalado.
Los nebulizadores ultrasónicos usan discos piezoeléctricos planos o cóncavos sumergidos bajo un depósito de líquido para resonar la superficie del depósito de líquido, formando un cono líquido que arroja partículas de aerosol desde su superficie (documentos de EE.UU. 2006/0249144 y EE.UU. 5.551.416). Dado que no se requiere flujo de aire en el proceso de formación de aerosol, se pueden conseguir concentraciones elevadas de aerosol, no obstante los componentes piezoeléctricos son relativamente caros de producir y son ineficaces en las suspensiones formadoras de aerosol, que requieren que el fármaco activo se disuelva a bajas concentraciones en agua o en soluciones salinas. Las nuevas tecnologías de aerosol líquido implican generar partículas secas respirables líquidas más pequeñas y más uniformes haciendo pasar el líquido objeto de formación de aerosol a través de orificios de tamaño micrométrico. Véase, por ejemplo, la patente de EE.UU. N.° 6.131.570, la patente de EE.UU. N.° 5.724.957 y la patente de EE.UU. N.° 6.098.620. Las desventajas de esta técnica incluyen los componentes de malla finos y piezoeléctricos relativamente caros así como la formación de incrustaciones en los orificios, a partir de sales residuales y de suspensiones de sólidos.
Históricamente, la inhalación de polvo seco se ha basado en la mezcla de lactosa para permitir la dosis de partículas que son suficientemente pequeñas para ser inhaladas, pero que no se pueden dispersar lo suficiente por sí mismas. Se sabe que este proceso resulta ineficaz y no funciona para algunos fármacos. Algunos grupos han intentado mejorar estos inconvenientes desarrollando formulaciones de inhalador de polvo seco (DPI) que se pueden respirar y dispersar y que de este modo no requieren mezcla de lactosa. Se describen formulaciones en forma de polvo seco para terapia de inhalación, por ejemplo, en la patente de EE.UU. N.° 5.993.805 de Sutton et al.; patente de EE.UU. N.° 6.921.527 de Platz et al.; documento WO 0000176 de Robinson et al.; documento WO 9916419 de Tarara et al.; documento WO 0000215 de Bot et al; patente de EE.UU. N.° 5.855.913 de Hanes et al; y patentes de EE.UU. N.° 6.136.295 y 5.874.064 de Edwards et al.
La aplicación clínica amplia de la administración por inhalación de polvo seco se ha visto limitada por dificultades a la hora de generar polvos secos de tamaño de partícula apropiado, densidad de partícula y capacidad de dispersión, a la hora de almacenar el polvo en estado seco y a la hora de desarrollar un dispositivo manual conveniente que disperse de manera eficaz las partículas secas respirables objeto de inhalación en el aire. Además, el tamaño de partícula de los polvos secos para administración por inhalación se encuentra limitado de manera inherente por el hecho de que las partículas secas respirables de tamaño pequeño son más difíciles de dispersar en el aire. Las formulaciones de polvo seco, a la vez que ofrecen ventajas con respecto a formas de dosis líquidas incómodas y formulaciones accionadas por propulsor, son susceptibles de agregación y de baja fluidez lo que disminuye de forma considerable la capacidad de dispersión y la eficacia de las terapias por inhalación basadas en polvo. Por ejemplo, se sabe que las interacciones de Van der Waals interparticulares y los efectos de condensación capilar contribuyen a la agregación de las partículas secas. Hickey, A. et al., “Factors Influencing the Dispersion of Dry Powders as Aerosols”, Pharmaceutical Technology, Agosto, 1994.
Con el fin de superar las fuerzas adhesivas interparticulares, Batycky et al., en la patente de EE.UU. N.° 7.182.961 muestra la producción de las denominadas “partículas respirables aerodinámicamente ligeras” que presentan un diámetro geométrico de volumen mediano (VMGD) mayor de 5 micrómetros (|jm) medido usando un instrumento de difracción por láser tal como HELOS (fabricado por Sympatec, Princeton, N.J.). Véase Batycky et al., columna 7, líneas 42-65. Otro enfoque para mejorar la capacidad de dispersión de las partículas respirables de tamaño de partícula promedio menor de 10 jm, implica la adición de un polipéptido soluble en agua o la adición de excipientes adecuados (incluyendo excipientes de aminoácidos tales como leucina) en una cantidad de 50 % a 99,9 % en peso de la composición total. Eljamal et al., patente de EE.UU. N.° 6.582.729, columna 4, líneas 12-19 y columna 5, línea 55 hasta columna 6, línea 31. No obstante, este enfoque reduce la cantidad de agente activo que se puede administrar usando una cantidad fija de polvo. Por tanto, se requiere una mayor cantidad de polvo seco para lograr los resultados terapéuticos deseados, por ejemplo, se pueden requerir inhalaciones múltiples y/o administración frecuente. Otros enfoques implican el uso de dispositivos que aplican fuerzas mecánicas, tales como presión a partir de gases comprimidos, a las partículas pequeñas para romper la adhesión interparticular durante o justo antes de la administración. Véase, por ejemplo las patentes de EE.UU. N.° 7.601.336 de Lewis et al., 6.737.044 de Dickinson et al., 6.546.928 de Ashurst et al. o las solicitudes de patente de EE.UU. 20090208582 de Johnson et al.
Otra limitación que comparten cada uno de los métodos anteriores es que los aerosoles producidos normalmente incluyen cantidades considerables de excipientes inertes, disolventes, emulsionantes, propulsores y otros materiales no farmacológicos. En general, se requieren grandes cantidades de material no farmacológico para la formación eficaz de partículas secas respirables suficientemente pequeñas para administración alveolar (por ejemplo, menores de 5 micrómetros y preferentemente menores de 3 micrómetros). No obstante, estas cantidades de materiales no farmacológicos también sirven para reducir la pureza y la cantidad de sustancia farmacológica activa que se puede administrar. De este modo, estos métodos siguen siendo incapaces de introducir grandes dosificaciones de fármaco activo de manera precisa en un paciente para administración sistémica.
El documento WO 01/13892 A2 describe la formulación para secar por pulverización partículas porosas grandes. El documento WO 2006/125153 A2 describe formulaciones para alterar las propiedades biofísicas del revestimiento mucoso.
Por tanto, todavía es necesaria la formación de aerosoles de tamaño de partícula pequeño que sean altamente dispersables. Además, se requieren métodos que produzcan aerosoles que comprenden cantidades mayores de fármaco y cantidades menores de material no farmacológico. Finalmente, se necesita un método que permita administrar a un paciente una dosis unitaria de forma rápida con una o dos inspiraciones de pequeño volumen.
La invención se refiere a polvos secos respirables formados por partículas secas que contienen un catión de metal divalente, calcio (Ca2+), como principio activo, y a polvos secos que contienen partículas respirables. La invención también se refiere a polvos secos que contienen partículas secas respirables que contienen uno o más cationes monovalentes (tales como Na+). El principio activo (ion de calcio) se encuentra presente en los polvos secos y en las partículas secas en forma de una o más sales, que de manera independiente pueden ser cristalinas, amorfas o una combinación de cristalinas y amorfas. Los polvos secos y las partículas secas pueden incluir de manera opcional sales monovalentes adicionales (por ejemplo, sales de sodio) o agentes activos terapéuticamente. En un aspecto, las partículas secas respirables pueden ser pequeñas y altamente dispersables. De manera opcional, el MMAD de las partículas puede estar entre 0,5 y 10 micrómetros, más preferentemente entre 1 y 5 micrómetros.
Los polvos secos respirables presentan una mediana en volumen de diámetro geométrico (VMGD) de aproximadamente 5 micrómetros o menos y una proporción de capacidad de dispersión [proporción de VMGD medido a una presión de dispersión de 100 kPa (1 bar) con respecto a VMGD medido a 400 kPa (4 bar)] (100/400 kPa (1/4 bar)) menor de aproximadamente 1,5 medido por medio de difracción por láser (sistema RODOS/HELOS) y contienen una sal de calcio; que proporciona un catión de metal divalente en una cantidad de aproximadamente 5 % o más en peso del polvo seco. Los polvos secos respirables pueden además comprender una sal monovalente que proporciona un catión monovalente, tal como Na+, en una cantidad de aproximadamente 6 % o más en peso de los polvos.
Los polvos secos respirables pueden presentar una Fracción de Partículas Finas (FPF) de menos de 5,6 micrómetros de al menos 45 %, FPF de menos de 3,4 micrómetros de al menos 30 % y/o FPF de menos de 5,0 micrómetros de al menos 45 %. De manera alternativa o además, los polvos secos respirables pueden presentar una mediana en masa del diámetro aerodinámico (MMAD) de aproximadamente 5 micrómetros o menos. La proporción de peso molecular de catión de metal divalente con respecto a sal de catión de metal divalente presente en las partículas de polvo respirable puede ser mayor de aproximadamente 0,1 y/o mayor de aproximadamente 0,16.
Las composiciones de polvos secos respirables incluyen un excipiente aceptable farmacéuticamente, que comprende leucina, maltodextrina o manitol, que está presente en una cantidad de aproximadamente 50 % o menos en peso, preferentemente en una cantidad de aproximadamente 20 % o menos en peso.
La sal de catión de metal divalente presente en los polvos secos respirables es una sal de calcio, que es lactato de calcio, sulfato de calcio, citrato de calcio o cualquiera de sus combinaciones. La sal monovalente que se encuentra presente de manera opcional en la partícula seca respirable puede ser una sal de sodio, una sal de litio, una sal de potasio o cualquiera de sus combinaciones.
En determinados aspectos, el polvo seco respirable contiene una sal de catión de metal divalente y una sal monovalente, y contiene una fase amorfa de catión de metal divalente y una fase cristalina de sal monovalente. La temperatura de transición vitrea de la fase amorfa puede ser de al menos aproximadamente 120 °C. Estas partículas secas respirables contienen un excipiente, que comprende leucina, maltodextrina o manitol, que puede ser amorfo, cristalino o una mezcla de formas. Las partículas secas respirables pueden presentar un calor de disolución entre aproximadamente -10 Kcal/mol y 10 Kcal/mol.
Preferentemente, la sal de catión de metal divalente es sal de calcio y la sal de catión monovalente es sal de sodio. La sal de calcio puede ser citrato de calcio, lactato de calcio, sulfato de calcio o cualquiera de sus combinaciones, y la sal de sodio puede ser cloruro de sodio.
En otros aspectos, el polvo seco respirable contiene una sal de metal divalente que proporciona un catión en una cantidad de aproximadamente 5 % o más en peso del polvo seco, presentando el polvo seco respirable una Proporción de Hausner mayor que 1,5 y 100/400 kPa (1/4 bar) o 50/400 kPa (0,5/4 bar) de 2 o menos.
La invención también se refiere a un polvo seco respirable que contiene partículas secas respirables que contienen citrato de calcio o sulfato de calcio, y que se preparan usando un proceso que incluye a) proporcionar una primera materia prima líquida que comprende una solución acuosa de cloruro de calcio y una segunda materia prima líquida que comprende una solución acuosa de sulfato de sodio o citrato de sodio; b) mezclar la primera materia prima líquida y la segunda materia prima líquida para producir una mezcla en la que tiene lugar una reacción de intercambio aniónico para producir una solución saturada o sobresaturada que comprende sulfato de calcio y cloruro de sodio, o citrato de calcio y cloruro de sodio; y c) secar por pulverización la disolución saturada o sobresaturada producida en b) para producir partículas secas respirables. La mezcla de b) puede ser mezcla discontinua o mezcla estática.
La invención también se refiere al uso del polvo seco respirable para tratar una enfermedad respiratoria, tal como asma, hipersensibilidad de las vías respiratorias, alergia estacional, bronquiectasia, bronquitis crónica, enfisema, enfermedad pulmonar obstructiva crónica, fibrosis quística y similares, donde el polvo seco se administra al tracto respiratorio de un sujeto que lo necesite. La invención también se refiere al uso del polvo seco respirable para el tratamiento o la prevención de exacerbaciones agudas de enfermedades pulmonares crónicas, tales como asma, hipersensibilidad de las vías respiratorias, alergia estacional, bronquiectasia, bronquitis crónica, enfisema, enfermedad pulmonar obstructiva crónica, fibrosis quística y similares, donde el polvo seco se administra al tracto respiratorio de un sujeto que lo necesita.
La invención también se refiere al uso del polvo seco respirable en el tratamiento, prevención y/o reducción del contagio de una enfermedad infecciosa del tracto respiratorio, donde el polvo seco respirable se administra al tracto respiratorio de un sujeto que lo necesita.
Las Figs. 1A-1F son tablas que muestran las propiedades de polvos secos preparados a partir de las Formulaciones de materia prima I, II, III y IV descritas en los Ejemplos 1-3 y 14. La Figura 1A incluye parámetros de secado por pulverización usados para el secado por pulverización de los polvos. La Figura 1B muestra los resultados de HPLC para el contenido en porcentaje del ion calcio de los polvos, incluyendo los resultados de densidad las densidades aparente y aparente tras vibración y los resultados de Karl Fischer para el contenido de agua en porcentaje de los polvos. La Figura 1C muestra los datos de fracción de partículas finas (FPF) y la masa en porcentaje de polvos recogidos usando un Impactador en Cascada de Andersen de dos etapas (ACI-2). La Figura 1D muestra los datos de fracción de partículas finas (FPF) y la masa de polvos en porcentaje recogida usando un Impactador en Cascada de Andersen de ocho etapas (ACI-8). La Figura 1E muestra los datos de mediana en masa de diámetro aerodinámico (MMAD) y FPF (basado en la dosis total y la dosis recuperada). La Figura 1F muestra los datos de mediana en volumen de diámetro geométrico (DV50), desviación típica geométrica (GSD) y volumen en porcentaje menor de 5,0 micrómetros (V <5,0 |jm) medido por medio de un instrumento Spraytec y distribución de tamaño de partícula geométrica o volumétrica (que también se denomina VMGD, x50/dg o x50), GSD e información de 100/400 kPa (1/4 bar) y 50/400 kPa (0,5/4 bar) medida por medio de HELOS con un instrumento de unión RODOS.
La Figura 2 es una gráfica que muestra una comparación entre las densidades medias aparente y aparente tras vibración para partículas preparadas a partir de Formulaciones de materia prima I, II y III y un placebo.
La Figura 3 es una gráfica que muestra una comparación entre las partículas (preparadas a partir de Formulaciones de materia prima I-III y un placebo) a diferentes presiones de dispersión (regulador) para la mediana en volumen del diámetro geométrico (x50) usando un instrumento de difracción por láser (HELOS y RODOS).
La Figura 4 es una gráfica que muestra una comparación entre las partículas preparadas a partir de Formulaciones de materia prima I (identificada como PUR111 (Citrato)), II (identificada como PUR113 (Lactato)) y III (identificada como PUR112 (Sulfato)) y un placebo para el FPF promedio obtenido por medio de ACI-2 y ACI-8.
La Fig 5A-D son microfotografías electrónicas de la Formulación I (Fig. 5A); Formulación II (Fig. 5B); Formulación III (Fig. 5C); y Formulación XIV (Fig. 5D).
Las Figs. 6A-6B son una tabla que muestra las propiedades de polvos secos preparados por medio de Formulaciones de materia prima 6.1-6.9. La Formulación 6.1 de la Figura 5 corresponde a la Formulación II-B del Ejemplo 2. La Formulación 6.4 de la Figura 5 corresponde a la Formulación I-B del Ejemplo 1. La Formulación 6.7 de la Figura 5 corresponde a la Formulación III-B del Ejemplo 3. Las abreviaturas del encabezado de tabla se describen en otra parte de la memoria descriptiva. En la Figura 5, todos los polvos se prepararon usando un dispositivo de secado por pulverización de Büchi.
La Fig. 7 es un esquema del modelo de penetración.
La Fig. 8A es una gráfica que muestra los resultados del modelo de penetración bacteriana con exposición a los polvos secos. El polvo que contenía sulfato de calcio (dosis administrada de 4,5 ug de Ca/cm2) redujo el movimiento bacteriano a través del mimético de alginato de sodio. iii. La Fig. 8B es una gráfica que muestra los resultados del modelo de penetración bacteriana con exposición a los polvos secos. Los polvos secos de sal de calcio, preparados a partir de las formulaciones de materia prima A-E sometidos a ensayo contenían 0 ug, 4,3 ug, 6,4 ug o 10 ug de calcio. Los polvos que contenían sulfato de calcio (dosis de administración de 4,3 ug de Ca/cm2), acetato de calcio (dosis de administración de 10 ug de Ca/cm2) y lactato de calcio (dosis de administración de 6,4 ug de Ca/cm2) redujeron el movimiento bacteriano a través del mimético de alginato de sodio.
La Fig. 9 es una gráfica que muestra el efecto de los polvos secos respirables, preparados a partir de formulaciones de materia prima 10-1 a 10-4 del Ejemplo 10A, sobre infección por Gripe A/WSN/33 (H1N1) de manera dependiente de la dosis.
La Fig. 10 es una gráfica que muestra el efecto dependiente de polvos secos respirables preparados para el Ejemplo 10B sobre infección por Gripe A/Panama/99/2007 (H3N2) de manera dependiente de la dosis.
Las Figs. 11-A-D son gráficas que muestran que las formulaciones de polvos secos formadas por sales de calcio y cloruro de sodio reducen la gravedad de la gripe en hurones. La Fig. 11A muestra los cambios de temperatura corporal de hurones tratados con un polvo de citrato de calcio en comparación con animales de control. La Fig. 11B muestra los cambios de temperatura corporal de hurones tratados con polvo de sulfato de calcio en comparación con animales de control. La Fig. 11C muestra los cambios de temperatura corporal de hurones tratados con polvo de lactato de calcio en comparación con animales de control. La Fig. 11D muestra el cambio de temperatura corporal desde la medida inicial para cada animal usando el área bajo la curva durante todo el estudio (d0-d10). Los datos representan el valor de la media ± ETM para cada grupo (p = 0,09 para el control de leucina y el grupo de lactato por medio de prueba de T de Student).
La Fig. 12 es una gráfica que muestra que las formulaciones de polvo seco que consisten en diferentes excipientes (manitol, maltodextrina) con lactato de calcio y cloruro de sodio redujeron el valor de gripe a concentraciones más elevadas que el polvo de la Formulación III solo.
Las Figs. 13A-C son gráficas que muestran que las formulaciones de polvo seco de calcio varían en cuanto a su eficacia frente a diferentes patógenos víricos. Se usaron células Calu-3 no expuestas a formulación alguna como control y se compararon con células Calu-3 expuestas a la Formulación I, la Formulación II y la Formulación III. Se cuantificó la concentración de virus liberado por las células expuestas a cada una de las formulaciones de aerosol. Los símbolos representan la media y la desviación típica de los pocillos por duplicado para cada ensayo. La Fig. 14 es una gráfica que muestra la dosis emitida del polvo de la Formulación III en tres pesos de llenado de cápsula diferentes (25 mg, 60 mg, 75 mg) a diferentes energías de inhalación.
La Fig. 15 es una gráfica que muestra la distribución de tamaño de partícula de polvos de lactato de calcio (Formulación II) emitidos a partir de diferentes inhaladores, que se caracterizan por la mediana en volumen del diámetro (Dv50) y representado frente a la energía de inhalación aplicada. Los valores uniformes de Dv50 a valores de energía decrecientes indican que el polvo se dispersa bien ya que una energía adicional no da lugar a una desaglomeración adicional del polvo emitido.
La Fig. 16 muestra un patrón de XRPD de alta resolución del polvo de la Formulación I. Este patrón muestra que el polvo de la Formulación I consiste en una combinación de cloruro de calcio cristalino y citrato de calcio amorfo o levemente cristalino y fase potencialmente rica en cloruro de calcio.
La Fig. 17 muestra una comparación de los patrones de XRPD para el polvo de la Formulación I con reflejos cristalinos de NaCl.
La Fig. 18 muestra una superposición del termograma DSC con ciclado de temperatura de la Formulación I. Se observó una temperatura de transición vitrea de aproximadamente 167 °C por medio de DSC cíclico para la fase rica en calcio amorfo.
La Fig. 19 muestra un patrón de XRPD de alta resolución del polvo de la Formulación III. Este patrón muestra que el polvo de la Formulación II consiste en una combinación de cloruro de sodio cristalino y lactato de calcio amorfo o levemente cristalino y fase potencialmente rica en cloruro de sodio.
La Fig. 20 muestra una comparación de los patrones de XRPD del polvo de la Formulación III con reflejo cristalino de NaCl.
La Fig. 21 muestra una superposición del termograma DSC con ciclado de temperatura de la Formulación III. Se observó una temperatura de transición vitrea de aproximadamente 114 °C por medio de DSC cíclico para la fase rica en calcio amorfo.
La Fig. 22 muestra un patrón de XRPD de alta resolución del polvo de la Formulación XIV.
La Fig. 23 muestra una comparación de patrones de XRPD del polvo de la Formulación XIV con reflejo cristalino de NaCl.
La Fig. 24 muestra una superposición del termograma DSC con ciclado de temperatura de la Formulación XIV. Se observó una temperatura de transición vitrea de aproximadamente 134 °C por medio de DSC cíclico para la fase rica en calcio amorfo.
La Fig. 25A muestra un patrón de XRPD de alta resolución del polvo de la Formulación III. Este patrón muestra que la Formulación III presenta cierto grado de contenido de sal de calcio cristalina (sulfato de calcio) presente, además del cloruro de sodio cristalino. La Fig. 25B muestra una comparación de los patrones de XRPD para el polvo de la Formulación III con reflejo cristalino de NaCl.
La Fig. 26 muestra una superposición del termograma DSC con ciclado de temperatura de la Formulación III. Se observó una temperatura de transición vitrea de aproximadamente 159 °C por medio de DSC cíclico para la fase rica en calcio amorfo.
La Fig. 27A-H son espectros de RAMAN. La Fig. 27A muestra el espectro de RAMAN de seis partículas a partir de la muestra de la Formulación I, y se muestran en superposición. La Fig. 27B muestra el espectro 389575-6 que tiene resta de fondo y se encuentra superpuesto con el espectro de Raman de citrato de calcio tetrahidratado, citrato de sodio y leucina. La Fig. 27C muestra el espectro de RAMAN para ocho partículas de la muestra de la Formulación III y se muestra en superposición. La Fig. 27D muestra el espectro 388369-4 que tiene resta de fondo y se encuentra superpuesto con el espectro de Raman de sulfato de calcio, sulfato de calcio dihidratado, sulfato de sodio anhidro y leucina. La Fig. 27E muestra el espectro de RAMAN para doce partículas de la muestra de la Formulación II y se muestra en superposición. La Fig. 27F muestra los espectros 389576-7 y 389576-12 que tienen resta de fondo y se encuentran superpuestos con el espectro de Raman de lactato de calcio pentahidratado y leucina. La Fig. 27G muestra el espectro de RAMAN para doce partículas de la muestra de la Formulación XIV y se muestra en superposición. La Fig. 27H muestra el espectro 389577-9 que tiene resta de fondo y se encuentra superpuesto con el espectro de Raman de lactato de calcio pentahidratado.
La Fig. 28 es una gráfica que muestra los resultados de tamaño de partícula en volumen para polvos secos por pulverización de la Formulación III (sulfato de calcio) preparados a partir de materias primas líquidas pre-mezcladas y mezcladas de forma estática con concentraciones crecientes de sólidos. La distribución de tamaño de partícula se amplía (GSD creciente) y la mediana del tamaño de partícula en volumen aumenta considerablemente (x50) con concentraciones crecientes de sólidos en materias primas pre-mezcladas. La distribución del tamaño de partícula permanece constante con una concentración creciente de sólidos en materias primas con mezcla estática, mientras que la mediana del tamaño de partícula en volumen aumenta ligeramente, como cabe esperar con concentraciones crecientes de sólidos.
La Fig. 29 es una gráfica que muestra los resultados de distribución de tamaño de partícula en volumen para polvos secos por pulverización de la Formulación III (sulfato de calcio) preparados a partir de materias primas líquidas pre-mezcladas y mezcladas de forma estática con concentraciones crecientes de sólidos. La distribución del tamaño de partícula se amplía con una concentración creciente de sólidos en materias primas pre-mezcladas y permanece estrecha con una concentración creciente de sólidos en materias primas de mezcla estática.
Triángulos 5 g/l, mezcla estática; cuadrados, 5 g/l, premezcla; rombos, 30 g/l, mezcla estática; círculos 30 g/l, premezcla.
La Fig. 30 es una gráfica que muestra los resultados de caracterización de aerosol para polvos secos por pulverización de la Formulación III (sulfato de calcio) preparados a partir de materias primas líquidas premezcladas y mezcladas de forma estática con concentraciones crecientes de sólidos.
La Fig. 31A-B son gráficas que muestran el cambio en la fracción de partículas finas (FPF) de las formulaciones Formulación I (citrato de calcio), Formulación II (lactato de calcio) y Formulación III (sulfato de calcio) durante el ensayo de estabilidad durante uso en condiciones extremas. La gráfica compara el cambio en FPF (dosis total) <5,6 micrómetros (%) frente al tiempo transcurrido en la cámara en condiciones extremas de temperatura y humedad (30 °C, 75 % HR). Los valores de la leyenda indican el valor real a tiempo cero. Los gráficos muestran la fluctuación en función del cambio en comparación con el tiempo cero. La Fig. 31B es una gráfica que muestra el cambio en el tamaño de partícula en volumen de la Formulación I (citrato de calcio), Formulación II (lactato de calcio) y Formulación III (sulfato de calcio) durante el ensayo de estabilidad durante uso en condiciones extremas. La gráfica compara el cambio en la mediana de tamaño de partícula en volumen frente al tiempo trascurrido en la cámara en condiciones extremas de temperatura y humedad (30 °C y 75 % HR). Los valores de la leyenda indican el valor real a tiempo cero. Las gráficas muestran la fluctuación como función del cambio en comparación con el tiempo cero. La Fig. 31 C,D muestran datos similares para un segundo grupo de formulaciones secadas por pulverización formadas por un polvo de control de cloruro de calcio:cloruro de sodio:leucina y polvos de lactato de calcio:cloruro de sodio que contenían 10 % de (i) lactosa, (ii) manitol o (iii) maltodextrina como excipientes. La Fig. 31C compara los cambios en FPF (dosis total) < 5,6 micrómetros (%) frente al tiempo trascurrido en la cámara para el segundo grupo de polvos en condiciones extremas de temperatura y humedad (30 °C, 75 % de HR). Los valores de la leyenda indican el valor real a tiempo cero. Los gráficos muestran la fluctuación en función del cambio en comparación con el tiempo cero. La Fig. 31D es una gráfica que muestra los cambios en los tamaños de partícula en volumen del segundo grupo de polvos durante el ensayo de estabilidad durante uso en condiciones extremas. El gráfico compara el cambio en la mediana de tamaño de partícula en volumen frente al tiempo trascurrido en la cámara en condiciones extremas de temperatura y humedad (30 °C, 75 % HR). Los valores de la leyenda indican el valor real a tiempo cero. Las gráficas muestran la fluctuación en función del cambio en comparación con el tiempo cero.
La Fig. 32 es una gráfica que muestra la estabilidad del polvo para un intervalo de polvos diferentes, medida por medio de tamaño de partícula en volumen tras exposición a condiciones de ~40 % de HR durante una semana. La Fig. 33 es una gráfica que muestra el tamaño de partícula en volumen tras exposición a condiciones de ~40 % HR para un intervalo de polvos diferentes durante una semana. Esta figura es idéntica a la Fig. 32, con la excepción de que se retiró el cloruro para permitir un mejor detalle.
La Fig. 34 es una gráfica que muestra un termograma TGA representativo para la Formulación I.
La Fig. 35 es una gráfica que muestra calores de disolución obtenidos tras disolver las Formulaciones I a III. Las formulaciones I a III dieron lugar a calores de solución significativamente menores en comparación tanto con el cloruro de calcio dihidratado en bruto como con el polvo de control de cloruro de calcio:cloruro de sodio:leucina. La Fig. 36 es una gráfica que muestra los resultados de un estudio in vivo con neumonía. Los animales tratados con la Formulación III (sulfato de calcio) exhibieron valores bacterianos 5 veces menores, los animales tratados con la Formulación I (citrato de calcio) exhibieron valores bacterianos 10,4 veces menores y los animales tratados con la Formulación II (lactato de calcio) exhibieron valores bacterianos 5,9 veces menores.
La Fig. 37 es una tabla que muestra la composición de formulaciones ejemplares de polvos secos.
La presente invención se refiere, en parte, a polvos secos respirables que administran un catión de metal divalente, que es calcio, como principio activo. La invención también se refiere a polvos secos que contienen las partículas secas respirables que contienen uno o más cationes monovalentes (tales como Na+).
En un aspecto, los polvos secos respirables y las partículas secas de la invención pueden ser partículas respirables densas de catión de metal divalente (calcio) que son pequeñas y dispersables. De manera opcional, el MMAD del polvo seco puede estar entre 0,5 y 10 micrómetros, más preferentemente entre 1 y 5 micrómetros.
Los polvos secos respirables que contienen partículas pequeñas y que son aptos para dispersión en aire, y preferentemente densos (por ejemplo, densos en el principio activo) se alejan del conocimiento convencional. Es bien sabido que la tendencia de las partículas a agregarse o aglomerarse aumenta cuando disminuye el tamaño de partícula. Véase, por ejemplo, Hickey et al., “Factors influencing the dispersion of dry powders as aerosols”, Pharmaceutical Technology, Agosto, 1994.
Según se describe en el presente documento, la invención proporciona polvos secos respirables que contienen partículas respirables que son pequeñas y aptas para dispersión en aire sin necesidad de fuentes adicionales de energía aparte de la inhalación por parte del usuario. De este modo, los polvos secos respirables y las partículas secas respirables se pueden usar terapéuticamente, sin incluir grandes cantidades de componentes no activos (por ejemplo, excipientes) en las partículas o en los polvos, o mediante el uso de dispositivos que aplican fuerzas mecánicas para romper las partículas agregadas o aglomeradas durante o justo antes de la administración.
De manera general, los polvos respirables y las partículas respirables de la invención son también densos en cuanto a principio(s) activo(s), es decir, cationes de metal divalente (sal(es) que contiene(n) calcio). Cuando se incluye un excipiente en el polvo respirable o en las partículas, el excipiente constituye un componente menor (aproximadamente 50 % o menos, en peso, preferentemente aproximadamente 20 % o menos en peso, aproximadamente 12 % o menos en peso, aproximadamente 10 % o menos en peso, aproximadamente 8 % o menos en peso). De este modo, en un aspecto, las partículas respirables no solo son pequeñas y altamente dispersables, sino que también contienen una gran cantidad del catión de metal divalente, calcio (Ca2+). Por consiguiente, se requiere la administración de una menor cantidad de polvo con el fin de administrar la dosis deseada de catión de metal divalente (por ejemplo, calcio). Por ejemplo, se puede administrar la dosis deseada de calcio con una o más inhalaciones a partir del inhalador de tipo cápsula o de tipo blíster.
Definiciones
La expresión “polvo seco” según se usa en el presente documento se refiere a una composición que contiene partículas secas respirables finamente dispersas que se pueden dispersar en un dispositivo de inhalación y posteriormente ser inhaladas por un sujeto. Dicho polvo seco o partícula seca puede contener hasta aproximadamente 15 % de agua u otro disolvente o puede estar considerablemente libre de agua o de otro disolvente, o puede ser anhidro.
La expresión “partículas secas” según se emplea en el presente documento se refiere a partículas respirables que pueden contener hasta aproximadamente 15 % de agua u otro disolvente, o pueden estar considerablemente libres de agua o de otro disolvente, o pueden ser anhidras.
El término “respirables” según se usa en el presente documento se refiere a partículas secas o a polvos secos que resultan apropiados para la administración al tracto respiratorio (por ejemplo, administración pulmonar) de un sujeto por medio de inhalación. Los polvos secos respirables o las partículas secas presentan una mediana en masa del diámetro aerodinámico (MMAD) menor de aproximadamente 10 micrómetros, preferentemente de aproximadamente 5 micrómetros o menos.
Según se usa en el presente documento, las expresiones “administración” o “administrar” las partículas respirables se refieren a introducir las partículas secas respirables en el tracto respiratorio de un sujeto.
Según se usa en el presente documento, la expresión “tracto respiratorio” incluye el tracto respiratorio superior (por ejemplo, las vías nasales, cavidad nasal, garganta y faringe), las vías respiratorias (por ejemplo, laringe, tráquea, bronquios y bronquiolos) y los pulmones (por ejemplo, bronquiolos respiratorios, conductos alveolares, sacos alveolares y alvéolos).
El término “dispersable” es un término de la técnica que describe la característica de un polvo seco o de partículas secas para ser disipado en un aerosol respirable. La aptitud del polvo seco o de las partículas secas para la dispersión se expresa en el presente documento como el cociente de la mediana en volumen del diámetro geométrico (VMGD) medido a una presión de dispersión (es decir, regulador) de 100 kPa (1 bar) dividido entre el VMGD medido a una presión de dispersión (es decir, regulador) de 400 kPa (4 bar) o VMGD a 50 kPa (0,5 bar) dividido entre el VMGD a 400 kPa (4 bar) medido por medio de HELOS/RODOS. Estos cocientes son denominados en el presente documento “100/400 kPa (1/4 bar)” y “50/400 kPa (0,5/4 bar)”, respectivamente, y la capacidad de dispersión se encuentra correlacionada con un cociente bajo. Por ejemplo, 100/400 kPa (1/4 bar) se refiere al VMGD de partículas secas respirables o de polvos emitidos desde el orificio de un dispositivo de dispersión de polvo seco RODOS (o técnica equivalente) a aproximadamente 100 kPa (1 bar), medido por medio de HELOS u otro sistema de difracción por láser, dividido por el VMGD de las mismas partículas secas respirables o polvos medido a 400 kPa (4 bar) por medio de HELOS/RODOS. De este modo, polvos secos o partículas secas altamente dispersables presentarán una proporción de 100/400 kPa (1/4 bar) o 50/400 kPa (0,5/4 bar) que se encuentre próxima a 1,0. Los polvos altamente dispersables presentan baja tendencia a la aglomeración, agregación o aglutinación y/o, si experimentan aglomeración, agregación o aglutinación, se dispersan fácilmente o se desaglomeran a medida que son emitidos por un inhalador y son respirados por el sujeto. También se puede evaluar la capacidad de dispersión por medio de la medición del tamaño emitido por el inhalador en función del caudal.
Las expresiones “FPF (<5,6)”, “FPF (<5,6 micrómetros)” y “fracción de partícula fina menor de 5,6 micrómetros”, según se usan en el presente documento, se refieren a la fracción de una muestra de partículas secas que presentan un diámetro aerodinámico menor de 5,6 micrómetros. Por ejemplo, se puede determinar el FPF (<5,6) dividiendo la masa de partículas secas respirables depositadas sobre la primera etapa y sobre el filtro de recogida de un Impactador en Cascada Andersen colapsado de dos etapas (ACI) por la masa de partículas secas respirables pesadas en una cápsula de suministro al instrumento. Este parámetro también se puede identificar como “FPF-TD (<5,6)”, en el que TD significa la dosis total. Se puede llevar a cabo una medición similar usando un ACI de ocho etapas. Los puntos de corte del ACI de ocho etapas son diferentes con el caudal convencional de 60 l/min, pero se puede extrapolar el FPF_TD (<5,6) a partir del grupo de datos completos de ocho etapas. Se puede calcular también el resultado de ACI de ocho etapas por medio del método USP de uso de la dosis recogida en el ACI en lugar de la que se encontraba en la cápsula para determinar FPF.
Las expresiones “FPF (<3,4)”, “FPF (< 3,4 micrómetros)” y “fracción de partícula fina menor de 3,4 micrómetros”, según se usan en el presente documento, se refieren a la fracción de una masa de partículas secas respirables que presenta un diámetro aerodinámico menor de 3,4 micrómetros. Por ejemplo, se puede determinar el FPF (<3,4) dividiendo la masa de partículas secas respirables depositadas sobre el filtro de recogida de ACI colapsado de dos etapas por medio de la masa total de partículas secas respirables pesada en una cápsula de suministro al instrumento. Este parámetro también se puede identificar como “FPF-TD (<3,4)”, en el que t D significa la dosis total. Se puede llevar a cabo una medición similar usando un ACI de ocho etapas. Se puede calcular también el resultado de ACI de ocho etapas por medio del método USP de uso de la dosis recogida en el ACI en lugar de la que se encontraba en la cápsula para determinar FPF.
Las expresiones “FPF (<5,0)”, “FPF (<5,0 micrómetros)” y “fracción de partícula fina menor de 5,0 micrómetros”, según se usan en el presente documento, se refieren a la fracción de una masa de partículas secas respirables que presenta un diámetro aerodinámico menor de 5,0 micrómetros. Por ejemplo, se puede determinar el FPF (<5,0) usando un ACI de ocho etapas con un caudal convencional de 60 l/min extrapolando a partir del grupo de datos completo de ocho etapas. Este parámetro también se puede identificar como “FPF-TD (<5,0)”, en el que TD significa la dosis total.
Según se usa en el presente documento, la expresión “dosis emitida” o “ED” se refiere a una indicación de la administración de una formulación de fármaco a partir de un dispositivo inhalador apropiado después de un evento de activación o dispersión. Más específicamente, para formulaciones en forma de polvo seco, la ED es una medida del porcentaje de polvo que es extraído de un envase de dosis unitaria y que abandona la boquilla de un dispositivo inhalador. La ED se define como la proporción de la dosis administrada por un dispositivo inhalador con respecto a la dosis nominal (es decir, la masa de polvo por dosis unitaria ubicada en un dispositivo inhalador apropiado antes de la activación). La ED es un parámetro medido experimentalmente y se puede determinar usando el método de USP Sección 601 Aerosoles, Inhaladores dosificadores e Inhaladores con forma de Polvo Seco, Uniformidad de Dosis Administrada, Muestreo de la Dosis Administrada a partir de Inhaladores de Polvo Seco, convención de Farmacopea de Estados Unidos, Rockville, MD, Revisión 13a, 222-225, 2007. Este método utiliza una configuración de dispositivo in vivo para imitar la dosis a un paciente.
La expresión “cantidad eficaz”, según se usa en el presente documento, se refiere a la cantidad de agente que se requiere para conseguir el efecto deseado, tal como una cantidad que resulta suficiente para aumentar la viscoelasticidad superficial y/o general de la mucosa del tracto respiratorio (por ejemplo, líquido de revestimiento de las vías respiratorias), aumentar la gelificación de la mucosa del tracto respiratorio (por ejemplo, en la superficie o gelificación general), aumentar la tensión superficial de la mucosa del tracto respiratorio, aumentar la elasticidad de la mucosa del tracto respiratorio (por ejemplo, elasticidad superficial y/o elasticidad general), aumentar la viscosidad superficial de la mucosa del tracto respiratorio (por ejemplo, viscosidad superficial y/o viscosidad general), reducir la cantidad de partículas exhaladas, reducir la carga de patógenos (por ejemplo, bacterias, virus), reducir los síntomas (por ejemplo, fiebre, tos, estornudos, secreción nasal, diarrea y similares), reducir la frecuencia de infección, reducir la multiplicación de virus o mejorar o evitar el deterioro de la función respiratoria (por ejemplo, mejorar el volumen espiratorio máximo en FEVl de 1 segundo y/o volumen espiratorio máximo en FEV1 de 1 segundo como proporción de la capacidad vital máxima FEV1/FVC, reducir la broncoconstricción). La cantidad eficaz actual para uso particular puede variar de acuerdo con el polvo seco particular o la partícula seca, la forma de administración y la edad, peso, estado general de salud del paciente y gravedad de los síntomas o afección objeto de tratamiento. Un médico experto puede determinar cantidades apropiadas de polvos secos y partículas secas para administrar y las pautas de dosis para un paciente particular basándose en estas y otras consideraciones.
La expresión “excipiente aceptable farmacéuticamente” según se usa en el presente documento se refiere a que el excipiente puede ser introducido en los pulmones sin que ello suponga efecto toxicológico adverso importante sobre los pulmones. Dicho excipiente es considerado en general seguro (GRAS) por parte de la Administración de Fármacos y Alimentos de los Estados Unidos.
La invención se refiere a polvos secos respirables y a partículas secas que contienen un catión de metal divalente, que es calcio (Ca2+), como principio activo. El catión de metal divalente activo (calcio) se encuentra presente en los polvos secos y en las partículas secas en forma de sal, que puede ser cristalina o amorfa. De manera opcional, los polvos secos y las partículas secas incluyen sales adicionales (por ejemplo, sales monovalentes, tales como sales de sodio, sales de potasio y sales de litio) y agentes terapéuticamente activos.
Las sales de berilio apropiadas incluyen, por ejemplo, fosfato de berilio, acetato de berilio, tartrato de berilio, citrato de berilio, gluconato de berilio, maleato de berilio, succinato de berilio, malato de berilio de sodio, sulfonato de alfa bromo alcanfor de berilio, acetilacetonato de berilio, formiato de berilio o cualquier combinación de los mismos.
Las sales de magnesio apropiadas incluyen, por ejemplo, fluoruro de magnesio, cloruro de magnesio, bromuro de magnesio, yoduro de magnesio, fosfato de magnesio, sulfato de magnesio, sulfito de magnesio, carbonato de magnesio, óxido de magnesio, nitrato de magnesio, borato de magnesio, acetato de magnesio, citrato de magnesio, gluconato de magnesio, maleato de magnesio, succinato de magnesio, malato de magnesio, taurato de magnesio, orotato de magnesio, glucinato de magnesio, naftenato de magnesio, acetilacetonato de magnesio, formiato de magnesio, hidróxido de magnesio, estearato de magnesio, hexafluorosilicato de magnesio, salicilato de magnesio o cualquiera de sus combinaciones.
Las sales de calcio apropiadas incluyen, por ejemplo, cloruro de calcio, sulfato de calcio, lactato de calcio, citrato de calcio, carbonato de calcio, acetato de calcio, fosfato de calcio, alginito de calcio, estearato de calcio, sorbato de calcio, gluconato de calcio y similares.
Las sales de estroncio apropiadas incluyen, por ejemplo, cloruro de estroncio, fosfato de estroncio, sulfato de estroncio, carbonato de estroncio, óxido de estroncio, nitrato de estroncio, acetato de estroncio, tartrato de estroncio, citrato de estroncio, gluconato de estroncio, maleato de estroncio, succinato de estroncio, malato de estroncio, aspartato de estroncio bien su forma L y/o D, fumarato de estroncio, glutamato de estroncio bien en su forma L y/o D, glutarato de estroncio, lactato de estroncio, L-treonato de estroncio, malonato de estroncio, ranelato de estroncio (quelato de metal orgánico), ascorbato de estroncio, butirato de estroncio, clodronato de estroncio, ibandronato de estroncio, salicilato de estroncio, acetil salicilato de estroncio o cualquiera de sus combinaciones.
En un aspecto, las partículas secas de la invención son pequeñas y preferentemente densas de catión de metal divalente (calcio) y son dispersables. Se puede expresar el tamaño de las partículas secas de diferentes formas que resultan convencionales en la técnica, tales como, fracción de partícula fina (FPF), mediana volumétrica de diámetro geométrico (VMGD) o mediana en masa de diámetro aerodinámico (MMAD). De manera general, las partículas secas de la invención presentan un VMGD medido por medio de HELOS/RODOS a 100,0 kPa (1,0 bar) de aproximadamente 5 pm o menos (por ejemplo, menos de aproximadamente 5 pm, de aproximadamente 0,1 pm a aproximadamente 5 pm), de aproximadamente 4 pm o menos (por ejemplo, de 0,1 pm a aproximadamente 4 pm), de aproximadamente 3 pm o menos (por ejemplo, de 0,1 pm a aproximadamente 3 pm), de aproximadamente 2 pm o menos (por ejemplo, de 0,1 pm a aproximadamente 2 pm), de aproximadamente 1 pm o menos (por ejemplo, de 0,1 pm a aproximadamente 1 pm), de aproximadamente 1 pm a aproximadamente 5 pm, de aproximadamente 1 pm a aproximadamente 4 pm, de aproximadamente 1 pm a aproximadamente 3 pm o de aproximadamente 1 pm a aproximadamente 2 pm medido por medio de HELOS/RODOS a 100,0 kPa (1,0 bar).
Además, tanto si las partículas son pequeñas como sin son grandes, las partículas secas de la invención son dispersables y presentan 100/400 kPa (1/4 bar) y/o 50/400 kPa (0,5/4 bar) de aproximadamente 1,5 o menos (por ejemplo, de aproximadamente 1,0 a aproximadamente 1,5), de aproximadamente 1,4 o menos (por ejemplo, de aproximadamente 1,0 a aproximadamente 1,4), de aproximadamente 1,3 o menos (por ejemplo, menos de 1,3, de aproximadamente 1,0 a aproximadamente 1,3), de aproximadamente 1,2 o menos (por ejemplo, de 1,0 a aproximadamente 1,2), de aproximadamente 1,1 o menos (por ejemplo de 1,0 a aproximadamente 1,1 pm) o las partículas secas de la invención presentan 100/400 kPa (1/4 bar) de aproximadamente 1,0.
De manera alternativa o además, las partículas secas respirables de la invención pueden presentar un valor de MMAD de aproximadamente 10 micrómetros o menos, tal como un valor de MMAD de aproximadamente 0,5 micrómetros a aproximadamente 10 micrómetros. Preferentemente, las partículas secas de la invención presentan un valor de MMAD de aproximadamente 5 micrómetros o menos (por ejemplo, de aproximadamente 0,5 micrómetros a aproximadamente 5 micrómetros, preferentemente de aproximadamente 1 micrómetro a aproximadamente 5 micrómetros), de aproximadamente 4 micrómetros o menos (por ejemplo, de aproximadamente 1 micrómetro a aproximadamente 4 micrómetros), de aproximadamente 3,8 micrómetros o menos (por ejemplo, de aproximadamente 1 micrómetro a aproximadamente 3,8 micrómetros), de aproximadamente 3,5 micrómetros o menos (por ejemplo, de aproximadamente 1 micrómetro a aproximadamente 3,5 micrómetros), de aproximadamente 3,2 micrómetros o menos (por ejemplo, de aproximadamente 1 micrómetro a aproximadamente 3,2 micrómetros), de aproximadamente 3 micrómetros o menos (por ejemplo, de aproximadamente 1 micrómetro a aproximadamente 3,0 micrómetros), de aproximadamente 2,8 micrómetros o menos (por ejemplo, de aproximadamente 1 micrómetro a aproximadamente 2,8 micrómetros), de aproximadamente 2,2 micrómetros o menos (por ejemplo, de aproximadamente 1 micrómetro a aproximadamente 2,2 micrómetros), de aproximadamente 2,0 micrómetros o menos (por ejemplo, de aproximadamente 1 micrómetro a aproximadamente 2,0 micrómetros) o de aproximadamente 1,8 micrómetros o menos (por ejemplo, de aproximadamente 1 micrómetro a aproximadamente 1,8 micrómetros).
De manera alternativa o además, los polvos secos respirables y las partículas secas de la invención pueden presentar un valor de FPF de menos de 5,6 micrómetros (FPF < 5,6 pm) de al menos aproximadamente 20 %, de al menos aproximadamente 30 %, de al menos aproximadamente 40 %, preferentemente de al menos aproximadamente 45 %, de al menos aproximadamente 50 %, de al menos aproximadamente 55 %, de al menos aproximadamente 60 %, de al menos aproximadamente 65 % o de al menos aproximadamente 70 %.
De manera alternativa o además, los polvos secos y las partículas secas de la invención presentan un valor de FPF de menos de 5,0 micrómetros (f Pf_TD < 5,0 |jm) de al menos aproximadamente 20 %, de al menos aproximadamente 30 %, de al menos aproximadamente 45 %, preferentemente de al menos aproximadamente 40 %, de al menos aproximadamente 45 %, de al menos aproximadamente 50 %, de al menos aproximadamente 60 %, de al menos aproximadamente 65 % o de al menos aproximadamente 70 %. De manera alternativa o además, los polvos secos y las partículas secas de la invención presentan un valor de FPF de menos de 5,0 micrómetros de la dosis emitida (FPF_ED < 5,0 jm ) de al menos aproximadamente 45 %, preferentemente de al menos aproximadamente 50 %, de al menos aproximadamente 60 %, de al menos aproximadamente 65 %, de al menos aproximadamente 70 %, de al menos aproximadamente 75 %, de al menos aproximadamente 80 % o de al menos aproximadamente 85 %. De manera alternativa o además, los polvos secos y las partículas secas de la invención pueden presentar un valor de FPF de menos de aproximadamente 3,4 micrómetros (FPF<3,4 jm ) de al menos aproximadamente 20 %, preferentemente de al menos aproximadamente 25 %, de al menos aproximadamente 30 %, de al menos aproximadamente 35 %, de al menos aproximadamente 40 %, de al menos aproximadamente 45 %, de al menos aproximadamente 50 % o de al menos aproximadamente 55 %.
Los polvos secos respirables y las partículas secas de la invención presentan una densidad aparente tras vibración mayor de 0,4 g/cm3. Por ejemplo, las partículas secas pequeñas y dispersables presentan una densidad aparente tras vibración de aproximadamente 0,4 g/cm3 a aproximadamente 0,9 g/cm3, de aproximadamente 0,5 g/cm3 a aproximadamente 0,9 g/cm3, o de aproximadamente 0,5 g/cm3 a aproximadamente 0,8 g/cm3, mayor de aproximadamente 0,5 g/cm3, mayor de aproximadamente 0,6 g/cm3, mayor de aproximadamente 0,7 g/cm3. En una realización preferida, la densidad aparente tras vibración es mayor de aproximadamente 0,5 g/cm3.
De manera alternativa o además, los polvos secos respirables y las partículas secas de la invención pueden presentar un contenido de agua o de disolvente menor de aproximadamente 15 % en peso de la partícula seca respirable. Por ejemplo, las partículas secas respirables de la invención pueden presentar un contenido de agua o de disolvente menor de aproximadamente 15 % en peso, menor de aproximadamente 13 % en peso, menor de aproximadamente 11,5 % en peso, menor de aproximadamente 10 % en peso, menor de aproximadamente 9 % en peso, menor de aproximadamente 8 % en peso, menor de aproximadamente 7 % en peso, menor de aproximadamente 6 % en peso, menor de aproximadamente 5 % en peso, menor de aproximadamente 4 % en peso, menor de aproximadamente 3 % en peso, menor de aproximadamente 2 % en peso, menor de aproximadamente 1 % en peso o que sea anhidro. Las partículas secas respirables de la invención pueden presentar un contenido de agua o de disolvente menor de aproximadamente 6 % y mayor de aproximadamente 1 %, menor de aproximadamente 5,5 % y mayor de aproximadamente 1,5 %, menor de aproximadamente 5 % y mayor de aproximadamente 2 %, aproximadamente 2 %, aproximadamente 2,5 %, aproximadamente 3 %, aproximadamente 3,5 %, aproximadamente 4 %, aproximadamente 4,5 %, aproximadamente 5 %.
Como se describe en el presente documento, las partículas secas respirables de la invención contienen un catión de metal divalente (calcio (Ca2+)) como principio activo que generalmente se encuentra presente en forma de sal (por ejemplo, cristalina y/o amorfa). En un aspecto preferido, el polvo seco o las partículas secas incluyen citrato de calcio, lactato de calcio o cualquier combinación de estas sales. Si se desea, las partículas secas respirables de la invención contienen una sal de calcio y además contienen una o más sales adicionales, tales como una o más sales no tóxicas de los elementos sodio, potasio, magnesio, calcio, aluminio, silicio, escandio, titanio, vanadio, cromo, cobalto, níquel, cobre, manganeso, cinc, estaño, plata y similares. Preferentemente, las partículas secas contienen al menos una sal de calcio y al menos una sal de catión monovalente (por ejemplo, sal de sodio).
Las sales de sodio apropiadas que pueden estar presentes en las partículas de polvo seco respirables de la invención incluyen, por ejemplo, cloruro de sodio, citrato de sodio, sulfato de sodio, lactato de sodio, acetato de sodio, bicarbonato de sodio, carbonato de sodio, estearato de sodio, ascorbato de sodio, benzoato de sodio, bifosfato de sodio, fosfato de sodio, bisulfito de sodio, borato de sodio, gluconato de sodio, metasilicato de sodio y similares. En un aspecto preferido, los polvos secos y las partículas secas incluyen cloruro de sodio, citrato de sodio, lactato de sodio, sulfato de sodio o cualquiera de las combinaciones de estas sales.
Las sales de litio apropiadas incluyen, por ejemplo, cloruro de litio, bromuro de litio, carbonato de litio, nitrato de litio, sulfato de litio, acetato de litio, lactato de litio, citrato de litio, aspartato de litio, gluconato de litio, malato de litio, ascorbato de litio, orotato de litio, succinato de litio y/o sus combinaciones.
Las sales de potasio apropiadas incluyen, por ejemplo, cloruro de potasio, bromuro de potasio, yoduro de potasio, bicarbonato de potasio, nitrito de potasio, persulfato de potasio, sulfito de potasio, bisulfito de potasio, fosfato de potasio, acetato de potasio, citrato de potasio, glutamato de potasio, guanilato de dipotasio, gluconato de potasio, malato de potasio, ascorbato de potasio, sorbato de potasio, succinato de potasio, tartrato de sodio y potasio y cualquiera de sus combinaciones.
Las sales de metal divalente preferidas (sales de calcio) presentan una, preferentemente dos o más de las siguientes características: (i) se pueden procesar en el interior de una partícula seca respirable, (ii) poseen estabilidad fisicoquímica suficiente en forma de polvo seco para facilitar la producción de un polvo que sea dispersable y físicamente estable en una serie de condiciones, que incluyen la exposición a humedad elevada, (iii) experimentan disolución rápida tras deposición en los pulmones, por ejemplo, se puede disolver la mitad de la masa del catión de metal divalente en menos de 30 minutos, menos de 15 minutos, menos de 5 minutos, menos de 2 minutos, menos de 1 minutos o menos de 30 segundos, y (iv) no poseen propiedades que puedan dar lugar a una baja tolerancia o a episodios adversos, tales como un calor de disolución significativo exotérmico o endotérmico (AH), por ejemplo, un AH menor de aproximadamente -10 kcal/mol o mayor de aproximadamente 10 kcal/mol. Además, un AH preferido se encuentra entre aproximadamente -9 kcal/mol y aproximadamente 9 kcal/mol, entre aproximadamente -8 kcal/mol y aproximadamente 8 kcal/mol, entre aproximadamente -7 kcal/mol y aproximadamente 7 kcal/mol, entre aproximadamente -6 kcal/mol y aproximadamente 6 kcal/mol, entre aproximadamente -5 kcal/mol y aproximadamente 5 kcal/mol, entre aproximadamente -4 kcal/mol y aproximadamente 4 kcal/mol, entre aproximadamente -3 kcal/mol y aproximadamente 3 kcal/mol, entre aproximadamente -2 kcal/mol y aproximadamente 2 kcal/mol, entre aproximadamente -1 kcal/mol y aproximadamente 1 kcal/mol o aproximadamente 0 kcal/mol.
Con respecto a la velocidad de disolución tras la deposición del polvo seco o de las partículas en los pulmones, una alternativa a la rápida disolución de las partículas en los pulmones, la sal de metal divalente experimenta disolución prolongada tras deposición. El periodo de disolución prolongada, en un aspecto, se encuentra en la escala de tiempo de minutos, por ejemplo, se puede liberar la mitad del catión de la sal de metal divalente a partir de la partícula en más de aproximadamente 30 minutos o más de aproximadamente 45 minutos. En otro aspecto, el periodo de disolución prolongada se encuentra en una escala de tiempo de horas, por ejemplo, se puede liberar la mitad de la sal de metal divalente en más de aproximadamente 1 hora, más de aproximadamente 1,5 horas, más de aproximadamente 2 horas, más de aproximadamente 4 horas, más de aproximadamente 8 horas o más de aproximadamente 12 horas. En otro aspecto, la disolución sostenida es durante un periodo de un día o dos días.
Las sales de catión de metal divalente apropiadas (sales de calcio) pueden presentar las características de solubilidad deseadas. En general, se prefieren sales de catión de metal divalente altamente o moderadamente solubles (sales de calcio). Por ejemplo, las sales de catión de metal divalente apropiadas (sales de calcio) que se encuentran presentes en las partículas secas respirables y en los polvos secos pueden presentar una solubilidad en agua destilada a temperatura ambiente (20-30 °C) y 100 kPa (1 bar) de al menos aproximadamente 0,4 g/l, al menos aproximadamente 0,85 g/l, al menos aproximadamente 0,90 g/l, al menos aproximadamente 0,95 g/l, al menos aproximadamente 1,0 g/l, al menos aproximadamente 2,0 g/l, al menos aproximadamente 5,0 g/l, al menos aproximadamente 6,0 g/l, al menos aproximadamente 10,0 g/l, al menos aproximadamente 20 g/l, al menos aproximadamente 50 g/l, al menos aproximadamente 90 g/l, al menos aproximadamente 120 g/l, al menos aproximadamente 500 g/l, al menos aproximadamente 700 g/l o al menos aproximadamente 1000 g/l. Preferentemente, la sal de catión de metal divalente presenta una solubilidad mayor de aproximadamente 0,90 g/l, mayor de aproximadamente 2,0 g/l o mayor de aproximadamente 90 g/l.
Las partículas secas y los polvos secos de la invención se pueden preparar, si se desea, de manera que contengan sales de catión de metal divalente (sales de calcio) que no sean altamente solubles en agua. Según se describe en el presente documento, dichas partículas secas y polvos secos se pueden preparar usando una materia prima de una sal diferente, más soluble y permitiendo el intercambio del anión con el fin de producir las sales de catión de metal divalente deseadas (sal de calcio) antes de o de manera simultánea con el secado por pulverización.
Los polvos secos y las partículas de la invención pueden contener un elevado porcentaje del principio activo (por ejemplo, catión de metal divalente (calcio)) en la composición y ser densos en cuanto a catión de metal divalente. Las partículas secas pueden contener 3 % o más, 5 % o más, 10 % o más, 15 % o más, 20 % o más, 25 % o más, 30 % o más, 35 % o más, 40 % o más, 50 % o más, 60 % o más, 70 % o más, 75 % o más, 80 % o más, 85 % o más, 90 % o más o 95 % o más del principio activo.
Resulta ventajoso cuando la sal de catión de metal divalente (sal de calcio) se disocia para proporcionar dos o más moles de catión de metal divalente (Ca2+) por mol de sal. Dichas sales se pueden usar para producir polvos secos respirables y partículas secas que son densas en cuanto a catión de metal divalente (calcio). Por ejemplo, un mol de citrato de calcio proporciona tres moles de Ca2+ tras disolución. De manera general, también se prefiere que la sal de catión de metal divalente (sal de calcio) sea una sal con bajo peso molecular y/o contenga aniones de bajo peso molecular. Las sales de catión de metal divalente de bajo peso molecular, tales como las sales de calcio que contienen iones de calcio y los aniones de bajo peso molecular, son densas en cuanto a catión divalente (Ca2+) con respecto a las sales de alto peso molecular y a sales que contienen aniones de elevado peso molecular. De manera general, se prefiere que la sal de catión de metal divalente (sal de calcio) presente un peso molecular menor de aproximadamente 1000 g/mol, menor de aproximadamente 950 g/mol, menor de aproximadamente 900 g/mol, menor de aproximadamente 850 g/mol, menor de aproximadamente 800 g/mol, menor de aproximadamente 750 g/mol, menor de aproximadamente 700 g/mol, menor de aproximadamente 650 g/mol, menor de aproximadamente 600 g/mol, menor de aproximadamente 550 g/mol, menor de aproximadamente 510 g/mol, menor de aproximadamente 500 g/mol, menor de aproximadamente 450 g/mol, menor de aproximadamente 400 g/mol, menor de aproximadamente 350 g/mol, menor de aproximadamente 300 g/mol,, menor de aproximadamente 250 g/mol, menor de aproximadamente 200 g/mol, menor de aproximadamente 150 g/mol, menor de aproximadamente 125 g/mol o menor de aproximadamente 100 g/mol. Además o de manera alternativa, generalmente se prefiere que el catión de metal divalente (por ejemplo, ion de calcio) contribuya con una parte importante del peso con respecto al peso total de la sal de catión de metal divalente. Generalmente, se prefiere que el catión de metal divalente (por ejemplo, ion de calcio) contribuya con al menos 10 % del peso de la sal total, al menos 16 %, al menos 20 %, al menos 24,5 %, al menos 26 %, al menos 31 %, al menos 35 % o al menos 38 % del peso de la sal total de catión de metal divalente (sal de calcio).
De manera alternativa o además, las partículas secas respirables de la invención pueden incluir una sal de catión de metal divalente apropiada (sal de calcio) que proporciona un catión de metal divalente (Ca2+), en la que la proporción en peso de catión de metal divalente (ion de calcio) con respecto al peso total de dicha sal se encuentra entre 0,1 y aproximadamente 0,5. Por ejemplo, la proporción en peso de catión de metal divalente (ion de calcio) con respecto al peso total de dicha sal se encuentra entre aproximadamente 0,15 y aproximadamente 0,5, entre aproximadamente 0,18 y aproximadamente 0,5, entre aproximadamente 0,2 y aproximadamente 0,5, entre aproximadamente 0,25 y aproximadamente 0,5, entre aproximadamente 0,27 y aproximadamente 0,5, entre aproximadamente 0,3 y aproximadamente 5, entre aproximadamente 0,35 y aproximadamente 0,5, entre aproximadamente 0,37 y aproximadamente 0,5 o entre aproximadamente 0,4 y aproximadamente 0,5.
De manera alternativa o además, las partículas secas respirables de la invención pueden contener una sal de catión de metal divalente (sal de calcio) que proporciona el catión divalente (Ca2+) en una cantidad de al menos aproximadamente 5 % en peso de las partículas secas respirables. Por ejemplo, las partículas secas respirables de la invención pueden incluir una sal de catión de metal divalente (sal de calcio) que proporciona un catión divalente (Ca2+) en una cantidad de al menos aproximadamente 7 % en peso, de al menos aproximadamente 10 % en peso, de al menos aproximadamente 11 % en peso, de al menos aproximadamente 12 % en peso, de al menos aproximadamente 13 % en peso, de al menos aproximadamente 14 % en peso, de al menos aproximadamente 15 % en peso, de al menos aproximadamente 17 % en peso, de al menos aproximadamente 20 % en peso, de al menos aproximadamente 25 % en peso, de al menos aproximadamente 30 % en peso, de al menos aproximadamente 35 % en peso, de al menos aproximadamente 40 % en peso, de al menos aproximadamente 45 % en peso, de al menos aproximadamente 50 % en peso, de al menos aproximadamente 55 % en peso, de al menos aproximadamente 60 % en peso, de al menos aproximadamente 65 % en peso o de al menos aproximadamente 70 % en peso de las partículas secas respirables.
De manera alternativa o además, las partículas secas respirables de la invención pueden contener una sal de catión de metal divalente que proporcione un catión de metal divalente (Ca2+) en una cantidad de al menos aproximadamente 5 % en peso de las partículas secas respirables y también puede contener una sal monovalente (por ejemplo, sal de sodio, sal de litio, sal de potasio) que proporcione un catión monovalente (por ejemplo, Na+, Li+, K+) en una cantidad de al menos aproximadamente 3 % en peso de las partículas secas respirables. Por ejemplo, las partículas secas respirables de la invención pueden incluir una sal de catión de metal divalente (por ejemplo, sal de calcio) que proporcione un catión divalente (Ca2+) en una cantidad de al menos aproximadamente 7 % en peso, de al menos aproximadamente 10 % en peso, de al menos aproximadamente 11 % en peso, de al menos aproximadamente 12 % en peso, de al menos aproximadamente 13 % en peso, de al menos aproximadamente 14 % en peso, de al menos aproximadamente 15 % en peso, de al menos aproximadamente 17 % en peso, de al menos aproximadamente 20 % en peso, de al menos aproximadamente 25 % en peso, de al menos aproximadamente 30 % en peso, de al menos aproximadamente 35 % en peso, de al menos aproximadamente 40 % en peso, de al menos aproximadamente 45 % en peso, de al menos aproximadamente 50 % en peso, de al menos aproximadamente 55 % en peso, de al menos aproximadamente 60 % en peso, de al menos aproximadamente 65 % en peso o de al menos aproximadamente 70 % en peso de las partículas secas respirables; y además puede contener una sal de sodio monovalente que proporcione un anión monovalente (Na+) en una cantidad de al menos aproximadamente 3 %, de al menos aproximadamente 4 %, de al menos aproximadamente 5 %, de al menos aproximadamente 6 %, de al menos aproximadamente 7 %, de al menos aproximadamente 8 %, de al menos aproximadamente 9 %, de al menos aproximadamente 10 %, de al menos aproximadamente 11 %, de al menos aproximadamente 12 %, de al menos aproximadamente 14 %, de al menos aproximadamente 16 %, de al menos aproximadamente 18 %, de al menos aproximadamente 20 %, de al menos aproximadamente 22 %, de al menos aproximadamente 25 %, de al menos aproximadamente 27 %, de al menos aproximadamente 29 %, de al menos aproximadamente 32 %, de al menos aproximadamente 35 %, de al menos aproximadamente 40 %, de al menos aproximadamente 45 %, de al menos aproximadamente 50 % o de al menos aproximadamente 55 % en peso de las partículas secas respirables.
De manera alternativa o además, las partículas secas respirables de la invención contienen una sal de catión de metal divalente y una sal de catión monovalente, en la que el catión divalente, como componente de una o más sales, se encuentra presente en una cantidad de al menos 5 % en peso de partículas secas y la proporción en peso de catión divalente con respecto a catión monovalente es de aproximadamente 50:1 (es decir, de aproximadamente 50 con respecto a aproximadamente 1) hasta aproximadamente 0,1:1 (es decir, de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 1). La proporción en peso de catión de metal divalente con respecto a catión monovalente está basada en la cantidad de catión de metal divalente y catión monovalente que se encuentran presentes en la sal de catión de metal divalente y sales monovalentes, respectivamente, que se encuentran presentes en la partícula seca. En ejemplos particulares, la proporción en peso de catión de metal divalente con respecto a catión monovalente es de aproximadamente 0,2:1, de aproximadamente 0,3:1, de aproximadamente 0,4:1, de aproximadamente 0,5:1, de aproximadamente 0,6:1, de aproximadamente 0,7:1, de aproximadamente 0,8:1, de aproximadamente 0,86:1, de aproximadamente 0,92:1, de aproximadamente 1:1, de aproximadamente 1,3:1, de aproximadamente 2:1, de aproximadamente 5:1, de aproximadamente 10:1, de aproximadamente 15:1, de aproximadamente 20:1, de aproximadamente 25:1, de aproximadamente 30:1, de aproximadamente 35:1, de aproximadamente 40:1, de aproximadamente 45:1 o de aproximadamente 50:1, de aproximadamente 20:1 a aproximadamente 0,1:1, de aproximadamente 15:1 a aproximadamente 0,1:1, de aproximadamente 10:1 a aproximadamente 0,1:1 o de aproximadamente 5:1 a aproximadamente 0,1:1.
De manera alternativa o además, las partículas secas respirables de la invención pueden contener una sal de catión de metal divalente y una sal de catión monovalente, en la que la sal de catión de metal divalente y la sal de catión monovalente contienen cloruro, lactato, citrato o sulfato como contraión, excluyendo cloruro de calcio, y la proporción de catión de metal divalente (Ca2+) con respecto a catión monovalente (por ejemplo, Na+, Li+, K+) mol:mol es de aproximadamente 50:1 (es decir de aproximadamente 50 a aproximadamente 1) hasta aproximadamente 0,1:1 (es decir, de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 1). La proporción molar de catión de metal divalente con respecto a catión monovalente, está basada en la cantidad de catión de metal divalente y de catión monovalente presentes en la sal de catión divalente y en la sal de catión monovalente, respectivamente, que se encuentran presentes en la partícula seca. Preferentemente, el catión de metal divalente, como componente de una o más sales de catión de metal divalente, se encuentra presente en una cantidad de al menos 5 % en peso de la partícula seca respirable. En ejemplos particulares, el catión de metal divalente y el catión de metal monovalente se encuentran presentes en las partículas secas respirables en una proporción en moles de aproximadamente 8,0:1, de aproximadamente 7,5:1, de aproximadamente 7,0:1, de aproximadamente 6,5:1, de aproximadamente 6,0:1, de aproximadamente 5,5:1, de aproximadamente 5,0:1, de aproximadamente 4,5:1, de aproximadamente 4,0:1, de aproximadamente 3,5:1, de aproximadamente 3,0:1, de aproximadamente 2,5:1, de aproximadamente 2,0:1, de aproximadamente 1,5:1, de aproximadamente 1,0:1, de aproximadamente 0,77:1, de aproximadamente 0,65:1, de aproximadamente 0,55:1, de aproximadamente 0,45:1, de aproximadamente 0,35:1, de aproximadamente 0,25:1 o de aproximadamente 0,2:1, de aproximadamente 8,0:1 a aproximadamente 0,55:1, de aproximadamente 7,0:1 a aproximadamente 0,55:1, de aproximadamente 6,0:1 a aproximadamente 0,55:1, de aproximadamente 5,0:1 a aproximadamente 0,55:1, de aproximadamente 4,0:1 a aproximadamente 0,55:1, de aproximadamente 3,0:1 a aproximadamente 0,55:1, de aproximadamente 2,0:1 a aproximadamente 0,55:1 o de aproximadamente 1,0:1 a aproximadamente 0,55:1.
Las partículas secas respirables preferidas pueden contener al menos una sal de calcio que se escoge entre el grupo que consiste en lactato de calcio, citrato de calcio y sulfato de calcio, y también pueden contener cloruro de sodio.
El citrato de calcio, sulfato de calcio y lactato de calcio poseen solubilidad acuosa suficiente para permitir su procesado en polvos secos respirables por medio de secado por pulverización y para facilitar su disolución tras deposición en los pulmones, pero poseen un carácter higroscópico suficientemente bajo como para permitir la producción de polvos secos con unos contenidos totales elevados de sal de calcio que sean relativamente estables desde el punto de vista físico tras exposición a humedad normal y elevada. El citrato de calcio, sulfato de calcio y lactato de calcio también presentan un calor de disolución considerablemente más bajo que el cloruro de calcio, lo que resulta beneficioso para la administración al tracto respiratorio, y los iones citrato, sulfato y lactato son seguros y aceptables desde el punto de vista de su inclusión en las composiciones farmacéuticas.
Por consiguiente, además de cualquier combinación de las características y de las propiedades descritas en el presente documento, las partículas respirables secas de la invención pueden contener una o más sales en una cantidad total de al menos aproximadamente 51 % en peso de las partículas secas respirables; en las que cada uno de las una o más sales consiste de manera independiente en un catión que se escoge entre el grupo formado por calcio y sodio y un anión que se escoge en el grupo formado por lactato (C3H5O3-), cloruro (Cl-), citrato (C6H5O7-) y sulfato (SO42-), con la condición de que al menos una de las sales sea una sal de calcio y se excluye el cloruro de calcio. Por ejemplo, las partículas secas respirables de la invención pueden incluir una o más de las sales en una cantidad total de al menos aproximadamente 55 %, al menos aproximadamente 60 %, al menos aproximadamente 65 %, al menos aproximadamente 70 %, al menos aproximadamente 75 %, al menos aproximadamente 80 %, al menos aproximadamente 85 %, al menos aproximadamente 90 %, al menos aproximadamente 91 %, al menos aproximadamente 92 % o al menos aproximadamente 95 % en peso de las partículas secas respirables.
De manera alternativa o además, las partículas secas respirables de la invención pueden contener una sal de calcio y una sal de sodio, en las que el catión de calcio, como componente de una o más sales de calcio, se encuentra presente en una cantidad de al menos 5 % en peso de la partícula seca, y la proporción en peso de ion de calcio con respecto a ion de sodio es de aproximadamente 50:1 (es decir, de aproximadamente 50 a aproximadamente 1) hasta aproximadamente 0,1:1 (es decir, de aproximadamente 0,1 hasta aproximadamente 1). La proporción en peso de ion de calcio con respecto a ion de sodio está basada en la cantidad de ion de calcio y de ion de sodio que se encuentran presentes en la sal de calcio y en las sales de sodio, respectivamente, que se encuentran presentes en la partícula seca. En ejemplos particulares, la proporción en peso de ion de calcio con respecto a ion de sodio es de aproximadamente 0,2:1, de aproximadamente 0,3:1, de aproximadamente 0,4:1, de aproximadamente 0,5:1, de aproximadamente 0,6:1, de aproximadamente 0,7:1, de aproximadamente 0,8:1, de aproximadamente 0,86:1, de aproximadamente 0,92:1, de aproximadamente 1:1, de aproximadamente 1,3:1, de aproximadamente 2:1, de aproximadamente 5:1, de aproximadamente 10:1, de aproximadamente 15:1, de aproximadamente 20:1, de aproximadamente 25:1, de aproximadamente 30:1, de aproximadamente 35:1, de aproximadamente 40:1, de aproximadamente 45:1 o de aproximadamente 50:1, de aproximadamente 20:1 a aproximadamente 0,1:1, de aproximadamente 15:1 a aproximadamente 0,1:1, de aproximadamente 10:1 a aproximadamente 0,1:1 o de aproximadamente 5:1 a aproximadamente 0,1:1.
De manera alternativa o además, las partículas secas respirables de la invención pueden contener una sal de calcio y una sal de sodio, en la que la sal de calcio y la sal de sodio contienen cloruro, lactato, citrato o sulfato como contraión, excepto cloruro de sodio, y la proporción de calcio con respecto a sodio mol:mol es de aproximadamente 50:1 (es decir, de aproximadamente 50 a aproximadamente 1) hasta aproximadamente 0,1:1 (es decir, de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 1). La proporción molar de calcio con respecto a sodio está basada en la cantidad de calcio y de sodio presentes en la sal de calcio y en la sal de sodio, respectivamente, que se encuentran presentes en la partícula seca. Preferentemente, el calcio, como componente de una o más sales de calcio, se encuentra presente en una cantidad de al menos 5 % en peso de la partícula seca respirable. En ejemplos particulares, el calcio y el sodio se encuentran presentes en las partículas secas respirables en una proporción molar de aproximadamente 8,0:1, de aproximadamente 7,5:1, de aproximadamente 7,0:1, de aproximadamente 6,5:1, de aproximadamente 6,0:1, de aproximadamente 5,5:1, de aproximadamente 5,0:1, de aproximadamente 4,5:1, de aproximadamente 4,0:1, de aproximadamente 3,5:1, de aproximadamente 3,0:1, de aproximadamente 2,5:1, de aproximadamente 2,0:1, de aproximadamente 1,5:1, de aproximadamente 1,0:1, de aproximadamente 0,77:1, de aproximadamente 0,65:1, de aproximadamente 0,55:1, de aproximadamente 0,45:1, de aproximadamente 0,35:1, de aproximadamente 0,25:1 o de aproximadamente 0,2:1, de aproximadamente 8,0:1 a aproximadamente 0,55:1, de aproximadamente 7,0:1 a aproximadamente 0,55:1, de aproximadamente 6,0:1 a aproximadamente 0,55:1, de aproximadamente 5,0:1 a aproximadamente 0,55:1, de aproximadamente 4,0:1 a aproximadamente 0,55:1, de aproximadamente 3,0:1 a aproximadamente 0,55:1, de aproximadamente 2,0:1 a aproximadamente 0,55:1 o de aproximadamente 1,0:1 a aproximadamente 0,55:1.
Las partículas secas respirables descritas en el presente documento pueden incluir un vehículo aceptable fisiológicamente o farmacéuticamente o un excipiente. Por ejemplo, el excipiente aceptable farmacéuticamente incluye cualquiera de carbohidrato convencional, alcohol de azúcar y vehículos de aminoácido que son conocidos en la técnica como excipientes útiles para la terapia de inhalación, bien solos o en cualquiera combinación deseada. Estos excipientes son partículas que fluyen en general de forma relativamente libre, que no experimentan espesado o polimerización tras contacto con el agua, que son inocuos desde el punto de vista toxicológico cuando son inhalados como polvo dispersado y que no interactúan de manera considerable con el agente activo de manera que se produzca un efecto negativo sobre la acción fisiológica deseada de las sales de la invención. Los excipientes de carbohidrato que resultan útiles a este respecto incluyen mono- y polisacáridos. Los monosacáridos representativos incluyen excipientes de carbohidrato tales como dextrosa (en forma anhidra y de monohidrato; también denominada glucosa y glucosa monohidratada), galactosa, manitol, D-manosa, sorbosa y similares. Los disacáridos representativos incluyen lactosa, maltosa, sacarosa, trehalosa y similares. Los trisacáridos representativos incluyen rafinosa y similares. Según se desee, se pueden usar otros excipientes de carbohidrato que incluyen maltodextrina y ciclodextrinas, tales como 2-hidroxipropil-beta-ciclodextrina. Los alcoholes de azúcar representativos incluyen manitol, sorbitol y similares.
Los excipientes de aminoácido apropiados incluyen cualquiera de los aminoácidos de origen natural que forman un polvo mediante técnicas convencionales de procesado farmacéutico e incluyen los aminoácidos no polares (hidrófobos) y los aminoácidos polares (no cargados, con carga positiva o con carga negativa), siendo dichos aminoácidos de calidad farmacéutica y generalmente denominados seguros (GRAS) por parte de la Administración de Fármacos y Alimentos de los Estados Unidos. Los ejemplos representativos de aminoácidos no polares incluyen alanina, isoleucina, leucina, metionina, fenilalanina, prolina, triptófano y valina. Los ejemplos representativos de aminoácidos no cargados y polares incluyen cisteína, glicina, glutamina, serina, treonina y tirosina. Los ejemplos representativos de aminoácidos con carga positiva y polares incluyen arginina, histidina y lisina. Los ejemplos representativos de aminoácidos con carga negativa incluyen ácido aspártico y ácido glutámico. De manera general, estos aminoácidos se encuentran disponibles a partir de fuentes comerciales que proporcionan productos de calidad farmacéutica tales como Aldrich Chemical Company, Inc., Milwaukee, Wis o Sigma Chemical Company, St. Louis, Mo.
Los excipientes de aminoácido preferidos, tales como aminoácido hidrófobo de leucina, pueden estar presentes en las partículas secas de la invención en una cantidad de aproximadamente 50 % o menos en peso de las partículas secas respirables. Por ejemplo, las partículas secas respirables de la invención pueden contener el aminoácido de leucina en una cantidad de aproximadamente 5 % a aproximadamente 30 % en peso, de aproximadamente 10 % a aproximadamente 20 % en peso, de aproximadamente 5 % a aproximadamente 20 % en peso, de aproximadamente 45 % o menos en peso, de aproximadamente 40 % o menos en peso, de aproximadamente 35 % o menos en peso, de aproximadamente 30 % o menos en peso, de aproximadamente 25 % o menos en peso, de aproximadamente 20 % o menos en peso, de aproximadamente 18 % o menos en peso, de aproximadamente 16 % o menos en peso, de aproximadamente 15 % o menos en peso, de aproximadamente 14 % o menos en peso, de aproximadamente 13 % o menos en peso, de aproximadamente 12 % o menos en peso, de aproximadamente 11 % o menos en peso, de aproximadamente 10 % o menos en peso, de aproximadamente 9 % o menos en peso, de aproximadamente 8 % o menos en peso, de aproximadamente 7 % o menos en peso, de aproximadamente 6 % o menos en peso, de aproximadamente 5 % o menos en peso, de aproximadamente 4 % o menos en peso, de aproximadamente 3 % o menos en peso, de aproximadamente 2 % o menos en peso o de aproximadamente 1 % o menos en peso.
Pueden estar presentes excipientes de carbohidrato preferidos, tales como maltodextrina y manitol, en las partículas secas de la invención en una cantidad de aproximadamente 50 % o menos en peso de las partículas secas respirables. Por ejemplo, las partículas secas respirables de la invención pueden contener maltodextrina en una cantidad de aproximadamente 45 % o menos en peso, de aproximadamente 40 % o menos en peso, de aproximadamente 35 % o menos en peso, de aproximadamente 30 % o menos en peso, de aproximadamente 25 % o menos en peso, de aproximadamente 20 % o menos en peso, de aproximadamente 18 % o menos en peso, de aproximadamente 16 % o menos en peso, de aproximadamente 15 % o menos en peso, de aproximadamente 14 % o menos en peso, de aproximadamente 13 % o menos en peso, de aproximadamente 12 % o menos en peso, de aproximadamente 11 % o menos en peso, de aproximadamente 10 % o menos en peso, de aproximadamente 9 % o menos en peso, de aproximadamente 8 % o menos en peso, de aproximadamente 7 % o menos en peso, de aproximadamente 6 % o menos en peso, de aproximadamente 5 % o menos en peso, de aproximadamente 4 % o menos en peso, de aproximadamente 3 % o menos en peso, de aproximadamente 2 % o menos en peso o de aproximadamente 1 % o menos en peso. Las partículas secas contienen un excipiente que se escoge entre leucina, maltodextrina y manitol.
En realización particulares, las partículas secas respirables de la invención pueden contener (a) una sal de calcio que se escoge entre lactato de calcio, citrato de calcio o sulfato de calcio en una cantidad de al menos aproximadamente 30 %, al menos aproximadamente 40 %, al menos aproximadamente 45 % en peso, o al menos aproximadamente 50 % en peso de partícula seca; y (b) una sal de sodio, tal como cloruro de sodio, en una cantidad de al menos 25 % o al menos aproximadamente 30 % en peso de partícula seca, y tiene cualquiera de las propiedades o características descritas en el presente documento. Está presente un excipiente, tal como leucina, maltodextrina o manitol en una cantidad de aproximadamente 50 % o menos o de aproximadamente 20 % o menos en peso de la partícula seca. Por ejemplo, las partículas secas respirables de la invención pueden incluir (a) una sal de calcio en una cantidad de aproximadamente 30 % a aproximadamente 65 %, de aproximadamente 40 % a aproximadamente 65 % o de aproximadamente 45 % a aproximadamente 65 % en peso de la partícula seca; (b) una sal de sodio, tal como cloruro de sodio, en una cantidad de aproximadamente 25 % a aproximadamente 60 % o de aproximadamente 30 % a aproximadamente 60 % en peso de la partícula seca; (c) un excipiente, tal como leucina, maltodextrina, manitol o cualquiera de sus combinaciones, en una cantidad de aproximadamente 20 % o menos en peso de la partícula seca, o más preferentemente de aproximadamente 10 % o menos en peso de la partícula seca, y (d) presentar cualquiera de las propiedades o características, tales como 100/400 kPa (4 bar), 50/400 kPa (0,5/4 bar), VMGD, MMAD, FPF, descritas en el presente documento.
En algunos aspectos, las partículas secas respirables comprenden una sal de ion de metal divalente y una sal monovalente y se caracterizan por el contenido cristalino y amorfo de las partículas. Por ejemplo, las partículas secas respirables pueden comprender una mezcla de contenido amorfo y cristalino, tal como una fase rica en sal de ion de metal divalente amorfa y una fase de sal monovalente cristalina. Las partículas secas respirables de este tipo proporcionan varias ventajas. Por ejemplo, como se describe en el presente documento, la fase cristalina (por ejemplo, cloruro de sodio cristalino) puede contribuir a la estabilidad de la partícula seca en estado seco y a las características de capacidad de dispersión, mientras que la fase amorfa (por ejemplo, sal de calcio amorfa) puede facilitar una rápida captación de agua y disolución de la partícula tras deposición en el tracto respiratorio. Resulta particularmente ventajoso cuando sales con solubilidades acuosas relativamente elevadas (tales como cloruro de sodio) que se encuentran presentes en las partículas secas se encuentran en estado cristalino y cuando sales con solubilidades acuosas relativamente bajas (tales como citrato de calcio) se encuentran presentes en las partículas secas en estado amorfo.
La fase amorfa también se caracteriza por una elevada temperatura de transición vítrea (Tg), tal como un valor de Tg de al menos 100 °C, al menos 110 °C, 120 °C, al menos 125 °C, al menos 130 °C, al menos 135 °C, al menos 140 °C, entre 120 °C y 200 °C, entre 125 °C y 200 °C, entre 130 °C y 200 °C, entre 120 °C y 190 °C, entre 125 °C y 190 °C, entre 130 °C y 190 °C, entre 120 °C y 180 °C, entre 125 °C y 180 °C o entre 130 °C y 180 °C.
En algunas realizaciones, las partículas secas respirables contienen una fase amorfa rica en sal de catión de metal divalente y una fase cristalina de sal monovalente y la proporción de fase amorfa con respecto a fase cristalina (peso:peso) es de aproximadamente 5:95 a aproximadamente 95:5, de aproximadamente 5:95 a aproximadamente 10:90, de aproximadamente 10:90 a aproximadamente 20:80, de aproximadamente 20:80 a aproximadamente 30:70, de aproximadamente 30:70 a aproximadamente 40:60, de aproximadamente 40:60 a aproximadamente 50:50, de aproximadamente 50:50 a aproximadamente 60:40, de aproximadamente 60:40 a aproximadamente 70:30, de aproximadamente 70:30 a aproximadamente 80:20 o de aproximadamente 90:10 a aproximadamente 95:5. En otras realizaciones, las partículas secas respirables contienen una fase amorfa rica en sal de catión de metal divalente y una fase cristalina de sal monovalente y la proporción de fase amorfa con respecto a partícula en peso (peso:peso) es de aproximadamente 5:95 a aproximadamente 95:5, de aproximadamente 5:95 a aproximadamente 10:90, de aproximadamente 10:90 a aproximadamente 20:80, de aproximadamente 20:80 a aproximadamente 30:70, de aproximadamente 30:70 a aproximadamente 40:60, de aproximadamente 40:60 a aproximadamente 50:50, de aproximadamente 50:50 a aproximadamente 60:40, de aproximadamente 60:40 a aproximadamente 70:30, de aproximadamente 70:30 a aproximadamente 80:20 o de aproximadamente 90:10 a aproximadamente 95:5. En otras realizaciones, las partículas secas respirables contienen una fase amorfa rica en sal de catión de metal divalente y una fase de sal cristalina monovalente y la proporción de fase cristalina con respecto a partícula en peso (peso:peso) es de aproximadamente 5:95 a aproximadamente 95:5, de aproximadamente 5:95 a aproximadamente 10:90, de aproximadamente 10:90 a aproximadamente 20:80, de aproximadamente 20:80 a aproximadamente 30:70, de aproximadamente 30:70 a aproximadamente 40:60, de aproximadamente 40:60 a aproximadamente 50:50, de aproximadamente 50:50 a aproximadamente 60:40, de aproximadamente 60:40 a aproximadamente 70:30, de aproximadamente 70:30 a aproximadamente 80:20 o de aproximadamente 90:10 a aproximadamente 95:5.
En algunas realizaciones, las partículas secas respirables comprenden una sal de calcio, tal como citrato de calcio, sulfato de calcio, lactato de calcio o cualquiera de sus combinaciones, y una sal de sodio, tal como cloruro de sodio, citrato de sodio, sulfato de sodio, lactato de sodio o cualquiera de sus combinaciones, en las que las partículas secas respirables contienen una fase amorfa rica en sal y una fase de sal de sodio cristalina. En algunas relaciones, las partículas secas respirables contienen una fase amorfa rica en sal de calcio y una fase cristalina de sal de sodio y la proporción de fase amorfa con respecto a fase cristalina (peso:peso) es de aproximadamente 5:95 a aproximadamente 95:5, de aproximadamente 5:95 a aproximadamente 10:90, de aproximadamente 10:90 a aproximadamente 20:80, de aproximadamente 20:80 a aproximadamente 30:70, de aproximadamente 30:70 a aproximadamente 40:60, de aproximadamente 40:60 a aproximadamente 50:50, de aproximadamente 50:50 a aproximadamente 60:40, de aproximadamente 60:40 a aproximadamente 70:30, de aproximadamente 70:30 a aproximadamente 80:20 o de aproximadamente 90:10 a aproximadamente 95:5. En otras realizaciones, las partículas secas respirables contienen una fase amorfa rica en sal de calcio y una fase cristalina de sal de sodio y la proporción de fase amorfa con respecto a partícula en peso (peso:peso) es de aproximadamente 5:95 a aproximadamente 95:5, de aproximadamente 5:95 a aproximadamente 10:90, de aproximadamente 10:90 a aproximadamente 20:80, de aproximadamente 20:80 a aproximadamente 30:70, de aproximadamente 30:70 a aproximadamente 40:60, de aproximadamente 40:60 a aproximadamente 50:50, de aproximadamente 50:50 a aproximadamente 60:40, de aproximadamente 60:40 a aproximadamente 70:30, de aproximadamente 70:30 a aproximadamente 80:20 o de aproximadamente 90:10 a aproximadamente 95:5. En otras realizaciones, las partículas secas respirables contienen una fase amorfa rica en sal de calcio y una fase cristalina de sal de sodio y la proporción de fase cristalina con respecto a partícula en peso (peso:peso) es de aproximadamente 5:95 a aproximadamente 95:5, de aproximadamente 5:95 a aproximadamente 10:90, de aproximadamente 10:90 a aproximadamente 20:80, de aproximadamente 20:80 a aproximadamente 30:70, de aproximadamente 30:70 a aproximadamente 40:60, de aproximadamente 40:60 a aproximadamente 50:50, de aproximadamente 50:50 a aproximadamente 60:40, de aproximadamente 60:40 a aproximadamente 70:30, de aproximadamente 70:30 a aproximadamente 80:20 o de aproximadamente 90:10 a aproximadamente 95:5.
Las partículas secas respirables presentan 100/400 kPa (1/4 bar) o 50/400 kPa (0,5/4 bar) de 1,5 o menos, como se describe en el presente documento. Por ejemplo, un 100/400 kPa (1/4 bar) o 50/400 kPa (0,5/4 bar) de 1,4 o menos, de 1,3 o menos, de 1,2 o menos, de 1,1 o menos o de aproximadamente 1,0. De manera alternativa o además, las partículas secas respirables presentan un MMAD de aproximadamente 5 micrómetros o menos. De manera alternativa o además, las partículas secas respirables presentan un valor de VMGD de entre aproximadamente 0,5 micrómetros y aproximadamente 5 micrómetros. De manera alternativa o además, las partículas secas respirables pueden presentar un calor de disolución que no es mayor de aproximadamente -10 kcal/mol (por ejemplo, entre 10 kcal/mol y 10 kcal/mol).
Como se describe en el presente documento, las partículas secas respirables comprenden además un excipiente, que comprende leucina, maltodextrina o manitol. El excipiente puede ser cristalino o amorfo o estar presente en una combinación de estas formas. En algunas realizaciones, el excipiente es amorfo o predominantemente amorfo.
Como se describe en el presente documento, el espectro de RAMAN de los polvos secos respirables que contenían un excipiente (es decir, leucina, maltodextrina) no incluyó picos asignados a los excipientes. Esto indica que los excipientes no se concentraron en la superficie de las partículas y que los excipientes bien se distribuyen uniformemente por toda la partícula o bien no quedan expuestos a la superficie de la partícula. Se ha publicado que, en particular, los excipientes de leucina mejoran la capacidad de dispersión cuando se concentran sobre la superficie de las partículas. Véase, por ejemplo, el documento US2003/0186894. Por consiguiente, no parece que la leucina actúe como mejorador de la dispersión en este caso. De este modo, en las partículas respirables de la invención que contienen un excipiente (por ejemplo, leucina), el excipiente puede estar distribuido dentro de la partícula pero no sobre la superficie de la partícula o puede estar distribuido por toda la partícula (por ejemplo, distribuido de manera homogénea). Por ejemplo, en algunas realizaciones particulares, la partícula seca respirable de la invención no produce un pico característico indicativo de la presencia de un excipiente (por ejemplo, leucina) en espectroscopia RAMAN. En realizaciones más particulares, un polvo seco respirable que contiene leucina no produce un pico de leucina característico (por ejemplo, a 1340 cm-1) en espectroscopia RAMAN.
Según se describe en el presente documento, algunos polvos de la invención presentan escasas propiedades de fluidez. De manera sorprendente, estos polvos son altamente dispersables. Esto resulta sorprendente ya que se sabe que tanto las propiedades de fluidez como la capacidad de dispersión no se ven afectadas negativamente por la aglomeración o agregación de las partículas. De este modo, resultó inesperado que las partículas que presentan escasas propiedades de fluidez resulten altamente dispersables.
Además de cualquiera de las características y propiedades descritas en el presente documento, en cualquier combinación, las partículas secas respirables pueden presentar escasas propiedades de fluidez, pero presentar buena capacidad de dispersión. Por ejemplo, las partículas secas respirables pueden presentar una proporción de Hausner que sea mayor de 1,35 (por ejemplo, 1,4 o mayor, 1,5 o mayor, 1,6 o mayor, 1,7 o mayor, 1,8 o mayor, 1,9 o mayor, 2,0 o mayor) y presentar también un 100/400 kPa (1/4 bar) o 50 kPa (0,5 bar) que sea de 1,5 o menor, 1,4 o menor, 1,3 o menor, 1,2 o menor, 1,1 o menor o de aproximadamente 1,0.
Además de las características y propiedades descritas en el presente documento, en cualquier combinación, las partículas secas respirables pueden presentar un calor de disolución que no sea altamente exotérmico. Preferentemente, el calor de disolución se determina usando el líquido iónico de un fluido pulmonar simulado (por ejemplo, como se describe en Moss, O.R. 1979. Simulants of lung interstitial fluid. Health Phys. 36, 447-448; o en Sun, G 2001. Oxidative interactions of synthetic lung epithelial lining fluid with metal-containing particulate matter. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 281, L807-L815) a pH 7,4 y 37 °C en un calorímetro isotermo. Por ejemplo, las partículas secas respirables pueden presentar un calor de disolución que sea menos exotérmico que el calor de disolución del cloruro de calcio dihidratado, por ejemplo, presentar un calor de disolución que sea mayor de aproximadamente -10 kcal/mol, mayor de aproximadamente -9 kcal/mol, mayor de aproximadamente -8 kcal/mol, mayor de aproximadamente -7 kcal/mol, mayor de aproximadamente -6 kcal/mol, mayor de aproximadamente -5 kcal/mol, mayor de aproximadamente -4 kcal/mol, mayor de aproximadamente -3 kcal/mol, mayor de aproximadamente -2 kcal/mol, mayor de aproximadamente -1 kcal/mol o de aproximadamente -10 kcal/mol a aproximadamente 10 kcal/mol.
Si se desea, la formulación de sal puede incluir uno o más agentes adicionales, tales como agentes mucoactivos o mucolíticos, tensioactivos, antibióticos, antivíricos, antihistamínicos, antitusivos, broncodilatadores, agentes anti-inflamatorios, esteroides, vacunas, adyuvantes, expectorantes, macromoléculas, agentes terapéuticos que son útiles para protección crónica de CF.
Los ejemplos de agentes mucoactivos o mucolíticos apropiados incluyen mucinas MUC5AC y MUC5B, ADN-asa, N-acetilcisteína (NAD), cisteína, nacistelina, dornasa alfa, gelsolina, heparina, sulfato de heparina, agonistas P2Y2 (por ejemplo, UTP, INS365), solución salina hipertónica y manitol.
Los tensioactivos apropiados incluyen L-alfa-fosfatidilcolinadipalmitoílo (“DPPC”), difosfatidil glicerol (DPPG), 1.2- dipalmitoil-sn-glicero-3-fosfo-L-serina (DPPS), 1,2-dipalmitoil-sn-glicero-3-fosfocolina (DSPC), 1.2- diestearoil-sn-glicero-3-fosfoetanolamina (DSPE), 1-palmitoil-2-oleoilfosfatidilcolina (POPC), alcoholes grasos, éter polioxietilen-9-laurílico, grasas tensioactivas, ácidos, trioleato de sorbitán (Span 85), glicocolato, surfactina, poloxámeros, ésteres de ácido graso de sorbitán, tiloxapol, fosfolípidos y azúcares alquilados.
Si se desea, la formulación de sal puede contener un antibiótico. Por ejemplo, las formulaciones de sal para el tratamiento de la neumonía bacteriana o VAT pueden además comprender un antibiótico, tal como macrolida (por ejemplo, acitromicina, claritromicina y eritromicina), una tetraciclina (por ejemplo, doxiciclina, tigeciclina), una fluoroquinolona (por ejemplo, gemifloxacina, levofloxacina, ciprofloxacina y mocifloxacina), una cefalosporina (por ejemplo, ceftriaxona, defotaxima, ceftazidima, cefepima), una penicilina (por ejemplo, amoxicilina, amoxicilina con clavulanato, ampicilina, piperacilina y ticarcilina) de manera opcional con un inhibidor de p-lactamasa (por ejemplo, subactama, tazobactama y ácido clavulánico), tal como ampicilina-sulbactama, piperacilina-tazobactama y ticarcilina con clavulanato, un aminoglucósido (por ejemplo, amicacina, arbecacina, gentamicina, canamicina, neomicina, netilmicina, paromomicina, rodoestreptomicina, estreptomicina, tobramicina y apramicina), un penem o carbapenem (por ejemplo, doripenem, ertapenem, imipenem y meropenem), una monobactama (por ejemplo, aztreonama), una oxazolidinona (por ejemplo, linezolida), vancomicina, antibióticos glucopéptidos (por ejemplo, telavancina), antibióticos de tuberculosis-micobacteria y similares.
Si se desea, la formulación de sal puede contener un agente para el tratamiento de infecciones con micobacterias, tales como Mycobacterium tuberculosis. Los agentes apropiados para el tratamiento de infecciones con micobacterias (por ejemplo, M. tuberculosis) incluyen un aminoglucósido (por ejemplo, capreomicina, canamicina, estreptomicina), una fluoroquinolona (por ejemplo, ciprofloxacina, levofloxacina, moxifloxacina), isozianida y análogos de isozianida (por ejemplo, etionamida), aminosalicilato, cicloserina, diarilquinolina, etambutol, pirazinamida, protionamida, rifampina y similares.
Si se desea, la formulación de sal puede contener un agente antivírico, tal como oseltamivir, zanamivir amantidina o rimantidina, ribavirina, ganciclovir, valganciclovir, foscavir, Cytogam® (Inmunoglobulina de citomegalovirus), pleconaril, rupintrivir, palivizumab, motavizumab, citarabina, docosanol, denotivir, cidofovir y aciclovir. La formulación de sal puede contener un agente antigripal apropiado, tal como zanamivir, oseltamivir, amantadina o rimantadina.
Los antihistamínicos apropiados incluyen clemastina, asalastina, loratadina, fexofenadina y similares.
Los antitusivos apropiados incluyen bezonatato, benproperina, clobutinal, difenhidramina, dextrometorfano, dibunato, fedrilato, glaucina, oxalamina, piperidiona, opioides tales como codina y similares.
Los broncodilatadores apropiados incluyen agonistas beta2 de acción corta, agonistas beta2 de acción larga (LABA), antagonistas muscarínicos de acción larga (LAMA), combinaciones de LABA y LAMA, metilxantinas y similares. Los agonistas beta2 de acción corta incluyen albuterol, epinefrina, pirbuterol, levalbuterol, metaproteronol, maxair y similares. Los LABA apropiados incluyen salmeterol, formoterol e isómeros (por ejemplo, arformoterol), clenbuterol, tulobuterol, vilanterol, (Revolair™), indacaterol y similares. Los ejemplos de LAMA incluyen tiotroprio, glucopirrolato, aclidinio, ipatropio y similares. Los ejemplos de combinaciones de LABA y LAMA incluyen indacaterol con glucopirrolato, indacaterol con tiotropio y similares. Los ejemplos de metilxantina incluyen teofilina y similares.
Los agentes anti-inflamatorios apropiados incluyen inhibidores de leucotrieno, inhibidores de PDE4, otros agentes anti-inflamatorios y similares. Los inhibidores de leucotrieno apropiados incluyen montelucast (inhibidores de cistinil leucotrieno), masilucast, zafirleucast (inhibidores de los receptores D4 y E4 de leucotrieno), zileuton (inhibidores de 5-lipoxigenasa) y similares. Otros agentes anti-inflamatorios incluyen omalizumab (inmunoglobulina anti IgE), IL-13 e inhibidores del receptor de IL-13 (tales como AMG-317, MILR1444A, CAT-354, QAX576, IMA-638, Anrukinzumab, IMA-026, MK-6105, DOM-0910 y similares), IL-4 e inhibidores del receptor IL-4 (tales como Pitrakinra, AER-003, AIR-645, APG-201, DOM-0919 y similares), inhibidores de IL-1 tales como canaquinumab, antagonistas del receptor CRTh2 tales como AZD1981 (de AstraZeneca), inhibidor de elastasa neutrófila tal como AZD9668 (de AstraZeneca), inhibidor de P38 quinasa tal como losmapimed y similares.
Los esteroides apropiados incluyen corticoesteroides, combinaciones de corticoesteroides y LABA, combinaciones de corticoesteroides y LAMA y similares. Los corticoesteroides apropiados incluyen budesonida, fluticasona, flunisolida, triamcinolona, beclometasona, mometasona, ciclesonida, dexametasona y similares. Las combinaciones de corticoesteroides y LABA incluyen salmeterol con fluticasona, formoterol con budenosida, formoterol con fluticasona, formoterol con mometasona, indacaterol con mometasona y similares.
Los expectorantes apropiados incluyen guaifenesina, guaiacolculfonato, cloruro de amonio, yoduro de potasio, tiloxapol, pentasulfuro de antimonio y similares.
Vacunas apropiadas tales como vacunas gripales inhaladas por vía nasal y similares.
Las macromoléculas apropiadas incluyen proteínas y péptidos de gran tamaño, polisacáridos y oligosacáridos, y moléculas de ácido nucleico de ADN y a Rn y sus análogos que presentan actividades terapéutica, profiláctica o diagnóstica. Las proteínas pueden incluir anticuerpos tales como el anticuerpo monoclonal. Las moléculas de ácido nucleico incluyen genes, moléculas antisentido tales como ARNip que se unen a ADN complementario, ARN o ribosomas para inhibir la transcripción o la traducción.
Fármacos de macromolécula escogidos para aplicaciones sistémicas: Calcitonina, Eritropoyetina (EPO), Factor IX, Factor Estimulador de Colonias de Granulocitos (G-CSF), Factor Estimulador de Colonias de Macrófagos y Granulocitos (GM-CSF), Somatotropinas, Insulina, Interferón Alfa, Interferón Beta, Interferón Gamma, Hormona de Liberación de la Hormona Luteinizante (LHRH), FSH, Factor Neurotrófico Ciliar, Factor de Liberación de Somatotropina (GRF), Factor de Crecimiento de tipo Insulina, Insulinotropina, Antagonista del Receptor de Interleucina-1, Interleucina-3, Interleucina-4, Interleucina-6, Factor Estimulador de Colonias de Macrófagos (M-CSF), Timosina Alfa 1, Inhibidor IIb/IIa, Antitripsina Alfa-1, Anticuerpo Anti-RSV, palivizumab, motavizumab y ALN-RSV, Gen Regulador de la Transmembrana de la Fibrosis Quística (CFTR), Desoxirribonucleasa (DNasa), Heparina, Proteína de Aumento de la Acción Bactericida/Permeabilidad (BPI), Anticuerpo Anti-citomegalovirus (CMV), Antagonista del Receptor de Interleucina-1 y similares.
Los agentes terapéuticos seleccionados que resultan útiles para el mantenimiento crónico de CF incluyen antibióticos/antibióticos de macrólidos, broncodilatadores, LABA inhalados y agentes para promover la eliminación de secreción en las vías respiratorias. Ejemplos apropiados de antibióticos/antibióticos de macrólidos incluyen tobramicina, azitromicina, ciprofloxacina, colistina y similares. Ejemplos apropiados de broncodilatadores incluyen agonistas beta2 de acción corta inhalados tales como albuterol y similares. Ejemplos apropiados de LABA inhalados incluyen salmeterol, formoterol y similares. Los ejemplos apropiados de agentes para promover la eliminación de secreción en las vías respiratorias incluyen dornasa alfa, solución salina hipertónica y similares.
Generalmente, se prefiere que las partículas secas y los polvos secos respirables no contengan sales, excipientes u otros principios activos que presenten un peso molecular mayor de aproximadamente 1 kilodalton (1000 dalton, Da). Por ejemplo, preferentemente las partículas respirables de la invención no contienen una proteína, polipéptido, oligopéptidos, ácido nucleico u oligonucleótido con un peso molecular mayor de 1 KDa, mayor de aproximadamente 900 Da, mayor de aproximadamente 800 Da, mayor de aproximadamente 700 Da o mayor de aproximadamente 600 Da.
Debido a que los polvos secos respirables y las partículas secas respirables descritas en el presente documento contienen sales, estos pueden ser higroscópicos. Por consiguiente, resulta deseable almacenar o mantener los polvos secos respirables y las partículas secas respirables en condiciones que eviten la hidratación de los polvos. Por ejemplo, resulta deseable evitar la hidratación, la humedad relativa del entorno de almacenamiento debe ser menor de 75 %, menor de 60 %, menor de 50 %, menor de 40 %, menor de 30 %, menor de 25 %, menor de 20 %, menor de 15 %, menor de 10 % o menor de 5 % de humedad. Los polvos secos respirables y las partículas secas respirables se pueden envasar (por ejemplo, en cápsulas selladas, blísteres o frascos) en estas condiciones.
Los polvos secos respirables o partículas secas respirables se producen preparando una disolución de materia prima, emulsión o suspensión y secando por pulverización la materia prima de acuerdo con métodos descritos en el presente documento. La materia prima se puede preparar usando (a) una sal de calcio, tal como lactato de calcio o cloruro de calcio, en una cantidad de al menos aproximadamente 25 % en peso (por ejemplo, de solutos totales usados para preparar la materia prima) y (b) una sal de sodio, tal como citrato de sodio, cloruro de sodio o sulfato de sodio, en una cantidad de al menos aproximadamente 1 % en peso (por ejemplo, de solutos totales usados para preparar la materia prima). Si se desea, se pueden añadir uno o más excipientes, tales como leucina, a la materia prima en una cantidad de aproximadamente 74 % o menos en peso (por ejemplo, de solutos totales usados para preparar la materia prima). Por ejemplo, la sal de calcio usada para preparar la materia prima puede estar presente en una cantidad de al menos aproximadamente 30 %, al menos aproximadamente 35 %, al menos aproximadamente 40 %, al menos aproximadamente 50 %, al menos aproximadamente 60 % o al menos aproximadamente 70 % en peso de los solutos totales usados para preparar la materia prima. La sal de sodio usada para preparar la materia prima, por ejemplo, puede estar presente en una cantidad de al menos aproximadamente 2 %, al menos aproximadamente 3 %, al menos aproximadamente 4 %, al menos aproximadamente 5 %, al menos aproximadamente 6 %, al menos aproximadamente 7 %, al menos aproximadamente 8 %, al menos aproximadamente 9 %, al menos aproximadamente 10 %, al menos aproximadamente 20 %, al menos aproximadamente 25 %, al menos aproximadamente 30 %, al menos aproximadamente 40 %, al menos aproximadamente 50 %, al menos aproximadamente 55 % o al menos aproximadamente 65 % en peso de los solutos totales usados para preparar la materia prima. El excipiente añadido a la materia prima, por ejemplo, puede estar presente en una cantidad de 50 % o menos, de aproximadamente 30 % o menos, de aproximadamente 20 % o menos, de aproximadamente 10 % o menos, de aproximadamente 9 % o menos, de aproximadamente 8 % o menos, de aproximadamente 7 % o menos, de aproximadamente 6 % o menos, de aproximadamente 5 % o menos, de aproximadamente 4 % o menos, de aproximadamente 3 % o menos, de aproximadamente 2 % o menos, de aproximadamente 1 % o menos en peso de los solutos totales usados para preparar la materia prima.
En una realización, los polvos secos respirables o las partículas secas respirables de la invención se pueden obtener por medio de (1) preparación de una materia prima que comprende (a) un soluto seco que contiene un porcentaje en peso de soluto seco total de aproximadamente 10,0 % de leucina, aproximadamente 35,1 % de cloruro de calcio y aproximadamente 54,9 % de citrato de sodio y (b) uno o más disolventes apropiados para disolución del soluto y formación de la materia prima, y (2) secado por pulverización de la materia prima. En otra realización, los polvos secos respirables o las partículas secas respirables de la invención se pueden obtener por medio de (1) preparación de una materia prima que comprende (a) un soluto seco que contiene un porcentaje en peso del soluto seco total de aproximadamente 10,0 % de leucina, aproximadamente 58,6 % de lactato de calcio y aproximadamente 31,4 % de cloruro de sodio y (b) uno o más disolventes apropiados para disolución del soluto y formación de la materia prima, y (2) secado por pulverización de la materia prima. En otra realización, los polvos respirables o las partículas secas respirables de la invención se pueden obtener por medio de (1) preparación de una materia prima que comprende (a) un soluto seco que contiene un porcentaje en peso de soluto seco total de aproximadamente 10,0 % de leucina, aproximadamente 39,6 % de cloruro de calcio y aproximadamente 50,44 % de sulfato de sodio y (b) uno o más disolventes apropiados para disolución del soluto y formación de la materia prima, y (2) secado por pulverización de la materia prima. En otra realización, los polvos secos respirables o las partículas secas respirables de la invención se pueden obtener por medio de (1) preparación de una materia prima que comprende (a) un soluto seco que contiene un porcentaje en peso de soluto seco total de aproximadamente 10,0 % de maltodextrina, aproximadamente 58,6 % de lactato de calcio y aproximadamente 31,4 % de cloruro de sodio y (b) uno o más disolventes apropiados para disolución del soluto y formación de la materia prima, y (2) secado por pulverización de la materia prima. Como se describe en el presente documento, se pueden usar diversos métodos (por ejemplo, mezcla estática, mezcla en volumen) para mezclar los solutos y los disolventes con el fin de preparar las materias primas, que son conocidas en la técnica. Si se desea, se pueden usar otros métodos apropiados de mezcla. Por ejemplo, se pueden incluir componentes adicionales que provocan o facilitan la mezcla en la materia prima. Por ejemplo, el dióxido de carbono produce burbujeo o efervescencia y de este modo se favorece la mezcla física del soluto y los disolventes. Diversas sales de carbonato y bicarbonato pueden provocar el mismo efecto que produce el dióxido de carbono y, por tanto, se pueden usar en la preparación de las materias primas de la invención.
En realizaciones preferidas, los polvos secos respirables o las partículas secas respirables de la invención poseen características de aerosol que permiten la administración eficaz de las partículas secas respirables al sistema respiratorio sin necesidad de usar propulsores.
En una realización, los polvos secos respirables y las partículas secas respirables de la invención se pueden preparar por medio de una reacción de intercambio iónico. En determinadas realizaciones de la invención, se aportan dos soluciones saturadas o sub-saturadas al interior de un dispositivo de mezcla estática con el fin de obtener una mezcla posestática de solución saturada o sobresaturada. Preferentemente, la solución de posmezcla es sobresaturada. Las dos soluciones pueden ser acuosas u orgánicas, pero preferentemente son sustancialmente acuosas. Posteriormente, se aporta la disolución de mezcla posestática al interior de una unidad de atomizado de un dispositivo de secado por pulverización. En una realización preferida, la disolución de mezcla posestática se aporta de forma inmediata al interior de la unidad de atomizado. Algunos ejemplos de unidad de atomizado incluyen una boquilla de dos fluidos, un dispositivo de atomizado rotatorio o una boquilla a presión. Preferentemente, la unidad de atomizado es una boquilla de dos fluidos. En una realización, la boquilla de dos fluidos es una boquilla de mezcla interna, lo que significa que el gas incide sobre el aporte de líquido antes de salir por el orificio más externo. En otra realización, la boquilla de dos fluidos es una boquilla de mezcla externa, lo que significa que el gas incide sobre el aporte de líquido después de salir por el orificio más externo.
Las partículas secas respirables de la invención se pueden mezclar con un principio activo o se pueden coformular con un principio activo con el fin de mantener la característica de elevada capacidad de dispersión de las partículas secas y de los polvos secos de la invención.
En un aspecto, las sales de cationes divalentes (calcio) se pueden coformular con un agente activo que no contiene calcio, para preparar polvos de pequeño tamaño y altamente dispersables o partículas porosas de gran tamaño. De manera opcional, estas partículas pueden incluir una sal catiónica monovalente (por ejemplo, sodio, potasio). Los componentes se pueden mezclar (por ejemplo, mezcla como una solución, mezcla estática como dos soluciones) juntos en una única partícula antes del secado por pulverización.
En otro aspecto, las partículas secas de la invención son de gran tamaño, porosas y dispersables. El tamaño de las partículas secas se puede expresar de diversas formas. Las partículas pueden presentar un VMAD entre 5 y 30 |jm, o entre 5 y 20 jm, con una densidad aparente tras vibración menor de 0,5 g/cm3, preferentemente menor de 0,4 g/cm3.
Métodos de preparación de polvos secos y partículas secas
Las partículas secas y los polvos secos respirables se pueden preparar usando cualquier método apropiado. Muchos métodos apropiados para la preparación de polvos secos respirables y partículas resultan convencionales en la técnica, e incluyen evaporación de disolvente de emulsión sencilla y doble, secado por pulverización, molienda (por ejemplo, molienda de chorro), mezcla, extracción de disolvente, evaporación de disolvente, separación de fases, coacervación sencilla o compleja, polimerización interfacial, métodos apropiados que implican el uso de dióxido de carbono supercrítico (CO2) y otros métodos apropiados. Las partículas secas respirables se pueden preparar usando métodos para preparar microesferas o microcápsulas conocidos en la técnica. Estos métodos se pueden emplear en condiciones que dan lugar a la formación de partículas secas respirables con las propiedades aerodinámicas deseadas (por ejemplo, diámetro aerodinámico y diámetro geométrico). Si se desea, se pueden escoger partículas secas respirables con las propiedades deseadas, tales como tamaño y densidad, usando los métodos apropiados, tales como tamizado.
Preferentemente, las partículas secas respirables se secan por pulverización. Se describen técnicas apropiadas de secado por pulverización, por ejemplo, por parte de K. Masters en “Spray Drying Handbook”, John Wiley & Sons, Nueva York (1984). De manera general, durante el secado por pulverización, se usa calor procedente de un gas caliente tal como aire o nitrógeno caliente para evaporar un disolvente de las gotitas formadas por medio de atomizado de un aporte continuo de líquido. Si se desea, los instrumentos de secado por pulverización u otros, por ejemplo, instrumento de molienda de chorro, usados para preparar las partículas secas pueden incluir un dispositivo de clasificación por tamaño de partícula geométrico en línea que determina el diámetro geométrico de las partículas secas respirables a medida que estas son producidas y/o un dispositivo de clasificación por tamaño de partícula aerodinámico en línea que determina el diámetro aerodinámico de las partículas secas respirables a medida que estas son producidas.
Para el secado por pulverización, se distribuyen las soluciones, emulsiones o suspensiones que contienen los componentes de las partículas secas para producir en un disolvente apropiado (por ejemplo, un disolvente acuoso, disolvente orgánico, mezcla acuosa-orgánica o emulsión) en un recipiente de secado por medio de un dispositivo de atomizado. Por ejemplo, se puede usar una boquilla o un dispositivo de atomizado rotatorio para distribuir la solución o la suspensión en el recipiente de secado. Por ejemplo, se puede usar un dispositivo de atomizado rotatorio que presenta una rueda de 4 o 24 paletas. Los ejemplos de dispositivos de secado por pulverización apropiados que pueden estar equipados bien con un dispositivo de atomizado rotatorio o bien con una boquilla incluyen el Dispositivo de Secado por Pulverización Mobile Minor o el modelo PSD-1, ambos fabricados por Niro, Inc. (Dinamarca). Las condiciones de secado por pulverización varían dependiendo, en parte, de la composición de la solución o la suspensión de secado por pulverización y los caudales de material. La persona experta será capaz de determinar las condiciones apropiadas basándose en las composiciones de la solución, emulsión o suspensión objeto de secado por pulverización, las propiedades deseadas de las partículas y otros factores. En general, la temperatura de entrada al dispositivo de secado por pulverización es de aproximadamente 100 °C a aproximadamente 300 °C y preferentemente de aproximadamente 220 °C a aproximadamente 285 °C. La temperatura de salida del dispositivo de secado por pulverización varía dependiendo de factores tales como la temperatura del aporte y las propiedades de los materiales objeto de secado. De manera general, la temperatura de salida es de aproximadamente 50 °C a aproximadamente l5o °C, preferentemente de aproximadamente 90 °C a aproximadamente 120 °C o de aproximadamente 98 °C a aproximadamente 108 °C. Si se desea, es posible separar las partículas secas respirables producidas en función de su tamaño volumétrico, por ejemplo, usando un tamiz, o se pueden separar en función de su tamaño aerodinámico, por ejemplo, usando un ciclón y/o se pueden separar en función de su densidad usando técnicas conocidas por los expertos en la materia.
Para preparar las partículas secas respirables de la invención, de manera general, se prepara una solución, emulsión o suspensión que contiene los componentes deseados del polvo seco (es decir, una materia prima) y se seca por pulverización en condiciones apropiadas. Preferentemente, la concentración de sólidos suspendidos o disueltos en la materia prima es de al menos aproximadamente 1 g/l, de al menos aproximadamente 2 g/l, de al menos aproximadamente 5 g/l, de al menos aproximadamente 10 g/l, de al menos aproximadamente 15 g/l, de al menos aproximadamente 20 g/l, de al menos aproximadamente 30 g/l, de al menos aproximadamente 40 g/l, de al menos aproximadamente 50 g/l, de al menos aproximadamente 60 g/l, de al menos aproximadamente 70 g/l, de al menos aproximadamente 80 g/l, de al menos aproximadamente 90 g/l o de al menos aproximadamente 100 g/l. Se puede proporcionar la materia prima preparando una única solución o suspensión disolviendo o suspendiendo los componentes apropiados (por ejemplo, sales, excipientes, otros principios activos) en un disolvente apropiado. Se puede preparar el disolvente, emulsión o suspensión usando métodos apropiados, tales como mezcla a granel de los componentes líquidos y/o secos o mezcla estática de los componentes líquidos para formar una combinación. Por ejemplo, se pueden combinar un componente hidrófilo (por ejemplo, una solución acuosa) y un componente hidrófobo (por ejemplo, una solución orgánica) usando un dispositivo de mezcla estática para formar una combinación. Posteriormente, se puede someter la combinación a atomizado para producir gotitas, que se secan para formar partículas secas respirables. Preferentemente, la etapa de atomizado se lleva a cabo inmediatamente después de que los componentes se combinen en el dispositivo de mezcla estática.
En un ejemplo, las partículas secas respirables que contienen citrato de calcio, cloruro de sodio y leucina se preparan por medio de secado por pulverización. Se prepara una primera fase que comprende una disolución acuosa de citrato de sodio y leucina. Se prepara una segunda fase que comprende cloruro de calcio en un disolvente apropiado. Se pueden calentar por separado una o ambas soluciones según se necesite para garantizar la solubilidad de sus componentes. Posteriormente, las fases primera y segunda se combinan en un dispositivo de mezcla estática para formar una combinación. La combinación se seca por pulverización para formar partículas secas respirables.
Se puede preparar la materia prima o los componentes de la materia prima usando cualquier disolvente apropiado, tal como un disolvente orgánico, un disolvente acuoso o sus mezclas. Los disolventes orgánicos que se pueden emplear incluyen, pero sin limitación, alcoholes tales como, por ejemplo, etanol, metanol, propanol, isopropanol, butanoles y otros. Otros disolventes orgánicos incluyen, pero sin limitación, perfluorocarburos, diclorometano, cloroformo, éter, acetato de etilo, éter metílico terc-butílico y otros. Los codisolventes que se pueden emplear incluyen un disolvente acuoso y un disolvente orgánico, tal como, pero sin limitación, los disolventes orgánicos descritos anteriormente. Los disolventes acuosos incluyen agua y soluciones tamponadas.
La materia prima o los componentes de la materia prima pueden presentar cualquier pH, viscosidad u otras propiedades deseadas. Si se desea, se puede añadir un tampón de pH al disolvente o codisolvente o a la mezcla formada. De manera general, el pH de la mezcla varía de aproximadamente 3 a aproximadamente 8.
Se pueden fabricar partículas secas respirables y polvos secos y posteriormente se pueden separar, por ejemplo, por filtración o centrifugación por medio de un ciclón, con el fin de proporcionar una muestra de partículas con una distribución de tamaño pre-escogida. Por ejemplo, más de aproximadamente 30 %, más de aproximadamente 40 %, más de aproximadamente 50 %, más de aproximadamente 60 %, más de aproximadamente 70 %, más de aproximadamente 80 %, más de aproximadamente 90 % de las partículas secas respirables en una muestra puede presentar un diámetro dentro de un intervalo escogido. El intervalo escogido dentro del cual puede caer un determinado porcentaje de partículas secas respirables puede ser, por ejemplo, cualesquiera intervalos de tamaño descritos en el presente documento, tales como VMGD entre aproximadamente 0,1 y aproximadamente 3 micrómetros.
Se puede medir el diámetro de las partículas secas respirables, por ejemplo, sus valores de VMGD, usando un instrumento de lectura de zona eléctrica tal como un Multisizer IIe, (Coulter Electronic, Luton, Beds, Inglaterra) o un instrumento de difracción por láser tal como un sistema HELOS (Sympatec, Princeton, NJ). También se conocen bien en la técnica otros instrumentos para la medición del diámetro geométrico de partícula. El diámetro de las partículas secas respirables de una muestra varía dependiendo de factores tales como la composición de las partículas y los métodos de síntesis. Se puede escoger la distribución de tamaño de las partículas secas respirables en una muestra con el fin de permitir una deposición óptima dentro de los sitios diana del sistema respiratorio.
De manera experimental, se puede determinar el diámetro aerodinámico usando mediciones de tiempo de vuelo (TOF). Por ejemplo, se puede usar un instrumento tal como el Analizador de Tamaño de Partícula Aerosizer DSP Modelo 3225 (Amherst Process Instrument, Inc., Amherst, MA) para medir el diámetro aerodinámico. El Aerosizer mide el tiempo que tardan las partículas secas respirables individuales en pasar entre dos haces de láser fijos.
También se puede determinar de forma experimental el diámetro aerodinámico de manera directa usando métodos convencionales de sedimentación por gravedad, en los que se mide el tiempo necesario para que una muestra de partículas secas respirables se deposite a una determinada distancia. Los métodos indirectos para medir la mediana en masa de diámetro aerodinámico incluyen el Impactador de Cascada de Andersen y métodos multietapa de líquido percutor (MSLI). Los métodos y los instrumentos para medir el diámetro aerodinámico de partícula son bien conocidos en la técnica.
La densidad aparente tras vibración es una medida de la densidad másica envolvente que caracteriza una partícula. La densidad másica envolvente de una partícula de una forma estadísticamente isotrópica se define como la masa de la partícula dividida entre el volumen envolvente de esfera mínima en el cual puede ser introducida. Las características que contribuyen a un valor bajo de densidad aparente tras vibración incluyen una textura superficial irregular y una estructura porosa. La densidad aparente tras vibración se puede medir usando instrumentos conocidos por los expertos en la técnica tales como el Dispositivo de Ensayo de Densidad Aparente tras Vibración Controlado por un Microprocesador de Plataforma Dual (Vankel, NC), un instrumento GeoPyc™ (Micrometrics Instrument Corp., Norcross, GA) o un dispositivo de ensayo de densidad aparente tras vibración SOTAX modelo TD2 (SOTAX Corp., Horshman, PA). Se puede determinar la densidad aparente tras vibración usando el método de USP Bulk Density and Tapped Density, Convención de Farmacopea de los Estados Unidos, Rockville, MD, 10° suplemento, 4950-4951, 1999.
Se puede usar la fracción de partículas finas como una forma para caracterizar el comportamiento de aerosol de los polvos sometidos a dispersión. La fracción de partículas finas describe la distribución de tamaño de las partículas secas respirables suspendidas en el aire. El análisis gravimétrico, usando un impactador en cascada, es uno de los métodos para medir la distribución de tamaño, o la fracción de partículas finas, de las partículas secas respirables suspendidas en el aire. El impactador de cascada de Andersen (ACI) es un impactador de ocho etapas que puede separar los aerosoles en nueve fracciones distintas basándose en el tamaño aerodinámico. Los valores límites de tamaño de cada etapa dependen del caudal al cual se opera el ACI. El ACI está compuesto por múltiples etapas que consisten en una serie de boquillas (es decir, una placa de chorro) y una superficie de impacto (es decir, un disco de impacto). En cada una de las etapas, la corriente de aerosol pasa a través de las boquillas y percute contra la superficie. Las partículas secas respirables de la corriente de aerosol con un valor de inercia suficientemente elevado impactan contra la placa. Las partículas secas respirables de pequeño tamaño que carecen de la inercia suficiente para impactar contra la placa permanecen en la corriente de aerosol y son transportadas a la siguiente etapa. Cada una de las etapas sucesivas del ACI presenta una velocidad más elevada de aerosol en las boquillas con el fin de que sea posible la recogida de las partículas secas respirables más pequeñas en cada una de las etapas sucesivas.
Si se desea, también se puede usar un ACI colapsado de dos etapas para medir la fracción de partículas finas. El ACI colapsado de dos etapas consiste únicamente en las dos etapas superiores del ACI de ocho etapas y permite la recogida de dos fracciones de polvo por separado. De manera específica, se calibra un ACI colapsado de dos etapas de manera que la fracción de polvos que se recoge en la etapa uno está formada por partículas secas respirables que presentan un diámetro aerodinámico menor de 5,6 micrómetros y mayor de 3,4 micrómetros. La fracción de polvo que pasa la etapa uno y se deposita sobre un filtro de recogida está formada, de este modo, por partículas secas respirables que presentan un diámetro aerodinámico menor de 3,4 micrómetros. El flujo da aire en dicha calibración es de aproximadamente 60 l/min.
Se ha demostrado que el FPF (<5,6) se encuentra correlacionado con la fracción de polvo que es capaz de penetrar en el interior del pulmón del paciente, mientras que se ha demostrado que el FPF (<3,4) se encuentra correlacionado con la fracción de polvo que alcanza la parte más profunda del pulmón del paciente. Estas correlaciones proporcionan un indicador cuantitativo que se puede usar para la optimización de las partículas.
Se puede usar un ACI para aproximar la dosis emitida, lo que se denomina en el presente documento dosis recuperada gravimétrica y dosis recuperada analítica. La “dosis recuperada gravimétrica” se define como la proporción del polvo pesado sobre todos los filtros de etapa del ACI con respecto a la dosis nominal. La “dosis recuperada analítica” se define como la proporción del polvo recuperado del enjuague de todas las etapas, todos los filtros de etapa y el puerto de inducción del ACI con respecto a la dosis nominal. El FPF_TD (<5,0) es la proporción de la cantidad interpolada de polvo que se deposita por debajo de 5,0 pm sobre el ACI con respecto a la dosis nominal. El FPF_r D (<5,0) es la proporción de la cantidad interpolada de polvo que se deposita por debajo de 5,0 pm sobre el ACI con respecto bien a la dosis recuperada gravimétrica o bien a la dosis recuperada analítica.
Otra forma de aproximar la dosis emitida consiste en determinar cuánto polvo abandona su recipiente, por ejemplo, cápsula o blíster, tras la actuación de un inhalador de polvo seco (DPI). Esto tiene en cuenta el porcentaje que abandona la cápsula, pero no tiene en cuenta ningún polvo depositado sobre el DPI. La dosis emitida es la proporción del peso de la cápsula con la dosis antes de la actuación del inhalador con respecto al peso de la cápsula después de la actuación del inhalador. Esta medición también se denomina la masa de polvo emitida de cápsula (CEPM).
El percutor de líquido de multi-etapa (MSLI) es otro dispositivo que se puede usar para medir la fracción de partículas finas. El percutor de líquidos de multi-etapa opera según los mismos principios que el ACI, aunque en lugar de ocho etapas, MSLI dispone de cinco. De manera adicional, cada etapa MSLI consiste en una frita de vidrio humedecida en etanol en lugar de una placa sólida. La etapa humedecida se usa para evitar el rebote y la reentrada de las partículas, que pueden producirse cuando se usa el ACI.
Un método para producir un polvo seco respirable que comprende partículas secas respirables que contienen citrato de calcio o sulfato de calcio comprende a) proporcionar una primera materia prima líquida que comprende una disolución acuosa de cloruro de calcio y una segunda materia prima líquida que comprende una disolución acuosa de sulfato de sodio o citrato de sodio; b) mezclar la primera materia prima líquida y la segunda materia prima líquida para producir una mezcla en la que una reacción de intercambio aniónico tiene lugar para producir una solución saturada o sobresaturada que comprende sulfato de calcio y cloruro de sodio o citrato de calcio y cloruro de sodio; y c) secar por pulverización la solución saturada o sobresaturada producida en b) para producir partículas secas respirables. La primera materia prima líquida y la segunda materia prima líquida se pueden mezclar de forma discontinua o, preferentemente, en forma de mezcla estática. En algunas realizaciones, la mezcla resultante se seca por pulverización y se somete a atomizado durante 60 minutos, durante 30 minutos, durante 15 minutos, durante 10 minutos, durante 5 minutos, durante 4 minutos, durante 3 minutos, durante 2 minutos, durante 1 minuto, durante 45 segundos, durante 30 segundos, durante 15 segundos, durante 5 segundos de mezcla, preferentemente mezcla estática.
La invención también se refiere a un polvo seco respirable o a partículas secas respirables producidas usando cualquiera de los métodos descritos anteriormente.
Las partículas secas respirables de la invención también se pueden caracterizar por medio de la estabilidad química de las sales o de los excipientes que comprenden las partículas secas respirables. La estabilidad química de las sales constitutivas puede afectar a características importantes de las partículas respirables, incluyendo el tiempo de conservación, las condiciones apropiadas de almacenamiento, entornos apropiados para administración, compatibilidad biológica y eficacia de las sales. La estabilidad química se puede evaluar usando técnicas bien conocidas en este campo. Un ejemplo de técnica que se puede usar para evaluar la estabilidad química es la cromatografía líquida de alto rendimiento de fase inversa (RP-HPLC). De manera general, las partículas secas respirables de la invención incluyen sales que son estables durante un largo periodo de tiempo.
Si se desea, las partículas secas y los polvos secos respirables descritos en el presente documento se pueden además procesar para aumentar la estabilidad. Una característica importante de polvos secos farmacéuticos es si son estables en diferentes condiciones de temperatura y humedad. Los polvos inestables absorben humedad del ambiente y experimentan aglomeración, alterando de este modo la distribución de tamaño de partícula del polvo. Se pueden usar excipientes, tales como maltodextrina, para crear partículas y polvos más estables. La maltodextrina puede actuar como un estabilizador de fase amorfo e inhibir la conversión de los componentes de un estado amorfo a un estado cristalino. De manera alternativa, se puede emplear una etapa de posprocesado que ayude al paso controlado de las partículas a través del proceso de cristalización (por ejemplo, en la cámara de filtros a un valor elevado de humedad), siendo procesado después potencialmente el polvo resultante para restablecer su capacidad de dispersión en caso de que se formen aglomerados durante el proceso de cristalización, tal como haciendo pasar las partículas a través de un ciclón para romper los aglomerados. Otro enfoque posible es la optimización de las condiciones de proceso, lo que conduce a la fabricación de partículas que son más cristalinas y, por tanto, más estables. Otro enfoque consiste en usar diferentes excipientes, o diferentes cantidades de los actuales excipientes, para intentar fabricar formas de las sales que sean más estables.
Las partículas secas y los polvos secos respirables descritos en el presente documento resultan apropiados para las terapias de inhalación. Las partículas secas respirables se pueden fabricar con el material apropiado, rugosidad superficial, diámetro y densidad aparente tras vibración para administración localizada a las zonas escogidas del sistema respiratorio tal como la parte más profunda de los pulmones o la parte superior o central de las vías respiratorias. Por ejemplo, se pueden usar partículas secas respirables de densidad más elevada o de tamaño más grande para la administración a las vías respiratorias superiores, o se puede administrar una mezcla de partículas secas respirables de tamaño variable en una muestra, proporcionadas con la misma formulación o con otra diferente, a diferentes zonas diana del pulmón en una administración.
Con el fin de hacer referencia a la dispersión del polvo a diferentes caudales de inhalación, volúmenes y a partir de inhaladores de diferente resistencia, se puede calcular la energía necesaria para llevar a cabo la maniobra de inhalación. Se puede calcular la energía de inhalación a partir de la ecuación E = R2Q2V en la que E es la energía de inhalación en Julios, R es la resistencia del inhalador en kPa1/2/LPM, Q es el caudal estacionario en l/min y V es el volumen de aire inhalado en l.
Se prevé que las poblaciones de adultos sanos son capaces de conseguir energías de inhalación que varían desde 2,9 a 22 Julios usando valores de caudal de inspiración pico (PIFR) medido por Clarke et al. (Journal of Aerosol Med, 6(2), p. 99-110, 1993) para el caudal Q a partir de dos resistencias de inhalador de 0,02 y 0,055 kPa1/2/LPM, con un volumen de inhalación de 2 l basado tanto en los documentos de orientación de la FDA para inhaladores de polvo seco como en el trabajo de Tiddens et al. (Journal of Aerosol Med, 19, (4), p.456-465, 2006) quién encontró adultos que inhalaron un volumen medio de 2,2 l a través de una diversidad de DPI.
Se prevé que los pacientes EPOC adultos de tipo leve, moderado y grave son capaces de conseguir energía de inhalación de 5,1 a 21 Julios, de 5,2 a 19 Julios y de 2,3 a 18 Julios respectivamente. De nuevo, esto se basa en el uso de los valores PIFR medidos para el caudal Q en la ecuación de energía de inhalación. El valor de PIFR que se puede conseguir para cada grupo es una función de la resistencia de inhalador que es objeto de inhalación. Se usó el trabajo de Broeders et al. (Eur Respir J, 18, p.780-783, 2001) para predecir el valor máximo y mínimo de PIFR que se podía conseguir a través de 2 inhaladores de polvo seco de resistencias 0,021 y 0,032 kPa1/2/LPM cada uno.
De manera similar, se prevé que los pacientes asmáticos adultos son capaces de conseguir energías de inhalación de 7,4 a 21 Julios, basado en las mismas consideraciones que las de la población EPOC y los datos de PIFR de Broaders et al.
Los adultos sanos, los pacientes con EPOC adultos y adultos asmáticos, por ejemplo, deben ser capaces de proporcionar suficiente energía de inhalación para vaciar y dispersar las formulaciones de polvo seco de la invención. Por ejemplo, se encontró que una dosis de 25 mg de la Formulación III únicamente requería 0,16 Julios para vaciar 80 % del peso de llenado en una única inhalación, bien desaglomerada, como se muestra en el Dv50 a una distancia de 1 micrómetro de la misma con energías de inhalación mucho mayores. Se calculó que todas las poblaciones de pacientes adultos anteriores eran capaces de lograr valores mayores de 2 Julios, más de un orden de magnitud más que la energía de inhalación requerida.
Una ventaja de la invención es la producción de polvos que se dispersan bien a lo largo de un amplio intervalo de caudales y que son relativamente independientes del caudal. Las partículas secas y los polvos de la invención permiten el uso de DPI pasivo y simple para una amplia población de pacientes.
Los polvos secos respirables y las partículas secas respirables de la presente invención son para su administración al tracto respiratorio. Los polvos secos y las partículas secas de la invención se pueden administrar a un sujeto que los necesita para el tratamiento de enfermedades respiratorias (por ejemplo, pulmonares), tales como asma, hipersensibilidad de las vías respiratorias, alergia estacional, bronquiectasia, bronquitis crónica, enfisema, enfermedad pulmonar obstructiva crónica, fibrosis quística y similares, y para el tratamiento y/o la prevención de exacerbaciones agudas de estas enfermedades crónicas, tales como exacerbaciones provocadas por infecciones víricas (por ejemplo, virus gripal, virus paragripal, virus sincitial respiratorio, rinovirus, adenovirus, metaneumovirus, virus de coxsackie, virus ECHO, virus corona, virus de herpes, citomegalovirus y similares), infecciones bacterianas (por ejemplo, Streptococcus pneumoniae, que se denomina habitualmente neumococo, Staphylococcus aureus, Burkholderis ssp., Streptococcus agalactiae, Haemophilus influenzae, Haemophilus parainfluenzae, Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Moraxella catarrhalis, Chlamydophila pneumoniae, Mycoplasma pneumoniae, Legionella pneumophila, Serratia marcescens, Mycobacterium tuberculosis, Bordetella pertussis y similares), infecciones fúngicas (por ejemplo, Histoplasma capsulatum, Cryptococcus neoformas, Pneumocystis jiroveci, Coccidioides immitis y similares) o infecciones parasitarias (por ejemplo, Toxoplasma gondii, Strongyloides stercoralis y similares) o alérgenos ambientales e irritantes (por ejemplo, aeroalérgenos, incluyendo polen y caspa de gato, materia particulada suspendida en el aire y similares).
Los polvos secos y las partículas secas de la invención se pueden administrar a un sujeto que las necesita para el tratamiento y/o la prevención y/o la reducción del contagio de enfermedades infecciosas del tracto respiratorio, tales como neumonía (incluyendo neumonía extrahospitalaria, neumonía hospitalaria (neumonía adquirida en el hospital, HAP; neumonía sanitaria, HCAP), neumonía asociada a respirador (VAP)), traqueobronquitis asociada a respirador (VAT), bronquitis, laringotraqueobronquitis (por ejemplo, laringotraqueobronquitis de posintubación y laringotraqueobronquitis infecciosa), tuberculosis, gripe, resfriado común e infecciones víricas (por ejemplo, virus gripal, virus paragripal, virus sincitial respiratorio, rinovirus, adenovirus, metaneumovirus, virus de coxsackie, virus ECHO, virus corona, virus de herpes, citomegalovirus y similares), infecciones bacterianas (por ejemplo, Streptococcus pneumoniae, que se denomina habitualmente neumococo, Staphylococcus aureus, Streptococcus agalactiae, Haemophilus influenzae, Haemophilus parainfluenzae, Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Moraxella catarrhalis, Chlamydophila pneumoniae, Mycoplasma pneumoniae, Legionella pneumophila, Serratia marcescens, Mycobacterium tuberculosis, Bordetella pertussis y similares), infecciones fúngicas (por ejemplo, Histoplasma capsulatum, Cryptococcus neoformans, Pneumocystis jiroveci, Coccidioides immitis y similares) o infecciones parasitarias (por ejemplo, Toxoplasma gondii, Strongyloides stercoralis y similares) o alérgenos ambientales e irritantes (por ejemplo, aeroalérgenos, materia particulada suspendida en el aire y similares).
Las partículas secas y los polvos secos respirables se pueden administrar para modificar las propiedades biofísicas y/o biológicas del revestimiento mucosal del tracto respiratorio (por ejemplo, el fluido de revestimiento de las vías respiratorias) y el tejido subyacente (por ejemplo, el epitelio del tracto respiratorio). Estas propiedades incluyen, por ejemplo, la formación de gel en la superficie de la mucosidad, la tensión superficial del revestimiento mucosal, la elasticidad superficial y/o la viscosidad del revestimiento mucosal, la elasticidad aparente y/o la viscosidad del revestimiento mucosal. Sin pretender quedar ligado a teoría alguna, se piensa que los beneficios producidos por las partículas secas respirables o los polvos secos y los métodos descritos en el presente documento (por ejemplo, beneficios terapéuticos y profilácticos) dan lugar a un aumento de la cantidad de catión de calcio (Ca2+ proporcionado por las sales de calcio en las partículas secas respirables o en el polvo seco) en el tracto respiratorio (por ejemplo, en la mucosidad pulmonar o en el fluido de revestimiento de las vías respiratorias) tras la administración de las partículas secas respirables o del polvo seco.
Los polvos secos respirables y las partículas secas se pueden administrar para aumentar la velocidad de eliminación mucociliar. La eliminación de microbios y partículas inhaladas constituye una función importante de las vías respiratorias para evitar infecciones respiratorias y la exposición a o la absorción sistémica de agentes potencialmente nocivos. Esto se lleva a cabo de forma integrada por medio de las células de respuesta epitelial, secretora de mucosidad e inmunológica presentes en la superficie de las vías respiratorias. Incluye de manera prominente los cilios en la superficie de las vías respiratorias de las células epiteliales, cuya función es oscilar de manera sincronizada para transportar la capa de mucosidad líquida subyacente de manera proximal (hacia la boca), que abandona la vía respiratoria y es tragada o expectorada.
Los polvos secos respirables y las partículas secas se pueden administrar para contribuir en todas estas funciones.
Aumentando la viscoelasticidad superficial, los polvos secos respirables y las partículas secas retienen microbios y partículas en la superficie de la capa de mucosidad de las vías respiratorias, donde no provocan exposición sistémica al hospedador. Los polvos secos hipertónicos y las partículas secas inducen el transporte de agua/líquidos fuera de las células epiteliales de las vías respiratorias, haciendo la capa líquida periciliar menos viscosa y dando lugar a una oscilación ciliar más eficaz a la hora de mover y eliminar la capa de mucosidad subyacente. Las partículas secas y los polvos secos que contienen sales de calcio como agente activo farmacológicamente, también provocan un aumento tanto de la frecuencia de oscilación ciliar como de la fuerza o intensidad de las contracciones ciliares, lo que da lugar a un aumento de la velocidad de eliminación de la corriente de mucosidad subyacente.
La eliminación mucociliar se mide por medio de una técnica bien establecida que mide la función y la velocidad de eliminación cuantitativa usando una preparación de radioisótopo inhalada y segura (por ejemplo, Tecnecio (99mTc)) en disolución. El radioisótopo se mide cuantitativamente por medio de gammagrafía externa. Varias mediciones a lo largo de varias horas permiten la evaluación de la velocidad de eliminación y el efecto de un fármaco frente al valor inicial/de control.
En algunos aspectos, la invención se refiere al polvo seco respirable para su uso en el tratamiento de enfermedades pulmonares, tales como asma, hipersensibilidad de las vías respiratorias, alergia estacional, bronquiectasia, bronquitis crónica, enfisema, enfermedad pulmonar obstructiva crónica, fibrosis quística y similares, en donde el polvo seco respirable se administra al tracto respiratorio de un sujeto que lo necesite.
En otros aspectos, la invención se refiere al polvo seco respirable para su uso en el tratamiento o la prevención de exacerbaciones agudas de una enfermedad pulmonar crónica, tal como asma, hipersensibilidad de las vías respiratorias, alergia estacional, bronquiectasia, bronquitis crónica, enfisema, enfermedad pulmonar obstructiva crónica, fibrosis quística y similares, en donde el polvo seco respirable se administra al tracto respiratorio de un sujeto que lo necesita.
En otros aspectos, la invención también se refiere al polvo seco respirable para su uso para tratar, evitar y/o reducir el contagio de una enfermedad infecciosa del tracto respiratorio, en donde el polvo seco respirable se administra al tracto respiratorio de un sujeto que lo necesita.
Las partículas secas y los polvos secos respirables se pueden administrar al tracto respiratorio de un sujeto que los necesita usando cualquier método, tal como técnicas de instilación y/o un dispositivo de inhalación, tal como un inhalador de polvo seco (DPI) o un inhalador de dosis regulada (MDI). Se encuentran disponibles varios DPI, tales como los inhaladores descritos en la patente de EE.UU. N.° 4.995.385 y 4.069.819, Spinhaler® (Fisons, Loughborough, Reino Unido), Rotahalers®, Diskhaler® y Diskus® (GlaxoSmithKline, Research Triangle Technology Park, Carolina del Norte), FlowCapss® (Hovione, Loures, Portugal), Inhalators® (Boehringer-Ingelheim, Alemania), Aerolizer® (Novartis, Suiza) y otros conocidos por los expertos en la técnica.
De manera general, los dispositivos de inhalación (por ejemplo, los DPI) son capaces de administrar una cantidad máxima de polvo seco o de partículas secas en una única inhalación, que está relacionada con la capacidad de los blísteres, cápsulas (por ejemplo de tamaño 000, 00, 0E, 0, 1, 2, 3 y 4, con capacidades volumétricas respectivas de 1,37 ml, 950 |jl, 770 |jl, 680 |jl, 480 |jl,360 |jl, 270 |jl y 200 |jl) u otro medios que contienen las partículas secas o los polvos secos en el interior del inhalador. Por consiguiente, la administración de la dosis deseada o de la cantidad eficaz puede precisar dos o más inhalaciones. Preferentemente, cada dosis que se administra al sujeto que la necesita contiene una cantidad eficaz de partículas secas o de polvo seco respirables y se administra usado no más de aproximadamente 4 inhalaciones. Por ejemplo, cada dosis de partículas secas respirables o de polvo seco se puede administrar en una única inhalación o en 2, 3 o 4 inhalaciones. Preferentemente, las partículas secas y los polvos secos respirables se administran en una única etapa de activación respiratoria usando un DPI de activación respiratoria. Cuando se usa un dispositivo de este tipo, la energía de la inhalación por parte del sujeto por un lado dispersa las partículas secas respirables y por otro las introduce en el interior del tracto respiratorio.
Según se desee, las partículas secas respirables o los polvos secos se pueden administrar por medio de inhalación a la zona deseada del tracto respiratorio. Se sabe bien que las partículas con un diámetro aerodinámico de aproximadamente 1 micrómetro a aproximadamente 3 micrómetros pueden ser administradas a la parte profunda de los pulmones. Diámetros aerodinámicos mayores, por ejemplo, de aproximadamente 3 micrómetros a aproximadamente 5 micrómetros pueden ser administrados a la parte central y superior de las vías respiratorias. Se piensa que cuando se administran algunos polvos secos que contienen sales de metal divalente como principio activo, existe la posibilidad de que al menos parte del polvo seco respirable se deposite en la cavidad bucal y produzca una sensación “salada en la boca” desagradable. Se prevé que esta sensación puede hacer que los pacientes no sigan las instrucciones terapéuticas o que interrumpan la terapia. Una ventaja de los polvos secos respirables de la presente invención es que son pequeños y altamente dispersables y, por tanto, se reduce la deposición en la cavidad bucal y se reduce o se evita la posibilidad de aparición de dicha sensación salada en la boca no deseada.
Para los inhaladores de polvo seco, la deposición en la cavidad bucal se encuentra dominada por el impacto inercial y por tanto viene caracterizada por el número de Stokes del aerosol (DeHann et al., Journal of Aerosol Science, 35 (3), 309-331, 2003). Para una geometría de inhalador, patrón de respiración y geometría de cavidad bucal equivalentes, el número de Stokes, y con ello la deposición en la cavidad bucal, se ve afectado de manera principal por el tamaño aerodinámico del polvo inhalado. Por lo tanto, los factores que contribuyen a la deposición bucal del polvo incluyen la distribución de tamaño de las partículas individuales y la capacidad de dispersión del polvo. Si el valor de MMAD de las partículas individuales es muy grande, por ejemplo, por encima de 5 um, entonces se deposita en la cavidad bucal una cantidad creciente del polvo. De igual forma, si el polvo presente una pobre capacidad de dispersión, es indicativo de que las partículas abandonan el inhalador de polvo seco y penetran en la cavidad bucal en forma de aglomerados. El polvo aglomerado se comporta desde el punto de vista aerodinámico como una partícula individual tan grande como el aglomerado, por tanto incluso si las partículas individuales son pequeñas (por ejemplo, valor de MMAD de 5 micrómetros o menos), la distribución de tamaño del polvo inhalado puede presentar un valor de MMAD mayor de 5 pm, dando lugar a una mayor deposición en la cavidad bucal.
Por tanto, resulta deseable disponer de un polvo en el que las partículas sean de pequeño tamaño (por ejemplo, MMAD de 5 micrómetros o menos, por ejemplo entre 1 y 5 micrómetros) y que sean altamente dispersables (por ejemplo 100/400 kPa (1/4 bar) o de manera alternativa, 50/400 kPa (0,5/4 bar) de menos que 1,5). Más preferentemente, el polvo seco respirable está formado por partículas secas respirables con un MMAd entre 1 y 4 micrómetros o entre 1 y 3 micrómetros, y presenta un 100/400 kPa (1/4 bar) menor de 1,4 o menor de 1,3 y más preferentemente menor de 1,2.
El diámetro geométrico absoluto de las partículas medidas a 100 kPa (1 bar) usando el sistema HELOS no resulta crítico con la condición de que la densidad envolvente de las partículas sea suficiente de forma que el valor de MMAD se encuentre en uno de los intervalos enumerados anteriormente, en el que MMAD es VMGD por la raíz cuadrada de la densidad envolvente (MMAD = VMGD* (densidad envolvente)10). Si se desea administrar una dosis elevada usando un recipiente de dosis de volumen fijo, entonces, se desean partículas de densidad envolvente mayor. Una densidad envolvente elevada permite una mayor masa de polvo presente en el interior del recipiente de dosis de volumen fijo. Las densidades envolventes preferidas son mayores de 0,1 g/cm3, mayores de 0,25 g/cm3, mayores de 0,4 g/cm3, mayores de 0,5 g/cm3 y mayores que 0,6 g/cm3.
Los polvos secos respirables y las partículas de la invención se pueden emplear en composiciones apropiadas para la administración de un fármaco por medio del sistema respiratorio. Por ejemplo, tales composiciones pueden incluir mezclas de partículas secas respirables de la invención y una o más partículas o polvos secos distintos, tales como partículas o polvos secos que contienen otro principio activo o que consisten en o consisten básicamente en uno o más excipientes aceptables farmacéuticamente.
Los polvos secos y las partículas secas respirables apropiados para su uso en los métodos de la invención pueden viajar a través de las vías respiratorias superiores (es decir, la laringe y la orofaringe), las vías respiratorias inferiores, que incluyen la tráquea seguida de las bifurcaciones en el interior de los bronquios y bronquiolos, y través de los bronquiolos terminales que a su vez se dividen en bronquiolos respiratorios llegando a la última zona respiratoria, los alvéolos o la parte más profunda del pulmón. En una realización de la invención, la mayoría de la masa de polvos o de partículas secos respirables se deposita en la parte profunda del pulmón. En otra realización de la invención, la administración se produce principalmente en las vías respiratorias centrales. En otra realización, la administración es en las vías respiratorias superiores.
Las partículas secas o los polvos secos respirables de la invención se pueden administrar por medio de inhalación en diversas partes del ciclo de respiración (por ejemplo, flujo laminar a respiración media). Una ventaja de la elevada capacidad de dispersión de los polvos secos y de las partículas secas de la invención es la capacidad para dirigirse a deposición en el tracto respiratorio. Por ejemplo, la administración controlada mediante la respiración de soluciones nebulizadas constituye un desarrollo reciente en la administración de aerosoles líquidos (Dalby et al., en Inhalation Aerosols, editado por Hickey 2007, p. 437). En este caso, las gotitas nebulizadas son liberadas únicamente durante determinados momentos del ciclo de respiración. Para la administración a la zona profunda de los pulmones, las gotitas son liberadas el comienzo del ciclo de respiración, mientras que para la deposición en las vías respiratorias centrales, son liberadas más tarde en la inhalación.
Los polvos altamente dispersables de la presente invención proporcionan ventajas para dirigirse a la sincronización de la administración de fármaco en el ciclo de respiración así como ubicación en el pulmón humano. Debido a que los polvos secos respirables de la invención se pueden dispersar de forma rápida, tal como dentro de una fracción de maniobra típica de inhalación, se puede controlar la sincronización de la dispersión del polvo con el fin de administrar un aerosol en momentos específicos de la inhalación.
Con polvos altamente dispersables, la dosis completa del aerosol se puede dispersar en la parte de comienzo de la inhalación. A medida que el caudal de inhalación del paciente aumenta hasta alcanzar el caudal inspiratorio pico, el polvo altamente dispersable comienza a dispersarse ya al comienzo de la rampa de aumento y es posible dispersar por completo una dosis en la primera parte de la inhalación. Debido a que el aire inhalado al comienzo de la inhalación es ventilado a la parte más profunda de los pulmones, se prefiere la dispersión de la mayoría del aerosol en la primera parte de la inhalación para una deposición pulmonar profunda. De igual manera, para lograr una deposición central, se puede conseguir una dispersión del aerosol a concentración elevada en el aire que ventila las vías respiratorias centrales por medio de una dispersión rápida de la dosis próxima al momento medio o al momento final de la inhalación. Esto se puede conseguir por medio de varios medios mecánicos u otros medios tales como accionamiento operado por medio de tiempo, presión o caudal que desvían el aire inhalado por el paciente hacia el polvo objeto de dispersión únicamente cuando se alcanzar las condiciones de accionamiento.
Se pueden escoger la forma de dosis, las formulaciones y los sistemas de administración para una aplicación terapéutica particular, como se describe, por ejemplo, en Gonda I “Aerosols for delivery of therapeutic and diagnostic agents to the respiratory tract”, en Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems, 6: 273-313 (1990); y en Moren, “Aerosol Dosage Forms and Formulations” en Aerosols in Medicine, Principles, Diagnosis and Therapy, Moren, et al., Eds., Esevier, Ámsterdam (1985).
Como se describe en el presente documento, se cree que los efectos profilácticos y terapéuticos de las partículas secas respirables y de los polvos secos son el resultado de una mayor cantidad de calcio en el tracto respiratorio (por ejemplo, en el pulmón) después de la administración de partículas secas y polvos secos respirables. Por consiguiente, dado que la cantidad de calcio proporcionada puede variar dependiendo de la sal particular escogida, la dosis puede estar basada en la cantidad deseada de calcio para administrar al pulmón. Por ejemplo, un mol de cloruro de calcio (CaCb) se disocia para proporcionar un mol de Ca2+, pero un mol de citrato de calcio puede proporcionar tres moles de Ca2+.
De manera general, una cantidad eficaz de formulación farmacéutica administra una dosis de aproximadamente 0,001 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,002 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,005 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 60 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 50 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 40 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 30 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 20 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 10 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 5 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,02 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,03 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,04 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,05 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,1 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,1 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 1 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,1 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 0,5 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 0,5 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,18 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,001 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,005 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,02 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis o de aproximadamente 0,5 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis.
En algunas realizaciones, la cantidad de calcio administrado al tracto respiratorio (por ejemplo, pulmones, vías respiratorias) es de aproximadamente 0,001 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,002 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,005 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 60 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 50 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 40 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 30 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 20 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 10 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 5 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,02 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,03 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,04 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,05 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,1 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,1 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 1 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,1 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 0,5 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 0,5 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,18 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,001 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,005 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,02 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis o de aproximadamente 0,5 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis.
En otras realizaciones la cantidad de calcio administrado al tracto respiratorio superior (por ejemplo, la cavidad nasal) es de aproximadamente 0,001 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,002 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,005 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 60 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 50 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 40 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 30 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 20 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 10 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 5 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,02 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,03 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,04 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,05 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,1 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,1 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 1 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,1 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 0,5 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 0,5 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,18 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,001 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosis.
Además, cuando las partículas secas y los polvos secos respirables incluyen un sal de sodio, las partículas secas y los polvos secos respirables se pueden administrar en una cantidad suficiente para administrar una dosis de aproximadamente 0,001 mg de Na+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 10 mg de Na+/kg de peso corporal/dosis, o de aproximadamente 0,01 mg de Na+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 10 mg de Na+/kg de peso corporal/dosis, o de aproximadamente 0,1 mg de Na+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 10 mg de Na+/kg de peso corporal/dosis, o de aproximadamente 1,0 mg de Na+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 10 mg de Na+/kg de peso corporal/dosis, o de aproximadamente 0,001 mg de Na+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 1 mg de Na+/kg de peso corporal/dosis, o de aproximadamente 0,01 mg de Na+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 1 mg de Na+/kg de peso corporal/dosis, o de aproximadamente 0,1 mg de Na+/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 1 mg de Na+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,2 a 0,8 mg de Na+/kg de peso corporal/dosis, de aproximadamente 0,3 a 0,7 mg de Na+/kg de peso corporal/dosis o de aproximadamente 0,4 a 0,6 mg de Na+/kg de peso corporal/dosis.
En algunas realizaciones la cantidad de sodio administrada al tracto respiratorio (por ejemplo pulmones, vías respiratorias) es de aproximadamente 0,001 mg/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 10 mg/kg de peso corporal/dosis, o de aproximadamente 0,01 mg/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 10 mg/kg de peso corporal/dosis, o de aproximadamente 0,1 mg/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 10 mg/kg de peso corporal/dosis, o de aproximadamente 1 mg/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 10 mg/kg de peso corporal/dosis, o de aproximadamente 0,001 mg/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 1 mg/kg de peso corporal/dosis, o de aproximadamente 0,01 mg/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 1 mg/kg de peso corporal/dosis, o de aproximadamente 0,1 mg/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 1 mg/kg de peso corporal/dosis, o de aproximadamente 0,2 hasta aproximadamente 0,8 mg/kg de peso corporal/dosis, o de aproximadamente 0,3 hasta aproximadamente 0,7 mg/kg de peso corporal/dosis o de aproximadamente 0,4 hasta aproximadamente 0,6 mg/kg de peso corporal/dosis.
En algunas realizaciones la cantidad de sodio administrada al tracto respiratorio superior (por ejemplo, cavidad nasal) es de aproximadamente 0,001 mg/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 10 mg/kg de peso corporal/dosis, o de aproximadamente 0,01 mg/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 10 mg/kg de peso corporal/dosis, o de aproximadamente 0,1 mg/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 10 mg/kg de peso corporal/dosis, o de aproximadamente 1 mg/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 10 mg/kg de peso corporal/dosis, o de aproximadamente 0,001 mg/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 1 mg/kg de peso corporal/dosis, o de aproximadamente 0,01 mg/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 1 mg/kg de peso corporal/dosis, o de aproximadamente 0,1 mg/kg de peso corporal/dosis hasta aproximadamente 1 mg/kg de peso corporal/dosis, o de aproximadamente 0,2 hasta aproximadamente 0,8 mg/kg de peso corporal/dosis, o de aproximadamente 0,3 hasta aproximadamente 0,7 mg/kg de peso corporal/dosis o de aproximadamente 0,4 hasta aproximadamente 0,6 mg/kg de peso corporal/dosis.
Se pueden determinar intervalos apropiados entre dosis que proporcionen el efecto terapéutico deseado basándose en la gravedad de la afección (por ejemplo, infección), el bienestar general del sujeto y la tolerancia del sujeto a las partículas secas y a los polvos secos respirables y a otras consideraciones. Basándose en estas y otras consideraciones, el médico puede determinar los intervalos apropiados entre dosis. De manera general, las partículas secas y los polvos secos respirables se administran una vez, dos veces o tres veces al día, según sea necesario.
Si se desea o si está indicado, las partículas secas y los polvos secos respirables descritos en el presente documento se pueden administrar con uno o más de otros agentes terapéuticos. Los otros agentes terapéuticos se pueden administrar por medio de cualquier vía apropiada, tal como vía oral, parenteral (por ejemplo, inyección intravenosa, intraarterial, intramuscular o subcutánea), tópica, por medio de inhalación (por ejemplo, inhalación intrabronquial, intranasal u oral, gotas intranasales), rectal, vaginal y similares. Las partículas secas y los polvos secos respirables se pueden administrar antes, sustancialmente de forma concurrente con o después de la administración del otro agente terapéutico. Preferentemente, las partículas secas y polvos secos respirables y el otro agente terapéutico se administran de manera que se produzca solapamiento sustancial de sus actividades farmacológicas.
Otra ventaja proporcionada por los polvos secos respirables y las partículas secas respirables descritos en el presente documento, es que se puede aumentar la eficacia de dosis como resultado del crecimiento higroscópico de partículas en el interior de los pulmones, debido al crecimiento de humedad de las partículas. La tendencia de las composiciones altamente salinas y parcialmente amorfas de la invención a captar agua a valores de humedad elevada también puede resultar ventajosa en lo que respecta a sus perfiles de deposición in vivo. Debido a la rápida captación de agua a valores de humedad elevados, estas formulaciones de polvo pueden experimentar crecimiento higroscópico debido a la absorción de agua procedente de la humedad del aire en el tracto respiratorio a medida que transitan hacia el interior de los pulmones. Esto puede dar lugar a un aumento de sus diámetros aerodinámicos eficaces durante el tránsito hacia los pulmones, lo que posteriormente facilita su deposición en las vías respiratorias.
Ejemplos
Los polvos secos respirables de los Ejemplos que se encuentran fuera del alcance de la reivindicación 1 son Ejemplos de referencia.
A continuación se enumeran materiales usados en los siguientes ejemplos y sus fuentes. El cloruro de calcio dihidratado, lactato de calcio pentahidratado, cloruro de sodio, L-leucina, maltodextrina, manitol, lactosa y trehalosa se obtuvieron en Sigma-Aldrich Co. (St. Louis, MO) o Spectrum Chemicals (Gardena, CA); el sulfato de sodio de EMD Chemicals (Gibbstown, NJ), Sigma-Aldrich Co. (St. Louis, MO) o Spectrum Chemicals (Gardena, CA); y el citrato de sodio dihidratado de J. T. Baker (Phillipsburg, NJ), Mallinckrodt Baker (Phillipsburg, N J) o Spectrum Chemicals (Gardena, CA). El agua ultrapura fue de un sistema de purificación de agua (Millipore Corp., Billerica, MA).
Métodos:
Diámetro geométrico o en volumen. Se determinó la mediana del diámetro en volumen (x50), que también se puede denominar mediana en volumen de diámetro geométrico (VMGD), usando una técnica de difracción por láser. El equipamiento consistió en un difractómetro HELOS y un equipo de dispersión de polvo seco RODOS (Sympatec, Inc., Princeton, NJ). El equipo de dispersión RODOS aplica una fuerza de cizalladura a una muestra de partículas, controlada por la presión del regulador (normalmente fijada en 100,0 kPa (1,0 bar) con una presión de anillo en el orificio de 0,7 kPa (7 mbar)) del aire seco comprimido entrante. Se pueden variar las configuraciones de presión con el fin de variar la cantidad de energía usada para dispersar el polvo. Por ejemplo, se puede variar la presión del regulador desde 20 kPa (0,2 bar) hasta 400 kPa (4,0 bar); y se puede variar la presión del anillo del orificio desde 0,5 kPa (5,00 mbar) hasta 11,5 kPa (115,00 mbar). La muestra de polvo se suministra desde una microespátula al interior del embudo de RODOS. Las partículas dispersar viajan a través de un haz del láser donde se recoge el patrón producido de luz de difracción resultante, normalmente usando una lente R2, por medio de una serie de detectores. A continuación, se transforma el patrón de difracción del conjunto en una distribución de tamaño de partícula basada en volumen usando el modelo de difracción de Fraunhofer, sobre la base de que partículas más pequeñas producen una difracción de luz con ángulos mayores. Usando este método también se determinó la desviación típica geométrica (GSD) para el diámetro geométrico medio en volumen.
Fracción de partículas finas. Se evaluaron las propiedades aerodinámicas de los polvos dispersados a partir de un dispositivo inhalador con un Impactador de Cascada de Andersen Mk-II 1 ACFM (Copley Scientific Limited, Nottingham, Reino Unido). El instrumento se operó en condiciones ambientales controladas de 18 a 25 °C y humedad relativa (HR) entre 20 y 40 %. El instrumento consiste en ocho etapas que separan las partículas de aerosol basándose en el impacto inercial. En cada una de las etapas, la corriente de aerosol pasa a través de un grupo de boquillas y percute contra la placa de impacto correspondiente. Las partículas que presentan un valor de inercia lo suficientemente pequeño continúan con la corriente de aerosol hacia la siguiente etapa, mientras que el resto de partículas impactan contra la placa. En cada etapa sucesiva, el aerosol pasa a través de boquillas a mayor velocidad y se recogen las partículas aerodinámicamente pequeñas sobre la placa. Una vez que el aerosol pasa a través de la etapa final, un filtro recoge las partículas más pequeñas que quedan. A continuación, se pueden llevar a cabo análisis gravimétricos y/o químicos para determinar la distribución de tamaño de partícula. También se utiliza un impactador de cascada de pequeño escalonado para permitir un tiempo de trabajo más corto con el fin de evaluar dos puntos de corte de tamaño de partícula aerodinámico. Con este impactador de cascada colapsado, se eliminan etapas exceptuando las que se requieren para establecer las fracciones de partícula fina y gruesa.
Las técnicas de impacto utilizadas permitieron la recogida de dos a ocho fracciones de polvo por separado. Se llenaron las cápsulas (HPMC, Tamaño 3; Shionogi Qualicaps, Madrid, España) aproximadamente hasta la mitad con polvo y se colocaron en un dispositivo inhalador de polvo seco (DPI) activado por respiración y portátil, el RS-01 DPI de resistencia elevada (Plastiape, Osnago, Italia). Se perforó la cápsula y se extrajo el polvo a través del impactador de cascada operado a un caudal de 60,0 l/min durante 2,0 s. A este caudal, los diámetros de corte calibrados para las ocho etapas son de 8,6, 6,5, 4,4, 3,3, 2,0, 1,1, 0,5 y 0,3 micrómetros y para las dos etapas usadas con el impactador de cascada de pequeño escalonado, los diámetros de corte son de 5,6 micrómetros y de 3,4 micrómetros. Se recogieron las fracciones colocando filtros en el aparato y determinando la cantidad de polvo que percutió sobre ellos por medio de mediciones gravimétricas o mediciones químicas en una HPLC, como se indica en las tablas. Se calculó la fracción de partículas finas de la dosis total de polvo (FPF_TD) menor de o igual que un diámetro aerodinámico de corte eficaz dividiendo la masa de polvo recuperada de las etapas deseadas del impactador entre la masa total de partículas de la cápsula. Los resultados se presentan como la fracción de partículas finas de menos de 5,6 micrómetros (FPF<5,6 micrómetros) y la fracción de partículas finas de menos de 3,4 micrómetros (FPF < 3,4 micrómetros). De manera alternativa, la fracción de partículas finas se puede calcular con respecto a la dosis recuperada o emitida de polvo dividiendo la masa de polvo recuperada a partir de las etapas deseadas del impactador entre la masa de polvo total recuperado.
Diámetro aerodinámico. Se determinó la mediana en masa de diámetro aerodinámico (MMAD) usando la información obtenida por el Impactador de Cascada de Andersen. Se calcula la masa acumulada bajo el diámetro de corte de la etapa para cada una de las etapas y se normaliza con respecto a la dosis recuperada de polvo. A continuación, se calcula el valor de MMAD del polvo mediante interpolación lineal de los diámetros de corte de la etapa que delimitan el percentil 50.
Dosis emitida. Se determinó la medición de las propiedades de emisión de los polvos usando la información obtenida en los ensayos del Impactador de Cascada de Andersen. Se registró el peso de la cápsula llena al comienzo del ensayo y el peso final de la cápsula tras la finalización del ensayo. La diferencia de pesos representó la cantidad de polvo emitido desde la cápsula (CEPM o masa de polvo emitido desde la cápsula). Se calculó la dosis emitida dividiendo la cantidad de polvo emitido desde la cápsula entre la masa inicial total de partículas en la cápsula.
Densidad aparente tras vibración. Se usaron dos métodos para medir la densidad aparente tras vibración. (1) Inicialmente, se usó un método modificado que precisó cantidades menores de polvo, siguiendo USP < 616> con la sustitución de un tubo de microcentrífuga de 1,5 cm3 (Eppendorf AG, Hamburgo, Alemania) para albergar el polvo. (2) Su usó USP <616>, usando un cilindro graduado de 100 cm3. Los instrumentos para la medición de densidad aparente tras vibración, conocidos por los expertos en la materia, incluyen, pero sin limitación, el Dispositivo de Ensayo de Densidad Aparente tras Vibración Controlado por un Microprocesador de Plataforma Dual (Vankel, NC) o un instrumento GeoPyc (Micrometrics Instrument Corp., Norcross, gA). La densidad aparente tras vibración es una medición convencional de la densidad másica envolvente. La densidad másica envolvente de una partícula isotrópica se define como la masa de la partícula dividida entre el volumen envolvente esférico mínimo en el que puede estar contenida.
Microscopía de barrido electrónico (SEM). Se llevó a cabo SEM usando un microscopio de barrido electrónico FEI Quanta 200 (Hillsboro, Oregón) equipado con un detector Everhart Thornley (ET). Se recogieron imágenes y se analizaron usando programas informáticos xTm (v.2.01) y XT Docu (v 3.2), respectivamente. El aumento se verificó usando un patrón trazable NIST. Se preparó cada una de las muestras para su análisis colocando una pequeña cantidad sobre una tira adhesiva de carbono sujeta sobre un montaje de aluminio. A continuación, se sometió cada una de las muestras a revestimiento por pulverización con Au/Pd usando un dispositivo de revestimiento por pulverización Cressington 108 auto, a aproximadamente 20 mA y 1,3 kPa (0,13 mbar) (Ar) durante 75 segundos. Los parámetros de adquisición de datos se muestran en la barra de información al pie de cada una de las imágenes. Se calculó el aumento presentado en cada imagen tras la adquisición de datos iniciales. La barra de escala que se presenta en la parte inferior de cada una de las imágenes resulta exacta tras el cambio de tamaño y debería usarse en las determinaciones de tamaño.
Preparación de materia prima liquida para el secado por pulverización. Las partículas homogéneas para secado por pulverización requieren que los ingredientes de interés se disuelvan en solución o se suspendan en una suspensión estable y uniforme. Determinadas sales de calcio, tales como cloruro de calcio, acetato de calcio y lactato de calcio, son suficientemente solubles en agua para preparar soluciones apropiadas para secado por pulverización. No obstante, otras sales de calcio, tales como sulfato de calcio, citrato de calcio y carbonato de calcio, presentan baja solubilidad en agua. La solubilidad en agua de las sales de calcio ejemplares se muestra en la Tabla 1. Como consecuencia de estas bajas solubilidades, fue necesario trabajo de desarrollo de materias primas de formulación con el fin de preparar las soluciones o las suspensiones que se pudieran secar por pulverización. Estas soluciones o suspensiones incluyeron combinaciones de sales en un disolvente apropiado, normalmente agua pero también mezclas de etanol y agua u otros disolventes como se ha descrito anteriormente en la memoria descriptiva.
T l 1. l ili l l i n
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Como se ha mencionado anteriormente, el cloruro de calcio presenta una solubilidad en agua elevada. Las sales de sodio, tales como sulfato de sodio, citrato de sodio y carbonato de sodio también son muy solubles en agua. Como se analizará adicionalmente en los ejemplos siguientes, se combinan cloruro de calcio y sales de sodio (los “materiales de partida”) en solución o suspensión para obtener sales de calcio estables en forma de polvo seco final. Cuando se combinan el cloruro de calcio y la sal de sodio en solución, el calcio y el anión aportado por la sal de sodio pueden reaccionar en una reacción de precipitación para producir la sal de calcio deseada (es decir, CaCb 2NaXX ^ CaXX 2NaCl). En este caso, se usó la concentración de sólidos máxima que permitió mantener la solución transparente o la suspensión de forma estable para secado por pulverización. Determinadas sales de calcio fueron suficientemente solubles para disolverse en agua y posteriormente ser secadas por pulverización de forma aislada. El mismo concepto se puede aplicar, por ejemplo, a las sales de magnesio mediante el uso de cloruro de magnesio, sales de potasio mediante el uso de cloruro de potasio y a las sales de sodio.
Se pueden proporcionar los materiales de partida en cantidades molares de forma que sea posible que la reacción de precipitación completa pueda continuar hasta la finalización, denominado “reacción hasta finalización”. La Tabla 2 muestra adicionalmente el porcentaje en peso de ion de calcio en las sales de calcio ejemplares.
T l 2. P r n n 2+ n m l l l
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De manera alternativa, se puede añadir un exceso de cloruro de calcio para dar lugar a una reacción incompleta o una “reacción que no finaliza”, en cuyo caso está presente una cantidad dada de cloruro de calcio en la forma de polvo final. Mientras que el cloruro es higroscópico, su elevada solubilidad en agua puede resultar beneficiosa para tener pequeñas cantidades en el producto final con el fin de aumentar la solubilidad del producto final, para ser capaz de ajustar el perfil de disolución y con el fin de aumentar la proporción relativa de ion de calcio con respecto a sodio u otros cationes presentes en la formulación. Para facilitar el desarrollo de la formulación, las proporciones molares requeridas de cloruro de calcio y sal de sodio se convirtieron en proporciones en masa de cloruro de calcio y sal de sodio. Un ejemplo es el citrato de calcio (es decir, cloruro de calcio citrato de sodio), en el que la reacción de precipitación se desarrolla según se muestra a continuación:
3 CaCl2 2 Na3C6H507 -> Ca?(C6H50 7)2 6 NaCl
Esta reacción da lugar a una proporción molar de 1:2 de iones de Ca:Na. Para que la reacción continúe hasta la finalización, se requieren 3 moles de cloruro de calcio y 2 moles de citrato de sodio. Para convertir a masa en gramos y una proporción en peso, se multiplican los moles de las sales por el peso molecular de las sales en gramos por mol:
Para el cloruro de calcio: 3 moles de CaCl2 x 111 g/mol = 333 g de CaCb Para el citrato de sodio: 2 moles de Na3C6HsO7 x 258 g/mol = 516 g de Na3C6H5O7 Por tanto, se requiere una proporción en peso de 1:1,55 o de 39:61 de CaCb:Na3C6H5O7 para obtener una reacción completa. Se disolvieron estas proporciones y se secaron por pulverización para producir formulaciones de “sal pura”. Además, se produjeron polvos secos con un excipiente adicional, tal como leucina o lactosa. La proporción de calcio con respecto a sal de sodio permaneció igual con el fin de producir una “reacción hasta la finalización”. Por ejemplo, para una formulación de 50 % de leucina (peso/peso), el resto está formado por sales, tales como citrato de sodio (es decir, CaCb:Na3C6H5O7) en la que se mantienen la proporción en peso de 39:61 de CaCb:Na3C6H5O7. De este modo, para esa reacción: se añaden 50 % (peso/peso) de leucina, 19,5 % (peso/peso) de CaCb y 30,5 % (peso/peso) de Na3C6H5O7. Para el proceso de secado por pulverización, se disuelven o se suspenden las sales y los otros excipientes en un disolvente (es decir, agua). Se puede escoger la concentración de sólidos (peso/volumen) dependiendo de la solubilidad de los diferentes componentes. Para la formulación de citrato, una concentración de 5 mg/l resultó apropiada, dada la limitada solubilidad del citrato de calcio: 0,95 mg/ml. Por tanto, se disolvieron 5 g de sólidos (es decir, 2,5 g de leucina, 0,975 g de cloruro de calcio y 1,525 g de citrato de sodio) en 1l de agua ultrapura.
Además, cuando se preparan soluciones de secado por pulverización, es preciso tener en cuenta el peso de agua del material de partida hidratado. Las proporciones usadas para las formulaciones se basaron en el peso molecular de las sales anhidras. Para determinadas sales, las formas hidratadas se encuentran más fácilmente disponibles que las formas anhidras. Esto requiere un ajuste de las proporciones calculadas originalmente, usando un multiplicador para correlacionar el peso molecular de la sal anhidra con el peso molecular de la sal hidratada. A continuación se incluye un ejemplo de este cálculo.
Para el ejemplo anterior, el peso molecular del cloruro de calcio anhidro es de 110,98 g/mol y el peso molecular del dihidratado es de 147,01 g/mol. El peso molecular del citrato de sodio anhidro es de 258,07 g/mol y el peso molecular del dihidratado es de 294,10 g/mol.
El multiplicador es análogo a la proporción entre los pesos moleculares del dihidratado y el anhidro, por ejemplo, 1,32 para el cloruro de calcio y 1,14 para el citrato de sodio. Por tanto, el ajuste para las formas dihidratadas tiene como resultado que: se disolvieron 2,5 g de leucina, 1,287 g (es decir, 0,975 g x 1,32) de cloruro de calcio dihidratado y 1,738 g (es decir, 1,525 g x 1,14) de citrato de sodio dihidratado y se secaron por pulverización.
Secado por pulverización usando un dispositivo de secado por pulverización Niro. Se produjeron polvos secos mediante secado por pulverización usando un dispositivo de secado por pulverización Niro Mobile Minor (GEA Process Engineering Inc., Columbia, MD) con recogida de polvo de un ciclón, un filtro de producto o ambos. Se llevó a cabo el atomizado del aporte de líquido usando una boquilla de dos fluidos de corriente paralela bien de Niro (GEA Process Engineering Inc., Columbia, MD) o bien una boquilla de dos fluidos con cubierta para gases 67147 y cubierta para líquidos 28550SS de Spraying Systems (Carol Stream, IL), aunque también son posibles otras configuraciones de boquilla de dos fluidos. Las técnicas de atomizado adicionales incluyen atomizado rotatorio o una boquilla de presión. Se introdujo el aporte de líquido usando bombas de engranajes (Cole-Parmer Instrument Company, Vernon Hills, IL) directamente en el interior de la boquilla de dos fluidos o en el interior del dispositivo de mezcla estática (Charles Ross & Son Company, Hauppauge, NY) inmediatamente antes de la introducción en el interior de la boquilla de dos fluidos. Una técnica adicional de aporte de líquido incluye el aporte a partir de un recipiente presurizado. Se puede usar nitrógeno o aire como gas de secado, con la condición de que se retire, al menos parcialmente, la humedad del aire antes de su uso. Se puede usar nitrógeno presurizado o aire como aporte de gas de atomizado a la boquilla de dos fluidos. La temperatura de entrada del gas de proceso puede variar de 100 °C a 300 °C y la temperatura de salida de 50 °C a 120 °C con un caudal de materia prima líquida de 20 ml/min a 100 ml/min. El gas que alimenta el atomizador de dos fluidos puede variar dependiendo de la selección de la boquilla y para la boquilla de dos fluidos en corriente paralela de Niro puede variar de 8 kg/h a 15 kg/h y se puede regular a presiones que varían de 50 kPa (0,5 bar) a 200 kPa (2,0 bar), o para la boquilla de dos fluidos con cubierta para gases 67147 y cubierta para líquidos 28550SS de Spraying Systems puede variar de 40 a 100 g/min. Se puede regular el caudal de gas de atomizado con el fin de lograr una determinada proporción másica de gas con respecto a líquido, lo que incide directamente sobre el tamaño de gota creado. La presión en el interior del tambor de secado puede variar de 3 “WC hasta -6 “WC. Se pueden recoger los polvos secos por pulverización en un recipiente a la salida del ciclón, sobre un cartucho o sobre un filtro de recogida, o tanto de un ciclón como de un cartucho o filtro de recogida.
Secado por pulverización usando un dispositivo de secado por pulverización de Büchi. Se prepararon polvos secos mediante secado por pulverización en un dispositivo de secado por pulverización Büchi B-290 Mini (BÜCHI Labortechnik AG, Flawil, Suiza) con recogida de polvo bien de un ciclón convencional o bien en un ciclón de alto rendimiento. El sistema usó el deshumificador de Büchi B-296 con el fin de garantizar una temperatura estable y humedad del aire usado para el secado por pulverización. Además, cuando la humedad relativa en la habitación fue superior a 30 % HR, se hizo funcionar de manera continua un deshumificador LG externo (modelo 49007903, LG Electronics, Englewood Cliffs, NJ). El atomizado del aporte de líquido empleó una boquilla de dos fluidos de Büchi con un diámetro de 1,5 mm. La temperatura de entrada del gas de proceso puede variar de 100 °C a 220 °C y la temperatura de salida de 80 °C a 120 °C con un caudal de materia prima líquida de 3 ml/min a 10 ml/min. El gas de atomización de dos fluidos varía de 25 mm a 45 mm (de 300 LPH a 530 LPH) y la tasa de aspiración de 70 % a 100 % (de 28 m3/h a 38 m3/h).
La Tabla 3 proporciona formulaciones de materia prima usadas en la preparación de algunos polvos secos descritos en el presente documento.
T l . F rm l i n m ri rim
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La Tabla 4 proporciona composiciones de polvo seco final esperadas. Estas composiciones se basan en la expectativa de que la reacción de intercambio iónico descrita anteriormente prosiga hasta la finalización para las Formulaciones I y III. Sin pretender quedar ligado a teoría partícula alguna, se espera que la evaporación de la gotita que tiene lugar durante el secado por pulverización provoque que precipite primero la sal menos soluble, que son el citrato de calcio y el sulfato de calcio de las formulaciones I y III, respectivamente.
T l 4. Pr lv r lv riz i n
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Descripción del placebo:
Se produjo una formulación de placebo formada por 100 % en peso de leucina mediante secado por pulverización. Se preparó una fase acuosa para un proceso discontinuo disolviendo leucina en agua ultrapura con agitación constante hasta que los materiales se disolvieron por completo en el agua a temperatura ambiente. Para el proceso de mezcla estática, se dividió el agua ultrapura por la mitad y se disolvió la mitad de la leucina total requerida en cada uno de los volúmenes de agua. Posteriormente se secaron por pulverización las disoluciones usando un dispositivo de secado por pulverización de Niro o de Büchi. Para la formulación del placebo, se prepararon dos lotes (A y B) de materias primas y se secaron por pulverización. La concentración total de sólidos para el lote A fue de 15 g/l y para el lote B fue de 5 g/l. Las condiciones de proceso usadas para el secado por pulverización del lote A (placebo-A) sobre el dispositivo de secado por pulverización de Niro Mobile Minor fueron similares a las condiciones usadas para el secado por pulverización de la formulación I-A del Ejemplo 1. Las condiciones de proceso usadas para el secado por pulverización del lote b (placebo-B) fueron similares a las condiciones usadas para el secado por pulverización de la formulación I-C del Ejemplo 1, con la excepción de que la temperatura de salida fue de aproximadamente 82 °C para la formulación de placebo-B. Las tablas o graficas mostradas en las Figuras 1A-1F y 2-4 proporcionan información adicional sobre las condiciones de proceso y las propiedades de los polvos de las formulaciones de placebo-A y placebo-B y/o de las partículas preparadas en este ejemplo.
Ejemplo 1
Este ejemplo describe la preparación de polvos secos usando las materias primas de la Formulación I: 10,0 % en peso de leucina, 35,1 % en peso de cloruro de calcio y 54,9 % en peso de citrato de sodio.
Se preparó una fase acuosa para un proceso discontinuo disolviendo leucina en agua ultrapura, posteriormente citrato de sodio dihidratado y finalmente cloruro de calcio dihidratado. Se mantuvo la solución o suspensión en agitación durante todo el proceso hasta que los materiales de disolvieron por completo en agua a temperatura ambiente. Para un proceso de mezcla estática, la sal de sodio y la sal de calcio se mantuvieron en soluciones separadas. Se dividió el agua ultrapura por la mitad y se disolvió la mitad de la leucina total requerida en cada uno de los volúmenes de agua. Se disolvió el citrato de sodio dihidratado en una fase acuosa y se disolvió el cloruro de calcio dihidratado en la segunda fase acuosa. Se mantuvieron las soluciones o suspensiones en agitación durante todo el proceso hasta que los materiales se disolvieron por completo en el agua a temperatura ambiente. Posteriormente se secaron las disoluciones o las suspensiones por pulverización usando un dispositivo de secado por pulverización de Niro o de Büchi. Para cada una de las formulaciones, se prepararon tres lotes (A, B y C) de materias primas y se secaron por pulverización. La Tabla 5 muestra detalles de las preparaciones de materias primas líquidas para cada uno de los tres lotes, donde se presenta la concentración de sólidos total como el total de los pesos de material anhidro disuelto. Se prepararon partículas del lote A usando la materia prima del lote A en un dispositivo de secado por pulverización de Niro. Se prepararon las partículas de los lotes B y C usando las correspondientes materias primas en un dispositivo de secado por pulverización de Büchi.
Tabla 5. Sumario de las preparaciones de materias primas liquidas de cuatro lotes de partículas para la Formulación
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Se produjeron polvos secos del lote A (I-A) mediante secado por pulverización en un dispositivo de secado por pulverización de Niro Mobile Minor (GEA Process Engineering Inc., Columbia, MD) con recogida de polvo de un filtro de cartucho para producto. Para el atomizado del aporte de líquido se usó una boquilla de dos fluidos en corriente paralela de Niro (GEA Process Engineering Inc. Columbia, MD) con un inserto de 1,0 mm. Se introdujo el aporte de líquido usando bombas de engranaje (Cole-Parmer Instrument Company, Vernon Hills, IL) en el interior de un dispositivo de mezcla estática (Charles Ross & Son Company, Hauppauge, NY) inmediatamente antes de la introducción en el interior de la boquilla de dos líquidos. Se usó nitrógeno como gas de secado. Se reguló la temperatura de entrada de gas de proceso en 282 °C, siendo la lectura de la temperatura de salida de aproximadamente 98 °C. El suministro de gas del atomizador de dos fluidos se fijó en un caudal de 14,5 kg/h y a una presión de 13,79 kPa (2 psi), siendo el caudal de gas de proceso de 85 kg/h y a una presión de 172,37 kPa (25 psi) y la presión en el interior del tambor de secado fue a -2 “WC. El caudal total de materia prima líquida fue de 70 ml/min, siendo aportada cada una de las corrientes a 35 ml/min. Se recogieron los polvos secos por pulverización a partir de un filtro de cartucho para la recogida de producto.
Se prepararon polvos secos de lote B (I-B) y lote C (I-C) por medio de secado por pulverización en un dispositivo de secado por pulverización de Büchi B-290 Mini (BÜCHI Labortechnik AG, Flawil, Suiza) con una boquilla de dos fluidos de Büchi con un diámetro de 1,5 mm y recogida de polvo de un ciclón de alto rendimiento. El sistema usó un deshumificador Büchi B-296 para garantizar una temperatura estable y humedad del aire para el secado por pulverización. La temperatura de entrada del gas de proceso fue de 220 °C con un caudal de materia prima de líquido de 6,7 ml/min para la Formulación I-B y 7 ml/min para la Formulación I-C. La temperatura de salida fue de aproximadamente 108 °C para la Formulación I-B y de aproximadamente 95 °C para la Formulación I-C. El gas de atomizado de dos fluidos era a 40 mm y la tasa de aspiración a 90 %.
Se produjeron polvos secos del lote D (I-D) mediante secado por pulverización usando un dispositivo de secado por pulverización Niro Mobile Minor (GEA Process Engineering Inc., Columbia, MD) con recogida de polvo de una membrana filtrante para producto. Se llevó a cabo el atomizado del aporte de líquido usando una boquilla de dos fluidos de Spraying Systems (Carol Stream, IL) con cubierta para gases 67147 y cubierta para líquidos 2850SS. Se introdujo el aporte de líquido usando bombas de engranaje (Cole-Parmer Instrument Company, Vernon Hills, IL) en el interior del dispositivo de mezcla estática (Charles Ross & Son Company, Hauppauge, NY) inmediatamente antes de la introducción en el interior de la boquilla de dos fluidos. Se usó nitrógeno como gas de secado. La temperatura de entrada del gas de proceso se fijó en aproximadamente 265 °C, siendo la lectura de la temperatura de salida de 99 °C. El gas que suministra el atomizador de dos fluidos se fijó en un caudal de 80 g/min, el caudal del gas de proceso fue de 80 kg/h y la presión en el interior del tambor de secado fue de -2 “WC. El caudal total de la materia prima líquida fue de 66 ml/min, alimentándose cada una de las corrientes a 33 ml/min. Se recogieron los polvos secos a partir de la membrana filtrante para la recogida de producto.
La Tabla 6 resume algunas de las propiedades físicas de las partículas obtenidas en cuatro lotes separados (Formulación I-A, I-B, I-C y I-D). Además de los datos que se presentan en la Tabla 5, a continuación se resumen otros datos relacionados con los polvos secos preparados a partir de la formulación de materia prima I-A. La fracción de partículas finas (FPF) medida por medio de un Impactador de Cascada de Andersen de 8 etapas completas con análisis gravimétrico fue de media de 56,2 % para FPF menor de 5,6 micrómetros y de 41,7 % para FPF menor de 3,4 micrómetros. También se midió el diámetro aerodinámico con un ACI de etapas completas con análisis gravimétrico. El valor medio para la mediana en masa de diámetro aerodinámico (MMAD) fue de 2,72 micrómetros. Se determinó el tamaño en volumen por medio de difracción por láser en el equipo de clasificación por tamaño HELOS/RODOS y el valor medio para la mediana en volumen del diámetro (x50) a una presión de 100 kPa (1 bar) fue de 2,57 micrómetros. Además, el polvo mostró un comportamiento relativamente independiente del caudal como puede observarse a partir de la proporción x50 medida a 50 kPa (0,5 bar) con respecto a x50 medida a 400 kPa (4,0 bar), que fue de 1,19. El valor para 100/400 kPa (1/4 bar) para estas partículas fue de 1,17.
A continuación se resumen propiedades adicionales de los polvos secos preparados a partir de la Formulación de materia prima I-D. La fracción de partículas finas (FPF) medida por medio de un Impactador de Cascada de Andersen de 8 etapas completas con análisis gravimétrico fue de media de 58,8 % para FPF menor de 5,6 micrómetros y de 46,7 % para FPF menor de 3,4 micrómetros. También se midió el diámetro aerodinámico con un ACI de etapas completas con análisis gravimétrico. El valor medio para la mediana en masa de diámetro aerodinámico (MMAD) fue de 2,38 micrómetros. Se determinó el tamaño en volumen por medio de difracción por láser en el equipo de clasificación por tamaño HELOS/RODOS y el valor medio para la mediana en volumen del diámetro (x50) a una presión de 100 kPa (1 bar) fue de 2,45 micrómetros. Además, el polvo mostró un comportamiento relativamente independiente del caudal como puede observarse a partir de la proporción de x50 medida a 50 kPa (0,5 bar) con respecto a x50 medida a 400 kPa (4,0 bar), que fue de 1,12. El valor para 100/400 kPa (1/4 bar) para estas partículas fue de 1,09.
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Las tablas o las gráficas mostradas en las Figuras 1A-1F y 2-4 proporcionan información adicional relativa a las propiedades del polvo de la Formulación I-A y/o las partículas preparadas en este ejemplo. En la Figura 1D, GSD se refiere a la desviación típica geométrica. En la Figura 1F, DV50 se refiere a la mediana en volumen del diámetro geométrico (VMGD) medido según un instrumento Spraytec; V se refiere a volumen. SEM se llevó a cabo como se ha descrito anteriormente (Fig. 5A).
Ejemplo 2
Este ejemplo describe la preparación de polvos secos usando las materias primas de la Formulación II: 10,0 en peso de leucina, 58,6 % en peso de lactato de calcio y 31,4 % en peso de cloruro de sodio.
Se preparó una fase acuosa para un proceso discontinuo disolviendo leucina en agua ultrapura, posteriormente cloruro de sodio y finalmente lactato de calcio pentahidratado. Se mantuvo la solución en agitación durante todo el proceso hasta que los materiales de disolvieron por completo en agua a temperatura ambiente. Para la formulación de lactato de calcio, se prepararon cuatro lotes (A, B, C y D) de materias primas y se secaron por pulverización. La Tabla 7 muestra detalles de las preparaciones de materias primas líquidas para cada uno de los cuatro lotes, en la que se informa sobre la concentración de sólidos totales como el total de pesos de material anhidro disuelto. Se prepararon partículas de los lotes A y D usando la materia prima del lote A y D, respectivamente, en un dispositivo de secado por pulverización de Niro. Las condiciones de proceso usadas para el secado por pulverización del lote A (II-A) fueron similares a las condiciones usadas para el secado por pulverización de la Formulación I-A del Ejemplo 1 y las del lote D (II-D) fueron similares a las condiciones usadas para el secado por pulverización de la Formulación 1-D del Ejemplo 1. Se prepararon partículas de los lotes B y C usando las correspondientes materias primas en un dispositivo de secado por pulverización de Büchi Mini con condiciones de proceso similares a las que se usaron para el secado por pulverización para las Formulaciones I-B y I-C del Ejemplo 1, con la excepción de las siguientes condiciones de proceso. El caudal de materias primas líquidas se estableció en 5,2 ml/min para la Formulación II-B y 6 ml/min para la Formulación II-C. La temperatura de salida fue de aproximadamente 91 °C hasta 109 °C para la Formulación II-B y de aproximadamente 100 °C para la Formulación II-C.
Tabla 7. Sumario de las preparaciones de materias primas liquidas de los cuatro lotes de partículas para la Formulación II.
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La Tabla 8 resume algunas de las propiedades físicas de las partículas obtenidas en cuatro lotes separados (Formulación II-A, II-B, II-C y II-D). Además de los datos proporcionados en la Tabla 8, a continuación se recogen otros datos relacionados con las partículas secas preparadas a partir de la formulación de materia prima II-A. La fracción de partículas finas (FPF) medida por medio de un Impactador de Cascada de Andersen de 8 etapas completas con análisis gravimétrico fue de media de 55,3 % para FPF menor de 5,6 micrómetros y de 39,7 % para FPF menor de 3,4 micrómetros. También se midió el diámetro aerodinámico con un ACI de etapas completas con análisis gravimétrico. El valor medio para la mediana en masa de diámetro aerodinámico (MMAD) fue de 2,89 micrómetros. Se determinó el tamaño en volumen por medio de difracción por láser en un equipo de clasificación por tamaño HELOS/RODOS y el valor medio para la mediana en volumen del diámetro (x50) a una presión de 100 kPa (1 bar) fue de 1,51 micrómetros. Además, el polvo mostró un comportamiento relativamente independiente del caudal como puede observarse a partir de la proporción de x50 medida a 50 kPa (0,5 bar) con respecto a x50 medida a 400 kPa (4,0 bar), que fue de 1,12. El valor para 100/400 kPa (1/4 bar) para estas partículas fue de 1,08.
A continuación, se resumen propiedades adicionales de los polvos secos preparados a partir de la Formulación de materia prima II-D. La fracción de partículas finas (FPF) medida por medio de un Impactador de Cascada de Andersen de 8 etapas completas con análisis gravimétrico fue de media de 62,2 % para FPF menor de 5,6 micrómetros y de 45,3 % para FPF menor de 3,4 micrómetros. También se midió el diámetro aerodinámico con un ACI de etapas completas con análisis gravimétrico. El valor medio para la mediana en masa de diámetro aerodinámico (MMAD) fue de 2,72 micrómetros. Se determinó el tamaño en volumen por medio de difracción por láser en el equipo de clasificación por tamaño HELOS/RODOS y el valor medio para la mediana en volumen del diámetro (x50) a una presión de 100 kPa (1 bar) fue de 1,47 micrómetros. Además, el polvo mostró un comportamiento relativamente independiente del caudal como puede observarse a partir de la proporción de x50 medida a 50 kPa (0,5 bar) con respecto a x50 medida a 400 kPa (4,0 bar), que fue de 1,08. El valor para 100/400 kPa (1/4 bar) para estas partículas fue de 1,03.
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Las tablas o las gráficas mostradas en las Figuras 1A-1F y 2-4 proporcionan información adicional relativa a las propiedades de los polvos y/o de las partículas de la Formulación II preparados en este ejemplo. SEM se llevó a cabo como se ha descrito anteriormente (Fig. 5B).
Ejemplo 3
Este ejemplo describe la preparación de polvos secos usando las materias primas de la Formulación III: 10 % en peso de leucina, 39,6 % en peso de cloruro de calcio y 50,4 % en peso de sulfato de sodio.
Se preparó una fase acuosa para un proceso discontinuo disolviendo leucina en agua ultrapura, posteriormente sulfato de sodio y finalmente cloruro de calcio dihidratado. Se mantuvo la solución en agitación durante todo el proceso hasta que los materiales de disolvieron por completo en agua a temperatura ambiente. Para un proceso de mezcla estática, la sal de sodio y la sal de calcio se mantuvieron en soluciones separadas. Se dividió el agua ultrapura por la mitad y se disolvió la mitad de la leucina total requerida en cada uno de los volúmenes de agua. Se disolvió el sulfato de sodio en una fase acuosa y se disolvió el cloruro de calcio dihidratado en la segunda fase acuosa. Se mantuvieron las soluciones o las suspensiones en agitación durante todo el proceso hasta que los materiales se disolvieron por completo en el agua a temperatura ambiente. Posteriormente se secaron las disoluciones o las suspensiones por pulverización usando un dispositivo de secado por pulverización de Niro o de Büchi. Para cada una de las formulaciones, se prepararon cuatro lotes (A, B, C y D) de materias primas y se secaron por pulverización. La Tabla 9 muestra detalles de las preparaciones de materias primas líquidas para cada uno de los cuatro lotes, donde la concentración de sólidos total se indica como el total de los pesos de material anhidro disuelto. Se prepararon las partículas de los lotes A y D usando materias primas de los lotes A y D, respectivamente, en un dispositivo de secado por pulverización de Niro. Se prepararon las partículas de los lotes B y C usando las correspondientes materias primas en un dispositivo de secado por pulverización de Büchi. Las condiciones de proceso usadas para el secado por pulverización del lote A (III-A) fueron similares a las que se usaron para el secado por pulverización de la Formulación I-A del Ejemplo 1 y las condiciones de proceso usadas para el secado por pulverización del lote D (III-D) fueron similares a las condiciones que se usaron para el secado por pulverización de la Formulación I-D del Ejemplo 1. Se prepararon las partículas de los lotes B y C usando las correspondientes materias primas en un dispositivo de secado por pulverización de Büchi Mini con condiciones de proceso similares a las que se usaron para el secado por pulverización de las Formulaciones I-B y I-C del Ejemplo 1, con la excepción de las siguientes condiciones de proceso. El caudal de materias primas líquidas fue de 8,3 ml/min para la Formulación III-B y 7 ml/min para la Formulación III-C. La temperatura de salida fue de aproximadamente 83 °C para la Formulación III-B y de aproximadamente 92 °C para la Formulación III-C. El aspirador se fijó en 80 % para la Formulación III-B.
Tabla 9. Sumario de las preparaciones de materias primas liquidas de cuatro lotes de partículas para la Formulación
III.
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La Tabla 10 resume algunas de las propiedades físicas de las partículas obtenidas en cuatro lotes separados (Formulación III-A, III-B, III-C y III-D). Además de los datos que se presentan en la Tabla 10, a continuación se resumen otros datos relacionados con los polvos secos preparados a partir de la formulación de materia prima III-A. La fracción de partículas finas (FPF) medida por medio de un Impactador de Cascada de Andersen de 8 etapas completas con análisis gravimétrico fue de media de 68,7 % para FPF menor de 5,6 micrómetros y de 51,5 % para FPF menor de 3,4 micrómetros. También se midió el diámetro aerodinámico con un ACI de etapas completas con análisis gravimétrico. El valor medio para la mediana en masa de diámetro aerodinámico (MMAD) fue de 2,59 micrómetros. Se determinó el tamaño en volumen por medio de difracción por láser en un equipo de clasificación por tamaño HELOS/RODOS y el valor medio para la mediana en volumen del diámetro (x50) a una presión de 100 kPa (1 bar) fue de 2,50 micrómetros. Además, el polvo mostró un comportamiento relativamente independiente del caudal como puede observarse a partir de la proporción de x50 medida a 50 kPa (0,5 bar) con respecto a x50 medida a 400 kPa (4,0 bar), que fue de 1,47. El valor para 100/400 kPa (1/4 bar) para estas partículas fue de 1,42. A continuación se muestran propiedades adicionales de los polvos secos preparados a partir de la formulación de materia prima III-D. La fracción de partículas finas (FPF) medida por medio de un Impactador de Cascada de Andersen de 8 etapas completas con análisis gravimétrico fue de media de 77,9 % para FPF menor de 5,6 micrómetros y de 68,3 % para FPF menor de 3,4 micrómetros. También se midió el diámetro aerodinámico con un ACI de etapas completas con análisis gravimétrico. El valor medio para la mediana en masa de diámetro aerodinámico (MMAD) fue de 2,17 micrómetros. Se determinó el tamaño en volumen por medio de difracción por láser en el equipo de clasificación por tamaño HELOS/RODOS y el valor medio para la mediana en volumen del diámetro (x50) a una presión de 100 kPa (1 bar) fue de 1,90 micrómetros. Además, el polvo mostró un comportamiento relativamente independiente del caudal como puede observarse a partir de la proporción de x50 medida a 50 kPa (0,5 bar) con respecto a x50 medida a 400 kPa (4,0 bar), que fue de 1,17. El valor para 100/400 kPa (1/4 bar) para estas partículas fue de 1,63.
T l 1 : m ri A I-2 r l r l rí l r l F rm l III.
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Las tablas o las gráficas mostradas en las Figuras 1A-1F y 2-4 proporcionan información adicional relativa a las propiedades de los polvos y/o de las partículas de la Formulación III preparados en este ejemplo. SEM se llevó a cabo como se ha descrito anteriormente (Fig. 5C).
Ejemplo 4
Este ejemplo describe la emisión de dosis de los polvos de los lotes de formulación I-B, II-B y III-B desde el inhalador de polvo seco en condiciones ambientales y elevadas.
Método: Se usaron polvos secos por pulverización de las tres formulaciones diferentes (I-B, II-B y III-B) para llenar cápsulas HPMC de tamaño 2 (Quali-V, Qualicaps, Whitsett, NC) hasta aproximadamente la mitad (13-30 mg dependiendo del polvo). Se perforaron las cápsulas antes de cargarlas en el interior de una de cuatro DPI de cápsulas con el fin de garantizar las aberturas de orificio apropiadas de las cápsulas. Se cargaron las cápsulas horizontalmente en el interior de los inhaladores que posteriormente se conectaron a la cámara hecha a medida. Cada inhalador de polvo seco presentó un transductor de presión conectado al mismo para supervisar el caudal a través del inhalador durante el ensayo. Cuando comenzó el ensayo, se extrajo un flujo de aire de 45 l/min a través de cada inhalador durante 3 impulsos cortos de 0,3 segundos cada uno, separados 1 minuto. Durante cada impulso, el aire extraído a través del inhalador provocó el giro de la cápsula y la emisión de polvo procedente de su interior hacia el interior de 4 subcámaras que presentaban una fila de 3 pocillos de cultivo tisular que forma el suelo de la subcámara. Se dejó depositar la nube de aerosol durante un minuto antes del siguiente impulso para un total de 3 impulsos y se extrajo un volumen de aire total de 0,68 l a través del inhalador. Se controló la duración y el caudal de aire total con un controlador de flujo (TPK-2000, MSP Corporation, Shoreview, MN) y se registró con un medidor de flujo de masa de aire (modelo n.° 3063, TSI Inc., Shoreview, MN). Se controlaron los caudales de aire del inhalador individuales con sensores de presión (modelo n.° ASCX01DN, Honeywell International Inc., Morrsitown, NJ) que habían sido previamente calibrados y cuya señal se convirtió en caudal por medio de un código Lab-view hecho a medida. En un caso, la cámara hecha a medida se colocó sobre el banco de laboratorio en condiciones ambientales, mientras que en otros 2 casos se colocó en una cámara de estabilidad (Darwin Chambers Company, St. Louis, MO) ajustada a 37 °C y 90 % de HR. Para el primer caso en una cámara de estabilidad, se perforaron las cápsulas y se cargaron en los inhaladores en condiciones ambientales, se abrió la puerta de la cámara, se unieron los inhaladores y se accionó el caudal durante ~30 segundos después de que las cápsulas entraran en la cámara. En el segundo caso, se colocaron en primer lugar las cápsulas no perforadas en la cámara de estabilidad durante 3 minutos, posteriormente se retiraron, se perforaron y se cargaron en condiciones ambientales, se unieron en la cámara y se accionaron en los primeros 30 desde la segunda entrada en el interior de la cámara. Después de cada ensayo, se retiraron las cápsulas de los inhaladores y se pesaron y se usaron para calcular el porcentaje de polvo emitido desde la cápsula. Para cada uno de los 3 grupos de condiciones, se expusieron dos placas de cultivo tisular de 12 pocillos (cada placa precisó 4 cápsulas en 4 inhaladores que suministraban polvo a 3 pocillos cada una) al polvo para cada una de las formulaciones sometidas a ensayo, dando un total de 8 emisiones de cápsula para cada polvo a cada una de las configuraciones de temperatura y humedad.
Como se muestra en la Tabla 11 a continuación, para los tres lotes de polvo (I-B, II-B y III-B) la cantidad media de polvo emitido desde la cápsula es mayor de 99 %, basado en el cambio de peso de la cápsula.
T l 11: P r n i mii
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Ejemplo 5
Este ejemplo describe las propiedades de dispersión y las propiedades de densidad de las formulaciones I-A, II-A, III-A y la formulación de leucina para el placebo como se resume en la Tabla 12. Todos los datos que se muestran en la Tabla 12 también se pueden encontrar en las Figuras 1A a 1E. Como se demuestra a partir de los resultados de la Tabla 12, todas las formulaciones son altamente dispersables, lo que significa que sus tamaños en volumen medidos son relativamente independientes de la presión en el HELOS/RODOS. Como se muestra en la Tabla 12, se puede usar la proporción de mediana en volumen de los tamaños obtenidos a presiones de dispersión bajas (50 kPa (0,5 bar) o 100,0 kPa (1,0 bar)) y a presión de dispersión elevada (400 kPa (4,0 bar)) como indicador de la capacidad de dispersión. Estos valores son denominados proporción de 50 kPa/400 kPa (0,5 bar/4 bar) o proporción de 100,0 kPa (1,0 bar)/400 kPa (4,0 bar).
Se determinó la densidad aparente tras vibración por medio del método no modificado USP <616> usando un tubo de microcentrífuga de 1,5 cm3 y los valores medios de la densidad aparente tras vibración a 1.000 vibraciones fueron de 0,29, 0,69, 0,34 y 0,04 g/cm3, respectivamente. El valor de MMAD, medido por medio de un Impactador de Cascada de Andersen (ocho-etapas) de etapas completas (ACI) fueron 2,72, 2,89, 2,59 y 4,29 um, respectivamente. Los valores de FPF por debajo de 3,4 um, medido en un ACI de etapas completas, fueron de 41,7 %, 39,7 %, 51,5 % y 17,4 %, respectivamente, y por debajo de 5,6 um fueron de 56,2 %, 55,3 %, 68,7 % y 32,5 %, respectivamente. Se determinó el tamaño en volumen por medio de difracción por láser y los valores medios para la mediana en volumen del diámetro (x50) a una presión de 100,0 kPa (1,0 bar) fueron de 2,57 micrómetros, 1,51 micrómetros, 2,50 micrómetros y 6,47 micrómetros, respectivamente. Los valores para los valores de presión a 50 kPa (0,5 bar), 200 kPa (2,0 bar) y 490 kPa (4,9 bar) se pueden observar en la Tabla 12. Además, el polvo mostró un comportamiento relativamente independiente del caudal como puede observarse a partir de la proporción de x50 medida a 50 kPa (0,5 bar) con respecto a x50 medida a 400 kPa (4,0 bar), como se muestra en la Tabla 12. Los valores son 1,19, 1,12, 1,47 y 1,62, respectivamente. La tabla también incluye valores para la proporción de 100,0 kPa (1,0 bar) con respecto a 400 kPa (4,0 bar), a modo de comparación con otra técnica, ya que esta es otra medida de la dependencia del caudal.
Tabla 12. Proiedades de Disersión Densidad de las Formulaciones I-A II-A III-A
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Ejemplo 6
Este ejemplo describe la preparación de polvos secos usando las Formulaciones de materias primas 6.1-6.9 como se enumera en la Tabla l3 a continuación.
T l 1 : F rm l i n m ri rim .1- .
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El modo general de preparación de los polvos secos en este ejemplo es similar al que se ha descrito para los polvos en los ejemplos anteriores con la excepción de que todos los polvos secos de este ejemplo se secaron por pulverización usando un dispositivo de secado por pulverización de Büchi B-290 con un ciclón de alto rendimiento. Las Formulaciones 6.1, 6.4 y 6.7 de este Ejemplo corresponden a las Formulaciones II-B, I-B y III-B en los Ejemplos anteriores, respectivamente.
Las Tablas mostradas en las Figuras 6A y 6B resumen las propiedades físicas de los polvos y/o de las partículas obtenidas en este ejemplo. Las Formulaciones 6.1-6.9 de la Tabla 13 corresponden a las Formulaciones 6.1-69 de las Figuras 6A y 6B, respectivamente. En la Figura 6A, x50 y Dv50 se refieren a la mediana en volumen del diámetro o la mediana en volumen del diámetro geométrico (VMGD); y GSD se refiere a la desviación típica geométrica. En la Figura 6B, el % de rendimiento se refiere al porcentaje en peso del producto recuperado en el tarro de recogida unido al ciclón de alto rendimiento dividido entre el peso de los solutos en la materia prima. Todas las otras abreviaturas se describen en otra parte de la solicitud.
Ejemplo 7
Este ejemplo describe la emisión de dosis de polvos preparados por medio de las Formulaciones de materia prima 6.1-6.9 a partir de un inhalador de polvo seco en condiciones ambientales y elevadas. Algunos de estos datos también se presentan anteriormente, en el Ejemplo 4.
Método: Se llenaron por separado polvos secos por pulverización de las nueve formulaciones diferentes 6.1-6.9 en el interior de cápsulas HPMC de tamaño 2 (Quali-V, Qualicaps, Whitsett, NC) hasta aproximadamente la mitad (13-30 mg dependiendo del polvo). Se perforaron las cápsulas antes de la carga en el interior de una a cuatro DPI basadas en cápsulas con el fin de garantizar las aberturas de orificio apropiadas de las cápsulas. Se cargaron las cápsulas horizontalmente en el interior de los inhaladores que posteriormente se conectaron a la cámara hecha a medida. Cada inhalador de polvo seco presentó un transductor de presión conectado al mismo para controlar el caudal a través del inhalador durante el ensayo. Cuando comenzó el ensayo, se extrajo un flujo de aire de 45 l/min a través de cada inhalador durante 3 impulsos cortos de 0,3 segundos cada uno, separados 1 minuto. Durante cada impulso, el aire extraído a través del inhalador provocó el giro de la cápsula y la emisión de polvo procedente de su interior hacia el interior de 4 subcámaras que presentaban una fila de 3 pocillos de cultivo tisular que formaba el suelo de la subcámara. Se dejó depositar la nube de aerosol durante un minuto antes del siguiente impulso para un total de 3 impulsos y se extrajo un volumen de aire total de 0,68 l del inhalador. Se controló la duración y el caudal de aire total con un controlador de flujo (TPK-2000, MSP Corporation, Shoreview, MN) y se registró con un medidor de flujo de masa de aire (modelo n.° 3063, TSI Inc., Shoreview, MN). Se controlaron los caudales de aire del inhalador individuales con sensores de presión (modelo n.° ASCX01DN, Honeywell International Inc., Morrsitown, NJ) que habían sido previamente calibrados y cuya señal se convirtió en caudal por medio de un código Lab-view hecho a medida. En un caso, la cámara hecha a medida se colocó sobre el banco de laboratorio en condiciones ambientales, mientras que en otros 2 casos se colocó en una cámara de estabilidad (Darwin Chambers Company, St. Louis, MO) ajustada a 37 °C y 90 % de HR. Para el primer caso en la cámara de estabilidad, se perforaron las cápsulas y se introdujeron en los inhaladores en condiciones ambientales, se abrió la puerta de la cámara, se unieron los inhaladores y se accionó el caudal durante ~30 segundos después de que las cápsulas entraran en la cámara. En el segundo caso, se colocaron en primer lugar las cápsulas no perforadas en la cámara de estabilidad durante 3 minutos, posteriormente se retiraron, se perforaron y se introdujeron en condiciones ambientales, unidas a la cámara y se accionaron en los primeros 30 segundos desde la segunda entrada en el interior de la cámara. Después de cada ensayo, se retiraron las cápsulas de los inhaladores y se pesaron y se usaron para calcular el porcentaje de polvo emitido desde la cápsula. Para cada uno de los 3 grupos de condiciones, se expusieron dos placas de cultivo tisular de 12 pocillos (cada placa precisó 4 cápsulas en 4 inhaladores que suministraban polvo a 3 pocilios cada una) al polvo para cada una de las formulaciones de polvo sometidas a ensayo, dando un total de 8 emisiones de cápsula para cada polvo a cada una de las configuraciones de temperatura y humedad.
Como se muestra en la Tabla 14 a continuación, para los nuevos lotes de polvo (obtenidos usando las Formulaciones de materia prima 6.1-6.9) la cantidad media de polvo emitido desde la cápsula es mayor de 98 %, basado en el cambio de peso de la cápsula.
T l 14. P r n i mii
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Ejemplo 8
Este ejemplo describe los resultados de un estudio de estabilidad a corto plazo que se llevó a cabo para los polvos secos preparados por medio de las formulaciones de materia prima 6.1, 6.4 y 6.7.
Una característica importante de los polvos secos farmacéuticos es la estabilidad en diferentes condiciones de temperatura y humedad. Una propiedad que puede dar lugar a un polvo inestable es la tendencia del polvo a absorber humedad procedente del entorno, lo que posteriormente da lugar a la aglomeración de las partículas, alterando de este modo el tamaño de partícula aparente del polvo en condiciones similares de dispersión. Se mantuvieron los polvos secos por pulverización en un intervalo de condiciones durante periodos de una semana a tres o más meses y se sometieron a ensayo de forma periódica en cuanto a la distribución de tamaño de partícula. Las condiciones de almacenamiento incluyeron cápsulas cerradas en frascos a 25 °C y 60 % de HR, cápsulas cerradas en el interior de frascos a 40 °C y HR de 70 %, cápsulas cerradas en el interior de frascos a temperatura ambiente y HR de 40 %, cápsulas abiertas a 30 °C y HR de 65 % y cápsulas abiertas a 30 °C y HR de 75 %. Se llenaron hasta la mitad cápsulas HPMC de tamaño 3 (Quali-V, Qualicaps, Whitsett, NC) con cada uno de los polvos secos. Se sometió a ensayo una muestra inmediatamente en el Spraytec (Malvern Instruments Inc., Westoborugh, MA), un sistema de clasificación por tamaño de partícula por medio de pulverización y difracción por láser en el que se pueden dispersar los polvos secos a partir de un inhalador usando la configuración de celda de inhalador. Se llenaron aproximadamente 16 cápsulas con cada uno de los polvos preparados usando las soluciones de materia prima 6.1, 6.4 y 6.7. Se mantuvieron las cápsulas en el laboratorio en condiciones controladas de temperatura y humedad (~23-28 % de HR) y también fuera del laboratorio en condiciones de temperatura y humedad relativa variables (~40-75 % de HR). Se mantuvieron las cápsulas en condiciones de almacenamiento de 25 °C y 60 % de HR, 40 °C y 75 % de HR, 30 °C y 65 % de HR y 30 °C y 75 % de HR en cámaras de estabilidad (Darwin Chambers Company, St. Louis, MO) ajustadas en esas condiciones. En momentos específicos (que variaron de 30 min a 3 meses), se sometieron a ensayo de una a tres cápsulas de cada condición, en el Spraytec, para evaluar la distribución de tamaño de partícula geométrica y en el ACI-2 para evaluar las propiedades de tamaño de partícula aerodinámica.
De manera general, los polvos que se encontraban en cápsulas cerradas en frascos permanecieron estables durante un largo periodo de tiempo, mayor de tres meses. Los polvos que se encontraban en cápsulas abiertas sin frascos mostraron aglomeración después de la exposición a condiciones de humedad elevada. La Tabla 15 a continuación resume los datos de estabilidad.
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Ejemplo 9
Este ejemplo describe un ensayo de penetración bacteriana llevado a cabo usando polvos secos preparados usando las formulaciones de materia prima A-E.
Método: Para someter a ensayo el efecto de formulaciones de polvo seco en aerosol sobre el movimiento bacteriano a través de la mucosidad, se usó un modelo de penetración. En este modelo, se añadieron 200 |jl de alginato de sodio 4 % (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) a la superficie apical de una membrana Costar Transwell de 12 mm (Corning, Lowell, MA; tamaño de poro de 3,0 jm ) y posteriormente se expuso a formulaciones de polvo seco. Se formaron aerosoles de los polvos secos en el interior de la membrana usando un insuflador de polvo seco (Penn-Century, Inc., Fildelfia, PA) y se permitió la deposición por gravedad durante un periodo de 5 minutos. Después de esta exposición, se añadieron 10 j l de Klebsiella pneumonieae (~107 UFC/ml en solución salina) a la superficie apical del mimético. En diversos momentos tras la adición de bacterias, se tomaron alícuotas del tampón basolateral y se determinó el número de bacterias en cada una de las alícuotas mediante dilución seriada y colocación en placas de agar sangre. La Figura 7 muestra un esquema de este método. Se cuantificó por medio de HPLC la concentración de sal que se suministró a cada Transwell. A tal fin, los pocillos vacíos de la placa de cultivo celular de 12 pocillos que se encontraban a continuación de cada Transwell y estaban expuestos a la misma dosis de formulación, se lavaron con agua esterilizada y se diluyeron 1:1 con ácido acético con el fin de solubilizar las sales de calcio en cada uno de los polvos.
Se sometió a ensayo el efecto de los polvos que contenían calcio en el movimiento de K. pneumoniae a través del mimético de mucosidad de alginato de sodio. Se registró la actividad de las formulaciones de polvo seco que comprendían sales de calcio con diferentes perfiles de solubilidad, junto con leucina y cloruro de sodio. La Tabla 16 (a continuación) muestra las formulaciones de materias primas de los polvos que se sometieron a ensayo. Fue necesaria una carga de leucina de 50,0 % (peso/peso) en la composición, a diferencia de la carga de leucina de 10,0 % (peso/peso) de las formulaciones descritas en los ejemplos anteriores, debido a la dosis y a las limitaciones de detección del modelo de penetración. Se escogió la proporción molar de calcio y sodio para cada formulación para que fuera una proporción molar 1:1, mientras que no fue necesario rebajar demasiado los pesos relativos de ninguna sal en particular. Por tanto, las formulaciones de lactato, citrato y acetato usadas no tenían una proporción molar de 1:1 con el fin de mantener los pesos del cloruro de sodio y el cloruro de calcio en esas formulaciones, respectivamente, por encima de 10 % en peso.
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Las Figuras 8A y 8B muestran los resultados para este ensayo. Las dos figuras diferentes representan dos conjuntos diferentes de experimentos, llevados a cabo en las mismas condiciones. El control de leucina y los datos de sulfato permiten la comparación relativa entre los dos grupos de experimentos. Los polvos que contenían los aniones de sulfato, lactato y acetato, es decir, los polvos secos preparados a partir de las formulaciones de materias primas A, D y E, respectivamente, redujeron el movimiento las bacterias a través del mimético, mientras que los polvos que contenían los aniones de carbonato y citrato, es decir, los polvos secos preparados a partir de las formulaciones de materias primas B y C, no presentaron efecto alguno. Estas observaciones presentaban correlación con la solubilidad conocida de las sales de calcio en agua, lo que sugiere que el posible fallo de las sales de carbonato y citrato para inhibir el movimiento de K. pneumoniae podría estar relacionado con la solubilidad de estos polvos en la superficie del mimético de alginato de sodio. Esta conclusión también se basa en la suposición plausible de que la reacción de intercambio iónico descrita anteriormente transcurre hasta la finalización durante el secado por pulverización y de que la forma de la sal de calcio de las formulaciones A hasta E es sulfato de calcio, carbonato de calcio, citrato de calcio, lactato de calcio y acetato de calcio, respectivamente. La solubilidad de estas sales desde la menos soluble hasta la más soluble es: carbonato de calcio < citrato de calcio < sulfato de calcio < lactato de calcio < acetato de calcio. (Véase Tabla 1 anterior).
Ejemplo 10
Este ejemplo describe el comportamiento de los polvos secos a la hora de reducir la multiplicación vírica usando un modelo de multiplicación vírica.
En este ejemplo, se describe una serie de estudios de respuesta a dosis con diferentes polvos secos preparados a partir de formulaciones de materias primas que consisten en diferentes sales de calcio. Los polvos secos se prepararon con leucina, una sal de calcio (lactato o cloruro) y una sal de sodio (cloruro, sulfato, citrato o carbonato). Se secaron por pulverización las formulaciones de materias primas enumeradas 10-1, 10-2 y 10-3 en un dispositivo de secado por pulverización Büchi B-290 mini. El sistema usó un deshumificador Büchi B-296 para garantizar la temperatura y la humedad estables del aire usado para el secado por pulverización. Se secó por pulverización la Formulación de materia prima 10-4 en un Dispositivo de Secado por Pulverización Niro Mobile Minor en un ciclo abierto con nitrógeno.
Se prepararon cuatro materias primas líquidas con las siguientes componentes y proporciones (porcentaje en peso) como se enumera en la Tabla 17.
T l 17: F rm l i n m ri rim .
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Fue necesaria una concentración de leucina de 50,0 % (peso/peso) en la composición, al contrario que la carga de leucina de 10,0 % (peso/peso) de las formulaciones descritas en los ejemplos anteriores, debido a la dosis y a las limitaciones de detección del modelo de multiplicación vírica. Se escogió la proporción molar de calcio y sodio para cada formulación para que sea una proporción molar 1:1, mientras que no fue necesario rebajar demasiado los pesos relativos de ninguna sal en particular. Por tanto, las formulaciones de lactato y citrato usadas no estaban en una proporción molar de 1:1 con el fin de mantener los pesos del cloruro de sodio y el cloruro de calcio en esas formulaciones, respectivamente, por encima de aproximadamente 10 % en peso.
Se secaron por pulverización las formulaciones 10-1, 10-2 y 10-3 con concentraciones de sólidos en las materias primas de 5 g/l, mientras que varió la cantidad exacta de sales y excipiente disueltos en agua ultrapura y su volumen específico. Se usaron las siguientes configuraciones de proceso: temperatura de entrada de 220 °C, caudal de líquido de aproximadamente 10 ml/min, condiciones ambientales de 23,2-24,6 °C y 19-21 % de HR y deshumificador de aire a 3-5 °C y 30 % de HR. La temperatura de salida y la velocidad del ciclón y del aspirador variaron. Se secó por pulverización la formulación 10-1 usando un ciclón de alto rendimiento con el aspirador a 80 % y una temperatura de salida de 93 °C. Se prepararon formulaciones de polvo seco 10-2 y 10-3 con el ciclón regular, un aspirador de 100 % y una temperatura de salida de 111-115 °C. Se secó por pulverización la formulación 10-4 con una concentración de sólidos de 2,7 g/l y la siguiente configuración de proceso: temperatura de entrada 140 °C, temperatura de salida 75 °C, caudal de materia prima líquida de 30 ml/min, caudal de gas de proceso de 100 kg/h, caudal del gas atomizador de 20 g/min y presión de la cámara del tambor de secado por pulverización de -2 “WC.
Se usó un modelo de cultivo celular de infección gripal para el estudio de los efectos de las formulaciones 1 a 4. Se realizaron cultivos de células Calu-3 (Colección Americana de Cultivos Tipo, Manassas, VA) sobre membranas permeables (Transwells de 12 mm; 0,4 pm de tamaño de poro, Corning Lowell, MA) hasta confluencia (la membrana estaba completamente cubierta de células) y se establecieron cultivos de interfase aire-líquido (ALI) retirando el medio apical y realizando cultivos a 37 °C / CO2 al 5 %. Se cultivaron células durante > 2 semanas en ALI antes de cada experimento. Antes de cada experimento, se lavó la superficie apical de cada Transwell 3 veces con PBS (Hyclone, Logan, UT). Se expusieron las células Calu-3 a los polvos secos usando una cámara de sedimentación para polvos secos patentada. Con el fin de exponer las células a dosis equivalentes de calcio, se llenaron las cápsulas con cantidades diferentes de cada uno de los polvos. Se calcularon los pesos de llenado alto, medio y bajo basándose en el ajuste de la cantidad de calcio suministrada por cada uno de los polvos (4,23 mg, 1,06 mg y 0,35 mg). Para cada condición de los polvos secos sometida a ensayo, se pesaron dos cápsulas vacías, llenas y después de exposición con el fin de determinar la dosis emitida del polvo. La Tabla 18 (a continuación) muestra los pesos de llenado de las cápsulas antes y después de la exposición y la concentración de calcio suministrada a las células, determinada por medio de mediciones de HPLC. Inmediatamente después de la exposición, se sustituyó el medio basolateral (medio del lado inferior de Transwell) por medio nuevo. Se expusieron pocillos por triplicado a los polvos secos de cada formulación de materia prima en cada uno de los ensayos. Se expuso una segunda placa de cultivo celular a los mismos polvos secos de las formulaciones de materias primas para cuantificar el suministro de sal total o de calcio a las células. Una hora después de la exposición, se infectaron las células con 10 pl de Gripe A/WSN/33/1 (H1N1) o Gripe A/Panama/2007/99 (H3N2) con una multiplicidad de infección de 0,1-0,01 (0,1-0,01 viriones por célula). Cuatro horas después del tratamiento con aerosol, se lavaron las superficies apicales para retirar el exceso de polvos secos y los virus no ligados y se realizaron cultivos de las células durante 20 h más a 37 °C más CO2 al 5 %. Veinticuatro horas después del tratamiento con aerosol, se recogieron los virus liberados sobre la superficie apical de las células infectadas en el medio de cultivo o PBS y se cuantificó la concentración de virus en el lavado apical por medio de ensayo de TCID50 (50 % de Dosis Infecciosa de Cultivo Tisular). El ensayo de TCID50 es un ensayo convencional de dilución de punto final que se usa para cuantificar la cantidad de virus presente en una muestra.
Tabla 18: Polvo seco, preparado a partir de las formulaciones de materia prima 10-1 a 10-4, sometido a ensayo para evaluar su efecto sobre la infección de gripe A/WSN/33/1 en un modelo de cultivo celular. Se sometieron a ensayo las formulaciones de polvo seco para evaluar su efecto sobre la infección por gripe A/WSN/33/1 en un modelo de cultivo celular. Para suministrar una cantidad equivalente de ion de calcio (Ca2+), se calculó el peso de llenado deseado para cada una de las formulaciones de polvo seco. Se pesaron las cápsulas Qualicap vacías, llenas y después de exposición para determinar la dosis emitida. Se expusieron los pocillos por triplicado para cada cápsula y posteriormente se lavaron los pocillos. El análisis HPLC de estas muestras determinó la cantidad de Ca2+ suministrada a las células. * indica el uso de dos cápsulas con el fin de conseguir el peso de llenado deseado. a indica n = 3 b indica n = 1.
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Ejemplo 10A
Los polvos secos, preparados a partir de las formulaciones de materia prima 10-1 a 10-4 reducen la infección de gripe A/WSN/33/1 (H1N1) de forma dependiente de la dosis.
Para someter a ensayo el efecto de las formulaciones de polvo seco sobre la infección gripal en un modelo de cultivo celular, se expusieron células Calu-3 a cuatro formulaciones de polvo seco diferentes, cada una de las cuales consistía en 50 % de leucina, una sal de calcio y cloruro de sodio. Se evaluó la infección vírica cuantificando la cantidad de multiplicación vírica durante un periodo de 24 horas. Los polvos específicos sometidos a ensayo se enumeran en la Tabla 18 (anterior) e incluyeron sales de carbonato, lactato, sulfato y citrato. En un intento de exponer las células a cantidades equivalentes de calcio de cada uno de los cuatro polvos que contenían calcio, se llenaron las cápsulas hasta los pesos apropiados antes de la dosificación. Se usaron células no expuestas a formulación (aire) como células de control.
Como puede observarse en la Figura 9, cada polvo presentó una reducción sensible a la dosis en la infección gripal; no obstante, la magnitud del efecto fue diferente entre los cuatro polvos sometidos a ensayo. A bajas concentraciones de calcio el lactato de calcio resultó el más eficaz, lo que sugiere que fue el más potente de los polvos sometidos a ensayo. A concentraciones elevadas de calcio, los polvos de lactato de calcio y de citrato de calcio presentaron eficacias similares. El ensayo adicional del polvo de citrato de calcio a concentraciones incluso mayores puede demostrar que es el polvo más eficaz. El polvo de sulfato de calcio presentó un efecto intermedio y fue parecido al citrato de calcio en varias concentraciones. El carbonato de calcio presentó únicamente un efecto mínimo sobre la multiplicación vírica incluso en la concentración más elevada (menos de 10 veces). Obsérvese que el carbonato de calcio es el menos soluble de los polvos sometidos a ensayo.
Como se muestra en la Figura 9, los polvos secos preparados para esto reducen la infección gripal de una forma dependiente de la dosis. Se usaron células Calu-3 no expuestas a formulación como control y se compararon con células Calu-3 expuestas a formulaciones de polvo seco con diferentes pesos de llenado. Se cuantificaron las concentraciones de virus liberados por las células expuestas a cada una de las formulaciones de aerosol. Las barras representan la media y la desviación típica de pocillos por triplicado para cada condición. Se analizaron los datos estadísticamente por medio de ANOVA de una vía y por medio de ensayo posterior de comparación múltiple de Tukey.
Ejemplo 10B
Los polvos secos, preparados a partir de las formulaciones de materia prima 10-1 a 10-4 de la Tabla 19, reducen la infección por gripe A/Panama/2007/99 (H3N2) de forma dependiente de la dosis.
Para llevar a cabo estos estudios, se sometieron a ensayo los mismos polvos con una segunda cepa gripal [Gripe A/Panama/2007/99 (H3N2)]. De manera similar al Ejemplo 10A, se expusieron células Calu-3 a cuatro formulaciones de polvo seco diferentes cada una de las cuales estaba formada por 50 % de leucina, una sal de calcio y cloruro de sodio. Se evaluó la infección vírica cuantificando la cantidad de multiplicación vírica durante un periodo de 24 horas. La Tabla 19 (a continuación) enumera los polvos específicos sometidos a ensayo que incluyeron sales de carbonato, lactato, sulfato y citrato. En un intento de exponer las células a cantidades equivalentes de calcio de cada uno de los cuatro polvos que contenían calcio, se llenaron las cápsulas hasta los pesos apropiados antes de la dosificación. Se usaron células no expuestas a formulación (aire) como células de control.
Como puede observarse en la Figura 10, usando esta cepa, se observó eficacia similar para cada polvo: el lactato de calcio fue el más eficaz, el citrato de calcio y el sulfato de calcio presentaron eficacias intermedias y el polvo de carbonato de calcio fue únicamente mínimamente eficaz. Estos datos apoyan la amplia actividad de los polvos secos de Ca:Na contra múltiples cepas gripales.
Tabla 19: Polvos secos, preparados a partir de las formulaciones de materia prima 10-1 a 10-4, sometidos a ensayo para evaluar su efecto sobre la infección por gripe A/Panama/99/2007 (H3N2) en un modelo de cultivo celular. Para suministrar una cantidad equivalente de Ca2+ se calculó el peso de llenado deseado para cada una de las formulaciones de polvo seco. Se pesaron las cápsulas Qualicap vacías, llenas y después de exposición para determinar la dosis emitida. Se expusieron los pocillos por triplicado a cada cápsula y posteriormente se lavaron los ill . El n li i HPL m r rmin ^ l ni 2+ mini r l l l
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Como se muestra en la Figura 10, los polvos secos preparados para el presente Ejemplo reducen la infección de gripe A/Panama/99/2007 (H3N2) de forma dependiente de la dosis. Se usaron células Calu-3 no expuestas a formulación (0 |jg de Ca2+/cm2) como control y se compararon con células Calu-3 expuestas a formulaciones de polvo seco a diferentes pesos de llenado y por tanto a diferentes concentraciones de calcio. Se determinó la concentración de calcio suministrada a las células en cada experimento para cada peso de llenado usando mediciones de HPLC de calcio en lavados procedentes de placas vacías expuestas a cada condición. Se cuantificó la concentración de virus liberado por las células expuestas a cada formulación de aerosol 24 h después de la dosis por medio de un ensayo de TCID50. Cada punto de datos representa la media y la desviación típica de pocillos por triplicado para cada condición.
Ejemplo 11 Modelo gripal in vivo
Este ejemplo demuestra que las formulaciones de polvo seco que comprenden sales de calcio y cloruro de sodio reducen la gravedad de la infección gripal en hurones. La Tabla 20 muestra las formulaciones sometidas a ensayo. Se expusieron los hurones de control a un polvo formado por 100 % de leucina en las mismas condiciones de exposición. En los estudios in vitro preliminares, este polvo de control no presentó ningún efecto sobre la multiplicación vírica. Se sometieron a formación de aerosol los polvos de calcio y de control (lote de Formulación I: 26-190-F, lote de Formulación III: 65-009-F, lote de Formulación II: 65-003-F y lote de leucina: 65-017-F) con un dispersador de partículas sólidas Palas Rotating Brush Generator 1000 (RBG, Palas GmbH, Karlsruhe, Alemania). Se expusieron los hurones (n = 8 por grupo) a ~0,2 mg de Ca/kg y se evaluó la gravedad de la infección con el tiempo. Se dispersó cada formulación en un sistema de exposición exclusivamente nasal 1 h antes de la infección, 4 horas después de la infección y posteriormente BID durante 4 días (d1-4). Se concluyó el estudio el día 10. Se determinaron las temperaturas corporales dos veces al día comenzando el día 0 del estudio. Normalmente, los hurones infectados con gripe muestran aumentos de la temperatura corporal en los dos días después de la infección, pérdida de peso corporal durante el transcurso del estudio y presentan signos clínicos de infección tales como letargo y estornudos. Estos cambios coinciden con un aumento de los contenidos víricos gripales expulsados a de la cavidad nasal y aumentos de la inflamación nasal.
Tabla 20: Formulaciones sometidas a ensa o de eficacia en hurones
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El día -4 del estudio, se implantó un microchip subcutáneo a los hurones en el flanco trasero derecho y otro en el hombro para redundancia. El chip transpondedor (IPTT-300 Implantable Programmable Temperature and Identification Transponder; Bio Medic Data Systems, Inc, Seafor, Delaware 19973), permite la identificación de los hurones y proporciona datos de temperatura corporal subcutánea a lo largo del estudio usando un detector óptico lector de proximidad electrónica BMDS (WRS-6007; Biomedic Data Systems Inc, Seaford, Delaware). Se usaron las temperaturas corporales subcutáneas tomadas los días -3 a -1 como temperaturas basales y se usaron para calcular el cambio en el valor inicial para cada animal durante el transcurso del estudio. El tratamiento con una formulación de polvo seco formada por leucina (excipiente), lactato de Ca (Formulación III) y NaCl tuvo un impacto significativo en los aumentos de temperatura corporal (FIGS. 10C y 10D). Los cambios de temperatura corporal medios de este grupo permanecieron iguales o por debajo de las medidas basales durante el curso del estudio y las mediciones de área bajo la curva (ABC) fueron aproximadamente 5 veces menores que en el control. Los otros dos polvos sometidos a ensayo presentaron una eficacia menos pronunciada que se limitó a diferencias en el control de los días específicos del estudio. En particular, tanto los grupos tratados con citrato de Ca como los grupos tratados con sulfato de Ca presentaron temperaturas corporales más bajas que los animales de control el día 3 del estudio (FIGS.
11A y 11B, respectivamente) y el grupo de sulfato de Ca presentó temperaturas corporales más bajas durante los tres días finales del estudio.
Ejemplo 12
Este ejemplo demuestra que las formulaciones de polvo seco formadas por distintos excipientes reducen la infección gripal, pero a dosis mayores que las formulaciones formadas por leucina.
Para evaluar el impacto del excipiente sobre la eficacia in vitro, los inventores sometieron a ensayo dos formulaciones de polvo seco (Tabla 21) que variaron en cuanto a excipiente y compararon su eficacia con la Formulación III (que contenía leucina) usando un modelo de multiplicación de gripe. Estas formulaciones contenían la misma concentración de lactato de calcio y de cloruro de sodio y el mismo porcentaje en peso de excipiente (10 %).
Tabla 21: Formulaciones usadas para evaluar la eficacia frente a virus gripales múltiples y para someter a ensayo diferentes exci ientes
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Se usaron como control las células Calu-3 no expuestas a formulación y se compararon con células Calu-3 expuestas a polvo seco formado por lactato de calcio y cloruro de sodio con diferentes excipientes. Se usaron tres peso de llenado diferentes de los polvos de manitol y maltodextrina para cubrir un intervalo de dosis entre 10 y 30 |jg de Ca2+/cm2. Se cuantificó la concentración de virus liberado por las células expuestas a cada una de las formulaciones de aerosol (FIG. 12). Cada punto de datos representa la media y la desviación típica de pocillos por duplicado para cada concentración. Se analizaron los datos por medio de ANOVA de una vía y de ensayo posterior de comparaciones múltiples de Tukey. Los datos para la dosis baja de cada polvo son representativos de dos experimentos independientes.
Tanto las formulaciones que contenían manitol como las formulaciones que contenían maltodextrina redujeron la infección gripal de manera sensible a la dosis, no obstante, fueron considerablemente menos potentes que el polvo que contenía leucina. A una dosis de 14,8 jg de Ca2+/cm2, el polvo que contenía leucina redujo la infección gripal en 2,9 ± 0,2 log10 TCIDso/ml, mientras que el polvo de manitol a una dosis comparable (12,2 jg de Ca2+/cm2) redujo la infección gripal en 0,85 ± 0,0 log10 TCID50/ml y el polvo de maltodextrina (11,9 jg de Ca2+/cm2) no presentó efecto alguno sobre la multiplicación (Figura 12). Incluso a dosificaciones más elevadas (> 27 jg de Ca2+/cm2), la reducción máxima para manitol (1,9 ± 0,50 log10 TCID50/ml) y maltodextrina (2,2 ± 0,14 log10 TClD50/ml) fue menor que la del polvo de leucina. Obsérvese que los ensayos previos que usaron polvos formado por 100 % de leucina no presentaron efecto alguno del excipiente solo sobre la multiplicación vírica. Los datos sugieren que la naturaleza del excipiente puede tener un impacto sobre la eficacia de las formulaciones que contienen calcio.
Ejemplo 13
Este ejemplo demuestra la eficacia de las formulaciones de polvo seco que comprenden polvos de sal de calcio, lactato de calcio, sulfato de calcio o citrato de calcio con respecto al tratamiento de virus gripal, paragripal o rinovirus.
Se produjeron los polvos de la Formulación I, Formulación II y Formulación III por medio de secado por pulverización utilizando un dispositivo de secado por pulverización Mobile Minor (Niro, GEA Process Engineering Inc., Columbia, MD). Todas las disoluciones presentaban una concentración de sólidos de 10 g/l y se prepararon con los componentes que se enumeran en la Tabla 22. Se disolvieron leucina y sal de calcio en agua DI y se disolvieron la leucina y la sal de sodio por separado en agua DI, manteniendo las dos soluciones en recipientes separados. Se llevó a cabo el atomizado del aporte de líquido usando una boquilla de dos fluidos en corriente paralela (Niro, GEA Process Engineering Inc., Columbia, m D). Se introdujo el aporte de líquido usando bombas de engranaje (Cole-Parmer Instrument Company, Vernon Hills, IL) en el interior de un dispositivo de mezcla estática (Charles Ross & Son Company, Hauppauge, NY) inmediatamente antes de la introducción en el interior de la boquilla de dos fluidos. Se usó nitrógeno como gas de secado y se introdujo aire comprimido seco como gas de atomizado a la boquilla de dos fluidos. La temperatura de entrada de gases de proceso fue de 282 °C y la temperatura de salida fue de 98 °C, con un caudal de materia prima líquida de 70 ml/min. El suministro de gas al atomizador de dos fluidos fue de aproximadamente 14,5 kg/h. La presión en el interior de la cámara de secado fue de -2 “WC. Se recogió el producto seco de pulverización en un recipiente de un dispositivo de filtración.
T l 22: F rm l i n r v l r l fi i fr n if r n vir r ir ri
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Se usó un modelo de cultivo celular de infección por virus paragripal A/Panama/2007/99, virus paragripal de tipo 3 humano (hPIV3) o rinovirus (Rv16) para evaluar la eficacia de las formulaciones de polvo seco. Este modelo ha sido descrito con detalle previamente (Véase, Ejemplo 10) y utiliza células Calu-3 que crecen en una interfase aire-líquido como modelo de infección gripal de células epiteliales de las vías respiratorias. Se expusieron las células Calu-3 a polvos secos usando una cámara de sedimentación de polvo seco. Se determinó la cantidad de ion de calcio (Ca2+) suministrada a cada pocillo por medio de HPLC usando el polvo seco recuperado a partir de un pocillo vacío de la placa de cultivo celular. La Tabla 23 muestra la concentración de calcio depositado en cada estudio.
T l 2 : D i i n l i
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Una hora después de la exposición, se infectaron las células con 10 |jl de Gripe A/Panama/99/2007 a una multiplicidad de infección de 0,1-0,01 (0,1-0,01 viriones por célula), paragripe humana de tipo 3 (hPIV3) a una multiplicidad de infección de 0,1-0,01 (0,1-0,01 viriones por célula) o 10 j l de rinovirus (Rv16) a una multiplicidad de infección de 0,1-0,01 (0,1-0,01 viriones por célula). Cuatro horas después del tratamiento con el polvo seco, se lavaron las superficies apicales para retirar el exceso de formulación y los virus no ligados y se sometieron las células a cultivo durante otras 20 horas a 37 °C más 5 % de CO2. Al día siguiente (24 horas después de la infección) se recogió el virus liberado desde la superficie apical de las células infectadas en un medio de cultivo y se cuantificó la concentración del virus en el lavado apical por medio de ensayo de TCID50 (50 % de Dosis Infecciosa de Cultivo Tisular). El ensayo de TCID50 es un ensayo convencional de dilución de punto final que se usa para cuantificar la cantidad de un virus dado que está presente en una muestra. Para cada uno de los tres polvos, se expusieron células de Calu-3 a tres dosis diferentes de Ca2+ y se evaluó la multiplicación de cada virus.
Gripe
En el modelo de gripe, los tres polvos redujeron considerablemente el contenido vírico en niveles comparables a la dosis más elevada sometida a ensayo: la Formulación I, la Formulación III y la Formulación II redujeron el contenido vírico hasta 3,25, 3,80 y 3,95 log10 TCID50/ml, respectivamente (Figura 13A). Es importante observar que mientras que a la dosis más elevada sometida a ensayo estos polvos presentaron actividad similar frente a la gripe, a dosis más bajas los datos sugieren que el polvo más eficaz fue la Formulación II (formada por leucina, lactato de calcio y cloruro de sodio). La Formulación II redujo los contenidos víricos 3,70 y 3,75 log10 TCID50/ml en dosis bajas y medias, mientras que dosis bajas de la Formulación I y de la Formulación III redujeron el contenido vírico 2,50 y 2,95 log10 TCID50/ml y dosis medias de la Formulación I y de la Formulación III redujeron los contenidos víricos 2,65 y 3,30 log10 TCID50/ml, respectivamente.
Paragripe
Se sometieron a ensayo la Formulación I, la Formulación II y la Formulación III a lo largo de un intervalo similar de dosis frente a paragripe. La cantidad de paragripe en los cultivos de celulares tratados con la Formulación III fue comparable a las de las células de control (Figura 13B) a dosis de calcio similares a las usadas en el experimento de la gripe, lo que indica que la formulación basada en sulfato de calcio puede presentar actividad únicamente contra patógenos específicos. Por el contrario, el tratamiento con la Formulación I y la Formulación II dio lugar a una reducción dependiente de la dosis de la infección paragripal. A dosificaciones elevadas, la Formulación I y la Formulación II redujeron la infección en 2,70 y 4,10 log10 TCID50/ml, respectivamente, en comparación con las células de control. De manera similar, la Formulación II presentó una eficacia mayor que la Formulación I a la dosis intermedia sometida a ensayo, sin embargo, ninguna formulación redujo la infección en la dosis más baja sometida a ensayo (Figura 12B; Tabla 25). De manera colectiva, estos datos demuestran que las formulaciones de polvo seco basadas en calcio reducen de forma eficaz la infectividad de la paragripe. Estos efectos son específicos de determinadas sales de calcio y los intervalos de dosis eficaces difieren considerablemente de los observados para la gripe.
Rinovirus
La gripe y la paragripe son virus con envoltura. Para someter a ensayo la actividad de amplio espectro de las formulaciones de polvo seco con calcio y hacer extensivas estas observaciones a los virus sin envoltura, se sometieron a ensayo los mismos polvos frente a rinovirus. Las tres formulaciones redujeron en cierto modo el rinovirus, demostrando el polvo de la Formulación II una actividad mayor (FIG. 13C). El tratamiento con la Formulación II dio lugar a una reducción vírica significativa, 2,80 log10 TCID50/ml, a la dosis más alta sometida a ensayo. Las dosis baja y media de este polvo redujeron el contenido en 1,15 y 2,10 log10 TCID50/ml, respectivamente, en comparación con las células de control. El tratamiento con la Formulación I y la Formulación III también redujo la infección rinovírica, aunque en menor medida que la Formulación II. A la dosis más elevada sometida a ensayo, la Formulación I redujo la infección en 1,70 log10 TCID50/ml y la Formulación III redujo la infección en 1,60 log10 TCID50/ml. Juntos, estos resultados indican que se pueden aplicar ampliamente formulaciones de polvo seco basadas en calcio frente a diferentes infecciones víricas.
Los datos anteriores sugieren que el aumento de la dosis administrada de polvo seco de calcio las formulaciones presentan más actividad que lo observado previamente a las dosis más bajas. Los tres polvos sometidos a ensayo redujeron la infección gripal, aunque la formulación basada en lactato de calcio (Formulación II) presentó una potencia mayor que las formulaciones de sulfato de calcio (Formulación III) y de citrato de calcio (Formulación III). De manera adicional, en las tres cepas víricas, el tratamiento de la Formulación II dio lugar a la mayor reducción del contenido vírico. A mayores dosis, la Formulación I redujo de manera eficaz el contenido vírico en las tres cepas víricas, pero el efecto fue mucho más pronunciado en los casos de gripe y paragripe, lo que sugiere una diferencia en cuanto a mecanismo que puede estar relacionada con la especificidad de cepa vírica. El tratamiento con la Formulación III resultó activo frente a paragripe, pero presentó mejor actividad frente a gripe y rinovirus, lo que sugiere que los contraiones de calcio específicos pueden desempeñar algún papel en cuanto a la actividad óptima de la formulación.
Ejemplo 14. Polvo seco de lactato de calcio, cloruro de sodio y maltodextrina
Este ejemplo describe la preparación de polvos secos usando materia prima de la Formulación XIV: 10,0 % en peso de maltodextrina, 58,6 % en peso de lactato de calcio y 31,4 % en peso de cloruro de sodio.
Se preparó una fase acuosa para un proceso discontinuo disolviendo maltodextrina en agua ultrapura, posteriormente lactato de calcio pentahidratado y finalmente cloruro de sodio. Se mantuvo la solución en agitación durante todo el proceso hasta que los materiales se disolvieron por completo en agua a temperatura ambiente. Para la formulación de maltodextrina y lactato de calcio, se prepararon tres lotes (A, B y C) de materia prima y se secaron por pulverización. La Tabla 24 muestra detalles de las preparaciones de materias primas líquidas para cada uno de los tres lotes, en la que se informa sobre la concentración de sólidos totales como el total de los pesos de material anhidro disuelto. Posteriormente las soluciones o suspensiones se secaron por pulverización usando un dispositivo de secado por pulverización Büchi. Para cada formulación, se prepararon tres lotes (A, B y C) de materia prima y se secaron por pulverización. Se prepararon partículas de los lotes A, B y C usando las correspondientes materias primas en un dispositivo de secado por pulverización de Büchi Mini con condiciones de proceso similares a las usadas para el secado por pulverización de las Formulaciones I-B y I-C del Ejemplo 1, con la excepción de las siguientes condiciones de proceso. El caudal de materias primas líquidas fue de 5,2 ml/min para la Formulación XIV-A y la Formulación XIV-B y de 5,6 ml/min para la Formulación XIV-C. La temperatura de salida fue de aproximadamente 90 °C hasta 98 °C para la Formulación XIV-A, de aproximadamente 100 °C para la formulación XIV-B y de aproximadamente 100 °C a 106 °C para la Formulación XIV-C.
Tabla 24: Sumario de las preparaciones de materias primas liquidas de tres lotes de partículas para la Formulación
XIV.
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La Tabla 25 resume algunas de las propiedades físicas de las partículas obtenidas en tres lotes separados (Formulación XIV-A, XIV-B y XIV-C). Además de los datos que se presentan en la Tabla 25, se resumen otros datos relacionados con las partículas secas preparadas a partir de la formulación de materia prima XIV-A. La fracción de partículas finas (FPF) medida por medio de un Impactador de Cascada de Andersen de 2 etapas colapsado con análisis gravimétrico fue de media de 71,3 % para FPF menor de 5,6 micrómetros y de 47,5 % para FPF menor de 3,4 micrómetros. También se determinó el tamaño en volumen por medio de difracción por láser en el equipo de clasificación por tamaño HELOS/RODOS y el valor medio para la mediana en volumen del diámetro (x50) a una presión de 100 kPa (1 bar) fue de 1,40 micrómetros. Además, el polvo mostró un comportamiento relativamente independiente del caudal como puede observarse a partir de la proporción de x50 medida a 50 kPa (0,5 bar) con respecto a x50 medida a 400 kPa (4,0 bar), que fue de 1,04. El valor para 100/400 kPa (1/4 bar) para estas partículas fue de 1,00, lo que demuestra que las partículas fueron altamente dispersables.
Tabla 25: S m ri A I-2 r l r l rí l r l F rmulación XIV.
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Las tablas o las gráficas mostradas en las Figuras 1A-1F proporcionan información adicional relativa a las propiedades de los polvos y/o de las partículas de la Formulación XIV preparados en este ejemplo.
Ejemplo 15. Capacidad de dispersión
Este ejemplo demuestra la capacidad de dispersión de formulaciones de polvo seco que comprenden los polvos de lactato de calcio, sulfato de calcio o citrato de calcio, cuando son suministrados desde diferentes inhaladores de polvo seco a lo largo de un intervalo de maniobras de inhalación y con respecto a un producto de fármaco micronizado tradicional dispersado de forma similar.
Se investigó la capacidad de dispersión de distintas formulaciones de polvo midiendo el tamaño de partícula geométrico y el porcentaje de polvo emitido desde las cápsulas cuando tiene lugar la inhalación en los inhaladores de polvo seco con caudales representativos del uso del paciente. Se midieron la distribución de tamaño de partícula y la modificación del peso de las cápsulas llenas para múltiples formulaciones de polvo en función del caudal, del volumen inhalado y del peso de llenado en 2 inhaladores de polvo seco pasivos.
Se llenaron cápsulas HPMC de tamaño 3 (Capsugel V-Caps) con formulaciones de polvo a mano con el peso de llenado medido gravimétricamente usando una balanza analítica (Mettler Toledo XS205). Los pesos de llenado fueron 25 y 35 mg para la Formulación I (lote n.° 26-190-F), 25, 60 y 75 mg para la Formulación II (lote n.° 69-191-1), 25 y 40 mg para la Formulación III (lote n.° 65-009-F), 10 mg para un polvo de leucina seco por pulverización (lote n.° 65-017-F) y 25 mg de sulfato de albuterol micronizado (Cirrus lote n.° 073-001-02-039A). Se usaron inhaladores de polvo seco pasivos basados en dos cápsulas (RS-01 Modelo 7, Low Resistance Plastipae S.p.A. y RS-01 Modelo 7, High resistance Plastiape, S.p.A.) que presentaron resistencias específicas de 0,020 y 0,036 kPa1/2/LPM, que se extienden sobre el intervalo habitual de resistencia de inhalador de polvo seco. Se ajustaron el caudal y el volumen inhalado usando una válvula de solenoide controlado por un temporizador con una válvula de control de flujo (TPK2000, Copley Scientific). Se colocaron las cápsulas en el inhalador de polvo apropiado, se perforaron y se selló el inhalador a la entrada del dispositivo de clasificación por tamaño de partícula de difracción por láser (Spraytec, Malvern). Se inició el caudal de aire continuo a través del sistema usando el TPK2000 y se midió la distribución de tamaño de partícula por medio del Spraytec a 1 kHz para duraciones de al menos 2 segundos y hasta la duración de la inhalación total. Los parámetros de distribución de tamaño de partícula calculados incluyeron la mediana en volumen del diámetro (Dv50) y la desviación típica geométrica (GSD) y la fracción de partículas finas (FPF) menores de 5 micrómetros de diámetro. Al completar la duración de la inhalación, se abrió el inhalador de polvo seco, se retiró la cápsula y se volvió a pesar para calcular la masa de polvo que había sido emitida desde la cápsula durante la duración de la inhalación. En cada condición de inhalación, se midieron 5 réplicas de las cápsulas y se promediaron los resultados de Dv50, FPF y masa de polvo emitida por la cápsula (CEPM).
Con el fin de relacionar la dispersión del polvo a diferentes caudales, volúmenes y a partir de inhaladores de diferentes resistencias, se calculó la energía necesaria para llevar a cabo la maniobra de inhalación y se representaron los datos de tamaño de partícula y emisión de dosis frente a la energía de inhalación. Se calculó la energía de inhalación como E = R2Q2V en la que E es la energía de inhalación en Julios, R es la resistencia del inhalador en kPa1/2/LPM, Q es el caudal continuo en l/min y V es el volumen de aire inhalado en l.
La Fig. 14 muestra la dosis emitida desde una cápsula para el polvo de la Formulación II en 3 pesos de llenado de cápsula diferentes, usando inhaladores de polvo seco RS-01 tanto de resistencia elevada como de resistencia baja. En cada peso de llenado, las inhalaciones estacionarias variaron de una condición de energía máxima de 9,2 Julios que fue equivalente a un caudal de 60 l/min a través del inhalador de resistencia elevada (R = 0,036 kPa1/2/LPM) con un volumen total de 2 l hasta energías más bajas con volúmenes reducidos hasta 1 l, caudales reducidos hasta 15 l/min y una resistencia de inhalador hasta R = 0,020 kPa1/2/LPM. Como puede observarse a partir de la FIG. 14, toda la masa de polvo presente en el interior de la cápsula se vacía de la cápsula en una única inhalación para los tres pesos de llenado de 25, 60 y 75 mg de la Formulación II en la condición de energía más elevada sometida a ensayo. Para el peso de llenado de 25 mg, más de 80 % del peso de llenado se vacía, de media, para todas las condiciones de inhalación por debajo de 0,16 Julios. A 60 mg, la emisión de dosis de la cápsula disminuye por debajo de 80 % del peso de llenado a 0,36 Julios. Con el peso de llenado de 75 mg, la emisión de dosis de la cápsula disminuye por debajo de 80 % del peso de llenado a 1,2 Julios.
En la FIG. 14 también se muestran dos pesos de llenado de 25 mg y 40 mg de una formulación de fármaco de sulfato de albuterol micronizado que se molió por chorro hasta un tamaño medio de partícula de 1,8 micrómetros, se llenó de forma manual en cápsulas de tamaño 3 y se dispersó en el inhalador RS-01 de alta resistencia. Como puede verse para los pesos de llenado tanto de 25 como de 40 mg, a una energía de inhalación de 9,2 Julios (inhalación continua de 60 l/min para 2 l) el CEPM medio se encuentra por encima de 80 % del peso de llenado de la cápsula (93 % para el peso de llenado de 25 mg y 84 % para el peso de llenado de 40 mg). No obstante, a todos los valores medidos de energías bajas, el CEPM disminuye por debajo de 10 mg (<30 % del peso de llenado de la cápsula) para ambos pesos de llenado y decrece de forma monotónica al decrecer la energía de inhalación.
La FIG. 15 muestra la distribución de tamaño de partícula de los polvos de la Formulación II que son emitidos desde los inhaladores, que se caracterizan por la mediana en volumen del diámetro (Dv50) y que se encuentran representados gráficamente frente la energía de inhalación aplicada. Los valores coherentes de Dv50 con valores de energía decrecientes indican que el polvo se dispersa bien, ya que la energía adicional no da lugar a una desaglomeración adicional del polvo emitido. Los valores Dv50 son coherentes para los tres pesos de llenado de 75, 60 y 25 mg a todos los valores de energía elevada, permaneciendo Dv50 por debajo de 2 micrómetros hasta 0,51 Julios para los 3 pesos de llenado (FIG. 16). Teniendo en cuenta que en los pesos de llenado de 60 y 75 mg, las inhalaciones en el intervalo de 0,5 a 1,2 Julios no emitieron el polvo de la cápsula de forma completa (FIG. 14), resulta evidente que el polvo emitido fue todavía dispersado de forma completa por parte del DPI (FIG. 15). En este intervalo, el Dv50 no aumenta considerablemente de tamaño, lo que cabría esperar si el polvo de emisión incorporara una gran cantidad de aglomerados y no se dispersara de forma correcta.
También se muestran en rojo en la FIG. 15 los pesos de llenado de 25 mg y 40 mg de una formulación de fármaco de sulfato de albuterol micronizado que se molió por chorro hasta un tamaño medio de partícula de 1,8 micrómetros, se llenó de forma manual en cápsulas de tamaño 3 y se dispersó en un inhalador RS-01 de alta resistencia. Como puede verse para pesos de llenado tanto de 25 como de 40 mg, a una energía de inhalación de 9,2 Julios (inhalación continua de 60 l/min para 2 l) el Dv50 medio se encuentra por debajo de 2 micrómetros (1,8 y 1,6 pm respectivamente) para ambos pesos de llenado, lo que demuestra una buena dispersión y relativamente pocos aglomerados. No obstante, a todos los valores medidos de energía baja, el Dv50 aumenta más de 2 micrómetros (3,9 y 3,1 |jm respectivamente) y continúa un aumento monotónico al disminuir la energía de inhalación, lo que demuestra aglomeración y una escasa dispersión de las partículas principales.
Se sometieron a ensayo polvos adicionales en todas las condiciones de ensayo y se determinó el CEPM medio y Dv50 (Tabla 26). Estos resultados demuestran la capacidad de las formulaciones de polvo para vaciarse por completo y desaglomerarse a energías de inhalación hasta aproximadamente 0,5 Julios.
Tabla 26. CEPM medio, Dv(50) y FPF en función del peso de llenado, caudal y duración para las FORMULACIONES I-III lacebo.
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Ejemplo 16. Análisis de partículas en estado sólido
A. Difracción de rayos-X en polvo
Se analizó el contenido amorfo/cristalino y la forma polimérica de las Formulaciones I, II, III y XIV usando difracción de rayos-X en polvo de alta resolución (XRPD) y calorimetría de barrido diferencial (DSC). Para XRPD, se llevó a cabo la identificación de fase con el fin de identificar cualquier fase cristalina observada en cada patrón XRPD. Se recogieron patrones XRPD usando un difractómetro PAnalytical X'Pert Pro (Almelo, Países Bajos). Se analizó la muestra usando radiación de Cu producida usando una fuente larga de foco fino Optix. Se usó un espejo de multicapa graduado elípticamente para enfocar los rayos-X de Cu Ka de la fuente a través de la muestra y sobre el detector. Se intercaló la muestra entre películas de 3 micrómetros de espesor, se analizó la geometría de transmisión y se rotó para optimizar la estadística de orientación. Se usó parada del haz, junto con purga de helio en algunos casos, con el fin de minimizar el fondo generado por la dispersión de aire. Se usaron rendijas Soller para los haces incidente y difractado con el fin de minimizar la divergencia axial. Se recogieron los patrones de difracción usando un detector sensible a la posición de barrido (X'Celerator) ubicado a 240 mm de la muestra. Se desplegaron los parámetros de adquisición de datos para cada patrón de difracción por encima de la imagen de cada patrón en el apéndice C. Antes del análisis, se analizó una muestra de silicio (material de referencia convencional NIST 640c) para verificar la posición del pico 111 de silicio. Se produjeron los patrones calculados para los componentes cristalinos potenciales (incluyendo las formas anhidra e hidratada) a partir de la base de datos estructural de Cambridge o la base de datos del Centro Internacional para Datos de Difracción (ICDD) y se compararon con los patrones experimentales. Se determinaron de forma cualitativa los componentes cristalinos. También se llevó a cabo XRPD sobre polvos que habían sido acondicionados a 75 % de HR durante un periodo de tres o cuatro horas en un sistema Dynamic Vapor Sorption con el fin de evaluar la tendencia a recristalizar de dichos polvos tras exposición de corta duración a humedades elevadas.
Se llevó a cabo calorimetría de barrido diferencial (DSC) usando un calorímetro de barrido diferencial Q2000 de TA Instruments (New Castle, DE). Se colocó la muestra en el interior de una cazoleta DSC y se registró el peso de forma exacta. Se presentó la adquisición de datos y los parámetros de procesado en cada termograma. Se usó metal de indio como patrón de calibración. Se documentó la temperatura de transición vítrea (Tg) a partir del punto de inflexión de la transición /o/ la semialtura de la transición. Inicialmente, se llevaron a cabo experimentos DSC de modo convencional en polvos de interés con el fin de evaluar el comportamiento térmico total de los polvos. También se llevaron a cabo experimentos DSC de modo cíclico con el fin de intentar identificar la presencia de transiciones vítreas en estos polvos sobre zonas de temperatura de interés identificadas en los termogramas DSC convencionales.
De manera sorprendente, se produjeron polvos de elevado contenido en sal de calcio y de sodio que presentaban una mezcla de contenido amorfo y cristalino que presentaba propiedades optimizadas con respecto a su capacidad de dispersión y estabilidad en estado seco y a sus propiedades de disolución y absorción de agua en estado hidratado. Como se muestra en la FIG. 16 y 17, se observó que el polvo de la Formulación I por medio de XRPD consistía en una combinación de cloruro de sodio cristalino y citrato de calcio amorfo o levemente cristalino y una fase potencialmente rica en cloruro de calcio (como queda demostrado por la ausencia de la observación de picos característicos para cualesquiera formas de sal de calcio en este polvo así como para la ausencia de picos característicos de leucina). Como se muestra en la FIG. 18, se observó una temperatura de transición vítrea de aproximadamente 167 °C por medio de DSC cíclico para la fase amorfa rica en calcio, lo que indica que esta fase amorfa debería ser relativamente estable frente a la conversión cristalina en condiciones convencionales (25 °C, 30 % de HR). La presencia de cloruro de sodio cristalino en este polvo en estado seco puede mejorar la capacidad de dispersión y la estabilidad de dicho polvo. La presencia de sal de calcio en forma amorfa o levemente cristalina en el polvo de la Formulación I puede también facilitar la rápida captación de agua y las propiedades de disolución de la Formulación I tras deposición en los pulmones (es decir, el cloruro de sodio cristalino es fácilmente soluble, mientras que el citrato de calcio es levemente soluble).
Se observaron resultados similares para los polvos de la Formulación II y la Formulación XIV. Como se muestra en las FIGS. 19 y 20, se observó, por medio de XRPD, que el polvo de la Formulación II consistía en una combinación de cloruro de sodio cristalino y lactato de calcio amorfo o levemente cristalino y una fase potencialmente rica en cloruro de calcio (como queda demostrado por la ausencia de observación de picos característicos para ninguna forma de sal de calcio en este polvo así como también por la ausencia de picos característicos de leucina). Como se muestra en la FIG. 21, se observó una temperatura de transición vítrea de aproximadamente 144 °C por medio de DSC cíclico para la fase amorfa rica en calcio, lo que indica que esta fase amorfa debería ser relativamente estable frente a la conversión cristalina en condiciones convencionales (25 °C, 30 % de HR). Se observaron resultados prácticamente idénticos para el polvo de la Formulación XIV que contenía 10 % de maltodextrina frente a 10 % de leucina (véase FIGS. 22 y 23) para los datos de XRPD así como también la FIG. 24 que muestra una temperatura de transición vitrea de aproximadamente 134 °C.
Por el contrario, la Formulación III mostró la presencia de cierto grado de contenido de sal de calcio cristalina (sulfato de calcio) además del cloruro de sodio cristalino (véase FIGS. 25 A y 25B). No obstante, este polvo todavía presentaba un grado importante de contenido de fase amorfa rica en calcio, como queda demostrado por la presencia de una temperatura de transición vitrea de aproximadamente 159 °C por medio de DSC (véase FIG. 26). B. Cartografía de RAMAN superficial
Se llevaron a cabo experimentos de cartografía de RAMAN superficial de muestras de las Formulaciones I a III y XIV con el fin de determinar la naturaleza de la composición química en la superficie de las partículas que comprenden estas formulaciones. Se adquirieron espectros de representación de Raman en un Renishaw inVia Ramascope (Gloucestershier, Reino Unido) equipado con un microscopio Leica DM LM (Wetzlar, Alemania). Se calibró el instrumento usando un patrón de oblea de silicio. Se prepararon las muestras para su análisis en un portaobjetos para microscopio revestido de aluminio. La longitud de onda de excitación fue de 785 nm usando una fuente de láser de diodo del infrarrojo cercano de alta energía. La recogida de datos de la Formulación I, Formulación III y Formulación XIV fue un barrido estático con un tiempo de exposición de 30 segundos y 10 acumulaciones. La recogida de datos para la Formulación II fue un barrido extendido con un tiempo de exposición de 60 segundos y una acumulación. Se usó una cámara Philips ToUcam Pro II (modelo PCVC 840K) (Ámsterdam, Países Bajos) para la adquisición de imágenes con un objetivo de 50 aumentos. Se usó un soporte lógico de Renihsaw WiRE 3.1 (paquete de servicio 9) (Gloucestershier, Reino Unido) para la recogida de datos y el procesado.
Se adquirió el espectro de Raman para seis partículas a partir de la muestra de Formulación I, y se muestran superpuestas en la FIG 27A. Los archivos de espectro 389575-1 y 389575-6 se caracterizan por la presencia de picos débiles a aproximadamente 1450, 965 y 850 cm-1. Estos picos son discernibles únicamente como características muy débiles en el archivo de espectros 389575-6 y no se detectan en los archivos restantes de datos espectrales. En la FIG 27B, el espectro 389575-6 presenta sustracción de fondo y se encuentra superpuesto con el espectro de Raman de citrato de calcio tetrahidratado, citrato de sodio y leucina. El espectro de la muestra presenta picos a aproximadamente 1480 y 850 cirr1 que son comunes tanto a leucina como a las sales de citrato. El espectro de la muestra presenta un pico adicional a aproximadamente 965 cm-1, que es coherente con el pico de intensidad relativamente más fuerte del espectro de las sales de citrato (es decir, citrato de calcio tetrahidratado y citrato de sodio). El pico característico de leucina a 1340 cirr1 no se observa en los espectros de la muestra.
Se adquirieron espectros de Raman para ocho partículas a partir de la muestra de Formulación III y se muestran superpuestos en la FIG. 27C. Todos los espectros de partículas se caracterizan por la presencia de un pico a aproximadamente 1060 cm-1. Se observa un pico adicional a aproximadamente 670 cm-1 en el archivo espectral 388369-4. El pico de 670 cm-1 también se puede observar en los archivos de datos espectrales 388369-1, 3 y 8 tras la sustracción de fondo (no mostrada). En la FIG. 27D, el espectro 388369-4 presenta sustracción de fondo y se encuentra superpuesto con los espectros de Raman de sulfato de calcio, sulfato de calcio dihidratado, sulfato de sodio anhidro y leucina. El espectro de la muestra con corrección de fondo revela un posible tercer pico próximo a 520 cm-1. Los picos a 1060 y 670 cm-1 se encuentran presentes en posiciones similares a picos característicos de los iones de sulfato mostrados, pero no se superponen de manera precisa. Las frecuencias de los picos 1060 y 670 cm-1 del espectro de la muestra son coherentes con los modos de estiramiento y flexión, respectivamente, de un grupo funcional de ion de sulfato. Los picos asignables a leucina no se detectan en los espectros de partículas. Se adquirieron espectros de Raman para doce partículas a partir de la muestra de Formulación II y se muestran superpuestos en la FIG. 27E. Todos los espectros se caracterizan por la presencia de picos a aproximadamente 1045 y 860 cm-1. Se pueden observar picos adicionales en diversos espectros a aproximadamente 1450, 1435, 1125, 1095, 930 y 775 cm-1, que generalmente se encuentran correlacionados en intensidad relativa con el pico intenso a 1045 cm-1. En la FIG. 27F, se restan los espectros 389576-7 y 389576-12 y se superponen con el espectro de Raman de lactato de calcio pentahidratado y leucina. Se observa una buena correspondencia entre los espectros de la muestra y los espectros de lactato de calcio pentahidratado. No obstante, los espectros de la muestra presentan picos débiles adicionales a aproximadamente 1345, 1170, 960, 830 y 760 cm-1 que se encuentran ausentes en el espectro de lactato de calcio pentahidratado. Picos similares se encuentran presentes en el espectro de referencia de leucina, aunque con intensidades relativas y frecuencias ligeramente diferentes.
Se adquirieron espectros de Raman para doce partículas a partir de la muestra de Formulación XIV y se muestran superpuestas en la FIG. 27G. Todos los espectros de partículas se caracterizan por la presencia de un pico a aproximadamente 1045 cm-1. Todos los espectros de partículas excepto el archivo 389577-2 también muestran un pico a aproximadamente 860 cm-1. Se pueden observar picos adicionales en diversos espectros a aproximadamente 1450, 1435, 1125, 1095, 930 y 775 cm-1, que generalmente se encuentran correlacionados en intensidad relativa con el pico intenso a 1045 cm-1. En la FIG. 27H, el espectro 389577-9 presenta sustracción de fondo y se encuentra superpuesto con el espectro de Raman de lactato de calcio pentahidratado. Se observa una buena correspondencia entre los espectros de la muestra y de lactato de calcio pentahidratado. No se observan los picos asignados a maltodextrina (no mostrados) en los espectros de la muestra.
De este modo, el análisis de cartografía superficial de RAMAN indica que la composición superficial de cada una de las Formulaciones I a XIV se encuentra dominada por la presencia de las diversas sales de calcio (citrato de calcio para la Formulación I, sulfato de calcio para la Formulación III y lactato de calcio para las Formulaciones II y XIV). Para el caso de las Formulaciones I a III, esto se encuentra en contraste con el uso documentado de la leucina como agente potenciador de la dispersión que aumenta la capacidad de dispersión de polvos para ser sometidos a atomizado por medio de concentración en la superficie de las partículas que comprenden dichos polvos. Para las formulaciones descritas en el presente documento, no parece que la leucina esté actuando como potenciador de la capacidad de dispersión de este modo, como queda demostrado también por los resultados similares vistos para las Formulaciones II (formulación de lactato de calcio que contiene leucina) y XIV (formulación de lactato de calcio que contiene maltodextrina) con respecto al contenido superficial y a la capacidad de dispersión.
Ejemplo 17. Reacción de intercambio iónico para el secado por pulverización de citrato de calcio sobresaturado y sulfato de calcio
Se prepararon reservas saturadas y sobresaturadas de sulfato de calcio o citrato de calcio acuoso para secado por pulverización usando cloruro de calcio y sulfato de sodio o cloruro de calcio o citrato de calcio como materiales de partida. Se preparó un intervalo de concentraciones totales en sólidos de 5 a 30 g/l tanto por medio de (i) premezcla de ambas sales y agua como de (ii) mantenimiento de la sal de calcio y la de sodio en soluciones acuosas separadas, con mezcla estática en línea inmediatamente antes del secado por pulverización. Todas las materias primas líquidas preparadas contenían cantidades saturadas o sobresaturadas de sulfato de calcio, (en las que el límite de solubilidad del sulfato de calcio en agua es de 2,98 g/l) y las cantidades saturadas o sobresaturadas de citrato de calcio (en la que el límite de solubilidad del citrato de calcio en agua es de 0,96 g/l). Considerando que la reacción de precipitación de cloruro de calcio y sulfato de sodio continúa hasta la finalización (CaCl2 + Na2SO4 ^ CaSO4 2 NaCl), las concentraciones finales correspondientes de sulfato de calcio se enumeran en la Tabla 24. La Tabla 28 muestra resultados similares para la reacción de precipitación de cloruro de calcio y citrato de sodio (3CaCl2 2NaaC6H5O7 ^ Ca(C6HaO7)2 6 NaCl).
Tabla 28: Concentración total de sólidos en las materias primas líquidas y concentraciones finales de sulfato de calcio y citrato de calcio, en las que el límite de solubilidad acuosa del sulfato de calcio es de 2,98 g/l y del citrato de calcio es de 096 /l
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Se produjeron formulaciones de 44 % en peso de cloruro de calcio y 56 % en peso de sulfato de sodio mediante secado por pulverización utilizando un dispositivo de secado por pulverización Mobile Minor (Niro, GEA Process Engineering Inc., Columbia, MD). Se prepararon materias primas líquidas en un intervalo de concentración de sólidos de 5-30 g/l. Para aportes premezclados, se disolvió la sal de sodio y posteriormente la sal de calcio en agua DI con agitación constante sobre una placa de agitación magnética. Para aportes de mezcla estática, se disolvió la sal de calcio en agua DI y se disolvió por separado la sal de sodio en agua Di, manteniéndose las dos soluciones en recipientes separados con agitación constante. Se llevó a cabo el atomizado del aporte líquido usando una boquilla de dos líquidos en corriente paralela (Niro, GEA Process Engineering Inc., Columbia, MD). Se introdujo el aporte líquido usando bombas de engranaje (Cole-Parmer instrument Company, Vernon Hills, IL) bien directamente en el interior de la boquilla de dos fluidos para los aportes premezclados o bien en un dispositivo de mezcla estática (Charles Ross & Son Company, Hauppauge, NY) inmediatamente antes de la introducción en el interior de la boquilla de dos fluidos para aportes de mezcla estática. Se usó nitrógeno como gas de secado y aire comprimido seco como aporte de gas de atomizado en la boquilla de dos fluidos. La temperatura de entrada de gas de proceso fue de 240-250 °C y la temperatura de salida fue de 94-988 °C con un caudal de materia prima líquida de 50-70 ml/min. El gas que se suministra al atomizador de dos fluidos fue de aproximadamente 11 kg/h. La presión en el interior de la cámara de secado fue de -2 “WC. Se recogió el producto seco por pulverización a partir de un ciclón y se analizó el tamaño de partícula en volumen por medio de difracción por láser usando un HELOS con unión de RODOS y las propiedades del aerosol usando un ACI de dos etapas colapsado.
Se evaluaron los aportes premezclados en cuanto a estabilidad de la disolución y transparencia. A una concentración total de sólidos de 5 g/l, en la que la concentración final de sulfato de calcio estaría ligeramente por encima del límite de solubilidad del sulfato de calcio, la solución permaneció transparente durante los 30 minutos de duración de la mezcla y el secado por pulverización. Debido a que la concentración total de sólidos aumentó y la concentración final de sulfato de calcio superó en gran medida el límite de solubilidad, la materia prima se volvió turbia y la precipitación resultó evidente. A 10 g/l el líquido era ligeramente turbio, a 20 g/l el líquido fue transparente durante aproximadamente 5-10 minutos antes de convertirse en turbio progresivamente en el transcurso de 10 minutos y a 30 g/l el líquido fue transparente durante aproximadamente 2 minutos después de la mezcla, apareciendo la precipitación de forma visible después de aproximadamente 5 minutos.
Se secaron por pulverización las materias primas premezcladas y de mezcla estática y se recogió el polvo seco resultante del ciclón. La FIG. 28 muestra los resultados del HELOS con RODOS con las distribuciones de tamaño de partícula representativas que se muestran en la FIG. 29. Mientras que se espera un incremento de tamaño de partícula al aumentar las concentraciones de sólidos de las materias primas (como puede observarse en las materias primas de mezcla estática), el aumento importante de tamaño de partícula y la distribución ampliada de tamaño de partícula en los aportes de premezcla resultan indeseables.
La FIG. 30 muestra los resultados de la caracterización del aerosol de los polvos secos usando el ACI colapsado. Las disoluciones inestables con precipitación continuada pueden afectar de forma negativa a la formación de partículas reproducible durante el secado por pulverización y también pueden dar lugar a una distribución amplia de tamaño de partícula. Las soluciones transparentes sobresaturadas, evidentes durante 2-10 minutos para las concentraciones de sólidos mayores, sugieren que es posible mezclar de forma estática las soluciones para conseguir un rendimiento mayor de secado por pulverización mientras generan de forma reproducible una distribución estrecha de tamaño de partícula.
Se ejemplificaron resultados similares para el citrato de calcio, como se demuestra en el Ejemplo 1 para la formulación que comprende 10,0 % en peso de leucina, 35,1 % en peso de cloruro de calcio y 54,9 % en peso de citrato de sodio (Formulación I-A). La reacción de precipitación da lugar a una formulación que comprende 10,0 % en peso de leucina, 52,8 % en peso de citrato de calcio y 37,2 % en peso de cloruro de sodio. A una concentración total de sólidos de 10 g/l, la concentración final de citrato de calcio sería de 5,3 g/l, que supera el límite de solubilidad del citrato de calcio en agua de 0,96 g/l. Como puede observarse a partir de las propiedades del polvo seco por pulverización (Figuras 1A-1E y 2-4), esta solución sobresaturada dio lugar a partículas respirables con una distribución estrecha de tamaño.
Ejemplo 18
Se prepararon partículas dispersables y pequeñas a partir de formulaciones que contenían calcio con y sin leucina, así como formulaciones que contenían magnesio y solo de sodio.
Se secaron por pulverización los siguientes polvos en el Büchi B-290 usando el ciclón de alto rendimiento con un caudal de aporte de aire de 30 mm de aire, una tasa de aspirador de 90 % y el pequeño recipiente de recogida de vidrio. La temperatura de entrada fue de 220 °C y la temperatura de salida fue de 96-102 °C. La concentración de sólidos fue de 5 g/l y todos se mezclaron en agua DI disolviendo por completo un componente cada vez, antes de añadir el siguiente en el orden en el que se enumeran.
18-1) 10,0 % de lactosa, 30,6 % de cloruro de magnesio, 59,4 % de citrato de sodio, proporción Ca:Na = 1:2 18-2) 63,4 % de lactato de magnesio, 36,6 % de cloruro de sodio, proporción de Ca:Na = 1:2
18-3) 10,0 % de leucina, 58,4 % de lactato de magnesio, 31,6 % de cloruro de sodio, proporción de Ca:Na = 1:2 18-4) 50 % de leucina, 50 % de lactato de calcio
18-5) 10 % de leucina, 90 % de cloruro de sodio
18-6) 60 % de leucina, 40 % de cloruro de sodio
18-7) 10,0 % de albuterol, 58,6 % de lactato de calcio, 31,4 % de cloruro de sodio
18-8) 90,0 % de albuterol, 5,9 % de lactato de calcio, 3,1 % de cloruro de sodio
La Tabla 29 siguiente muestra los resultados de caracterización para estos polvos. Los ocho polvos mostraron buena capacidad de dispersión con respecto a las proporciones de x50 0,5/4 y 1/4. Los valores de FPF < 5,6 micrómetros variaron desde uno bajo de 18,7 % hasta 75,6 %.
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Se produjeron varias formulaciones adicionales ejemplares libres de calcio utilizando diversos sistemas de dispositivo de secado por pulverización (sistemas basados en Buchi, Labplant y Niro) siguiendo procedimientos similares a los descritos anteriormente. La Tabla 30 muestra los resultados de caracterización escogidos para los polvos resultantes (las celdas con valores en blanco indican que no se midió valor alguno para ese polvo).
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Además, también se produjeron varios ejemplos adicionales de composiciones que no contenían excipientes o excipientes que no contenían leucina utilizando varios sistemas de secado por pulverización (sistemas basados en Buchi, Labplant y Niro) siguiendo procedimientos similares a los descritos anteriormente. La Tabla 31 muestra los resultados de caracterización escogidos para los polvos resultantes (las celdas con valores en blanco indican que no se midió valor alguno para ese polvo).
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La Tabla 32 contiene los datos de caracterización para composiciones de polvo dispersable y pequeño que contienen calcio y leucina adicionales preparadas usando un sistema de secado por pulverización de Buchi o Niro mediante procedimientos similares a los descritos anteriormente (las celdas con valores en blanco indican que no se midió el valor para ese polvo).
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Ejemplo 19
Se secó por pulverización cloruro de calcio puro en el sistema de secado de pulverización Labplant con una temperatura de entrada de 180 °C. El aporte líquido consistió en una concentración de sólidos de 20 g/l de cloruro de calcio dihidratado en agua DI. El agua se condensó en el recipiente de recogida a medida que se licuó el cloruro de calcio y no se pudo recoger polvo. Se consideró el cloruro de calcio puro demasiado higroscópico para el secado por pulverización a partir de una solución acuosa con un elevado contenido de agua en el gas de secado de salida. Posteriormente, se modificó el aporte líquido hasta 70 % de etanol con el fin de reducir la humedad en el gas de salida, manteniendo la concentración de sólidos a 20 g/l, la temperatura de entrada en 200 °C y la temperatura de salida en 69 °C. El agua todavía se condensó en el recipiente de recogida y el polvo pareció húmedo. Se llegó a la conclusión de que el cloruro de calcio es demasiado higroscópico para ser secado por pulverización sin mezcla con otras sales o con un excipiente con el fin de reducir el contenido de cloruro de calcio en el polvo final.
Se secó por pulverización cloruro de magnesio puro en el sistema Labplant con una temperatura de entrada de 195 °C y una temperatura de salida de 68 °C. El aporte líquido consistió en una concentración de sólidos de 20 g/l de cloruro de magnesio hexahidratado en agua DI. El polvo seco del recipiente de recogida parecía húmedo y la mediana del tamaño de partícula medido en el sistema HELOS/RODOS fue de 21 micrómetros. A continuación se modificó el aporte líquido a 70 % de etanol para reducir la humedad en el gas de secado de salida, manteniendo la concentración de sólidos en 50 g/l, la temperatura de entrada en 200 °C y una temperatura de salida de 74 °C. Este polvo de cloruro de magnesio no pareció húmedo y presentó una mediana del tamaño de partícula en volumen de 4 micrómetros, pero el polvo pareció granular y presentó una fracción de partículas finas menor de 5,6 micrómetros de 19 %, lo que indica que el polvo no era suficientemente respirable.
Ejemplo 20. Partículas porosas de gran tamaño
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Ejemplo 21. Estabilidad
Se sometió a ensayo la estabilidad durante el uso de polvos secos en condiciones extremas de temperatura y humedad (ICH, Zona Climática XIV), definidas como 30 °C y 75 % de HR. Se llenaron cápsulas con aproximadamente 25 mg de Formulación I, Formulación II y Formulación III. Se dejaron las cápsulas abiertas y posteriormente se colocaron en una cámara de estabilidad en las condiciones definidas durante 15 y 30 minutos. Se retiraron las cápsulas en el momento apropiado, se cerraron y se sometieron a ensayo de aPSD usando el ACI de 2 etapas colapsado y de gPSD usando el Malvern Spraytec. Ambos ensayos se llevaron a cabo en 60 LPM durante 2 segundos. Se repitió cada punto temporal n = 2. Se compararon los resultados con los datos de aPSD/gPSD procedentes del polvo a temperatura ambiente y 25-30 % de HR.
Todas las formulaciones (Formulación I, Formulación II y Formulación III) mostraron un cambio de menos de ± 5 % desde la fracción de partículas finas de la dosis total (FPFTD) menor de 5,6 micrómetros en condiciones convencionales (22 °C, 25-30 % de HR), tras una exposición de 30 minutos en condiciones extremas de temperatura y humedad (30 °C, 75 % de HR). Para gPSD, la Formulación I mostró un aumento de aproximadamente 30 % después de 30 minutos, mientras que la Formulación III permaneció en su mayoría estable y la Formulación II presentó una disminución de Dv50 de aproximadamente 15 % después de 30 minutos
Mientras que se observaron cambios no significativos en las propiedades del aerosol de las tres formulaciones tras la exposición a 30 °C, 75 % de HR durante 30 minutos, los cambios en el tamaño de partícula geométrico resultaron más evidentes (FIG. 31A y 31B). El tamaño de partícula de la Formulación I (citrato de calcio) aumentó en aproximadamente 30 %, mientras que el tamaño de partícula de la Formulación II (lactato de calcio) disminuyó aproximadamente 15 %. El tamaño de partícula de la Formulación III (sulfato de calcio) disminuyó, pero no de manera significativa.
Fueron formulaciones adicionales sometidas a ensayo polvo de cloruro de calcio (38,4 % de leucina, 30,0 % de cloruro de calcio, 31,6 % de cloruro de sodio) y tres polvos de lactato de calcio usando diferentes excipientes (lactosa, manitol, maltodextrina) semejantes a los de la Formulación II (10,0 % de excipiente, 58,6 % de lactato de calcio, 31,4 % de cloruro de sodio).
Tras una exposición de 30 minutos a condiciones extremas de temperatura y humedad (30 °C y 75 % de HR), las formulaciones de maltodextrina (Formulación XIV) y manitol mostraron un cambio total menor de ± 10 % desde la fracción de partículas finas de la dosis total menor de 5,6 micrómetros en condiciones convencionales (22 °C, 25-30 % de HR). Pareció que el polvo de cloruro de calcio y la formulación de lactosa se vieron afectados por una disminución por encima de 50 % y un aumento de aproximadamente 20 %, respectivamente, en la fracción de partículas finas de la dosis total menor de 5,6 micrómetros. (FIG. 31C) Para gPSD, los resultados fueron los contrarios, en los que el polvo de cloruro de calcio y la formulación de lactosa mostraron un cambio total de menos de ± 10 % en Dv50 después de 30 minutos, mientras que la formulación de manitol presentó una disminución de DV50 de 30-60 % durante el ensayo. (FIG. 32D). La formulación de maltodextrina no se sometió a ensayo en cuanto a cambio de Dv50.
Ejemplo 22. Estabilidad a corto plazo a temperatura ambiente y 30 % y 40 % de HR.
Se mantuvieron polvos secos por pulverización a temperatura ambiente y aproximadamente 30 % y 40 % de HR durante un periodo de una semana y se sometieron a ensayo periódicamente para comprobar la distribución de tamaño de partícula. Se llenaron hasta la mitad cápsulas HPMC de tamaño 3 (Quali-V, Qualicaps, Whitsett, NC) con cada uno de los polvos secos. Se sometió a ensayo una muestra de forma inmediata en el Spraytec (Malvern Instruments Inc., Westboroguh, MA), un sistema de clasificación por tamaño de partícula de pulverización por difracción por láser en el que se pueden dispersar polvos secos desde un inhalador usando la configuración de celda de inhalador. Se llenaron aproximadamente 16 cápsulas con cada polvo. Se mantuvieron la mitad de las cápsulas en el laboratorio en condiciones controladas de temperatura y humedad (~23-28 % de HR), mientras que la otra mitad se mantuvieron fuera del laboratorio en condiciones variables de temperatura y humedad (~38-40 % de HR). En momentos específicos (t = 1 h, 2 h, 4 h, 24 h, 48 h, 1 semana), se sometieron a ensayo una cápsula procedente del espacio de ambiente controlado y otra de fuera del laboratorio en el Spraytec para comprobar la distribución de tamaño de partícula en volumen.
Las FIG. 32 y 33 muestran los resultados para una selección de formulaciones que contienen 50 % de leucina y una combinación de cloruro de calcio y la sal de sodio indicada. Las formulaciones que contienen cloruro de calcio y cloruro de sodio mostraron una aglomeración significativa tras la exposición a condiciones de mayor humedad. La formulación de acetato presentó resultados variables en los momentos iniciales. Las formulaciones de sulfato, citrato y carbonato demostraron una estabilidad relativa buena durante el periodo de ensayo.
Las formulaciones de polvo seco que contenían cloruro de calcio y cloruro de sodio no fueron estables cuando se mantuvieron a temperatura ambiente y 40 % de HR tras una hora de exposición, mientras que la formulación de acetato también mostró resultados variables en cuanto al tamaño de partícula. Los polvos de sulfato y lactato aumentaron ligeramente de tamaño, mientras que los polvos de carbonato y citrato disminuyeron ligeramente de tamaño. Se consideró que las formulaciones que contenían únicamente cloruro y las que contenían acetato no resultaban estables de manera apropiada para el estudio posterior.
Ejemplo 21. Estabilidad a corto plazo a temperatura ambiente y 30 % y 40 % de HR
Se mantuvieron polvos secos por pulverización a temperatura ambiente a aproximadamente 30 % y 40 % de HR durante un periodo de una semana y se sometieron a ensayo periódicamente para comprobar la distribución de tamaño de partícula. Se llenaron hasta la mitad cápsulas HPMC de tamaño 3 (Quali-V, Qualicaps, Whitsett, NC) con cada uno de los polvos secos. Se sometió a ensayo una muestra de forma inmediata en el Spraytec (Malvern Instruments Inc., Westboroguh, MA), un sistema de clasificación por tamaño de partícula de pulverización por difracción por láser en el que se pueden dispersar polvos secos desde un inhalador usando la configuración de celda de inhalador. Se llenaron aproximadamente 16 cápsulas con cada polvo. Se mantuvieron la mitad de las cápsulas en el laboratorio en condiciones controladas de temperatura y humedad ~23-28 % de HR), mientras que la otra mitad se mantuvo fuera del laboratorio en condiciones variables de temperatura y humedad (~38-40 % de HR). En momentos específicos (t = 1 h, 2 h, 4 h, 24 h, 48 h, 1 semana), se sometieron a ensayo una cápsula procedente del espacio de ambiente controlado y otra de fuera del laboratorio en el Spraytec para comprobar la distribución de tamaño de partícula en volumen.
Las FIG. 32 y 33 (sin cloruro) muestran los resultados para una selección de formulaciones que contienen 50 % de leucina y una combinación de cloruro de calcio y la sal de sodio indicada. Las formulaciones que contienen cloruro de calcio y cloruro de sodio mostraron una aglomeración significativa tras la exposición a condiciones de mayor humedad. La formulación de acetato presentó resultados variables en los momentos iniciales. Las formulaciones de sulfato, citrato y carbonato demostraron estabilidad relativa durante el periodo de ensayo.
Las formulaciones de polvo seco que contenían cloruro de calcio y cloruro de sodio no se mostraron estables cuando se mantuvieron a temperatura ambiente y 40 % de HR tras una hora de exposición, mientras que la formulación de acetato también mostró resultados variables en cuanto al tamaño de partícula. Las formulaciones de sulfato y lactato aumentaron ligeramente de tamaño, mientras que las de carbonato de citrato disminuyeron ligeramente de tamaño. Se consideró que las formulaciones que contenían únicamente cloruro y las que contenían acetato no resultaban estables de manera apropiada para el estudio posterior.
Ejemplo 22. Propiedades de fluidez del polvo seco
Se evaluó también la fluidez de los polvos de la Formulación I, II, III y XIV usando métodos convencionales en la técnica para la caracterización de la fluidez de un polvo. Se determinó el Índice de Fluidez para cada polvo usando un instrumento de ensayo de fluidez de polvo Flodex (Hanson Research Corp., modelo 21-101-000). Para cualquier ciclo dado, se introdujo la muestra completa usando un embudo de acero inoxidable en el centro del orificio de trampilla del cilindro. Se prestó atención para no alterar la columna de polvo del cilindro. Tras una espera aproximada de 30 segundos para la formación potencial de flóculos, se liberó la trampilla mientras que se provocaba una vibración del aparato lo más pequeña posible. Se consideró superado el ensayo si el polvo caía a través de la trampilla de manera que el orificio fuera visible mirando hacia abajo a través del cilindro desde la parte superior y el residuo del cilindro formó un cono invertido; si el orificio no era visible o el polvo caía directamente a través del orificio sin dejar un residuo con forma de cono, el ensayo se consideró fallido. Se sometieron a ensayo suficientes discos de flujo para encontrar el tamaño mínimo de orifico a través del cual pasaría el polvo, dando lugar a un ensayo positivo. Se sometió a ensayo el disco de flujo de tamaño mínimo, dos veces más, para obtener 3 ensayos positivos de 3 intentos. Se aporta el índice de fluidez (FI) como este diámetro de orificio de tamaño mínimo.
Se determinaron las densidades aparente y aparente tras vibración usando un Dispositivo de ensayo de densidad aparente tras vibración SOTAX modelo TD2. Para cualquier ensayo dado, se introdujo la muestra completa en un cilindro de 100 ml graduado tarado usando un embudo de acero inoxidable. Se registraron la masa de polvo y el volumen inicial (V0) y se unió el cilindro al yunque y se llevó a cabo el ensayo de acuerdo con el método uSp I. Para el primer paso, se golpeó el cilindro usando el recuento de golpes 1 (500 golpes) y se registró el volumen resultante Va. Para el segundo paso, se usó el recuento de golpes 2 (750 golpes) dando lugar a un nuevo volumen Vb1. Si Vb1 > 98 % de Va, el ensayo era completo, en caso contrario se usó el recuento de golpes 3 (1250 golpes) de manera iterativa hasta que Vbn > 98 % de Vbn-1. Se realizaron cálculos para determinar la densidad aparente del polvo (dB), la densidad aparente tras vibración (dT), la proporción de Hausner (H) y el Índice de Compresibilidad (C), siendo los dos últimos mediciones convencionales de la fluidez del polvo. “H” es la densidad aparente tras vibración dividida entre la densidad aparente, y “C” es 100 * (1-(densidad aparente dividida entre densidad aparente tras vibración)). Se llevó a cabo la medición de densidad estructural por medio de Micromeritics Analytical Services usando un Accupyc II 1340 que usó una técnica de desplazamiento de gas de helio para determinar el volumen de los polvos. El instrumento midió el volumen de cada muestra excluyendo los huecos intersticiales en los polvos a granel y cualquier porosidad abierta en las partículas individuales a las cuales tenía acceso el gas. Aún se incluyó en el volumen la porosidad interna (cerrada). Se calculó la densidad usando este volumen medido y se determinó el peso de la muestra usando una balanza. Para cada muestra, se midió el volumen 10 veces y se informó de la densidad estructural (dS) como la media de los 10 cálculos de densidad con desviación típica.
Las Tablas 34 y 35 muestran los resultados de estos ensayos de densidad y fluidez. Los cuatro polvos sometidos a ensayo poseen Proporciones de Hausner e Índices de Compresibilidad que se describen en la técnica como característicos de polvos con propiedades de flujo extremadamente pobres (Véase, por ejemplo USP <1174>). De este modo, resulta sorprendente que estos polvos sean altamente dispersables y posean buenas propiedades de formación de aerosoles como se describe en el presente documento.
bla 34. Densidades aparente y aparente tras vibración y propiedades de flujo de los polvos de las Formulaciones I-III y XIV.
Muestra FI (mm) dB (g/ml) dT (g/ml) H C Formulación I 26 0,193 0,341 1,77 43,4 % Formulación II 22 0,313 0,722 2,31 56,7 % Formulación III 18
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0,177
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0,388 2,19
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54,3 % Formulación XIV > 34 0,429 0,751 1,75 42,9 %
Tabla 35: Mediciones de densidad estructural de los polvos de las Formulaciones I-III y XIV.
Muestra dsi ± a (g/ml) ds2 ± a (g/ml)
Formulación I
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1,7321 ± 0,0014 1,7384 ± 0,0042
Formulación II 1,6061 ± 0,0007 1,6074 ± 0,0004
Formulación III 2,1243 ± 0,0011 2,1244 ± 0,0018
Formulación XIV 1,6759 ± 0,0005 1,6757 ± 0,0005
En USP <1174>, mencionado anteriormente, se observa que los polvos secos con una Proporción de Hausner mayor de 1,35 son polvos de baja fluidez. Las propiedades de flujo y la capacidad de dispersión se ven ambas afectadas de forma negativa por la aglomeración o la agregación de las partículas. Por tanto, se espera que los polvos con Proporciones de Hausner de 1,75 a 2,31 resulten altamente dispersables.
Ejemplo 23. Contenido de agua y carácter higroscópico
Se determinó el contenido de agua de los polvos de la Formulación I, II, III y XIV por medio de análisis termogravimétrico (TGA) y análisis de Karl Fischer. Se llevó a cabo el análisis termogravimétrico usando un analizador termogravimétrico de IR de TA Instruments Q5000 (New Castle, DE). Se colocó la muestra en una cazoleta de muestra de aluminio y se introdujo en el horno TG. Se desplegaron los parámetros de adquisición y procesamiento de datos en cada termograma. Se usaron níquel y Alumel™ como los patrones de calibración. Para TGA, se determinó el contenido de agua a partir de la pérdida de masa de las muestras tras calentamiento a una temperatura de 150 °C (para TGA, debido a que el disolvente usado para el secado por pulverización fue agua 100 %, se supuso que únicamente se encontraba presente agua como componente volátil en estos polvos). La Figura 34 muestra un termograma TGA representativo de la Formulación de polvo I. Se llevó a cabo análisis colorimétrico de Karl Fischer (KF) para la determinación de agua usando un dispositivo de valoración Mettler Toledo DL39 KF (Greifensee, Suiza). Se colocó la muestra en el recipiente de valoración KF que contenía Hydranal-Coulomat AD y se mezcló durante 10 segundos para garantizar la disolución. A continuación se valoró la muestra por medio de un electrodo generador que produce yodo mediante oxidación electroquímica: 2 I— > I2 + 2e. De manera general, se llevó a cabo un experimento para encontrar el intervalo y se obtuvieron dos réplicas para garantizar la reproducibilidad. La Tabla 36 muestra los datos de sumario para los contenidos de agua de los polvos usando estos métodos.
Tabla 36. Datos de contenido de agua para las FORMULACIONES I, II, III y XIV por medio de TGA y Karl
Fischer.
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Se llevó a cabo un experimento en modo de etapa de sorción de vapor dinámica (DVS) para comparar el carácter higroscópico y el potencial de captación de agua de los polvos de Formulación I, II, III y XIV frente al cloruro de calcio dihidratado en bruto, así como también un polvo de control de cloruro de calcio:cloruro de sodio 1:2 preparado por medio de secado por pulverización de una formulación que contiene 38,4 % de leucina, 30 % de CaCh y 31,6 % de NaCl (se determinó que 30 % en peso fue el nivel de carga de cloruro de calcio más elevado que podía incorporarse de forma satisfactoria al polvo seco por pulverización sin que experimentase licuación en el vehículo de recogida inmediatamente después del secado por pulverización). Con respecto a las condiciones de operación DVS, los polvos se equilibraron inicialmente a 0 % de Hr , posteriormente se expusieron a 30 % de HR durante 1 hora seguido de exposición a 75 % de HR durante 4 horas. La Tabla 37 muestra el % en masa de captación de agua para cada uno de los polvos. Como puede observarse en la Tabla 37, tanto el cloruro de calcio pentahidratado en bruto como el polvo de control fueron extremadamente higroscópicos, captando aproximadamente 14 o 15 % de agua tras exposición a 30 % de HR durante 1 hora y captando hasta 100 % de su masa en agua tras una exposición a 75 % de HR. Por el contrario, los polvos de la Formulación I, II, III y XIV captaron menos de 2,5 % de agua tras exposición a 30 % de HR durante 1 hora y de 14 % a 33 % de agua tras exposición a 75 % de HR durante 4 horas.
Tabla 37. % de cambio en masa debido a la captación de agua tras (i) 30 % de HR durante 1 hora y (ii) 75 % de HR durante 4 horas or medio de DVS.
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Ejemplo 24: Calor de disolución
Se obtuvieron los calores de disolución tras disolución de las muestras de las Formulaciones I a III en un tampón HBSS en comparación con (i) un polvo de control formado por 30 % de cloruro de calcio, 31,6 % de cloruro de sodio y 38,4 % de leucina, (ii) cloruro de calcio dihidratado en bruto y (iii) leucina en bruto. Como se muestra en la Tabla 38, se sometieron a ensayo las masas del polvo de la Formulación I (PUR111), II (PUR113) y III (PUR112) que contenía moles equivalentes de ion de calcio para comprobar qué muestras contenían calcio. La Figura 35 muestra los resultados. Como puede observarse a partir de los datos mostrados en la Figura 35, las formulaciones I a III dieron lugar a calores de solución significativamente menores en comparación tanto con el cloruro de calcio dihidratado bruto en como con el polvo de calcio de control. Se sabe que el cloruro de calcio dihidratado posee un elevado calor de solución exotérmico y que libera una cantidad significativa de calor tras entrar en contacto con el agua. En determinadas circunstancias, tales como en el caso de que se disuelva rápidamente una gran cantidad de cloruro de calcio dihidratado, u otras sales que presenten un elevado calor de solución exotérmico, se libera una gran cantidad de calor que puede provocar quemaduras. Por tanto, esto supone un riesgo de seguridad asociado a las superficies de contacto de la mucosa con cloruro de calcio dihidratado. Estos riesgos de seguridad se pueden solventar mediante la producción de polvos, tales como los polvos de las Formulaciones I a III, que no presenten elevados calores de solución exotérmicos y por tanto menor potencial de efectos exotérmicos no deseados.
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Ejemplo 25. Modelo de neumonía in vivo
Se prepararon bacterias por medio de cultivos de crecimiento sobre placas de agar de soja tríptico (TSA) con sangre durante una noche a 37 °C más CO2 al 5 %. Se resuspendieron colonias sencillas hasta un valor de DO600 ~ 0,3 en PBS estéril y posteriormente se diluyeron 1:4 en PBS estéril ~2x107 unidades formadores de colonias (UFC)/ml). Se infectaron ratones con 50 j l de suspensión bacteriana (~1x106 UFC) por medio de instilación intratraqueal bajo anestesia.
Se expusieron ratones C57BL6 a formulaciones líquidas sometidas a formación de aerosol en un sistema de exposición de todo el organismo usando bien un nebulizador de elevado rendimiento o un nebulizador Pari LC Sprint conectado a una jaula de sectores de cámara que contiene de forma individual hasta 11 animales. Se trataron los ratones con las formulaciones de polvo seco (Tabla 39) 2 h antes de la infección con S. pneumoniae. Como control, se expusieron los animales a una cantidad similar de polvos de 100 % de leucina. Se sacrificaron los ratones 24 h después de la infección por medio de inyección de pentobarbital y se recogieron los pulmones y se homogeneizaron en PBS estéril. Se diluyeron de forma seriada las muestras de homogeneizados pulmonares en PBS estéril y se colocaron sobre placas de agar sangre TSA. Se enumeraron las UFC al día siguiente.
En comparación con los animales de control, los animales tratados con polvo seco de calcio presentaron menores contenidos bacterianos 24 horas después de la infección. De manera específica, los animales tratados con una formulación formada por sulfato de calcio y cloruro de calcio (Formulación III) presentaron contenidos bacterianos 5 veces menores, los animales tratados con una formulación formada por citrato de calcio y cloruro de sodio (Formulación I) presentaron contenidos bacterianos 10,4 veces menores y los animales tratados con la formulación formada por lactato de calcio y cloruro de sodio (Formulación II) presentaron contenidos bacterianos 5,9 veces menores (FIG. 36).
T l . F rm l i n r v l r l fi i
Figure imgf000076_0001
Los datos presentados en el presente documento muestran que se pueden preparar polvos secos que contienen sal de catión de metal divalente que son altamente dispersables y se pueden usar para tratar infecciones bacterianas y víricas.
Ejemplo 26. Estudio de estabilidad en condiciones aceleradas, convencionales y refrigeradas durante 3 meses
Se llevó a cabo un estudio de estabilidad física de 3 meses utilizando muestras representativas de las Formulaciones I a III introducidas en cápsulas HPMC de tamaño 3 (Shionogi Qualicaps, Madrid, España) y se colocaron en las condiciones siguientes: (i) almacenamiento refrigerado a 2-8 °C, (ii) 25 °C/60 % de HR, las cápsulas se almacenaron en un deseador y (iii) 40 °C/75 % de HR, las cápsulas se almacenaron en un desecador. Se registraron los valores de FPF < 5,6 y 3,4 así como también el valor de Dv50 (Spraytec) y el contenido de agua (Karl Fischer) hasta un punto temporal de 3 meses. Como se muestra en la Tabla 40, cada una de las Formulaciones I a III mostró una buena estabilidad con respecto a las propiedades físicas evaluadas en cada una de estas condiciones.
Figure imgf000077_0001

Claims (17)

REIVINDICACIONES
1. Un polvo seco respirable que comprende partículas secas respirables que comprenden una sal de catión de metal divalente; en el que la sal de catión de metal divalente proporciona un catión de metal divalente en una cantidad de aproximadamente 5 % o más en peso de la partícula seca y en el que las partículas secas respirables presentan una mediana en volumen del diámetro geométrico (VMGD) de aproximadamente 5 micrómetros o menos, una densidad aparente tras vibración mayor de 0,4 g/centímetro cúbico (cm3) y una proporción de capacidad de dispersión (1/400 kPa (1/4 bar)) de menos de aproximadamente 1,5 medida por difracción por láser (sistema RODOS/HELOS), en el que la sal de catión de metal divalente es una sal de calcio, en el que la sal de calcio es sulfato de calcio, citrato de calcio, lactato de calcio o cualquier combinación de estas, en el que el polvo seco respirable comprende además al menos un excipiente farmacéuticamente aceptable, en el que el al menos un excipiente está presente en una cantidad de aproximadamente < 50 % en peso y comprende leucina, maltodextrina o manitol.
2. El polvo seco respirable de la reivindicación 1, en el que el polvo seco respirable comprende además una sal de catión de metal monovalente.
3. El polvo seco respirable de la reivindicación 2, en el que la sal de catión de metal monovalente es una sal de sodio.
4. El polvo seco respirable de la reivindicación 3, en el que la sal de sodio es cloruro de sodio, citrato de sodio, lactato de sodio o sulfato de sodio.
5. El polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el polvo seco respirable presenta una Fracción de Partículas Finas de una dosis total (FPF-TD) de menos de 5,6 micrómetros de al menos 45 %.
6. El polvo seco respirable de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el polvo seco respirable presenta una mediana en masa del diámetro aerodinámico (MMAD) de aproximadamente 5 micrómetros o menos.
7. El polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la sal de catión de metal divalente presenta una solubilidad > 0,5 g/l en agua.
8. El polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la proporción en peso molecular de catión de metal divalente con respecto a la sal de catión de metal divalente es mayor de aproximadamente 0,1.
9. Un polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la sal de metal divalente proporciona un catión en una cantidad de aproximadamente 5 % o más en peso de la partícula seca y en el que el polvo seco respirable presenta una proporción de Hausner mayor de 1,5 y un valor de 100/400 kPa (1/4 bar) o 50/400 kPa (0,5/4 bar) de 2 o menos.
10. El polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el polvo seco respirable presenta un calor de solución entre aproximadamente -10 kcal/mol y 10 kcal/mol.
11. El polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el VMGD se determina usando un sistema RODOS/HELOS operado a una presión de dispersión (regulador) de 100 kPa (1 bar).
12. El polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que el polvo seco respirable comprende además un agente terapéuticamente activo.
13. El polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que la partícula seca respirable comprende además un agente terapéuticamente activo.
14. El polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que el polvo seco respirable tiene una mediana en volumen del diámetro geométrico (VMGD) de aproximadamente 10 micrómetros o menos.
15. Un polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14 para su uso en el tratamiento de una enfermedad respiratoria, en el que el polvo seco respirable se administra al tracto respiratorio de un paciente que lo necesite.
16. Un polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14 para su uso en el tratamiento de un agravamiento agudo de una enfermera respiratoria, en el que el polvo seco respirable se administra al tracto respiratorio de un paciente que lo necesite.
17. Un polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14 para su uso en el tratamiento o la prevención de una enfermedad infecciosa del tracto respiratorio, en el que el polvo seco respirable se administra al tracto respiratorio de un paciente que lo necesite.
Ċ
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