HUT75676A - Methods and compositions for pulmonary delivery of insulin - Google Patents

Description

Ez a szabadalom az 1994. március 7-én iktatott 08/207,472 számú szabadalmi alkalmazás folytatólagos részé, melynek teljes leírása a hivatkozás révén részét képezi a találmánynak.

A találmány háttere

1. A találmány területe

A jelen találmány általában olyan módszerekkel és készítményekkel kapcsolatos, melyek cukorbetegek számára az inzulint a respirációs rendszeren keresztül szállítják. Még részletesebben a jelen találmány a száraz por alakú inzulin készítmények pulmonáris szállításával kapcsolatos a tüdőkön keresztüli gyors szisztémás abszorpció megvalósítása céljából.

Az inzulin egy 50 aminosavból álló polipeptid hormon, melynek molakulasúlya körülbelül 6000, melyet normál (nem cukorbeteg) egyének esetében a hasnyálmirigy beta-sejtjei termelnek. Az inzulin a szénhidrát anyagcsere szabályozásához szükséges, mely szabályozás a vér glükóz szintek csökkentésén keresztül valósul meg. A cukorbetegek túlélése a vér glükóz tartalmának elfogadható szinten való tartásához szükséges inzulin adagolás gyakoriságától és időtartamától függ.

Az inzulint leggyakrabban szubkután injekciózással alkalmazzuk, tipikusan a hasba vagy a comb felső részeibe történő injekciózással. A vér glükóz elfogadható szinten való tartása érdekében, gyakran szükség van az inzulin naponta legalább egy vagy két alkalommal történő injektálására, a gyorsan ható inzulin szükség szerinti kiegészítő alkalmazása mellett. A diabetes agresszív kezelése esetében még gyakoribb injekciózásra is szükség lehet, amikor a beteg házi diagnosztikai kitekkel gondosan nyomonköveti a vércukor szinteket. A jelen találmány különösen az olyan gyorsan ható inzulinok alkalmazásával kapcsolatos, melyek a szérum inzulin csúcsokat egy órán belül képesek produkálni és a glükóz völgyeket 90 percen belül.

Számos tekintetben az inzulin injektálással történő adagolása nem kívánatos. Először, számos beteg nehéznek és terhesnek érzi saját maga injekciózását a megfelelő szintű vércukor szintentartasahoz szükséges gyakoriságok mellett. Továbbá, az inzulin szubkután injekciózásból származó szisztémás abszorpciója viszonylag lassú, gyakran 45-90 percet vesz igénybe, még akkor is ha a gyorsan ható inzulin készítmények kerülnek felhasználásra. így, már régóta cél olyan alternatív inzulin készítmények és alkalmazási módok biztosítása, melyek az öninjekciózás szükésgességét elkerülik és melyek az inzulin gyors, a teljes szervezetre kiterjedő hozzáférhetőségét biztosítják.

Az alternatív inzulin alkalmazási módok számos variációjára tettek már javaslatot, ideértve az intranazásil, az intrarectális és az intravaginális alkalmazásokat.

Míg ezek az technikák elkerülik a szubkután injekciózással együttjáró kényelmetlen érzést és csekély együttműködést, ezeknek is mindnek megvannak a maguk korlátái. Az intrarectális és az intravaginális alkalmazások nem megfelelőek, kényelmetlenek és az utóbbi nem is alkalmazható a cukorbeteg népesség egészénél. Az intranazális alkalmazás kényelmes lenne es kevésbé kifogásolható mint az injekció, azonban potenciálisan toxikus penetrációs erősítők alkalmazását teszi szükségessé, az inzulin orr nyálkahártyán való átjutásának befolyásolása céljából, mely nyálkahártya vastag epiteliális réteggel jellemezhető, ami gátolja a makromolekulák áthaladását. A jelen találmány különösen érdeklődésre számot tartó területe a pulmonáris inzulin szállítás, ahol a beteg belelegzi az inzulin készítményt és a szisztémás abszorpció a tüdő alveoláris régióinak vékony epitheliális sejtrétegén keresztül következik be. Úgy tűnik, hogy az inzulin pulmonáris szállítása gyorsabb szisztémás hozzáférhetőséget jelent, mint a szubkután injektálás és elkerüli az injekcióstű használatát. A pulmonáris inzulin szállítást, azonban még széleskörűen el kell fogadni. Ezideig a pulmonáris szállítást a folyékony formájú inzulin készítmény porlasztásával valósították meg, melyek nehézkes folyadék porlasztók használatát tették szükségessé. Továbbá, az ilyen porlasztókkal előállított aeroszolok nagyon alacsony inzulin koncentrációjúak, és így nagy számú belégzési teszenk szükségessé a megfelelő dózis biztosításához. Az inzulin koncentrációt az inzulin megfelelő vizes oldatokban való alacsony oldékonysága korlátozza. Bizonyos esetekben 80 vagy még ennél is több belégzésre van szükség a megfelelő dózis eléréséhez, ami, 10 20 perces vagy még ennél is hosszabb alkalmazási időt tesz szükségessé.

Kívánatos lenne tehát, az inzulin pulmonáris szállításához kifejleszett módszereket és készítményeket biztosítani. Különösen az lenne kívánatos, ha az ilyen módszerek és készítmények annyira kényelmesek lennének, hogy lehetővé tennék az ön-alkalmazást, még az otthontól távol is, valamint a teljes dózist viszonylag kis számú belégzéssel biztosítanák, előnyösen tíznél kevesebb belégzéssel. Az ilyen módszerek és készítmények az inzulin gyors szisztémás abszorpcióját kellene biztosítsák, előnyösen a szérum csúcs 45 perc vagy ennél rövidebb idő alatti elérését, és a glükóz völgy egy óra vagy ennél rövidebb idő alatti elérését. Az ilyen gyorsan ható készítmények előnyösen alkalmasak lennének az agresszív kezelési eljárásokban való alkalmazásokhoz, ahol a köztes és a lassan ható inzulin csökkenthető vagy el is hagyható. A jelen találmány készítményei stabilak is kell legyenek, előnyösen egy koncentrált száraz por alakú készítményt kell tartalmazzon.

2. A háttér tudomány leírása

Az aeroszolizált vizes inzulin oldatok respirációs szállítása számos irodalmi hivatkozásban leírásra került, Gánnslen ((1925) Kiin. Wohenscr. 4:71) munkájával kezdve és ideértve a következőket: Laube et al., (1993) JAMA 269:2106-21-9; Elliott et al., (1987) Aust. Paediatr. J. 23:293-297; Wigley et al., (1971) Diabetes 20:552-556; Corthorpe et al., (1992) Pharm Rés. 9:764-768; Govinda (1959) Indián J. Physiol. Phramacol. 3:161-167; Hastings et al., (1992) j: Appl. Physiol. 73:1310-1316; Liu et al., (1993) JAMA 269:2106-2109; Nagano et al., (1985) Jikeikai Med. J. 32:503-506; Sakr (1992) Int. J. Phar. 86:1-7; és Yoshida et al., (1987) Clin. Rés. 35:160-166. A száraz por alakú gyógyszer készítmény, mint például az inzulin nagy t

részecske hordozóban való pulmonáris szállítása az 5,254,330 számú US szabadalomban került leírásra. Egy hajtóanyagban szuszpendált kristályos inzulin biztosítására szolgáló mért dózisú inhaláló (metered dose inhaler = MDI) került leírásra a Lee and Sciara cikkben (1976, J. Pharm. Sci. 65:567-572). Az inhalálási bejuttatási sebesség szabályozására szolgáló térbe való inzulin bejuttatáshoz való MDI került leírásra az 5,320,094 számú US szabadalomban. A rekombináns inzulin intrabronchiális alkalmazását röviden Schlüter és munkatársai írták le (Kivonat, 1984, Diabetes 33:75A), valamint Köhier és munkatársai írták le (1987, Atemw Lungenkrkh. 13:230-232). Számos polipeptid - ideértve az inzulint is - egy erősítő jelenlétében való intranazális és respirációs szállítása az 5,011,687 számú US szabadalomban és Nagai és munkatársai cikkében (1984. J. Contr. Rel. 1:15-22) került leírásra. Egy erősítő jelenlétében és/vagy egy szabályozott felszabadulású készítményben levő inzulin intranazális szállítása a következőkben került leírásra: 5,204,108 számú US szabadalomban, 4,294,829 számú US szabadalomban, valamint a 4,153,689 számú US szabadalomban; a PCT WO 93/02712, a WO 91/02545, a WO 90/09780 és a

WO 88/04556 szabadalmi alkalmazásokban, az 1,527,605 számú angol szabadalomban; Rydén and Edman (1992). Int. J. Pharm. 83:1-10; és Björk and Edman (1988) Int. J. Pharm. 47:233-238. Az amorf inzulin előállítása és stabilitása a következőben került leírásra: Rigsbee and Pikal American Association of Pharmaceutical Sciences (AAPS), 1993, november 14-18, Laké Buena Vista, Florida. A gyógyszert stabilizáló és egy amorf szerkezetet létrehozó hordozóban való polipeptid, polinukleotid vagy más labilis gyógyszer spray szárításához való módszerek az 520 478 számú európai szabadalmi alkalmazásban kerültek leírásra.

A találmány összefoglalása

A jelen találmánynak megfelelően egy emlős gazdának, különösen egy diabetesben szenvedő humán betegnek, az inzulin aeroszolizálásához és szisztémás szállításához való módszerek és készítmények a vérkeringésbe való gyors abszorpciót biztosítanak a szubkután injekciózás elkerülése mellett. Részletesebben, a jelen találmány módszerei az inzulin pulmonáris szállítására alapulnak, ahol az inzulin száraz por alakban van. Meglepetésre, azt találtuk, hogy a belélegzett száraz inzulin porok a tüdő alveoláris régióiban rakódnak le és az alveoláris régió epitheliális sejtjein keresztül gyorsan abszorbeálódnak a vérkeringésbe. így az inzulin porok pulmonáris szállítása hatékony alternatívát jelenthet a szubkután injekció alkalmazása mellett.

A jelen találmány egy első megvalósulásában az inzulint száraz porként alkalmazzuk, általában, de nem szükségszerűen amorf formában, levegő vagy valamilyen más fiziológiailag elfogadható gáz áramban oszlatjuk szét aeroszol létrehozása céljából. Az aeroszolt egy szájrésszel ellátott csatornában tároljuk, ahol ezután a beteg inhalálással hozzáférhet. Tetszés szerint a száraz por alakú inzulint egy gyógyszerészetileg elfogadható száraz por alakú hordozóval vegyítjük, amint azt a későbbiekben részletesen leírjuk. Az inzulin por előnyösen 10 pm átmérőjűnél kisebb méretű részecskékből áll, még előnyösebben 7.5 pm átmérőnél kisebbekből és legelőnyösebben 5 pm átmérőnél kisebbekből, általában 0,1 pm - 5 pm határok között változik. Meglepően, azt találtuk, hogy a jelen találmány száraz por alakú inzulin készítményei a tüdőben penetrációs erősítők alkalmazása nélkül is abszorbeálódik. Az ilyen penetrációs erősítőkre a nazális nyálkahártyán és a felső légutakon keresztül történő abszorpciónál szükség van.

Egy második aspektusban a jelen találmány olyan inzulin készítményeket biztosít, melyekben a száraz por alakú inzulin átlagos részecske mérete 10 pm alatti és ezek száraz por alakú gyógyszerészeti hordozókkal kombinálhatok. Az inzulin készítmény előnyösen mentes penetrációs erősítőktől és olyan részecskékből áll, melyek átmérője 10 gm-nál kisebb, előnyösen 7.5 pm méretnél kisebb és legelőnyösebben 5 pm méretnél kisebb, általában 0,1 - 5 gm közötti. Általában az inzulin száraz por 5 % - 99 % (súlyszázalék) inzulint jelent a készítményben, még gyakrabban 15 % - 80 % mennyiséget jelent egy megfelelő gyógyszerészeti hordozóban, általában egy szénhidrátban, egy szerves sóban, egy aminosavban, egy pepiidben vagy egy proteinben, ahogy azt a későbbiekben részletesebben leírtuk.

A jelen találmány egy harmadik aspektusában az inzulin száraz porokat úgy állítjuk elő, hogy az inzulint egy vizes pufferben oldjuk fel egy oldat létrehozása céljából, majd az oldatot spray szárítjuk alapjában véve amorf részecskék létrehozása céljából. Ezen részecskék mérete 10 gm alatti, előnyösen 7,5 gm alatti és legelőnyösebben 5 gm alatti, általában 0.1 - 5 gm alatti. Tetszés szerint, a gyógyszerészeti hordozót szintén feloldjuk a pufferben egy homogén oldat létrehozása céljából, ahol az oldat spray szárítása olyan különálló részecskéket hoz létre, melyek inzulint, hordozó puffért és bármely más az oldatban jelen levő alkotórészt tartalmaz. Előnyösen a hordozó egy szénhidrát, szerves só, aminosav, peptid, vagy protein, melyek alapjában véve amorf szerkezetet hoznak létre a spray szárítás során. Az amorf hordozó lehet üveg- vagy gumi-szerű és az inzulin tárolás alatti stabilitását fokozza. Előnyösen, az ilyen stabilizált készítmények általában hatékonyan képesek az inzulint a véráramba szállítani ha a tüdő alveoláris régióiba inhalálják.

A jelen találmány előnyeinek és természetének további értelmezése egyértelmű lesz a rajzokra és a hátralevő specifikációkra való hivatkozás révén.

g

A rajzok rövid leírása

Az 1. ábra a jelen találmány módszeréhez való inzulin dózis aeroszolizálásához való rendszert ábrázol sematikusan.

A 2. ábra az 1. ábra rendszeréből történő inzulin aeroszolizált dózisának belégzését mutatja sematikusan.

A 3A. és 3B. ábrák olyan grafikonok, melyek patkányok esetében a rekombináns humán inzulin abszorpcióját és három különböző száraz por alakú készítmény aeroszolizációját követően kapott glükóz választ ábrázolják. Az egyes pontok három különböző patkány átlag értékeit képviselik. Nulla időben a száraz por aeroszol generátort bekapcsoljuk. Az aeroszolizáció 5, 14 és 20 perc után teljes sorrendben a 87 % inzulin/citrát, 20 % inzulin-mannitol/citrát és 20 % inzulinraffinóz/citrát porok esetében. Az állatokat egy éjszakán keresztül éheztetjük.

A 4A. és 4B. ábrák olyan grafikonokat ábrázolnak, melyek az átlag szérum idő-koncentráció inzulin és glükóz profilokat mutatják sorrendben az aeroszol és a szubkután almazásokat összevetve cunomolgus majmok esetében. A három majom esetében adott átlag értékeket az aeroszolos csoport esetében adjuk meg a szubkután csoport esetében 4 majom átlag értékéit adjuk meg.

Az 5A. ábra az átlag inzulin koncentrációt mutatja az idő függvényében a szubkután injektálás esetében (o) és három szippantással történő belégzést (fekete kör) emberek esetében.

Az 5B. ábra az 5A. ábrának megfelelő inzulin koncentráció átlagos glükóz koncentrációit mutatja.

A 6A. ábra egy olyan grafikon, mely a szubkután injektálás eredményeként a szérum inzulin koncentrációt mutatja az idő függvényében (o) és az aeroszolos alkalmazást (három szippantás) (fekete kör) emberek esetében.

A 6B. ábra a 6A. ábrában bemutatott inzulin szinteknek megfelelő szérum glükóz szinteket mutatja.

A 7A. és 7B. ábrák a szérum inzulin (7A) és a glükóz szintek (7B) alanyok közötti variabilitását mutatja szubkután injektálás (o) és aeroszolos alkalmazás (fekete kör) esetében.

A 8A., 8B. és 8C. ábrák a humán inzulin rpHPLC kromatogrammjait mutatják. A 8A. ábra 10 mM HCI-ben (25 C° hőmérsékleten) stresszelt inzulin standard kromatogrammját mutatja, a humán inzulin 23.87 percnél eluál, a dezamino inzulin 30,47 percnél. A 8B. ábra a humán inzulin standard hasonló kromatogrammját mutatja. A 8C. ábra a jelen találmány szerint előállított újra felépített, spray-szárított inzulin készítmény hasonló kromatogrammjait mutatja.

A 9. ábra egy inzulin készítmény spray szárítás előtti és utáni ultraibolya spektrumát mutatja. A látható spektrumban nem figyelhető meg fény szóródás, ami azt jelzi, hogy az inzulin nem aggregálódik a spray szárítási folyamat során.

A specifikus megvalósulások részletes leírása

A jelen találmánynak megfelelően az inzulint száraz por alakjában biztosítjuk. A száraz por kifejezés azt jelenti, hogy a por nedvesség tartalmaz körülbelül 10 súlyszázalék alatt van, általában körülbelül 5 súlyszázalék alatt, és előnyösen 3 súlyszázalék alatt van. A por kifejezés azt jelenti, hogy az inzulin szabadon mozgó részecskéket tartalmaz, melyek méretet úgy választottuk meg, hogy a tüdő alveolusaiba be tudjanak hatolni, előnyösen 10 pm átmérőnél kisebb méretűek, előnyöse, 7,5 pm átmérőnél kisebbek és meg előnyösebben 5 pm átmérőnél kisebbek, általában 0,1 - 5 pm átmérő közöttiek.

A jelen találmány legalább részben azon a nem várt megfigyeléseb alapszik, hogy a száraz por alakú inzulin könnyen es gyorsan abszorbeálódik a gazda tüdején ··· ••e keresztül. Meglepő, hogy a száraz por alakú inzulinok képesek a tüdő alveoláris régióját elérni víz oldható gyógyszerként, az olyan inzulin részecskék, melyeket higroszkóposnak ismerünk. Lásd, például Byron ed., Respiratory Drug Delivery, CRC Press, Boca Raton 1990, p. 150. így azt vártuk volna, hogy amint a részecskék a tüdő légutjain (melynek relatív nedvessegtartalmaz 99 %-os 37 C° hőmérsékleten) áthaladnak, az egyes részecskék vizet abszorbeálnák és olyan hatékony részecske méretűre nőnének, melyek nagyobban, mint 10 pm, a jelen találmány felső határértékei fölé. Ha az inzulin részecskék egy lényeges frakciója a cél méreténél nagyobb lenne, azt várnánk, hogy a részecskék a tüdő központi légutaiban rakódnának le és nem az alveoláris régióban, így korlátoznák a szállítást és az ezt követő szisztémás abszorpciót. Továbbá, a tüdő epiteliális sejtjei feletti folyadék réteg nagyon vékony, általában a bejuttatott inzulin porok átmérőjének egy része. így a jelen találmány előtt nem lehetett megjósolni, hogy a száraz inzulin részecskék feloldódnak-e a tüdő alveoláris régióiban való lerakódás során. Meglepetésre, a száraz inzulin porok nyilvánvalóan képesek penetrálni a tüdő alveoláris régióiba és miután a tüdő alveoláris régióiban lerakodtak, képesek feloldódni. Ezután a feloldódott inzulin képes az epitheliális sejteken keresztül a vérkeringésbe belépni.

Jelenleg azt tartjuk, hogy az inzulin hatékony abszorpciója az alveoláris belső felület ultravékony (kisebb, mint 0,1 pm) folyadék rétegében való gyors feloldódásból ered. A jelen találmány részecskéi így olyan átlagos mérettel rendelkeznek, melyek 10-50-szer nagyobbak, mint a tüdő folyadék rétege, elképzelhetetlenné téve, hogy a részecskék feloldódnak és az inzulin gyorsan, szisztémásán abszorbeálódik. Valójában, ahogy azt a későbbiekben következő kísérleti részben bemutatjuk, a jelen találmány száraz inzulin készítményei meg gyorsabb szérum inzulin csúcsokat és glükóz völgyeket eredményeznek, mint a szubkután injektálás, mely jelenleg a légy• · • · · · gyakoribb alkalmazási mód. A pontos mechanizmus megértése azonban nem szükséges az itt leírt jelen találmány megvalósításához.

A jelen találmánynak megfelelően az előnyben részesített készítmények alapjában mentesek kell legyenek a penetrációs erősítőktől. A penetrációs erősítők olyan felület aktív anyagok, melyek elősegítik az inzulin (vagy más gyógyszerek) penetrációját a nyálkahártyán, vagy a borításon és melyeket az intranazális, intrarectális és intravaginális gyógyszer készítmények esetében javasolnak. A példaként szolgáló penetrációs erősítők közé tartoznak az epesavak, például a taurokolát, a glikokolát, és a dezoxikolát, a fuzidátok, például a tauro-dehidro-fuzidát; és a bíkompatíbilis detergensek, például a Tween, a Laureth-9 és más hasonló anyagok. A penetrációs erősítők tüdő céljra való készítményekben való alkalmazása azonban általában nem kívánatos, mivel a tüdő epitheliális vér gát rendszere károsan befolyásolható az ilyen felületaktív vegyületek alkalmazása révén, meglepetésre, azt találtuk, hogy a jelen találmány száraz por alakú inzulin készítménye gyorsabban abszorbeálódik a tüdőben anélkül, hogy szükség lenne penetrációs erősítők alkalmazására.

A jelen találmányban való alkalmazáshoz megfelelő inzulin száraz porok közé tartoznak az amorf inzulinok, a krisztályos inzulinok es az amorf és a kristályos inzulinok kombinációi. A száraz por alakú inzulinokat előnyösen spray szárítással állítjuk elő olyan körülmények között, melyek alapjában véve amorf port eredményeznek, ahol a részecske méret a fent megállapított határok között mozog. Másik lehetőségként, az amorf inzulinok a megfelelő inzulin oldat liofilezésésel (fagyasztva szárításával), vákuum szárításával, vagy evaporációs szárításával is előállíthatok az amorf szerkezetet létrehozó körülmények között. Az így létrehozott amorf inzulin ezután őrölhető, hogy a kívánt határok közötti részecske méretet kapjunk. A kristályos száraz por alakú inzulinok a nagyobb tömegű kristályos inzulin őrölésével • · • · · · vagy jet őrlésével állíthatók elő. A kívánt meretü részecskéket tartalmazó inzulin porok előállítására szolgáló előnyben részesített módszerek közé tartoznak a spray szárítás, ahol a tiszta, nagy tömegű inzulint (általában kristályos formában levő inzulin) feloldjuk egy fiziológiailag elfogadható pufferben, tipikusan egy citrát pufferben, melynek pH értéke 2-9 közötti. Az inzulint 0,01 - 1 súly% , általában 0,1 - 0,2 súly% koncentrációban oldjuk fel. Ezután az oldat spray szárítható kereskedelemben beszerezhető (például Buchi, Niro, és más hasonlók) hagyományos spray szárító berendezés segítségével, a folyamat alapjaban véve amorf részecskékből álló terméket eredményez.

A száraz inzulin porok állhatnak alapjában véve inzulin részecskékből - melyek a kívánt mérethatárok között vannak - és alapjában véve mentesek lehetnek bármilyen biológiailag aktív alkotórészektől, gyógyszerészeti hordozóktól és más hasonló anyagoktól. Az ilyen elegáns készítmények tartalmazhatnak kisebb alkotórészeket, mint például tartósítószereket, melyek kis mennyiségben vannak jelen, tipikusan 10 súly% alatti mennyiségben, és általában 5 súly% alatti mennyiségben. Ilyen elegáns készítményeket használva még a nagy dózisok esetében is jelentősen lehet csökkenteni a belégzések számát, gyakran csupán egyetlen belégzésre.

A jelen találmány inzulin porai tetszés szerint kombinálhatok gyógyszerészeti hordozókkal vagy hatásjavítókkal, melyek megfelelőek a respirációs és pulmonáris alkalmazás esetében. Az ilyen anyagok szolgálhatnak egyszerűen töltőanyagként, amikor a betegnek adott inzulin porban levő koncentrációjának csökkentése a cél, azonban szolgálhat az inzulin készítmény stabilitásának fokozására, valamint a por diszperziós készüléken belül a por diszpergálhatóságának javítására egy még hatékonyabb és ismételhetőbb inzulin biztosítás céljából, valamint az inzulin • · · · használati jellemzőinek - mint például az áramlási és konzisztencia - javítására a feldolgozás és a por töltés elősegítése céljából.

A megfelelő hordozók lehetnek amorf por, kristályos por vagy az amorf és a kristályos alak kombinációjának formájában. A megfelelő anyagok közé tartoznak a szénhidrátok, például a monoszacharidok. mint például a fruktóz, a galaktóz, a glükóz, a D-mannóz, a szorbóz és más hasonlók; a diszacharidok, mint például a laktóz, a trehalóz, a cellobióz és más hasonló vegyületek; a ciklodextrinek, mint például a 2-hidroxípropil-beta-ciklodextrin; es a poliszacharidok, mint például a raffinóz, a maltodextrinek, dextránok és más hasonló vegyületek; (b) aminosavak, mint például a glicin, az arginin, az aszparaginsav, glutaminsav, cisztein, lizin és más hasonló aminosavak; (c) szerves savakból es bázisokból előállított szerves sók, mint például a nátrium citrát, a nátrium aszkorbát, a magnézium glükonát, a nátrium glükonát, a trometamin hidroklorid, és más hasonló vegyületek; (d) peptidek és proteinek. mint péládul az aszpartám, a humán szérum albumin, zselatin, és más hasonló anyagok; (e) alditolok, mint a mannitol. a xilitol, és más hasonló anyagok. A hordozók egy előnyben részecsített csoportja a laktózt, a trehalózt, a raffinózt, a maltodextrineket, glicint, nátrium citrátot, trometamin hidrokloridot, a humán szérum albumint és a mannitolt foglalja magába.

Az ilyen hordozó anyagok az inzulinnal a spray szárítás előtt kombinálhatok, azaz a hordozó anyagot a spray szárításhoz készített puffer oldathoz adjuk hozzá. Ily módon, a hordozó anyag az inzulin részecskék részeként azonos időben keletkezik Tipikusan amikor a hordozo az inzulinnal együtt a spray szárítás során megformálódik, az inzulin minden egyes részecskében jelen lesz 5 % - 95 % arányban, előnyösen 20 - 80 súly% arányban. A részecske maradék része elsősorban a hordozó anyag (tipikusan 5 - 95 %. általában 20 - 80 %), azonban tartalmaz puffer(eke)t, valamint más a fentiekben leírt alkotórészeket is. A részecskében jelen • · · · levő hordozó anyag, mely a tüdő alveoláris régiójába szállítódik (azaz melyek a szükséges 10 pm-es méret határ alatt vannak) úgy tűnik az inzulin szisztémás abszorpciójába nem szól bele.

Másik lehetőségként a hordozók előállíthatok külön is száraz por formájában és a száraz por alakú inzulinnal keveréssel vegyíthetők. A külön előállított por alakú hordozók általában kristályos formában vannak (az abszorpció elkerülése végett), azonban bizonyos esetekben lehet amorf vagy a kristályos és amorf alak keveréke. A hordozó részecskék mérete úgy szelektálható, hogy az inzulin por áramlási képességét javítsa, tipikusan 25 pm - 100 pm határok között legyen. Az ilyen méret határok közötti hordozó részecskék általában nem jutnak be a tüdő alveoláris régiójába és gyakran külön válnak az inzulintól a bejjutató eszközben a belégzés előtt, így a tüdő alveoláris régiójába penetráló részecskék alapjában véve inzulinból és pufferböl állnak. Egy előnyben részesített hordozó anyag a kristályos mannitol, melynek mérete a fent említett határok között van.

A jelen találmány száraz inzulin porai vegyíthetők más aktív alkotórészekkel is. Például kívánatos lehet amilin vagy aktív amilin analógok kis mennyiségeivel való vegyítése az inzulin porokban a diabetes kezelésének fokozása céljából. Az amilin egy olyan hormon, ami az inzulinnal egyiitt szekretálódik, normál egyénekben a hasnyálmirigy béta sejtjeiben. Úgy vélik, hogy az amilin módosítja az inzulin aktivitást in vivő és azt feltételezik, hogy az inzulinnal együtt alkalmazott amilin a vér glükóz szabályozásában. A száraz por alakú amilin inzulinnal való kombinálása a jelen találmány készítményében különösen megfelelő termék az ilyen szimultán alkalmazás megvalósításához. Az amilin az inzulinnal 0.1 súly% - 10 súly% határok között kombinálható (a dózisban levő inzulin teljes súlyához viszonyítva), előnyösen 0,5 súly% - 2,5 súly% között. Az amilin a kereskedelemben beszerezhető például az Amylin Corporation-től (San Diego, California) és könnyen formulázható a jelen • · · · találmány készítményébeb. Például az amilin feloldható vizes oldatban vagy más megfelelő oldatban az inzulinnal együtt, és tetszés szerint hordozókkal, és az oldat spray szárítható egy por alakú termék létrehozása céljából.

A jelen találmány száraz por inzulin készítménye előnyösen, hagyományos módon diszperzióval aeroszolizálható áramló levegőben vagy más fiziológiailag elfogadható gáz áramban. Egy ilyen diszpergáláshoz való rendszer került leírásra a 07/910,048 számú kapcsolódó szabadalmi alkalmazásban, melyet WO 93/00951 szabadalomként tettek közzé, mely leírás a hivatkozás révén részét képezi a találmánynak. Az 1. ábrára utalva a szaraz. szabadon áramló inzulin port egy nagy sebességű levegő vagy gáz áramba juttatjuk és a kapott diszperziót a 10-es tároló kamrába helyezzük. A 10-es tároló kamra a 12-es szájrászt tartalmazza a levegő por diszperziós belépési ponttal szemben. A 10-es kamra térfogata eléggé nagy ahhoz, hogy egy dózist befogadjon, valamint tetszés szerint terelőket és/vagy egy irányú szelepeket tartalmaz a visszatartas elősegítése céljából. Miután egy inzulin dózis a 10-es kamrába kerül egy P beteg (2. abra) a 12-es szájrészen keresztül belégzi, hogy az aeroszolizált diszperziót a tüdejébe juttassa. Ahogy a P beteg belélegzik, a pótlólagos levegő a 14-es tangenciális orientációjú levegő bejuttatás! kapun keresztül jut, ahol a levegő általában örvénylő formában áramlik és az aeroszolizált inzulint a kamrából a beteg tüdejébe söpri. A kamra térfogata és az aeroszolizált dózis olyan, hogy a beteg teljes mértékben kepes belélegezni az egész aeroszolizált inzulin dózist, amit megfelelő mennyiségű levegő követ ahhoz, hogy az inzulin elérje a tüdő alsóbb alveoláris régióit.

Az ilyen aeroszolizált inzulin porok különösen hasznosak a gyorsan ható inzulin szubkután injektálása helyett a diabetes kezelésében valamint ezzel kapcsolatos inzulin hiányok esetén. Meglepetésre, azt találtuk, hogy a száraz por alakú inzulin aeroszolos alkalmazása szignifikánsán gyorsabb inzulin abszorpciót és • · glükóz választ eredményez, mint amit a szubkután injektálással el lehet érni. így a jelen találmány módszerei és készítményei különösen értékese olyan kezelési eljárások esetében, amikor a beteg folyamatosan nyomon követi a vér glükóz szintjét és az inzulint úgy alkalmazza, hogy a cél szérum koncentrációt fenntartsa, azonban hasznos lehet akkor is, amikor szisztémás inzulin alkalmazásra lesz szükség. A beteg egy kívánt dózist érhet el a megfelelő mennyiségű inzulin belégzésével, amint azt leírtuk. A szisztémás inzulin szállítás hatékonysága a leírt módszeren keresztül tipikusan a 15-30 % közötti enekek között mozog, egyéni dózisokkal (belégzésenkénti alapon) tipikusan körülbelül 0,5 - 10 mg határok közötti. Általában, egy egyedüli respirációs alkalmazáskor a kívánt inzulin teljes dózisa 0,5 - 15 mg értékek között változik. így a kívánt dózis hatékony lehet ha a beteg 1-4 légzéssel veszi magához.

A következő példák a találmány illusztrálására és nem korlátozására szolgálnak.

Kísérleti rész

Anyagok és módszerek

Anyagok

A kristályos humán cink inzulint (20.3 egység/mg)(Lilly Lót #784KK2) az Eli Lilly and Company-től (Indianapolis, IN) szerezzük be és az rpHPLC-vel történő mérés alapján 99 %-nál nagyobb tisztaságúnak találtuk. Az USP mannitolt a Roquette Corporation-től (Gurnee, IL) szerezzük be. A raffinozt a Pfanstiehl Laboratories-tól (Waukegan, IL) vásároljuk. A nátrium nitrát dihidrátot) USP. ÁCS és a citromsav monohidrátot USP J.T. Bakertől (Phillipsnurq. NJ) szerezzük be.

• · · ·

Por előállítás

Az inzulin porokat úgy állítjuk elő, hogy a nagy tömegű kristályos inzulint hatásjavítókat (mannitolt, vagy raffinózt, vagy egyiket sem) tartalmazó nátrium citrát pufferben feloldjuk oly módon, hogy a szilárd anyagok végső koncentrációja 7,5 mg/ml legyen és a pH érték 6,7 ± 0,3. A spray szárítót úgy működtetjük, hogy a bevezetési hőmérséklet 110 - 120 C° hőmérséklet között legyen és a folyadék töltési sebesség 5 ml/perc legyen, így a kiáramlási hőmérséklet 70 - 80 C° hőmérséklet között van. Ezután az oldatokat egy 0,22 pm-es szűrőn szűrjük és Buchi Spray Dryer készülékben spray szárítjuk egy finom szerkezetű fehér amorf por kinyerése céljából. A kapott porokat szorosan záródó tartókban tároljuk száraz környezetben (a relatív páratartalom 10%-nál kisebb).

A por analízis

A porok részecske méret eloszlását folyékony centrifugálásos szedimentációval mérjük egy Horiba CAPA-700 Partidé Size Analyzer segítségével a por Sedisperse A-11-ben (Micromeritics, Norcross, GA) való diszpergálása után. A porok nedvesség tartalmát Kari Fischer technikával határozzuk meg Mitsubishi CA-06

Moisture Meter-t használva.

A por feldolgozás előtt és után az inzulin integritását a humán inzulin referencia standarddel szembeni méréssel határozzuk meg oly módon, hogy a por mért részét újra feloldjuk desztillált vízben es az újra feloldott oldatot a spray szárítóba helyezett eredeti oldattal összehasonlít|iik. Az rpHPLC-vel mért retenciós időt és csúcs területet használjuk annak megállapítására, hogy vajon az inzulin molekula kémiailag módosult-e, vagy degradálódott-e a folyamat során. UV abszorbanciát használunk az inzulin koncentraciojanak (278 nm hullámhosszon), valamint az oldhatatlan aggregátumok jelenlétének vagy Hiányának (400 nm hullámhosszon) me• · ghatározására. Továbbá, mérjük a kiindulási és az újra feloldott oldatok pH értékeit is. Az inzulin por amorf természetét megerősítjük polarizáló fény mikroszkópozással.

Patkány aeroszol expozíció

A patkány kísérleteket egy aeroszol expozíciós szobában végezzük el. A 280300 g súlyú nőstény patkányokat egy éjszakán keresztül éheztetjük. Az állatokat (kísérletenként 21-24 állat) Plexiglas csövekbe helyezzük és egy 48 portálos csakorr aeroszol expozíciós kamrába (In-Tox Products. Albuquerque, NM) helyezzük. A belégzési zónába való légáramlást 7,2 - 9,8 liter/perc értéken tartjuk, majd vákuummal úgy távolítjuk el, hogy egy enyhén negatív nyomás keletkezzen (körülbelül 1,5 cm H2O) a kamrában ahogy azt egy magnahelikus mérővel megmértük. Az aeroszol expozíciós idő 5-20 perc közötti attól függően, hogy mennyi port juttatunk be a kamrába. A porokat kézzel juttatjuk be egy kis Venturi fúvókába, mely a por részecskéket egy finom aeroszol felhővé diszpergálja. A Venturi fúvókát 15 psig túlnyomáson működtetjük és a levegő áramlást 7.2 liter/perc - 9,8 liter/perc értékre állítjuk. A Venturi fúvókát egy 750 ml-es tiszta Plexiglas diszpeziós kamra aljához illesztjük, mely az aeroszolt körvetlenül a csak-orr expozíciós kamrába juttatja.

Patkány aeroszolos kamra kalibrálás

A belégzési zónában levő por koncentrációját úgy mérjük, hogy többszörös, In-Tox szűrő tartóval mért szűrési mintákat veszünk a belégzési zónából 2 liter/perc vákuum áramlásnál. A kamrát állatokkal es állatok nélkül is kalibráljuk. A por tömegét gravimetriásán határozzuk meg. A porok részecske mérete a belégzési zónában a belégzési lyukba helyezett kaszkad impactor (In Tox Products) segítségével határozzuk meg, melyet 2 liter/perc átfolyási sebességen üzemelünk. Az egyes lépeseknél a por tömeget gravimetriásán határozzuk meg.

• · · ·

Az egyes por tesztelésnél 21-24 állatot használunk és az aeroszolos expozíciós idő 5-20 percig tart. Három patkányt elpusztítunk a nulla időpontban, majd körülbelül 7, 15, 30, 60, 90, 120, 180 es 240 perccel az aeroszolos expozíció befejezése után. Az állatokat elaltatjuk, hasukat felnyitjuk és egy nagy vér mintát veszünk a ventrális aortából. Ezután az állatokat nyaki diszlokációval (ficam) elpusztítjuk.

A vért 30 percig hagyjuk megalvadni szobahőmérsékleten, majd 20 percig 3500 rpm fordulatszámon centrifugáljuk szerűm szeparációs csövekben. A szérumot vagy azonnal analizáljuk, vagy fagyasztott állapotban -80 C hőmérsékleten tároljuk az analizálásig. Az aeroszolos dózis bejuttatásának vége után a lehető leghamarabb (0-7 perc) 3 patkányt elpusztítunk, vérüket összegyűjtjük és a tüdejüket 6-szor 5 ml foszfát pufferes sóoldattal (PBS) átmossuk. A végső összegyűjtött átmosási mintában levő inzulin mennyiségét használjuk az aeroszolos dózisként patkányos esetében a bioelérhetőség kiszámításához.

Főemlős expozíciós rendszer

Fiatal, vadon befogott hím cynomolgus majmokat (Macaca fascicularis) (2-5 kg) (Charles River Primates Inc.) használunk a főemlős aeroszol vizsgálatokhoz (3-4 állat csoportonként). Az állatokat vagy szubkután módon injektáljuk Humulinnal (Eli Lilly, Indianapolis, Indiana) vagy inzulin por aeroszolnak tesszük ki. Az egyes állatokat egy csak-fej expozíciós egységbe nolvezzük a teszt atmoszféra friss adagolásának biztosítása céljából megfelelő átfolyási érték mellett (7 liter/perc), az állatok minimális oxigén igényének biztosítása céljából. Az állatokat egy szék-szerű készülékbe helyezzük, mely egyenes tartású ülést biztosít. A sisak átlátszó így az állatok tisztán látják környezetüket. Egy beültetett katétert helyezünk a lábukra, így bármilyen időpontban vérmintát lehet venni. Az állatok teljesen ébren vannak az • · · · • · egész kísérlet alatt és nyugodtnak tűnnek. A főemlősök vérét ugyanúgy kezeljük, mint a fent leírt patkány vért.

A főemlős aeroszol expozíciós rendszer egy légzés nyomonkövetőt foglal magába, mely az egyes majmok belégzett légmennyiségének mennyiségi meghatározását teszi lehetővé. Ez az érték a belélegzett levegőben levő inzulin koncentrációjának mérésével együtt lehetővé teszi annak pontos meghatározását, hogy az egyes majmok mennyi inzulint lélegeznek be.

Humán kísérletek

Inzulint adunk 24 normál humán alanynak szubkután módon, valamint az aeroszolizált száraz inzulin por belélegeztetésével. Az egyes szubkután injekciók 10,4 U Humulin R-t, (100 U/ml. Eli lilly. Indianapolis, Indiana) tartalmaznak. A száraz inzulin porok amorfak és a fent leírtak szerint spray szárítással állítottuk elő, 20 súlyszázalék mannitol hatásjavítót használva. Az inzulin száraz por dózisokat (5 mg) nagy sebességű légáramban való diszponálással állítjuk elő egy finom aeroszol előállítása céljából, amit egy kamrában fogunk fel. Az egyes alanyok az aeroszol port az egyes szippantások lassú mély belégzésével veszik magukhoz (egy dózis 31,9 U). A szérum inzulint és a glükóz szinteket az idő függvényében határozzuk meg az alábbiakban leírtak szerint.

Szérum vizsgálatok

A patkányokban, főemlősökben es emberekben levő szérum inzulin szinteket a humán inzulinhon való Coat-A-Count rádió immunovizsgálati kitet (Diagnostic Products Corporation, Los Angeles. CA) használva határozzuk meg. A standard görbéket minden egyes minta töltettel együtt futtatjuk. A vizsgálat érzékenysége körülbelül 43 pg/ml. A vizsgálaton belüli variabilitas (% CV) 5 %-nál kisebb. A glükóz vizs• · • · · gálatot a California Veterinary Diagnostics. Inc. végzi el (West Sacramento, CA) a Boehringer Mannheim/Hitachi 747 Analizátorhoz való Glükóz/HK System Pack-et használva. A vizsgálaton belüli variabilitás (% CV) 3 %-nál kisebb.

A sebességi kísérletekben az aernszol relatív bioelérhetőségét a korrigált dózisok összehasonlításával számítjuk ki, a koncentráció-idő profilból kapott görbe alatti (AUC) immunoreaktív inzulin (IRI) terület szubkután injektálásból kapott adataival való összevetésével. Patkányok esetében a teljes mosási inzulin tömeget használjuk aeroszol dózisként. Valamennyi inzulin abszorbeálódik mielőtt a tüdők átmoshatok így az ezen technikával becseit dózis feltehetően valamelyest alulbecsüli a teljes lerakodott dózist. Erre a feltételezett veszteségre nem készítünk korrekciót.

Majmok esetében elvégzett kísérletekben a relatív bioelérhetőséget a fent leírt patkányok esetében végzett kísérletekhez hasonlóan számítjuk azzal az eltéréssel, hogy aeroszol dózisként a kimosott tudó inzulin helyett a belélegzett inzulin teljes mennyiségét használjuk, patkányoknál csak a tüdőben lerakodott anyagot és nem a nazális utakon és a torokban lerakodott inzulint értjük bele a dózis becslésbe. A majmok esetében az állatokba bejutott teljes inzulint beleértjük a dózis becslésbe.

Az inzulin abszorpció eredményei patkányok esetében

Az állatkísérletekben hasznait összes inzulin por részecske mérete (tömeg közepes átmérők) 1 - 3 pm mérethatárok kozott mozognak és nedvesség tartalmuk 3 %-nál kisebb. A porok inzulin tisztasacja. az rpHPLC mérések szerint 97 %-nál nagyobb. A 20 %-os inzulin készítmény reprezentatív kromatogrammjait a 8C ábrán mutatjuk be. A porok tiszta oldatot eredményeznek ha tiszta vízben újra elkészítjük, ultraibolya abszorbancia értéke 0.01 értéknél kisebb 400 nm hullámhosszon és pH értéke 6,7±0,3. A 20 %-os inzulin készítmény reprezentatív ultraibolya (UV) spektrumát a 9. ábrán mutatjuk meg.

• · · ···

A következő három inzulin készítményt teszteljük patkányok esetében aeroszolként az In-Tox 48 nyílású expozíciós kamrában.

1. 87,9 % inzulin; 11,5 % nátrium citrát; 0,6 % citromsav.

2. 20 % inzulin; 66 % mannitol: 12.4 % nátrium citrát; 0,6 % citromsav.

3. 20 % inzulin; 66 % raffinóz: 12.4 % nátrium citrát; 0,6 % citromsav.

Az 1. táblázat a kulcs méréseket mutatja be a három különböző patkány expozíciós vizsgálat esetében, ideértve a belégzési zónában és a kamra működési körülmények esetében az aeroszol jellemzését. A légfúvóka szórófejébe bejuttatott por egy frakciója eléri a patkányok belégzési zónáját (34 % - 67 %), mivel van veszteség abból adódóan, hogy a becsapódás miatt a falakra is lerakódik, és a por bejuttatás során a por eloszlása nem tökéletes. A por részecske mérete a belégzési zónában, azonban ideális a pulmonáris lerakodáshoz (1,3- 1,9 pm), és valamelyest kisebb, mint az eredeti készítmény részecske mérete (2,0 - 2,8 pm). Ez annak köszönhető, hogy a nagyobb részecskék az allat expozíciós kamrájában szelektíven elvesznek.

• ·· * · • · • · · · • · » « · ·

1. tablazat

Patkány aeroszol kitettség! mérések

	88% inzulin	20% inzulin mannitol	20% inzulin raffinóz
Kamra átfolyási sebesség	7,2 l/perc	9.6 l/perc	9,8 l/perc
Por tömeg közepes átmérő (MMD)	2,2 pm	2.8 pm	2,0 pm
Por adagolás a kamrába	70 mg	255 mg	260 mg
Por adagolási idő	5 perc	14 perc	20 perc
Por a belégzési zónában	40 mg	171 mg	88 mg
Inzulin a belégzési zónában	35 mg	34 mg	18 mg
% teljes por a belégzési zónában	57 %	67 %	34 %
Tömeg közepes aerodi- namikus átmérő (MAD)	1,1 mg/l	1.3 mg/l	0,45 mg/l
Részecske méret a belégzési zónában	1,4 pm	1.9 pm	1,3 pm
Az öblítésből nyert inzulin	30,7±5.2 pg	12.7±6.9 pg	31,6±12,9 pg
Szérum inzulin AUC (ng min/ml)	104	201	150

A 2. táblázat a patkány szérum inzulin és glükóz eredményeket mutatja a három aeroszol és egy SC vizsgalatban. A 3A és 3B ábrák a szérum immunoreaktív inzulin (IRI) koncentráció-idő profiljait es a szérum glükóz koncentráció-idő profiljait mutatják az aeroszollal bejuttatott három készítmény esetében. A 3. táblázat az inzulin t_max és glükóz t_mj_n értékeket mutatja a három vizsgálatban, valamint a az aeroszol SC injekcióhoz viszonyított relatív bioelérhetőségét.

• · ·· • · ·· · · • · · ·

2. táblázat

Szérum inzulin és glükóz eredmények patkányok esetében

Készítmény	Mód	Idő (perc)	Szérum inzulin (pg/ml ± 1 S.D.) n=3 patk./alk.	Szérum glükóz (mg/dl ± 1 S.D.) n=3 patk./alk.
88% inzulin	aeroszol	0	230 ± 184	106 ± 12
(Aeroszol kitettség,	aeroszol	12	230 ± 312	114 ± 10
melyet 5 perc után fejezünk be)	aeroszol	21	165 ± 768	81 ± 10
átlag dózis=31 pg/patkány	aeroszol	36	876 + 764	66 ± 7
	aeroszol	66	684 ± 412	62 ± 15
	aeroszol	96	568 ± 128	65 ± 10
	aeroszol	126	564 ± 260	73 ± 11
	aeroszol	186	712 ± 140	93 ± 5
20% inzulin	aeroszol	0	476 ± 56	165 ± 18
(Aeroszol kitettség,	aeroszol	22	1476 ± 428	117 ± 15
melyet 14 perc után fejezünk be	aeroszol	35	2480 ± 892	101 ± 19
átlag dózis=13 pg/patkány	aeroszol	57	1204 ± 64	64 ± 13
	aeroszol	87	1084 ± 396	63 ± 17
	aeroszol	117	664 ± 180	105 ± 38
	aeroszol	147	1228 ± 416	108 ± 22
	aeroszol	207	676 ± 100	119 ± 33

2. táblázat folytatása

Készítmény	Mód	Idő (perc)	Szérum inzulin (pg/ml ± 1 S.D.) n=3 patk./alk.	Szérum glükóz (mg/dl ± 1 S.D.) n=3 patk./alk.
20% inzulin-raffinóz	aeroszol	0	426 ± 97	157 ± 37
(Aeroszol kitettség,	aeroszol	27	2948 ± 2816	139 ± 46
melyet 20 perc után fejezünk be)	aeroszol	42	1504 ± 592	181 ± 11
átlag dózis=32 pg/patkány	aeroszol	57	1272 ± 496	124 ± 45
	aeroszol	87	852 ± 164	128 ± 17
	aeroszol	117	604 ± 156	124 ± 9
	aeroszol	147	532 ± 172	172 ± 12
	aeroszol	207	556 ± 100	218 ± 34
20% inzulin-mannitol	szubkután	0	360 ± 140	107 ± 5
dózis=30 pg inzulin/patkány	szubkután	15	14200 ± 3160	53 ± 2
	szubkután	30	10160 ± 720	24 ± 5
	szubkután	60	1 1000 ± 1080	28 ± 6
	szubkután	90	2440 ±1160	25 ± 7
	szubkután	120	3520 ± 840	49 ± 3
	szubkután	180	1280 ± 800	40 ± 17
	szubkután	240	400 ± 260	77 ± 34

• · · · * · · · · • · ·

3. táblázat

Az aeroszol és a szubkután (SC) inzulin összehasonlítása állatokban

	Patkány SC	Patkány aeroszol 88% inzulin	Patkány Aeroszol 20% inzulin mannitol	Patkány aeroszol 20% inzulin raffinóz	Majom SC	Majom aeroszol 20% inzulin mannitol
inzulin max'	15 perc	16 perc	21 perc	17 perc	15 perc	30 perc
glükóz min	30 perc	31 perc	43 perc	37 perc	45 perc	45 perc
glükóz csökkenés	77%	42%	62(P	21%	45%	73%
rel. bioelérhetőség	100%	10%	44%,	14%	100%	12%'

= az időket az aeroszolos expozíciós idő végétől számoljuk a glükóz min = a vizsgálatban megfigyelt maximális csökkenés 85%-ánál nagyobb ideig ”= a tüdőből történő kimosással visszanyert inzulinra alapozva az aeroszolos expozíció végén ***= a belélegzett inzulinra alapozva, beleértve a nazális utakon és a torokban való veszteségeket is

Mind a három készítmény az inzulin gyors abszorpcióját biztosítja a patkány keringési rendszer számára (3A. es 3B. ábrák). A bioelérhetőség és glükóz válasz magasabb a 20 % inzulin/mannitol por eseteben (3. táblázat), bár mivel nem végeztünk több ismétléses kísérletet, nem biztos, hogy a különbség szignifikáns.

·· ··

Főemlős eredmények

A humán kísérletekben használt dózisokkal azonos dózisokat (0,2 U/kg, körülbelül 27 pg/majom) injektálunk négy majomba az SC adatok biztosítása céljából és ezekkel hasonlítjuk össze az aeroszolos eredményeket (4A és 4VB ábrák). A 4. táblázat a majom aeroszolos expozíciós adatokat mutatja. Az 5. táblázat az átlag szérum inzulin és glükóz adatokat mutatja az aeroszolos expozíció esetében és a szubkután vizsgálatokban. Az aeroszolos dózis robusztus inzulin és glükóz válaszokat eredményez (nagy dózis). A 4. ábra a két aeroszol és az egy SC vizsgálatból származó átlag szérum inzulin profilokat mutatja. Ezen profilok AUC-iből az aeroszol inzulin relatív bioelérhetőségét 12 %-osnak számítjuk.

4. táblázat

Majom aeroszol expozíciós adatok

Állat	Grav. szűrő tömeg (mg)	Avg. aeroszol koncent- ráció (pg/i)	Belél. térfogat (l)	Bocs. aeroszol tömeg (léi)	Becs. belél. inzulin tömeg (99)	Testsúly (kg)	Becs. inzulin dózis (pg/kg)	AUC (ng min/ml)
#1. 23-46	1,07	178	8.96	1597	320	3,92	81,5	347
£2. 23-48	1.01	168	19.98	3363	673	3.81	176,6	1196
#3, 122-55	0,97	162	14,68	2573,	475	4,1	115,7	739
					489 ± 178

Humán eredmények

A respirációs szállítás és a szubkután injektálás közötti összehasonlító eredményeket az 5. táblázatban mutatjuk be. A respirációs aeroszol szállítás gyorsabb abszorpciót (csúcs 20 percnél) eredményez, mint az injektálás (csúcs 60 percnél), és sokkal gyorsabb a glükóz válasz (völgy 60 percnél), mint az injektálásnál (a völgy 90 percnél). A reprodukálhatóság legalább oivan jo, ha nem jobb aeroszol esetében, mint injektálásnál az inzulin és a glükóz válaszokat véve figyelembe. Az injektálási dózisokat gondosan állítjuk be a testúlyhoz, az aeroszolos dózisokat nem. Az aeroszol inzulin biológiai aktivitása, a glükóz válaszra alapozva, az injektáláshoz viszonyítva 28-36 %-os. Az aeroszolos inzulin bioelérhetősége, az inzulin görbe alatti területre alapozva, az injektáláshoz viszonyítva 22,8 % a 3 szippantásos csoportok esetében.

5. táblázat

Szérum inzulin és glükóz eredmények emberek esetében

INZULIN *··· • *· ·* ^fc · · ··· · • · ·» ···<

alany #-ok	Dózis/ injekció vagy hólyag	Dózis az alanyban	Növekedés a szérum inzulinban pU/ml	A maximum ideje	Relatív bioelér- hetőség inzulin AUC-re alapozva
1-24
(SC injekció)	10,4 U	10,4 U	5.8-20,9	60 perc	100,0 %
7-24
(3 szippantás) 76,0 U	31,9 U	6,1-28,5	20 perc	22,8 %
GLÜKÓZ
Alany #-ok	Az átlag	mg/dl	A minimum	% SC	Relatív
	szérum	csökkenés	ideje		bioelérhe-
	glükóz				tőség a
	csökkenés				glükóz csők-
	mg/dl				kenésre ala-
					pozva

1-24 (SC injekció) 93,6-64,9 28,7 90 perc 100% 100%

7-24 (3 szippantás) 91,8-67,6 24,2 60 perc 84,3% 27,4% ‘ = szerkezet hatás = 42%

A humán kísérletek eredményen továbbá az 5A. és 5B. ábrákon mutatjuk be. Az 5A. az átlag szérum inzulint mutatja az idő függvényében a szubkután injekciózás esetében (o), inhalálás esetében (3 szippantás, fekete kör). Az átlag szérum glükóz • · • · · « • ···· · · ···· • · · · · · · · ·· ·· ·· · ··· szinteket hasonlóképpen ábrázoljuk az 5B. ábrán. Az inzulin csúcsokat és a glükóz völgyeket sorrendben a 6A. és 6B. ábrákon mutatjuk be, míg az alanyok közötti variabilitást a szérum inzulinban és a glükózban sorrendben a 7A. és 7B. ábrákon mutatjuk be.

Továbbá, a majmok felszínes légzése (ki- és belégzés) az aeroszolos kitettség ideje alatt nem az optimális belégzési módszert képviseli a mély tüdő lerakódáshoz. Viszonylag nagy a bioelérhetőség emberek esetében (5. táblázat), ahogy azt vártuk, amikor az optimális légzési technikát alkalmazzuk és az aeroszol adagot orális inhalálással veszik fe a nazális inhalálás helyett.

Bár az előzőekben leírt találmány az ábrák és a példák révén részletesebben került leírásra, az egyértelműség és érthetőség kedvéért egyértelmű kell legyen, hogy bizonyos változások és módosítások a csatolt igénypontok körén belül alkalmazhatók.

Claims (18)

1. Az inzulin egy dózisának aeroszolizálására szolgáló módszer, azzal jellemezve, hogy

- az inzulint egy száraz por formájában biztosítjuk;

- a száraz por egy mennyiséget egy gáz áramban diszpergáljuk egy aeroszol létrehozásához; és

- az aeroszolt egy olyan csatornába juttatjuk, mely olyan szájrésszel rendelkezik, ami ezután a beteg általi inhalálást lehetővé teszi.

2. Az 1. igénypont szerinti módszer, azzal jellemezve, hogy az inzulint alapjában véve penetrációs erősítőktől mentesse tesszük.

3. Az 1. igénypont szerinti módszer, azzal jellemezve, hogy az inzulin egy száraz por hordozó formájában van jelen, es súly koncentrációja 5 % és 99 % között mozog.

4. A 3. igénypont szerinti módszer, azzal jellemezve, hogy a por alakú hordozó egy szénhidrátot, szerves sót. ammosavat. peptidet vagy proteint tartalmaz.

5. Az 1. igénypont szerinti módszer, azzal jellemezve, hogy az inzulin száraz por átlagosan 10 pm méret alatti részecskéket tartalmaz.

6. Az 1. igénypont szerinti módszer, azzal jellemezve, hogy a száraz por olyan egyedülálló részecskéket tartalmaz, melyek az inzulint és a hordozó anyagot is magukba foglalják.

7. A 6. igénypont szerinti módszer, uzzal jellemezve, hogy az inzulin az egyedülálló részecskékben 5 % - 99 % (sülyszazalék) mennyiségben található.

• · · · • ···· ·· ···· • · · · · · · ·· · · ·· ··· ·* 1*

8. Egy stabil, száraz por alakú inzulin készítmény előállítására szolgáló módszer, azzal jellemezve, hogy:

- az inzulint egy vizes pufferben feloldjuk oldat létrehozása céljából; és

- az oldatot spray szárítjuk alapjaban véve átlagosan 10 pm alatti méretű amorf részecskék létrehozása céljából.

9. A 8. igénypont szerinti módszer, azzal jellemezve, hogy az inzulint a vizes pufferben egy gyógyszerészeti hordozóval együtt feloldjuk, majd az egyes részecskékben 5 % - 99 % súlyszázalékban jelen levő inzulint tartalmazó száraz port spray szárítással létrehozzuk.

10. A 9. igénypont szerinti módszer, azzal jellemezve, hogy a gyógyszerészeti hordozó egy olyan szénhidrát, szerves só, aminosav, peptid vagy protein, mely spray szárítással egy port hoz létre.

11. A 10. igénypont szerinti módszer, azzal jellemezve, hogy a szénhidrátot a mannitolt, a raffinózt, laktózt, malto dextrint és trehalózt magába foglaló csoportból szelektáljuk.

12. A 10. igénypont szerinti módszer, azzal jellemezve, hogy a szerves sót a nátrium citrátot, nátrium acetátot es nátrium aszkorbinsavas sót magába foglaló csoportból szelektáljuk.

13. Egy a pulmonáris szállításra szolgáló inzulin készítmény, azzal jellemezve, hogy olyan egyedülálló részecskéket foglal magába ahol az inzulin 5 % - 99 % (súlyszázalék) mennyiségben van a gyógyszerészeti hordozó anyagban és 10 pm mérettel rendelkezik.

14. A 13. igénypont szerinti inzulin készítmény, azzal jellemezve, hogy a készítmény a penetrációs erősítőktől alapiéban véve mentes.

• ·· · · · ··« • · · · · · a , hogy a trehalózt hogy a

15. A 13. igénypont szerinti inzulin készítmény, azzal jellemezve gyógyszerészeti hordozó a mannitolt, raffinózt, laktózt, malto dextrint és magába foglaló csoportból szelektált szénhidrátot tartalmaz.

16. A 13. igénypont szerinti inzulin készítmény, azzal jellemezve gyógyszerészeti hordozó anyag egy a nátrium citrátot, nátrium glükonátot és nátrium aszkorbinsav sóját magába foglaló csoportból szelektált szerves sót tartalmaz.

17. Egy inzulin készítmény, azzal jellemezve, hogy a 8. igénypont szerinti módszerrel előállítjuk.

18. Egy inzulin készítmény, azzal jellemezve, hogy alapjában véve 10 pm átlagos méret alatti nagyságú részecskéket tartalmazó száraz por alakú inzulint tartalmaz.