KR102474392B1 - 카르베딜롤 분산 시스템의 비경구 지속-방출 전달 - Google Patents

카르베딜롤 분산 시스템의 비경구 지속-방출 전달 Download PDF

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Abstract

IV 주입, 주사, 또는 피하 경로에 의한 카르베딜롤 비경구 서방성 시스템이 개시된다. 카르베딜롤 분산 시스템 예컨대 리포좀, 생분해성 극미립자 또는 나노입자, 및 폴리머성 극미립자 또는 나노입자의 제조가 본 발명에 제시되었다. 리포좀 내에 캡슐화된 카르베딜롤을 함유하는 조성물은 정맥내 투여 후에 유리 용액의 것보다 더 높은 생체이용률 및 더 낮은 제거율을 나타냈다. 완충 용액에서 이들 리포좀의 시험관내 방출은 48시간에 걸쳐 약물 연장 방출을 나타내며, 상응하여 생체내 동물 데이터는 리포좀 물질 내에 캡슐화된 카르베딜롤의 비경구 투여가 서방성 PK 프로파일을 가짐을 나타낸다.

Description

카르베딜롤 분산 시스템의 비경구 지속-방출 전달
우선권 주장
본원은 2017년 6월 13일자로 출원된 미국 실용신안 출원번호 15/621,844와 2016년 6월 13일자로 출원된 미국 특허 가출원 번호 62/349,390의 우선권을 주장하고, 이 둘 모두의 내용은 본 명세서에 참고로 완전하게 편입된다.
본 발명의 구현예는 고혈압, 심부전, 및 좌심실 기능이상이 있는 환자를 효율적으로 관리하기 위한 카르베딜롤의 비경구 투여를 위한 카르베딜롤 지속적 작용성(long-lasting) 분산 시스템의 사용에 관한 것이다.
고혈압 응급상황에서, 환자는 뇌, 신장, 또는 심혈관계에 대한 손상으로 이어질 수 있는 상승된 혈압을 겪는다. 이들 표적-기관에 대한 손상은 종종 치명적일 수 있는 심근 허혈, 고혈압 뇌병증, 뇌 부종, 신부전을 일으킨다. 신속한 발현을 위한 IV 주입에 대해 전형적으로 사용된 1차 약물은 니트로프루시드, 페놀도팜, 니카르디핀, 라베탈롤을 포함한다. 이들 약물은 환자에서 저혈압으로 이어질 수 있는 혈압을 낮추는 신속한 발현을 생성할 수 있다. 니트레이트, 예컨대 니트로프루시드는 일부 환자에서 시아나이드 독성을 생성할 수 있는 산화질소 및 시아나이드로 빠르게 분해된다.
카르베딜롤은 비-선택성에 대한 원인이 되는 2개의 활성 거울상 이성질체를 갖는 비-선택적 β 및 α 아드레날린 수용체 차단제이다. 1차 작용 기전은 심장의 수축성을 늦추는 근세포에 대한 β-차단제 수용체를 억제하는 것이고 따라서 심박수를 늦춘다. 또 다른 작용 기전은 혈관확장을 일으키는 α-수용체를 차단하는 것을 통한다. 현재, 카르베딜롤은 단지 매일 2회 즉시 방출 경구 정제 및 1일 1회 캡슐로 경구 조절 방출로만 이용가능하다. 시판되어 이용가능한 카르베딜롤의 비경구 투약 형태는 없다. 카르베딜롤의 경구 투여는 경구 투약 형태가 정상적으로 위장관에서의 흡수 과정에 기인하여 약물 개시에서 지연되고, 경구 투여에 의한 카르베딜롤은 광범위한 초회통과 대사를 가져 단지 25%-35%의 경구 생체이용률을 초래하기 때문에 급성 치료 조건하에서 환자에게 잠재적으로 문제를 나타낼 수 있었다; 게다가, 경구 투약 형태에서의 카르베딜롤과 관련된 부작용이 이들 의약을 복용하는 환자에서 빈번하게 보고되고 있다. 따라서 급성 심혈관 발생이 있는 입원 환자의 관리를 위해서는 생체 내에서 신속 개시와 여전히 서방성(sustained-release) 특성을 갖는 카르베딜롤의 비경구 제형이 바람직하다.
특허 출원 US2002/0169199 A1은 바로 사용할 수 있는 카르베딜롤 주사가능 용액을 개시하였지만, 그러나 카르베딜롤을 용해시키기 위해 사용된 유기 용매 및 용액 형태의 IV 주입으로 인해 더 높은 Cmax에 기인하여 더 높은 우발 사고율이 예상된다.
미국 특허 US8367112 B2는 용해 속도 및 생체이용률의 향상을 위해 카르베딜롤 입자의 표면에 흡수된 표면 안정화제에 의해 안정화된 카르베딜롤 나노입자 (2000 nm 미만의 직경을 가짐)를 개시하였다. 그러나, 비경구 경로에 의한 서방성에서의 그것의 적용은 개시되지 않았다.
본 발명의 구현예는 연장된 시험관내 또는 생체내 카르베딜롤 방출과 유리-카르베딜롤 용액보다 더 긴 생체내 체류 시간을 갖는, 비제한적으로 리포좀, 생분해성 마이크로/나노입자, 교질입자, 및 폴리머성 마이크로/나노입자, 등을 포함하는, 카르베딜롤의 비경구 약물 전달 시스템을 제형화하는 것에 대한 것이다.
본 발명의 일 구현예에서, 비-선택적 β-아드레날린 수용체 차단제, α-아드레날린 수용체 차단제, 또는 α-β 아드레날린 수용체 차단제를 포함하는, 서방성 비경구 약물 전달 조성물이 제공되고, 여기서 상기 아드레날린 수용체 차단제는 극미립자 또는 나노입자 내부에 캡슐화된다.
구현예의 일 양태에서, 제공된 조성물의 비-선택적 β-, α-, 또는 α-β 아드레날린 수용체 차단제는 카르베딜롤 또는 그것의 대사물이다.
구현예의 또 다른 양태에서, 제공된 조성물은 리포좀 제형이다.
구현예의 또 다른 양태에서, 제공된 조성물의 극미립자 또는 나노입자는 생분해성이다.
구현예의 또 다른 양태에서, 제공된 조성물의 극미립자 또는 나노입자는 폴리머성이다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, (i) 리포좀 제형은 0.001 내지 10% 퍼센트 (m/m) 카르베딜롤 또는 그것의 약물학적으로 허용가능한 염을 함유하고, (ii) 리포좀 제형은 직경이 0.02 미크론 내지 0.9 미크론의 크기 범위이고, 그리고 (iii) 리포좀 제형은 비경구로 투여된 유리-카르베딜롤 용액과 비교하여 생체내에서 카르베딜롤의 더 긴 체류 시간을 제공하는, 조성물이 제공된다.
구현예의 일 양태에서, 투약 전에 제공된 조성물의 리포좀 제형은 약 0.01 내지 90몰 퍼센트 인지질(들), 0.01 내지 70몰 퍼센트 콜레스테롤, 및 약 0.01 내지 90몰 퍼센트의 음으로 하전된 인지질을 포함한다.
청구항 5의 조성물에서, 리포좀 평균 직경의 Z-평균은 500nm 미만, 바람직하게는 300nm 미만, 더 바람직하게는 200nm 미만, 또는 한층 더 바람직하게는 100nm 미만이다.
구현예의 또 다른 양태에서, 제공된 조성물의 리포좀은 최소 2시간 동안 총 약물 중 80%의 시험관내 방출, 바람직하게는 최소 6시간 동안 총 약물 중 80%의 시험관내 방출을 나타낸다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, (i) 생분해성 제형은 0.001 내지 30.0 퍼센트 (m/m)의 카르베딜롤 또는 그것의 약물학적으로 허용가능한 염을 함유하고, (ii) 극미립자 또는 나노입자는 직경이 0.02 내지 20 미크론의 크기 범위이고, 그리고 (iii) 생분해성 제형은 비경구로 투여된 유리-카르베딜롤 용액과 비교하여 생체내에서 카르베딜롤의 더 긴 체류 시간을 제공하는, 조성물이 제공된다.
구현예의 일 양태에서, 제공된 조성물의 생분해성 제형은 약 0.001% 내지 30% m/m의 카르베딜롤 또는 그것의 약물학적으로 허용가능한 염을 포함하고, 그리고 극미립자 또는 나노입자 내 약물 투입은 0.1% 내지 90%, 바람직하게는 1% 내지 50%, 및 더 바람직하게는 10% 내지 30% (m/m)의 범위이다.
구현예의 또 다른 양태에서, 제공된 조성물의 극미립자 또는 나노입자의 평균 직경의 Z- 평균은 20 미크론 미만, 바람직하게는 1000nm 미만, 더 바람직하게는 500nm 미만, 더욱 더 바람직하게는 300nm 미만, 한층 더 바람직하게는 200nm 미만, 또는 매우 더 바람직하게는 100nm 미만이다.
구현예의 또 다른 양태에서, 제공된 조성물의 극미립자 또는 나노입자는 최소 2시간 동안 총 약물 중 80%의 시험관내 방출, 바람직하게는 최소 6시간 동안 총 약물 중 80%의 시험관내 방출을 나타낸다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, (i) 폴리머성 극미립자 또는 나노입자 현탁액은 0.001% 내지 50% (m/m) 카르베딜롤 또는 그것의 약물학적으로 허용가능한 염을 함유하고, (ii) 폴리머성 극미립자 또는 나노입자는 직경이 0.02 미크론 내지 50 미크론의 크기 범위이고, 그리고 (iii) 폴리머성 극미립자 또는 나노입자는 비경구로 투여된 유리-카르베딜롤 용액과 비교하여 생체내에서 카르베딜롤의 더 긴 체류 시간을 제공하는, 조성물이 제공된다.
구현예의 일 양태에서, 제공된 조성물의 극미립자 또는 나노입자는 0.001 내지 50% m/m의 카르베딜롤을 함유하고, 카르베딜롤 대 폴리머(들)의 중량비는 1:1 내지 1:100, 바람직하게는 1:20 내지 1:1000, 그리고 더 바람직하게는 1:10 내지 1:100이다.
구현예의 또 다른 양태에서, 제공된 조성물의 극미립자 또는 나노입자의 평균 직경의 Z- 평균은 50 미크론 미만, 바람직하게는 10 미크론 미만, 더 바람직하게는 1 미크론 미만, 더욱 더 바람직하게는 500nm 미만, 한층 더 바람직하게는 300nm 미만, 매우 더 바람직하게는 200nm 미만, 또는 한층 더 많이 바람직하게는 100nm 미만이다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 카르베딜롤의 서방성 비경구 약물 전달 시스템에서 사용하기 위한 약제학적 조성물이 제공되고, 여기서 투여되는 조성물은, 경증 내지 중증 울혈성 심장기능상실 (CHF), 좌심실 기능이상 (LVD)에 이은 심장마비가 없으면(otherwise) 안정한, 인간 또는 동물에서 경증 내지 중증 울혈성 심장기능상실 (CHF), 좌심실 기능이상 (LVD)에 이은 심장마비를 치료하기 위한 것이고, 경구 투약 형태를 삼킬 수 없는 또는 응급 및 집중 치료하에 있는 인간 또는 동물에 대해 고혈압을 치료하기 위한 것이다.
본 발명에 대한 목적 중 하나는 수동적인 투입(loading) 및 능동적인 투입 방법을 사용함에 의해 리포좀에 캡슐화된 카르베딜롤 (또는 그것의 약물학적으로 허용가능한 유사체, 유도체, 또는 염)을 함유하는 조성물을 제공하는 것이다. 본원에서 개시된 결과에 의해, 카르베딜롤은 이들 비경구 전달 시스템 안으로 효율적으로 캡슐화될 수 있음이 밝혀졌다. 동물 연구는 정맥내 투여로 제공된 유리-카르베딜롤 형태와 비교할 때 이들 제형은 주사가능 전달 시스템에 대해 효율적인 약물 투입(drug loading) 및 지속적인 약물 방출을 갖는다는 것을 나타냈다.
도 1은 능동적 투입 방법에 의해 제조된 카르베딜롤 리포좀 제형의 시험관내 용해 프로파일이다.
도 2는 실시예 8 및 9로부터 카르베딜롤 리포좀 제형의 냉동-해동 전과 후의 시험관내 용해 프로파일이다.
도 3은 단일 iv 투여 (세미-로그 스케일)에 따른 랫트에서 카르베딜롤의 평균 시간-혈장 농도 프로파일이다.
도 4는 상이한 유형의 폴리머의 plga 나노입자의 입자 크기 분포이다.
도 5는 실시예 14의 폴리머성 극미립자의 극미립자 크기 분포이다.
정의
극미립자는 1 미크론 및 1000 미크론의 크기 범위를 갖는 현미경적 입자이다.
나노입자는 <1 미크론 내지 1 나노미터의 크기 범위를 갖는 나노규모 입자이다.
리포좀
리포좀은 적어도 하나의 지질 이중층을 갖는 구형 소포로서, 극미립자 또는 나노입자의 범주에 속한다. 리포좀은 (예컨대 초음파처리에 의해) 생물학적 막을 파쇄함에 의해 제조될 수 있다. 리포좀은 인지질, 특히 포스파티딜콜린으로 구성되는 것이 가장 흔하지만, 지질 이중층 구조와 양립할 수 있는 한, 다른 지질, 예컨대 에그 포스파티딜에탄올아민을 또한 포함할 수 있다. 약물 및 다른 물질과의 지질 복합체가 또한 본 발명에서 리포좀으로 간주된다. 리포좀 디자인은 건강하지 못한 조직에 부착하기 위해 표면 리간드를 사용할 수 있다. 약물은 친수성 또는 소수성 영역 또는 둘 모두에서 리포좀에 함입될 수 있다. 주요 유형의 리포좀은 다중 라멜라 소포 (MLV, 몇 개의 라멜라 상 지질 이중층을 가짐), 작은 단일 라멜라 리포좀 소포 (SUV, 하나의 지질 이중층을 가짐), 큰 단일 라멜라 소포 (LUV), 및 코클레에이트 소포이다. 덜 바람직한 형태는 하나의 소포가 하나 이상의 더 작은 소포를 함유하는 다중 소포 리포좀이다.
리포좀은 IV 및 주사로 투여될 수 있는 콜로이드성 나노캐리어이다. 리포좀은 탁월한 물리적 안정성, 조절 방출, 친수성 및 소수성 약물의 캡슐화, 큰 표면적 및 부위 특이적 표적화를 갖는 그것의 유리한 특성에 기인하여 안전하게 치료제를 전달하는데 큰 가능성을 갖는다. 독소루비신의 리포좀 제형은 그것의 대안적인 제형과 비교할 때 암 환자에 대한 더 높은 안전성을 이미 보유하고 있다.
리포좀 제조
A. 비-선택적 아드레날린 수용체 차단제
아드레날린 수용체 차단제는 적어도 β- 아드레날린 수용체 차단제, α-아드레날린 수용체 차단제, 또는 α-β 아드레날린 수용체 차단제로 분류될 수 있다. 이들 중에서 약물이 환자의 심장에 대한 작업부하를 감소시키고 환자의 혈관을 개방하여, 심장이 보다 느리게 그리고 보다 작은 힘으로 박동하도록 하는 β-아드레날린 수용체 차단제가 있다. β-아드레날린 수용체 차단제는 아세부토톨롤 (Sectral), 아테놀롤 (Tenormin) 및 기타를 포함한다. 경구로 투여되는 β-아드레날린 수용체는 하기를 포함한다: 아세부톨롤 (Sectral), 아테놀롤 (Tenormin), 비소프롤롤 (Zebeta), 메토프롤롤 (Lopressor, Toprol-XL), 나돌롤 (Corgard), 네비볼롤 (Bystolic), 프로프라놀롤 (Inderal LA, InnoPran XL).
α-아드레날린 수용체 차단제는 혈관에 대한 신경 충격을 감소시켜 혈관을 좁게하는 천연 화학물질의 효과를 감소시키는 약물이다. α-아드레날린 수용체 차단제는 독사조신 (Cardura), 프라조신 (Minipress) 및 기타를 포함한다.
α-β 아드레날린 수용체 차단제는 혈관에 대한 신경 충격을 감소시키는 것 외에도 심장박동을 늦추어 혈관을 통해 펌핑되어야만 하는 혈액의 양을 감소시키는 약물이다. α-β 아드레날린 수용체 차단제는 카르베딜롤 (Coreg) 및 라베탈롤 (Trandate)을 포함한다.
카르베딜롤
본 발명의 조성물 중 하나를 제조하는데 사용된 약물인, 카르베딜롤 (±)-[3-(9H-카바졸-4-일옥시)-2-하이드록시프로필][2-(2-에톡시페녹시)에틸] 아민은 7.8의 pKa를 갖는 2개의 활성 거울상 이성질체를 갖는 비-선택적 β- 및 a- 아드레날린 수용체 차단제이다. 카르베딜롤은 빈약한 수용해도를 가지고 상당한 초회통과 대사를 겪는다. 대안적인 투여 경로는 최적의 치료 효과를 위한 약물 전달 시스템을 개발하는 주요 원동력이었다.
카르베딜롤은 3가지 활성 대사물을 갖는다. 카르베딜롤과 비교하여, 이들 대사물은 모 화합물의 혈관확장 효과의 1/10만을 나타낸다. 그러나, 4'하이드록시페닐 대사물은 모 화합물보다 β-봉쇄에서 약 13-배 더 강력하다. 대사물인 데스메틸카르베딜롤은 β-아드레날린 수용체 길항제로서 카르베딜롤보다 대략 2.5배 더 강력하고, 4-하이드록시페닐-카르베딜롤은 대략 13배 더 강력하고, 그리고 5-하이드록시페닐-카르베딜롤은 카르베딜롤 자체보다 대략 2분의 1 만큼 강력하다 Hoffman (2001), Tenero et al (2000).
리포좀은 IV 및 주사로 투여될 수 있는 콜로이드성 나노캐리어이다. 리포좀은 탁월한 물리적 안정성, 조절 방출, 친수성 및 소수성 약물의 캡슐화, 큰 표면적 및 부위 특이적 표적화를 갖는 그것의 유리한 특성에 기인하여 안전하게 치료제를 전달하는데 큰 가능성을 갖는다. 독소루비신의 리포좀 제형은 그것의 대안적인 제형과 비교할 때 암 환자에 대해 더 높은 안전성을 이미 보유하고 있다. 카르베딜롤은 경도로 염기성인 소수성 약물이고, 따라서 비경구로 전달하는 것을 어렵게 한다. 이것은 최적의 제형화된 약물 전달 시스템을 필요로 한다. 리포좀은 그것의 나노-크기에 기인하여 주사가능 투약 형태로 쉽게 사용될 수 있다. 또한, 리포좀은 약물의 서방성을 가질 수 있다. 그들은 생리적으로 잘 허용되는 생분해성 인지질로 구성되어 있다.
리포좀 물질에 대한 카르베딜롤 비 (g/g)는 9.9:0.1 내지 0.01:10, 바람직하게는 1:1 내지 0.1:10, 더 바람직하게는 1:2 내지 0.1:10, 더욱 더 바람직하게는 0.1:3 내지 0.1:10, 그리고 한층 더 바람직하게는 1:4 내지 0.1:10의 범위일 수 있다.
B. 지질 성분
리포좀은 일반적으로 중성 및 음성 인지질, 예컨대 각각 포스파티딜콜린 (PC) 및 포스파티딜글리세롤 (PG), 및 스테롤 예컨대 콜레스테롤을 포함하는 표준 소포-형성 지질로부터 제조된다. 지질의 선택은 (a) 시험관내 및 생체내에서의 약물-방출 속도, (b) 약물 캡슐화 효율 및 (c) 리포좀 독성에 대한 고려사항들에 의해 유도된다. 아래의 연구에서, 스테롤, 예컨대 콜레스테롤 없이 또는 이와 조합한 중성 및 음성 인지질이 이들 4가지 주요 인자에 미치는 영향을 결정하기 위해 탐구되었다는 것이 나타날 것이다. 음으로 하전된 인지질의 첨가로, 리포좀으로부터의 생체내 카르베딜롤 방출은 단지 중성 인지질만 갖는 리포좀보다 더 높았다. 시험관내 방출로부터, 리포좀이 단지 인지질만 함유하고 콜레스테롤은 함유하지 않을 때 리포좀으로부터의 카르베딜롤 방출이 더 느려졌음을 알 수 있었다.
인지질의 몰 퍼센트 범위는 0.01% 내지 100%, 바람직하게는 10 내지 90%, 더 바람직하게는 20 내지 80%, 더욱 더 바람직하게는 30 내지 70%, 그리고 한층 더 바람직하게는 40 내지 60%일 수 있다. 콜레스테롤의 몰 백분율은 00.0% 내지 100%, 바람직하게는 10 내지 90%, 더 바람직하게는 20 내지 80%, 더욱 바람직하게는 30 내지 70%, 그리고 더욱 더 바람직하게는 40 내지 60%의 범위일 수 있다. 약물 포획 효율 및 약물 유지는 리포좀이 50 내지 55 몰 퍼센트 인지질로, 중성 및/또는 음성 인지질, 및 40 내지 45 몰 퍼센트 콜레스테롤을 함유할 때 양호하였다. 이들 지질 성분으로는, 생체내 독성이 관측되지 않았다.
C. 리포좀 제조
일 구현예에서, 카르베딜롤 및 소포-형성 지질을 유기 용매인 에탄올에 용해시키고, 이것을 수성 매질 안으로 주입하였다. 다중 라멜라 소포를 가공하여 약 0.2 미크론의 단일 라멜라 소포를 형성시켰다. 생산된 소포는 0.01 내지 10mg/mL, 그리고 바람직하게는 약 0.1 내지 lmg/mL의 농도 범위로 카르베딜롤을 함유했다. 건조된 지질 또는 지질/카르베딜롤을 재구성하는데 사용된 수성 매질은 생리적으로 양립가능한 염수 또는 완충 용액이다.
일 구현예에서, 본 명세서에서 제시된 리포좀을 제조하기 위해 박막 수화 방법, 능동적 투입 방법 및 수동적 투입 방법이 사용되었다. 하나의 방법에서, 카르베딜롤이 있거나 없는 소포-형성 지질을 유기 용매에 용해시키고 건조시켜 박막을 형성하였다. 그런 다음 상기 막을 수성 매질에서 재구성하여 리포좀을 형성한다. 일 구현예에서, 소포-형성 지질을 유기 용매에 용해시키고 그 다음 용매를 제거하여 지질막을 형성한다. 상기 막을 수성 매질에서 재구성하여 다중 라멜라 소포를 형성한 다음 압출에 의하거나 또는 고압 균질화에 의하여 가공한다. 단일 라멜라 소포ㅇ는 그 다음 카르베딜롤로 적하된다. 이것은 약 0.01 내지 10mg/mL, 바람직하게는 0.1 내지 1mg/mL, 그리고 가장 바람직하게는 약 0.3 내지 0.5mg/mL의 카르베딜롤 농도를 갖는 소포를 생성한다.
D. 리포좀 크기 부여
리포좀 현탁액은 약 1 미크론 미만, 그리고 바람직하게는 약 0.02 내지 0.6 미크론, 및 가장 바람직하게는 0.05 내지 0.2 미크론의 크기 범위인 소포의 선택적인 크기 분포를 달성하도록 크기가 부여될 수 있다. 상기 크기 부여는 보다 큰 리포좀을 압출하고 정의된 크기 범위를 생성하기 위해 수행된다. 리포좀의 크기와 크기 불균질성을 줄이기 위한 다수의 이용 가능한 방법이 있다. 실시예 1 및 2에 나타낸 바와 같은 미니-압출기를 사용함으로써, 수득한 단일 라멜라 소포는 크기가 0.1 미크론 미만이다. 작은 기공의 폴리카보네이트 막을 통한 리포좀의 압출 공정은 약 0.1 내지 1 미크론의 리포좀 크기 범위를 달성할 수 있다. 소포의 크기 부여를 위해 사용될 수 있는 폴리카보네이트 막에 이용가능한 다수의 작은-기공 크기가 있다. 균질화, 초음파처리, 또는 마이크로유동화는 다중 라멜라 소포를 작은 단일 라멜라 소포로 크기 부여하는 다른 방법이다. 일 구현예에서, 다중 라멜라 소포는 전형적으로 0.1 내지 0.5 미크론의 범위인 선택된 리포좀 크기가 관측될 때까지 다중 주기로 표준 에멀젼 균질기를 통하여 순환된다.
E. 유리 약물 제거 (free drug removal)
현탁액의 총 수성 상에 존재하는 약물인 유리 약물은 리포좀-캡슐화된 약물 대 유리 약물의 비를 증가시키기 위해 제거될 수 있다. 실시예 2에 기재된 제조 조건하에서, 예를 들어, 염수에서 투석에 의해 유리 카르베딜롤의 제거 후, 리포좀은 총 현탁액에서 약 85% 내지 86%의 카르베딜롤을 함입했다.
생분해성 마이크로/나노입자
생분해성 마이크로/나노입자는 약물 및 생분해성 폴리머(들)을 포함하는 미크론 내지 나노-크기의 입자로, 여기서 상기 약물은 생-분해성 폴리머(들)의 매트릭스에 분산되어 있다. 본 발명의 입자의 평균 직경 Z-평균은 100 미크론 내지 100nm 이하, 바람직하게는 50 미크론 내지 10 미크론, 더 바람직하게는 10 내지 2 미크론, 더욱 더 바람직하게는 2 미크론 내지 500nm, 한층 바람직하게는 500 내지 100nm, 그리고 가장 바람직하게는 100nm 이하의 범위이다. 생분해성 폴리머는 그것의 의도된 목적 후에 분해되어 인체 내에 천연 부산물 예컨대 가스 (CO2, N2), 물, 바이오매스, 및 무기 염이 되는 특정 유형의 폴리머이다. 분자량은 500 내지 >100,000 달톤의 범위일 수 있다. 이들 폴리머는 자연적으로 및 합성적으로 제조된 것이 둘 다 발견되고, 주로 에스테르, 아미드, 및 에테르 작용기로 구성된다. 그것의 특성 및 분해 기전은 정확한 구조에 의해 결정된다. 이들 폴리머는 종종 축합 반응, 개환 중합 및 금속 촉매에 의해 합성된다.
생분해성 폴리머는 비제한적으로 하기를 포함한다: 감자 또는 목재에서 발견되는 전분과 같은 다당류 및 단백질, 예컨대 동물 기반 유장 또는 식물 유래된 글루텐을 포함한 애그로(agro)-폴리머. 당류의 헤미아세탈을 취하고 물의 손실을 통해 알코올에 이것을 결합시키는 글리코시드 결합으로 구성된 다당류. 단백질은 다양한 작용기를 함유하는 아미노산으로부터 제조된다. 이들 아미노산은 축합 반응을 통하여 다시 합쳐져 아미드 작용기로 구성된 펩타이드 결합을 형성한다. 바이오폴리에스테르의 예는 폴리하이드록시부티레이트 및 폴리락트산을 포함한다. 폴리에스테르는 합성 생분해성 폴리머에 대한 연구와 산업적 관심 둘 모두를 차지하지만, 다른 부류의 폴리머도 또한 관심 대상이다. 폴리무수물은 이들이 단지 표면으로부터 분해되고 그래서 일정한 속도로 이들이 운반하는 약물을 방출할 수 있기 때문에 약물 전달에서 활성 연구 영역이다. 폴리무수물은 축합, 탈염화 수소화 작용, 탈수 커플링, 및 ROP를 비롯한 다른 폴리머의 합성에도 또한 사용되는 여러 가지의 방법을 통해 제조될 수 있다. 폴리우레탄 및 폴리(에스테르 아미드)는 생체적합물질로 사용된다. 폴리우레탄은 초기에는 그것의 생체적합성, 내구성, 탄력성 때문에 사용되었지만 더욱 최근에는 그것의 생분해성에 대해 조사되고 있다. 폴리우레탄은 전형적으로 디이소시아네이트, 디올, 및 폴리머 사슬 연장제를 사용하여 합성된다.
바람직한 생분해성 폴리머는 폴리에스테르 폴리머, 특히 폴리 (락틱-코-글라이콜산) (PLGA) 및 폴리 락트산 (PLA) 및 그것의 유도체이다. 폴리 (락틱-코-글라이콜산) (PLGA)은 생분해성 생체적합성 폴리머의 지방족 폴리에스테르 계열의 구성원이다. PLGA는 폴리 락트산 (PLA)과 폴리 글라이콜산 (PGA)의 코폴리머이다. 폴리 락트산은 D 또는 L 형태로 전형적으로 기술되는 비대칭 α-탄소를 함유한다. PLGA는 일반적으로 폴리 D,L-락틱-코-글라이콜산에 대한 머리글자이고 여기서 D- 및 L- 락트산 형태는 동등 비로 있다. PLGA는 체내에서 가수분해되어 원래의 모노머인, 락트산과 글라이콜산을 생성한다 (하기 구조 참조). 이들 2개의 모노머는 정상적인 생리적 상태하에서 체내에서 다양한 대사성 경로의 부산물이다.
PLGA는 인간에게 사용하기 위해 FDA로부터 그것이 승인된 이래로 약물 전달 적용에서 많은 사람들이 공유하는 선택이었다. 특히, PLGA는 상업적 사용 및 연구에서 소분자 약물, 단백질 및 기타 거대분자의 제어된 전달을 위한 장치의 개발을 위해 광범위하게 연구되어왔다. 추가로, 관련된 파라미터 예컨대 폴리머 분자량, 락타이드 대 글라이콜라이드의 비, 계면활성제, 표면 특성 및 약물 농도를 제어함에 의해 폴리머-약물 매트릭스의 물리적 특성을 변형시켜 원하는 약물 방출 프로파일을 달성하는 것이 가능하다. 또한, PLGA 캡슐화된 약물의 순환 시간을 추가로 높이고 그것의 생체이용률을 향상시키기 위해, 폴리 에틸렌 글리콜 (PEG)과 PL(G)A의 다양한 유형의 블록 코폴리머가 개발되었다. 디블록 (PLGA-PEG) 유형에서, PEG 사슬은 그 자체로 외부 수성 상으로 향하게 되고, 따라서 캡슐화된 종을 둘러싼다. 이 PEG 코로나는 장벽 역할을 하며 입체 및 수화된 반발력으로 외부 분자와의 상호 작용을 감소시켜 개선된 저장 안정성을 제공한다.
소수성 및 친수성 약물은 에멀젼화-확산, 용매 에멀젼-증발, 계면 침착 및 나노침전 방법을 통해 PLGA 입자에 캡슐화될 수 있다. 구체적으로, 오일-물 (단일) 에멀젼 방법은 소수성 화합물을 캡슐화하는데 매우 일반적이다. 간단히 말해서, 약물은 유기상에서 폴리머와 용해되어, 그런 다음 계면활성제와 혼합된 수성 상으로 유화되어 시스템을 안정화시킨다. 다양한 유화제 예컨대 폴리 (비닐 알코올), 폴록사머, 비타민-E TPGS, 등이 시험되었다. 고강도 초음파처리 파열은 작은 폴리머-약물 액적의 형성을 용이하게 한다. 수득한 에멀젼을 그 다음 보다 큰 수성 상에 첨가하고 몇 시간 동안 교반하여, 용매가 증발되게 한다. 그 다음 건조된 나노입자를 세정하고 원심분리를 통해 수집한다. PLGA는 수성 환경에서 가수분해를 통해 느리게 분해되어 캡슐화된 제제의 조절 방출을 조절한다.
Figure 112019000183499-pct00001
PLGA 및 그것의 가수분해 생성물의 화학 구조
폴리머성 마이크로/나노입자
폴리머성 마이크로/나노입자는 폴리머(들) 및/또는 다른 물질의 층으로 코팅된 미크론 내지 나노 크기의 약물 입자를 지칭한다. 폴리머는 많은 반복된 하위단위로 구성된 대분자 또는 거대분자이다. 분자량은 500 내지 >100,000 달톤의 범위일 수 있다. 생분해성 마이크로/나노입자 부문에서 정의된 생분해성 폴리머는 본 발명에서 사용하기에 바람직하다. 본 발명의 폴리머 입자의 평균 직경인 Z-평균은 100 미크론 내지 100 nm 이하, 바람직하게는 50 미크론 내지 10 미크론, 더 바람직하게는 10 미크론 내지 2 미크론, 더욱 더 바람직하게는 2 미크론 내지 500 nm, 한층 더 바람직하게는 500 nm 내지 100 nm, 그리고 가장 바람직하게는 100 nm 이하의 범위이다.
약물이 폴리머성 물질에 의해 코팅된 생분해가능한 폴리머성 나노입자는 매우 효율적인 약물 전달 시스템인 것으로 간주된다. 폴리머 캡슐화된 약물의 유리가 총 표면적 또는 입자 크기 또는 코팅 물질에 의해 조심스럽게 제어될 수 있다는 것; 그리고 표적 부위에서 약물 농도는 치료적 윈도우 내에서 유지된다는 것이 강조되어야 한다. 생분해성 폴리머는 제어된- 및 지속된-방출 약물 전달 시스템뿐만 아니라 치료적 디바이스의 개발을 위한 이상적인 생체 적합물질로 간주된다. 본 발명은 제형 주입성 및 안정성을 향상시키기 위해 사용될 수 있는, 주사가능한 폴리머성 조성물에 관한 것이다. 본 나노-제형의 현저한 특징은 증진된 치료 효능과 지속적인 약물 방출을 목표로 하고 있다. 본 발명의 그 이상의 특징은 감소된 독성 및 향상된 환자 순응도이다. 매일 2회 즉시 방출 정제 및 1일 1회 조절 방출 캡슐인 상업적으로 입수가능한 카르베딜롤과 비교할 때, 비경구 경로, 예컨대 SC, IM, IV 또는 볼러스 주사에 의한 나노/극미립자-제형은 서방성 투약 형태를 사용함에 의해 경구 경로를 1일 1회 투약, 1주 1회, 1월 1회 또는 2-6개월에 1회 투약을 갖는 비경구 경로로 잠재적으로 전환시킬 수 있고, 이는 환자 순응도를 향상시키고 부작용 및 독성을 감소시킬 가능성을 보여준다.
폴리머성 마이크로/나노입자 제형에서 약물 농도는 0.01 내지 500 mg/ml, 바람직하게는 0.1 내지 300 mg/mL, 더 바람직하게는 1 내지 100 mg/ml, 그리고 가장 바람직하게는 1 내지 50 mg/ml의 범위이다.
하기 비-제한적인 실시예는 본 발명을 추가로 설명하기 위해 제공된다.
실시예 1 (리포좀-수동적 투입-)
물질
카르베딜롤은 Kinfon Pharma (중국 상하이 소재)로부터 수득하였고, 에그 PC (L-α-포스파티딜콜린)는 Lipoid (뉴저지 주 뉴어크 소재)로부터 수득하였고, 콜레스테롤은 Avanti Lipids (앨라배마 주 버밍햄 소재)로부터 수득하였고, DMPC (l,2-디미리스토일-sn-글리세로-3-포스포콜린), DMPG (l,2-디미리스토일-sn-글리세로-3-포스포-(l'-rac-글리세롤) 및 DSPE (l,2-디스테아로일-sn-글리세로-3-포스포에탄올아민-N-[아미노 (폴리에틸렌 글리콜)-2000] (암모늄 염)은 NOF America (뉴욕 주 화이트 플레인스 소재)로부터 수득하였다. 인지질은 쉽게 이용가능하기 때문에 이들 실험에서 사용했음을 유의해야 한다. 유사한 조성물을 초래할 수 있는 다른 화학물질도 또한 사용될 수 있다. 리포좀 카르베딜롤의 1차 입자 크기는 비경구 투여를 위해 약 100 nm이었다.
제조 절차
카르베딜롤을 메탄올에 먼저 용해시키고 그 다음 지질과 약물을 클로로포름에 용해시켜 리포좀 카르베딜롤을 합성하였다. 인지질 DMPC, DMPG, DSPE는 (85:10:5)의 몰비로 사용하였다. 간략하게, 약물이 있거나 없는 지질을 4 ml의 클로로포름에 용해시켰다. 그 후, 용매 증발을 20분 동안 둥근 바닥 시험관에서 실온에서 질소 가스 유출 하에 수행하였다. 후속적으로, 밤새 완전한 용매 증발을 위해 진공 데시케이터에 보관된 둥근 바닥 시험관의 바닥에 박막을 형성시켰다. 그 다음 카르베딜롤이 있거나 없는 각각의 박막 제형을 pH 7.4 및 37℃에서 PBS에 재현탁시켰다. 이것은 5분 동안 와동되고 37℃에서 30분 동안 재수화되었다. 이 단계까지 생성된 리포좀은 큰 단일 라멜라 소포 (LUV) 및 다중 라멜라 소포 (MLV)이다. 후속적으로, 큰 리포좀 카르베딜롤 및 비어있는 리포좀을 Avestin, Inc. (캐나다, 온타리오 주 오타와 소재)의 EmulsiFlex- C5 고압 균질기를 사용하여 200nm 및 lOOnm 폴리카보네이트 막을 통하여 서서히 압출시켰다. 마지막으로, 리포좀 카르베딜롤을 멸균을 위해 0.22㎛ 주사기 필터를 통해 통과시켰다.
실시예 2 (리포좀-수동적 투입)
또 다른 지질 제형에서, 지질은 제형의 10% 에탄올에 용해시켰다. 지질 몰 농도는 DMPC:콜레스테롤:DSPE (Fl)에 대해 50:45:5 및 EPC:콜레스테롤 (F2)에 대해 55:45였다. 간략하게는 지질 에탄올 용액을 60℃로 가열하였다. 그런 다음, 에탄올 용액을 염수 (0.9% NaCl) 수성 매질에 주입하였다. 또한, 이들 리포좀 제형을 고압 균질기를 사용하여 10 사이클을 통해 12,000 PSI에서 고전단을 수행하였다. 리포좀 제형을 멸균을 위해 0.22㎛ PTFE 필터를 통해 여과하였다. 수동적 투입 기술에서 리포좀은 캡슐화되지 않은 카르베딜롤로부터 추가로 분리되어야 한다. 리포좀 제형을 0.9% 염수에서 투석하였다. 공정 전에 형성된 리포좀 제형은 약 1㎛의 큰 크기를 나타내지만, 사전 선택된 막으로 압출한 후에 크기가 감소된다. 리포좀 1은 동일한 크기와 좁은 다분산도 지수를 나타내어 인지질의 2개의 상이한 제형을 가진 리포좀 카르베딜롤의 균질한 분산을 나타낸다 (표 1). 최종 평균 리포좀 카르베딜롤 크기는 대략 75-150 nm 범위에서 관측된다.
약물 투입 (DL) 수용력 및 캡슐화 효율 (EE)은 Amicon® Ultra 50K 막을 사용하여 비-회합된 카르베딜롤을 함유한 수성 상으로부터 리포좀을 분리함으로써 결정하였다. 상청액 내 유리 카르베딜롤의 양을 분석하였다. 약물 투입/검정은 역상 고성능 액체 크로마토그래피 (RP-HPLC)로 분석하였고 자외선 (UV) 흡광도로 검출하였다. 카르베딜롤 캡슐화 효율은 아래와 같이 계산하였다:
Figure 112019000183499-pct00002
제형 입자 크기(nm) PDI DL(mg/ml) EE%
F1 177.1 0.193 0.407 88.2
F2 143 0.117 0.874 83.4
양 제형은 약 80-90%의 포획 효율을 가지며 수득된 약물 투입은 0.4-0.8 mg/ml이었다.
본 명세서에 기재된 리포좀은 또한 그것의 계열과 다른 지질을 포함할 수 있거나 이들에 의해 제조될 수 있다. 따라서, 지방산 디-에스테르, 포스파티딜콜린, 포스파티딜글리세롤, 포스파티드산, 포스파티딜에탄올아민, 포스파티딜세린, 및 스핑고미엘린의 자연 발생 및 반합성 인지질이 사용될 수 있다. 사용되기에 바람직한 유사한 지질의 예는 디미리스토일-포스파티딜콜린 (DMPC), 디팔미토일-포스파티딜콜린 (DPPC), 디스테아로일-포스파티딜콜린 (DSPC), l-팔미토일-2-미리스토일-포스파티딜콜린 (MPPC), 디아라키도일포스파티딜글리세롤 (DAPG) 및 그것의 알칼리 금속 염, 디미리스토일포스파티딜글리세롤 (DMPG) 및 그것의 알칼리 금속 염, 디팔미토일포스파티딜글리세롤 (DPPG) 및 그것의 알칼리 금속 염, 디스트레아로일포스파티딜글리세롤 (DSPG), 디팔미토일포스파티드산 (DPPA), 디팔미토일포스파티딜에탄올아민 (DPPE), 디스테아로일포스파티딜에탄올아민 (DSPE)이다. 이것은 또한 변형된 인지질을 포함하고 반면에 친수성 헤드 기는 또 다른 친수성 기인, 폴리에틸렌 글리콜 (PEG), 예컨대 에탄올아민 헤드 기가 300 내지 5000 달톤 사이 분자량의 다양한 길이의 PEG 모이어티에 부착된 DSPE-PEG에 부착된다.
실시예 3 (리포좀-능동적 투입)
카르베딜롤을 내부에 적하하기 위해 사용된 또 다른 방법은 리포좀 이중층을 가로 질러 pH 구배를 생성하는 것이었다. 먼저, 지질을 클로로포름 용매에 용해시키고 클로로포름 용매를 증발시켰다. 박막을 120mM 황산암모늄 완충액에 재수화하였다. 완충액은 내부 수성 화학적 조건을 확립하는데 이용된다. 대체 가열 및 와동에 이어서 미니-압출기를 사용한 압출로 단일 라멜라 리포좀 소포를 생산하였다. 비어있는 리포좀을 외부 완충액 염수에서 투석하여 pH 구배를 형성하였다. 카르베딜롤을 0.1N NaOH에 용해시키고 외부 매질에 첨가하고 이어서 60℃에서 1시간 동안 인큐베이션하였다.
실시예 4 (능동적 투입 리포좀 제형에 대한 유리 약물 결정)
75.0 mg의 DMPC, 31.3 mg의 콜레스테롤 및 28.4 mg의 DSPE를 함유하는 소포-형성 지질의 에탄올 용액을 60℃ 수조에서 제조하였다. 상기 지질 용액을 pH 3.6, 0.1M 시트레이트 완충액에 주입하였다. 상기 지질 용액의 최종 용적은 10 mL였다. 다중 라멜라 소포 (MLV) 분산물을 12,000 PSI에서 고압 균질기를 사용하여 10 사이클 가공하였다. 일단 리포좀이 단일 라멜라가 되면, 리포좀을 100 RPM으로 대기 조건에서 1시간 동안 0.9% w/v 염수 용액에서 투석하였다. 투석을 위해, 분자량 15,000의 컷오프를 갖는 Spectra/Por® 6 막을 이용하였다. 37℃로 가열한 동일한 염수 용액에 10.3 mg의 카르베딜롤을 용해시키고 카르베딜롤 용액에서 또 다른 1 시간 동안 리포좀을 투석시켰다. 그런 다음, 리포좀을 신선한 0.9% w/v 염수 용액에서 24시간 동안 투석하여 임의의 캡슐화되지 않은 유리 카르베딜롤을 제거하였다. 리포좀을 함유하는 카르베딜롤은 하기 특징을 가졌다:
(a) 리포좀 내 총 카르베딜롤은 0.0054 mg/mL였다;
(b) 유리 카르베딜롤을 제거한 후, 총 카르베딜롤은 0.053 mg/mL였다.
실시예 5 (리포좀-능동적 투입 방법)
85.5 mg의 EPC, 35.4 mg의 콜레스테롤을 함유하는 소포-형성 지질의 에탄올 용액을 60℃ 수조에서 제조하였다. 상기 지질 용액을 pH 3.6, 0.1M 시트레이트 완충액에 주입하였다. 상기 지질 용액의 최종 용적은 10 mL였다. 다중 라멜라 소포 (MLV) 분산물을 10,000 PSI에서 고압 균질기를 사용하여 10 사이클 가공하였다. 일단 리포좀이 단일 라멜라가 되면, 상기 리포좀을 350 RPM으로 대기 조건에서 4시간 동안 25 mM HEPES 염수 용액에서 투석하였다. 투석을 위해, 분자량 15,000의 컷오프를 갖는 Spectra/Por® 6 막을 이용하였다. 동일한 HEPES 염수 용액에 60.1 mg의 카르베딜롤을 용해시키고 카르베딜롤 용액에서 상기 리포좀을 투석시켰다. 투석에 이어서, 상기 리포좀 제형을 0.22 ㎛ PTFE 필터를 통해 여과하였다. 시험관내에서 리포좀 제형의 용해를 수행하였다. 2 mL의 리포좀 현탁액을 분자량 15,000의 컷오프를 갖는 Spectra/Por® 6 막에 넣었다. 막을 함유하는 리포좀을 0.05% w/v 트윈 80을 함유하는 200 mL의 pH 6.5 0.05M 인산나트륨 용액에 넣었다. 상기 용해 매질을 100 RPM의 일정한 교반하에서 37℃로 유지하였다. 샘플을 0.25, 0.5, 0.75, 1, 2, 3, 4, 5, 24 및 48시간에 회수하였다. 용해 결과를 도 1에 나타내었다. 리포좀은 48-시간 기간에 걸쳐 카르베딜롤 방출을 나타내며, 48시간에 80% 초과의 카르베딜롤 방출에 도달한다. 기재된 리포좀을 함유한 카르베딜롤은 하기 특징을 가졌다:
(a) 리포좀 내 총 카르베딜롤은 여과 전 0.48 mg/mL였다;
(b) 여과 후, 총 카르베딜롤은 0.47 mg mL였다;
(c) 크기 분포는 0.05 내지 0.3 미크론 사이였다.
실시예 6 (제형 1에 대한 동결 해동)
75.4 mg DMPC, 31.4 mg 콜레스테롤, 28.6 mg DSPE 및 10.4 mg의 카르베딜롤을 함유하는 소포-형성 지질의 에탄올 용액을 60℃ 수조에서 제조하였다. 지질 용액을 실온에서 0.9% w/v 염수 용액에 주입하였다. 최종 MLV는 총 10 mL 용적에 1 mg/mL로 카르베딜롤을 함유했다. MLV 분산물을 12,000 PSI에서 고압 균질기를 사용하여 10 사이클 추가로 가공하였다. 지정된 크기를 갖는 리포좀을 0.22 ㎛ 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 필터를 통해 여과하여 멸균하였다. 멸균된 리포좀을 4℃ 및 -20℃에서 유리 바이알에 저장하였다. 리포좀을 함유한 카르베딜롤은 하기 특징을 가졌다:
(a) 리포좀 내 총 카르베딜롤은 약물의 초기 양의 54% 초과였다;
(b) 그 크기 분포는 0.04 내지 0.9 미크론 사이였다 (동적 레이저 광 산란 기술에 의해 결정됨);
(c) -20℃에서 저장 3일 후 해동된 리포좀 내 총 카르베딜롤은 약물의 초기 양의 56% 초과였다;
(d) 해동된 리포좀 크기 분포는 0.09 내지 0.5 미크론 사이였다.
실시예 7 (제형 2에 대한 동결 해동)
86.6 mg EPC 및 35.5 mg 콜레스테롤 및 10 mg의 카르베딜롤을 함유하는 소포-형성 지질의 에탄올 용액을 60℃ 수조에서 제조하였다. 상기 지질 용액을 실온에서 0.9% w/v 수성 염수 용액에 주입하였다. 최종 다중 라멜라 소포 (MLV)는 총 10 mL 용적에 1 mg/mL로 카르베딜롤을 함유했다. MLV 분산물을 12,000 PSI에서 고압 균질기를 사용하여 10 사이클 추가로 가공하였다. 지정된 크기를 갖는 리포좀을 0.22 ㎛ 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 필터를 통해 여과하여 멸균하였다. 멸균된 리포좀을 4℃ 및 -20℃에서 유리 바이알에 저장하였다. 리포좀을 함유한 카르베딜롤은 하기 특징을 가졌다:
(a) 리포좀 내 총 카르베딜롤은 약물의 초기 양의 68% 초과였다;
(b) 그 크기 분포는 0.09 내지 0.5 미크론 사이였다;
(c) -20℃에서 저장 3일 후 해동된 리포좀 내 총 카르베딜롤은 약물의 초기 양의 68% 초과였다;
(d) 해동된 리포좀 크기 분포는 0.08 내지 0.6 미크론 사이였다.
실시예 8 (PK 연구 제형 1)
172.8 mg EPC 및 71.7 mg 콜레스테롤 및 20.1 mg의 카르베딜롤을 함유하는 소포-형성 지질의 에탄올 용액을 60℃ 수조에서 제조하였다. 상기 지질 용액을 실온에서 0.9% w/v 수성 염수 용액에 주입하였다. 최종 다중 라멜라 소포 (MLV)는 총 20 mL 용적에 1 mg/mL로 카르베딜롤을 함유했다. MLV 분산물을 12,000 PSI에서 고압 균질기를 사용하여 10 사이클 추가로 가공하였다. 규격화된 리포좀을 0.22 ㎛ 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 필터를 통해 여과하여 멸균하였다. 멸균된 리포좀을 4℃ 및 -20℃에서 유리 바이알에 저장하였다. 리포좀을 함유한 카르베딜롤은 하기 특징을 가졌다:
(a) 리포좀 내 총 카르베딜롤은 약물의 초기 양의 52% 초과였다;
(b) 그 크기 분포는 0.06 내지 0.5 미크론 사이였다;
(c) -20℃에서 저장 1일 후 해동된 리포좀 내 총 카르베딜롤은 약물의 초기 양의 52% 초과였다;
(d) 해동된 리포좀 크기 분포는 0.07 내지 0.6 미크론 사이였다.
실시예 9 (PK 제형 2)
225.7 mg DMPC, 91.9 mg 콜레스테롤, 86.6 mg DSPE 및 29.4 mg의 카르베딜롤을 함유하는 소포-형성 지질의 에탄올 용액을 60℃ 수조에서 제조하였다. 상기 지질 용액을 실온에서 0.9% w/v 염수 용액에 주입하였다. 최종 MLV는 총 30 mL 용적에 1 mg/mL로 카르베딜롤을 함유했다. MLV 분산물을 12,000 PSI에서 고압 균질기를 사용하여 10 사이클 추가로 가공하였다. 규격화된 리포좀을 0.22 ㎛ 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 필터를 통해 여과하여 멸균하였다. 멸균된 리포좀을 4℃ 및 -20℃에서 유리 바이알에 저장하였다. 리포좀을 함유한 카르베딜롤은 하기 특징을 가졌다:
(a) 리포좀 내 총 카르베딜롤은 약물의 초기 양의 32% 초과였다;
(b) 그 크기 분포는 0.02 내지 0.5 미크론 사이였다 (동적 레이저 광 산란 기술에 의해 결정됨);
(c) -20℃에서 저장 3일 후 해동된 리포좀 내 총 카르베딜롤은 약물의 초기 양의 30% 초과였다;
(d) 해동된 리포좀 크기 분포는 0.07 내지 0.4 미크론 사이였다.
실시예 10 (실시예 8&9의 시험관내 용해)
실시예 8 및 9에 기재된 리포좀을 사용하여 시험관내 용해 연구를 수행하였다. 1 mL의 리포좀 현탁액을 분자량 15,000의 컷오프를 갖는 Spectra/Por® 6 막에 넣었다. 막을 함유하는 리포좀을 0.05% w/v 트윈 80을 함유하는 400 mL의 pH 6.5 0.05M 인산나트륨 용액에 넣었다. 용해 매질을 100 RPM의 일정한 교반하에서 37℃로 유지하였다. 샘플을 15, 30, 45, 60, 120, 180, 240 및 300분에 회수하였다. 용해 결과를 도 2에 나타내었다. 실시예 8에서 제조된 해동된 리포좀에서 관측된 카르베딜롤 방출의 약간 증가된 속도를 제외하고, 리포좀은 6-시간 기간에 걸쳐 유사한 카르베딜롤 방출을 나타낸다.
실시예 11 (PK 연구)
카르베딜롤 리포좀 및 유리-카르베딜롤 용액의 단일 주사
0.52 및 0.32 mg/mL의 최종 카르베딜롤 농도로 실시예 8 및 9에서와 같이 카르베딜롤 리포좀을 제조하였다. 유리 카르베딜롤은 0.46 mg/ml의 최종 농도로 20% w/w 수성 PEG 400 용액에서 제조하였다. 15마리의 캐뉼러 삽입된 및 비-캐뉼러 삽입된, 9 및 6마리 랫트 각각의 스프래그-다우리® 수컷 랫트를 3개 군으로 분할하였다. 각각의 군에 2.5 mg/체중 kg의 용량으로 카르베딜롤 리포좀 또는 유리-카르베딜롤을 투여하였다. 그룹 1은 실시예 8에 기재된 해동된 리포좀을 투여하였고, 그룹 2에는 실시예 9에 기재된 해동된 리포좀을 투여하였고 그리고 그룹 3에는 유리-카르베딜롤 용액을 투여하였다. 치료는 정맥내로 투여하였다. 실험 동안, 랫트는 활력에 대해 매일 2회 그리고 투약 후 필요에 따라 및 간헐적으로 점검하였고 그리고 혈압, 심박수, 및 온도를 포함한 생명 유지 관련사항은 비-캐뉼러 삽입된 동물로부터 기록하였다. 주요 생명 징후는 용량 투여 전 및 후 여러 시점에서 모니터링하였다. 혈압 및 심박수는 짧은 순응 기간 후 비 침습성 꼬리 커프 시스템을 사용하여 측정되었다. 혈액 샘플 (각각 대략 300-325 μL)을 각각의 시점에서 캐뉼러 삽입된 랫트로부터 K2EDTA를 함유하는 튜브 내로 수집하였다.
4℃에서 원심분리에 이어 혈장을 수집하고 -80℃에서 저장하였다. 혈액 샘플링 시점은 아래와 같았다: 용량 투여 전 (PRE) 및 투여 후 대략 0.25, 0.5, 1 , 2, 3, 8, 10 및 24시간. 경정맥 캐뉼라를 통해 샘플을 수집했다. 표 3-5에 나타낸 바와 같이 연구 전반에 걸쳐 부작용은 관측되지 않았다. 랫트에서 카르베딜롤의 평균-시간 혈장 농도 프로파일이 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 양 카르베딜롤 리포좀은 투여 24시간 후에 혈장에서 카르베딜롤의 존재를 나타낸 반면에 유리-카르베딜롤 용액은 용량이 투여된 3시간 후 카르베딜롤이 제거되었음을 나타냈다. 표 2에 나타낸 바와 같이, 리포좀 내 카르베딜롤의 Cmax, AUC 및 반감기는 용액 내 유리-카르베딜롤의 것과 비교하여 더 높았다.
처리 그룹
 Cmax
(ng/mL)		 Tmax
(hr)		 AUC(O-T)
(ng/mL*h)		 AUC(INF)
(ng/mL*h)		 T-HALF
(hr)		 CL(mL/min/kg) Vss
(L/kg)


카르베딜롤
(2.5mg/kg) 		그룹
1		 평균 644 0.25 402 412 5.64 102.4 50.1
SD 237 0.00 61.7 58.5 0.24 14.6 9.1
그룹
2		 평균 506 0.25 344 368 3.20 197.2 23.4
SD 394 0.00 274 301 4.53 174.1 18.6
그룹
3		 평균 354 0.25 284 291 0.52 144.0 6.4
SD 51.3 0.00 23.0 29.8 0.11 14.2 0.7
수축기 확장기 MAP HR
(박동/분)		 온도
(℉)
복용-전 110 34 59 383 100
15분 97 37 57 371 99
30분 125 72 89 381 99
1시간 120 69 86 391 99
수축기 확장기 MAP HR
(박동/분)		 온도
(℉)
복용-전 108 23 51 423 99
15분 98 42 61 365 99
30분 89 39 56 375 100
1시간 104 47 86 391 100
수축기 확장기 MAP HR
(박동/분)		 온도
(℉)
복용-전 132 32 65 448 99
15분 125 48 73 354 98
30분 115 33 60 360 99
1시간 126 40 69 363 99
본 발명은 하기 구현예에 기재되었다. 하지만, 본 발명에 기재된 변형 및 일부 변경은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 복귀될 수 있다.
실시예 12 (PLGA 생분해성 나노입자)
이 실시예에서, 상이한 유형의 PL(G)A (하기 표 참조)에 기반한 카르베딜롤 나노입자로 캡슐화된 폴리머를 제조하기 위해 단일 에멀젼 방법을 사용하였다. 간단히, 카르베딜롤을 25 mg/mL 모액으로 디클로로메탄 (DCM)에 용해시킨다. PLGA/PLA/PLA-PEG는 DCM 내에 동일한 농도로 제조한다. 폴리머 대 API를 10:1 비로 최적화하여 철저한 와동에 의해 오일 (유기) 상을 제조한다. 2% 폴리 (비닐 알코올), PVA (Mw 9,000-10,000, 80% 가수분해됨)를 계면활성제와 함께 수성 상으로 선택한다. 다른 유형의 계면활성제, 예컨대 폴록사머 188, 폴록사머 407, 비타민 E-TPGS, 디도데실디메틸암모늄 브로마이드 (DMAB), 나트륨 카프릴레이트, 트윈 20, 트윈 80, PEG, 등이 또한 사용될 수 있다. 표면 개질의 예로, 본 발명자들은 또한 시험관 내 수성 상으로 PEG의 첨가를 예시한다. 나노입자 에멀젼을 만들기 위해, 폴리머/카르베딜롤 용액을 소량의 수성 상 (오일:수성 상 비는 1:7임)으로 적가하고 동시에 상기 수성 상은 높은 와동 상태이다. 전체 폴리머 용액을 첨가한 후, 형성된 에멀젼을 추가의 20초 동안 철저하게 와동한다. 상기 혼합물을 즉시 초음파 분쇄기 (Fisher Scientific Sonic Dismembrator Model 500)로 옮긴다. 상기 에멀젼을 빙수에 액침하고 7분 동안 초음파 처리한다 (65% 진폭, 20초 켬, 8초 끔).
나노입자 크기는 Malvern Nano-ZS 제타 치수측정기를 사용하여 주기적으로 점검한다. 상기 에멀젼을 그 다음 교반하는 벌크 수성 상 (2% PVA) 용액에 붓고 실온에서 적어도 3시간 동안 교반 (600 rpm)했다. 나노입자 수집을 위해, 건조된 나노입자를 14,000 x g에서 30분 동안 고정 각 회전자에서 원심분리한다. 상청액을 버리고 나노입자를 ddH2O로 세정한다. 이 과정을 3회 반복한다. 그런 다음 농축된 나노입자 현탁액을 Amicon® 초원심분리기 (50kD 컷-오프)에 첨가하고 14,000 x g에서 10분간 원심분리하여 유리 약물을 제거한다. 정제된 나노입자는 바로 사용되거나 4℃에서 최대 수 주 동안 저장되거나 또는 수크로스 (10-30%)로 분산- 및 냉동-보호 후 동결건조될 수 있다. 약물 투입은 HPLC를 사용하여 시험한다.
PL(G)A/PL(G)A-PEG 유형 및 형성된 나노입자
Figure 112019000183499-pct00003
실시예 13 (폴리머성 마이크로/나노입자)
조성물의 제형
제조법은 폴리소르베이트 80, 폴리에틸렌 글리콜 4000 (PEG4000), 제이인산나트륨 및 제일인산나트륨을 함유하는 제형을 제공한다.
Figure 112019000183499-pct00004
제형 제조
폴리소르베이트 80을 혼합하여 주사용 물에 용해시켰다. 상기 용액을 멸균된 0.2 ㎛ 필터를 통해 멸균된 스테인레스강 용기 내로 여과하여 멸균시켰다. 멸균된 등급의 카르베딜롤을 용액에 분산시키고 균질하게 될 때까지 혼합하였다. 상기 현탁액을 요구된 입자 크기에 도달할 때까지 연삭 매체로서 0.5 mm 멸균된 유리 구슬을 사용하여 Planetary Mill PULVERISETTE 5에서 무균적으로 분쇄했다. 상기 현탁액을 100 ㎛ 필터를 통해 멸균된 스테인레스강 용기로 무균적으로 여과하였다.
PEG4000, 제이인산나트륨 및 제일인산나트륨을 포함한 모든 다른 부형제를 주사용 물에 첨가하고 용해될 때까지 잘 혼합했다. 그런 다음 상기 용액을 멸균된 0.2 ㎛ 필터를 통과시킴으로써 멸균시키고 이전의 상기 현탁액으로 무균적으로 옮겼다. 상기 현탁액을 균일하게 될 때까지 잘 혼합하고 멸균된 주사기에 무균적으로 채웠다.
Figure 112019000183499-pct00005
본 명세서에 기재된 제형은 또한 다른 계면활성제 예컨대 폴리소르베이트 20, 폴리소르베이트 40, 폴리소르베이트 60, 폴리옥실 35 피마자유 (크레모포어 EL), 폴리옥실 40 수소화된 피마자유 (크레모포어 RH 40), 폴리옥실 60 수소화된 카스터 오이드 (크레모포어 RH 60), 소르비탄 모노올레에이트 (Span 20), d-α-토코페릴 폴리에틸렌 글리콜 1000 석시네이트 (TPGS)와 함께 사전-분쇄될 수 있다. 주사가능 용액을 제조하기 위해, PEG 300 카프릴릭/카프릭 글리세라이드 (Softigen 767), PEG 400 카프릴릭/카프릭 글리세라이드 (Labrasol), PEG 300 올레산 글리세라이드 (Labrafil M-1944CS), 폴리옥실 8 스테아레이트 (PEG 400 모노스테레이트), 폴리실 40 스테아레이트 (PEG 1750 모노스테레이트), PEG 3350, PEG 8000, 폴록사머 124, 폴록사머 237, 폴록사머 338 및 폴록사머 407을 포함하는 일부 다른 바람직한 부형제가 사용될 수 있다.
실시예 14 (폴리머성 마이크로/나노입자)
실시예 13으로부터의 절차를 사용하여, 하기 극미립자를 수득하였고 입자 크기 분포는 도 5에서 도시되어 있다.
Figure 112019000183499-pct00006
실시예 15 (폴리머성 마이크로/나노입자)
조성물의 제형
하기 제조법은 폴리소르베이트 80, 폴록사머 188, 만니톨, 제이인산나트륨 및 제일인산나트륨을 함유하는 제형을 제공한다.
Figure 112019000183499-pct00007
제형 제조
폴리소르베이트 80을 혼합하여 주사용 물에 용해시키고 그리고 폴록사머 188을 첨가하고 균질하게 될 때까지 혼합하였다. 상기 용액을 멸균된 0.2 ㎛ 필터를 통해 멸균된 스테인레스강 용기 내로 여과하여 멸균시켰다. 멸균된 등급의 카르베딜롤을 용액에 분산시키고 혼합하였다. 현탁액은 요구된 입자 크기에 도달할 때까지 LVl 미세유동화기 고전단 유체 프로세서를 사용하여 무균적으로 분쇄했다.
만니톨, 제이인산나트륨 및 제일인산나트륨을 포함한 모든 다른 부형제를 주사용 물에 첨가하고 용해될 때까지 잘 혼합했다. 그런 다음 상기 용액을 멸균된 0.2 ㎛ 필터를 통과시킴으로써 멸균시키고 무균적으로 이전의 현탁액으로 옮겼다. 상기 현탁액을 균일하게 될 때까지 잘 혼합하고 멸균된 주사기에 무균적으로 채웠다.
Figure 112019000183499-pct00008

Claims (37)

  1. 서방성(sustained-release) 비경구 약물 전달 조성물로서,
    리포좀을 형성하는 극미립자 또는 나노입자 내부에 캡슐화된 카르베딜롤을 포함하고,
    상기 리포좀은 경구 투여된 유리-카르베딜롤 용액에 비해 보다 더 긴 생체내 체류 시간을 제공하고,
    상기 리포좀은 최소 2시간 동안 총 약물 중 80%의 시험관내 방출을 나타내고 최소 6시간 동안 총 약물 중 80%의 시험관내 방출을 나타내는, 비경구 약물 전달 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 극미립자 또는 나노입자는 생분해성인, 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 극미립자 또는 나노입자는 폴리머인, 조성물.
  6. 제1항에 있어서, (i) 상기 리포좀은 0.001 내지 10% 퍼센트 (몰/몰) 카르베딜롤 또는 그것의 약물학적으로 허용가능한 염을 함유하고, (ii) 상기 리포좀은 직경이 0.02 미크론미터 내지 0.9 미크론미터의 크기 범위인, 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 투약 전에 상기 리포좀은 0.01 내지 90 몰 퍼센트 인지질(들), 0.01 내지 70 몰 퍼센트 콜레스테롤, 및 0.01 내지 90 몰 퍼센트의 음으로 하전된 인지질을 포함하는, 조성물.
  8. 제6항에 있어서, 리포좀 평균 직경은 500 nm 미만인, 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 리포좀 평균 직경은 300 nm 미만인, 조성물.
  10. 제8항에 있어서, 리포좀 평균 직경은 200 nm 미만인, 조성물.
  11. 제8항에 있어서, 리포좀 평균 직경은 100 nm 미만인, 조성물.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제4항에 있어서, (i) 상기 생분해성 미립자 또는 나노입자는 0.001 내지 30.0 퍼센트 (몰/몰)의 카르베딜롤 또는 그것의 약물학적으로 허용가능한 염을 함유하고, (ii) 극미립자 또는 나노입자는 직경이 0.02 내지 20 미크론미터의 크기 범위이고, 그리고 (iii) 상기 생분해성 미립자 또는 나노입자는 비경구로 투여된 유리-카르베딜롤 용액과 비교하여 생체내에서 카르베딜롤의 더 긴 체류 시간을 제공하는, 조성물.
  15. 제14항에 있어서, 상기 생분해성 미립자 또는 나노입자는 0.001% 내지 30% 몰/몰의 카르베딜롤 또는 그것의 약물학적으로 허용가능한 염을 포함하고, 그리고 극미립자 또는 나노입자 내 약물 투입(loading)은 0.1% 내지 90%(몰/몰)의 범위인, 조성물.
  16. 제15항에 있어서, 상기 생분해성 미립자 또는 나노입자는 0.001% 내지 30% 몰/몰의 카르베딜롤 또는 그것의 약물학적으로 허용가능한 염을 포함하고, 그리고 극미립자 또는 나노입자 내 약물 투입(loading)은 1% 내지 50% (몰/몰)의 범위인, 조성물.
  17. 제15항에 있어서, 상기 생분해성 미립자 또는 나노입자는 0.001% 내지 30% 몰/몰의 카르베딜롤 또는 그것의 약물학적으로 허용가능한 염을 포함하고, 그리고 극미립자 또는 나노입자 내 약물 투입(loading)은 10% 내지 30% (몰/몰)의 범위인, 조성물.
  18. 제14항에 있어서, 상기 극미립자 또는 나노입자의 평균 직경은 20 미크론미크론미터 미만인, 조성물.
  19. 제18항에 있어서, 상기 극미립자 또는 나노입자의 평균 직경은 1000 nm 미만인, 조성물.
  20. 제18항에 있어서, 상기 극미립자 또는 나노입자의 평균 직경은 500 nm 미만인, 조성물.
  21. 제18항에 있어서, 상기 극미립자 또는 나노입자의 평균 직경은 300 nm 미만인, 조성물.
  22. 제18항에 있어서, 상기 극미립자 또는 나노입자의 평균 직경은 200 nm 미만인, 조성물.
  23. 제18항에 있어서, 상기 극미립자 또는 나노입자의 평균 직경은 100 nm 미만인, 조성물.
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 제5항에 있어서, (i) 상기 폴리머성 극미립자 또는 나노입자는 0.001% 내지 50% (몰/몰) 카르베딜롤 또는 그것의 약물학적으로 허용가능한 염을 함유하고, (ii) 상기 폴리머성 극미립자 또는 나노입자는 직경이 0.02 미크론미터 내지 50 미크론미터의 크기 범위이고, 그리고 (iii) 상기 폴리머성 극미립자 또는 나노입자는 비경구로 투여된 유리-카르베딜롤 용액과 비교하여 생체내에서 카르베딜롤의 더 긴 체류 시간을 제공하는, 조성물.
  27. 제26항에 있어서, 상기 극미립자 또는 나노입자는 0.001 내지 50% 몰/몰의 카르베딜롤을 함유하고, 카르베딜롤 대 폴리머(들)의 중량비는 1:1 내지 1:100인, 조성물.
  28. 제27항에 있어서, 상기 극미립자 또는 나노입자는 0.001 내지 50% 몰/몰의 카르베딜롤을 함유하고, 카르베딜롤 대 폴리머(들)의 중량비는 1:20 내지 1:1000인, 조성물.
  29. 제27항에 있어서, 상기 극미립자 또는 나노입자는 0.001 내지 50% 몰/몰의 카르베딜롤을 함유하고, 카르베딜롤 대 폴리머(들)의 중량비는 1:10 내지 1:100인, 조성물.
  30. 제26항에 있어서, 상기 극미립자 또는 나노입자의 평균 직경은 50 미크론미터 미만인, 조성물.
  31. 제30항에 있어서, 상기 극미립자 또는 나노입자의 평균 직경은 10 미크론미터 미만인, 조성물.
  32. 제30항에 있어서, 상기 극미립자 또는 나노입자의 평균 직경은 1 미크론미터 미만인, 조성물.
  33. 제30항에 있어서, 상기 극미립자 또는 나노입자의 평균 직경은 500 nm 미만인, 조성물.
  34. 제30항에 있어서, 상기 극미립자 또는 나노입자의 평균 직경은 300 nm 미만인, 조성물.
  35. 제30항에 있어서, 상기 극미립자 또는 나노입자의 평균 직경은 200 nm 미만인, 조성물.
  36. 제30항에 있어서, 상기 극미립자 또는 나노입자의 평균 직경은 100 nm 미만인, 조성물.
  37. 제1항에 따른 카르베딜롤의 서방성 비경구 약물 전달 시스템에서 사용하기 위한 약제학적 조성물로서, 여기서 투여되는 상기 조성물은, 경증 내지 중증 울혈성 심장기능상실 (CHF), 좌심실 기능이상 (LVD)에 이은 심장마비가 없으면(otherwise) 안정한, 인간 또는 동물에서 경증 내지 중증 울혈성 심장기능상실 (CHF), 좌심실 기능이상 (LVD)에 이은 심장마비를 치료하기 위한 것이고, 응급이고 집중 치료하에 있거나 또는 경구 투약 형태를 삼킬 수 없는 인간 또는 동물에 대해 고혈압을 치료하기 위한 것인, 약제학적 조성물.
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