KR20040083491A - 압력 노즐을 이용하여 균질한 분무 건조된 비결정질 고체약물 분산제를 제조하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 농도 증강 중합체 중 약물의 균질한 비결정질 고체 분산제를, 평균 직경이 50 ㎛ 이상이고 D10이 10 ㎛ 이상인 액적을 제공할 수 있는 분무기 및 공정 조건을 이용하여 미분체를 최소화하면서 목적하는 큰 입도를 갖도록 제조할 수 있다.

Description

압력 노즐을 이용하여 균질한 분무 건조된 비결정질 고체 약물 분산제를 제조하는 방법 {Method for Making Homogeneous Spray-dried Solid Amorphous Drug Dispersions Using Pressure Nozzles}
분유에서 벌크 화학물질 및 약제에 이르는 분야에서, 유체 공급 원액으로부터 분말을 제조하는 데 분무 건조를 이용하는 것은 널리 공지되어 있다. 미국 특허 제4,187,617호 및 문헌 [Mujumbar et al., 91 Drying, pages 56-73 (1991)]을 참조한다. 약물과 농도 증강 중합체의 비결정질 고체 분산제를 형성하는 데 분무 건조를 이용하는 것 또한 공지되어 있다. 본 발명의 출원인과 동일한 출원인에 의해 소유된 유럽 특허 출원 제0 901 786호, 동 제1 027 886호, 동 제1 027 887호, 동 제1 027 888호, 및 본 발명의 출원인과 동일한 출원인에 의해 소유된 PCT 출원 제WO 00/168092호 및 동 제WO 00/168055호를 참조한다.
전형적인 분무 건조 장치는 건조 챔버, 용매-함유 액체 공급물을 상기 건조 챔버로 분무하기 위한 분무 수단, 상기 건조 챔버를 향해 위치된 가열된 건조 기체원, 및 건조된 생성물을 건조 챔버로부터 배출시킨 후 냉각된 건조 기체 및 증발된 용매 스트림으로부터 분리시키기 위한 건조된 생성물 수집 수단을 포함한다. 이러한 장치의 예로는 니로 (Niro) 모델 PSD-1, PSD-2 및 PSD-4 (니르 에이/에스 (Niro A/S), 덴마크 쇠보르크 소재)를 들 수 있다. 분무 건조에 의해 비결정질 고체 분산제를 형성하기 위해 사용하는 경우, 통상적으로, 균질한 비결정질 고체 분산제를 형성하기 위해 필요한 용매의 신속한 제거를 달성하기 위해서는 분무된 용매 함유 공급물의 액적이 작아야 한다는 것이 제안된다. 따라서, 종래 기술에서는 용매 함유 공급물을 분무시키기 위한 2종-유체 노즐을 구비한 분무 건조 장치를 이용하여 직경이 약 50 ㎛ 이하인 용매 함유 공급물의 액적을 제공함으로써, 그 결과 중앙 입자 직경이 약 30 ㎛ 이하인 분무 건조된 생성물을 생성한다. 일부 경우에는, 이러한 분무 건조 장치가, 사용 환경에 도입되었을 때 농도 증강을 나타내는, 약물 및 중합체의 실질적으로 비결정질이고 실질적으로 균질한 비결정질 고체 분산제를 형성한다고 보고된다. 다른 경우에는, 결과가 덜 만족스러워서, 적합한 공정 조건을 확인하기 위한 시도로서 불필요한 실험을 해야 한다. 그러나, 심지어 비결정질 고체 분산제 입자가 성공적으로 수득된 경우에도, 이러한 장치에서 제조된 분무 건조된 입자는 대개 중앙 입도가 작고 (약 30 ㎛ 미만), "미분체" (직경이 약 10 ㎛ 미만인 입자)의 양이 많다. 또한, 이러한 입자는 대개 높은 비부피 (즉, 분무 건조된 분말의 부피를 그의 중량으로 나눈 값)는 전형적으로 ㎤/g의 단위로 기록된다. 일반적으로, 분말의 비부피가 클 수록 그의 유동 특성이 불량하다. 결과적으로, 2종-유체 노즐이 구비된 분무 건조 장치를 이용하여 제조된 비결정질 고체 분산제는 유동 특성 및 수집 효율이 비교적 불량하다. 또한, 이와 같이 직경이 작고 비부피가 큰 생성물은 대개 다운스트림 취급 및 가공이 어렵다.
따라서, 당업계에서는 유동 특성 및 수집 효율이 개선된 비결정질 고체 분산제를 제조하는 개선된 분무 건조 방법이 요구된다.
<발명의 개요>
본 발명에 따라, 농도 증강 중합체 중 약물의 균질한 분무 건조된 비결정질 고체 분산제를 통상적인 분무 건조 기술에 의해 달성된 것과 여전히 동일한 정도의 농도 증강을 달성하면서도 중앙 입도가 매우 크고 미분체의 비율이 극적으로 감소되도록 형성한다. 이러한 개선된 약물 분산제는 중합체 및 약물을 포함하는 용액을 분무시키기 위해 중앙 액적 직경이 50 ㎛ 이상이고 액적의 약 10 부피％ 미만의 직경이 10 ㎛ 미만인 액적을 제공하는 분무 수단을 사용함으로서 형성된다. 이러한 분무 수단은 본 명세서에서 "압력 노즐"이라 지칭된다. 압력 노즐로는 통상적인 건조기 및 주문설계된 건조기 둘 다를 비롯하여 광범위한 디자인의 분무 건조기를 이용할 수 있다.
도 1은 종래 기술의 분무 건조 장치에 대한 단면 개략도이다.
도 2는 용매 함유 공급물을 분무하는 것을 도시하는 전형적인 2종-유체 분무 노즐의 개략도이다.
도 3은 용매 함유 공급물을 분무하는 것을 도시하는 압력 노즐의 개략도이다.
도 4 내지 7은 2종-유체 노즐 및 다양한 압력 노즐을 이용하여 제조한 분무 건조된 약물 분산제에 대한 중앙 입도 및 입도 분포를 비교해서 보여주는 그래프이다.
도면과 관련하여 (동일한 부호는 동일한 요소를 지칭함), 도 1에는 건조 챔버 (20), 건조 챔버 상부 (21), 수집 콘 (cone) (22), 상기 수집 콘의 말단부 (23)에 연결된 연결 덕트 (26), 집진기 (28) 및 수집 용기 (29)를 포함하는 전형적인 분무 건조 장치 (10)이 도시되어 있다. 용매 함유 공급물 (32)를 분무하는 분무기 (30)이 도시되어 있다. 도 1에서 화살표는 건조 기체원 (도시되지 않음)으로부터 건조 기체의 방향 및 유동을 나타낸다. 건조 기체가 용매 함유 공급물 (32)와 접촉함에 따라, 상기 공급물로부터 용매가 증발하고, 공급원액의 입자가 형성되어 건조 기체에 의해 수집 콘 (22)를 통해 연결 덕트 (26)에 이어 집진기 (28)로 비말 동반된다. 집진기에서, 상기 입자가 건조 기체로부터 분리되고 용매가 증발되어, 상기 입자가 수집 용기 (29)에서 수집되도록 한다. 대안적으로, 집진기 대신에 여과기를 이용하여 건조 기체로부터 입자를 분리 및 수집하고 용매를 증발시킬 수 있다.
건조 기체는 사실상 임의의 기체일 수 있으나, 발화가능한 증기의 연소로 인한 방화 및 폭발의 위험을 최소화시키고, 분산제 중의 약물, 농도 증강 중합체 또는 다른 물질의 바람직하지 않은 산화를 최소화시켜야 하며, 질소, 질소-풍부 공기 또는 아르곤과 같은 불활성 기체를 이용한다. 장치 (10)의 기체 입구에서 건조 기체의 온도는 전형적으로 약 60 ℃ 내지 약 300 ℃이다. 수집 콘 (22)의 출구 또는 말단부 (23)에서 생성물 입자, 건조 기체 및 증발된 용매의 온도는 전형적으로 약 0 ℃ 내지 약 100 ℃이다.
상기 언급한 바와 같이, 통상적으로, 저용해도 약물 및 농도 증강 중합체를포함하는 균질한 비결정질 고체 분산제를 형성하기 위해서는 도 2에 도시된 유형의 2종-유체 노즐의 사용이 필요로 되며, 이로써 액적이 비교적 작은 분무된 용매 함유 공급물이 제공된다. 2종-유체 노즐에서, 용매 함유 공급물 (32)를 공기 또는 질소와 같은 분무 기체 (36)과 혼합하여, 용매 함유 공급물을 작은 액적으로 분무시킨다. 2종-유체 노즐에 의해 제공되는 용매 함유 공급물의 분무된 액적은 전형적으로 직경이 50 ㎛ 이하이다. 대부분의 액적은 대개 직경이 30 ㎛ 이하이다. 이러한 작은 액적 크기로 인해 액적으로부터 용매의 신속 증발을 촉진시키는 큰 표면적이 제공된다. 통상적으로, 이러한 신속 건조는 균질한 고체 분산제를 수득하기 위해 필요로 된다는 것이 제안된다. 그러나, 생성된 건조된 분산제 입자는 일반적으로 중앙 직경이 30 ㎛ 이하, 전형적으로 직경이 평균 10 내지 20 ㎛이다. 이러한 작은 입도는 분산제 입자에 대해 비교적 불량한 유동 특성을 야기시킨다. 또한, 2종-유체 노즐의 사용 결과, 상기 언급한 바와 같이 매우 다량의 미분체가 형성된다. 이들 미분체는 일반적으로 생성물에 대해 불량한 유동 특성을 야기시킬 뿐만 아니라, 충분히 작아서 그들의 큰 면적 대 중량 비로 인해 흔히 초래되는 정전기 전하가 그의 중량에 비해 크다. 이는 입자가 서로에게 또는 분무 건조기 표면에 고착되게 한다. 이러한 작은 하전된 입자는 집진기- 및 여과기-기재 수집 구성 둘 다에서 불량한 수집 효율을 나타낸다.
도 3에 도시된 유형의 압력 노즐이 2종-유체-노즐에 비해 더 큰, 전형적으로 직경이 100 내지 250 ㎛인 액적을 제공한다는 것은 공지되어 있다. 이러한 큰 액적으로부터 용매를 제거하는 데 필요한 시간은 2종-유체 노즐에 의해 제공된 것과같이 더 작은 액적의 경우에 비해 더 길다. 이와 같이 용매 제거 시간이 더 긴데도 불구하고, 본 발명자들은 용액 조성 및 가공 조건의 적절한 선택에 의해 압력 노즐을 사용하여 균질한 분무 건조된 분산제를 형성할 수 있다는 것을 발견하였다. 또한, 압력 노즐의 사용에 의해 수득된 분산제는 실질적으로 더 큰 중앙 입도를 가지면서 미분체가 최소량으로 존재한다. 바람직하게는, 분산제 입자의 80 부피％ 이상, 더욱 바람직하게는 90 부피％ 이상이 직경 10 ㎛ 초과이다. 따라서, 생성된 분산제는 개선된 유동 특성 및 개선된 수집 효율을 나타낼 뿐만 아니라, 통상적인 2종-유체 노즐에 의해 달성되는 것과 여전히 동일한 정도의 약물 농도 증강을 달성한다.
약물
본 발명은 약물 및 농도 증강 중합체를 포함하는 비결정질 고체 분산제의 형성에 유용하다. 통상적으로, 용어 "약물"은 동물, 특히 인간에게 투여시 유익한 예방 및(또는) 치료 특성을 나타내는 화합물을 나타낸다. 본 발명으로부터 이점을 얻기 위해서는 약물이 반드시 저용해도 약물일 필요는 없지만, 저용해도 약물이 본 발명에 사용하는 데 바람직한 부류이다. 심지어 목적하는 사용 환경에서 적절한 용해도를 나타내는 약물이더라도, 농도 증강 중합체의 첨가에 의해 치료 효능에 필요한 투여 크기를 감소시키거나 약물 효율의 신속한 개시가 필요한 경우 약물 흡수 속도를 증가시킬 수 있다면, 본 발명에 의해 가능한 용해도/생체이용률의 증강으로부터 이점을 얻는 것이 가능하다.
본 발명은 저용해도 약물의 고체 분산제의 제조 및 저용해도 약물의 용해도증강에 특히 적합하며, "저용해도 약물"이란 약물이 "실질적으로 수불용성" (이는 약물이 생리적으로 관련된 pH (예를 들어, pH 1 내지 8)에서 최소 수용해도가 0.01 mg/mL 미만인 것을 의미함) 또는 "수난용성" (즉, 수용해도가 약 1 내지 2 mg/mL 이하임)일 수 있거나, 또는 심지어 낮은 용해도 내지 중간 용해도 (수용해도가 약 1 mg/mL에서부터 약 20 내지 40 mg/mL만큼까지 높음)일 수 있음을 의미한다. 본 발명은 약물의 용해도가 감소할 수록 유용성이 보다 증가된다. 따라서, 본 발명의 조성물은 용해도가 10 mg/mL 미만, 더욱 바람직하게는 1 mg/mL 미만, 훨씬 더 바람직하게는 0.1 mg/mL 미만인 저용해도 약물에 바람직하다. 일반적으로, 약물의 투여량-대-수용해도 비는 10 mL 초과, 보다 전형적으로 100 mL 초과일 수 있으며, 이 때, 상기 약물 용해도 (mg/mL)는 USP 모의 위용 및 장용 완충액을 비롯한 임의의 생리적으로 관련된 수용액 (pH 값이 1 내지 8인 것)에서 관찰된 최소값이고, 투여량은 mg 단위이다. 따라서, 투여량-대-수용해도 비는 투여량 (mg)을 상기 용해도 (mg/mL)로 나누어서 계산할 수 있다.
약물의 바람직한 부류로는 항고혈압제, 항불안제, 항응고제, 항경련제, 혈당 강하제, 충혈 제거제, 항히스타민제, 진해제, 항신생물제, 베타 차단제, 항염증제, 항정신병제, 인지 강화제, 항죽상경화증제, 콜레스테롤 저하제, 항비만제, 자가면역 질환 약제, 항발기부전제, 항균제, 항진균제, 수면제, 항파킨슨병제, 항알쯔하이머병제, 항생제, 항우울증제, 항바이러스제, 글리코겐 포스포릴라제 억제제, 및 콜레스테롤 에스테르 전달 단백질 (CETP) 억제제를 들 수 있으나, 이로 한정되는 것은 아니다.
각각의 명명된 약물은 약물의 중성 형태, 그의 제약상 허용되는 염 및 그의 프로드러그를 포함하는 것으로 이해해야 한다. 항고혈압제의 구체적인 예로는 프라조신, 니페디핀, 암로디핀 베실레이트, 트리마조신 및 독사조신을 들 수 있고; 혈당 강하제의 구체적인 예로는 글리피지드 및 클로르프로프아미드가 있고; 항발기부전제의 예로는 실데나필 및 실데나필 시트레이트가 있고; 항신생물제의 구체적인 예로는 클로람부실, 로무스틴 및 에키노마이신이 있고; 이미다졸 유형의 항신생물제의 구체적인 예로는 투불라졸이 있고; 항고콜레스테롤혈증제의 구체적인 예로는 아토르바스타틴 칼슘이 있고; 항불안제의 구체적인 예로는 히드록시진 히드로클로라이드 및 독세핀 히드로클로라이드를 들 수 있고; 항염증제의 구체적인 예로는 베타메타손, 프레드니솔론, 아스피린, 피록시캄, 발데콕시브, 카르프로펜, 셀레콕시브, 플루비프로펜 및 (+)-N-{4-[3-(4-플루오로페녹시)페녹시]-2-시클로펜텐-1-일}-N-히드록시우레아를 들 수 있고; 바르비투레이트의 구체적인 예로는 페노바르비탈이 있고; 항바이러스제의 구체적인 예로는 아시클로비르, 넬피나비르 및 비라졸이 있고; 비타민제/영양제의 구체적인 예로는 레티놀 및 비타민 E를 들 수 있고; 베타 차단제의 구체적인 예로는 티몰롤 및 나돌롤을 들 수 있고; 구토제의 구체적인 예로는 아포모르핀이 있고; 이뇨제의 구체적인 예로는 클로르탈리돈 및 스피로노락톤을 들 수 있고; 항응고제의 구체적인 예로는 디쿠마롤이 있고; 강심제의 구체적인 예로는 디곡신 및 디지톡신을 들 수 있고; 안드로겐의 구체적인 예로는 17-메틸테스토스테론 및 테스토스테론을 들 수 있고; 무기질 코르티코이드의 구체적인 예로는 데스옥시코르티코스테론이 있고, 스테로이드성 수면제/마취제의 구체적인 예로는 알팍살론이 있고; 동화작용제의 구체적인 예로는 플루옥시메스테론 및 메탄스테놀론을 들 수 있고; 항우울증제의 구체적인 예로는 술피리드, [3,6-디메틸-2-(2,4,6-트리메틸-페녹시)-피리딘-4-일]-(1-에틸프로필)-아민, 3,5-디메틸-4-(3'-펜톡시)-2-(2',4',6'-트리메틸페녹시)피리딘, 피록시딘, 플록세틴, 파록세틴, 벤라팍신 및 세르트랄린을 들 수 있고; 항생제의 구체적인 예로는 카르베니실린 인다닐소듐, 바캄피실린 히드로클로라이드, 트롤레안도마이신, 독시실린 히클레이트, 암피실린 및 페니실린 G를 들 수 있고; 항감염제의 구체적인 예로는 벤즈알코늄 클로라이드 및 클로르헥시딘을 들 수 있고; 심장 혈관확장제의 구체적인 예로는 니트로글리세린 및 미오플라진을 들 수 있고; 수면제의 구체적인 예로는 에토미데이트가 있고; 탄산 탈수효소 억제제의 구체적인 예로는 아세타졸아미드 및 클로르졸아미드를 들 수 있고; 항진균제의 구체적인 예로는 에코나졸, 테르코나졸, 플루코나졸, 보리코나졸 및 그리세오풀빈을 들 수 있고; 항원충제의 구체적인 예로는 메트로니다졸이 있고; 구충제의 구체적인 예로는 티아벤다졸, 옥스펜다졸 및 모란텔을 들 수 있고; 항히스타민제의 구체적인 예로는 아스테미졸, 레보카바스틴, 세티리진, 데카르보에톡실로라타딘 및 신나리진을 들 수 있고; 항정신병제의 구체적인 예로는 지프라시돈, 올란제핀, 티오틱센 히드로클로라이드, 플루스피릴렌, 리스페리돈 및 펜플루리돌을 들 수 있고; 위장제의 구체적인 예로는 로페르아미드 및 시사프리드를 들 수 있고; 세로토닌 길항제의 구체적인 예로는 케탄세린 및 미안세린을 들 수 있고; 마취제의 구체적인 예로는 리도카인이 있고; 저혈당제의 구체적인 예로는 아세토헥스아미드가 있고; 항구토제의 구체적인 예로는 디멘히드리네이트가 있고; 항균제의구체적인 예로는 코르티목사졸이 있고; 도파민제의 구체적인 예로는 L-DOPA가 있고; 항알쯔하이머병제의 구체적인 예로는 THA 및 도네페질이 있고; 항궤양제/H2길항제의 구체적인 예로는 파모티딘이 있고; 진정제/수면제의 구체적인 예로는 클로르디아제폭시드 및 트리아졸람이 있고; 혈관확장제의 구체적인 예로는 알프로스타딜이 있고; 혈소판 억제제의 구체적인 예로는 프로스타글리신이 있고; ACE 억제제/항고혈압제의 구체적인 예로는 에날라프릴릭산, 퀴나프릴 및 리시노프릴을 들 수 있고; 테트라시클린 항생제의 구체적인 예로는 옥시테트라시클린 및 미노시클린을 들 수 있고; 마크로리드 항생제의 구체적인 예로는 에리트로마이신, 클라리트로마이신 및 스피라마아신이 있고; 아잘리드 항생제의 구체적인 예로는 아지트로마이신이 있고; 글리코겐 포스포릴라제 억제제의 구체적인 예로는 [R-(R*S*)]-5-클로로-N-[2-히드록시-3-{메톡시메틸아미노}-3-옥소-1-(페닐메틸)프로필-1H-인돌-2-카르복스아미드 및 5-클로로-1H-인돌-2-카르복실산 [(1S)-벤질-(2R)-히드록시-3-((3R,4S)-디히드록시-피롤리딘-1-일)-3-옥시프로필]아미드를 들 수 있고; CETP 억제제의 구체적인 예로는 [2R,4S]-4-[아세틸-(3,5-비스-트리플루오로메틸-벤질)-아미노]-2-에틸-6-트리플루오로메틸-3,4-디히드로-2H-퀴놀린-1-카르복실산 이소프로필 에스테르, [2R,4S]-4-[(3,5-비스-트리플루오로메틸-벤질)-메톡시카르보닐-아미노]-2-에틸-6-트리플루오로메틸-3,4-디히드로-2H-퀴놀린-1-카르복실산 에틸 에스테르 및 [2R,4S]-4-[(3,5-비스-트리플루오로메틸-벤질)-메톡시카르보닐-아미노]-2-에틸-6-트리플루오로메틸-3,4-디히드로-2H-퀴놀린-1-카르복실산 이소프로필 에스테르를 들수 있다.
고체 약물-함유 분산제
본 발명의 방법에 의해 제조되는 조성물은 약물 및 1종 이상의 농도 증강 중합체의 분산제를 포함한다. 상기 분산제 중의 약물의 적어도 대부분은 비결정질이다. 본 명세서에서 사용된 용어인 약물의 "대부분"은 분산제 중의 약물의 60％ 이상이 (결정질 형태의 반대로서) 비결정질인 것을 의미한다. "비결정질"이란 간단히 약물이 결정질이 아닌 상태를 의미한다. 바람직하게는, 분산제 중의 약물은 "실질적으로 비결정질"이며, 이는 결정질 형태인 약물의 양이 약 25％를 초과하지 않는 것을 의미한다. 더욱 바람직하게는, 분산제 중의 약물은 "거의 완전히 비결정질"이며, 이는 결정질 형태인 약물의 양이 약 10％를 초과하지 않는 것을 의미한다. 결정질 약물의 양은 분말 X-선 회절법 (PXRD), 주사 전자 현미경 (SEM) 분석, 시차 주사 열량법 (DSC) 또는 임의의 다른 표준 정량화 측정법에 의해 측정할 수 있다.
조성물은 약물의 투여량 및 농도 증강 중합체의 효과에 따라 약물을 약 1 내지 약 80 중량％ 함유할 수 있다. 수성 약물 농도 및 상대적 생체이용률의 증강은 전형적으로 낮은 약물 수준에서, 전형적으로 약 25 내지 40 중량％에서 최대이다. 그러나, 제형 크기의 실제적인 한계로 인해, 대개 약물 수준이 높을수록 바람직하며 여러 경우에도 잘 수행된다.
비결정질 약물은 순수한 상으로서, 중합체 전체에서 균질하게 분포된 약물의 고체 용액으로서, 또는 이들 상태 또는 이들의 중간 상태의 임의의 조합으로서 비결정질 고체 분산제 내에 존재할 수 있다. 분산제는 비결정질 약물이 중합체 전체에서 가능한한 균질하게 분산되도록 실질적으로 균질한 것이 바람직하다. 본 명세서에 사용된 "실질적으로 균질한"은 고체 분산제 내에서 비교적 순수한 비결정질 도메인으로 존재하는 약물의 분획이 약물 총량의 20％ 미만, 바람직하게는 10％ 미만과 같이 비교적 적은 것을 의미한다.
분산제는 일부 약물이 풍부한 도메인일 수 있으나, 분산제 자체가 단일 유리 전이 온도 (Tg)를 갖는 것이 바람직하며, 이는 분산제가 실질적으로 균질임을 나타낸다. 이는 순수한 비결정질 약물 입자 및 순수한 비결정질 중합체 입자의 단순한 물리적 혼합물과는 반대되며, 상기 혼합물은 일반적으로 하나는 약물의 Tg이고 하나는 중합체의 Tg인 두가지 상이한 Tg를 나타낸다. 본 명세서에 사용된 Tg는 유리질 물질이 점차 가열됨에 따라 비교적 급속하게 (즉, 10 내지 100 초 내에) 유리질 상태에서 고무질 상태로 물리적 변화를 겪는 특징적인 온도이다. 중합체, 약물 또는 분산제와 같은 비결정질 물질의 Tg는 동적 기계적 분석기 (DMA), 팽창계, 유전성 분석기 또는 DSC를 비롯한 여러 기술에 의해 측정할 수 있다. 각각의 기술에 의해 측정되는 정확한 값은 다소 달라질 수 있으나, 보통은 서로 10 ℃ 내지 30 ℃의 범위 내에 있다. 이용된 기술과는 무관하게 비결정질 분산제가 단일 Tg를 나타내는 경우, 이는 분산제가 실질적으로 균질함을 나타낸다. 실질적으로 균질한 본 발명의 분산제는 일반적으로 물리적으로 더욱 안정하고 농도 증강 특성이 개선되어, 불균질 분산제에 비해 개선된 생체이용률을 나타낸다.
농도 증강 중합체
본 발명의 조성물에 사용하기에 적합한 농도 증강 중합체는 불리한 방식으로 약물과 화학 반응하지 않는다는 면에서 불활성이어야 한다. 중합체는 중성이거나 이온화 가능할 수 있으며, 수용해도가 pH 범위 1 내지 8의 적어도 일부분에서 0.1 mg/mL 이상이어야 한다.
농도 증강 중합체는 하기 조건 중 하나 이상, 더욱 바람직하게는 둘 다를 충족해야 한다. 첫번째 조건은, 농도 증강 중합체가 분산되지 않은 약물은 동량으로 포함하나 농도 증강 중합체는 포함하지 않는 대조 조성물에 비해, 사용 환경에서 약물의 최대 약물 농도 (MDC)를 증가시키는 것이다. 즉, 조성물이 사용 환경에 도입되면, 상기 중합체가 대조 조성물에 비해 약물의 수성 농도를 증가시킨다. 바람직하게는, 중합체는 수용액 중 약물의 MDC를 대조 조성물에 비해 1.25 배 이상, 더욱 바람직하게는 2 배 이상, 가장 바람직하게는 3 배 이상 증가시킨다. 두번째 조건은, 농도 증강 중합체가 상기 기재된 바와 같이 분산되지 않은 약물은 동량으로 포함하나 중합체는 포함하지 않는 대조 조성물에 비해, 사용 환경에서 약물의 농도-대-시간 곡선하의 면적 (AUC)을 증가시키는 것이다. 즉, 사용 환경에서 약물 및 농도 증강 중합체를 포함하는 조성물은 사용 환경에 도입된 시간에서부터 사용 환경에 도입된 후 약 270 분까지 중 임의의 90 분 기간 동안 약물은 동량으로 포함하나 중합체는 포함하지 않는 대조 조성물에 의해 제공된 AUC의 1.25 배 이상인 AUC를 제공한다. 더욱 바람직하게는, 본 발명의 조성물에 의해 제공된 AUC는 대조 조성물에 의해 제공된 AUC의 2 배 이상이고, 가장 바람직하게는 3 배 이상이다.
본 명세서에 사용된 "사용 환경"은 포유류, 특히 인간의 GI 관인 생체내 환경, 또는 인산염 완충된 염수 (PBS) 또는 금식한 십이지장 모델 (MFD) 용액과 같은 시험 용액인 시험관내 환경일 수 있다.
본 발명에 사용하기에 적합한 농도 증강 중합체는 셀룰로즈계 또는 비셀룰로즈계일 수 있다. 상기 중합체는 수용액 중에서 중성이거나 이온화 가능할 수 있다. 물론, 이온화 가능한 중합체 및 셀룰로즈계 중합체가 바람직하고, 이온화 가능한 셀룰로즈계 중합체가 더욱 바람직하다.
농도 증강 중합체가 본래 "양쪽성"인 것이 바람직하며, 양쪽성이란 중합체가 소수성 부분 및 친수성 부분을 갖는 것을 의미한다. 양쪽성 중합체는 약물과 비교적 강한 상호작용을 가지는 경향이 있고 용액 중에서 다양한 유형의 중합체/약물 조립체 형성을 촉진시킬 수 있다고 믿어지기 때문에 바람직하다. 양쪽성 중합체의 특히 바람직한 부류는 이온화 가능한 중합체이며, 이러한 중합체에서 이온화 가능한 부분은 이온화되었을 때 중합체의 친수성 부분의 적어도 일부분을 구성한다. 특정한 이론에 구애되는 것을 바라진 않지만, 예를 들어 이러한 중합체/약물 조립체는 중합체의 소수성 영역은 약물을 향해 안쪽으로 회전하고 중합체의 친수성 영역은 수성 환경을 향해 바깥으로 회전하여 농도 증강 중합체에 의해 둘러쌓인 소수성 약물 클러스터를 포함할 수 있다. 대안적으로, 약물의 구체적인 화학 특성에 따라 중합체의 이온화된 관능기는 예를 들어 이온쌍 결합 또는 수소 결합을 통해 약물의 이온성 또는 극성기와 회합할 수 있다. 이온화 가능한 중합체의 경우, 중합체의 친수성 영역은 이온화된 관능기를 포함할 것이다. 또한, (중합체가 이온화 가능한 경우) 이러한 중합체의 이온화된 기에서 같은 전하의 반발 작용은 중합체/약물 조립체의 크기를 나노미터 또는 서브마이크론 규모로 제한하는 기능을 할 수 있다. 용액 중 이러한 약물/농도 증강 중합체 조립체는 하전된 중합체성 미셀-유사 구조체와 상당히 닮았다. 임의의 경우, 작용 메카니즘과는 무관하게, 본 발명자들은 이러한 양쪽성 중합체, 특히 하기 열거된 것과 같은 이온화 가능한 셀룰로즈계 중합체가 약물과 상호작용하여 수성 사용 환경에서 약물의 높은 농도를 유지시킨다는 것을 발견하였다.
본 발명에 사용하기에 적합한 중합체의 한 부류는 이온화 불가능한 (중성) 비셀룰로즈계 중합체를 포함한다. 이러한 중합체의 예로는 히드록실, 알킬아실옥시 및 시클릭아미도로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환기를 갖는 비닐 중합체 및 공중합체; 반복 단위의 적어도 일부분이 가수분해되지 않은 (비닐 아세테이트) 형태인 폴리비닐 알코올; 폴리비닐 알코올 폴리비닐 아세테이트 공중합체; 폴리비닐 피롤리돈; 폴리에틸렌 폴리비닐 알코올 공중합체; 및 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌 공중합체를 들 수 있다.
중성 비셀룰로즈계 중합체의 바람직한 부류는 1개 이상의 친수성 히드록실-함유 반복 단위 및 1개 이상의 소수성 알킬- 또는 아릴-함유 반복 단위의 비닐 공중합체로 구성된다. 이러한 중성 비닐 공중합체는 "양쪽성 히드록실-관능성 비닐 공중합체"로 지칭된다. 양쪽성 히드록실-관능성 비닐 공중합체는 소수성 저용해도 약물과 상호작용하는 충분한 소수성기 및 양호한 용해를 위해 충분한 수용해도를갖게 하는 충분한 친수성기를 둘 다를 제공하는 이들 공중합체의 양쪽성으로 인해 높은 농도 증강이 제공되는 것으로 믿어진다. 양쪽성 히드록실-관능성 비닐 공중합체의 공중합성 구조체는 또한 친수성 및 소수성을 조정하여 특정한 저용해도 약물에 대한 성능을 최대화시킨다.
바람직한 공중합체는 하기의 일반 구조를 갖는다.
상기 식에서, A 및 B는 각각 "친수성 히드록실-함유" 및 "소수성" 치환기를 나타내고, n 및 m은 각각 중합체 분자 당 친수성 비닐 반복 단위의 평균 개수 및 소수성 비닐 반복 단위의 평균 개수를 나타낸다. 공중합체는 블록 공중합체, 랜덤 공중합체일 수 있거나, 이들 두 극단들 사이에 있는 임의의 구조체일 수 있다. n과 m의 합은 일반적으로 약 50 내지 약 20,000이며, 따라서 중합체의 분자량은 약 2,500 내지 약 1,000,000 달톤이다.
친수성 히드록실-함유 반복 단위 "A"는 단순히 히드록실 (-OH)일 수 있거나, 1개 이상의 히드록실이 부착된 어떠한 단쇄 (1 내지 6개의 탄소를 갖는) 알킬이라도 가능하다. 히드록실-치환된 알킬은 탄소-탄소 또는 에테르 연결을 통해 비닐 골격에 부착될 수 있다. 따라서, "A" 구조체의 예로는 히드록실 자체, 히드록시메틸, 히드록시에틸, 히드록시프로필, 히드록시메톡시, 히드록시에톡시 및 히드록시프로폭시를 들 수 있다.
소수성 치환기 "B"는 단순히 수소 (-H) (이 경우, 소수성 반복 단위는 에틸렌임)일 수 있거나; 탄소-탄소 결합을 통해 부착된 12개 이하의 탄소를 갖는 알킬 또는 아릴 치환기, 예컨대 메틸, 에틸 또는 페닐; 에테르 연결을 통해 부착된 12개 이하의 탄소를 갖는 알킬 또는 아릴 치환기, 예컨대 메톡시, 에톡시 또는 페녹시; 에스테르 연결을 통해 부착된 12개 이하의 탄소를 갖는 알킬 또는 아릴 치환기, 예컨대 아세테이트, 프로피오네이트, 부티레이트 또는 벤조에이트를 들 수 있다. 본 발명의 양쪽성 히드록실-관능성 비닐 공중합체는 치환된 비닐 공중합체를 제조하기 위해 이용되는 임의의 통상적인 방법에 의해 합성될 수 있다. 폴리비닐 알코올/폴리비닐 아세테이트와 같은 일부 치환된 비닐 공중합체는 널리 공지되어 있으며 시판되고 있다.
합성하기에 특히 편리한 양쪽성 히드록실-관능성 비닐 공중합체의 하위부류는 소수성 치환기 "B"가 친수성 치환기 "A"를 포함하여서 알킬레이트기 또는 아릴레이트기가 에스테르 연결을 통해 A에 있는 1개 이상의 히드록실에 부착된 것이다. 이러한 공중합체는 먼저 치환기 B를 갖는 소수성 비닐 반복 단위의 호모중합체를 형성한 후, 에스테르기의 일부분을 가수분해하여 소수성 반복 단위의 일부분을 치환기 A를 갖는 친수성 히드록실-함유 반복 단위로 전환시킴으로써 합성할 수 있다. 예를 들어, 호모중합체로서 폴리비닐부티레이트를 부분 가수분해하여, 공중합체로서 A가 히드록실 (-OH)이고 B가 부티레이트 (-OOC-CH2CH2CH3)인 비닐알코올/비닐부티레이트 공중합체를 수득한다.
모든 유형의 공중합체의 경우, n 값이 m 값에 비해 충분히 커서 생성된 공중합체가 적어도 부분적으로 수용성이어야 한다. 상기 값의 비 n/m가 A 및 B의 종류에 따라 달라질 수 있지만, 일반적으로 약 1 이상, 보통 약 2 이상이다. n/m 비는 200만큼 클 수 있다. 공중합체가 소수성 호모중합체의 가수분해에 의해 형성되는 경우, n 및 m의 상대적인 값은 전형적으로 "가수분해율"로 기록되며, 상기 가수분해율은 가수분해된 또는 히드록실 형태인 공중합체의 전체 반복 단위의 분율 (백분율로 표현)이다.
가수분해율 H는 다음과 같다.
따라서, 가수분해율이 75％인 (부티레이트기의 일부분의 가수분해에 의해 형성된) 비닐부티레이트/비닐알코올 공중합체는 n/m 비가 3이다.
양쪽성 히드록실-관능성 비닐 공중합체의 특히 바람직한 류는 A가 히드록실이고 B가 아세테이트인 것이다. 이러한 공중합체는 비닐아세테이트/비닐알코올 공중합체로 지칭된다. 또한, 일부 시판용 등급은 대개 간단히 폴리비닐알코올로 지칭된다. 그러나, 진정한 호모중합체 폴리비닐알코올은 양쪽성이 아니며, 거의 완전히 수불용성이다. 바람직한 비닐아세테이트/비닐알코올 공중합체는 H가 약 67％ 내지 99.5％이거나, n/m 값이 약 2 내지 200인 것이다. 바람직한 평균 분자량은 약 2500 내지 1,000,000 달톤, 더욱 바람직하게는 약 3000 및 약 100,000 달톤이다.
본 발명에 사용하기에 적합한 중합체의 또다른 부류는 이온화 가능한 비셀룰로즈계 중합체를 포함한다. 이러한 중합체의 예로는 카르복실산-관능화된 비닐 중합체, 예컨대 카르복실산 관능화된 폴리메타크릴레이트 및 카르복실산 관능화된 폴리아크릴레이트, 예컨대 메사추세츠주 말덴에 소재하는 롬 테크 인크. (Rohm Tech Inc.)에 의해 제작되는 유드가릿 (EUDRAGIT; 등록상표) 시리즈; 아민-관능화된 폴리아크릴레이트 및 폴리메타크릴레이트; 단백질, 예컨대 젤라틴 및 알부민; 및 카르복실산 관능화된 전분, 예컨대 전분 글리콜레이트를 들 수 있다.
양쪽성 비셀룰로즈계 중합체는 비교적 친수성인 단량체 및 비교적 소수성인 단량체의 공중합체이다. 그 예로는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 공중합체를 들 수 있다. 시판 등급의 이러한 공중합체의 예로는 메타크릴레이트 및 아크릴레이트의 공중합체인 유드가릿 (등록상표) 시리즈를 들 수 있다.
중합체의 바람직한 부류는 1개 이상의 에스테르- 및(또는) 에테르-연결된 치환기를 가지며 각각의 치환기에 대한 치환 정도가 0.05 이상인 이온화 가능한 및 중성 (또는 이온화 불가능한) 셀룰로즈계 중합체를 포함한다. 본 명세서에서 이용된 중합체 명명법에서 에테르-연결된 치환기는 에테르기에 부착된 잔기로서 "셀룰로즈" 이전에 명명되었음을 주의해야 하며, 예를 들어 "에틸벤조산 셀룰로즈"는 에톡시벤조산 치환기를 갖는다. 유사하게, 에스테르-연결된 치환기는 카르복실레이트로서 "셀룰로즈" 이후에 명명되며, 예를 들어 "셀룰로즈 프탈레이트"는 각각의 프탈레이트 잔기 중 1개의 카르복실산이 중합체에 에스테르-연결되며, 다른 카르복실산은 반응하지 않는다.
"셀룰로즈 아세테이트 프탈레이트" (CAP)와 같은 중합체 명칭은, 에스테르 연결을 통해 셀룰로즈계 중합체의 히드록실기의 상당한 분획에 부착된 아세테이트기 및 프탈레이트기를 갖는 임의의 셀룰로즈 중합체류를 나타낸다는 것을 주의해야 한다. 일반적으로, 각각의 치환기의 치환 정도는 중합체의 다른 기준을 충족하는 한 0.05 내지 2.9일 수 있다. "치환 정도"는 셀룰로즈쇄 상의 사카라이드 반복 단위 당 3개의 히드록실에 대한 평균 치환기 개수를 나타낸다. 예를 들어, 셀룰로즈쇄 상의 모든 히드록실이 프탈레이트로 치환되었다면, 프탈레이트의 치환 정도는 3이다. 실질적으로 중합체의 성능을 변경시키지 않는 비교적 소량으로 첨가된 추가의 치환기를 갖는 셀룰로즈계 중합체 또한 각각의 중합체류 유형 내에 포함된다.
양쪽성 셀룰로즈계는 모 셀룰로즈계 중합체가 각각의 사카라이드 반복 단위 상에 존재하는 3개의 히드록실기 모두 또는 그 중 어느 하나가 비교적 소수성인 1개 이상의 치환기로 치환된 중합체를 포함한다. 본질적으로, 소수성 치환기는 충분히 높은 수준으로 또는 치환 정도로 치환되는 경우 셀룰로즈계 중합체가 본질적으로 수불용성이 되게 하는 임의의 치환기일 수 있다. 소수성 치환기의 예로는 에테르-연결된 알킬기, 예컨대 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 등; 또는 에스테르-연결된 알킬기, 예컨대 아세테이트, 프로피오네이트, 부티레이트 등; 및 에테르- 및(또는) 에스테르-연결된 아릴기, 예컨대 페닐, 벤조에이트 또는 페닐레이트를 들 수 있다. 중합체의 친수성 영역은 비교적 비치환된 부분 (비치환된 히드록실 자체가 비교적 친수성이기 때문) 또는 친수성 치환기로 치환된 영역일 수 있다. 친수성 치환기는 에테르- 또는 에스테르-연결된 이온화 불가능한 기, 예컨대 히드록시 알킬 치환기(예를 들어, 히드록시에틸 및 히드록시프로필) 및 알킬 에테르기 (예를 들어, 에톡시에톡시 또는 메톡시에톡시)를 포함한다. 특히 바람직한 친수성 치환기는 에테르- 또는 에스테르-연결된 이온화 가능한 기, 예컨대 카르복실산, 티오카르복실산, 치환된 페녹시기, 아민, 포스페이트 또는 술포네이트이다.
셀룰로즈계 중합체의 한 부류는 중성 중합체를 포함하며, 상기 중성 중합체는 수용액 중에서 실질적으로 이온화 불가능한 중합체를 의미한다. 이러한 중합체는 에테르-연결되거나 에스테르-연결될 수 있는 이온화 불가능한 치환기를 함유한다. 에테르-연결된 이온화 불가능한 치환기의 예로는 알킬기, 예컨대 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 등; 히드록시 알킬기, 예컨대 히드록시메틸, 히드록시에틸, 히드록시프로필 등; 및 아릴기, 예컨대 페닐을 들 수 있다. 에스테르-연결된 이온화 불가능한 치환기의 예로는 알킬기, 예컨대 아세테이트, 프로피오네이트, 부티레이트 등; 및 아릴기, 예컨대 페닐레이트를 들 수 있다. 그러나, 아릴기를 포함하지 않는 경우, 중합체가 임의의 생리적으로 관련된 pH 1 내지 8에서 적어도 다소 수용해도를 갖도록 중합체가 충분한 양의 친수성 치환기를 포함할 필요가 있을 수 있다.
중합체로서 사용될 수 있는 이온화 불가능한 셀룰로즈계 중합체의 예로는 히드록시프로필 메틸 셀룰로즈 아세테이트, 히드록시프로필 메틸 셀룰로즈, 히드록시프로필 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 히드록시에틸 메틸 셀룰로즈, 히드록시에틸 셀룰로즈 아세테이트, 및 히드록시에틸 에틸 셀룰로즈를 들 수 있다.
중성 셀룰로즈계 중합체의 바람직한 집합은 양쪽성인 것이다. 이러한 중합체의 예로는 히드록시프로필 메틸 셀룰로즈 및 히드록시프로필 셀룰로즈 아세테이트를 들 수 있으며, 여기서 비치환된 히드록실 또는 히드록시프로필 치환기에 비해 비교적 많은 개수의 메틸 또는 아세테이트 치환기를 갖는 셀룰로즈계 반복 단위는 중합체 상의 다른 반복 단위에 비해 소수성 영역을 구성한다.
셀룰로즈계 중합체의 바람직한 부류는 생리적으로 관련된 pH에서 적어도 부분적으로 이온화 가능하고 에테르-연결되거나 에스테르-연결될 수 있는 1개 이상의 이온화 가능한 치환기를 포함하는 중합체이다. 에테르-연결된 이온화 가능한 치환기의 예로는 카르복실산, 예컨대 아세트산, 프로피온산, 벤조산, 살리실산, 알콕시벤조산 (예컨대, 에톡시벤조산 또는 프로폭시벤조산), 알콕시프탈산의 다양한 이성질체 (예컨대, 에톡시프탈산 및 에톡시이소프탈산), 알콕시니코틴산의 다양한 이성질체 (예컨대, 에톡시니코틴산), 및 피콜린산의 다양한 이성질체 (예컨대, 에톡시피콜린산) 등; 티오카르복실산, 예컨대 티오아세트산; 치환된 페녹시기, 예컨대 히드록시페녹시 등; 아민, 예컨대 아미노에톡시, 디에틸아미노에톡시, 트리메틸아미노에톡시 등; 포스페이트, 예컨대 포스페이트 에톡시; 및 술포네이트, 예컨대 술포네이트 에톡시를 들 수 있다. 에스테르-연결된 이온화 가능한 치환기의 예로는 카르복실산, 예컨대 숙시네이트, 시트레이트, 프탈레이트, 테레프탈레이트, 이소프탈레이트, 트리멜리테이트, 및 피리딘디카르복실산의 다양한 이성질체 등; 티오카르복실산, 예컨대 티오숙시네이트; 치환된 페녹시기, 예컨대 아미노 살리실산; 아민, 예컨대 천연 또는 합성 아미노산, 예컨대 알라닌 또는 페닐알라닌; 포스페이트, 예컨대 아세틸 포스페이트; 및 술포네이트, 예컨대 아세틸 술포네이트를 들 수 있다. 필요한 수용해도 또한 갖는 방향족-치환된 중합체의 경우, 히드록시프로필 또는 카르복실산 관능기와 같이 충분히 친수성인 기가 상기 중합체에 부착되어 임의의 이온화 가능한 기가 이온화되는 pH 값 이상에서 상기 중합체를 수용성으로 만드는 것이 또한 바람직하다. 일부 경우에, 상기 방향족 치환기는 프탈레이트 또는 트리멜리테이트 치환기와 같이 자체적으로 이온화 가능할 수 있다.
생리적으로 관련된 pH에서 적어도 부분적으로 이온화되는 셀룰로즈계 중합체의 예로는 히드록시프로필 메틸 셀룰로즈 아세테이트 숙시네이트, 히드록시프로필 메틸 셀룰로즈 숙시네이트, 히드록시프로필 셀룰로즈 아세테이트 숙시네이트, 히드록시에틸 메틸 셀룰로즈 숙시네이트, 히드록시에틸 셀룰로즈 아세테이트 숙시네이트, 히드록시프로필 메틸 셀룰로즈 프탈레이트, 히드록시에틸 메틸 셀룰로즈 아세테이트 숙시네이트, 히드록시에틸 메틸 셀룰로즈 아세테이트 프탈레이트, 카르복시에틸 셀룰로즈, 카르복시메틸 셀룰로즈, 카르복시메틸 에틸 셀룰로즈, 에틸 카르복시메틸 셀룰로즈, 셀룰로즈 아세테이트 프탈레이트, 메틸 셀룰로즈 아세테이트 프탈레이트, 에틸 셀룰로즈 아세테이트 프탈레이트, 히드록시프로필 셀룰로즈 아세테이트 프탈레이트, 히드록시프로필 메틸 셀룰로즈 아세테이트 프탈레이트, 히드록시프로필 셀룰로즈 아세테이트 프탈레이트 숙시네이트, 히드록시프로필 메틸 셀룰로즈 아세테이트 숙시네이트 프탈레이트, 히드록시프로필 메틸 셀룰로즈 숙시네이트 프탈레이트, 셀룰로즈 프로피오네이트 프탈레이트, 히드록시프로필 셀룰로즈 부티레이트 프탈레이트, 셀룰로즈 아세테이트 트리멜리테이트, 메틸 셀룰로즈 아세테이트 트리멜리테이트, 에틸 셀룰로즈 아세테이트 트리멜리테이트, 히드록시프로필 셀룰로즈 아세테이트 트리멜리테이트, 히드록시프로필 메틸 셀룰로즈 아세테이트 트리멜리테이트, 히드록시프로필 셀룰로즈 아세테이트 트리멜리테이트 숙시네이트, 셀룰로즈 프로피오네이트 트리멜리테이트, 셀룰로즈 부티레이트 트리멜리테이트, 셀룰로즈 아세테이트 테레프탈레이트, 셀룰로즈 아세테이트 이소프탈레이트, 셀룰로즈 아세테이트 피리딘디카르복실레이트, 살리실산 셀룰로즈 아세테이트, 히드록시프로필 살리실산 셀룰로즈 아세테이트, 에틸벤조산 셀룰로즈 아세테이트, 히드록시프로필 에틸벤조산 셀룰로즈 아세테이트, 에틸 프탈산 셀룰로즈 아세테이트, 에틸 니코틴산 셀룰로즈 아세테이트, 및 에틸 피콜린산 셀룰로즈 아세테이트를 들 수 있다.
친수성 및 소수성 영역을 갖는 양쪽성의 정의를 충족시키는 셀룰로즈계 중합체의 예로는 셀룰로즈 아세테이트 프탈레이트 및 셀룰로즈 아세테이트 트리멜리테이트와 같은 중합체를 들 수 있으며, 여기서 1개 이상의 아세테이트 치환기를 갖는 셀룰로즈계 반복 단위는 아세테이트 치환기를 갖지 않거나 1개 이상의 이온화된 프탈레이트 또는 트리멜리테이트 치환기를 갖는 것에 비해 소수성이다.
셀룰로즈계 이온화 가능한 중합체의 특히 바람직한 하위집합은 카르복실산 관능성 방향족 치환기 및 알킬레이트 치환기 둘 다를 가져서 양쪽성인 것이다. 이러한 중합체의 예로는 셀룰로즈 아세테이트 프탈레이트, 메틸 셀룰로즈 아세테이트 프탈레이트, 에틸 셀룰로즈 아세테이트 프탈레이트, 히드록시프로필 셀룰로즈 아세테이트 프탈레이트, 히드록실프로필 메틸 셀룰로즈 프탈레이트, 히드록시프로필 메틸 셀룰로즈 아세테이트 프탈레이트, 히드록시프로필 셀룰로즈 아세테이트 프탈레이트 숙시네이트, 셀룰로즈 프로피오네이트 프탈레이트, 히드록시프로필 셀룰로즈부티레이트 프탈레이트, 셀룰로즈 아세테이트 트리멜리테이트, 메틸 셀룰로즈 아세테이트 트리멜리테이트, 에틸 셀룰로즈 아세테이트 트리멜리테이트, 히드록시프로필 셀룰로즈 아세테이트 트리멜리테이트, 히드록시프로필 메틸 셀룰로즈 아세테이트 트리멜리테이트, 히드록시프로필 셀룰로즈 아세테이트 트리멜리테이트 숙시네이트, 셀룰로즈 프로피오네이트 트리멜리테이트, 셀룰로즈 부티레이트 트리멜리테이트, 셀룰로즈 아세테이트 테레프탈레이트, 셀룰로즈 아세테이트 이소프탈레이트, 셀룰로즈 아세테이트 피리딘디카르복실레이트, 살리실산 셀룰로즈 아세테이트, 히드록시프로필 살리실산 셀룰로즈 아세테이트, 에틸벤조산 셀룰로즈 아세테이트, 히드록시프로필 에틸벤조산 셀룰로즈 아세테이트, 에틸 프탈산 셀룰로즈 아세테이트, 에틸 니코틴산 셀룰로즈 아세테이트, 및 에틸 피콜린산 셀룰로즈 아세테이트를 들 수 있다.
셀룰로즈계 이온화 가능한 중합체의 또다른 특히 바람직한 하위집합은 비방향족 카르복실레이트 치환기를 갖는 것이다. 이러한 중합체의 예로는 히드록시프로필 메틸 셀룰로즈 아세테이트 숙시네이트, 히드록시프로필 메틸 셀룰로즈 숙시네이트, 히드록시프로필 셀룰로즈 아세테이트 숙시네이트, 히드록시에틸 메틸 셀룰로즈 아세테이트 숙시네이트, 히드록시에틸 메틸 셀룰로즈 숙시네이트, 히드록시에틸 셀룰로즈 아세테이트 숙시네이트 및 카르복시메틸 에틸 셀룰로즈를 들 수 있다. 생리적으로 관련된 pH에서 적어도 부분적으로 이온화되는 이들 셀룰로즈계 중합체 중에서, 본 발명자들은 히드록시프로필 메틸 셀룰로즈 아세테이트 숙시네이트, 히드록시프로필 메틸 셀룰로즈 프탈레이트, 셀룰로즈 아세테이트 프탈레이트, 셀룰로즈 아세테이트 트리멜리테이트 및 카르복시메틸 에틸 셀룰로즈가 가장 바람직하다. 히드록시프로필 메틸 셀룰로즈 아세테이트 숙시네이트 (HPMCAS)가 가장 바람직하다는 것을 발견하였다.
중합체의 또다른 바람직한 부류는 중화된 산성 중합체로 구성된다. "중화된 산성 중합체"는 "산성 잔기" 또는 "산성 치환기"의 상당한 분획이 "중화된", 즉 탈양성자화된 형태로 존재하는 임의의 산성 중합체를 의미한다. "중화된 산성 셀룰로즈계 중합체"는 "산성 잔기" 또는 "산성 치환기"의 상당한 분획이 "중화된" 임의의 셀룰로즈계 "산성 중합체"를 의미한다. "산성 중합체"는 상당한 개수의 산성 잔기를 갖는 임의의 중합체를 의미한다. 일반적으로, 상당한 개수의 산성 잔기란 중합체 1 g 당 산성 잔기 약 0.1 밀리당량 이상일 것이다. "산성 잔기"는 물과 접촉시 또는 물에 용해시 적어도 부분적으로 물에 수소 양이온을 공여하여 수소 이온 농도를 증가시킬 수 있는 충분히 산성인 임의의 관능기를 포함한다. 이 정의는 pKa가 약 10 미만인 임의의 관능기 또는 "치환기" (이는 관능기가 중합체에 공유 결합될 때 지칭됨)를 포함한다. 상기 기재 내용에 포함되는 관능기 부류의 예로는 카르복실산, 티오카르복실산, 포스페이트, 페놀산기 및 술포네이트를 들 수 있다. 이러한 관능기는 폴리아크릴산과 같은 중합체의 1차 구조를 구성할 수 있으나, 보다 일반적으로는 모 중합체의 골격에 공유 부착되어 "치환기"로서 지칭된다. 중화된 산성 중합체에 대해서는 본 발명의 출원인과 동일한 출원인에 의해 양도된 미국 특허 출원 제60/300,255호 (2001년 6월 22일 출원)에 보다 상세하게 기재되어 있으며, 관련된 개시 내용은 본 출원에 참고로 포함된다.
구체적인 중합체가 본 발명에 의해 형성될 수 있는 분산제에 사용하기에 적합한 것으로서 논의되었으나, 이러한 중합체의 블렌드 또한 적합할 수 있다. 따라서, 용어 "농도 증강 중합체"는 중합체의 단일종 뿐만 아니라 중합체의 블렌드도 포함하는 것으로 의도된다.
본 발명에 의해 형성된 분무 건조된 분산제에 존재하는 약물의 양에 대한 농도 증강 중합체의 양은 약물 및 농도 증강 중합체에 따라 좌우되며, 0.01 내지 5의 약물-대-중합체 중량비로부터 광범위하게 달라질 수 있다. 그러나, 대부분의 경우에, 약물 투여량이 예를 들어 25 mg 이하로 매우 낮은 경우를 제외하고는, 약물-대-중합체 비가 0.05 초과 2.5 미만인 것이 바람직하고, 약물 농도 또는 상대적 생체이용률의 증강은 약물-대-중합체 비가 1 이하 또는 일부 약물에서는 심지어 0.2 이하일 때 관찰된다. 약물 투여량이 약 25 mg 이하인 경우에는, 약물-대-중합체 중량비가 0.05보다 상당히 작을 수 있다. 일반적으로, 투여량과 무관하게 약물 농도 또는 상대적 생체이용률은 약물-대-중합체 중량비가 감소할 수록 상승한다. 그러나, 정제, 캡슐 또는 현탁제의 전체 중량을 낮게 유지시키는 데 있어서의 실제적인 한계로 인해, 만족스러운 결과가 수득되는 한 대개 비교적 높은 약물-대-중합체 비를 이용하는 것이 바람직하다. 만족스러운 결과를 제공하는 최대 약물:중합체 비는 약물에 따라 달라질 수 있으며, 하기 기재된 시험관내 및(또는) 생체내 용해 시험을 이용하여 가장 잘 측정된다.
일반적으로, 약물 농도 또는 약물의 상대적 생체이용률을 최대화시키기 위해, 약물-대-중합체 비가 낮은 것이 바람직하다. 낮은 약물-대-중합체 비에서는, 용액 중에 농도 증강 중합체가 충분하여, 용액으로부터 약물의 침전 또는 결정화의 억제가 보장되어 약물의 평균 농도가 훨신 높아진다. 높은 약물/중합체 비에서는, 용액 중에 농도 증강 중합체가 충분히 존재하지 않아 약물 침전 또는 결정화가 보다 쉽게 일어날 수 있다. 그러나, 제형으로 사용될 수 있는 농도 증강 중합체의 양은 대개 허용가능한 최대 총 투여량에 의해 제한된다. 예를 들어, 인간에게 경구 투여하는 것이 바람직한 경우에는, 낮은 약물/중합체 비에서 약물 및 중합체의 총량이 단일 정제 또는 캡슐로 목적하는 투여량을 전달하는 데 허용되지 않는 정도로 클 수 있다. 따라서, 특정한 제형에서 최대 약물 농도 또는 상대적 생체이용률을 제공하는 것보다 낮은 약물/중합체 비를 이용하여, 사용 환경에 용이하게 전달되기에 충분히 작은 제형으로 충분한 약물 투여량을 제공하는 것이 종종 필요하다.
농도 증강
농도 증강 중합체는 사용 환경에서 대조 조성물에 비해 약물의 농도를 개선시키기 위해 충분한 양으로 본 발명에 의해 형성된 분무 건조된 분산제 중에 존재한다. 최소한으로, 본 발명에 의해 형성된 조성물은 분산되지 않은 약물을 단독으로 포함하는 대조군에 비해 농도 증강을 제공한다. 따라서, 농도 증강 중합체는 조성물을 사용 환경으로 투여하였을 때 조성물이 결정질 약물을 동량으로 포함하나 농도 증강 중합체는 존재하지 않는 대조군에 비해 개선된 약물 농도를 제공하도록 충분한 양으로 존재한다.
약물 및 농도 증강 중합체를 포함하는 조성물은 시험관내 용해 시험에서 용해된 약물의 농도 증강을 제공한다. 시험관내 용해 시험에서 MFD 또는 PBS 용액 중 약물 농도의 증강이 생체내 성능 및 생체이용률의 양호한 척도인 것으로 결정되었다. 적절한 PBS 용액은 NaOH에 의해 pH 6.5로 조정된, 20 mM Na2HPO4, 47 mM KH2PO4, 87 mM NaCl 및 0.2 mM KCl을 포함하는 수용액이다. 적절한 MFD 용액은 7.3 mM 타우로콜산나트륨 및 1.4 mM 1-팔미토일-2-올레일-sn-글리세로-3-포스포콜린이 첨가된 동일한 PBS 용액이다. 특히, 본 발명의 조성물을 MFD 또는 PBS 용액에 첨가하고 용해 촉진을 위해 교반함으로써 용해 시험을 수행할 수 있다. 일반적으로, 이러한 시험에서 상기 용액에 첨가된 조성물은, 조성물 중의 모든 약물이 용해되는 경우 시험 용액 중 약물이 단독으로 있을 때의 평형 용해도의 약 2 배 이상, 바람직하게는 10 배 이상인 약물 농도를 제공하는 양일 것이다. 훨씬 더 높은 수준의 용해된 약물 농도를 입증하기 위해서는, 훨씬 더 많은 양의 조성물을 시험 용액에 첨가한다.
한 측면으로, 본 발명에 의해 형성된 조성물은 분산되지 않은 약물은 동량으로 포함하나 중합체는 포함하지 않는 대조 조성물의 평형 농도의 1.25 배 이상인 MDC를 제공한다. 달리 말하면, 대조 조성물에 의해 제공된 평형 농도가 1 ㎍/mL인 경우, 본 발명의 조성물은 약 1.25 ㎍/mL 이상의 MDC를 제공한다. 통상적으로, 상기 비교 조성물은 분산되지 않은 약물 단독이거나 (전형적으로, 열역학적으로 가장 안정한 결정질 형태의 결정질 약물 단독이거나, 약물의 결정질 형태가 알려지지 않은 경우에는 대조군은 비결정질 약물 단독일 수 있음), 또는 약물과 함께 시험 조성물 중의 중합체 중량과 동일한 양의 불활성 희석제를 포함한다. 바람직하게는, 본 발명의 조성물에 의해 달성되는 약물의 MDC는 대조 조성물의 평형 농도의 약 2 배 이상, 더욱 바람직하게는 약 3 배 이상이다.
대안적으로, 본 발명에 의해 형성된 조성물은 수성 사용 환경에서 사용 환경에 도입된 시간에서부터 사용 환경에 도입된 후 약 270 분까지 중 임의의 90 분 기간 동안 분산되지 않은 약물을 동량으로 포함하는 대조 조성물의 AUC에 비해 1.25 배 이상인 AUC를 제공한다. 바람직하게는, 본 발명의 조성물은 수성 사용 환경에서 동일한 기간 동안 상기 기재된 대조 조성물의 AUC의 약 2 배 이상, 더욱 바람직하게는 약 3 배 이상인 AUC를 제공한다.
수용액 중에서 약물 농도 증강을 평가하는 전형적인 시험관내 시험은 (1) 충분한 양의 대조 조성물, 전형적으로 약물 단독을 시험관내 시험 매질, 전형적으로 MFD 또는 PBS 용액에 교반 첨가하여 상기 약물의 평형 농도를 달성하고, (2) 모든 약물이 용해되는 경우 약물의 이론적인 농도가 상기 약물의 평형 농도를 2 배 이상, 바람직하게는 10 배 이상으로 초과하도록 하는 충분한 양의 시험 조성물 (예를 들어, 약물 및 중합체)을 동일한 시험 매질에 교반 첨가하고, (3) 시험 매질 중의 시험 조성물에 대해 측정된 MDC 및(또는) 수성 농도 AUC를 상기 평형 농도 및(또는) 대조 조성물의 수성 농도 AUC와 비교함으로써 수행할 수 있다. 이러한 용해 시험을 수행하는 데 있어서, 사용되는 시험 조성물 또는 대조 조성물의 양은, 모든 약물이 용해되는 경우 약물 농도가 평형 농도의 2 배 이상, 바람직하게는 10 배 이상이 되도록 하는 양이다. 실제로, 극도로 불용성인 일부 약물의 경우에는, 달성되는 MDC를 확인하기 위해, 모든 약물이 용해되는 경우 약물 농도가 약물의 평형 농도의 100 배 이상이 되도록 하는 양으로 시험 조성물을 사용할 필요가 있을 수 있다.
용해된 약물의 농도는 전형적으로 시험 매질을 샘플링하고, MDC를 확인할 수 있도록 시험 매질 중의 약물 농도-대-시간으로 플롯팅함으로써 시간의 함수로서 측정한다. MDC는 시험하는 동안 측정된 용해된 약물의 최대 값이다. 수성 농도 AUC는 조성물은 수성 사용 환경에서 사용 환경에 도입된 시간에서부터 사용 환경에 도입된 후 270 분까지 (시간은 270 분임) 중 임의의 90 분 기간에 걸쳐 농도-대-시간 곡선을 적분함으로써 계산된다. 전형적으로, 조성물이 신속하게, 즉 약 30 분 이내에 그의 MDC에 도달하는 경우, AUC를 계산하기 위해 이용되는 시간 간격은 0 분 내지 90 분이다. 그러나, 상기 기재된 임의의 90 분 기간에 걸친 조성물의 AUC가 본 발명의 기준을 충족하는 경우, 본 발명의 방법에 의해 형성된 조성물은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 고려된다.
측정에 오차를 야기시키는 큰 약물 미립자를 피하기 위해, 시험 용액을 여과하거나 원심분리한다. "용해된 약물"은 전형적으로 0.45 ㎛ 시린지 여과기를 통과한 물질로서, 대안적으로 원심분리 후 상청액에 존재하는 물질로서 취해진다. 여과는 13 mm, 0.45 ㎛ 폴리비닐리덴 디플루오라이드 시린지 여과기 (뉴저지주 이톤타운에 소재하는 사이언티픽 리쏘시즈 (Scientific Resources)에 의해 상표명 티탄 (TITAN; 등록상표)으로 시판됨)를 이용하여 수행할 수 있다. 원심분리는 전형적으로 폴리프로필렌 미세원심분리 튜브 중에서 13,000 G하에 60 초 동안 원심분리함으로써 수행한다. 다른 유사한 여과 또는 원심분리 방법을 이용하여 유용한 결과를 수득할 수 있다. 예를 들어, 다른 유형의 미세여과기를 이용하여 상기 언급한 여과기를 이용하여 얻은 것보다 다소 높거나 낮은 (10 내지 40％) 값을 얻을 수 있지만, 여전히 바람직한 분산제의 확인이 가능할 것이다. "용해된 약물"의 정의가 단량체성의 용매화된 약물 분자 뿐만 아니라, 약물 응집체, 중합체 및 약물의 혼합물의 응집체, 미셀, 중합체성 미셀, 콜로이드성 입자 또는 나노결정, 중합체/약물 복합체와 같이 서브마이크론 치수를 갖는 중합체/약물 조립체와 같은 광범위한 종, 및 명시된 용해 시험에서 여액 또는 상청액에 존재하는 다른 이러한 약물-함유종을 포함한다는 것을 인식할 것이다.
대안적으로, 본 발명에 의해 형성된 조성물은 인간 또는 다른 동물에게 경구 투여시에 분산되지 않은 약물을 동량으로 포함하는 대조 조성물을 투여할 때 관찰된 AUC의 약 1.25 배 이상인, 혈중 약물 농도에 대한 AUC를 제공한다. 이러한 조성물은 또한 상대적 생체이용률이 약 1.25인 것으로 언급될 수 있음을 유념한다. 투여를 촉진시키기 위해, 투여 비히클을 사용하여 투여할 수 있다. 투여 비히클은 바람직하게는 물이지만, 시험 또는 대조 조성물을 현탁시키기 위한 물질을 함유할 수도 있되, 단, 이들 물질은 조성물을 용해시키지 않고 생체내 약물 용해도를 변화시키지 않아야 한다. 바람직하게는, 조성물을 인간 또는 다른 동물에게 경구 투여하는 경우, 분산되지 않은 약물을 동량으로 포함하는 대조 조성물을 투여하였을 때 관찰된 AUC의 약 2 배 이상, 더욱 바람직하게는 약 3 배 이상인, 혈중 약물 농도에 대한 AUC를 제공한다. 따라서, 본 발명에 의해 형성된 조성물은 시험관내 또는 생체내 시험, 또는 둘 다에 의해 평가할 수 있다.
본 발명에 의해 형성된 분산제 중의 약물의 상대적 생체이용률은 그러한 측정에 통상적인 방법을 이용하여 동물 또는 인간의 생체내에서 시험할 수 있다. 교차 연구와 같은 생체내 시험을 이용하여, 약물 및 농도 증강 중합체를 포함하는 조성물이 상기 기재된 것과 같이 약물은 포함하나 중합체는 포함하지 않는 대조 조성물에 비해 증강된 상대적 생체이용률을 제공하는 지를 측정할 수 있다. 생체내 교차 연구에서, 약물 및 중합체를 포함하는 시험 조성물을 시험 대상체군의 절반에게 투여하고, 적절한 세척 기간 (예를 들어, 1주일)이 지난 후, 동일한 대상체에게 시험 조성물로서 약물은 동량으로 포함하나 중합체는 존재하지 않는 대조 조성물을 투여한다. 상기 시험군의 나머지 절반에게는 대조 조성물을 먼저 투여한 후, 시험 조성물을 투여한다. 상대적 생체이용률은, 시험군에 대해 측정한 혈중 (혈청 또는 혈장) 농도-대-시간 AUC를 대조 조성물에 의해 제공된 혈중 AUC로 나눔으로써 측정된다. 바람직하게는, 이 시험군/대조군 비를 각각의 대상체에 대해 측정한 다음, 상기 비를 연구된 모든 대상체에 대해 평균한다. AUC의 생체내 측정은 가로좌표 (x-축)의 시간에 대해 세로좌표 (y-축)의 혈청 또는 혈장 약물 농도를 플롯팅함으로써 이루어질 수 있다. AUC의 측정은 널리 공지되어 있으며, 예를 들어 문헌 [Welling, "Pharmacokinetics Processes and Mathematics," ACS Monograph 185 (1986)]에 기재되어 있다.
조성물의 제조
약물 및 농도 증강 중합체를 포함하는 분산제는 분무 건조 공정을 통해 제조되어, 대부분, 즉 약물의 60％ 이상이 비결정질인 상태가 된다. 분무 건조 공정 및 분무 건조 장비는 일반적으로 문헌 [Perry's Chemical Engineers' Handbook (Sixth Edition 1984), pages 20-54 to 20-57]에 기재되어 있다. 분무 건조 공정 및 장비에 대한 보다 상세한 내용은 문헌 [Marshall, "Atomization and Spray-Drying," 50 Chem. Eng. Prog. Monogr. Series 2 (1954)] 및 [Masters, Spray Drying Handbook (Fourth Edition 1985)]에 기재되어 있다.
일반적으로, 분산제는 약물이 실질적으로 비결정질이고 중합체 전체에서 실질적으로 균질하게 분포되도록 중합체 중에 분산되어 있을 때 최대 생체이용률 및 안정성을 나타낸다. 일반적으로, 분산제의 균질성 정도가 증가할 수록 약물의 수성 농도 및 상대적 생체이용률의 증강 또한 증가된다. 따라서, 단일 유리 전이 온도 (이는 균질성이 높다는 것을 나타냄)를 갖는 분산제가 가장 바람직하다.
분무 건조 공정에서, 약물 및 1종 이상의 농도 증강 중합체는 공통된 용매에 용해된다. 본 명세서에서 "공통된"이란 화합물들의 혼합물일 수 있는 용매가 약물 및 중합체(들)을 용해시키는 것을 의미한다. 약물 및 중합체 둘 다 용해된 후, 상기 용매는 분무 건조 장치에서 신속하게 증발 제거되어, 실질적으로 균질한 비결정질 고체 분산제가 형성된다. 이러한 실질적으로 균질한 분산제에서, 약물은 중합체 전체에서 가능한한 균질하게 분산되며, 중합체에 분산된 약물의 고체 용액으로서 생각될 수 있다. 이는 일반적으로 분무된 액적이 신속히 건조되어 이러한 균질 분산제를 수득하는 것을 요한다. 일반적으로, 신속 건조에 대한 요구는 2종-유체 노즐 또는 회전식 분무기로부터 수득되는 것과 같이 극도로 미세한 액적을 생성하는 분무 수단을 사용하는 것으로 이어진다. 이러한 분무기를 사용하여 비결정질 고체 분산제를 수득할 수 있지만, 본 발명자들은 평균 액적 직경이 약 50 ㎛ 이상이고 액적의 약 10 부피％ 미만의 직경이 10 ㎛ 미만인 액적을 제공하는 압력 노즐을 사용하여 중합체 및 약물의 용액을 분무하는 것이 수많은 이점을 가지면서도, 여전히 고체 분산제가 충분히 신속하게 건조되어 실질적으로 비결정질이고 실질적으로 균질하게 수득된다는 것을 발견하였다. 생성된 분산제가 중합체 중 약물의 고체 용액으로 구성될 때, 분산제는 열역학적으로 안정할 수 있거나 (이는 중합체 중 약물의 농도가 그의 평형 값 이하임을 의미함), 분산된 중합체(들) 중 약물의 농도가 그의 평형 값보다 높을 때 과포화된 고체 용액으로 간주될 수 있다.
용매는 분무 건조 공정에 의해 제거된다. 통상적으로 광범위하게는, 분무 건조라는 용어는 액체 혼합물을 작은 액적으로 분쇄하고 (분무화), 액적으로부터 용매의 증발을 위한 강한 구동력이 있는 분무 건조 장치에서 혼합물로부터 용매를 신속히 제거하는 것을 포함하는 공정을 나타낸다. 일반적으로, 용매 증발을 위한 이러한 강한 구동력은 분무 건조 장치 중 용매의 부분압을 건조 액적 온도에서의 용매의 증기압보다 훨씬 낮게 유지함으로써 제공된다. 이는 (1) 분무 건조 장치 중 용매의 부분압을 부분 진공 (예를 들어, 0.01 내지 0.50 atm)으로 유지시킴으로써; (2) 액체 액적과 따뜻한 건조 기체를 혼합함으로써; 또는 (3) 상기 (1) 및 (2) 둘 다에 의해 수행된다. 또한, 용매 증발에 필요한 열의 적어도 일부는 분무 용액을 가열함으로써 제공될 수 있다.
분무 건조에 적합한 용매는 약물 및 중합체가 모두 가용성인 임의의 유기 화합물일 수 있다. 바람직하게는, 용매는 또한 비점이 150 ℃ 이하로서 휘발성이다. 또한, 용매는 비교적 무독성이어야 하고, 조화에 대한 국제 위원회 (The International Committee on Harmonization (ICH)) 지침에 따라 허용되는 수준으로 분산제로부터 제거되어야 한다. 이러한 수준으로 용매를 제거하는 데는 분무 건조 공정에 이후에 트레이-건조 공정과 같은 가공 단계가 필요할 수 있다. 바람직한 용매로는 알코올, 예컨대 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소-프로판올 및 부탄올; 케톤, 예컨대 아세톤, 메틸 에틸 케톤 및 메틸 이소-부틸 케톤; 에스테르, 예컨대 에틸 아세테이트 및 프로필아세테이트; 및 다양한 다른 용매, 예컨대 아세토니트릴, 메틸렌 클로라이드, 톨루엔 및 1,1,1-트리클로로에탄을 들 수 있다. 디메틸아세트아미드 또는 디메틸술폭시드와 같은 저휘발성 용매 또한 사용할 수 있다. 50％ 메탄올 및 50％ 아세톤과 같은 용매의 혼합물 또한 중합체 및 약물이 분무 건조 공정을 수행할 수 있을 정도로 충분히 가용성인 한 사용될 수 있다.
용매 함유 공급물의 조성은 분산제 중 바람직한 약물-대-중합체 비 및 용매 중 약물 및 중합체의 용해도에 따라 좌우될 것이다. 일반적으로, 약물 및 중합체가 용매에 용해되는 한 용매 함유 공급물 중 약물 및 중합체의 합한 농도가 가능한한 높아서, 제거되어야 하는 용매의 총량을 감소시켜 비결정질 고체 분산제를 형성하는 것이 바람직하다. 따라서, 용매 함유 공급물은 일반적으로 약물 및 중합체의 합한 농도가 약 0.1 중량％ 이상, 바람직하게는 약 1 중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 약 10 중량％ 이상일 것이다. 그러나, 약물 및 중합체의 합한 농도가 낮은 용매 함유 공급물을 사용하여 적합한 비결정질 고체 분산제를 형성할 수 있다.
약물 및 중합체를 포함하는 용매 함유 공급물은 압력 노즐을 통해 분무된다. "압력 노즐"은 평균 액적 직경이 50 ㎛ 이상이고, 액적의 약 10 부피％ 미만의 입도가 약 10 ㎛ 미만인 액적을 제공하는 분무 수단을 의미한다. 일반적으로, 적절한 크기를 갖고 적절하게 디자인된 압력 노즐은, 분무 용액이 바람직한 속도로 노즐을 통해 펌핑될 때 상기 크기 범위 내에 있는 액적을 제공하는 것이다. 따라서, 예를 들어 분무 용액을 400 g/분으로 PSD-1 건조기에 전달하는 것이 바람직한 경우에는, 목적하는 평균 액적 크기를 달성하게 하는 용액의 점도 및 유속에 맞게끔 노즐을 선택해야 한다. 노즐이 너무 크면 목적하는 유속으로 작동시킬 때 액적 크기가 너무 크게 전달될 것이다. 특히, 이는 분무 용액의 점도가 보다 높을수록 그렇게 된다. 액적이 너무 크면 건조 속도가 너무 느려져서 불균질한 분산제가 수득될 수 있거나, 액적이 여전히 유동성이라면 분무 건조기 벽에 도달했을 때 건조기 벽에 고착되거나 심지어 코팅되어 목적하는 생성물을 낮은 수율로 수득하거나 수득할 수 없다. 이러한 경우에는, 분무 건조 챔버의 높이를 증가시켜, 액적이 건조 챔버 또는 수집 콘의 벽에 충돌하기 전에 이동하는 최소 거리를 증가시킬 수 있다. 이러현 변형된 분무 건조 장치는 보다 큰 액적을 제공하는 분무 수단의 사용을 가능하게 한다. 이러한 변형된 분무 건조 장치에 대한 상세한 내용은 본 발명의 출원인과 동일한 출원인에 의해 소유된 미국 가출원 제60/354,080호 (관리 번호 PC23195, 2002년 2월 1일에 출원)에 기재되어 있으며, 상기 내용은 본 출원에 참고로 포함된다. 너무 작은 노즐을 사용하면, 바람직하지 않게 작은 액적을 수득할 수 있거나, 특히 점도가 높은 공급 용액의 경우에는 목적하는 유속을 달성하기 위해 허용되지 않는 정도로 높은 펌프 압력이 필요로 될 수 있다.
거의 대부분의 분무기는 액체 공급물을 크기 분포를 갖는 액적으로 분무시킨다. 분무 수단에 의해 제공되는 액적의 크기 분포는 용융 왁스 (molten-wax) 및 냉동 포집 (frozen-drop) 기술과 같은 기계적 기술; 하전된 와이어 및 고온 와이어 기술과 같은 전기적 기술; 및 사진 및 광산란 기술관 같은 광학적 기술을 비롯한 여러 기술에 의해 측정할 수 있다. 분무기에 의해 제공된 액적의 크기 분포를 측정하는 보다 일반적인 방법 중 하나는 맬버른 (Malvern) 입도 분석기 (메사추세츠주 프래밍햄에 소재하는 맬버른 인스트루먼츠 리미티드 (Malvern Instruments Ltd.)에서 시판)를 이용하는 것이다. 액적 크기 및 액적의 크기 분포를 측정하는데 이용되는 원리에 대한 보다 상세한 내용은 문헌 [Lefebvre, Atomization and Sprays (1989)]에서 확인할 수 있다.
액적 크기 분석기를 사용하여 수득한 데이타를 이용하여 액적의 여러 특징적인 직경을 측정할 수 있다. 그 중 하나가 D10이며, 이는 해당 직경 이하의 액적을 함유하는 전체 액체 부피의 10％를 차지하는 액적의 직경에 상응하는 직경이다. 달리 말하면, D10이 10 ㎛라면, 액적의 10 부피％가 직경이 10 ㎛ 이하이다. 따라서, D10이 약 10 ㎛ 초과인 액적을 제공하는 (이는 액적의 90 부피％의 직경이 10 ㎛ 초과인 것을 의미함) 분무 수단이 바람직하다. 이러한 요건은 고화된 생성물 중의 미분체 (즉, 직경이 10 ㎛ 미만인 입자)의 수를 최소화시킴으로써 보장된다. 바람직하게는, D10은 약 15 ㎛ 초과, 더욱 바람직하게는 약 20 ㎛ 초과이다.
분무 수단에 의해 제공되는 액적의 또다른 유용한 특징적인 직경은 D90이며, 이는 해당 직경 이하인 액적을 함유하는 전체 액체 부피의 90％를 차지하는 액적의 직경에 상응하는 직경이다. 달리 말하면, D90이 100 ㎛이면, 액적의 90 부피％가 직경이 100 ㎛ 이하이다. 본 발명의 기술을 이용하여 실질적으로 균질하고 실질적으로 비결정질인 분산제를 제조하기 위해서는, D90이 약 300 ㎛ 미만, 바람직하게는 250 ㎛ 미만이어야 한다는 것을 본 발명자들은 발견하였다. D90이 이 너무 크면, 보다 큰 액적의 건조 속도가 너무 느려져서 불균질한 분산제가 수득될 수 있거나, 액적이 여전히 유동성이라면 상기 언급한 바와 같이 분무 건조기 벽에 도달했을 때 건조기 벽에 고착되거나 코팅될 수 있다.
또다른 유용한 변수는 하기 식으로 정의되는 "스팬 (Span)"이다.
상기 식에서, D50은 해당 직경 이하인 액적을 함유하는 전체 액체 부피의 50％를 차지하는 액적의 직경에 상응하는 직경이며, D90및 D10은 상기 정의된 바와 같다. 당업계에서 때때로 상대 스팬 인자 또는 RSF로도 지칭되는 스팬은 액적 크기 분포의 균일성의 척도가 되는 비치수적 변수이다. 일반적으로, 스팬이 작을 수록 분무 수단에 의해 제공된 액적 크기 분포가 좁아지며, 일반적으로 이는 건조된 입자에 대해 보다 좁은 입도 분포를 유도하여, 개선된 유동 특성을 제공한다. 바람직하게는, 본 발명의 분무 수단에 의해 제공된 액적의 스팬은 약 3 미만, 더욱 바람직하게는 약 2 미만, 가장 바람직하게는 약 1.5 미만이다.
일반적으로, 분무 건조기에 의해 형성된 고체 분산제 입자의 크기는 분무 수단에 의해 제공된 액적의 크기보다 다소 작다. 전형적으로, 분산제 입자의 상기 특징적인 직경은 액적의 상기 특징적인 직경의 약 80％이다. 따라서, 한 측면으로, 본 발명의 방법은 평균 직경이 약 40 ㎛ 이상이고, 입자의 약 10 부피％ 미만의 크기가 약 8 ㎛ 미만인 비결정질 고체 분산제 미립자를 제공한다.
균질한 비결정질 고체 분산제를 형성하는 데 이용하는 분무 수단을 선택할 때에는, 목적하는 유속, 허용가능한 최대 액체 압력, 및 용매 함유 공급물의 점도 및 표면 장력을 비롯한 여러 인자를 고려해야 한다. 이들 인자와 액적 크기 및 액적 크기 분포에 대한 영향의 관계는 당업계에 널리 공지되어 있다.
상기 지적한 바와 같이, 분무 수단의 선택은 사용되는 분무 건조 장치의 규모에 따라 좌우된다. 용매 함유 공급물을 약 10 내지 400 g/분으로 분무시킬 수 있는 니로 PSD-1와 같이 규모가 작은 장치의 경우에는, 적합한 분무기의 예로 SK 및 TX 분무 건조 노즐 시리즈 (일리노이주 휘튼에 소재하는 스프레잉 시스템즈 (Spraying Systems)로부터 입수 가능); WG 시리즈 (영국 체샤이어 위드네스에 소재하는 델라반 엘티브이 (Delavan LTV)로부터 입수 가능); 및 모델 121 노즐 (독일 운테르지마우에 소재하는 두젠 쉴릭 게엠베하 (Dusen Schlick GmbH)로부터 입수 가능)를 들 수 있다. 용매 함유 공급물을 약 25 내지 600 kg/hr로 분무시킬 수 있는 니로 PSD-4와 같이 규모가 큰 장치의 경우에는, 분무기의 예로 SDX 및 SDX III 노즐 (델라반 엘티브이로부터 입수 가능)을 들 수 있다.
여러 경우에, 용매 함유 공급물을 압력하에 분무 수단에 전달한다. 필요한 압력은 분무기의 디자인, 노즐 구멍의 크기, 용매 함유 공급물의 점도 및 다른 특성, 및 목적하는 액적 크기 및 크기 분포에 의해 결정된다. 일반적으로, 공급 압력은 2 내지 200 atm 이상이어야 하며, 4 내지 150 atm인 것이 보다 전형적이다.
건조 기체의 온도 및 유속은, 용매 함유 공급물을 건조시키기 위해 충분한 열이 건조 챔버에 전달되고, 액적이 분무 건조 장치의 벽에 충돌하기 전에 액적을 고화시키기 위해 충분한 체류 시간이 가능하도록 선택한다. 일반적으로, 용매 함유 공급물의 유속이 커질 수록 건조 기체의 온도 및(또는) 유속이 커진다. 전형적으로, 분무 건조기의 입구에서 건조 기체의 온도는 약 60 ℃ 이상 약 300 ℃ 미만일 것이다.
액적의 큰 표면-대-부피 비 및 용매 증발을 위한 큰 구동력은 액적을 신속히 고화시킬 수 있게 해준다. 고화 시간은 약 20 초 미만, 바람직하게는 약 10 초 미만, 더욱 바람직하게는 1 초 미만이어야 한다. 이러한 신속한 고화는 대개 약물-풍부 상 및 중합체-풍부 상으로 분리시키는 대신에 균일한 균질 분산제를 갖는 입자를 형성하는 데 중요하다. 상기 언급한 바와 같이, 농도 및 생체이용률을 증강시키기 위해서는 대개 가능한한 균질한 분산제를 수득하는 것이 필요로 된다.
고화시킨 후, 전형적으로 고체 분말로부터 용매를 추가로 증발시키기 위해 고체 분말을 약 5 내지 60 초 동안 분무 건조 챔버에 머무르게 한다. 건조기에서 배출되는 고체 분산제의 최종 용매 함량은 낮아야 하는데, 이는 분산제 중의 용매가 분산제의 유리 전이 온도를 저하시켜서 동력학적으로 불안정하게 만들기 때문이다. 이는 상 분리 또는 심지어 분산제 중의 약물의 결정화를 야기시켜, 수득된 농도 증강이 균질한 비결정질 고체 분산제에 비해 극적으로 감소될 수 있다. 일반적으로, 분무 건조 챔버에서 배출되는 분산제의 용매 함량은 약 10 중량％ 미만, 바람직하게는 약 3 중량％ 미만, 가장 바람직하게는 약 1 중량％ 미만이어야 한다. 상기 지적한 바와 같이, 트레이-건조와 같은 후속 가공 단계를 이용하여 용매를 상기 수준으로 제거할 수 있다.
부형제 및 제형
비결정질 고체 분산제에 존재하는 핵심 성분은 간단히 약물 및 농도 증강 중합체이지만, 분산제의 성능, 취급성 또는 가공성을 개선시키기 위해 다른 부형제를 포함할 수 있다. 임의로, 분산제를 형성한 후 다른 부형제와 혼합하여, 조성물을 정제, 캡슐, 좌약, 현탁제, 현탁제를 위한 분말, 크림, 경피 패치, 데포 등으로 제제화할 수 있다. 분산제를 약물을 실질적으로 변경시키지 않는 본질적으로 임의의 방식으로 다른 제형의 성분에 첨가할 수 있다. 부형제는 분산제로부터 분리되고(되거나) 분산제 내에 포함되어 있을 수 있다.
일반적으로, 계면활성제, pH 변경제, 충전제, 매트릭스 물질, 착화제, 가용화제, 안료, 윤활제, 활주제, 향미제 등과 같은 부형제는 조성물의 특성에 불리한 영향을 미치지 않으면서 통상적인 목적 및 전형적인 양으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 문헌 [Remington's Pharmaceutical Sciences (18th ed. 1990)]을 참조한다.
매우 유용한 부류의 부형제는 바람직하게는 0 내지 10 중량％로 존재하는 계면활성제이다. 적합한 계면활성제로는 지방산 및 알킬 술포네이트; 시판되는 계면활성제, 예컨대 벤즈알코늄 클로라이드 (히아민 (HYAMINE; 등록상표) 1622, 뉴저지주 페이론에 소재하는 론자 인크. (Lonza, Inc.)로부터 입수 가능); 디옥틸 나트륨 술포숙시네이트 (도쿠세이트 소듐 (DOCUSATE SODIUM), 미저리주 세인트 루이스에 소재하는 말린크록트 스펙. 켐. (Mallinckrodt Spec. Chem.)으로부터 입수 가능); 폴리옥시에틸렌 소르비탄 지방산 에스테르 (트윈 (TWEEN; 등록상표), 델라웨어주 윌밍톤에 소재하는 아이씨아이 아메리카즈 인크. (ICI Americas Inc.)로부터 입수 가능); 리포소르브 (LIPOSORB; 등록상표) O-20 (뉴저지주 패터슨에 소재하는 리포켐 인크. (Lipochem Inc.)로부터 입수 가능); 캡물 (CAPMUL; 등록상표) POE-0 (위스콘신주 제인스빌에 소재하는 아비텍 코포레이션 (Abitec Corp.)으로부터 입수 가능); 및 천연 계면활성제, 예컨대 나트륨 타우로콜산, 1-팔미토일-2-올레일-sn-글리세로-3-포스포콜린, 레시틴, 및 다른 포스포리피드 및 모노- 및 디글리세라이드를 들 수 있다. 이러한 물질은 예를 들어 습윤화를 촉진시키거나, 그와 달리 제형으로부터 약물의 방출 속도를 증가시킴으로써 용해 속도를 증가시키는 데 유리하게 이용할 수 있다.
산, 염기 또는 완충액과 같은 pH 변경제의 첨가는 조성물의 용해를 지연시키거나 (예를 들어, 농도 증강 중합체가 음이온인 경우 시트르산 또는 숙신산과 같은 산), 대안적으로 조성물의 용해 속도를 증강시키는 데 (예를 들어, 중합체가 양이온인 경우 아세트산나트륨 또는 아민과 같은 염기) 유익할 수 있다.
통상적인 매트릭스 물질, 착화제, 가용화제, 충전제, 붕괴화제 (붕괴제) 또는 결합제는 또한 조성물 자체의 일부분으로서 첨가되거나, 습윤화 또는 기계적 또는 다른 수단을 이용한 과립화에 의해 첨가될 수 있다. 이들 물질은 조성물의 90 중량％까지 차지할 수 있다.
매트릭스 물질, 충전제 또는 희석제의 예로는 락토즈, 만니톨, 크실리톨, 미세결정질 셀룰로즈, 이염기 칼슘 포스페이트 (무수물 및 이수화물) 및 전분을 들 수 있다.
붕괴제의 예로는 나트륨 전분 글리콜레이트, 나트륨 알기네이트, 카르복시 메틸 셀룰로즈 나트륨, 메틸 셀룰로즈, 크로스멜로즈 나트륨, 및 폴리비닐 피롤리돈의 가교 형태, 예컨대 상표명 크로스포비돈 (CROSPOVIDONE, 바스프 코포레이션 (BASF Corporation)으로부터 입수 가능)을 들 수 있다.
결합제의 예로는 메틸 셀룰로즈, 미세결정질 셀룰로즈, 전분, 및 검, 예컨대 구아 검, 및 트래거캔쓰를 들 수 있다.
윤활제의 예로는 스테아르산마그네슘, 스테아르산칼슘 및 스테아르산을 들 수 있다.
보존제의 예로는 술파이트 (항산화제), 벤즈알코늄 클로라이드, 메틸 파라벤, 프로필 파라벤, 벤질 알코올 및 나트륨 벤조에이트를 들 수 있다.
현탁화제 또는 증점제의 예로는 크산탄 검, 전분, 구아 검, 나트륨 알기네이트, 카르복시메틸 셀룰로즈, 나트륨 카르복시메틸 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 히드록시프로필 메틸 셀룰로즈, 폴리아크릴산, 실리카 겔, 규산알루미늄, 규산마그네슘 및 이산화티탄을 들 수 있다.
케이킹 방지제 또는 충전제의 예로는 산화규소 및 락토즈를 들 수 있다.
가용화제의 예로는 에탄올, 프로필렌 글리콜 또는 폴리에틸렌 글리콜을 들 수 있다.
본 발명의 조성물에는 당업계에 널리 공지된 것을 비롯하여 다른 통상적인 부형제를 사용할 수 있다. 일반적으로, 안료, 윤활제, 향미제 등과 같은 부형제는 조성물의 특성에 불리한 영향을 미치지 않으면서 통상적인 목적 및 전형적인 양으로 사용될 수 있다.
본 발명의 조성물은 경구, 비측, 직장, 질, 피하, 정맥내 및 폐를 비롯한 이로 한정되지 않는 광범위한 경로를 통해 전달될 수 있다. 일반적으로, 경구 경로가 바람직하다.
본 발명의 조성물은 또한 약물 투여를 위해 광범위한 제형으로 사용될 수 있다. 제형의 예로는 건조된 형태로, 또는 물 또는 다른 액체의 첨가에 의해 페이스트, 슬러리, 현탁제 또는 용액제로 재구성되는 형태로 경구 투여될 수 있는 분말 또는 과립; 정제; 캡슐; 다중미립자; 및 알약이 있다. 다양한 첨가제를 본 발명의 조성물과 함께 혼합하고 분쇄하고 과립화하여 이러한 제형에 적합한 물질을 형성할 수 있다.
본 발명의 조성물은 액체 비히클 중 입자의 현탁액으로서 전달될 수 있도록 다양한 형태로 제제화될 수 있다. 이러한 현탁제는 제조시에 액체 또는 페이스트로서 제제화될 수 있거나, 이후 경구 투여하기 전에 액체, 전형적으로 물을 첨가하는 건조 분말로서 제제화될 수 있다. 현탁제로 구성되는 이러한 분말은 흔히 세쉐제 (sachet) 또는 구성용 경구 분말 (OPC)로서 지칭된다. 이러한 제형은 임의의 공지된 절차를 이용하여 제제화 및 재구성될 수 있다. 가장 간단한 접근법은 간단히 물에 첨가하여 교반함으로써 재구성되는 건조 분말로서 제형을 제제화하는 것이다. 대안적으로, 합하고 교반함으로써 경구 현탁제를 형성하게 되는 액체 및 건조 분말로서 제형을 제제화할 수 있다. 또다른 실시양태에서, 먼저 물을 제1 분말에 첨가하여 용액을 형성하고, 교반하면서 상기 용액과 제2 분말을 합하여 현탁제를 형성하여 재구성되는 2종 분말로서 제형을 제제화할 수 있다.
일반적으로, 약물의 화학적 및 물리적 안정성을 증진시키도록 약물의 분산제를 건조 상태의 장시간 저장용으로 제제화하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물은 약물을 치료하고자 하는 대상체에게 투여함으로써 임의의 증상을 치료하는 데 사용할 수 있다.
실시예 1
수난용성 약물인 4-[(3,5-비스-트리플루오로메틸-벤질)-메톡시카르보닐-아미노]-2-에틸-6-트리플루오로메틸-3,4-디히드로-2H-퀴놀린-1-카르복실산 에틸 에스테르 (약물 1) 및 양쪽성 중합체인 히드록시프로필 메틸 셀룰로즈 아세테이트 숙시네이트 (HPMCAS)를 포함하는 비결정질 고체 분산제의 다중미립자를 하기와 같은 압력 노즐을 이용하는 분무 건조 공정에 의해 제조하였다. 약물 1을 아세톤 용매와 함께 우수 등급의 매질 HPMCAS (아쿠옷-엠에프 (AQUOT-MF), 신 에쯔 (Shin Etsu)에서 제조)와 합하여, 약물 1 2.5 중량％, HPMCAS 7.5 중량％, 및 아세톤 90 중량％를포함하는 공급 용액을 형성하였다. 상기 공급 용액을 고압력 기어 펌프 (제트-드라이브 (Z-Drive) 2000, 노쓰 캐롤라이나주 샌포드에 소재하는 제니쓰 인크. (Zenith, Inc.)로부터 입수 가능)를 이용하여, 액체 공급물 가공 용기 및 도 3에 도시된 유형의 압력 노즐을 구비한 니로 PSD-1 분무 건조기 (모델 SK 71-16, 스프레잉 시스템즈, 인크.로부터 입수 가능)으로 펌핑하였다. 상기 압력 노즐에 의해 제조되는 액적의 크기는 맬버른 입도 분석기를 이용하여 측정하였고, 그 결과 중앙 액적 직경이 125 ㎛, D10이 64 ㎛, D50이 110 ㎛, D90이 206 ㎛였고, 따라서 스팬은 1.3이었다.
상기 건조기는 건조기의 건조 챔버 길이 및 부피를 증가시키기 위해 9-인치 건조 챔버 연장부 또한 구비하였다. 추가된 길이로 인해 건조기 내에서 입자의 체류 시간이 증가되었다. 건조기는 건조 기체를 건조 챔버에 도입시키기 위한 기체 분산 수단 또한 구비하였다. 상기 기체 분산 수단은 건조 챔버 (약 0.8 m 직경)의 내부와 함께 함께 연장되는 플레이트로 구성되고, 상기 플레이트는 그의 표면적의 약 1％를 차지하는 1.7 mm의 천공을 여러개 보유하였다. 상기 천공은 확산기 플레이트의 중심 0.2 m에서의 천공 밀도가 확산기 플레이트의 외부에 있는 천공 밀도의 약 25％인 것을 제외하고는 상기 플레이트를 가로질러 균일하게 분포하였다. 확산기 플레이트를 사용한 결과, 건조 챔버를 통해 건조 기체의 조직된 플러그 유동이 나타났고, 분무 건조기 내에서 생성물 재순환이 극적으로 감소되었다. 작업하는 동안 압력 노즐은 기체 분산기 플레이트와 같은 높이로 배열되었다. 분무 용액을19 atm (262 psig)의 압력에서 180 g/분으로 분무 건조기에 펌핑하였다. 질소 건조 기체를 103 ℃의 입구 온도에서 기체 분산기 플레이트에 전달하였다. 증발된 용매 및 건조 기체는 51 ±4 ℃의 온도에서 건조기로부터 배출되었다. 이 방법에 의해 형성된 분산제를 집진기에 수집한 다음, 분무 건조된 입자를 폴리에틸렌이 라이닝된 트레이 상에 1 cm 이하의 깊이로 산개시키고 40 ℃에서 25 시간 동안 건조시킴으로써 용매 트레이 건조기에서 건조시켰다. 건조 후, 고체 분산제는 약물 1 25 중량％를 함유하였다.
대조군 1 (Cl)은 약물 1과 HPMCAS-MF의 비결정질 고체 분산제로 구성되었으나, 도 2에 도시된 유형의 니로 2종-유체 외부 혼합 분무 노즐을 구비한 동일한 니로 PSD-1 건조기에서 분무 건조시켰다. 실시예 1 및 대조군 1에 대한 분무 건조 조건 및 공급물 구성을 표 1에 요약하였다.
실시예 1의 샘플을 분석하여 분산제의 결정질 정도를 측정하였다. 먼저, 실시예 1에 대해 AXS D8 어드밴스 (Advance) PXRD 측정기 (위스콘신주 매디슨에 소재하는 브루커, 인크. (Bruker, Inc.))를 이용하여 분말 X-선 회절 (PXRD) 분석을 수행하였다. 이 분석 결과, 회절도에서 결정질 피크가 없었으며, 이는 분산제 중의약물이 거의 완전히 비결정질임을 나타낸다.
실시예 1의 방법에 의해 제조된 분산제의 농도 증강 정도를 용해 시험으로 측정하였다. 이 시험을 위해, 실시예 1의 분산제 7.2 mg을 함유하는 샘플을 미세원심분리 튜브에 2중으로 첨가하였다. 상기 튜브를 37 ℃ 온도-제어된 챔버에 놓고, pH 6.5에서 삼투압이 290 mOsm/kg인 PBS 1.8 mL을 첨가하였다. 샘플을 볼텍스 혼합기를 이용하여 약 60 초 동안 혼합하였다. 샘플을 13,000 G에서 37 ℃하에 1 분 동안 원심분리하였다. 그 후, 생성된 상청액을 샘플링하고, 메탄올을 이용하여 1:6 부피비로 희석한 다음, 256 nm의 UV 흡광도에서 워터스 시메트리 (Waters Symmetry) C8 컬럼 및 15％ (0.2％ H3PO4)/85％ 메탄올로 구성된 이동상을 이용하여 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC)에 의해 분석하였다. 튜브의 내용물을 볼텍스 혼합기에서 혼합하고, 다음 샘플을 취할 때까지 37 ℃에서 방치하였다. 샘플을 4 분, 10 분, 20 분, 40 분, 90 분, 및 1200 분에 수집하고, 각각의 경과 시간에 대해 AUC를 계산하였다. 동일한 절차를 이용하여 대조군 1 및 결정질 약물 1 단독에 대해 시험하였다. 결과는 표 2에 기재하였다.
이들 샘플에서 수득한 약물 농도를 이용하여 처음 90 분에서의 최대 약물 농도 값 (Cmax90), 및 처음 90 분에서의 약물 농도-대-시간 곡선하의 면적 (AUC90)을 측정하였다. 결과를 표 3에 기재하였다. 그 결과, 실시예 1의 분산제는 결정질 대조군에 비해 717 배 더 큰 Cmax90을 제공함과 동시에, 결정질 대조군에 비해 670 배 더 큰 AUC90을 제공하였다. 이 데이타는 또한 압력 노즐을 이용하여 제조한 실시예 1의 분산제의 농도 증강 정도가 2종-유체 노즐을 이용하여 제조한 대조군 1의 분산제의 농도 증강 정도와 본질적으로 동일함을 나타내었다.
실시예 1의 분산제의 입도 분포는 LA-910 입도 분석기 (캘리포니아주 이르빈에 소재하는 호리바 코포레이션 (Horiba Co.))를 이용하여 각각의 건조 고체 분산제의 광 산란 분석에 의해 측정하였고, 대조군 C1의 분산제에 대해서도 마찬가지로 측정하였다. 도 4는 실시예 1 및 대조군 C1에 대한 부피 빈도 (％) 대 입자 직경 (㎛)의 플롯이다. 이들 데이타로부터, 중앙 입자 직경 (곡선의 피크) 및 미분체 백분율 (직경이 약 10 ㎛ 미만인 곡선하의 면적을 전체 곡선하의 면적으로 나눔)을 계산하여 표 4에 요약하였다. 이들 데이타는, 압력 노즐에 의해 형성된 분산제 입자 (실시예 1)의 중앙 직경이 2종-유체 노즐에 의해 형성된 분산제 입자 (대조군 C1)의 중앙 직경보다 3 배 넘게 더 크다는 것을 보여주었다. 또한, 실시예 1의 분산제 중 미분체의 수는 대조군 C1에 비해 90％ 넘게 감소되었다.
실시예 1의 분산제에 대한 벌크 및 탭핑한 비부피를 하기 절차를 이용하여 측정하였다. 실시예 1의 분산제의 샘플을 자체 중량을 측정한 100-mL 눈금 실린더에 부었고, 샘플의 부피 및 중량을 기록하였다. 부피를 중량으로 나누어 4.8 mL/g의 벌크 비부피를 얻었다. 다음, 분산제를 함유한 실린더를 반켈 탭 (VanKel tap) 밀도 기기 모델 50-1200을 이용하여 1000 회 탭핑하였다. 탭핑한 부피를 상기와 동일한 분산제 중량으로 나누어서 3.1 mL/g의 탭핑한 비부피를 얻었다. 대조군 C1의 분산제에 대해 유사한 시험을 수행하였다. 표 5에 기록된 결과는, 압력 노즐에 의해 제조된 분산제 (실시예 1)의 비부피 (벌크 및 탭핑한 비부피 둘 다)가 2종-유체 노즐을 이용하여 제조한 분산제 (대조군 C1)에 비해 낮음을 나타내었다. 비부피가 보다 낮을수록 분산제의 유동 특성이 개선된다.
실시예 2 및 3
약물 1 25 중량％ 및 HPMCAS를 포함하는 분무 건조된 분산제를, 스프레잉 시스템즈, 인크.로부터 입수한 대안적인 압력 노즐 및 분무 건조 조건을 표 6에 나타낸 바와 같이 이용한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 같이 제조하였다.
실시예 2 및 3의 분산제의 특성을 실시예 1에서와 같이 측정하였다. 그 결과를 실시예 1 및 대조군 C1에 대한 결과와 함께 표 7에 요약하고 도 4에 그래프로 도시하였으며, 압력 노즐을 이용하여 제조한 분산제 (실시예 1 내지 3)이 2종-유체 노즐을 이용하여 제조한 분산제 (대조군 C1)에 비해 입자 직경이 훨씬 더 크고 사실상 미분체를 함유하지 않으면서도 본질적으로 동일한 용해 성능을 제공하는 것으로 나타났다. 또한, 실시예 1 내지 3의 분산제의 비부피는 대조군 C1보다 낮았으며, 이는 개선된 유동 특성을 제공한다.
실시예 4
수난용성 약물인 5-클로로-1H-인돌-2-카르복실산 [(1S)-벤질-3-((3R,4S)-디히드록시피롤리딘-1-일)-(2R)-히드록시-3-옥시프로필]아미드 (약물 2) 및 HPMCAS를 포함하는 비결정질 고체 분산제를 아세톤 중 물 5 중량％를 포함하는 용매 혼합물을 사용한 것을 제외하고는 표 8에 기재된 조건에 따라 SK 80-16 압력 노즐 (스프레잉 시스템즈, 인크.)을 이용하여 실시예 1에서와 같이 제조하였다. 실시예 4의 분산제는 약물 2를 50 중량％ 함유하였다.
약물 2의 고체 분산제 및 HPMCAS로 구성된 대조군 C2 (C2)를 도 2에 도시된 유형의 니로 2종-유체 외부 혼합 분무 노즐을 이용하여 분무 건조시켰고, 이는 약물을 50 중량％ 함유하였다. 분무 조건 및 공급물 구성은 표 8에 기재하였다.
실시예 4 및 대조군 C2의 분산제의 용해도 및 물리적 특성을 하기 예외를 제외하고는 실시예 1에서와 같이 측정하였다. 농도 증강을 측정하기 위해, 모든 약물이 용해되는 경우 농도가 2000 ㎍/mL가 되도록 충분한 양의 분산제를 미세원심분리 튜브에 첨가하였다. 샘플을 297 nm의 흡광도에서 HPLC (휴렛 팩커드 (Hewlett Packard) 1100 HPLC, 조르박스 (Zorbax) SB C18 컬럼, 35％ 아세토니트릴/65％ H2O)에 의해 분석하였다. 결정질 약물 2 단독을 포함하는 대조군 (CD2)의 특성 또한 동일하게 측정하였다.
이들 시험 결과를 표 9에 요약하고 도 5에 그래프로 도시하였으며, 압력 노즐을 사용하여 제조한 분산제 (실시예 4)가 2종-유체 노즐을 사용하여 제조한 분산제 (대조군 C2)에 비해 중앙 입자 직경이 더 크고 미분체를 덜 함유하는 것으로 나타났다. 도 5는 실시예 4 및 대조군 C2의 분산제에 대한 부피 빈도 대 입자 직경의 플롯이다. 실시예 4의 분산제의 용해 성능은 2종-유체 노즐를 사용하여 제조한 C2 분산제에 비해 약간 양호하였다. 실시예 4의 분산제는 결정질 대조군에 비해 4.9 배인 Cmax90및 결정질 대조군에 비해 4.1 배인 AUC90을 제공하였다. 실시예 4의 분산제의 비부피 또한 결정질 대조군보다 낮았다.
실시예 5
약물 2 50 중량％ 및 HPMCAS를 포함하는 비결정질 고체 분산제를 분무 건조기가 챔버 연장부 또는 기체 분산 플레이트가 없는 표준 니로 PSD-1 분무 건조기인 것을 제외하고는 모델 WG-256 압력 노즐 (델라반 엘티브이)를 이용하여 표 10에 기재된 조건에 따라 실시예 4에서와 같이 제조하였다.
약물 2 50 중량％ 및 HPMCAS를 포함하는 고체 분산제의 다중미립자로 구성된 대조군 C3 (C3)을 표 10에 기재된 분무 조건 및 공급물 구성에 따라 실시예 5와 동일한 건조기에서 니로 2종-유체 외부 혼합 분무 노즐을 이용하여 분무 건조시켰다.
실시예 5 및 대조군 C3의 분산제의 용해도 및 물리적 특성을 실시예 4에서와같이 측정하였다. 이들 시험 결과를 표 11에 요약하고 도 6에 그래프로 도시하였으며, 압력 노즐을 사용하여 제조한 분산제 (실시예 5)가 2종-유체 노즐을 사용하여 제조한 분산제 (대조군 C3)에 비해 중앙 입자 직경이 훨씬 더 크고 미분체를 훨씬 더 적게 함유하는 것으로 나타났다. 도 6은 실시예 5 및 대조군 C3의 분산제에 대한 부피 빈도 대 입자 직경의 플롯이다. 실시예 5의 분산제의 용해 성능은 2종-유체 노즐을 사용하여 제조한 분산제의 용해 성능과 실질적으로 동일하였다. 실시예 5의 분산제는 결정질 대조군 (CD2)에 비해 4.2 배인 Cmax90및 상기 결정질 대조군에 비해 4.0 배인 AUC90을 제공하였다.
실시예 6
약물 1 25 중량％ 및 HPMCAS를 포함하는 비결정질 고체 분산제를 분무 건조기가 챔버 연장부 또는 기체 분산 플레이트가 없는 표준 니로 PSD-1 분무 건조기인 것을 제외하고는 표 12에 기재된 조건에 따라 실시예 1에서와 같이 모델 WG-256 압력 노즐을 이용하여 제조하였다.
약물 1 25 중량％ 및 HPMCAS를 포함하는 고체 분산제로 구성된 대조군 C4 (C4)를 실시예 6에서와 동일한 건조기에서 니로 2종-유체 외부 혼합 분무 노즐을 사용하여 분무 건조시켰다. 분무 조건 및 공급물 구성은 표 12에 기재되어 있다.
실시예 6 및 대조군 C4의 분산제의 용해도 및 물리적 특성을 실시예 1에서와 같이 측정하였다. 이들 시험 결과를 표 13에 요약하고 도 7에 그래프로 도시하였으며, 압력 노즐을 이용하여 제조한 분산제 (실시예 6)가 2종-유체 노즐을 이용하여 제조한 분산제 (대조군 C4)에 비해 중앙 입자 직경이 더 크고 미분체의 양이 극적으로 감소된 것으로 나타났다. 도 7은 실시예 6 및 대조군 C4에 대한 부피 빈도 대 입자 직경의 플롯이다. 실시예 6의 분산제의 용해 성능은 2종-유체 노즐을 사용하여 제조한 분산제의 용해 성능과 거의 동일하였으나, 결정질 대조군 약물 1 단독 (CD1)에 비해 709 배인 Cmax90및 상기 결정질 대조군에 비해 611 배인 AUC90을 제공하였다.
상기 명세서에서 사용된 용어 및 표현은 본 발명에서 설명을 위한 용어로서 사용되었고 제한이 없으며, 이러한 용어 및 표현의 사용이 도시되고 기재된 특징 및 그의 일부분의 등가물을 제외하는 것으로 의도되지 않으며, 본 발명의 범위는 하기 청구범위로만 한정되고 제한되는 것으로 인식된다.

Claims (15)

  1. (a) 약물, 농도 증강 중합체 및 용매를 포함하는 공급 용액을 형성하는 단계;
    (b) 건조 챔버, 상기 건조 챔버에서 상기 공급 용액을 액적으로 분무시키는 분무 수단, 상기 액적을 건조시키기 위한 가열된 건조 기체원, 및 건조된 생성물 수집 수단을 포함하는 분무 건조 장치로 상기 공급 용액을 위치시키는 단계;
    (c) 상기 건조 챔버에서 상기 분무 수단에 의해 상기 공급 용액을 평균 직경이 50 ㎛ 이상이고 D10이 10 ㎛ 이상인 액적으로 분무시키는 단계;
    (d) 상기 액적과 상기 가열된 건조 기체를 접촉시켜, 상기 약물 및 상기 농도 증강 중합체의 비결정질 고체 분산제 미립자를 형성하는 단계; 및
    (e) 상기 미립자를 수집하는 단계를 포함하고,
    상기 농도 증강 중합체는, 사용 환경에서 상기 비결정질 고체 분산제에 의해 제공되는 상기 약물의 농도가 필수 성분으로서 상기 약물만을 동량으로 포함하는 대조 조성물에 비해 증강되는 충분한 양으로 상기 용액 중에 존재하는 것인, 제약 조성물의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 액적의 스팬 (Span)이 3 미만인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 분산제 중의 상기 약물이 실질적으로 비결정질이고, 상기 분산제가 실질적으로 균질인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 조성물이 (a) 상기 사용 환경에서 상기 대조 조성물에 의해 제공된 최대 약물 농도의 1.25 배 이상인 최대 약물 농도를 제공하거나, (b) 상기 사용 환경에 도입된 시간에서부터 상기 사용 환경에 도입된 후 약 270 분까지 중 임의의 90 분 기간 동안 상기 대조 조성물에 의해 제공된 농도-대-시간 곡선하의 면적의 1.25 배 이상인 농도-대-시간 곡선하의 면적을 제공하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 조성물이 상기 약물의 상대적 생체이용률을 상기 대조 조성물의 1.25 배 이상으로 제공하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 농도 증강 중합체가 이온화 가능한 셀룰로즈계 중합체, 이온화 불가능한 셀룰로즈계 중합체, 이온화 가능한 비셀룰로즈계 중합체, 이온화 불가능한 비셀룰로즈계 중합체, 중화된 산성 중합체, 및 이들의 블렌드로 구성된 군으로부터 선택되는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 중합체가 히드록시프로필 메틸 셀룰로즈, 히드록시프로필 셀룰로즈, 카르복시메틸 에틸 셀룰로즈, 히드록시프로필 메틸 셀룰로즈 아세테이트 숙시네이트, 히드록시프로필 메틸 셀룰로즈 프탈레이트, 셀룰로즈 아세테이트 프탈레이트, 셀룰로즈 아세테이트 트리멜리테이트, 반복 단위 중 적어도 일부가 가수분해된 형태인 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 피롤리돈, 폴록사머, 및 이들의 블렌드로 구성된 군으로부터 선택되는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 약물이 항고혈압제, 항불안제, 항응고제, 항경련제, 혈당 강하제, 충혈 제거제, 항히스타민제, 진해제, 항신생물제, 베타 차단제, 항염증제, 항정신병제, 인지 강화제, 항죽상경화제, 콜레스테롤 저하제, 항비만제, 자가면역 질환 약제, 항발기부전제, 항균제, 항진균제, 수면제, 항파킨슨병제, 항알쯔하이머병제, 항생제, 항우울증제, 항바이러스제, 글리코겐 포스포릴라제 억제제, 및 콜레스테롤 에스테르 전달 단백질 억제제로 구성된 군으로부터 선택되는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 약물이 [R-(R*S*)]-5-클로로-N-[2-히드록시-3-{메톡시메틸아미노}-3-옥소-1-(페닐메틸)프로필-1H-인돌-2-카르복스아미드, 5-클로로-1H-인돌-2-카르복실산 [(1S)-벤질-(2R)-히드록시-3-((3R,4S)-디히드록시-피롤리딘-1-일)-3-옥시프로필]아미드, [2R,4S]-4-[아세틸-(3,5-비스-트리플루오로메틸-벤질)-아미노]-2-에틸-6-트리플루오로메틸-3,4-디히드로-2H-퀴놀린-1-카르복실산 이소프로필 에스테르, [2R,4S]-4-[3,5-비스-트리플루오로메틸-벤질)-메톡시카르보닐-아미노]-2-에틸-6-트리플루오로메틸-3,4-디히드로-2H-퀴놀린-1-카르복실산 에틸 에스테르, 및 [2R,4S]-4-[(3,5-비스-트리플루오로메틸-벤질)-메톡시카르보닐-아미노]-2-에틸-6-트리플루오로메틸-3,4-디히드로-2H-퀴놀린-1-카르복실산 이소프로필 에스테르로 구성된 군으로부터 선택되는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 분무 수단이 상기 공급 용액을 약 2 내지 약 200 atm의 압력에서 분무시키는 압력 노즐인 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 장치의 입구에서 상기 건조 기체의 온도가 약 60 ℃ 내지 약 300 ℃인 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 장치의 출구에서 상기 건조 기체의 온도가 약 0 ℃ 내지 100 ℃인 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 미립자의 평균 직경이 40 ㎛ 이상이고, 상기 미립자의 10 부피％ 미만의 직경이 약 8 ㎛ 미만인 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 미립자의 80 부피％ 이상의 직경이 10 ㎛ 초과인 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 생성물.
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