KR20240013128A - 발기부전을 치료하기 위한 제제 및 방법 - Google Patents

발기부전을 치료하기 위한 제제 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20240013128A
KR20240013128A KR1020237040722A KR20237040722A KR20240013128A KR 20240013128 A KR20240013128 A KR 20240013128A KR 1020237040722 A KR1020237040722 A KR 1020237040722A KR 20237040722 A KR20237040722 A KR 20237040722A KR 20240013128 A KR20240013128 A KR 20240013128A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vardenafil
formulation
organic
solubility
sildenafil
Prior art date
Application number
KR1020237040722A
Other languages
English (en)
Inventor
모세 차우
셰릴 엘. 차우
Original Assignee
스트러티직 드러그 솔루션즈, 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 스트러티직 드러그 솔루션즈, 인크. filed Critical 스트러티직 드러그 솔루션즈, 인크.
Publication of KR20240013128A publication Critical patent/KR20240013128A/ko

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0012—Galenical forms characterised by the site of application
    • A61K9/0043—Nose
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/33—Heterocyclic compounds
    • A61K31/395—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins
    • A61K31/495—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having six-membered rings with two or more nitrogen atoms as the only ring heteroatoms, e.g. piperazine or tetrazines
    • A61K31/4985—Pyrazines or piperazines ortho- or peri-condensed with heterocyclic ring systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/33—Heterocyclic compounds
    • A61K31/395—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins
    • A61K31/495—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having six-membered rings with two or more nitrogen atoms as the only ring heteroatoms, e.g. piperazine or tetrazines
    • A61K31/505—Pyrimidines; Hydrogenated pyrimidines, e.g. trimethoprim
    • A61K31/519—Pyrimidines; Hydrogenated pyrimidines, e.g. trimethoprim ortho- or peri-condensed with heterocyclic rings
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/33—Heterocyclic compounds
    • A61K31/395—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins
    • A61K31/53—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having six-membered rings with three nitrogens as the only ring hetero atoms, e.g. chlorazanil, melamine
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/06—Organic compounds, e.g. natural or synthetic hydrocarbons, polyolefins, mineral oil, petrolatum or ozokerite
    • A61K47/08—Organic compounds, e.g. natural or synthetic hydrocarbons, polyolefins, mineral oil, petrolatum or ozokerite containing oxygen, e.g. ethers, acetals, ketones, quinones, aldehydes, peroxides
    • A61K47/10—Alcohols; Phenols; Salts thereof, e.g. glycerol; Polyethylene glycols [PEG]; Poloxamers; PEG/POE alkyl ethers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0012—Galenical forms characterised by the site of application
    • A61K9/0053—Mouth and digestive tract, i.e. intraoral and peroral administration
    • A61K9/006—Oral mucosa, e.g. mucoadhesive forms, sublingual droplets; Buccal patches or films; Buccal sprays
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/20—Pills, tablets, discs, rods
    • A61K9/2004—Excipients; Inactive ingredients
    • A61K9/2022—Organic macromolecular compounds
    • A61K9/2031—Organic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyethylene glycol, polyethylene oxide, poloxamers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P15/00—Drugs for genital or sexual disorders; Contraceptives
    • A61P15/10—Drugs for genital or sexual disorders; Contraceptives for impotence
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K2300/00—Mixtures or combinations of active ingredients, wherein at least one active ingredient is fully defined in groups A61K31/00 - A61K41/00

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Endocrinology (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Gynecology & Obstetrics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Reproductive Health (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Abstract

본원에 개시된 제제는 바데나필, 실데나필, 및/또는 관련된 포스포디에스테라제 억제제 또는 기타 다른 이온화 가능한 화합물 중 적어도 하나의 용해도 및 투과도(플럭스)를 향상시키는 데 이로운 특성을 갖는다. 특히, 상기 제제는 점막을 통과할 때 화합물에 이로운 특성을 부여하여 효과적인 혈장 약물 농도를 유도하게 된다. 일부 구현예에서, 상기 제제는 알코올, 폴리에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 중쇄 글리세라이드, 하나 이상의 포화 폴리글리콜화된 C8-C10 글리세라이드, 및/또는 유기 염, 또는 이들의 조합을 포함하는 유기-수성 용매를 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 제제는 약 3.5 내지 약 8.0의 pH를 갖는다. 또한, 발기부전 또는 다른 질병의 치료를 위한 하나 이상의 화합물을 투여하는데 있어서, 상기 제제의 용도가 본원에 개시되며, 여기서 하나 이상의 화합물은 경점막(비강내 또는 설하)으로 투여된다.

Description

발기부전을 치료하기 위한 제제 및 방법
관련 출원
본 출원은 2021년 5월 26일에 출원된 국제 출원번호 PCT/US21/34334의 일부 계속 출원이다.
발기부전을 치료하기 위한 개선된 제제 및 방법에 대한 필요성이 존재한다. 본 기술은 일반적으로 포스포디에스테라제(phosphodiesterase) 억제제로 발기부전을 치료하는 제제 및 방법에 관한 것이지만, 경점막 투여, 예를 들면 설하(sublingual) 또는 비강 투여를 사용하여 다른 질병 상태를 치료하는 다른 약물에 적용될 수 있다.
발기부전은 남성의 성기능 장애 중 가장 흔한 형태로 간주되며, 노화가 진행되면서 점점 더 흔해진다. 40-70세 사이 남성의 약 50%, 및 70세 이상 남성의 약 70%가 발기부전을 겪는 것으로 추정된다. 발기부전은 신경학적, 혈관적, 내분비학적 또는 심리적 요인 중 하나 이상에 의해 유발될 수 있으므로, 발기부전의 증상은 노인 남성에게만 국한되지 않는다. 심혈관 질환, 고혈압, 당뇨병, 고콜레스테롤혈증 및 흡연과 같은 다른 위험 요인은 발기부전의 유병률 증가와 밀접한 관련이 있다. 따라서, 발기부전의 효과적인 치료에 대한 필요성이 증가하고 있다.
예를 들어, 바데나필(vardenafil), 실데나필(sildenafil), 및 타다라필(tadalafil)을 포함하는 포스포디에스테라제 억제제를 충분히 가용화하고 충분한 투과를 가능하게 하기 위한 조성물 및 방법에 대한 필요성이 존재한다. 일부 구현예에서, 인간 대상체에서 비교적 안전하거나 내성이 좋을 뿐만 아니라, 포스포디에스테라제 억제제를 충분히 가용화할 수 있는 유기-수성 혼합물이 본원에 개시된다. 일부 구현예에 있어서, 유기 수성 혼합물은 포스포디에스테라제 억제제의 용해도에 기초하여 스크리닝 및 동정되었다. 일부 구현예에 있어서, 상기 포스포디에스테라제 억제제는 바데나필이다. 일부 구현예에 있어서, 상기 포스포디에스테라제 억제제는 실데나필이다. 일부 구현예에 있어서, 상기 포스포디에스테라제 억제제는 타다라필이다. 일부 구현예에 있어서, pH 및 투과 효과가 확인된다.
일부 구현예에 있어서, 점막을 가로지르는 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제의 용해도 및 투과를 향상시키기 위한 제제를 확인하는 방법이 본원에 개시되며, 상기 방법은 (a) 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제; 및 (b) 알코올, 글리콜, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 중쇄 글리세라이드, 하나 이상의 포화 폴리글리콜화된 C8-C10 글리세라이드 또는 이들의 조합을 포함하는 유기-수성 용매; 여기서 상기 제제는 약 3.5 내지 약 8.0의 pH를 갖고, 여기서 상기 유기-수성 용매는 물에서의 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제의 용해도에 비해 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제의 용해도를 향상시키는 것을 포함한다. 일부 구현예에 있어서, 유기-수성 용매는 알코올을 포함한다. 일부 구현예에 있어서, 본원에 개시된 제제는 하나 이상의 약염을 포함한다. 약염의 예시적인 예로는, 시트르산, 타르타르산, 아세트산, 푸마르산, 젖산, 염화암모늄 또는 유사한 유기 염 등을 포함한다. 일부 구현예에 있어서, 본원에 개시된 제제는 N-메틸 피롤리돈(NMP), 트윈(Tween) 80 또는 유사한 유기 화합물을 포함한다. 일부 구현예에 있어서, 본원에 개시된 제제는 시트르산, 타르타르산, 아세트산, 푸마르산, 젖산, 염화암모늄 또는 유사한 유기 염 등과 같은 약염, 또는 N-메틸 피롤리돈(NMP), 트윈(Tween) 80 또는 유사한 유기 화합물이 하나 이상의 알코올, 폴리에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 중쇄 글리세라이드, 하나 이상의 포화 폴리글리콜화된 C8-C10 글리세라이드 또는 이들의 조합과 조합되어 포함된다. 일부 구현예에 있어서, 알코올은 에탄올 또는 글리세롤이다. 일부 구현예에 있어서, 상기 에탄올은 5% 내지 40%의 농도로 존재한다. 일부 구현예에 있어서, 상기 에탄올은 12%, 25%, 또는 30%의 농도로 존재한다. 일부 구현예에 있어서, 유기-수성 용매는 폴리에테르를 포함한다. 일부 구현예에 있어서, 상기 폴리에테르는 폴리에틸렌 글리콜이다. 일부 구현에에 있어서, 상기 폴리에틸렌 글리콜은 PEG 6000 또는 PEG 400이다. 일부 구현예에 있어서, 상기 폴리에틸렌 글리콜은 1% 내지 20%의 농도로 존재한다. 일부 구현예에 있어서, 상기 폴리에틸렌 글리콜은 5%의 농도로 존재한다. 일부 구현예에 있어서, 제제는 약 3.5 내지 약 8.0의 pH를 갖는다. 일부 구현예에 있어서, 포스포디에스테라제 억제제는 바데나필, 실데나필, 타다라필, 또는 이들의 조합이다. 일부 구현예에 있어서, 상기 포스포디에스테라제 억제제는 바데나필이다. 일부 구현예에 있어서, 상기 포스포디에스테라제 억제제는 실데나필이다. 일부 구현예에 있어서, 상기 포스포디에스테라제 억제제는 타다라필이다.
일부 구현예에 있어서, 발기부전의 치료를 필요로 하는 대상체의 점막을 본원에 개시된 제제와 접촉시켜 대상체의 발기부전을 치료하는 단계를 포함하는, 대상체의 발기부전을 치료하는 방법이 본원에 개시된다. 일부 구현예에 있어서, 점막과의 접촉은 비강내(intranasal) 투여를 포함한다. 일부 구현예에 있어서, 점막과의 접촉은 설하(sublingual) 투여를 포함한다.
일부 구현예에 있어서, 대상체의 발기부전을 치료하기 위한 제제의 제조 방법이 본원에 개시되며, 상기 방법은 (a) 알코올, 폴리에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 중쇄 글리세라이드, 하나 이상의 포화 폴리글리콜화된 C8-C10 글리세라이드 또는 이들의 조합을 포함하는 유기-수성 용매에 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제를 첨가하는 단계; (b) 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제를 포함하는 유기-수성 용매의 pH를 약 3.5 내지 약 8.0으로 조절하는 단계를 포함하며, 상기 발기부전을 치료하는 것은 대상체의 점막을 제제와 접촉시키는 것을 포함한다. 일부 구현예에 있어서, 본원에 개시된 제제는 하나 이상의 약염을 포함한다. 약염의 예시적인 예로는, 예를 들어, 시트르산, 타르타르산, 아세트산, 푸마르산, 락트산, 염화암모늄 또는 유사한 유기 염 등을 포함한다. 일부 구현예에 있어서, 본원에 개시된 제제는 N-메틸 피롤리돈(NMP), 트윈(Tween) 80 또는 유사한 유기 화합물을 포함한다. 일부 구현예에 있어서, 본원에 개시된 제제는 시트르산, 타르타르산, 아세트산, 푸마르산, 락트산, 염화암모늄 또는 유사한 유기염 등과 같은 약염, 또는 N-메틸 피롤리돈(NMP), 트윈(Tween) 80 또는 하나 이상의 알코올, 폴리에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 중쇄 글리세라이드, 하나 이상의 포화 폴리글리콜화된 C8-C10 글리세라이드 또는 이들의 조합과 조합된 유사한 유기 화합물을 포함한다. 일부 구현예에 있어서, 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제의 용해도는 물에서의 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제의 용해도에 비해 유기-수성 용매에서 증가된다. 일부 구현예에 있어서, 점막을 가로지르는 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제의 투과는 물에서의 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제의 투과에 비해 유기-수성 용매에서 증가된다. 일부 구현예에 있어서, 시험관내(in vitro)에서 인공 막을 가로지르는 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제의 투과는 물에서의 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제의 투과에 비해 유기-수성용매에서 증가된다. 일부 구현예에 있어서, 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제의 생체이용률은 물에서의 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제의 생체이용률에 비해 유기-수성 용매에서 증가된다. 일부 구현예에 있어서, 유기-수성 용매는 알코올을 포함한다. 일부 구현예에 있어서, 상기 알코올은 에탄올 또는 글리세롤이다. 일부 구현예에 있어서, 상기 에탄올은 5% 내지 40%의 농도로 존재한다. 일부 구현예에 있어서, 상기 에탄올은 12%, 25%, 또는 30%의 농도로 존재한다. 일부 구현예에 있어서, 유기-수성 용매는 폴리에테르를 포함한다. 일부 구현예에 있어서, 상기 폴리에테르는 폴리에틸렌 글리콜이다. 일부 구현예에 있어서, 상기 폴리에틸렌 글리콜은 PEG 6000 또는 PEG 400이다. 일부 구현예에 있어서, 상기 폴리에틸렌 글리콜은 1% 내지 20%의 농도로 존재한다. 일부 구현예에 있어서, 상기 폴리에틸렌 글리콜은 5%의 농도로 존재한다. 일부 구현예에 있어서, 제제는 약 3.5 내지 약 8.0의 pH를 갖는다. 일부 구현예에 있어서, 포스포디에스테라제 억제제는 바데나필, 실데나필, 타다라필, 또는 이들의 조합이다. 일부 구현예에 있어서, 상기 포스포디에스테라제 억제제는 바데나필이다. 일부 구현예에 있어서, 상기 포스포디에스테라제 억제제는 실데나필이다. 일부 구현예에 있어서, 상기 포스포디에스테라제 억제제는 타다라필이다.
본 발명은 점막을 통과하는 포스포디에스테라제 억제제의 용해도 및 투과를 최적화시키는 제제 및 방법에 관한 것이다. 본원에 제공되는 제제 및 방법은, 예컨대, 발기부전의 치료에 사용될 수 있다. 통상의 기술자는 본원에 개시된 제제 및 방법론이 산성 및 염기성 화합물, 및 약물 또는 포스포디에스테라제 억제제가 아닌 다른 화합물을 포함하는 임의의 이온화 가능한 화합물에 적용될 수 있음을 이해할 것이다. 본원에 개시된 제제를 통해 점막을 가로질러 투여될 수 있는 이온화 가능한 화합물의 비한정적 예로는, 레보도파, 클로로티아지드, 푸로세미드, 이부프로펜, 레보도파, 와파린, 아세타졸아미드, 페니토인, 테오필린, 클로로프로파미드, 부메타니드, 디아제팜, 알로푸리놀, 알프레놀롤, 암페타민, 아트로핀, 코데인, 코데인, 리도카인, 메토프롤롤, 에피네프린, 이미프라민, 메타돈, 메탐페타민, 모르핀, 니코틴, 노르에피네프린 및 필로카르핀을 포함한다.
정상적인 음경 발기는 혈액의 유입과 음경의 평활근 이완으로 인해 발생한다. 이 과정은 척수 반사, L-아르기닌-산화질소-구아닐릴 고리화효소(cyclase)-고리형 구아노신 일인산(cGMP) 경로, 및 감각과 정신 자극에 의해 매개된다. 신경 및 내피 세포는 음경에서 산화질소를 직접 방출하여 구아닐릴 고리화효소를 자극하여 cGMP를 생성하고 세포 내 칼슘 수치를 낮춘다. 이는 동맥 및 섬유주(trabecular) 평활근의 이완을 유발하여 동맥 확장, 정맥 수축 및 발기를 유도하게 된다. 수축과 이완을 자극하는 요인들 사이의 균형은 음경의 맥관구조(vasculature)의 색조(tone)와 음경해면체의 평활근을 결정하게 된다.
포스포디에스테라제 5(PDE5: phosphodiesterase 5)는 음경해면체에서 우세한 포스포디에스테라제이다. PDE5의 촉매자리는 보통 cGMP를 분해하는데, 실데나필과 같은 PDE5 억제제가 촉매자리에서 cGMP의 분해를 억제하여 cGMP의 내인성 증가를 강화시킨다. PDE5의 인산화는 효소 활성과 cGMP에 대한 알로스테릭(비촉매/GAF 도메인) 자리의 친화력을 증가시킨다. 알로스테릭 자리에 대한 cGMP의 결합은 효소 활성을 추가적으로 자극한다. 따라서, PDE5의 인산화와 비촉매 자리에 대한 cGMP의 결합은 cGMP 경로의 음성 피드백 조절을 매개한다.
실데나필, 타다라필 및 바데나필은 발기부전 치료제로서 FDA의 승인을 받았다. 이러한 약물들은 모두 포스포디에스테라제 억제제로서 작용한다. 포스포디에스테라제 억제제는 효소 포스포디에스테라제(PDE)의 5가지 하위 유형 중 하나 이상을 차단하여, 세포 내 2차 전령인 고리형 아데노신 일인산(cAMP) 및 고리형 구아노신 일인산(cGMP)의 불활성화를 방지하는 약물이다. 포스포디에스테라제가 성적 자극 동안 평활근 이완 및 발기를 유발하는 고리형 구아노신 일인산(cGMP)의 분해에 원인이 된다는 점을 고려할 때, 이러한 약물들에 의한 하나 이상의 포스포디에스테라제의 억제는 cGMP를 증가시켜 발기 기능을 향상시킬 것이다.
실데나필(비아그라)
실데나필(비아그라)의 유효 용량은 필요에 따라 하루에 한번 25-100 mg이다. 활성 성분은 실데나필 구연산염이다. 평균 최대 혈장 농도는 약 60분(30-90분 범위)이며, 절대 생체이용률은 약 41%이다. 이 약물은 대부분 시토크롬 P450 3A4(CYP3A4)에 의해 대사되며, 반감기는 약 4시간이다(1).
타다라필(시알리스)
타다라필(시알리스)의 유효 용량은 필요에 따라 하루에 한번 5-20 mg이다. 활성 성분은 타다필(tardafil)이다. 최대 혈장 농도의 평균 시간(Tmax)은 단일 용량 투여 후 약 2시간(30분-6시간 범위)이다(2). 이 약물은 대부분 CYP3A4에 의해 추가적으로 글루쿠론화(glucuronidated)되는 카데콜 대사물로 대사된다. 평균 최종 반감기는 건강한 피험자에서 약 17.5시간이다(2). 경구 투여 후 절대 생체이용률은 80%를 초과하는 것으로 보고되지 않았다(3).
바데나필(레비트라)
바데나필(레비트라)의 표준 권장 용량은 필요에 따라 하루에 한번 10-20 mg 정제이다. 바데나필의 활성 성분은 바데나필 염산염 삼수화물이다. 최대 혈장 농도의 평균 시간(Tmax)은 약 60분(30분-2시간)이며, 경구 투여 후 절대 생체이용률은 약 15%이다. 이 약물은 대부분 CYP3A4에 의해 대사되며, M1 대사산물은 전체 약리 활성의 약 7%를 차지한다. 바데나필 또는 M1 대사물의 최종 반감기는 약 4-5시간이며, 치료적 효과의 개시는 약 30분이다(4).
각각의 이러한 세 가지 포스포디에스테라제 억제제 약물은 발기부전 치료제로서 FDA의 승인을 받았으며, 최대 농도에 대한 평균 시간(Tmax)은 약 60분 이상이며, 초기 Tmax는 30분이다. 따라서, 이러한 약물의 작용 개시는 보통 30분 또는 그 이후이며, 최대 효과는 1시간에 나타난다. 상기 약물의 pH 4.0 - 7(비강 및 설하막의 생리학적 pH 범위에 근접함)에서의 수용해도가 낮기 때문에 빠른 효과를 얻기 위해서는 설하 또는 비강 투여 시 수용액으로 투여하는 것은 적합하지 않다.
설하 또는 비강 부위에서 우수한 투과 및/또는 흡수를 달성하기 위해, 약물은 작은 분자량(<1 kD), 우수한 막 분배계수(우수한 logP를 가짐) 및 우수한 수용해도를 가져야 한다(7-9). 비강 내 또는 설하 투여 시 얇은 비강 및 설하 막은 경구 투여 시 흡수보다 더 빠른 흡수를 제공할 수 있다(6,7). 또한, 비강 및 설하 투여 경로는 간 우선 대사를 우회할 수 있고, 경구 투여 시 생체이용률보다 더 큰 생체이용률을 나타낼 수 있다(10-11). 그러나, 상기 세 가지 포스포디에스테라제 억제제 약물의 수용해도는 pH 4.0 - 7.0에서 낮아 비강 또는 설하 부위에서 효율적인 투과 및/또는 흡수에 큰 장애가 된다. 설하 또는 비강 내 투여 경로를 통한 점막 투과 및/또는 흡수를 최적화하기 위해, 이러한 부위에서 적절한 pH에서 용해도를 개선시키고 유사하거나 더 나은 투과도를 달성할 수 있는 적합한 용매(예: 유기-수성 혼합물) 를 찾아야한다. 그러나, 최적의 pH에서 이러한 용매의 용해도와 투과도를 예측할 수 있는 신뢰성 있는 방법이 없다.
정의
본 명세서와 첨부된 청구범위에 사용된 바와 같이, 단수 형태들인 "하나(a, an)" 및 "그(the)"는 문맥상 명백하게 달리 지시하지 않는 한 복수 참조를 포함한다. 따라서, 예를 들어, "방법"에 대한 언급은 하나 이상의 방법, 및/또는 본 개시 등을 읽을 때 통상의 기술자에게 명백해질 본원에 기재된 유형의 단계를 포함한다.
달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 양, 시간적 지속 등과 같은 측정값을 언급할 때 본원에서 사용되는 용어 "약(about)"은 명시된 값으로부터 ±20% 또는±10%, 또는 ±5%, 또는 심지어 ±1%의 변동을 포함하는 것을 의미하며, 이러한 변동은 개시된 조성물 또는 개시된 방법을 수행하기에 적합하다.
표준 화학 용어의 정의는, Carey 및 Sundberg의" 고급유기화학 4판(ADVANCED ORGANIC CHEMISTRY 4TH ED. Vols. A (2000) and B (2001), Plenum Press, New York.)"을 포함한 참고 문헌에서 찾을 수 있다. 달리 표시하지 않는 한, 통상의 기술자의 기술 범위 내에서 질량 분광법, NMR, HPLC, 단백질 화학, 생화학, 재조합 DNA 기술 및 약리학의 통상적인 방법이 수행된다. 특정 정의가 제공되지 않는 한, 본원에 기술된 분석 화학, 합성 유기 화학, 및 의약 및 제약화학과 관련하여 사용되는 명명법 및 실험실 절차와 기술은 당업계에 알려진 것이다. 표준 기술은 화학 합성, 화학 분석, 약제 준비, 제제화, 및 전달, 및 환자의 치료에 사용될 수 있다. 반응 및 정제 기술은 제조사 사양의 키트를 사용하거나 당업계에서 일반적으로 달성되는 바와 같이 또는 본원에 기술된 바와 같이 수행될 수 있다. 전술한 기술 및 과정은 일반적으로 당업계에 알려져 있고, 본 명세서 전체에 걸쳐 인용되고 논의되는 다양한 일반적이고 보다 구체적인 참조 문헌에 기술된 바와 같은 방법으로 수행될 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "투과(permeation)" 또는 "흡수(absorption)"는, 달리 명시되지 않는 한, 점막을 통한 약제의 활성 화합물의"침투(penetration)"를 의미한다. 용어 "투과"와 "흡수"는 상호교환적으로 사용될 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "경점막(transmucosal)"또는"점막을 가로질러(across a mucosal membrane)"는, 달리 명시되지 않는 한, 점막을 통한 임의의 투여 경로를 의미한다. 이의 예로는, 의약 또는 의약의 활성 화합물의 설하, 비강, 질 및 직장 투여를 포함하나, 이에 한정되지 않는다.
본원에서 사용되는 용어 "포스포디에스테라제 억제제(phosphodiesterase inhibitor)"는 효소 포스포디에스테라제(PDE)의 하나 이상의 하위 유형을 차단함으로써, 각각의 PDE 하위 유형에 의한 세포 내 제2 전령인 고리형 아데노신 일인산(cAMP) 및 고리형 구아노신 일인산(cGMP)의 불활성화를 방지하는 임의의 약물을 지칭한다. 용어 "포스포디에스테라제 억제제"는 PDE1, PDE2, PDE3, PDE4, PDE5, PDE6, PDE7, PDE8, PDE9, PDE10, PDE11 및/또는 PDE12의 억제제를 의미할 수 있다. 포스포디에스테라제 억제제는 선택적 및 비선택적 억제제를 포함한다.
본원에서 사용되는 용어 "대상체(subject)"는 동물 및 인간을 의미한다.
본원에서 사용되는 용어 "환경(environment)"또는"투여 환경(environment of an administration)"은 약제의 활성 화합물이 점막을 가로지르는 투과에 의해 흡수되는 환경을 의미한다. 예를 들어, 투여가 설하로 수행되는 경우, 그 환경은 약물을 포함하고 설하 점막을 "감싸는"("bathing") 타액이다.
특정 pH를 갖는 환경을 제공하는 구현예의 방법은 약제의 투여 동안 환경에 바람직한 pH를 제공하는 것, 및 약제 자체가 환경에 원하는 pH를 제공할 수 있는 방식으로 적합한 제제로 약제를 제조하는 것을 포함한다. 일부 구현예에서는 후자가 바람직하다. 이 경우, 완충제가 제제에 포함되는 것이 바람직하다.
본원에 기술된 구현예는 가용화되어야 하는 바데나필 양의 추정 범위(바데나필 API의 최소량에서 최소 유효 용량을 나타내는 2배에서 최소 용량의 2배까지)를 계산하고, 치료 유효 농도를 달성하기 위해 점막을 가로질러 투과 또는 흡수되는 것을 포함할 수 있다.
본원에 기술된 구현예는 제형 또는 투여 경로에 따라 다양한 제제 또는 조성물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 약제를 포함하는 제제 또는 조성물이 설하 투여되는 경우, 이는 정제, 알약, 펠렛, 분말, 액체 또는 스프레이의 형태일 수 있다. 다른 적합한 제제 또는 조성물의 예로는, 연고, 캡슐, 용액, 시럽, 점적제, 과립 또는 좌제를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 임의의 제제 또는 조성물에서, 약제는 치료 유효량의 활성 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 형태 또는 물질(entity) 및 약학적으로 허용가능한 담체를 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 약제를 포함하는 제제 또는 조성물이 비강 내로 투여되는 경우, 제제 또는 조성물은 액체 형태일 수 있다. 비강 내 투여에 적합한 액체 형태는, 예를 들어, 비강 스프레이 및 점비제(nasal drops)이다.
일부 구현예에 있어서, 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제는 설하로 투여된다. 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제의 설하 투여의 경우, 제제 또는 조성물은 상기 기술된 임의의 형태일 수 있다. 설하 투여를 위한 정제, 알약, 펠렛, 분말, 액체 또는 스프레이를 제조하는 임의의 방법을 사용할 수 있다. 정제를 제조하기 위해, 예를 들어, 과립 분말을 작은 정제로 압착시킨다. 정제는 타액과 혼합될 때 붕해될 수 있으므로, 이에 따른 약물의 가용화 및 흡수를 초래한다. 약물의 투과 및/또는 흡수를 위한 목적 pH 범위를 얻기 위해, 예를 들어, 타액과의 혼합을 고려하여 정제 제제가 제조된다.
알코올 분말은 설하 투여용 정제를 제조하는 데 사용될 수 있다. 또 다른 예로서, 폴리에틸렌 글리콜(PEG)을 사용하여 설하 투여용 정제를 제조할 수 있다. 알코올 분말과 PEG는 모두 물과의 혼합성이 있다. 사용될 수 있는 예시적인 액체 PEG는 PEG200, PEG400, 및 PEG600을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 사용될 수 있는 예시적인 왁스 또는 고체 PEG는 평균 분자량이 약 600 g/mol(PEG600)을 초과하는 PEG, 예컨대, PEG3000, PEG3350, PEG4000, PEG6000, 및 PEG8000을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
일부 구현예에 있어서, 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제는 비강내로 투여된다. 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제의 비강내 투여의 경우, 제제 또는 조성물은, 예를 들어, 비강 스프레이 또는 액상 점적제를 포함하는 상기 기술된 임의의 형태일 수 있다. 기설정된 부피의 비강내 또는 설하 투여를 위해 특수 장치가 사용될 수 있다. 이러한 장치에 대한 예시적인 부피는 10 μl 내지 1.6 ml의 범위일 수 있고, 이는 2개의 비공 각각에 전달될 수 있다. 추가적인 예시적 부피는 적어도 하나의 비공에 대해 비공 당 25 μl 내지 1.0 ml, 50 μl 내지 800 μl, 75 μl 내지 600 μl, 100 μl 내지 500 μl 또는 200 μl 내지 300 μl의 범위일 수 있다. 비강내 투여를 위한 장치는, 예를 들어, Aptar에서 상업적으로 구매할 수 있다.
비강내(intranasal: IN) 약물 투여, 예컨대 비강 스프레이를 통한 투여,는 간편한 투여 경로이다. 이 투여 경로는 경구 약물 투여에 비해 (a) 더 빠른 효과 생성, 및 (b) 동등한 효과를 달성하기 위한 더 작은 양의 약물 노출, 및 (c) 삼킬 때의 물이 필요 없는 투여의 이점을 달성할 수 있다. IN 투여의 이러한 이점은 비점막(장 상피와 비교했을 때)을 감싸고 있는 투과성(leaky) 상피, 광범위한 혈관 공급, 비교적 큰 표면적(미세융모 포함 약 9.6 m2) 및 초회-통과 대사의 회피로 인해 상기 IN 투여의 이점이 가능하다(3-9). IN 경로를 통한 약물 흡수를 위한 상대적으로 넓은 표면적 또한 설하 경로보다 유리하다. 비록 설하 경로가 신속한 효과의 개시를 제공할 수 있지만, 설하의 훨씬 더 작은 표면적(26 cm2)은, 다용량이 투여되지 않는 한, 약물 흡수에 대해서는 한정적이므로, 바데나필과 같은 약물에 대한 부적절한 치료 효과로 이어질 수 있다.
비강 부위에서 우수한 투과 및/또는 흡수를 달성하기 위해서는 저분자량(<1 kD)이 바람직하며, 우수한 막 분배 계수(우수한 logP), 우수한 수용해도, 및 코의 생리학적 pH에서 이온화 및 유리한 투과를 유도할 수 있는 목적 pKa를 갖는다. 코의 생리학적 pH는 6.4 이므로, 비강 막 자극을 피하기 위해 일반적인 추천으로는 제제의 pH를 3.5-7.5 사이로 유지하는 것이 바람직하다(5, 10-11). 그러나, 개별 약물 용해도 및 투과도를 최적화하기 위해, 제제에서 생리학적 pH에서 벗어나는 것이 필요할 수 있다. 예상된 목표 pH는 pH 3.5-7.5(11)이다.
바데나필 HCL 삼수화물의 분자량은 579.1 이다(12). 바데나필 유리 염기의 분자량은 488.6이며, logP=3.64 및 pKa=7.15(대부분 염기성) 및 9.86(대부분 산성)이다. 염기성 화합물로서, 바데나필의 수용해도는 pH 의존적이며, pH 4-7에서 2 mg/ml 미만인 것으로 보고되었다(12-13). 바데나필 HCl 삼수화물의 물에서의 용해도가 바데나필 염기보다 더 높지만, 바데나필 API 용해도는 여전히 더 개선될 필요성이 있다. (도 2-3). 약물이 치료 효과를 발휘하기 전에 신속한 비강 흡수가 일어나려면 약물이 가용 형태여야 하므로, 따라서, 목표 양의 약물의 충분한 용해도 및 투과도를 달성하는 것이 바데나필 IN 제제의 기본적인 단계이다. 특히 IN 투여에 대한 약물 용해도 및 투과도를 예측하는 방법에 있어서 신뢰할 수 있는 정확한 방법이 없으므로, 바데나필 API에 대한 IN 제제를 최적화하려면 pH 3.5-7.5에서 용해도 및 투과도를 실험적으로 결정하는 것이 필요할 것이다(14-15).
제제 시약
알코올
특정 구현예에서, 발기부전을 치료하고, 본원에 기술된 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제의 용해도를 증가시키고, 및/또는 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제의 투과도를 증가시키기 위한 제제 및 조성물은 적어도 하나의 알코올을 포함한다. 특정 구현예에서, 발기부전을 치료하고, 본원에 기재된 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제의 용해도를 증가시키고, 및/또는 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제의 투과도를 증가시키기 위한 제제 및 조성물은 하나 이상의 약염을 포함한다. 예시적인 약염으로는, 예를 들어, 시트르산, 타르타르산, 아세트산, 푸마르산, 락트산, 염화암모늄 또는 이와 유사한 유기염 등을 포함한다. 일부 구현예에 있어서, 본원에 기재된 제제는 N-메틸 피롤리돈(NMP), 트윈(Tween) 80 또는 이와 유사한 유기 화합물을 포함한다. 일부 구현예에 있어서, 본원에 기재된 제제는 시트르산, 타르타르산, 아세트산, 푸마르산 락트산, 염화암모늄 또는 이와 유사한 유기염 등과 같은 약염, 또는 N-메틸 피롤리돈(NMP), 트윈(Tween) 80 또는 하나 이상의 알코올, 폴리에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 중쇄 글리세라이드, 하나 이상의 포화 폴리글리콜화된 C8-C10 글리세라이드 또는 이들의 조합과 조합된 유사한 유기 화합물을 포함한다. 알코올은 알킬 그룹의 탄소 원자에 결합된 하나 이상의 히드록시(-OH) 그룹을 포함하는 화합물 계열이다. 알코올은 사슬에 임의 개수의 탄소 원자를 가질 수 있다. 알코올은 1차 알코올, 2차 알코올 또는 3차 알코올일 수 있다. 1가 및 다가 알코올이 알려져 있다. 예시적인 1가 알코올은 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 펜탄올, 헥산올 등을 포함한다. 예시적인 다가 알코올은, 예를 들어, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 글리세롤(글리세린) 등을 포함한다. 일부 구현예에서, 알코올은 에탄올이다. 일부 구현예에서, 알코올은 약 5%, 약 6%, 약 7%, 약 8%, 약 9%, 약 10%, 약 15%, 약 20%, 약 25%, 약 30%, 약 35%, 약 40%, 약 45%, 약 50% 및 그 사이의 임의의 수 또는 범위의 농도로 존재한다. 일부 구현예에서, 에탄올은 약 5% 내지 약 40%의 농도로 존재한다. 일부 구현예에서, 에탄올은 약 12%, 약 25%, 또는 약 30%의 농도로 존재한다. 일부 구현예에서, 알코올은 글리세롤(글리세린)이다. 일부 구현예에서, 글리세롤은 약 1%, 약 2%, 약 3%, 약 4%, 약 5%, 약 6%, 약 7%, 약 8%, 약 9%, 약 10%, 약 15%, 약 20%, 약 25%, 약 30%, 약 35%, 약 40%, 약 45%, 약 50%의 농도로 존재한다.
폴리에테르
발기부전을 치료하고, 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제의 용해도를 증가시키고, 및/또는 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제의 투과도를 증가시키기 위한 본원에 기술된 제제 및 조성물은, 특정 구현예에서, 폴리에테르를 포함한다. 폴리에테르는 하나 이상의 에테르 작용기를 포함하는 중합체이다. 폴리에테르는, 예를 들어, 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 폴리에틸렌 옥사이드(PEO), 폴리옥시에틸렌(POE), 폴리프로필렌 글리콜(PPG), 폴리테트라메틸렌 글리콜(PTMG), 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜(PTMEG), 및 파라포름알데히드를 포함한다. 방향족 폴리에테르는, 예를 들어, 폴리페닐 에테르(PPE) 및 폴리(p-페닐렌 옥사이드)(PPO)를 포함한다. 일부 구현예에서, 폴리에테르는 폴리에틸렌 글리콜(PEG)이다. 폴리에틸렌 글리콜(PEG)의 분자량은 300 g/mol에서 10,000,000 g/mol까지의 범위일 수 있다. 일부 구현예에서, 폴리에테르는 PEG 6000이다. 일부 구현예에서, 폴리에틸렌 글리콜(PEG)은 약 0.5%, 약 1.0 %, 약 2.0 %, 약 3.0%, 약 4.0%, 약 5.0%, 약 6.0%, 약 7.0%, 약 8.0%, 약 9.0%, 약 10%, 약 11%, 약 12%, 약 13%, 약 14%, 약 15%, 약 16%, 약 17%, 약 18%, 약 19%, 약 20%, 약 25%, 약 30%, 및 그 사이의 임의의 수 또는 범위의 농도로 존재한다. 일부 구현예에서, 폴리에틸렌 글리콜(PEG)은 약 1% 내지 약 20%의 농도로 존재한다. 일부 구현예에서, 폴리에틸렌 글리콜(PEG)은 약 5%의 농도로 존재한다.
글리세라이드
특정 구현예에서, 발기부전을 치료하고, 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제의 용해도를 증가시키고, 및/또는 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제의 투과도를 증가시키기 위한 본원에 기술된 제제 및 조성물은 적어도 하나 이상의 글리세라이드를 포함한다. 글리세라이드는 글리세롤과 지방산으로부터 형성되는 에스테르이다. 예시적인 글리세라이드는 모노-, 디- 및 트리글리세라이드를 포함한다. 일부 구현예에서, 본원에 기술된 제제 및 조성물은 중쇄 글리세라이드를 포함한다. 일부 구현예에서, 본원에 기술된 제제 및 조성물은 폴리글리콜화된 C8-C10 글리세라이드를 포함한다. 일부 구현예에서, 폴리글리콜화된 C8-C10 글레세라이드는 포화 폴리글리콜화된 C8-C10 글리세라이드이다. 일부 구현예에서, 본원에 기술된 제제 및 조성물은 글리세라이드의 혼합물을 포함한다. 혼합물의 글리세라이드는 불포화 또는 포화될 수 있다. 일부 구현예에서, 글리세라이드의 혼합물은 추가적인 화학물질 또는 화합물을 포함한다. 일부 구현예에서, 글리세라이드는 폴리옥실글리세라이드(polyoxylglycerides)를 포함한다. 일부 구현예에서, 글리세라이드는 카프릴로카프로일 폴리옥실-8 글리세라이드(caprylocaproyl polyoxyl-8 glycerides) 또는 카프릴로카프로일 마크로골-8 글리세라이드(caprylocaproyl macrogol-8 glycerides)를 포함한다. 일부 구현예에서, 글리세라이드는 카프릴산/카프르산 글리세라이드(caprylic/capric glycerides)를 포함한다. 일부 구현예에서, 카프릴산/카프르산 글리세라이드는, 예를 들어 PEG-8과 같은 폴리에틸렌 글리콜을 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 본원에 기술된 제제 및 조성물은 LABRASOL을 포함한다.
용매 안정화제/침투 강화제
일부 구현예에서, 발기부전을 치료하고, 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제의 용해도를 증가시키고, 및/또는 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제의 투과도를 증가시키기 위한 본원에 기술된 제제 및 조성물은 용매, 안정화제 또는 침투 강화제 역할을 하는 특정한 다른 화합물 또는 화학물질을 포함할 수 있다. 일례로서, 본원에 기술된 제제 및 조성물은 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르를 포함할 수 있다. 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르는 2-(2-에톡시에톡시)에탄올로 알려져 있으며, TRANSCUTOL이라는 상표명으로 판매되고 있다. 이 화합물은 고순도 용매 및 안정제로 작용할 수 있으며, 국소 투여 형태의 피부 침투 강화와 관련이 있다. 다른 적합한 용매, 안정화제 및 침투 강화제는 통상의 기술자에게 잘 알려져 있을 것이다. 이러한 화합물의 양은 0.1 내지 99.9% 중량%, 1.0 내지 99% 중량%, 5% 내지 95% 중량%, 10% 내지 90% 중량% 또는 20% 내지 80% 중량%과 같이 제제에 따라 변동될 수 있다.
완충제
본원에 기술된 구현예에서 사용될 수 있는 완충제는 통상의 기술자에게 알려져 있을 것이다. 본원에 참조로 포함된"제약 부형제 핸드북(Handbooks Pharmaceutical Excipients)(제2판), Ainley Wade 및 Paul J W Weller 편집, The Pharmaceutical Press London, 1994"을 참조하면 된다. 예시된 완충제로는, 인산 나트륨과 같은 인산염; 인산이수소나트륨 및 인산이수소포타슘과 같은 1가 염기성 인산염; 인산수소이나트륨 및 인산수소이포타슘과 같은 2가 염기성 인산염; 구연산나트륨(무수 또는 탈수)과 같은 구연산염; 중탄산나트륨 및 중탄산포타슘과 같은 중탄산염을 포함하며, 이에 한정되지 않는다. 본원에 기술된 제제 및 방법에 사용된 완충제의 양은 바람직한 pH 값에 따라 통상의 기술자에 의해 용이하게 결정된다. 본원에서 고려되는 특정 구현예에 있어서, pH가 약 3.5, 약 3.6, 약 3.7, 약 3.8, 약 3.9, 약 4.0, 약 4.1, 약 4.2, 약 4.3, 약 4.4, 약 4.5, 약 4.6, 약 4.7, 약 4.8, 약 4.9, 약 5.0, 약 5.1, 약 5.2, 약 5.3, 약 5.4, 약 5.5, 약 5.6, 약 5.7, 약 5.8, 약 5.9, 약 6.0, 약 6.1, 약 6.2, 약 6.3, 약 6.4, 약 6.5, 약 6.6, 약 6.7, 약 6.8, 약 6.9, 약 7.0, 약 7.1, 약 7.2, 약 7.3, 약 7.4, 약 8.0, 약 7.6, 약 7.7, 약 7.8, 약 7.9, 약 8.0, 약 8.1, 약 8.2, 약 8.3, 약 8.4, 약 8.5, 약 8.6, 약 8.7, 약 8.8, 약 8.9 또는 약 9.0, 및 그 사이의 임의의 수 또는 범위인 제제 또는 조성물을 특징으로 한다. 일부 구현예에서, 제제 또는 조성물은 약 3.5 내지 약 8.0의 pH를 갖는다. 일부 구현예에서, 제제 또는 조성물은 약 3.5 내지 약 6.5의 pH를 갖는다. 일부 구현예에서, 제제 또는 조성물은 약 4.0 내지 약 5.0의 pH를 갖는다.
담체
본원에 기술된 구현예에서 적절하게 사용되는 담체는 약제의 특정 제제 또는 조성물에 의존한다. 담체로는, 충전제, 결합제, 윤활제, 희석제, 감미제 및 향미제, 방부제, 붕해제, 가열제(grilling agent), 투과 강화제를 포함하며, 이에 한정되지 않는다. 상기 담체의 예로는, 전분, 젤라틴, 천연 설탕, 옥수수, 아카시아와 같은 천연 및 합성 검, 알긴산나트륨, 메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리에틸렌 글리콜, 왁스, 붕산, 벤조산나트륨, 아세트산나트륨, 염화나트륨, 한천, 벤토나이트, 한천검, 스테아르산나트륨과 같은 스테아레이트, HPMC, 팔미트산, 디메틸 설폭사이드, N,N-디메틸 아세트아마이드, N,N-디메틸포름아마이드, 2-피롤리돈, 1-메틸-2-피롤리돈, 1,5-디메틸-2-피롤리돈, 1-에틸-2-피롤리돈, 2-피롤리돈-5-카르복실산, N,N-디메틸-m-톨루아미드, 요소, 에틸 아세테이트, 1-도데실아자시클로헵탄-2-온(Azone®), 올레산, 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리디에틸 프탈레이트를 포함한다.
도 1은 정제수에서 바데나필 농도의 검량선을 나타낸 것이다(y=0.00853x + 0.006553, R2=0.9962).
도 2는 HPLC 방법을 사용하여 서로 다른 pH 값에서 물에서의 바데나필 HCL 삼수화물의 안정한 가용 농도(mg/ml)를 나타낸 것이다.
도 3은 물, 12% 알코올 및 30% 알코올에서 바데나필 HCl 삼수화물(mg/ml)의 포화 용액의 용해도의 동시 측정을 나타낸 것이다.
도 4는 PAMPA 연구에 따른 6시간 및 12시간에서의 바데나필에 대한 겉보기 투 과계수(Papp: apparent permeability coefficient) 간의 관계를 나타낸 것이다.
도 5는 다양한 제제의 Papp에 대한 pH 효과(패널 a), 다양한 제제의 Jss에 대한 pH 효과(패널 b)의 비교를 나타낸 것이다.
도 6은 PAMPA 또는 Calu-3 세포주 모델을 사용하여 상이한 용액에서의 바데나필 Papp 값의 비교를 나타낸 것이다. 열린 원은 수용액을 나타낸다. 닫힌 원은 EtOH(12%), PEG400(15%), NMP(10%), 젖산칼슘(5%) EtOH/PEG400(12%/15%), EtOH/젖산칼슘(12%/5%)를 나타낸다. PEG400(15%)을 나타내는 가장 낮은 Papp(왼쪽 아래)만이 물에서 보다 현저히 낮게 나타났다(p<0.05 t-test).
도 7은 비강내(intranasal: IN) 또는 경구(PO)를 통한 투여 후 대상체 11("S11")의 혈장 중 바데나필 농도의 대표적인 곡선을 나타낸 것이다.
도 8은 PAMPA 연구에 기초한 실데나필 플럭스(flux)(Jss)에 대한 pH 효과를 나타낸 것이다.
도 9는 PAMPA 또는 Calu-3 세포주 모델을 사용하여 상이한 용액에서의 Papp 값의 비교를 나타낸 것이다. 열린 원은 수용액을 나타낸다. 닫힌 원은 아세트산/NMP/젖산칼슘(5/10/3.5%), 아세트산/젖산칼슘(5/3.5%), 아세트산/젖산칼슘(1/3.5%), NMP(10%), 젖산칼슘(3.5%)을 나타낸다.
도 10은 물(칼럼 1-5), 12% 에탄올-수용액(칼럼 6-10), 및 30% 에탄올-수용액(칼럼 11-15)에서 24에 걸친 바데나필 HCl 삼수화물 투과의 비교를 나타낸 것이다. 포화 농도를 사용하였다.
도 11은 글리세린(글리세롤), 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 및 PEG-에탄올(EtOH) 혼합물에서의 포화 농도를 사용한 바데나필 투과의 비교를 나타낸 것이다.
도 12는 정제수에 의한 바데나필 농도의 검량선을 나타낸 것이다(y=0.481x + 0.0033; R2=0.9994).
도 13은 25% 에탄올-수용액 혼합물에서의 바데나필의 검량선을 나타낸 것이다(y=0.583x + 0.0043, R2=0.9945).
도 14는 물, 12% 및 30% 알코올(EtOH)에서의 바데나필 API의 포화 용해도의 동시 측정을 나타낸 것이다.
부 구현예에서, 발기부전의 치료를 필요로 하는 대상체의 점막을 본원에 기술된 제제와 접촉시켜 대상체의 발기부전을 치료하는 단계를 포함하는, 대상체의 발기부전 치료 방법이 개시된다.
일부 구현예에서, 점막과의 접촉은 비강내(intranasal) 투여를 포함한다. 일부 구현예에서, 점막과의 접촉은 설하(sublingual) 투여를 포함한다.
발기부전 치료를 위한 제제의 예시적인 제조 방법
본원에 기술된 제조 방법은, 일부 구현예에서, 대상체의 발기부전 치료를 위한 제제를 제조하는 방법으로서, (a) 알코올, 폴리에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 중쇄 글리세라이드, 하나 이상의 포화 폴리글리콜화된 C8-C10 글리세라이드 또는 이들의 조합을 포함하는 유기-수성 용매에 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제를 첨가하는 단계; (b) 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제를 포함하는 유기-수성 용매의 pH를 약 3.5 내지 약 8.0으로 조절하는 단계를 포함하며, 상기 발기부전 치료는 대상체의 점막과 상기 제제를 접촉시키는 것을 포함한다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제의 용해도는 물에서의 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제의 용해도에 비해 유기-수성 용매에서 증가된다. 일부 구현예에서, 점막을 가로지르는 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제의 투과도는 물에서의 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제의 투과도에 비해 유기-수성 용매에서 증가된다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제의 생체이용률은 물에서의 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제의 생체이용률에 비해 유기-수성 용매에서 증가된다. 일부 구현예에서, 유기-수성 용매는 알코올을 포함한다. 일부 구현예에서, 알코올은 에탄올 또는 글리세롤이다. 일부 구현예에서, 에탄올은 5% 내지 40%의 농도로 존재한다. 일부 구현예에서, 에탄올은 12%, 25%, 또는 30%의 농도로 존재한다. 일부 구현예에서, 유기-수성 용매는 폴리에테르를 포함한다. 일부 구현예에서, 폴리에테르는 폴리에틸렌 글리콜이다. 일부 구현예에서, 폴리에틸렌 글리콜은 PEG 6000 또는 PEG 400이다. 일부 구현예에서, 폴리에틸렌 글리콜은 1% 내지 20%의 농도로 존재한다. 일부 구현예에서, 폴리에틸렌 글리콜은 5%의 농도로 존재한다. 일부 구현예에서, 본원에 기술된 제제는 약염을 포함한다. 약염의 비한정적인 예로는, 시트르산, 타르타르산, 아세트산, 푸마르산, 락트산, 염화암모늄, 유사 유기염, N-메틸 피롤리돈(NMP), 트윈 80 또는 유사 유기 화합물을 포함한다. 일부 구현예에서, 본원에 기술된 제제는 하나 이상의 알코올, 폴리에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 중쇄 글리세라이드, 하나 이상의 포화 폴리글리콜화된 C8-C10 글리세라이드, 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 구현예에서, 제제는 약 3.5 내지 약 8.0의 pH를 갖는다. 일부 구현예에서, 제제는 약 3.5 내지 약 5.0의 pH를 갖는다. 일부 구현예에서, 포스포디에스테라제 억제제는 바데나필, 실데나필, 타다라필, 또는 이들의 조합이다. 일부 구현예에서, 상기 포스포디에스테라제 억제제는 바데나필이다. 일부 구현예에서, 포스포디에스테라제 억제제는 실데나필이다. 일부 구현예에서, 포스포디에스테라제 억제제는 타다라필이다.
일부 구현예에서, 본원에 기술된 제제는 하나 이상의 유기 용매 또는 성분을 포함하는 유기-수성 용매를 포함한다. 예시적인 유기 용매 또는 성분 혼합물은, 예를 들어, 물 중의 PEG 및 에탄올을 포함한다. 일부 구현예에서, 수성 유기 용매 혼합물 중의 PEG는 PEG 400이다. 일부 구현예에서, 에탄올은 약 5% 내지 약 40%의 농도로 수성 유기 용매 혼합물에 존재한다. 일부 구현예에서, 에탄올은 약 12%의 농도로 수성 유기 용매 혼합물에 존재한다. 일부 구현예에서, PEG는 약 1% 내지 약 40%의 농도로 수성 유기 용매 혼합물에 존재한다. 일부 구현예에서, PEG 400은 약 1% 내지 약 40%의 농도로 수성 유기 용매 혼합물에 존재한다. 일부 구현예에서, PEG 400은 약 10%, 약 15%, 또는 약 20%의 농도로 수성 유기 용매 혼합물에 존재한다. 일부 구현예에서, 제제는 12% 에탄올 중 10% PEG 400을 포함한다. 일부 구현예에서, 제제는 12% 에탄올 중 15% PEG 400을 포함한다. 일부 구현예에서, 제제는 12% 에탄올 중 20% PEG 400을 포함한다. 물에 하나 이상의 유기 용매 또는 성분을 포함하는 제제는 본원에 기술된 임의의 방법에 사용될 수 있다.
일부 구현예에서, 상기 유기-수성 용매는 하나 이상의 유기 용매 또는 성분을 포함하며, 제2 유기 성분은 용해도, 안정성, 투과도, 및 안전성 군으로부터 선택된 적어도 하나의 특성을 향상시키기 위한 목적으로 선택된다. 일부 구현예에서, 제제는 약 3.5 내지 약 8.0의 pH를 갖는다.
본원에 기술된 많은 예시는 발기부전 치료에 사용되는 제제에 관한 것이지만, 제제는 하나 이상의 임의의 이온화 가능한 약물과 조합될 수 있음을 이해할 것이며, 결과적으로 이 제제는 하나 이상의 이온화 가능한 약물에 의해 표적이 되는 임의의 질병, 장애, 또는 증상의 치료에 사용될 수 있을 것이다.
제제화 방법의 예시
본원에 개시된 바와 같이, 신규 점막 제제(예: IN, 설하 제제)는 (a) 체내에서 우수한 치료 효과 또는 효과적인 약물 농도(예: 혈장 약물 농도)를 달성하는 것뿐만 아니라, (b) 신속한 효과 개시 또는 확립된 경구 투여 경로와 비교하여 체내에서 빠른 피크 약물 농도(Tmax), 또는 확립된 주사 투여 경로(예: 정맥내 또는 피하 경로)에서와 유사한 효과를 달성하는 역할을 한다. 일부 대안적으로, 상기 제제는 다음과 같은 방법론을 사용하여 주어진 이온화 가능한 화합물에 대해 최적화된다.
단계 1: 점막 제제의 유효 약물 용량의 추정
유효 약물 용량을 추정하는 목적은 경구 또는 주사 가능한 경로에서와 동등한 효과 또는 농도-시간 곡선 아래 면적(AUC)을 달성하도록 하는 것이다. 일부 대안적으로, 이는 효과적인 점막 용량을 계산하기 위해 확립된 경구 약물의 경구 투여로부터의 생체이용률 또는 주사 가능한 약물의 주사 가능한 투여로부터의 생체이용률의 초기 검토를 포함한다. 예를 들어, 간의 초회-통과(first-pass) 대사로 인해 약물 X의 경구 생체이용률이 정맥 투여에 비해 0.5인 경우. IN 경로는 간 초회-통과 대사를 회피할 것이며, 이의 IN 투여량은 경구 투여량의 절반으로 추정될 수 있다. 따라서, 약물 X의 경구 투여량이 10 mg이면, 이의 IN 투여량은 약 5 mg으로 추정될 수 있다.
단계 2: 점막 약물 투여에 필요한 최소 가용성 약물 농도 또는 Sol min 의 추정
특정 점막 투여는 그 부위에 투여될 수 있는 용량이 제한되어 있다. 예를 들어, IN 투여의 경우, 비강 스프레이의 최적 용량은 0.2 ml 이하이며, 보통 비공(nostril) 당 0.1-0.15 ml은 "흘러내림(dripping out)"을 방지하기 위함이다. 따라서, 양쪽 비공에 투여되는 용액의 용량은 약 0.2-0.3 ml이다. 이에 따라, 상기 IN 5 mg 약물 X(단계 1)의 필요 Solmin은 2개의 각 비공에 0.1 ml 스프레이 또는 0.15 ml/스프레이를 사용할 경우, 각각 5mg/0.2ml 또는 5mg/0.3ml=25mgml 또는 17mg/ml로 추정된다. 유사하게, 설하 스프레이의 경우에도 소정의 원하는 용량을 사용하여, 이러한 Solmin을 유사하게 계산할 수 있다.
단계 3: 기준 약물 플럭스(flux) 또는 Jss (ref) 의 측정
약물 플럭스 또는 Jss(ref)는 특정 pH에서 막에 투여된 수용액 중 약물로부터 점막을 가로질러 투과된 면적당 시간당 약물의 기준량으로 정의된다. 약물 플럭스 또는 Jss는 용해도와 겉보기 투과도(Papp)의 곱으로 구성되며, 생물학적 막을 가로지르는 약물의 Papp는 주로 비교반 수층(unstirred water layer: UWL)과 약물에 대한 막의 투과 특성에 의존하는 것으로 잘 알려져 있다. 점막(예: 비강 막)의 UWL은 주로 물로 구성된 젤-유사 유체인 점액으로 덮여있다. 이러한 구조를 고려하여, 본 특허는 순수 수용액 중 약물의 Jss가 점막 투여용 약물의 새로운 제제인 유기-수용액 중 약물의 Jss에 대한 기준이 될 수 있음을 가정한다. Jss=(Papp)(용해도)이므로, Papp는 인위적인 막인 PAMPA(막의 양측이 UWL과 접촉됨)에 의해 측정될 수 있다(16-19). PAMPA의 Papp는 약물의 유기-수성 제제에 대한 가이드 역할을 수행하기 위해 제안된 Jss(ref)의 추정에 유용한 접근법이 될 수 있다. 따라서, 본 특허는 다음을 추가로 제안한다:
Jss(ref)=(JsspHmax)(Solmin/약물(ssol)pHmax)
여기서, 포화 수용액 중 이온화 가능한 약물의 경우, JsspHmax는 PAMPA에 의해 측정된 Jss vs pH 그래프에서의 Jss의 최대값이며, 최대 Jss에 해당하는 pH는 pHmax 이고, Solmin은 단계 2에서 정의되었으며, 약물(ssol)pHmax는 pHmax에서의 약물의 포화 용해도이다. 약물(ssol)pHmax 및 Papp는 보통 실온과 대기압에서 측정된다.
단계 4: 유기-수용액 중 약물의 Jss pHmax 의 측정
약물(ssol)pHmax 및 유기-수용액 중 약물에 대한 pHmax에서의 Papp 또는 PapppHmax는 일반적인 "진탕 플라스크(shake flask)" 방법(용해도 측정)(20-22) 및 PAMPA(투과도 측정)를 각각 사용하여 스크리닝된다. 약물(ssol)pHmax가 > Solmin(단계 2에서 정의됨)이고, 소정의 유기-수성 용액(또는 점막 투여를 위한 특정 제제) 중 약물에 대한 조합된 (약물(ssol)pHmax)(PapppHmax) 또는 JsspHmax가 Jss(ref)의 값과 동일하거나 초과하는 경우, 그 특정 제제는 단계 1에서 계산된 바와 같이 경구 투여와 동등한 치료 효과뿐만 아니라, 경구투여에서보다 더 짧은 Tmax를 달성할 수 있어, 투여될 약물의 적절한 점막 제제(예: IN 또는 설하 경로에 의해 투여됨)로서 인정될 수 있다.
단계 5: 적절한 세포주 모델을 사용한 Jss PHmax 의 형태
PAMPA에서 얻은 Papp는 비교적 간단하고 용이하지만, 수성 및 다양한 유기-수성 용액 중 약물의 Papp를 측정하는 보다 생리학적인 접근은 상기 단계 1-4에서 기술된 소정의 제제의 추가적인 확인을 제공할 것이다. IN 제제의 경우, Calu-3 세포주 모델을 사용하여 측정된 적절한 Papp 확인이 사용될 수 있다(23-24). 설하 제제의 경우, HO-1U-1 세포주가 사용될 수 있다(25). pHmax에서 수용액과 비교하여 Papp가 현저히 낮게 나오는 모든 유기-수성 제제는 제외되어야 한다.
실시예
포스포디에스테라제 억제제의 효과적인 IN 또는 설하 투여를 달성하기 위해 특정 제제 및 방법의 식별과 관련하여 추가적인 구현예가 더 상세히 개시된다. 이러한 것은 어떠한 방식으로든 청구범위를 한정하려는 것이 아니다. 또한, 본원에 기술된 효과적인 IN 또는 설하 투여를 달성하기 위한 특정 제제 및 방법의 식별은 임의의 다른 이온화 가능한 화합물에 적용될 수 있다. 다음은 조합된 용해도 및 투과도 프로파일뿐만 아니라 체내에서 신속하고 효과적인 농도를 달성하기 위한 바데나필 및 실데나필의 필요한 용량을 기반으로 바람직한 IN 제제를 식별하는 방법의 순차적인 단계를 나타내는 특정 실시예 A1, A2, B1, B2, 및 D1-D4를 포함한다. C1, C2, C3 및 D5의 특정 실시예는 상기 단계적 방법에 의해 확인된 IN 투여의 제제 및 방법의 적합성을 확인하는 in vivo 증거이다.
실시예 A1
비강내(IN) 투여 및 제제화
본원에 기술된 승인된 경구 투여량과 동등한 치료 효과를 달성하기 위한 바데나필/실데나필과 같은 포스포디에스테라제 억제제의 최소 IN 유효 투여 조건의 구현예는 특정 계산을 사용하여 추정하였다. 이러한 계산은 충분한 바데나필/실데나필 및 비강 투과도를 확인할 수 있고, 이는 목표 혈장 농도 및 생체이용률로 이어질 수 있다고 추정한다.
목표 투여량은 경구 경로에서와 유사하지만 현저하게 더 빠른 유효 농도를 달성할 수 있는 양의 바데나필 HCl 삼수화물을 제공하기 위해 바데나필 API 또는 실데나필 API의 IN 제제를 추가로 필요로 한다. 예를 들어, 10-20 mg 경구용 바데나필이 FDA의 승인을 받은 경우, 적합한 제제의 IN 투여는 경구 경로와 유사한 생체이용률을 달성하면서 경구 경로에서보다 훨씬 더 빠른 피크 시간(Tmax)을 달성해야 한다. IN 투여는 비강 스프레이 또는 비강 점적제를 통해 투여되므로 IN 투여량은 비강내로 투여된 바데나필 제제 용액의 부피와 상대적 생체이용률에 대한 조정 후의 그 농도의 곱으로부터 추정할 수 있다. 이러한 계산의 예는 아래에 제공된다.
IN 투여는 일반적으로 각 비공에 50-200 ul/스프레이의 양을 사용하므로(200 ul 보다 큰 스프레이 양일 경우, 코 밖으로 약간의 양이 흘러내릴 것임), 따라서 바람직한 스프레이의 양은 10 mg 바데나필 경구 투여량과 동등한 IN 용량인 100 ul/비공 또는 2개의 비공에 2x100 ul으로 설정할 수 있다. 비강 스프레이의 양을 두 배로 늘리면 20 mg 경구 투여량과 동등한 IN 투여량이 제공되어야 한다. 타다라필 또는 실데나필 IN 부피/용량과 같은 다른 포스포디에스테라제 억제제도 경구 투여량과 동일한 양으로 유사하게 계산될 수 있다.
경구 투여를 통한 바데나필 수용액의 흡수가 적합한 제제의 IN 투여와 관련이 있음을 가정하고, 경구 투여로부터 바데나필의 알려진 생체이용률/약동학에 기초하여, 비강내 투여는 0.4-0.8 경구 투여량과 동등한 생체이용률을 얻을 수 있는 것으로 추정할 수 있지만, 훨씬 더 빠르게 최고(peak) 농도에 도달할 수 있다. 이는 이전에 발표된 폐 흡입의 생체이용률과 유사하게 초회-통과 간 대사를 회피하고 비강막을 통한 신속한 투과를 달성할 수 있는 IN 투여의 알려진 이점을 기반으로 한다(26). 이를 위해서는, IN 제제에 대해 최소 2 mg/100 ul 농도 또는 20 mg/ml 바데나필 HCl 삼수화물의 최소 용해도를 필요로 할 것이다. 실데나필 또는 타다라필과 같은 다른 포스포디에스테라제 억제제에 대해서도 유사한 접근법을 사용하여 계산될 수 있다. 비강내 투여를 위해 특수 장치를 사용할 수 있으며, 2개의 비공 각각에 전달될 수 있다. 비강내 투여를 위한 장치는, 예를 들어, Aptar에서 구매가 가능하다.
실시예 A2
유기-수성 혼합물 중 바데나필의 용해도 및 안정성 특성 스크리닝
본원에 기술된 바데나필 용해도 및 안정성의 구현예는 다양한 유기-수성 혼합물에서 확인하였다.
활성 제약 성분인 바데나필 HCl 삼수화물은 579.1 g/mole의 분자량과 이에 상응하는 488.6 g/mole의 유리 염기의 분자량을 가지고 있다(12). 바데나필 염기는 pKa=7.15와 9.86, 및 logP=3.64이다. 바데나필 용해도는 pH 1에서 약 8.8 g/L, pH 2에서 3g/L, pH 3에서 1.6 g/L, pH 4에서 0.88 g/L, pH 5에서 0.16 g/L 및 pH 6에서 0.019 g/L 이다(13). 활성 제약 성분(active pharmaceutical ingredient: API)인 바데나필 HCl 삼수화물의 물에 대한 용해도는 훨씬 더 좋다(도 3). 그러나 이러한 용해도는 여전히 낮으며, pH 증가에 따른 수용해도의 감소는 설하 및 비강내 투여를 통해 신속하고 충분한 투과 및/또는 흡수를 달성하기에는 상당한 장애물이다. 따라서, 바데나필 염기의 우수한 막 분할계수(logP=3.64)에도 불구하고, 비강 또는 설하 부위에 적합한 생리학적 pH에 근접하거나 적합한 생리학적 pH에서 투여했을 경우, 바데나필 수용액을 이용한 설하 또는 비강 투여는 경구 투여에 비해 충분한 생체이용률을 얻을 수 없다(실시예 A1의 계산 참고).
그러나, 바데나필 API는 알코올(13) 또는 기타 유기-수성 혼합 용매와 같은 특정 용매에서 개선된 용해도를 달성할 수 있다. 바데나필의 순수 알코올성 용액의 사용은 잠재적인 막 자극 및 손상으로 인해 우려되는 사항이다. 따라서, "GRAS"(generally recognized as safe: 일반적으로 안전하다고 인정되는 물질) 카테고리에 속하는 유기 화합물(상대적으로 낮은 농도의 화합물)과 같이 비교적으로 안정하거나 인간 대상체가 잘 견딜 수 있는 알코올성-수성 혼합물 또는 기타 유기-수성 혼합물이 바람직하다. 이러한 이유로 FDA는 비강 제품에서의 12% 알코올 용매 사용은 인간 대상체에 대해 허용 가능한 농도로 인정한다(27,28). 12% 알코올이 바데나필 API를 신속하게 용해할 수 있지만, 24간 이내에 침전될 것이다. 따라서, 3일에 걸친"진탕 플라스크(shake flask)"방법을 사용하여 포화 용해도를 확인하였다(20-22).
예를 들어, 서로 다른 pH에서 물에 대한 포화 바데나필의 용해도를 먼저 스크리닝한 다음, 서로 다른 pH에서 투과도를 스크리닝하였다. 이러한 정보는 수성 시스템에서 최적으로 조합된 용해도 및 투과도(즉, Jss)를 도출하는 데 사용될 것이며, 이는 원하는 적합한 IN 바데나필 제제 및 용량으로 사용될 유기-수성 용액에 대한 바람직한 pH, 용해도 및 투과도의 초기 단서를 제공하는 데 사용될 것이다.
또한, 모든 용매 혼합물은 설하 또는 비강내 투여 시 신속하고 충분한 흡수를 위해 바데나필을 가용화 할 수 있어야 한다.
예를 들어, 에탄올-수성 혼합물 중 바데나필 API의 용해도를 먼저 스크리닝한 다음, 설하 및 비강내 투여에 적합한 최적의 용해도 및 투과도를 확인하기 위해 서로 다른 pH에서 투과도를 스크리닝하였다.
재료
바데나필 염산염(CAS No. 224785-91-5)은 인도의 Alembic Pharmaceutical Ltd(Gujarat-391450 인도; Lot #1704002361)에서 구매하였다.
타다라필(TAD) 5 mg 정제는 Polpharma (폴란드)에서 구매하였다.
아세토니트릴 ≥99.5% ACS (CAS No. 75-05-8)은 VWR Chemicals BDH®에서 구매하였다.
메탄올("MeOH")은 VWR Chemicals BDH®에서 구매하였다.
에탄올 190-Proof(CAS No. 64-17-5)는 EMD Millipore (미국 매사추세츠주 벌링턴)에서 구매하였다.
0.2 μm 셀룰로오스 아세테이트 막이 포함된 시린지 필터(Cat# 28145-475)는 VWR (미국 펜실베니아주 래드너)에서 구매하였다.
폴리에틸렌 글리콜 400(Lot 52081314)은 EMD Millipore (미국 매사추세츠주 벌링턴)에서 구매하였다.
글리세린 또는 글리세롤(Lot 70K0044)은 Sigma-Aldrich (미국 미주리주 세인트루이스)에서 구매하였다.
젖산칼슘 펜타하이드레트(Lot SLCB7173)는 Sigma-Aldrich (미국 미주리주 세인트루이스)에서 구매하였다.
빙초산(Lot B21R026)은 Alfa Aesar(미국 매사추세츠주 하버힐)에서 구매하였다.
NMP(1-메틸-2-피롤리디논)(Lot 51K3683)는 Sigma-Aldrich (미국 미주리주 세인트루이스)에서 구매하였다.
장비
Accumet 염기성 pH 측정기는 Fisher Scientific(영국 레스터셔)에서 구매하였다.
G1311B 1269 Quat Pump, G7129 1260 vial sampler, 및 G1315D 1260 DAD VAL 검출기로 구성된 Agilent 1260 Infinity HPLC 시스템은 Agilent(캘리포니아주 산타클라라)에서 구매하였다.
분석 저울은 Mettler-Toledo, LLC (오하이오주 콜럼버스)에서 구매하였다.
방법
다양한 유기 용매의 스크리닝을 위해, 서로 다른 %의 에탄올-수성 혼합물에서 바데나필 API의 용해도를 먼저 조사하고 순수한 물에서의 용해도와 비교하였다. 본원에 기술된 바와 같이, "진탕 플라스크(shake flask)" 방법을 사용하여 용액을 준비하였다. 간략하게, 포화될 때까지 서로 다른 혼합물에 바데나필 API의 양을 증가시키면서 첨가하였다. pH 측정기를 사용하여 포화된 유기-수성 혼합물의 pH(pH 3.5-7.5 범위)를 조정하였다. 포화 용액을 상온에서 자석 교반기로 천천히 진탕하거나, 하루에 수회씩 24시간 또는 그 이상, 최대 3일 동안 빠르게 진탕하였다. 이 후, VWR 0.2 마이크론 필터를 사용하여 상기 용액을 여과하였다. 여과액을 투명도 검사에 사용하였고, HPLC로 농도를 측정하였다. 또한, 글리세린(글리세롤), 폴리에틸렌 글리콜 400(PEG)과 같은 다양한 유기-수성 용액 및 두 가지 유기 용매의 조합에서 바데나필의 포화 용해도를 조사하였다. 일부 기타 대표적인 유기-수성 용액에서의 바데나필 용해도도 조사하였다.
(a) 바데나필 농도 측정을 위한 HPLC 방법
용해도 연구 및 투과도 연구로부터의 농도 측정(실시예 B1 및 B2 참조)을 위해, HPLC 분석을 위한 샘플을 MeOH와 1:1로 혼합하여 준비하였다. MeOH 에서의 표준 곡선을 준비하고, 분석 매트릭스가 동일하도록 PBS와 혼합하였다. HPLC 분석은 10분 동안 1 mL/분의 등용매 흐름에서 아세토니트릴:0.02M 인산나트륨 완충액 pH 4 (35:65 v/v)을 사용하여 Agilent 1260 Hypersil BDS-C8, 5 μm, 4.0 x 250mm 칼럼(PN 79926B8-584, SN USUE000480, LN 512010961)을 통해 수행하였다.
결과
분석의 유효성은 선형도, 민감도, 반복성, 안정성, 정밀도 및 정확도와 관련된 FDA 지침에 따라 평가하였다. 바데나필의 보정 곡선은 0.2-200 ug/ml의 농도 범위에서 선형이었다. 상관 계수(r2)는 각각 진행된 3개의 서로 다른 분석에 대해 0.99 보다 컸다. 0.5, 10, 및 200 ug/ml의 품질 관리 샘플의 경우, 정밀도에 대한 상대 표준 편차(RSD) 값은 1.8 내지 6.1%(일간: interday) 및 0.07 내지 4.1%(일중: intraday)였다. 정확도(% 편향) 범위는 -4.2% 내지 2.2%(일간) 및 -0.9% 내지 3.4%(일중)였다. 정량의 하한 값은 0.2 ug/ml였다.
표 1은 서로 다른 pH에서 여러 유기-수성 용매 중 바데나필 농도의 포화 용해도를 비교하여 나타낸 것이다. 표 2는 각 용액에 대한 표준 곡선을 사용하여 측정한 다음, 50% 메탄올의 표준 곡선과 비교한 6개의 서로 다른 용액과 2개의 서로 다른 pH 값을 포함하는 용액의 일간 정확도와 정밀도를 나타낸 것이다. 표 3은 서로 다른 용매 중 pH 4.0에서 바데나필 API의 포화 용해도를 비교하여 나타낸 것이다.
표 1: 표시된 유기-수성 용매에서 포화 용해도의 비교
pH 　
샘플 용액 3.5 4.0 4.5 5.0 6.0 　
H2O 중 10% 글리세린 32.06 16.84 1.44 0.43 0.10 mg/mL
H2O 중 20% 글리세린 31.42 18.44 1.67 0.27 0.10 mg/mL
H2O 중 10% PEG400 34.30 20.37 2.46 0.56 0.17 mg/mL
H2O 중 15% PEG400 32.79 18.23 3.56 1.01 0.86 mg/mL
H2O 중 20% PEG400 30.67 20.98 2.59 1.49 0.44 mg/mL
12% EtOH 중 10% PEG400 48.91 40.73 8.11 1.51 0.28 mg/mL
12% EtOH 중 15% PEG400 46.54 44.23 9.89 2.87 0.38 mg/mL
12% EtOH 중 20% PEG400 47.06 45.56 11.50 2.90 0.41 mg/mL
12% EtOH 51.28 47.18 22.61 1.06 0.04 mg/mL
약어: PEG = 폴리에틸렌 글리콜
표 2: 표시된 유기-수성 용매의 분석에서 희석 정확도 및 편향의 비교
용액 기울기 절편 R 2 정확도 (%) % 편향
50% MeOH 0.03881 8.12E-04 0.999
50% MeOH 중 pH 2 0.03870 -1.27E-03 0.998 100% 0%
50% MeOH 중 pH 12 0.03894 7.09E-05 0.992 101% 1%
EtOH (12%) 0.03695 4.97E-03 0.984 95% -5%
PEG400 (15%) 0.04009 -4.32E-03 0.991 108% 8%
NMP (20%) 0.04241 2.06E-03 0.974 106% 6%
젖산칼슘 (5%) 0.03871 3.29E-03 0.990 91% -9%
EtOH/PEG400 (12%/15%) 0.03901 -5.09E-04 0.993 101% 1%
아세트산 (2%) 0.03649 -4.39E-04 0.996 94% 6%
희석 정확도는 20 mg/ml에서 다양한 용액을 비교하여 측정하였다. RSD는 3.1%였다. 품질 관리 샘플의 안정성은 재구성 및 200℃의 자동샘플러에 보관한 후 0, 9, 18 및 24시간에 샘플을 재주입하여 시험하였다. RSD 값은 2.8-7.8% 범위였다.
표 3: 서로 다른 용매 중 pH 4에서의 바데나필 API 용해도*
행 레이블 N Sat Conc의 평균 (mg/mL) SD (mg/mL)
물 16 18.19 4.36
아세트산(1%) 1 11.60 　
아세트산(10%) 1 79.12 　
아세트산(20%) 1 141.70 　
아세트산(5%) 1 52.01 　
젖산칼슘(1%) 2 8.49 0.87
젖산칼슘(3%) 2 16.36 2.50
젖산칼슘(5%) 6 14.26 0.79
EtOH (3%) 1 28.07 　
EtOH (5%) 5 24.98 3.80
EtOH (8%) 4 29.95 2.29
EtOH (10%) 5 31.71 0.87
EtOH (12%) 7 31.24 8.67
EtOH (15%) 1 37.68 　
EtOH (20%) 5 42.41 6.72
EtOH (30%) 5 54.13 22.91
EtOH (35%) 1 101.59 　
NMP (5%) 4 37.38 1.21
NMP (10%) 12 53.19 6.43
NMP (15%) 4 52.98 4.35
NMP (20%) 4 56.78 3.06
NMP (25%) 13 88.35 27.24
NMP (35%) 1 107.49 　
NMP (40%) 3 127.81 15.41
PEG400 (10%) 14 20.25 4.31
PEG400 (15%) 12 17.05 3.94
PEG400 (20%) 16 20.06 5.16
PEG400 (40%) 3 20.01 4.98
PEG400 (5%) 11 16.52 4.33
젖산칼슘 / NMP (3%/10%) 2 31.95 4.82
젖산칼슘 / NMP (5%/10%) 1 29.11 　
EtOH / 젖산칼슘 (10%/5%) 2 18.79 1.00
EtOH / 젖산칼슘 (12%/5%) 5 23.14 2.61
EtOH / 젖산칼슘 (5%/5%) 1 16.56 　
EtOH / 젖산칼슘 (8%/5%) 1 16.95 　
EtOH / NMP (5%/5%) 3 37.91 3.11
EtOH / NMP (5%/10%) 5 51.80 11.20
EtOH / NMP (5%/15%) 3 46.38 3.58
EtOH / NMP (8%/5%) 3 37.76 2.92
EtOH / NMP (8%/10%) 3 46.90 3.64
EtOH / NMP (8%/15%) 1 56.05 　
EtOH / NMP (10%/5%) 3 40.06 3.38
EtOH / NMP (10%/10%) 4 52.74 2.69
EtOH / NMP (10%/15%) 3 56.84 1.77
EtOH / NMP (12%/10%) 1 70..47
EtOH / NMP (12%/15%) 2 80.81 2.82
EtOH / PEG400 (3%/10%) 1 17.72 　
EtOH / PEG400 (5%/5%) 1 18.68 　
EtOH / PEG400 (5%/10%) 2 27.45 15.75
EtOH / PEG400 (8%/10%) 5 27.03 10.78
EtOH / PEG400 (8%/15%) 3 24.90 0.87
EtOH / PEG400 (8%/20%) 3 23.99 1.37
EtOH / PEG400 (10%/10%) 3 25.73 1.75
EtOH / PEG400 (10%/15%) 3 24.90 2.37
EtOH / PEG400 (10%/20%) 3 24.99 1.35
EtOH / PEG400 (12%/10%) 4 26.37 3.96
EtOH / PEG400 (12%/15%) 6 28.60 5.94
EtOH / PEG400 (12%/20%) 3 29.57 1.35
EtOH / PEG400 (15%/10%) 1 23.20 　
EtOH / PEG400 (15%/15%) 1 20.52 　
PEG400/NMP (15%/10%) 1 41.59
*실온, 평균 pH 4.0(3.9-4.1)에서 측정, Sat Conc-포화 농도, SD-표준 편차
결론
본원에 기술된 바와 같이, 에탄올-수성 혼합물과 같은 유기-수성 혼합물은 순수한 수용액에서의 용해도와 비교하여 바데나필 용해도를 현저하게 향상시킬 수 있다(도 3 및 표 3). 바데나필 API의 용해도는 pH 의존적이며, 낮은 pH에서 용해도가 더 높다. 에탄올-수성 혼합물과 같은 유기-수성 혼합물은 물에 대한 용해도와 비교하여 바데나필 용해도를 현저하게 향상시킬 수 있다. 바데나필 용해도는, 예를 들어, 에탄올과 같은 % 유기 용매 농도를 증가시킴으로써 더욱 향상될 수 있다. 또한, 특정 유기 용액 혼합물의 조합, 예를 들면, 15% PEG-12% EtOH 수성 혼합물은 PEG15-수용액과 비교했을 때 바데나필의 용해도를 향상시킬 수 있다.
본원에 기술된 결과는 분석을 위한 메탄올 표준 곡선의 사용은 서로 다른 pH 뿐만 아니라, 서로 다른 용매 또는 용매 혼합물에서의 정확하고 정밀한 바데나필 농도 측정이 가능함을 나타낸다. 20 mg/mL 농도에서 100배의 희석은 +/-15% 이내에서 정확/정밀하게 측정될 수 있다.
pH 4에서 바데나필 API 20 mg/ml의 최소 용해도가 IN 제제에 필요한 경우, pH 4에서 평균 포화 용해도가 20 mg/ml 미만인 물은 바데나필 IN 제제에 적합한 용매가 아니다. 그러나, pH 4에서 20 mg/ml 보다 높은 용해도를 갖는 GRAS 분류에 속하는 다수의 다른 유기-수성 용매가 확인되었고(표 3 참조), 이들 용액의 추가 혼합물은 본원에 기술된 바와 같이 바데나필 IN 제제에 적합할 가능성이 높다.
실시예 B1
바데나필 IN 제제의 선택을 위해 PAMPA를 사용한 투과도 및 플럭스(Flux) 스크리닝
본 실시예는 PAMPA(parellel artificial membrane permeability assay)를 사용하여 바데나필의 투과도를 측정하는 방법에 대해 기술한다.
본원에 개시된 바와 같이, 실온 및 대기압에서 서로 다른 용매 중 바데나필 API의 투과도를 시험관내(in vitro) PAMPA를 사용하여 스크리닝하였다. PAMPA는 약물의 수동적 흡수를 예측하고 에탄올(최대 30% 농도)을 포함하는 많은 용액을 사용한 연구에 적합하다(22-24). 측정 단위는 정상 상태(steady state)에서 얻은 겉보기 투과도(Papp)이며, cm/초로 표시된다. 또한, 또 다른 관련 측정은 특정 pH에서의 최대 플럭스(Jss)이고 초당 단위 면적에 걸친 약물의 양으로 표현되며, Papp 및 포화 용해도로부터 계산된다.
본원에 기술된 바와 같이, 점막을 가로지르는 약물의 투과도/흡수 개선에 대한 에탄올-수용액의 효과를 측정하였다. 12% 에탄올-수용액과 30% 에탄올-수용액이 용해도를 현저하게 향상시킬 수 있다는 점을 고려하여, 다른 pH에서 추가적인 투과도 연구를 수행하였다. 본 연구 이전에 투과에 대해 다른 에탄올-수성 농도에서의 pH의 영향은 알려지지 않았으며, 정확하게 예측할 수 없었다.
재료 및 장비
Transport 리시버 플레이트(Cat# MATRNPS50) 및 MultiScreen-IP 필터 플레이트 (Cat# MAIPN4550)는 Millipore (미국 매사추세츠주 벌링턴)에서 구매하였다.
바데나필 염산염(CAS No. 224785-91-5)은 India Alembic Pharmaceutical Ltd(Gujarat-391450 인도; Lot #1704002361)에서 구매하였다.
에탄올 190-Proof(CAS No. 64-17-5)는 EMD Millipore (미국 매사추세츠주 벌링턴)에서 구매하였다.
아세토니트릴(Cat# BDH83639.400) 은 BDH Chemicals (미국 펜실베니아주 래드너)에서 구매하였다.
도데칸(Cat# D221104), 제1인산나트륨(Cat# S0751), 제2인산나트륨(Cat# S0876) 및 폴리에틸렌 글리콜 6000(Cat# 8.07491)은 Sigma-Aldrich (미국 미주리주 세인트루이스)에서 구매하였다.
레시틴, 정제된 고체(Cat# 36486)는 Alfa Aesar (미국 매사추세츠주 하버힐)에서 구매하였다.
0.2 μm 셀룰로오스 아세테이트 막이 포함된 시린지 필터(Cat# 28145-475)는 VWR (미국 펜실베니아주 래드너)에서 구매하였다.
폴리에틸렌 글리콜 400(Lot 52081314)은 EMD Millipore (미국 매사추세츠주 벌링턴)에서 구매하였다.
방법
(a) 용액 준비
상기 실시예 A2에 기술된 바와 같이, 바데나필의 양을 증가시키고 목표 pH(pH 미터를 사용한 3.5-6.0 범위)로 조절하여 서로 다른 용매 중의 바데나필 HCl 삼수화물(5 ml)의 포화 용액을 준비하였다. 포화 용액을 실온에서 24 시간 동안 천천히 진탕하거나 빠르게 여러 번 진탕하고 24 시간 이상 실온에서 유지하였다. 그 후, 0.2μm 필터를 사용하여 용액을 여과하였다. 그런 다음, 여과액을 투과도 연구에 사용하였다.
(b) PAMPA를 사용한 투과도 연구
바데나필 투과도 연구는 리시버(receiver) 플레이트 및 멀티스크린-IP 필터 필레이트와 함께 PAMPA(Parallel Artificial Membrane Permeation Assay)를 사용하여 수행하였다. PAMPA 분석은 약물의 수동적 흡수를 예측하고 에탄올 용매를 사용한 연구에 적합하다(22-23). 정상 상태(steady state)의 투과도 분석은 정상 상태를 나타내기 위해 6 시간 또는 24 시간 동안 3회 이상 수행되었다. 일부 용액의 경우, 6 시간 및 24 시간 동안 모두 수행하여 두 시간 간의 일관성을 확립하였다. 150μL의 목표 샘플을 도너 챔버로 옮기기 전에 먼저 5μl의 도데칸 중 3%(w/v) 레시틴으로 도너(donor) 챔버를 코팅하였다. 그런 다음, 300μl의 인산염 완충액을 어셉터(acceptor) 웰로 옮겼다. 투과 6 시간 또는 24 시간 후, HPLC를 사용한 농도 분석을 위해 도너 및 리시버 챔버로부터 샘플을 수득하였다.
cm/초로 표시되는 겉보기 투과도 계수(Papp) 측정은 정상 상태에서 다음 식을 기반으로 계산되었다(24).
상기 식에서,
VD = 도너 챔버의 부피
VA = 어셉터 챔버의 부피
A = 막의 유효면적(PAMPA: 0.3cm2)
t = 투과도 실험의 시간
CA = 실험 종료 시에서의 어셉터 웰의 약물 농도
CE = 양쪽 웰에서의 평형 농도, 및
정상 상태 플럭스(Jss)이다. Jss는 ug/sec/cm2로 표시되며, 다음 식을 기반으로 계산되었다.
상기 식에서,
CD = 도너 챔버의 로딩 농도이다.
pH 4에서 서로 다른 용매 중 바데나필의 Papp 및 Jss의 비교 결과를 표 4에 나타내었다.
표 4: 바데나필 API 투과도 및 플럭스에 대한 용매의 영향*
행 레이블 N 평균Papp (cm/s) SDPapp (cm/s) 평균 Jss (ug/sec/cm2) SD Jss (ug/sec/cm2)
물 34 3.93E-09 5.39E-10 7.74E-05 9.17E-06
젖산칼슘 (3%) 8 5.34E-08 8.51E-09 8.60E-04 5.16E-05
젖산칼슘 (5%) 8 4.89E-08 3.17E-09 7.23E-04 4.91E-05
EtOH (3%) 6 4.16E-09 3.64E-10 1.17E-04 1.02E-05
EtOH (5%) 6 3.82E-09 4.19E-10 1.21E-04 1.32E-05
EtOH (8%) 6 3.68E-09 3.27E-10 1.23E-04 1.09E-05
EtOH (12%) 10 3.65E-09 5.63E-10 1.27E-04# 1.88E-05
EtOH (15%) 6 3.07E-09 1.11E-10 1.16E-04 4.19E-06
EtOH (20%) 4 1.26E-09 6.06E-11 6.83E-05 3.28E-06
EtOH (35%) 2 9.81E-10 2.26E-11 9.97E-05 2.29E-06
NMP (5%) 6 2.47E-09 4.08E-10 9.52E-05 1.57E-05
NMP (10%) 10 1.63E-09 2.85E-10 7.33E-05 1.14E-05
NMP (15%) 6 1.25E-09 4.57E-10 5.85E-05 2.14E-05
NMP (20%) 4 9.51E-10 4.16E-11 5.33E-05 2.33E-06
NMP (25%) 30 3.40E-10 2.27E-10 2.70E-05 1.30E-05
NMP (40%) 11 5.85E-10 9.87E-11 7.37E-05 1.35E-05
PEG400 (10%) 12 2.09E-09 3.77E-10 5.22E-05 1.07E-05
PEG400 (15%) 4 5.35E-09 4.13E-10 1.02E-04 7.87E-06
PEG400 (20%) 11 1.80E-09 3.29E-10 4.01E-05 1.03E-05
PEG400 (40%) 12 8.12E-10 1.22E-10 1.61E-05 3.44E-06
젖산칼슘/NMP (3%/10%) 7 1.96E-08 1.31E-09 6.17E-04# 9.52E-05
젖산칼슘/NMP (5%/10%) 4 2.45E-08 9.83E-10 7.14E-04# 2.86E-05
EtOH/젖산칼슘 (12%/5%) 8 3.32E-08 1.89E-09 7.18E-04# 5.28E-05
EtOH/NMP (5%/10%) 9 1.01E-09 3.21E-10 6.06E-05 1.62E-05
EtOH/NMP (12%/10%) 4 1.02E-09 2.82E-10 7.20E-05 1.98E-05
EtOH/NMP (12%/15%) 8 4.08E-10 8.21E-11 3.29E-05 6.36E-06
EtOH/PEG400 (5%/5%) 6 4.93E-09 3.28E-10 9.21E-05 6.13E-06
EtOH/PEG400 (5%/10%) 10 3.78E-09 1.14E-09 8.53E-05 2.68E-05
EtOH/PEG400 (8%/10%) 8 4.48E-09 2.15E-09 8.03E-05 2.16E-05
EtOH/PEG400 (12%/10%) 6 4.28E-09 2.55E-10 9.03E-05 5.38E-06
EtOH/PEG400 (12%/15%) 10 6.08E-09 5.53E-09 2.03E-04# 1.64E-04
EtOH/PEG400 (15%/10%) 6 3.29E-09 1.99E-10 7.64E-05 4.62E-06
EtOH/PEG400 (15%/15%) 6 3.14E-09 1.44E-10 6.44E-05 2.95E-06
PEG400/NMP (15%/10%) 4 8.59E-10 1.69E-10 3.57E-05 6.98E-06
*실온에서 PAMPA로 측정 및 24 시간 동안 평균 pH 4.0(3.9-4.1); #바데나필 유기-수성 혼합물(포화 용해도 > 20mg/ml) Jss는 물의 Jss 또는 Jss(ref) 보다 훨씬 높음(아래 참고), p < 0.05 (-테스트); SD = 표준 편차.
pH 3.5-8.0 이상에서 바데나필 수용액의 pH-용해도와 pH-Papp 프로파일의 곱은 pH-플럭스 또는 pH-Jss 프로파일이 된다(도 10b의 프로파일 참고). 최대 Jss에 상응하는 pH는 V(ssol)pHmax로 지정된 해당 수용성 바데나필 포화 용해도를 갖는 pHmax이다. 따라서, pHmax 또는 JsspHmax에서의 Jss는 Solmin([0061]의 이전 계산에 따라 2mg/비공의 최소 IN 투여량에 대해 20mg/ml임)으로 지정된 필수 최소 용해도에 해당하는 기준 Jss 또는 Jss(ref)를 계산하는데 사용될 수 있다:
Jss (ref) = JsspHmax (Solmin / V(ssol)pHmax)
상기 식에서, Solmin은 필요 최소 용해도(2mg/비공 바데나필의 최소 IN 투여량에 대한 20mg/ml, 또는 더 높은 IN 투여량에 해당하는 더 높은 값임)이며; V(ssol)pHmax)는 18.19(표 3 참고)인 pHmax(즉, 도 10b에 따른 pH 4)에서 수성 바데나필 포화 용해도이다. Solmin = 20, V(ssol)pHmax) = 18.19, JsspHmax = 7.74 E-05ug/s/cm2 (표 4 참고)를 사용하여, 2mg/비공의 필수 바데나필 IN 투여량에 대한 Jss (ref) = 8.5E-05 ug/s/cm2를 확인하였다.
모든 pH(pH 3.5-7.5 범위 내)에서 >20mg/ml의 용해도를 가지며, 이에 상응하는 Jss 값 > Jss(ref)을 갖는 모든 바데나필 유기-수성 혼합물은 IN 바데나필 제제에 적용될 수 있다.
(c) HPLC 분석
100μL의 도너 또는 리시빙 챔버 샘플을 100μL의 MeOH 및 10μL의 내부 표준과 2분 동안 혼합한 후, 샘플을 HPLC 주입 전에 10,000 rpm에서 10분 동안 원심분리하였다. 로딩 스톡(stock) 용액은 HPLC 주입 전에 50% MeOH로 희석하였다. 실시예 A2에 기술된 바와 같이 HPLC 분석을 수행하였다.
결과
비교 투과도 연구 결과는 표 4에 나타내었다. 투과도 연구의 6 시간 및 24 시간 사이에 Papp 결과의 우수한 상관관계가 관찰되었으므로, 이는 Papp 실험의 일관성을 보여준다. 예를 들어, 도 5에서 나타난 바와 같이, 순수 수용액 및 다른 에탄올-수성 혼합물을 사용한 추가적인 개별 연구에서도 투과도에 대한 pH 영향의 유사한 경향을 보여주었다.
결론
본원에 개시된 바와 같이, 바데나필 API는 pH가 감소함에 따라 용해도가 증가한다. 그러나, pH가 증가함(이온화가 되지 않은 종의 더 높은 %에 해당)에 따라 바데나필 투과도(Papp)가 증가하는 것은 pH가 3.5에서 5.0으로 증가함(도 5. 약물 플럭스)에 따라 이론적으로 예상된 것이거나, Jss(Papp와 포화 용해도의 곱으로 구성된 매개변수)가 바데나필 수용액에 대해 pH 4에서 최적화된 것으로 보여진다(도 5b). 대표적인 바데나필 유기-수용액(EtOH(12%)-수성)도 유사한 경향을 보여준다(도 5B). 이러한 데이터를 기반으로, Jssmax는 pH 4로 선택하였다.
pH 4에서 >20mg/ml의 용해도를 갖는 다수의 유기-용매는 수용액에서의 평균 바데나필 Jss 또는 Jss(ref) (8.5E-05 ug/s/cm2)를 현저하게 초과하는 것으로 확인되었으며, IN 바데나필에 적합한 제제로 고려될 수 있다(표 4).
많은 유기-수성 혼합물 또는 유기-유기-수성 혼합물은 현재 바데나필의 활성 약학 성분인 바데나필 HCl 삼수화물의 용해도 및 투과도를 향상시킬 수 있다. 한편, 물에서 2개의 다른 유기 용매의 조합이, 예를 들어, 12% EtOH-수성과 같은 단일 유기-수성 혼합물에 비해 상기 조합이 용해도를 향상시키지 않을 수 있으나, 투과도는 향상시킬 수 있다. 임의의 이론에 의해 한정 또는 제한되지 않고, 비강 또는 설하 부위에서 생리학적 pH에 가까운 pH 범위에서 서로 다른 포스포디에스테라제 억제제의 용해도를 향상시킬 수 있는 본원에 기술된 용매 및 다른 적합한 유기-수성 용매는 투과도를 향상시킬 수 있으며, 비강 및 설하 전달에 적합할 수 있다.
실시예 B2
Calu-3 세포주 모델을 사용하여 선택된 용액에서의 바데나필 투과도의 측정
본 실시예는 Calu-3 세포주 모델을 사용하여 바데나필 투과도의 측정에 대해 기술한다.
본원에 개시된 바와 같이, 서로 다른 용매에서 바데나필 API의 투과도는 생체내(in vivo) 세포주 모델인 Calu-3(비소세포 폐암 세포주)를 사용하여 스크리닝하였다. PAMPA 방법을 사용하여 서로 다른 용매가 바데나필 투과도에 미치는 영향을 효율적으로 스크리닝할 수 있지만, 표적 막과 유사한 세포주와 같은 생리학적 모델을 사용하여 확인한다면, 본 방법의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 IN 투과도에 적합한 모델인 Calu-3 세포주를 사용하여 PAMPA 연구 결과의 투과도를 확인하였다.
Calu-3 세포주 모델에 의해 측정된 수용성 약물의 Papp는 pH 7.4에서 측정된 동물 연구에서의 IN 흡수와 관련이 있는 것으로 나타났다(23-24). 본원에 개시된 바와 같이, Calu-3 세포주 모델은 pH 4.0에서 물의 Papp와 비교하여, 다양한 유기-수용액의 Papp의 상대값을 확인하기 위해 사용되었다(바데나필 제제의 IN 투여 시뮬레이션용).
재료
빙초산(>99% 순수, CAS 64-19-7)은 Alfa Aesar(미국 매사추세츠주 하버힐)에서 구매하였다.
아세토니트릴 ≥99.5% ACS (CAS No. 75-05-8)은 VWR Chemicals BDH®에서 구매하였다.
인산나트륨 일염기성 일수화물(인산염 완충액)은 BDH Chemicals (미국 펜실베니아주 래드너)에서 구매하였다.
NaOH (수산화 나트륨)는 Biobasic Canada Inc.(캐나다 온타리오주 마크험)에서 구매하였다.
인산나트륨 이염기성 칠수화물(인산염 완충액)은 EMD Millipore (미국 매사추세츠주 벌링턴)에서 구매하였다.
바데나필 염산염 삼수화물 USP는 SMS pharmaceuticals Ltd.(인도)에서 구매하였다.
Gibco Hank의 평형 염 용액(HBSS), o-인산, 85% (HPLC), 투과성 폴리카보네이트 막 삽입물이 포함된 Transwell?? Multiple 웰 플레이트, 트리에틸아민은 Thermo Fisher Scientific (미국 매사추세츠주 월섬)에서 구매하였다.
0.2 μm 기공 크기의 셀룰로오스 아세테이트 막을 포함하는 시린지 필터는 VWR part of Avantor (미국 펜실베니아주 래드너)에서 구매하였다.
장비
Accumet 염기성 pH 측정기는 Fisher Scientific(영국 레스터셔)에서 구매하였다.
G1311B 1269 Quat Pump, G7129 1260 vial sampler 및 G1315D 1260 DAD VAL 검출기로 구성된 Agilent 1260 Infinity HPLC 시스템은 Agilent(캘리포니아주 산타클라라)에서 구매하였다.
분석 저울은 Mettler-Toledo, LLC (오하이오주 콜럼버스)에서 구매하였다.
사용된 물은 Nanopure Water Filtration system (Barnstead Nanopure Diamond Life Sci UV/UF system)으로부터 얻었다(Cat #D119310는 APS Water Servives Corporation에서 구매함)(미국 캘리포니아주 레이크 발보아).
경상피 전기 저항(TEER, in Ohm.cm2) 측정 장비.
방법
(a) 용액 준비
상기 실시예 A2 및 B2에 기술된 바와 같이, 서로 다른 용매 중 바데나필의 포화 용액(2mg/ml)을 준비하고 목표 pH(pH 측정기를 사용한 3.9-4.1 범위)로 조절하였다. 2mg/ml의 바데나필을 포함하는 다양한 용액은 각 분말을 볼텍싱(voltexing)하여 완전히 용해시킨 후 회전 플랫폼에서 밤새 혼합하여 준비하였다. 그 후, 상기 용액을 0.2μm 필터를 사용하여 여과하였다. 그런 다음, 여과액을 투과(permeation)/투과도(permeability) 연구에 사용하였다.
(b) Calu-3의 배양 및 단층의 준비
본 연구는 이전에 기술된 것과 유사하게 수행되었다(26-27). 인간 기관지 점막하선 암종 세포주인 Calu-3을 10% FBS 및 1% 페니실린/스트렙토마이신 용액으로 보충된 DMEM:Ham's F-12(1:1) 혼합물에서 배양하였다. 세포를 0.25% 트립신-EDTA를 사용하여 수확하고 5 x 105 세포/웰의 밀도로 폴리카보네이트 필터(기공 크기: 0.4μm, 배양 면적: 1.12cm2, 12 웰/플레이트, Corning)에 시딩(seeding)하였다. 배양 배지는 실험 기간 동안 2일 마다 교체하였다. 단층은 시딩 후 9-10일에 시험관내(in vitro) 이동 연구에 사용되었다.
(c) Calu-3 세포주 모델을 사용한 시험관내(in-vitro) 투과/투과도 연구
단층의 TEER를 측정하여 약 500 Ohm.cm2인 겻을 확인한 후, 배양 배지를 제거하고 상부 및 하부 챔버를 이동 배지(TM: 15mM 글루코스 및 10mM HEPES 완충액으로 보충된 Hank's 평형 염 용액, pH 7.4)로 세척하였다.
배양 10분 후, 최상부 챔버의 용액을 pH 4.0에서 연구된 바데나필 용액으로 교체하였다. BSL2 후드에서 15, 30, 45, 60, 90, 120분에 기저측으로부터 샘플의 일정부분(50μL)을 수득하였다. 50μL 분량의 이동 배지를 매번 첨가하여 부피를 보충하고, TEER 측정을 주기적으로 확인하였다.
(d) HPLC 분석 준비 및 측정
리시빙(receiving) 및 최상부 챔버의 50μl 샘플을 50% MeOH 50μl 및 내부 표준 10μl와 혼합하거나 배지 50μl 및 내부 표준으로 희석하였다. HPLC 분석을 위해 원심분리 후 상층액을 수득하였다. 실시예 A2 및 B1에 기술된 바와 같이, HPLC 분석을 수행하였다.
(e) Papp의 계산
cm/sec으로 표시되는 Papp는 다음 식을 이용하여 HPLC로 분석된 샘플로부터 계산하였다:
Papp=dQdt/(AC); 여기서,
상기 dQdt는 리시빙 챔버에서 약물의 출현(nmol/sec)이고, A는 단층의 표면적(1.12cm2)이며, C는 최상부 챔버에서 약물의 초기 농도이다.
결과
서로 다른 바데나필 용액의 계산된 평균 Papp를 표 5에 나열하였다. 대부분의 Papp 값은 15% PEG400 용액 중 바데나필의 Papp 값을 제외하고, 물 중 바데나필의 Papp 값에 근접하였다. 15% PEG400 용액 중 바데나필의 경우, TEER 값은 초기 기준값보다 약 1200 Ohm.cm2 까지 증가하였으며, 120분에서의 기준 값(약 500 Ohm.cm2)과 유사한 수준으로 점차 감소하였다. EtOH/PEG(12%/15%)의 첨가는 초기 TEER을 약 1200 Ohm.cm2로 증가시켰으나, 40분에 기준과 유사한 수준으로 더 빠르게 다시 되돌아왔다. 대부분의 다른 용액은 보통 TEER가 20-40분 이내에 500 Ohm.cm2 기준값 미만으로 급격하게 감소하였다.
표 5: Calu-3 세포주 모델을 사용한 바데나필 API 투과도*
번호 평균Papp (cm/s) Papp의 SD (cm/s)
물 3 3.04E-05 4.17E-06
아세트산 (2%) 2 3.57E-05 1.62E-06
젖산칼슘 (5%) 2 2.22E-05 2.77E-06
EtOH (12%) 2 2.08E-05 5.73E-06
NMP (10%) 2 3.16E-05 2.69E-06
PEG400 (15%) 2 1.36E-06* 6.10E-07
아세트산/NMP (2%/10%) 3 4.99E-05 1.43E-05
EtOH/젖산칼슘 (12%/5%) 3 2.95E-05 1.06E-05
EtOH/NMP (12%/10%) 3 2.60E-05 3.86E-06
EtOH/PEG400 (12%/15%) 3 2.08E-05 4.86E-06
HBSS (pH 4) 1 3.60E-05 n/a
*37℃ pH 4(3.9-4.1)에서 측정함; Papp = 겉보기 투과도; SD = 표준 편차; 투과 지속 시간은 < 2h임. *P < 0.01 (t-테스트) 물과 비교
결론
본 실험에서 각 용액의 농도가 2mg/ml이므로, 용액의 상대적 Papp 값은 상대적 Jss 값을 직접 반영한다. 서로 다른 유기-수용액 중 바데나필 API의 Papp 값은, 20배 더 낮은 15% PEG400 용액을 제외하고, 대부분의 용액에서는 물 중 바데나필의 Papp 값과 거의 동일하다(p<0.001, 2 샘플 t-테스트). 이는 바데나필과 15% PEG400 용액을 포함하는 유기-수용액의 증가된 TEER(배지의 초기 TEER 보다 높거나 500 Ohm.cm2)에 해당될 수 있다. TEER의 증가는 세포막의 밀착 연접 기능이 증가하고 있음을 나타낼 수 있다. 이 가설을 뒷받침하기 위해, PEG400에 에탄올의 첨가(에탄올은 막 투과도를 향상시키는 것으로 알려져 있음)는 현저하게 낮은 TEER 값을 나타내었다. 따라서, PAMPA에 의해 초기에 확인된 바데나필 제제를 추가로 스크리닝하기 위한 Calu-3 모델의 사용은 바람직하지 않은 제제를 배제하는 데 유용한 단계일 수 있다.
실시예 C1
포스포디에스테라제 억제제를 투여하는 방법
본 실시예는 포스포디에스테라제 억제제의 비강내 및 설하 투여 방법에 대해 기술한다.
포스포디에스테라제 억제제를 혼합된 유기-수성 용매에 첨가하고, 용매의 pH를 조절한다. 예를 들어, 바데나필(레비트라: Levitra), 실데나필(비아그라: Viagra), 및 타다라필(시알리스: Cialis)를 포함하는 임의의 포스포디에스테라제 억제제가 사용될 수 있다. 주어진 pH에서 유기-수성 용매에 포스포디에스테라제 억제제를 첨가하는 것은 포스포디에스테라제 억제제의 용해도 및/또는 투과도를 증가시킬 수 있다. 비교적 안전하거나 인간 대상체에 의해 잘 용인되고 충분히 가용화될 수 있으며 포스포디에스테라제 억제제의 투과를 강화시킬 수 있는 임의의 유기-수성 용매를 포함하는 임의의 유기-수성 혼합물 또는 용매가 사용될 수 있다.
포스포디에스테라제 억제제의 개선된 용해도는 점막을 가로지르는, 예를 들어, 바데나필, 실데나필, 또는 타다라필과 같은 포스포디에스테라제 억제제의 개선된 플럭스(용해도와 투과도 또는 Jss의 곱)가 유도될 수 있다. 유기-수성 혼합물 중 포스포디에스테라제 억제제의 점막 플럭스는 약 4.0 내지 약 8.0의 pH 범위에서 적합하다. 점막을 통한 개선된 플럭스의 결과로, 동일한 포스포디에스테라제 억제제의 경구 투여에 비해 포스포디에스테라제 억제제의 Cmax 및 생체이용률이 증가될 수 있으며 Tmax가 단축될 수 있다. 이는 동일한 투여량의 포스포디에스테라제 억제제의 경구 투여와 비교하여 비강내 또는 설하 투여 시 더 높은 혈장 농도 및 더 빠른 작용 개시로 유도될 것이다.
포스포디에스테라제 억제제는 비강 또는 설하 막을 통해 임의의 투여 형태로 전달될 수 있지만, 용액 제제, 예를 들면 스프레이의 사용은 다른 투여 형태에 비해 가장 빠르게 작용 효과가 나타난다. 예를 들어, 일정량의 포스포디에스테라제 억제제를 혼합된 유기-수성 용매에 첨가하여 목표량의 포스포디에스테라제 억제제를 스프레이당 100μl 부피로 비강내 또는 설하로 전달할 수 있다.
상기 기술된 바와 같이, 개선된 용해도 및 투과도를 갖는 포스포디에스테라제 억제제는, 예를 들어, 발기부전의 치료를 위해 투여된다.
포스포디에스테라제 억제제 외에도, 본 방법은 이온화가 가능한 모든 화합물에 적용될 수 있다.
실시예 C2
랫트에서의 바데나필의 IN과 경구 투여의 비교
본 실시예는 경구 또는 IN 투여에 따른 바데나필의 생체이용률의 측정과 제제의변화가 약동학에 미치는 영향에 대해 기술한다.
IN 투여는 화합물이 간 대사를 우회하도록 한다. 비점막의 얇은 층으로 인해 IN 투여는 적절한 약물 제제가 투여되는 경우 경구 투여에 비해 약물의 흡수가 더 빠르고 생체이용률이 더 높으며, 피크 농도 시간(Tmax)이 더 빠르다. 특정 제제는 시험관내(in vitro)에서 상이한 바데나필 Jss 또는 Papp를 갖는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 제제의 이러한 차이는 IN 경로를 통해 투여될 때 상기 약동학적 매개변수에 영향을 미칠 가능성이 높다. 본 연구 이전에, 적절한 용량/약물 농도를 추정하고, 용량의 경구 투여에 비해 개선되고 적절한 바데나필 혈장 농도를 달성하기 위한 IN 투여에 대해 원하는 용해도 및 투과도를 가진 특정 제제를 식별 및 확인하는 단계적 접근 방식은 알려지지 않았다.
방법
실시예 A2에 기술된 것과 동일한 프로토콜을 사용하여 바데나필 수용액 및 유기-수용액을 준비하였다. 경정맥 캐뉼라가 삽입된 Sprague Dawley 랫트는 Envigo RMS, Inc.(인디애나주 인디애나폴리스)에서 구매하였다. 도착 후, 약동학 연구 전 일주일 동안 Western University of Health Sciences의 동물 사육장 환경에 랫트를 적응시켰다. 마취 및 실험 방법은 이전에 발표된 연구(29)와 유사하게 수행하였다. IN 투여에 대해 총 6개의 제제를 시험하였으며, 그 중 하나는 위관영양을 통한 PO 투여에 대해 시험하였다(하기 표 6 참조).
일부 랫트 군에게 바데나필(5.6mg/kg)을 함유하는 제제를 per os (PO 또는 경구)로 제공하였다. 랫트의 다른 군에게는 바데나필(2.8mg/kg)을 함유하는 제제를 비강내(IN)로 제공하였다. IN 랫트 군에는 마이크로피펫을 통해 비강 당 약 12.5ul 투여량으로 제제를 제공하였다. IN 경로에 의해 물 제제 및 PEG 제제를 제공한 랫트의 경우 각각 1.7mg/kg 및 2.0mg/kg였다. 랫트는 6가지의 제제가 투여되도록 무작위로 배정하였다(표 6 참고).
제제 투여 후, 0, 2, 5, 10, 15, 20, 30, 45, 60, 120, 180 분에 랫트로부터 200 uL의 혈액을 채취하였다. 투여 일주일 후, 실험에서 무작위로 선택된 랫트의 혈장에 의해 확인된 바와 같이, 랫트의 헤마토크리트 수치가 정상으로 돌아왔다. 이러한 헤마토크리트 반응, 일반적인 육체 활동, 및 캐뉼라의 개통성에 기초하여, 1주 후에 동일한 혈액 샘플을 수집하여 랫트를 다른 제제의 투여를 위해 교차시켰다. 모든 혈액 샘플링을 완료한 후, 샘플을 원심분리하고 액체 크로마토그래피 탠덤 질량 분석법(LC/MS/MS, Sciex API4000 and Agilent HPLC 1200 system)을 사용한 분석을 위해 혈장을 수집하고 보관하였다. 분석에서는 표준 곡선을 그리기 위해 랫트 혈장을 사용하였으며, 실데나필을 내부 표준(IS)으로 사용하였다. 분석 방법은 하기에 기술된 바와 같이 인간에서의 실험 방법과 유사하게 수행하였다(실시예 C3에서 바데나필의 혈장 농도의 측정 참고).
결과
랫트 혈장의 바데나필 농도 측정 분석에 대한 표준 곡선은 우수한 상관계수를 나타냈다(0.1-1000ng/ml의 농도에 대한 R2=0.9981). 바데나필 제제 및 IN 및 PO 투여를 받은 랫트의 수를 표 6에 나타내었다. 에탄올/PEG400(12%/15%)의 경구 투여 제제와 IN 투여 제제의 약동학적 매개변수를 표 7에 나타내었다. IN으로 투여된 제제 2 내지 6의 약동학을 표 8에 나타내었다.
PO 또는 IN으로 랫트에게 투여된 바데나필을 포함하는 제제
# 제제 N 투여방법 용량
1 EtOH/PEG400 (12%/15% 3 PO 5.6mg/kg
2 EtOH/PEG400 (12%/15% 3 IN 2.8mg/kg
3 EtOH 12% 3 IN 2.8mg.k
4 PEG40015% 2 IN 2.0mg/kg
5 PEG400/NMP(15%/10%) 4 IN 2.8mg/kg
6 물 3 IN 1.7mg/kg
에탄올/PEG400(12%/15%)의 비강 및 경구 투여에 따른 바데나필의 약동학적 매개변수
매개변수 단위 비강
평균 ±SD		 경구
평균 ±SD
T1/2 min 59.19±13.66 137.42 ±78.57
Tmax min 6.67±2.88 16.67 ± 12.58
*Cmax ng/mL 30.79±16.87 12.18± 7.22
*AUC0-inf ng/mL*min 1622.57±712.45 982.10± 300.94
*mg/kg 용량당 표준화됨
5가지 제제의 IN 투여에 따른 바데나필의 약동학적 매개변수*
매개변수 단위 F2 F3 F4 F5 F6
T1/2 min 59±13 46±45 55±20 48±79 54±201
Tmax min 7±3 12±3 16±20 6±3 4± 2
Cmax ng/mL 31±17 40±13 13±2 10±3 33±14
AUC0-inf ng/mL.min 1622±712 2262±567 812±42 508±187** 1728±656
F=제제, *mg/kg 용량당 표준화됨. **F6 (물 제제)와 비교한 P<0.01 (t-테스트)
고찰 및 결론
상대적 생체이용률(AUC), Cmax(피크 농도) 및 Tmax(Cmax의 시간)의 결과는 실시예 A2, B1, B2 및 C1에서 확인된 제제로부터 예상된 결과와 일치한다. 물에 비해 낮은 Papp/플럭스를 갖는 용매, 예를 들어, 시험관 내(in vitro) PAMPA 및/또는 Calu-3 실험에서 확인된 15% PEG400 또는 15%PEG-10%NMP 중 바데나필은 IN 경로로 투여될 때 상대적으로 낮은 생체이용률을 나타낼 수 있다. 물 제제(F6)와 비교하여, F5의 AUC는 현저히 낮다. 제제 #4의 AUC 및 Cmax도 제제 F6의 AUC 및 Cmax에 비해 실질적으로 낮지만, 실험이 완료된 랫트의 수가 적기 때문에 그 값은 p<0.05에서 통계적으로 유의하지 않다. 그러나, 물과 유사하거나 더 나은 Papp/플럭스를 갖는 용매, 예를 들어, 12% 에탄올 및 에탄올/PEG400(12%/15%) 중 바데나필은 물에서와 유사하거나 더 나은 생체이용률을 나타낼 수 있다. 따라서, 이러한 랫트 데이터는 실시예 A1, A2, B1, 및 B2에서 입증된 단계적 접근법을 사용하여 원하는 제제를 스크리닝 및 선택하는 본 방법을 뒷받침해 준다.
실시예 C3
인간에서의 특정 포스포디에스테라제 억제제의 IN과 경구 투여의 비교
본 실시예는 인간에서 경구 또는 IN 투여에 따른 바데나필의 생체이용률의 측정과 제제에 대한 변화가 약동학에 어떠한 영향을 미치는지에 대해 기술한다.
본원에 개시된 바와 같이, 본 연구는 비강 스프레이(IN 투여)로 투여된 SDS-089 용액(12% EtOH/15%PEG400에 용해된 바데나필 20mg/ml로 구성됨)을 Levitra 경구 정제 10mg(경구, 또는 PO 투여)와 비교하였다. 비강 약물 전달을 위한 >20mg/ml 바데나필 용해도, 12% 에탄올-15% PEG400 중 바데나필 용액을 선택하기 위한 단계는 실시예 A1, A2, B1, B2 및 C1에 기술되어 있다.
재료
바데나필 비강 스프레이 용액(SDS-089 비강 스프레이)을 연구책임자에 의해 처방된 대로 연구에 참여하는 각 인간 피험자를 위해 준비하였다.
활성 제약 성분은 USP 표준을 충족하는 인도의 Alembic Pharmaceutical Ltd.(batch 1704002361)의 것이다.
비강 스프레이 용액은 pH 약 4.0에서 12% 에탄올 및 15% PEG400에 용해된 바데나필 API 20mg/ml로 구성되었다. SDS-089 비강 스프레이 용액을 여과(0.22μm 필터)하고 스프레이당 100μL를 전달하기 위한 비강 스프레이 장치가 장착된 소량의 5mL 황색병으로 옮겼다(프랑스, Aptar, Pharma에 의해 제조됨). 예비 임상 연구 이전에 스프레이당 100μL를 전달하는 Aptar의 비강 스프레이 장치의 기능을 검증하였다. 스프레이는 스프레이당 12% 에탄올 및 15% PEG400 용액에 용해된 2mg 바데나필 HCl을 전달하였다.
Bayer Pharmaceutical (NDC: D173-0830-13, Lot #: 5930248)에서 제조된 바데나필 HCl(레비트라: Levitra) 10mg 경구 정제는 약국에서 구입하였다.
SDS089는 미국 캘리포니아주 포모나에 위치한 Western University of Health Sciences의 Patient Care Center에 있는 의료 센터에서 면허가 있는 약사의 감독 하에 면허가 있는 약무 보조원에 의해 준비되었다.
방법
연구를 위해 모집된 12명의 인간 피험체는 21세에서 45세 사이의 건강한 지원자였다. 각 피험자는 7±1일의 기간으로 분리되어 무작위 순서로 비강 스프레이 형태의 SDS-089 용액(4mg 바데나필 HCl 삼수화물) 및 레비트라 경구 정제(10mg)의 두 가지 연구 투여를 받았다.
연구 당일, 피험자들에게 정맥 카테터를 삽입하였다. 모든 피험자들에게 경구(PO)로10mg 레비트라 정제를 제공하거나 IN 투여를 통해 4mg SDS-089 용액(비공 당 2mg/스프레이)을 제공하였다. 투여 후 물 240ml를 제공하였다. 일주일의 기간 후, 각 피험자별로 투여가 교차되었다(즉, 이전에 IN 투여를 받는 피험자는 PO 투여를 받았고, 이전에 PO 투여를 받은 피험자는 IN 투여를 받았다). 각 피험자는 약물 투여와 함께 240ml의 물을 섭취하였고, 단일 용량 투여 2 시간 후 물과 맑은 액체를 마실 수 있었다. 식사는 제공되었으며, 투여 후 적어도 4 시간 후에 제공되었다.
약물 제제의 투여 후 총 17개의 혈액 샘플(각 2cc)을 수집하였다. 혈액 샘플은 0(투여 전), 2분, 5분, 10분, 15분, 30분, 45분, 60분, 90분, 2시간, 3시간, 4시간, 6시간, 8시간, 및 10시간에 수집하였다. 모든 혈액 샘플은 즉시 3000 rpm에서 10분 동안 원심분리하여 생체 분석 준비가 될 때까지 -80℃에서 보관하였다.
연구 기간 동안 안정성 평가에는 의료 감독관의 판단에 따라 필요시 부작용 모니터링, 활력 징후, 표적 병력 및 신체 검사가 포함되었다.
(a) 바데나필의 혈장 농도의 측정
혈장 내 바데나필 농도 분석은 University of Southern California 약학대학의 Dr. Stan Louie의 분석 인증 실험실에서 제공하는 계약 서비스를 통해 액체 크로마토그래피 탠덤 질량 분석기(LC/MS/MS, Sciex API4000 및 Agilent HPLC 1200 시스템)를 사용하여 수행하였다. 검증 실험 동안, 지정된 양의 바데나필 HCl(USP 제품) 및 내부 표준으로 사용되는 실데나필(LETCO 제품)을 빈 인간 혈장에 스파이킹(spiking) 하여 각 보정 표준과 QC 샘플을 준비하였다. 850μl 메탄올을 사용하여 50μl 분취량의 분석물을 추출하고, 원심분리하여 상단 상층액을 건조하였다. 이어서 분말을 60μl의 50% 메탄올로 재구성하고, 여과 후 30μl를 LCMS에 주입하였다. 분리된 분석물은 4.6 x 100mm, 3.5μm 입자 크기의 역상-고성능 Eclipse 플러스 C18 컬럼(Agilent)을 사용하여 분리하였다. 전기분무 이온화 모드(electrospray ionization mode: ESI)의 양성 모드에서 작동하는 삼중 사중극자 탠뎀 질량 분석기를 사용하여 각 표준에서 분석물의 농도를 정량화 하였다. 각각의 해당 분석물에 대해 다중-반응-모니터링(multiple-reaction-monitoring: MRM)을 사용하여 바데나필 및 실데나필을 검출하였다. 평균 분석 정확도는 92-110% 범위 내였다. 검량선의 R2 범위는 0.9977에서 0.9998였다. 변동 계수(coefficient of variation: CV)로 정의되는 정밀도(precision) = (표준 편차/반복 측정의 평균X100%)의 범위는 4-8%였다. 정량의 하한선은 0.05ng/ml였다.
결과
대표적인 바데나필 농도 시간 곡선을 도 12에 나타냈으며, 평균 비교 약동학 매개변수는 표 9에 나타내었다. 0에서 무한대까지의 농도-시간-곡선 아래 면적(AUC0-inf)을 기준으로, SDS 비강 스프레이의 전체 생체이용률은 경구용 바데나필의 약 1.4배로 계산되었다. 경구 정제는 사용 후 58분에 최대 농도의 시간(Tmax)이 발생한 반면 SDS089 비강 스프레이는 사용 후 평균 시간 10분에 발생하였다. (Tmax는 경구 투여를 받은 피험자의 92%에서 45-60분인 것과 비교하여 IN 투여를 받은 피험자의 85%에서 6-15분이었다.) SDS089 투여 후 최대 농도(Cmax)는 경구 투여 후 Cmzx 범위 내에 있었다. 이러한 데이터는 SDS089 비강 스프레이 4mg의 생체이용률이 10mg 경구 투여의 생체이용률에 더 가깝지만 Tmax가 훨씬 짧다는 것을 보여주었다.
두번의 투여 기간에 걸친 연구 기간 동안 47건의 부작용(adverse events: AE)이 발생하였다. 47건의 AE 중 42건이 약물유해반응(adverse drug reaction: ADR)으로 기록되었으며, 이 중 33건의 ADR은 비강 스프레이와 관련이 있었고, 9 건의 ADR은 경구 정제와 관련이 있었다. 관찰된 부작용에는 두통, 재채기, 콧물, 눈물, 비강 자극 및 인후 자극을 포함하였다. SDS-089 비강 스프레이 제제가 더 많은 비강 증상을 유발했지만, 전반적으로 이상 반응은 일시적이었으며, 피험자들에 의해 잘 수용되었다. 보고된 두통은 경도 및 중등도 두통이 Cmax 및 AUC0-inf와 상관관계가 있는 경우 관련이 없는 것으로 나타났다.
결론
본원에 개시된 바와 같이, 본 연구는 12명의 건강한 지원자에서의 바데나필의 비강 투여와 경구 투여를 비교하였다. 부작용은 IN 투여에서 더 흔하게 나타났으나, 이러한 결과는 일시적이었고, 수용 가능한 것으로 나타났다. 본 연구의 전반적인 결과는 IN 투여에 의해 더 빠른 Tmax와 더 나은 생체이용률을 달성한 랫트에서의 결과와 일치하였다. 이러한 인간 연구 결과는 실시예 A1, A2, B1, 및 B2에 기술된 바와 같이 단계적 접근법을 사용하여 적절한 제제 및 용량을 확인할 수 있음을 추가적으로 입증한다.
참고문헌
다음의 각 참고문헌은 그 전체가 참조로 본원에 포함된다.
1. Prescribing information for sildenafil (Viagra), 2017.
2. Prescribing information for tadalafil (Cialis), 2018
3. Kim J.S., Kim MS, Baek IH. Enhanced Bioavailability of Tadalafil after Intranasal Administration in Beagle Dogs. Pharmaceutics. 2018 Oct 15;10(4). pii: E187. doi: 10.3390/pharmaceutics10040187.
4. Prescribing information for vardenafil (Levitra), 2014.
5. Bhise, S.B, Yadav AV, Avachat AM, Malayandi R., Bioavailability of intranasal drug delivery system. Asian J Pharmaceutics 2008;2:201-215.
6. Romeo, VD, deMeireles J, Sileno AP, Pimplaskar HK, Behl CR. Effects of physicochemical properties and other factors on systemic nasal drug delivery. Advanced Drug Delivery Reviews. 1998; 29:89-116.
7. Wang, Y., Chow,M.S.S, Zuo, Z., Mechanistic analysis of pH-dependent solubility and trans-membrane permeability of amphoteric compounds: application to sildenafil. Int. J. Pharm., 2008;352, 217-224.
8. Chhajed,S, Sangale S , Barhate SD. Advantageous nasal drug delivery system: a review. http://ijpsr.com/bft-article/advantageous-nasal-drug-delivery-system-a-review/?view=fulltext; DOI: http://dx.doi.org/10.13040/IJPSR.0975-8232.2(6).1322-36.
9. Aurora, J. Development of nasal delivery systems. A review. Drug Deliv Technol 2002;2:1-8.
10. Beule A.G. Physiology and pathophysiology of respiratory mucosa of the nasal and the paranasal sinuses. GMS Curr Top Otorhinolaryngol Head Neck Surg. 2010; 9: 1-24.
11. Bitter, C., Suter-Zimmermann, K., & Surber, C. (2011). Nasal drug delivery in humans. Curr Probl Dermatol, 40, 20-35. https://doi.org/10.1159/000321044.
12. Park J, Agyemang A,Chow M.S.S.(2019).Can current available drugs for erectile dysfunction be re=formulated to achieve rapid effect? J. Asian Assoc of Schools of Pharmacy 8, 58-63.
13. ScienceFinder. https://www.scifinder.com.
14. Malpani,A., Pankaj,W., Belonkar, N.V.,(2009), Aqueous solubility measurement and prediction tools.Pharmainfolnet Latest Reviews, 7, 1-15.
15. Eric,S., Kalinic, M.,Popovic,A. et al,(2020), the importance of the accuracy of the experimental data for the prediction of solubility, J. Serb.Chem.Soc.,75, 483-495.
16. Berben P, Bauer-Brandl A, Brandl M, Faller B, Flaten GE, Jacobsen AC, Brouwers J, Augustijns P. Drug permeability profiling using cell-free permeation tools: Overview and applications. Eur J Pharm Sci. 2018 Jul 1;119:219-233. doi: 10.1016/j.ejps.2018.04.016. Epub 2018 Apr 13.
17. Kansy,M.,Senner, F., Gubernator, K., (1998), Physicochemical high throughput screning:Parallel artificial membrane permeation assay in the description of passive absorption processes. J. Med.Chem., 41, 10071010
18. Wohnsland, F., Faller, B. High-throughput Permeability pH Profile and High-throughput Alkane/Water Log P With Artificial Membranes, J. Med. Chem., 2001; 44, p. 923-930.
19. Nielsen PE,, Avdeef A. (2004). PAMPA-a drug absorption in vitro model 8. Apparent filter porosituy and the unstirred water layer. European J Pharmaceutical Sciences 22: 33-41
20. Birch, H., Redman, A. D., Letinski, D. J., Lyon, D. Y., & Mayer, P. (2019). Determining the water solubility of difficult-to-test substances: A tutorial review. Anal Chim Acta, 1086, 16-28. https://doi.org/10.1016/j.aca.2019.07.034
21. He, Y., Ho, C., Yang, D., Chen, J., & Orton, E. (2017). Measurement and Accurate Interpretation of the Solubility of Pharmaceutical Salts. J Pharm Sci, 106(5), 1190-1196. https://doi.org/10.1016/j.xphs.2017.01.023
22. Bergstrom, C., Avdeef,A., (2019), Perspectives in solubility measurement and interpretation, Admet & DMPK 7, 88-105
23. Inoue, D., Furubayashi,T., Tanaka,A. et al (2020), Quantitative estimation of drug permeation through nasal mucosa using in vitro membrane permeability across Calu-3 cell layers for predicting in vivo bioavailability after intranasal administration to rats, European J. Pharmaceutics and Biopharm., 149,145-153
24. Furubayashi, T., Inoue,D., Nishiyama, N., et al (2020), Comparison of various cell lines and three-dimensional mucociliary tissue model systems to estimate drug permeability using an in vitro transport study to predict nasal drug absorptiomn in rats, Pharmaceutics 12, 1-14
25. Wang, Y, Zuo, Z, Chow, MS (2008). HQ-1u-1 model for screening sublingual drug delivery― influence of pH, osmolarity and permeation enhancer. Int J Pharm. 209 Mar 31; 370(1-2):68-74. Doi: 10.1016/j.ijpharm.2008.11.010
26. Berry B, Altman P, Rowe J, Vaisman J. Comparison of Pharmacokinetics of Vardenafil Administered Using an Ultrasonic Nebulizer for Inhalation vs a Single 10-mg Oral Tablet. J Sex Med. 2016 Jul;13(7):1111-8. doi: 10.1111/j.1743-6109.2009.01403.x. PMID: 27318021.
27. https://www.accessdata.fda.gov/drugsatfda_docs/nda/2012/202813Orig1s000SumR.pdf
28. http://www.druginformation.com/RxDrugs/B/Beclomethasone%20Dipropionate%20HFA.html
29. Qian, S, Wong, YC, Zuo, Z. (2014), Development, characterization and application of in situ gel systems for intranasal delivery of tacrine. Int J Pharm. 2014 Jul 1;468(1-2):272-82. doi: 10.1016/j.ijpharm.2014.04.015. Epub 2014 Apr 5. PMID: 24709220.
30. Lu,HT.,Chen, R. Sheu, M et al (2011), Rapid-onset sildenafil nasal spray carried by microemulsion systems: in vitro evaluation and in vivo pharmacokinetic studies in rabbits. Xenobiotica DOI:10.3109/00498254.2011.563877
실시예 D1
실데나필의 비강내(IN) 투여 및 제제화
용해도 및 안정성을 포함한 실데나필의 특성을 다양한 유기-수성 혼합물에서 측정하였다.
실데나필은 25 내지 100mg의 보통 용량으로 ED 치료를 위한 경구 정제로 FDA에 의해 승인되었다(1). 활성 제약 성분인 실데나필 시트르산염은 666.7g/mole의 분자량을 가지며, 실데나필 염기의 분자량은 474.6g/mole이다(1). 실데나필 염기는 pKa = 7.2 이며, logP=2.7이다(12). 용해도는 pH 3-4에서 물에 대해 약 7.0mg/ml, pH 5에서 2.1mg/ml 및 pH 6에서 0.11, pH 7에서 0.03mg/ml이다(7). 이러한 물에 대한 용해도는 적합한 IN 제제를 개발하기에는 너무 낮다. (IN 투여의 생체이용률이 경구 투여보다 2배 더 높다고 가정하면, 최소 25mg 경구 용량과 동등한 유효 농도를 달성하려면 약 42mg/ml의 실데나필 염기 용해도가 필요하다. 이러한 농도는 양쪽 비공에 대해 필요 농도가 12.5mg/0.3ml=42mg/ml이 되도록 비공당 0.150ml의 바람직한 분무량을 기준으로 계산된다). 따라서, 우수한 막 분배 계수(logP=2.7)에도 불구하고, 수용성 실데나필을 사용한 비강내 투여는 가장 잘 용해되는 pH 범위(pH 3-4)에서도 효과적인 IN 용량(최소 25mg 경구 투여량과 동일함)을 달성하는 것이 불가능하다.
그러나, 실데나필 시트르산염은 특정 오일(예: 올레산, 홍화유) 또는 계면활성제(예: 트윈 20), 크레모포어(cremophor) RH60, 크레모포어 EL) 또는 보조 계면활성제(예: PEG200)에서 개선된 용해도를 달성할 수 있다(30). 비강 실데나필 조제를 위한 40% 올레산, 10% H2O 및 50% 트윈 80 에탄올(중량비 1:4)로 구성된 마이크로에멀젼 시스템은 신속하게 작용하는 것으로 밝혀졌다(30). 그러나, 이러한 유성 용액은 비강 스프레이를 통한 정상적인 사용에는 적합하지 않을 수 있다. 따라서, 안전하면서도 적절한 용해도와 투과도를 달성할 수 있으면서 단순 유기-수성 혼합물로 구성된 오일 성분이 없는 새로운 제제가 가장 바람직할 것이다.
실시예 D2
다양한 유기-수성 혼합물의 용해도 및 안정성 특성 스크리닝: 실데나필
예를 들어, 바데나필 IN 스프레이 제제에 대해 기술된 방법을 사용하여 서로 다른 pH에서 물에 대한 포화 실데나필의 용해도를 먼저 스크리닝한 다음, 서로 다른 pH에서 투과도를 스크리닝하였다. 이러한 정보는 수성 시스템에서 최적의 조합된 용해도 및 투과도(즉, Jss)를 생성하는 데 사용될 것이며, 이는 원하는 적합한 설하 및 IN 실데나필 제제와 용량으로서 사용될 유기-수성 용액에 대한 바람직한 pH, 용해도 및 투과도의 초기 단서를 제공하는 데 사용될 것이다. 또한, 다양한 용매에서 실데나필 포화 용해도는 약 pH 4.0-6.0에서 측정되었다.
재료
Teva API(이스라엘)에서 제조된 실데나필 시트르산염은 Assian Chemical Industries Ltd(이스라엘)에서 구매하였다.
물은 Nanopure Water 여과 시스템(Barnstead Nanopure Diamond Life Sci UV/UF 시스템(Cat #D119310 APS Water Servives Corporation에서 구매(미국, 캘리포니아주 레이크발보아)에서 얻었다.
타다라필(TAD) 5mg 정제는 Polpharma(폴란드)에서 구매하였다.
아세토니트릴 ≥99.5% ACS (CAS No. 75-05-8)은 VWR Chemicals BDH®에서 구매하였다.
메탄올("MeOH")은 VWR Chemicals BDH®에서 구매하였다.
에탄올 190-Proof (CAS No. 64-17-5)은 EMD Millipore (미국 매사추세츠주 벌링턴)에서 구매하였다.
글리세린 또는 글리세롤(Lot 70K0044)은 Sigma-Aldrich (미국 미주리주 세인트루이스)에서 구매하였다.
젖산칼슘 오수화물(Lot SLCB7173)는 Sigma-Aldrich (미국 미주리주 세인트루이스)에서 구매하였다.
빙초산(Lot B21R026)은 Alfa Aesar (미국 매사추세츠주 하버힐)에서 구매하였다.
NMP (1-메틸-2-피롤리디논) (Lot 51K3683)는 Sigma-Aldrich (미국 미주리주 세인트루이스)에서 구매하였다.
인산나트륨 일염기성 일수화물(인산염 완충액) (Cat# BDH9298, Lot# 19E0356407) 은 BDH Chemicals (미국 펜실베니아주 래드너)에서 구매하였다.
NaOH (수산화 나트륨) (Cat# SB0617, Lot# C26S617R0S)은 Biobasic Canada Inc. (캐나다 온타리오 마크험)에서 구매하였다.
디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르(Transcutol) (Cat# 8.03127, Lot# S7591827 831)
다중스크린-IP 필터 플레이트(Cat# MAIPN4550)
인산나트륨 이염기성 칠수화물(인산염 완충액) (Cat# 8210, Lot# BB-0680R)
폴리에틸렌 글리콜 400 (Cat# PX1286B-2, Lot# 60297045)은 EMD Millipore (미국 매사추세츠주 벌링턴)에서 구매하였다.
HCl (염산) (Cat# 320331; Lot# SHBG2435V)
인산 완충 식염수(PBS, 정제) (Cat# P4417; Lot# SLCD5938)는 Sigma-Aldrich (미국 미주리주 세인트루이스)에서 구매하였다.
o-인산, 85% (HPLC) (Cat # A260)
트리에틸아민(Cat# 04884; Lot# 011464)은 Thermo Fisher Scientific (미국 매사추세츠주 월섬)에서 구매하였다.
0.2 μm 셀룰로오스 아세테이트 막이 포함된 시린지 필터(Cat# 28145-475)는 VWR (미국 펜실베니아주 래드너)에서 구매하였다.
EMD Millipore (미국 매사추세츠주 벌링턴)의 트윈 20 및 트윈 80
장비
다음 실험에 사용된 장비는 실시예 A2에서 기술된 것과 동일하다.
방법
수성 실데나필 및 다수의 유기-수성 실데나필 용액을 포화 용해도에 대해 스크리닝하였다. 여러 pH에서 실데나필의 수성 포화 용해도를 측정하기 위해, 과량의 실데나필 시트르산염 API를 사용하였으며, 용액은 pH 측정기를 사용하여 조절된 pH(pH 3.5-7.5 범위)에서 "진탕 플라스크(shake flask)" 방법에 의해 실온에서 준비하였다. 그 후 VWR 0.2 마이크론 필터를 사용하여 용액을 여과하였다. HPLC로 여과액의 실데나필 농도를 측정했으며, 내부 표준으로 타다라필을 사용한 실시예 A2 및 B1에 기술된 바데나필 HPLC 분석과 유사한 방법을 사용하여 수행하였다.
결과
실데나필 HPLC 분석의 유효성은 품질 대조군 샘플 및 표준 곡선에 대해 검증된 바데나필 분석(실시예 A2)을 참고하여 평가되었다. 유사한 결과가 얻어졌으며, 정량 하 한 값은 0.2μg/ml였다.
표 10은 3.5-7.5의 pH 범위 내의 여러 용매에서 실데나필의 유의미한 상대적 포화 용해도를 나타낸다. 더 높은 용해도는 낮은 pH에서 발생하며, pH 4.5 이상에서는 용해도가 크게 감소하였다. 서로 다른 pH 값에서 수용액 중 실데나필 Jss의 비교를 도 8에 나타내었다. 이러한 데이터를 기반으로 하여, 물에서의 실데나필에 대한 JssHmax는 pH 4.6으로 추정하였다. 그러나, 대표적인 유기 수용액의 용해도는 실데나필 JssHmax의 범위(pH 4.2-5.2, 도 8 참고)내에 해당하는 pH 4.2-4.5에서 최적인 것으로 보인다. 산업적 적용의 실질적인 고려를 위해, 표 11 및 12는 서로 다른 용매에 대한 약 pH 4.2 및 pH 4.5에서의 실데나필 포화 용해도를 나타낸다.
서로 다른 pH에서 서로 다른 용매에 대한 실데나필 포화 용해도*
pH 　
샘플 용액 3.5 4.0 4.5 5.0 6.0 mg/ml　
물 3.68 3.54 3.27 1.00 0.05 mg/ml　
젖산칼슘(3.5%) 6.93 8.62 7.13 0.44 0.1 mg/ml　
아세트산 (5%) 10.69 12,86 14.83 1.05 0.27 mg/ml　
*실온 및 대기압에서 측정됨
약 pH 4.2에서 서로 다른 용매에 대한 실데나필 포화 용해도*
용액 포화 농도 SD N
물 3.54 0.63 28
젖산칼슘(3.5%) 8.62 4.37 2
아세트산 / 젖산칼슘(1%/3.5%) 31.69 7.16 4
아세트산 / 젖산칼슘(5%/3.5%) 47.27 　 1
NMP(10%) 6.98 　 1
아세트산 / NMP / 젖산칼슘(1%/10%/3.5%) 49.20 2.25 4
아세트산 / NMP / 젖산칼슘(5%/10%/3.5%) 37.21 5.46 8
아세트산 / NMP / 젖산칼슘(20%/20%/3.5%) 90.89 12.66 2
아세트산 / NMP / 젖산칼슘 / Tween 20 / EtOH (5%/10%/3.5%/5%/10%) 55.77 　 1
아세트산(1%) 4.57 　 1
아세트산(5%) 12.86 0.91 2
아세트산 / 젖산칼슘 / 글리코푸롤(1%/3.5%/20%) 51.22 　 1
아세트산 / NMP / 젖산칼슘 / Tween 20(5%/10%/3.5%/10%) 43.89 　 1
아세트산 / NMP / 젖산칼슘 / Tween 20(5%/10%/3.5%/20%) 46.40 　 1
아세트산 / NMP / 젖산칼슘 / Tween 20 / EtOH (5%/10%/3.5%/10%/10%) 48.26 　 1
아세트산 / NMP / 젖산칼슘 / Tween 20 / EtOH (5%/10%/3.5%/20%/10%) 44.83 　 1
젖산칼슘 / Tween 20 / EtOH(3.5%/5%/10%) 32.62 　 1
NMP / 젖산 칼슘 / Tween 20 / EtOH(10%/3.5%/5%/10%) 37.42 　 1
프로필렌글리콜 / 젖산칼슘 / Tween 20 / EtOH (10%/3.5%/5%/10%) 44.53 　 1
Tween 20 / EtOH(20%/10%) 7.59 　 1
Tween 80 / EtOH(20%/10%) 6.33 　 1
*실온 및 대기압에서 측정됨
약 pH 4.4에서 서로 다른 용매에 대한 실데나필 포화 용해도*
용액 포화 농도 SD N
물 3.27 1.07 28
아세트산(1%) 3.22 0.65 3
젖산칼슘(3.5%) 33.74 0.01 4
NMP(10%) 9.50 0.01 4
NMP(25%) 12.70 　 1
NMP(35%) 12.50 　 1
아세트산 / NMP(5%/10%) 29.03 　 1
아세트산 / NMP / 젖산 칼슘(5%/20%/3.5%) 61.11 0.01 5
아세트산 / NMP / 젖산 칼슘(1%/10%/3.5%) 55.53 0.01 4
아세트산 / NMP / 젖산 칼슘(5%/10%/3.5%) 26.81 0.25 2
아세트산 / NMP / 젖산 칼슘(5%/15%/3.5%) 56.03 　 5
아세트산 / NMP / 젖산 칼슘(5%/25%/3.5%) 59.88 0.01 5
아세트산 / 젖산 칼슘(1%/3.5%) 7.65 4.71 3
아세트산 / 젖산 칼슘(5%/3.5%) 4.69 0.48 3
NMP / 젖산 칼슘(25%/5%) 55.16 0.01 5
NMP / 젖산 칼슘(20%/5%) 63.68 6.87 13
NMP / Transcutol(40%/20%) 27.23 0.15 3
NMP / Transcutol / PEG400(30%/20%/10%) 23.04 3.41 3
*실온 및 대기압에서 측정됨결론
본원에 기술된 바와 같이, 아세트산/NMP/젖산칼슘-수성 혼합물과 같은 특정 유기-수성 용매 혼합물은 순수 수용액에서의 용해도와 비교하여 실데나필 용해도를 현저하게 향상시킬 수 있다(표 11 및 12). 실데나필의 용해도는 pH-의존적이다. 본 연구 결과에 따르면, 포화 실데나필 용해도는 % 유기 용매 농도를 증가시킴으로써 더욱 향상될 수 있다.
IN 제제에 필요한 실데나필의 최소 용해도가 42mg/ml인 경우(실시예 D1에 나타낸 계산), 실데나필 수성 포화 용해도는 pH 4에서 5mg/ml 미만이며, 이는 실데나필 IN 제제에 적합한 용매가 아니다. 그러나, 약 pH 4에서 적어도 42mg/ml의 용해도를 갖는 다수의 다른 유기-수성 용매 또는 혼합물이 확인되었으며(표 11 및 12 참고), 투과도 값이 실데나필 수용액에 대한 것보다 더 높은 값과 유사한 경우, 실데나필 IN 제제에 적합할 가능성이 있다(하기 실시예 D3의 표 13 및 14 참고).
실시예 D3
PAMPA를 사용한 실데나필 투과도 및 플럭스 스크리닝
본 실시예는 PAMPA(parallel artificial membrane permeability assay)를 사용하여 실데나필의 투과도를 측정하는 방법에 대해 기술한다.
본원에 기술된 바와 같이, 실온 및 대기압에서 서로 다른 용매의 실데나필 투과도를 시험관내 PAMPA를 사용하여 스크리닝하였다. PAMPA는 약물의 수동적 흡수를 예측한다(22-24). 측정 단위는 cm/s로 표시되는 정상 상태에서 얻은 겉보기 투과도(Papp)이다. 또한, 또 다른 관련 측정값은 특정 pH에서의 플럭스(Jss)이며, 이는 Papp 및 포화 용해도로부터 계산되고, 초당 단위 면적에 걸친 약물의 양으로 표현된다.
본원에 기술된 바와 같이, 포화 수성 실데나필 용액의 투과도에 대한 pH의 영향을 확인하였다. 또한, 포화 실데나필의 용해도 향상에 대한 서로 다른 유기-수용액도 약 pH 4.2 및 4.6에서 확인하였다. 본 연구 이전에는 서로 다른 유기 수용액에서 실데나필의 투과도에 대한 pH의 영향은 알려진 바 없었으며, 정확하게 예측할 수 없었다.
재료 및 장비
재료 및 장비는 실시예 B1에 기술된 것과 유사하며, D2에 기술된 것과 동일한 실데나필 및 용매를 사용하였다.
방법
(a) 용액 제조
서로 다른 용매 중 실데나필 HCl 삼수화물(3ml)의 포화 용액은 실데나필의 양을 증가시켜 제조하였으며, 상기 실시예 E2에 기술된 바와 같이 원하는 pH(pH 측정기를 사용한 범위 3.5-6.0)로 조절하였다.
(b) PAMPA를 사용한 투과도 연구
실시예 B2에서 바데나필에 대해 기술된 바와 같이 리시버 플레이트 및 다중스크린-IP 필터 플레이트와 함께 PAMPA를 사용하여 실데나필 투과도 연구를 수행하였다. pH 4.2 및 4.5에서 서로 다른 용매 중의 실데나필을 표 13 및 14에 나타내었다.
(c) HPLC 분석
도너(donor) 또는 리시버(receiver) 챔버에서 실데나필의 농도는 바데나필에 대해 기술된 것과 유사하게 준비되었고, HPLC 분석은 실시예 D2에 기술된 것과 유사하게 수행되었다.
결과
pH 4.2 및 4.5에서 서로 다른 실데나필 용액에서의 실데나필 평균 Papp 및 Jss를 표 13 및 14에 나타내었다.
약 pH 4.2에서 실데나필 투과도 및 플럭스에 대한 용매의 영향*
용액 N 평균 Papp (cm/s) SD Papp (cm/s) 펑균 Jss (μg/sec/cm2) SD Jss (μg/sec/cm2)
물 28 3.27E-08 3.03E-08 1.08E-04 9.45E-05
젖산 칼슘(5%) 8 1.13E-07 1.22E-07 1.66E-03 1.78E-03
NMP(25%) 4 6.69E-09 4.40E-09 4.21E-05 2.77E-05
아세트산 / 젖산칼슘(1%/3.5%) 4 2.13E-07 2.62E-07 5.99E-03# 7.37E-03
아세트산 / 젖산칼슘(5%/3.5%) 1 　>2.1E-07 　n/a 　>5.99E-03# 　n/a
아세트산 / NMP / 젖산칼슘 (1%/10%/3.5%) 4 7.76E-08 5.18E-08 3.73E-03# 2.49E-03
아세트산 / NMP / 젖산칼슘 (5%/10%/3.5%) 8 1.82E-07 1.00E-07 6.32E-03# 2.91E-03
아세트산(20%) 34 1.18E-09 3.35E-09 6.76E-05 1.92E-04
아세트산 / 젖산칼슘 / Tween 20 / EtOH / 글리코푸롤 (1%/3.5%/5%/10%/20%) 5 3.79E-06 5.27E-06 2.11E-01# 2.93E-01
아세트산 / NMP(20%/10%) 24 2.75E-09 6.41E-09 1.30E-04 3.02E-04
아세트산 / NMP(20%/25%) 31 3.51E-09 9.53E-09 1.42E-04 3.85E-04
아세트산 / NMP / 젖산칼슘 / Tween 20(1%/10%/3.5%/5%) 4 4.06E-06 4.70E-06 1.88E-01# 2.17E-01
아세트산 / NMP / 젖산칼슘 / Tween 20 / EtOH (1%/10%/3.5%/5%/10%) 5 3.55E-06 4.94E-06 1.87E-01# 2.61E-01
아세트산 / NMP / 젖산칼슘 / Tween 20 / Tween 20 / EtOH (5%/10%/3.5%/5%/10%) 4 4.25E-06 8.51E-06 2.31E-01# 4.63E-01
젖산칼슘(3%) 5 1.71E-07 9.57E-08 2.38E-03 1.33E-03
젖산칼슘 / NMP(5%/20%) 9 7.30E-08 4.47E-08 2.08E-03# 1.07E-03
NMP(20%) 6 3.62E-08 4.00E-08 5.15E-04 5.69E-04
*실온 및 대기압에서 측정됨. #물에서의 Jss 보다 더 높거나, 또는 Jss(ref) 및 용해도 >42mg/mL.
약 pH 4.5에서 실데나필 투과도 및 플럭스에 대한 용매의 영향*
용액 N 평균 Papp (cm/s) SD Papp (cm/s) 평균 Jss (μg/sec/cm2) SD Jss (μg/sec/cm2)
물 28 6.64E-08 5.50E-08 1.83E-04 1.32E-04
젖산칼슘(3.5%) 4 7.08E-08 8.27E-08 2.39E-03 2.79E-03
아세트산 / NMP / 젖산 칼슘(5%/20%/3.5%) 5 2.16E-07 1.88E-08 1.32E-02 1.15E-03
NMP / 젖산칼슘(20%/5%) 13 7.51E-09 4.58E-09 4.59E-04 2.83E-04
아세트산 / 젖산 칼슘(1%/3.5%) 7 4.87E-07 4.39E-07 5.20E-03 1.18E-03
NMP(10%) 4 2.16E-08 3.71E-09 2.05E-04 3.52E-05
아세트산 / 젖산칼슘(5%/3.5%) 7 2.70E-06 1.45E-06 1.51E-02 9.59E-04
아세트산 / NMP / 젖산칼슘(1%/10%/3.5%) 4 1.01E-07 2.30E-08 5.61E-03# 1.28E-03
아세트산 / NMP / 젖산칼슘(5%/15%/3.5%) 5 2.35E-07 1.67E-08 1.31E-02# 9.35E-04
아세트산 / NMP / 젖산칼슘(5%/25%/3.5%) 5 2.03E-07 1.46E-08 1.21E-02# 8.76E-04
NMP / 젖산칼슘(25%/5%) 5 1.44E-08 4.39E-09 7.94E-04 2.42E-04
아세트산 / NMP / 젖산칼슘(5%/10%/3.5%) 22 1.95E-07 9.89E-08 9.67E-03 4.99E-03
* 실온 및 대기압에서 측정됨. #물에서의 Jss 보다 더 높거나, 또는 Jss(ref) 및 용해도 >42mg/mL.
결론
본원에 기술된 바와 같이, 실데나필 용해도는 pH 의존적이다. 실데나필 수용액은 pH가 증가함에 따라 투과/투과도가 증가한다(pH가 2.25에서 7.0으로 증가함에 따라 이론적으로 예상되는 이온화되지 않은 종의 더 높은 %에 해당함(도 8). 수성 실데나필의 약물 플럭스는 pH 4.5 부근 또는 pH 4.6 부근에서 최적으로 나타난다.
비공 당 150μl 또는 0.15ml 또는 양쪽 비공에 대해 0.3ml의 비강 분무량을 기준으로 1회 IN 실데나필 용량에 필요한 Solmin은 42mg/ml로 추정된다(12.5mg/0.3ml= 42mg) (실시예 D1의 계산 참고).
Jss (ref) = JsspHmax (Solmin / Sil(ssol)pHmax) (실시예 B1의 식 유도 참고)이므로, pHmax 4.5-4.6에서 실데나필 수용해도는 3.34mg/ml(표 10)이며, JsspHmax는1.83E-04 ug/s/cm2이므로,
Jss (ref) = (1.83E-04) (42/3.34)=2.3E-03 ug/s/cm2이다.
마찬가지로, pHmax 4.2에서 추정되는 경우, 실데나필 수용해도는 3.54 mg/ml(표 9)이며, JsspHmax는 1.08E-04 ug/s/cm2이므로,
Jss (ref) = (1.08E-04) (42/3.54)=1.3E-03 ug/s/cm2이다.
실시예 A1, A2, B1 및 B2에 기술된 제제 및 방법에 따라 >42mg/ml의 용해도와 상응하는 Jss 값 > Jss(ref) 1.3E-03 내지 2.3E-03 ug/s/cm2를 갖는 모든 실데나필 유기-수성 혼합물은 IN 실데나필 제제에 적합해야 한다.
약 pH 4.2에서 >42mg/ml의 용해도를 갖는 다수의 유기-용매는 1.28E-03 ug/sec/cm2의 실데나필 Jss(ref)를 충족하거나 초과하는 것으로 밝혀졌으며, 이는 IN 실데나필에 대한 적합한 제제로 고려될 수 있다(표 11 참고). 마찬가지로, 약 pH 4.5에서 >42mg/ml의 용해도를 갖는 다수의 유기-용매는 2.3E-03 ug/sec/cm2의 실데나필 Jss(ref)를 충족하거나 초과하는 것으로 확인되었으며, Calu-3 연구를 통해 적합한 후보로 추가 확인이 될 경우 IN 실데나필에 대한 적합한 제제로 고려될 수 있다(표 14 참고).
실시예 D4
Calu-3 세포주를 사용한 실데나필의 투과도 스크리닝
본 실시예는 Calu-3 세포주 모델을 사용하여 실데나필의 투과도를 측정하는 방법에 대해 기술한다.
본원에 개시된 바와 같이, 서로 다른 용매에서 실데나필의 투과도는 37℃ 및 대기압에서 생체내(in vivo) 세포주 모델 Calu-3(비소세포 폐암주)를 사용하여 스크리닝하였다.
Calu-3 세포주 모델에 의해 측정된 수용성 약물의 Papp는 pH 7.4에서 측정되었을 때 동물 연구에서 IN 흡수와 관련이 있는 것으로 나타났다(25-26). 본원에 개시된 바와 같이, Calu-3 세포주 모델은 물과 비교하여 서로 다른 유기-수용액의 실데나필 Papp 값의 일관성을 검증하기 위해 사용하였다.
재료
실시예 B2에 기술된 바데나필 연구 및 E2에 기술된 실데나필 용액과 유사한 재료를 사용하였다.
장비
실시예 B2에 기술된 바데나필 연구에 사용한 장비와 유사한 장비를 사용하였다.
방법
(a) 용액 제조
선택된 6개의 서로 다른 용매에 실데나필(1.5mg/mL)의 포화 용액을 준비하고 이전과 동일하게 약 pH 4.2 또는 pH 4.5로 pH를 조절하였다. 실데나필 분말을 용해한 후, 상기 용액을 회전 플랫폼에서 밤새 추가로 혼합하였다. 이 후, 상기 용액을 0.2μm 필터를 사용하여 여과하였다. 그런 다음 여과액을 투과 연구에 사용하였다.
(b) Calu-3의 배양 및 단일층(monolayer)의 제조
배양은 이전 [25-26] 및 실시예 B2에 기술된 바와 같은 방법으로 유사하게 수행하였다.
( c) Calu-3 세포주 모델을 사용한 체외(In-vitro) 투과/투과도 연구
TEER 측정, 성장 배지 및 방법은 실시예 B2에 기술된 방법과 유사하게 수행하였다.
(d) HPLC 분석 준비 및 측정
리시빙(receiving) 및 최상단 챔버의 50μl 샘플을 50% MeOH 50μl 및 내부 표준 10μl와 혼합하거나 50μl 배지 및 내부 표준으로 희석하였다. HPLC 분석을 위해 원심분리 후 상층액을 수득하였다. HPLC 분석은 D2에 기술된 대로 수행하였다.
(e) Papp의 계산
Papp는 실시예 B2에 기술된 식을 사용하여 HPLC에 의해 분석된 샘플로부터 계산하였으며, cm/초로 표현하였다.
결과
PAMPA에 의한 실데나필 Papp와 Calu-3에 의한 실데나필 Papp의 비교를 도 9에 나타내었다. 적은 수의 데이터 포인트를 고려할 때, 최적합 선(best-fit line) 주위에 상당한 포인트 분산이 관찰되었다. 그래프로 표현하는 것의 목적은 실데나필의 Papp(유기 수용액으로부터 얻은 것)와 PAMPA 및 Calu-3 방법 모두에 의해 수용액으로부터 얻은 Papp를 비교하는 것이므로, 좌하(left lower) 사분면에서 실데나필 수용액의 Papp 보다 현저하게 낮은 값을 쉽게 확인할 수 있다. 다른 모든 포인트는 수용액으로부터 얻은 것과 유사하거나 더 나은 Papp 값을 나타낸다. 도 9가 좌하 사분면에서 젖산칼슘(3.5%)-수용액에 해당하는 하나의 낮은 포인트를 나타내지만, 그 규모는 크지 않았으며, 수용액에서의 실데나필 Papp와 PAMPA 또는 Calu-3 각각에 의해 측정된 젖산칼슘(3.5%)-수용액에서의 실데나필 Papp를 비교하였을 때 통계적으로 유의미한 차이가 없었다.
결론
각 용액의 농도가 1.5mg/ml이므로, 다양한 용액의 상대 Papp 값은 상대 Jss 값을 직접 반영한다.
pH 4.2에서의 실데나필 PAMPA Papp는 pH 4.5에서의 것과 유사하므로, pH 4.5에서 나타난 것과 같이(도 9) pH 4.2에서의 PAMPA Papp 대 Calu-3 Papp의 유사한 관계를 예상하였다. 현재 방법에서 제안한 유기-수용액에서의 실데나필 용해도 및 Papp 요건과 다양한 유기-수용액에서 실데나필의 용해도 및 투과도 결과를 기반으로 pH 4.2 또는 pH 4.5에서 아세트산/젖산칼슘(1%/3.5%)-수용액 중 실데나필, 아세트산/젖산칼슘(5%/3.5%)-수용액 중 실데나필, 및 아세트산/NMP/젖산칼슘(5%/10%/3.5%)-수용액 중 실데나필이 실데나필 IN 제제로서 가장 적합할 것으로 예상된다.
실시예 D5
랫트에서의 특정 포스포디에스테라제 억제제의 IN과 경구 투여의 비교
본 실시예는 (1) 경구 투여 경로와 비교하여 IN에 의해 투여된 적절한 제제에 따른 개선된 실데나필의 생체이용률, 및 (2) IN 실데나필 제제에 필요한 특정 용해도, Papp, 및 농도를 확인하기 위한 현재 제시된 방법을 검증하는 것에 대해 기술한다.
IN 투여는 화합물이 간 대사를 우회할 수 있게 하고 빠른 경점막 투과(적절한 제제를 사용하는 경우)와 함께 경구 투여에 비해 더 빠른 흡수(더 빠른 피크 농도 시간 또는 Tmax), 더 높은 피크 농도(Cmax) 및 더 큰 생체이용률로 이어질 수 있다. 실데나필은 높은 초회-통과 간 대사를 가지며, IN 투여로부터 이점을 얻을 수 있다. IN 투여로부터 개선된 Cmax, Tmax 및 생체이용률을 달성하기 위해서는 적절한 제제가 필수적 일 것이다. 따라서, 본 방법에 따른 IN 실데나필 제제에 필요한 특정 용해도, Papp, 및 농도가 필요할 것이다. 이전 연구에서는 IN 제제에 적합한 실데나필 용해도 및 Papp에 대한 특정 유기-수성 제제(수성 함량이 50% 이상인 것)의 효과는 알려져 있지 않다. D5에 따른 본 방법은 IN 제제로부터 우수한 결과 달성을 위한 실데나필에 대해 제시된 방법의 적용을 확인하기 위한 것이다.
방법
실데나필 수용액 및 유기 수용액은 이전에 기술된 것과 동일한 프로토콜을 사용하여 준비하였다. 경정맥 캐뉼라가 삽입된 Sprague Dawley 랫트는 Envigo RMS, Inc.(인디애나주 인디애나폴리스)에서 구매하였다. 도착 후, 약동학 연구 전 일주일 동안 서부 보건과학대학(Western University of Health Sciences)의 동물 사육장 환경에 랫트를 적응시켰다. 마취 및 연구 방법은 이전에 발표된 연구(29)와 유사하게 수행하였다. 제안된 방법에 따라 적합한 IN 제제에 필요한 용해도, 투과도 및 농도를 기반으로 총 3종의 실데나필 제제를 선택하였다. 3종의 제제 모두(표 참고) IN 경로로 투여했으며, 하나는 위관영양을 통한 경구(PO) 경로로 투여하였다.
바데나필에 대해 기술된 랫트 연구에 따라(실시예 C2 참고), 제제의 투여는 무작위로 이루어졌으며, 2마리의 랫트가 각각의 처리를 받은 다음 1주 후에 교차시켰다. 0, 2, 5, 10, 15, 20, 30, 45, 60, 120, 180분에 각 랫트로부터 200μl의 혈액을 수득하였다(2분 샘플은 경구 제제를 받은 랫트에서는 생략하였다.) 혈액 샘플링 완료 후, 샘플을 원심분리하고 혈장을 수득하여 액체 크로마토그래피 탠뎀 질량 분석기(LC/MS/MS, Sciex API4000 및 Agilent HPLC 1200 시스템)를 사용한 분석을 위해 보관하였다. 분석은 랫트 혈장을 사용하여 표준 곡선을 그렸으며, 타다라필은 내부 표준(IS)으로 사용하였다. 분석 방법은 바데나필 분석과 유사했다(실시예 C3에서 실데나필의 혈장 농도의 측정 참고).
결과
랫트 혈장의 실데나필 농도 측정 분석에 대한 표준 곡선은 우수한 상관 계수를 나타내었다(2ng/ml-500ng/ml의 농도에 대한 R2=0.9924-0.9976). 품질 관리(QC) 샘플의 정확도는 시험한 4개의 QC 샘플에 대해 96-100% 범위였다. 정밀도 또는 CV 범위는 1.9%-4.6%였다. 실데나필 제제 및 IN과 PO 투여를 받은 랫트의 수를 표 15에 나타내었다. IN 및 경구 투여 제제의 약동학 결과를 표 16에 나타내었다. 표 16에 나타낸 바와 같이, mg/kg 용량으로 표준화된 경우, Cmax 및 AUC는 경구 경로에 의해 투여된 하나의 제제에 비해 IN 경로에 의해 투여된 IN 제제에서 현저하게 더 높았다. IN 대(vs) 경구 경로로 투여된 동일한 제제의 경우, IN 투여는 6배 더 높은 AUC를 나타내었다. Tmax도 경구 경로에 비해 IN 경로에서 현저하게 더 짧았다. IN 대 경구 투여 간의 Cmax 또는 Tmax의 평균 차이는 10배 이상이다. IN 경로에 의해 투여된 3종의 제제 중 매개변수에서 유의미한 차이는 관찰되지 않았다.
랫트에게 PO 또는 IN 투여된 실데나필이 포함된 제제
# 제제 N 투여 경로 투여량
F1 아세트산/젖산칼슘(5%/3.5%) 5 IN 0.84mg
F1 아세트산/젖산칼슘(5%/3.5%) 4 PO 1.69mg
F2 아세트산/NMP/젖산칼슘(5%/10%/3.5%); 6 IN 0.76mg
F3 아세트산/젖산칼슘(1%/3.5) 4 IN 0.76mg
랫트에서 비강 스프레이 및 경구 정제로서의 실데나필의 약동학적 매개변수(데이터는 평균±SD로 표현함)
경구 비강 비강 비강
매개변수 단위 F1 F1 F2 F3
T1/2 min 64.0 ± 22.1 43.1 ± 10.1 49.7 ± 21.9 40.2 ± 10.1
Tmax min 65.0 ± 37.9 3.8 ± 1.6 4.5 ± 1.2 6.3 ± 2.5
Cmax ng/mL 73.2 ± 61.5 715.6 ± 245.2 713.6 ± 68.7 415.9 ± 148.9
AUC0- t ng/ml·min 6473.0 ± 6704.9 18589.8 ± 2954.9 22619.3 ± 6191.9 15458.5 ± 8153.8
1 mg/kg으로 용량 표준화
Cmax (ng/ml)/(mg/kg) *14.6 ± 12.4 280.8 ± 94.9 312.5 ± 30.4 171.6 ± 57.3
AUC0- t (ng/ml·min)/(mg/kg) *1291.6 ± 1355.2 7783.2 ± 1086.3 9982.7 ± 2733.2 6360.2 ± 3213.2
F1=아세트산/젖산칼슘(5%/3.5%); F2=아세트산/NMP/젖산칼슘(5%/10%/3.5%); F3=아세트산/젖산칼슘(1%/3.5%); *IN 처리와 경구 처리를 비교할 경우, *P < 0.05
고찰 및 결론
IN 및 경구 경로 간의 상대 생체이용률(AUC), Cmax(피크 농도) 및 Tmax(Cmax의 시간)의 결과는 현저하게 다르며, 실시예 A1, A2, B1, B2에 기술된 본원의 새로운 방법에 의해 확인된 IN 제제로부터 예상되는 결과와 일치한다. 따라서, 이러한 랫트 데이터는 원하는 IN 제제를 식별하는 본원 방법의 타당성 및 유용성을 추가로 검증해 주었다.
실시예 E
점막을 가로지르는 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제 및 기타 이온화 가능한 염기성/산성 약물의 투과도 및 플럭스(flux)를 향상시키기 위한 제제
본 실시예는 점막을 가로지르는 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제의 용해도 및 투과도(플럭스)를 향상시키기 위한 제제에 대해 기술한다.
본원에 개시된 바와 같이, 실시예 A1, A2, B1, B2에 기술된 방법에 기초하여 확인된 제제는 pH 4.0에서 에탄올 및 PEG400를 포함하는 유기-수성 용매에 용해된 포스포디에스테라제 억제제 바데나필을 포함하며, 여기서 상기 유기-수성 용매는 물에서의 포스포디에스테라제 억제제의 용해도에 비해 포스포디에스테라제 억제제의 용해도를 향상시킨다. 본 제제는 하나의 구성성분으로서 12%의 에탄올을 포함한다. 다른 대안으로, 상기 제제는 글리세롤과 같은 임의의 알코올을 포함할 수 있으며, 25% 및 30%를 포함하는 5% 내지 40%의 임의의 농도로 존재할 수 있다. 본원에 개시된 바와 같이, 본 제제의 유기-수성 용매는 또 다른 구성성분인 15%의 PEG400을 포함한다. 다른 대안으로, 상기 제제는 1% 내지 20% 사이의 농도로 PEG6000과 같은 임의의 폴리에테르 또는 폴리에틸렌 글리콜을 포함할 수 있다. 본원에 개시된 바와 같이, 상기 제제는 pH 4.0에서 존재한다. 다른 대안으로, 상기 제제는 3.5 내지 7.5의 임의의 pH에서 존재할 수 있다. 본원에 개시된 바와 같이, 상기 제제의 포스포디에스테라제 억제제는 바데나필이다. 다른 대안으로, 상기 제제는 실시예 A1, A2, B1 및 B2와 유사하게 기술된 제제와 방법에 따라 확인된 적합한 유기-수용액에 기타 다른 약물을 포함할 수 있다. 그런 다음 상기 제제는 발기 부전 또는 적절한 다른 질병을 치료하기 위해 대상체에게 비강으로 투여될 것이다. 비강내 투여는 제제가 대상체의 점막과 접촉되게 할 것이다. 다른 대안으로, 대상체에 대한 설하 투여를 통해 점막이 제제와 접촉한다.
본원에서 실질적으로 임의의 복수 및/또는 단수 용어의 사용과 관련하여, 통상의 기술자는 문맥 및/또는 응용에 적절하게 복수에서 단수로 및/또는 단수에서 복수로 바꿀 수 있다. 명확성을 위해 다양한 단수/복수 치환이 본원에 명시적으로 제시될 수 있다.
문맥상 달리 요구되지 않는 한, 본 명세서 및 청구범위 전반에 걸쳐 "포함하다(comprise)"와"포함하다(comprises) 및 포함하는(including)"과 같은 그의 변형어는"포함하는(including)", "함유하는(containing)" 또는 "특징으로 하는(characterized by)"과 상호 교환적으로 사용되고, 포괄적이거나 제한이 없는 언어이며 추가로 언급되지 않은 요소 또는 방법 단계를 배제하지 않는다.
"구성된(consisting of)"이라는 구절은 청구범위에 명시되지 않은 임의의 요소, 단계 또는 성분을 제외한다.
"본질적으로 구성된(consisting essentially of)"이라는 구절은 청구범위를 특정 재료 또는 단계로 제한하고, 청구된 발명의 기본적이고 신규한 특성에 실질적으로 영향을 미치지 않는 것으로 제한한다. 본 개시내용은 이들 구절 각각의 범위에 상응하는 본 발명의 제제, 조성물 및 방법의 구현예가 고려된다. 따라서, 인용된 요소 또는 단계를 포함하는 제제, 조성물, 또는 방법은 제제, 조성물, 또는 방법이 이러한 요소 또는 단계로 본질적으로 구성되거나 구성되는 특정 구현예가 고려된다.
조성물 또는 제제를 사용하는 방법(예를 들어, 제제를 투여하는 단계를 포함하거나 점막을 제제와 접촉시키는 단계를 포함하는 발기 부전 치료 방법)이 본원에 개시된 경우, 사용을 위한 상응하는 조성물 또는 제제가 또한 명시적으로 고려된다. 예를 들어, 제제를 투여하는 단계를 포함하거나 유기-수성 용매 중 하나 이상의 포스포디에스테라제 억제제를 포함하는 제제와 점막을 접촉시키는 단계를 포함하는 발기부전 치료 방법의 개시에 대해, 발기부전 치료를 위한 상응하는 조성물 또는 제제가 또한 고려된다.
본 명세서 전반에 걸쳐 "일 구현예(one embodiment)" 또는 "구현예(an embodiment)" 또는 "일 측면(an aspect)"에 대한 참조는 구현예와 관련하여 설명된 특정 특징, 구조 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 구현예에 포함됨을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전반에 걸쳐 다양한 부분에서 "일 구현예에서(in one embodiment)" 또는 "구현예에서(in an embodiment)"라는 구절의 등장이 반드시 모두 동일한 구현예를 지칭하는 것은 아니다.
또한, 특정 특징, 구조, 또는 특성은 하나 이상의 구현예에서 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있다.
전술한 다앙한 구현예는 추가 구현예를 제공하기 위해 조합될 수 있다. 전술한 상세 설명에 비추어 구현예에 대해 이들 및 기타 다른 변형이 이루어질 수 있다. 일반적으로, 후술되는 청구범위에서 사용되는 용어는 본 명세서 및 청구범위에 개시된 특정한 구현예로 한정하여 청구범위를 해석해서는 안 되나, 그러한 청구범위에 부여된 동등한 전체 범위와 함께 가능한 모든 구현예를 포함하여 해석되어야 한다. 따라서, 청구범위는 본 개시에 의해 한정되지 않는다.
다양한 측면 및 구현예가 본원에 개시되어 있지만, 다른 측면 및 구현예는 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 본원에 개시된 다양한 측면 및 구현예는 예시를 위한 것이고 한정하려는 의도가 아니며, 진정한 범위 및 사상은 다음 청구범위를 통해 나타내었다.

Claims (38)

  1. 비강 점막을 통과하는 바데나필의 투과도를 향상시키기 위한 제제로서,
    (a) 바데나필; 및
    (b) 알코올, 폴리에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 중쇄 글리세라이드, 하나 이상의 포화 폴리글리콜화된 C8-C10 글리세라이드, 또는 이들의 조합을 포함하는 유기-수성 용매를 포함하며;
    (c) 상기 제제는 약 3.5 내지 약 8.0의 pH를 가지고, 물 중 바데나필의 용해도에 비해 상기 유기-수성 용매에서 바데나필의 용해도가 향상되는, 제제.
  2. 청구항 1에 있어서, 유기-수성 용매는 알코올을 포함하는, 제제.
  3. 청구항 2에 있어서, 알코올은 에탄올 또는 글리세롤인, 제제.
  4. 청구항 3에 있어서, 에탄올은 5% 내지 40%의 농도인, 제제.
  5. 청구항 4에 있어서, 에탄올은 12%, 25% 또는 30%의 농도인, 제제.
  6. 청구항 1에 있어서, 유기-수성 용매는 폴리에테르를 포함하는, 제제.
  7. 청구항 6에 있어서, 폴리에테르는 폴리에틸렌 글리콜인, 제제.
  8. 청구항 7에 있어서, 폴리에틸렌 글리콜은 PEG 6000 또는 PEG 400인, 제제.
  9. 청구항 7 내지 8 중 어느 한 항에 있어서, 폴리에틸렌 글리콜은 1% 내지 20%의 농도인, 제제.
  10. 청구항 9에 있어서, 폴리에틸렌 글리콜은 5%의 농도인, 제제.
  11. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서, 제제의 pH가 약 3.5 내지 약 8.0인, 제제.
  12. 청구항 1 내지 11 중 어느 한 항에 있어서, 바데나필이 발기 부전을 치료하기 위한 하나 이상의 다른 활성 성분과 조합되어 제공되는, 제제.
  13. 청구항 12에 있어서, 하나 이상의 다른 활성 성분이 또 다른 포스포디에스테라제 억제제를 포함하는, 제제.
  14. 청구항 13에 있어서, 다른 포스포디에스테라제 억제제는 실데나필인, 제제.
  15. 청구항 13에 있어서, 다른 포스포디에스테라제 억제제는 타다라필인, 제제.
  16. 발기부전의 치료를 필요로 하는 대상체의 비강 점막을 청구항 1 내지 15 중 어느 한 항의 제제와 접촉시켜 대상체의 발기부전을 치료하는 단계를 포함하는, 대상체의 발기부전을 치료하는 방법.
  17. 청구항 16에 있어서, 비강 점막과 접촉시키는 단계는 비강내 투여를 포함하는 단계인, 방법.
  18. 청구항 16에 있어서, 비강 점막과 접촉시키는 단계는 설하 투여를 포함하는 단계인, 방법.
  19. 유기-수성 용매에 바데나필을 첨가하는 단계; 및
    상기 바데나필을 포함하는 유기-수성 용매의 pH를 약 3.5 내지 약 8.0으로 조절하는 단계를 포함하는, 청구항 1 내지 15 중 어느 한 항에 따른 제제를 제조하는 방법.
  20. 청구항 19에 있어서, 물에서의 바데나필의 용해도에 비해 유기-수성 용매에서 바데나필의 용해도가 증가되는, 방법.
  21. 청구항 19에 있어서, 물에서의 바데나필 투과도에 비해 유기-수성 용매에서 비강 점막을 통과하는 바데나필의 투과도가 증가되는, 방법.
  22. 청구항 19에 있어서, 바데나필의 생체이용률이 물에서의 바데나필의 생체이용률에 비해 유기-수성 용매에서 증가되는, 방법.
  23. 청구항 19 내지 22 중 어느 한 항에 있어서, 유기-수성 용매는 알코올을 포함하는, 방법.
  24. 청구항 23에 있어서, 알코올은 에탄올 또는 글리세롤인, 방법.
  25. 청구항 24에 있어서, 에탄올은 5% 내지 40%의 농도인, 방법.
  26. 청구항 25에 있어서, 에탄올은 12%, 25%, 또는 30%의 농도인, 방법.
  27. 청구항 19 내지 22 중 어느 한 항에 있어서, 유기-수성 용매는 폴리에테르를 포함하는, 방법.
  28. 청구항 27에 있어서, 폴리에테르는 폴리에틸렌 글리콜인, 방법.
  29. 청구항 28에 있어서, 폴리에틸렌 글리콜은 PEG 6000 또는 PEG 400인, 방법.
  30. 청구항 28 또는 29에 있어서, 폴리에틸렌 글리콜은 1% 내지 20% 의 농도인, 방법.
  31. 청구항 30에 있어서, 폴리에틸렌 글리콜은 5%의 농도인, 방법.
  32. 청구항 19 내지 31 중 어느 한 항에 있어서, 제제의 pH가 약 3.5 내지 약 8.0인, 방법.
  33. 청구항 19 내지 32 중 어느 한 항에 있어서, 바데나필이 발기부전을 치료하기 위한 다른 활성제와 조합되는, 방법.
  34. 청구항 33에 있어서, 다른 활성제는 또 다른 포스포디에스테라제 억제제인, 방법.
  35. 청구항 34에 있어서, 다른 포스포디에스테라제 억제제는 실데나필인, 방법.
  36. 청구항 34에 있어서, 다른 포스포디에스테라제 억제제는 타다라필인, 방법.
  37. 청구항 1 내지 15 중 어느 한 항의 제제를 포함하는, 비강 점막을 통과하는 바데나필의 투과도를 향상시키는데 사용하기 위한 제제.
  38. 청구항 37에 있어서, 비강내 투여를 통해 발기부전을 치료하는데 사용하기 위한, 제제.


KR1020237040722A 2020-05-26 2021-12-01 발기부전을 치료하기 위한 제제 및 방법 KR20240013128A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202063029881P 2020-05-26 2020-05-26
PCT/US2021/034334 WO2021242913A1 (en) 2020-05-26 2021-05-26 Formulations and methods for treating erectile dysfunction
USPCT/US2021/034334 2021-05-26
PCT/US2021/061488 WO2022250731A1 (en) 2020-05-26 2021-12-01 Formulations and methods for treating erectile dysfunction

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240013128A true KR20240013128A (ko) 2024-01-30

Family

ID=78722740

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237040722A KR20240013128A (ko) 2020-05-26 2021-12-01 발기부전을 치료하기 위한 제제 및 방법

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP4157449A4 (ko)
KR (1) KR20240013128A (ko)
CN (1) CN116568289A (ko)
AU (1) AU2021280285A1 (ko)
BR (1) BR112022024098A2 (ko)
CA (1) CA3179630A1 (ko)
IL (1) IL298432A (ko)
WO (2) WO2021242913A1 (ko)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10118306A1 (de) * 2001-04-12 2002-10-17 Bayer Ag Imidazotriazinonhaltige Zusammensetzungen zur nasalen Applikation
DE102004023069A1 (de) * 2004-05-11 2005-12-08 Bayer Healthcare Ag Neue Darreichungsformen des PDE 5-Inhibitors Vardenafil
US20060051413A1 (en) * 2004-09-08 2006-03-09 Chow Sing S M Method of enhancing absorptions of transmucosal administration formulations
US20060207596A1 (en) * 2005-03-18 2006-09-21 Fairfield Clinical Trials, Llc Device and method for delivery of combination nasal medication
US8911751B2 (en) * 2005-10-11 2014-12-16 Yissum Research Development Company Of The Hebrew University Of Jerusalem Compositions for nasal delivery
CA2702614A1 (en) * 2007-10-19 2009-04-23 Innozen, Inc. Composition for administering an active ingredient and method for making and using the same
US20140271847A1 (en) * 2013-03-13 2014-09-18 SatisPharma, LLC Formulations and methods for rapid penile erections
CN111655229A (zh) * 2017-12-20 2020-09-11 卡里亚制药控股有限公司 包含伐地那非的薄膜制剂、其制备方法及其用途

Also Published As

Publication number Publication date
EP4157449A1 (en) 2023-04-05
IL298432A (en) 2023-01-01
WO2021242913A1 (en) 2021-12-02
EP4157449A4 (en) 2024-05-29
BR112022024098A2 (pt) 2023-02-07
CA3179630A1 (en) 2021-12-02
CN116568289A (zh) 2023-08-08
AU2021280285A1 (en) 2023-02-02
WO2022250731A1 (en) 2022-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Behl et al. Effects of physicochemical properties and other factors on systemic nasal drug delivery
ES2620413T3 (es) Formulaciones veterinarias antihelmínticas tópicas
KR100345824B1 (ko) 성적 장애를 치료하기 위한 비내용 제제
US20200383975A1 (en) Topical formulations for delivery of hedgehog inhibitor compounds and use thereof
ZA200407672B (en) Low dose liquid entecavir formulations and use.
RU2367442C2 (ru) Способ нормализации мочеиспускания при нарушении функции почек
CN1977846A (zh) 治疗阳痿的药物组合物
US7745430B2 (en) Transnasal anticonvulsive pharmaceutical composition
KR20240013128A (ko) 발기부전을 치료하기 위한 제제 및 방법
CA2391968A1 (en) An improved pharmaceutical composition for treating male erectile dysfunction
WO2012137054A1 (en) Pharmaceutical composition containing cyclobenzaprine suitable to intranasal administration
Septifani et al. The discovery and development of sildenafil citrate
Park et al. Can currently available drugs for erectile dysfunction be re-formulated to achieve rapid effect?
WO2020129085A1 (en) Intranasal formulation
US20150141473A1 (en) Pharmaceutical dosage forms of tizanidine and administration routes thereof
ES2378374T3 (es) Inhibidores de la PDE 4 para el tratamiento de la cistitis intersticial
JP2016540748A (ja) オンダンセトロン舌下スプレー製剤
US20050075371A1 (en) Methods and compositions for the oral administration of prodrugs of proton pump inhibitors
JP2017523231A (ja) 癌治療用アファチニブ医薬キット
WO2022123433A1 (en) Oral pharmaceutical compositions of remdesivir
WO2023225113A1 (en) Complexing agent salt formulations of pharmaceutical compounds at low stoichiometric ratios
WO2023108074A1 (en) Novel salvinorin compositions
JP2022501407A (ja) ゾルピデム又はその薬学的に許容される塩の口腔粘膜溶液剤