MX2011009957A - 40formulaciones de polvo seco y metodos para el tratamiento de enfermedades pulmonares. - Google Patents

40formulaciones de polvo seco y metodos para el tratamiento de enfermedades pulmonares.

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Abstract

La presente invención va destinada a partículas secas respirables para la administración de sales catiónicas de metal divalente y/o sales catiónicas monovalente al tracto respiratorio y a métodos para el tratamiento de un sujeto que presenta una enfermedad y/o infección respiratoria.

Description

40FORMULACIONES DE POLVO SECO Y MÉTODOS PARA EL TRATAMIENTO DE ENFERMEDADES PULMONARES Solicitudes relacionadas Esta solicitud reivindica la prioridad de la Solicitud Provisional de EE.UU.
N°. 61/305.819, expedida el 18 de febrero de 2010, de la Solicitud Provisional de EE.UU. N°. 61/298.092, expedida el 25 de enero de 2010, la Solicitud Provisional de EE.UU. N°. 61/267.747, expedida el 8 de diciembre de 2009, la i Solicitud Provisional de EE.UU. N°. 61/163.772, expedida el 26 de marzo de 2009, la Solicitud Provisional de EE.UU. N°. 61/163.767, expedida el 26 de marzo de 2009 y la Solicitud Provisional de EE.UU. N°. 61/163.763, expedida el 26 de marzo e 2009. Todos los contenidos de las solicitudes anteriores se incorporan en el presente documento por referencia.
Antecedentes de la invención La administración pulmonar de agentes terapéuticos puede ofrecer varias ventajas con respecto a otras formas de administración. Estas ventajas incluyen un ataque rápido, la comodidad de auto-administración para el paciente, el potencial para presentar menos efectos secundarios del fármaco, la facilidad de administración por medio de inhalación, la eliminación de agujas y similares. La terapia de inhalación es apta para proporcionar un sistema de administración del fármaco que resulte fácil de usar en una configuración de paciente hospitalizado o ambulatorio, lo que da lugar a un comienzo muy rápido de la acción del fármaco y produce efectos secundarios mínimos.
Los inhaladores de dosificación regulada (MDIs) se usan para la administración de agentes terapéuticos al tracto respiratorio. De manera i general, los MDIs resultan apropiados para administrar agentes terapéuticos que se pueden formular como partículas sólidas secas y respirables én un líquido volátil bajo presión. La apertura de la válvula libera la suspensión a velocidad relativamente elevada. Posteriormente, el líquido se volatiliza, dejando atrás un aerosol de movimiento rápido de partículas secas que contienen el agente terapéutico. Los MDIs son fiables para la administración de fármacos únicamente en vías respiratorias de tamaño medio para el j tratamiento de enfermedades respiratorias. Sin embargo, es en las vías respiratorias de tamaño pequeño (es decir, los bronquiolos y alvéolos) donde se produce la manifestación de enfermedades pulmonares tales como asma e infecciones.
La administración de aerosol líquido es una de las formas más antiguas de administración de fármacos a los pulmones. Típicamente, los aerosoles líquidos se crean por medio de un nebulizador de chorro de aire, que libera aire comprimido por un pequeño orificio a velocidad elevada, dando lugar a una baja presión en la zona de salida debido al efecto de Bernoulli. Véase, por ejemplo, la patente de EE.UU. N°. 5.511.726. La baja presión se usa para extraer el fluido objeto de formación de aerosol fuera del segundo tubo. Este fluido se rompe en pequeñas gotitas a medida que experimenta aceleración en la corriente de aire. Las desventajas de este diseño de nebulizador estándar incluyen un tamaño de gota de aerosol líquido principal relativamente grande que con frecuencia requiere el impacto de la gota principal sobre un deflector para generar gotas de rocío secundarias de tamaño respirable, pérdida de uniformidad del tamaño de gota del aerosol líquido, recirculación importante de I la disolución de fármaco pura y bajas densidades de gotas de aerosol líquido respirable de pequeño tamaño en el aire inhalado. j Los nebulizadores ultrasónicos usan discos piezoeléctricos sumergidos bajo una reserva de líquido para resonar la superficie de la reserva de líquido, formando un cono líquido que arroja partículas de aerosol desde su superficie (documentos de EE.UU. 2006/0249144 y EE.UU. 5.551.416). Dado que no se requiere flujo de aire en el proceso de formación de aerosol, se pueden conseguir concentraciones elevadas de aerosol, no obstante los componentes piezoeléctricos son relativamente caros de producir y son ineficaces en las suspensiones formadoras de aerosol, que requieren que el fármaco activo se disuelva a bajas concentraciones en agua o en disoluciones salinas. Las nuevas tecnologías de aerosol de líquido implican generar partículas secas respirables líquidas más pequeñas y más uniformes haciendo pasar el líquido objeto de formación de aerosol a través de orificios de tamaño micrónico.
Véase, por ejemplo, las patentes de EE.UU. Nos. 6.131.570, 5.724.957 y 6.098.620. Las desventajas de esta técnica incluyen los componentes de malla finos y piezoeléctricos relativamente caros así como la formación de incrustaciones en los orificios, a partir de las sales residuales y de las suspensiones de sólidos.
Históricamente, la inhalación de polvo seco se ha basado en la mezcla de lactosa para permitir la dosificación de partículas que son suficientemente pequeñas para ser inhaladas, pero que no se pueden dispersar lo suficiente por sí mismas. Se sabe que este proceso resulta ineficaz y no funciona para algunos fármacos. Algunos grupos han intentado mejorar estos inconvenientes desarrollando formulaciones de inhalador de polvo seco (DPI) que se púeden respirar y dispersar y que de este modo no requieren la mezcla de lactosa. Las formulaciones en forma de polvo seco para terapia de inhalación se describen por ejemplo en la patente de EE.UU. No 5.993.805 de Sutton et al.; patente de EE.UU. N°. 6.9216527 de Platz et al.; WO 0000176 de Robinson et jal.; el documento WO 9916419 de Tarara et al.; el documento WO 0000215 de Bot et al; la patente de EE.UU. N°. 5.855.913 de Hanes et al; y las patentas de EE.UU. Nos. 6.136.295 y 5.874.064 de Edwards et al. ! La aplicación clínica amplia de la administración por inhalación dej polvo seco se ha visto limitada por dificultades a la hora de generar polvos secos de tamaño de partícula apropiado, densidad de partícula, y aptitud para la dispersión, a la hora de almacenar el polvo en estado seco y a la hora de desarrollar un dispositivo manual apropiado que disperse de manera eficaz las partículas secas respirables objeto de inhalación en el aire. Además, el tamaño de partícula de los polvos secos para administración por inhalación se encuentra limitado de manera inherente por el hecho de que las partículas secas respirables de tamaño pequeño son más difíciles de dispersar en el aire. Las formulaciones de polvo seco, al tiempo que ofrecen ventajas con respecto a las formas de dosificación líquidas incómodas y a las formulaciones accionadas por propelente, son susceptibles de agregación y de baja fluidez lo i que disminuye de forma considerable la aptitud para la dispersión y la eficacia de las terapias por inhalación basadas en polvo. Por ejemplo, se sabe qüe las interacciones de Van der Waals interparticulares y los efectos de condensación j capilares contribuyen a la agregación de las partículas secas. Hickey, A. ¡et al., "Factors Influencing the Dispersión of Dry Powders as Aerosols", i Pharmaceutical Technology, Agosto, 1994.
Con el fin de superar las fuerzas adhesivas interparticulares, Batybky et al., en la patente de EE.UU. N°. 7.182.961 muestra la producción de las denominadas "partículas respirables aerodinámicamente ligeras" que presentan un diámetro geométrico medio de volumen (VMGD) mayor que 5 micrórnetros (pm) medido usando un instrumento de difracción láser tal como HELOS (fabricado por Sympatec, Princeton, N.J.). Véase Batycky et al., columna 7, renglones 42-65. Otro enfoque para mejorar la aptitud para la dispersión de las partículas respirables de tamaño de partícula medio menor que 10 µ??, implica la adición de un polipéptido soluble en agua o la adición de excipientes apropiados (incluyendo excipientes de amino ácido tales como leucina) en una cantidad de 50 % a 99,9 % en peso de la composición total. Eljamal et al., patente de EE.UU. N°. 6.582.729, columna 4, renglones 12-19 y columna 5, renglón 55 hasta columna 6, renglón 31. No obstante, este enfoque reduce la cantidad de agente activo que se puede administrar usando una cantidad fija de polvo. Por tante, se requiere una mayor cantidad de polvo seco para lograr los resultados terapéuticos deseados, por ejemplo, se pueden requerir inhalaciones múltiples y/o administración frecuente. Otros enfoques implican el uso de dispositivos que aplican fuerzas mecánicas, tales como presión a partir de gases comprimidos, a las partículas pequeñas para romper la ad jesión interparticular durante o justo antes de la administración. Véase, por ejemplo las patentes de EE.UU. Nos. 7.601.336 de Lewis et al., 6.737.044 de Dickinson et al., 6.546.928 de Ashurst et al., o las solicitudes de patente de EE.UU. 20090208582 de Johnson et al. j Otra limitación que comparten cada uno de los métodos anteriores es que los aerosoles producidos típicamente incluyen cantidades considerables de excipientes inertes, disolventes, emulsionantes, propelentes y otros materiales que no son el fármaco. En general, se requieren grandes cantidades de material que no es fármaco para la formación eficaz de partículas ¡secas respirables suficientemente pequeñas para administración alveolar (por ejemplo, menores que 5 micrómetros y preferentemente menores ¿iue 3 micrómetros). No obstante, estas cantidades de materiales que no son fármaco también sirven para reducir la pureza y la cantidad de sustancia de fármaco activa que se puede administrar. De este modo, estos métodos siguen siendo incapaces de introducir grandes dosificaciones de fármaco activo de manera precisa en el paciente para administración sistémica.
Por tanto, todavía es necesaria la formación de aerosoles de tamaño de partícula pequeño que sean altamente dispersables. Además, se requieren métodos que produzcan aerosoles que comprenden cantidades mayores de fármaco y menores de material que no es fármaco. Finalmente, se nece$¡ta un método que permita administrar a un paciente una dosificación unitaria de forma rápida con una o dos inspiraciones de pequeño volumen.
Sumario de la invención La invención se refiere a polvos secos respirables formados por partjculas secas que contienen uno o más cationes de metal divalente, tales como calcio Í (Ca2+), como principio activo, y a polvos secos que contienen partículas I respirables. La invención también se refiere a partículas secas respirables que j contienen uno o más cationes monovalentes (tales como Na+) y a polvos isecos que contienen las partículas respirables. De manera general, el principio Activo (por ejemplo, ión de calcio) se encuentra presente en los polvos secos y en las i partículas secas en forma de una o más sales, que de manera independiente pueden ser cristalinas, amorfas o una combinación de cristalinas y amorfas. De manera opcional, los polvos secos y las partículas secas pueden incluir de manera opcional sales monovalentes adicionales (por ejemplo sales de sodio), agentes activos terapéuticamente o excipientes aceptables farmacéuticamente. En un aspecto, las partículas secas respirables puede ser pequeñas y altamente dispersables. En otro aspecto, las partículas secas respirables pueden ser grandes o pequeñas, por ejemplo, con un diámetro geométrico (VMGD) entre 0,5 micrómétros y 30 micrómétros. De manera opcional, el MMAD de las partículas puede estar entre 0,5 y 10 micrómetros¡ más preferentemente entre 1 y 5 micrómétros.
En algunos aspectos, los polvos secos respirables presentan un diámetro geométrico medio en volumen (VMGD) de aproximadamente 10 micrómétros o menos y una proporción de aptitud para la dispersión [proporción de VMGD medido a una presión de dispersión de 1 bar con respecto a VMGD medido a 4 bar] (1/4 bar) menor que aproximadamente 2 medido por medio de difracción láser (sistema RODOS/HELOS) y contienen sal de calcio; que proporciona un catión de metal divalente en una cantidad de aproximadamente 5 % o más en peso del polvo seco. Los polvos secos respirables pueden además comprender una sal monovalente que proporciona un catión monovalente, tal como Na+, en una cantidad de aproximadamente 6 % o más en peso de los polvos.
Los polvos secos respirables pueden presentar una Fracción de Partículas Finas (FPF) menor que 5,6 micrómetros de al menos 45 %, FPF de menos que 3,4 micrómetros de al menos 30 % y/o FPF de menos que 5,0 micrómetros de al menos 45 %. De manera alternativa o además, los polvos secos respirables pueden presentar un diámetro aerodinámico medio en masa (MMAD) de aproximadamente 5 micrómetros o menos. La proporción de peso molecular de catión de metal divalente con respecto a sal de catión de metal divalente presente en la partículas de polvo respirable puede ser mayor que aproximadamente 0,1 y/o mayor que aproximadamente 0,16.
Las composiciones de polvos seco respirables pueden incluir un excipiente aceptable farmacéuticamente, tal como leucina, maltodextfina o manitol, que puede estar presente en una cantidad de aproximadamente 50 % o menos en peso, preferentemente en una cantidad de aproximadamente 20 % o menos en peso.
La sal de catión de metal divalente presente en los polvos secos respirables puede ser una sal de berilio, una sal de magnesio, una sal de calcio, una sal de estroncio, un sal de bario, un sal de radio y una sal ferrosa. Por ejemplo, la sal de catión de metal divalente puede ser sal de calejo, tal como lactato de calcio, sulfato de calcio, citrato de calcio, cloruro de calcio o cualquiera de sus combinaciones. La sal monovalente que se encuentra i I presente de manera opcional en la partícula seca respirable puede ser una sal de sodio, una sal de litio o una sal de potasio o cualquiera dé sus combinaciones. ¡ En determinados aspectos, el polvo seco respirable contiene una sal de I catión de metal divalente y una sal monovalente, y contiene una fase amorfa de catión de metal divalente y una fase cristalina de sal monovalente. La temperatura de transición vitrea de la fase amorfa puede ser de al menos aproximadamente 120 °C. De manera opcional, estas partículas jsecas respirables pueden contener un excipiente, tal como leucina, maltodextrina y manitol, que puede ser amorfo, cristalino o una mezcla de formas. Las partículas secas respirables pueden presentar un calor de disolución entre aproximadamente -10 Kcal/mol y 10 Kcal/mol.
Preferentemente, la sal de catión de metal divalente es sal de calcio, y la sal de catión monovalente es sal de sodio. La sal de calcio puede ser citrato de calcio, lactato de calcio, sulfato de calcio, cloruro de calcio o cualquiera de sus combinaciones, y la sal de sodio puede ser cloruro de sodio.
En otros aspectos, el polvo seco respirable contiene una sal de metal divalente que proporciona un catión en una cantidad de aproximadamente 5 % o más en peso del polvo seco, presentando el polvo seco respirablé una Proporción de Hausner mayor que 1 ,5 y ¼ bar o 0,5/4 bares de 2 o menos.
La invención también se refiere a un polvo seco respirablé que contiene partículas secas respirables que contienen citrato de calcio o sulfato de calcio, y que están preparadas usando un proceso que incluye a) proporcionar una primera materia prima líquida que comprende una disolución acuosa de cloruro de calcio, y una segunda materia prima que comprende una disolución acuosa de sulfato de sodio o citrato de sodio; b) mezclar la primera materia prima y la segunda materia prima para producir una mezcla en la que la reacción de intercambio aniónico tiene lugar para producir una disolución saturada o I sobresaturada que comprende sulfato de calcio y cloruro de sodio, o citrato de calcio y cloruro de sodio; y c) secar por pulverización la disolución saturada o sobre-saturada producida en b) para producir partículas secas respirables. La mezcla de b) puede ser mezcla por lotes o mezcla estática.
La invención también se refiere a métodos para tratar una enfermedad respiratoria, tal como asma, hipersensibilidad de las vías respiratorias, alergia estacional, bronquiectasia, bronquitis crónica, enfisema, enfermedad pulmonar obstructiva crónica, fibrosis quística y similares, que comprende administrar al i tracto respiratorio de un sujeto que lo necesite una cantidad eficaz de partículas secas respirables o de polvo seco. La invención también se refiere, a métodos para el tratamiento o la prevención de exacerbaciones agudas de enfermedades pulmonares crónicas, tales como asma, hipersensibilidad de las j vías respiratorias, alergia estacional, bronquiectasia, bronquitis crónica, enfisema, enfermedad pulmonar obstructiva crónica, fibrosis quística y similares, que comprende administrar al tracto respiratorio de un sujeto que lo necesita una cantidad eficaz de partículas secas respirables o de polvo sebo.
La invención también se refiere a métodos para tratar, evitar y/o reducir el contagio de una enfermedad infecciosa del tracto respiratorio, que comprende administrar al tracto respiratorio de un sujeto que lo precisa una cantidad eficaz de las partículas secas respirables o del polvo seco.
La invención también se refiere a un polvo seco respirable o á una partícula seca, como se ha descrito anteriormente, para su uso en terapiá (por ejemplo, tratamiento, profilaxis o diagnosis). La invención también se refiere al uso de una partícula seca respirable o un polvo seco, como se ha descrito anteriormente, para su uso en el tratamiento, prevención o reducción del contagio como se ha descrito anteriormente, y en la preparación de un medicamento para el tratamiento, la profilaxis o diagnosis de una enfermedad respiratoria y/o infección como se ha descrito en el presente documento.
Breve descripción de los dibujos Las Figs. 1A-1 F son tablas que muestran las propiedades de polvos secos preparados a partir de las Formulaciones I, II, III y IV descritas en los Ejemplos 1-3 y 14. La Figura 1A incluye parámetros de secado por pulverización usados para el secado por pulverización de los polvos. La Figura 1B muestra los resultados de HPLC para el contenido en porcentaje del ión calcio de los polvos, los resultados de densidad que incluyen las densidades aparente y aparente tras vibración y los resultados de Karl Fischer para el contenido de agua en porcentaje de los polvos. La Figura 1 C muestra los datos de fracción de partículas finas (FPF) y la masa en porcentaje de polvos recogidos usando un Impactador en Cascada de Andersen de dos etapas (ACI-2). La Figura 1 D muestra los datos de fracción de partículas finas (FPF) y la masa de polv s en porcentaje recogida usando un Impactador en Cascada de Andersen de ocho etapas (ACI-8). La Figura 1 E muestra los datos de diámetro mediano aerodinámico en masa ( MAD) y FPF (basado en la dosificación total y la dosificación recuperada). La Figura 1 F muestra los datos de diámetro mediano geométrico en volumen (DV50), desviación estándar geométrica (GSD) y I volumen en porcentaje menor que 5,0 micrómetros (V< 5,0 pm) medido por medio de un instrumento Spraytec y distribución de tamaño de partícula geométrica o volumétrica (que también es denominado VMGD, x50/dg o x50), GSD e información de ¼ bar y 0,5/4 bar medida por medio de HELOS con un instrumento de unión RODOS.
La Figura 2 es una gráfica que muestra una comparación entre las densidades medias aparente y aparente de tras vibración para partículas preparadas a partir de Formulaciones de alimentación I, II y III y un placebo.
La Figura 3 es una gráfica que muestra una comparación entre las partículas (preparadas a partir de Formulaciones de alimentación I— 111 y un placebo) a diferentes valores de presión de dispersión (regulador) para el diámetro geométrico mediano en volumen (x50) usando un instrumento de difracción láser (HELOS y RODOS).
La Figura 4 es una gráfica que muestra una comparación entre las partículas preparadas a partir de Formulaciones de alimentación I (identificada como PUR111 (Citrato)), II (identificada como PUR113 (Lactato)) y III (identificada como PUR112 (Sulfato)) y un placebo para el valor de FPF medio obtenido por medio de ACI-2 y ACI-8.
La Fig 5A-D son micrográficos de electrones de la Formulación I (Fig. 5A); Formulación II (Fig. 5B); Formulación III (Fig. 5C); y Formulación XIV (Fig. 5D).
Las Figs. 6A-6B son una tabla que muestra las propiedades de polvos secos preparados por medio de Formulaciones de alimentación 6.1-6.9. La Formulación 6.1 de la Figura 5 corresponde a la Formulación ll-B del Ejemplo 2. La Formulación 6.4 de la Figura 5 corresponde a la Formulación l-B del Ejemplo 1. La Formulación 6.7 de la Figura 5 corresponde a la Formulación III-B del Ejemplo 3. Las abreviaturas del encabezado de tabla se describen más en la memoria descriptiva. En la Figura 5, todos los polvos se prepararon usando un dispositivo de secado por pulverización de Büchi.
La Fig. 7 es una esquema del modelo de penetración.
La Fig. 8A es un gráfica que muestra los resultados del modelo de penetración bacteriana con exposición a los polvos secos. El polvo que contenía sulfato de calcio (dosificación administrada de 4,5 ug Ca/cm2) redujo el movimiento bacteriano a través del mimético iii de alginato de sodio. La Fig. 8B es una gráfica que muestra los resultados del modelo de penetración bacteriana con exposición a los polvos secos. Los polvos secos de sal de calcio, preparados a partir de las formulaciones de alimentación A-E sometidos a ensayo contenían 0 ug, 4,3 ug, 6,4 ug ó 10 ug de calcio. Los polvos que contenían sulfato de calcio (dosificación de administración de 4,3 ug de Ca/cm2), acetato de calcio (dosificación de administración de 10 ug de Ca/cm2) y lactado de calcio (dosificación de administración de 6,4 ug de Cá/cm2) redujeron el movimiento bacteriano a través del mimético de alginato de sodio.
La Fig. 9 es un gráfica que muestra el efecto de los polvos secos respirables, preparados a partir de formulaciones de alimentación 10-1 a 10-4 del Ejemplo 10A, sobre infección por Gripe A/WSN/33 (H1 N1 ) de manera dependiente de la dosificación. ¦ La Fig. 10 es un gráfica que muestra el efecto dependiente de polvos i secos respirables preparados para el Ejemplo 10B sobre infección por Gripe i A/Panama/99/2007 (H3N2) de manera dependiente de la dosificación. i Las Figs. 11-A-D son gráficas que muestran que las formulaciones de polvos secos formadas por sales de calcio y cloruro de sodio reducen la gravedad de la gripe en hurones. La Fig. 11A muestra los cambios de temperatura corporal de hurones tratados con un polvo de citrato de calpio en comparación con animales de control. La Fig. 11 B muestra los cambios de temperatura corporal de hurones tratados con polvos de sulfato de calcio en comparación con animales de control. La Fig. 11C muestra los cambios de temperatura corporal de hurones tratados con un polvo de lactado de calcio en comparación con animales de control. La Fig. 11 D muestra el cambio de temperatura corporal desde la línea base para cada animal usando el área bajo la curva para la duración del estudio (d0-d10). Los datos muestran que el valor de la media ± SEM para cada grupo (p = 0,09 para el control de leucina y el grupo de lactato por medio de ensayo de T de Student).
La Fig. 12 es una gráfica que muestra que las formulaciones de polvo seco que consisten en diferentes excipientes (manitol, maltodextrina) con lactato de calcio y cloruro de sodio redujeron el valor de gripe a concentraciones más elevadas que el polvo de la Formulación III solo. ! Las Figs. 13A-C son gráficas que muestran que las formulaciones de polvo seco de calcio varían en cuanto a su eficacia frente a diferentes patógenos víricos. Se usaron células Calu-3 no expuestas a formulación alguna como control y se compararon con células Calu-3 expuestas a la Formulación I, la Formulación II y la Formulación III. Se cuantificó la concentración de virus i liberado por los células expuestas a cada una de las formulaciones de aerosol. Los símbolos representan la media y la desviación estándar de los pocilios por duplicado para cada ensayo. ' La Fig. 14 es una gráfica que muestra la dosificación emitida del polvo de la Formulación III en tres pesos de llenado de cápsula diferentes (25 i†ig, 60 mg, 75 mg) a diferentes energías de inhalación.
La Fig. 15 es una gráfica que muestra la distribución de tamaño de partícula de polvos de lactato de calcio (Formulación II) emitidos a partir de diferentes inhaladores, que se caracterizan por el diámetro mediano en volumen (Dv50) y representado frente a la energía de inhalación aplicada. Los valores coherentes de Dv50 a valores de energía decreciente indican que el polvo se dispersa bien ya que una energía adicional no da lugar a una desaglomeración adicional del polvo emitido.
La Fig. 16 muestra un patrón de XRPD de alta resolución del polvo de la Formulación I. Este patrón muestra que el polvo de la Formulación í que consiste en una combinación de cloruro de calcio cristalino y citrato de calcio amorfo o levemente cristalino y fase potencialmente rica en cloruro de calcio.
La Fig. 17 muestra una comparación de los patrones XRPD para el polvo de la Formulación I con reflejos cristalinos de NaCI.
La Fig. 18 muestra una superposición del termograma DSC con ciclado de temperatura de la Formulación I. Se observó una temperatura de transición vitrea de aproximadamente 167 °C por medio de DSC cíclico para la fase rica en calcio amorfo.
La Fig. 19 muestra un patrón de XRPD de alta resolución del polvo de la Formulación III. Este patrón muestra que el polvo de la Formulación II consiste en una combinación de cloruro de sodio cristalino y lactato de calcio amorfo o levemente cristalino y fase potencialmente rica en cloruro de sodio.
La Fig. 20 muestra una comparación de los patrones XRPD del polvo de la Formulación III con reflejo cristalino de NaCI.
La Fig. 21 muestra una superposición del termograma DSC con ciclado de temperatura de la Formulación III. Se observó una temperatura de transición vitrea de aproximadamente 114 °C por medio de DSC cíclico para la fa$e rica en calcio amorfo.
. La Fig. 22 muestra un patrón XRPD de alta resolución del polvo de la Formulación XIV.
La Fig. 23 muestra una comparación de patrones XRPD del polvo de la Formulación XIV con reflejo cristalino de NaCI.
La Fig. 24 muestra una superposición del termograma DSC con ciclado de temperatura de la Formulación XIV. Se observó una temperatura de transición vitrea de aproximadamente 134 °C por medio de DSC cíclico para la fase rica en calcio amorfo.
La Fig. 25A muestra un patrón de XRPD de alta resolución del polvojde la Formulación III. Este patrón muestra que la Formulación III presenta cierto grado de contenido de sal de calcio cristalina (sulfato de calcio) presente, además del cloruro de sodio cristalino. La Fig. 25B muestra una comparación de los patrones XRPD para el polvo de la Formulación III con reflejo cristalino de NaCI.
La Fig. 26 muestra una superposición del termograma DSC con ciclado de temperatura de la Formulación III. Se observó una temperatura de transición vitrea de aproximadamente 159 °C por medio de DSC cíclico para la fase rica en calcio amorfo.
La Fig. 27A-H son espectros de RAMAN. La Fig. 27A muestra el espectro de RAMAN de seis partículas a partir de la muestra de la Formulación I, y se muestran en superposición. La Fig. 27B muestra el espectro 389575-6 que se encuentra superpuesto y con sustracción de fondo con el espectro de Raman de citrato de calcio tetrahidratado, citrato de sodio y leucina. La Fig. 27C muestra el espectro de RAMAN para ocho partículas de la muestra de la Formulación III y se muestra en superposición. . La Fig. 27D mue$tra el espectro 388369-4 que se encuentra superpuesto y con sustracción de fondo con el espectro de Raman de sulfato de calcio, sulfato de calcio tetrahidratado, sulfato de sodio anhidro y leucina. La Fig. 27E muestra el espectro de RAMAN para doce partículas de la muestra de la Formulación II y se muestra en superposición. . La Fig. 27F muestra los espectros 389576-7 y 389576-12 que se encuentran superpuestos y con sustracción de fondo con el espectro de Raman de lactato de calcio pentahidratado y leucina. La Fig. 27G muestra el espectro de RAMAN para doce partículas de la muestra de la Formulación XIV y se muestra en superposición. . La Fig. 27H muestra el espectro 389577-9 que se encuentra superpuesto y con sustracción de fondo con el espectro de Raman de lactato de calcio pentahidratado.
La Fig. 28 es una gráfica que muestra los resultados de tamaño de partícula en volumen para polvos secos por pulverización de la Formulación III (sulfato de calcio) preparados a partir de corrientes de alimentación líquidas pre-mezcladas y mezcladas de forma estática con concentraciones crecientes de sólidos. La distribución de tamaño de partícula se amplia (GSD creciente) y el tamaño de partícula en volumen mediano aumenta considerablemente (x50) con concentraciones crecientes de sólidos en corrientes de alimentación pre-mezcladas. La distribución del tamaño de partícula permanece constante con una concentración creciente de sólidos en corrientes de alimentación con mezcla estática, mientras que el tamaño de partícula en volumen mediano aumenta ligeramente, como cabe esperar con concentraciones crecientes de sólidos.
La Fig. 29 es un gráfica que muestra los resultados de distribución de tamaño de partícula en volumen para polvos secos por pulverización de la Formulación III (sulfato de calcio) preparados a partir de corrientes de alimentación líquidas pre-mezcladas y mezcladas de forma estática con concentraciones crecientes de sólidos. La distribución del tamaño de partícula se amplia con una concentración creciente de sólidos en corrientes de alimentación pre-mezcladas y permanece estrecha con una concentración creciente de sólidos en corrientes de alimentación de mezcla estática. Triángulos 5 g/l, mezcla estática; cuadrados, 5 g/l de premezcla; diamantes, 30 g/l, mezcla estática; círculos 30 g/l, pre-mezcla. i La Fig. 30 es una gráfica que muestra los resultados de caracterización de aerosol para polvos secados por pulverización de la Formulación III (sulfato de calcio) preparados a partir de corrientes de alimentación líquidas sometidas a pre-mezcla y mezcla estática con concentraciones crecientes de sólidos.
La Fig. 31A-B son gráficas que muestran el cambio en la fracción de partículas finas (FPF) de las Formulaciones I (citrato de calcio), Formula ión II (lactato de calcio) y Formulación III (sulfato de calcio) durante el ensayo de estabilidad durante uso en condiciones extremas. La gráfica compara el cambio en FPF (dosificación total) < 5,6 micrómetros (%) frente al tiempo transcurrido en la cámara en condiciones extremas de temperatura y humedad (30 °C, 75% HR). Los valores de la leyenda indican el valor real a tiempo cero. Los gráficos muestran la fluctuación en función del cambio en comparación con el tiempo cero. La Fig. 31 B es una gráfica que muestra el cambio en el tamaño de partícula en volumen de la Formulación I (citrato de calcio), Formulación II (lactato de calcio) y Formulación III (sulfato de calcio) durante el ensayo de estabilidad durante uso en condiciones extremas. La gráfica compara el cambio en el tamaño de partícula en volumen mediano frente al tiempo trascurrido en la cámara en condiciones extremas de temperatura y humedad (30 °C y ¡75 % HR). Los valores de la leyenda indican el valor real a tiempo cero. La gráfica muestra la fluctuación como función del cambio en comparación con el tijempo cero. La Fig. 31 C,D muestran datos similares para un segundo grupo de formulaciones secadas por pulverización formadas por un polvo de control de cloruro de calcio.cloruro de sodio.leucina y polvos de lactato de calcio.cloruro i de sodio que contenían 10 % de lactosa (i), manitol (ii)) o maltodextriria (iii) como excipientes. La Fig. 31 C compara los cambios en FPF (dosificación total) < 5,6 micrómetros (%) frente al tiempo trascurrido en la cámara para el segundo grupo de polvos en condiciones extremas de temperatura y humedad (30 °C, 75 % de HR). Los valores de la leyenda indican el valor real a tiempo cero. Los gráficos muestran la fluctuación como función del cambio en comparación con el tiempo cero. La Fig. 3 D es una gráfica que muestra los cambios en los tamaños de partícula en volumen del segundo grupo de polvos durante el ensayo de estabilidad durante uso en condiciones extremas. El gráfico compara el cambio en el tamaño de partícula en volumen mediano frente al tiempo trascurrido en la cámara en condiciones extremas de temperatura y humedad (30 °C, 75 % HR). Los valores de la leyenda indican el valore real a tiempo cero. Las gráficas muestran la fluctuación como función del cambio en comparación con el tiempo cero.
La Fig. 32 es una gráfica que muestra la estabilidad del polvo para un intervalo de polvos diferentes, medida por medio de tamaño de partícula en volumen tras exposición a condiciones de humedad de « 40 % de HR durante una semana. i La Fig. 33 es una gráfica que muestra el tamaño de partícula en volumen tras exposición a condiciones de HR de « 40 % para un intervalo de polvos diferentes durante una semana. Esta figura es idéntica a la Fig. 32, don la excepción de que se retiró el cloruro para permitir un mejor detalle. ¡ La Fig. 34 es una gráfica que muestra un termograma TGA para la S Formulación I.
La Fig. 35 es una gráfica que muestra calores de disolución obtenidos tras disolver las Formulaciones I a III. Las formulaciones I a III dieron lugar a cálores de disolución menores en comparación tanto con el cloruro de calcio dihidratado de la materia prima como con el polvo de control de cloruro de calcio:cloruro de sodio:leucina.
La Fig. 36 es una gráfica que muestra los resultados de un estudio ín vivo con neumonía. Los animales tratados con la Formulación III (sulfato de óalcio) exhibieron valores bacterianos 5 veces menores, los animales tratados con la Formulación I (citrato de calcio) exhibieron valores bacterianos 10,4 veces menores y los animales tratados con la Formulación II (lactato de calcio) exhibieron valores bacterianos 5,9 veces menores.
La Fig. 37 es una tabla que muestra la composición de formulaciones ejemplares de polvos secos.
Descripción detallada de la invención La presente invención se refiere, en parte, a polvos secos respirables que administran uno o más cationes metálicos divalentes, tales como calcio, como principio activo y a partículas de polvo respirables que contienen un metal de catión divalente (por ejemplo, que contienen calcio) presentes en los polvos. La invención también se refiere a partículas secas respirables que contienen uno o más cationes monovalentes (tales como Na+) y a polvos secos que contienen partículas respirables.
En un aspecto, los polvos secos respirables y las partículas secas de la j invención pueden ser partículas respirables densas de catión de metal i divalente (por ejemplo, calcio) que son pequeñas y dispersables. Erji otro aspecto, las partículas secas respirables pueden ser grandes o pequeña.s, por ejemplo, el polvo seco presenta un diámetro geométrico (VMGD) de entre 0,5 micrómetros y 30 micrómetros. De manera opcional, el MMAD del polvos seco puede estar entre 0,5 y 10 micrómetros, más preferentemente entre 1 y 5 micrómetros.
Los polvos secos respirables que contienen partículas pequeñas y que son aptos para dispersión en aire, y preferentemente densos (por ejémplo, densos en el principio activo) son el punto de partida del conocimiento convencional. Es bien sabido que la tendencia de las partículas a experimentar agregación o aglomeración aumenta cuando disminuye el tamaño de partícula. Véase, por ejemplo, Hickey et al., "Factors ¡nfluencing the dispersión of dry powders as aerosols", Pharmaceutical Technology, Agosto, 1994.
Según se describe en el presente documento, la invención proporciona polvos secos respirables que contienen partículas respirables que son pequeñas y aptas para dispersión en aire sin necesidad de fuentes adiciojnales de energía aparte de la inhalación por parte del usuario. De este modo, los polvos secos respirables y las partículas respirables se pueden usar terapéuticamente, sin incluir grandes cantidades de componentes no activos (por ejemplo, excipientes) en las partículas o en los polvos, o mediante él uso de dispositivos que aplican fuerzas mecánicas para romper las partículas agregadas o aglomeradas durante o justo antes de al administración. ¡ De manera general, los polvos respirables y las partículas respirables de la invención son también densos en cuanto a principio(s) activo, es decir, cationes de metal divalenté (por ejemplo, sal(es) que contienen calcio). Por ejemplo, según se describe en el presente documento, cuando se incluye un excipiente en el polvo respirable o en las partículas, el excipiente constituye un componente menor (por ejemplo, aproximadamente 50 % o menos, en ¡peso, preferentemente aproximadamente 20 % o menos en peso, aproximadamente 12 % o menos en peso, aproximadamente 10 % o menos en peso, aproximadamente 8 % o menos en peso). De este modo, en un aspecto, las partículas respirables no solo son pequeñas y altamente dispersables, sirio que también contienen una gran cantidad del catión de metal divalenté, por ejemplo, calcio (Ca2+). Por consiguiente, se requiere la administración de una menor cantidad de polvo con el fin de administrar la dosificación deseada de catión de metal divalenté (por ejemplo, calcio). Por ejemplo, se puede administrar la dosificación deseada de calcio con una o más inhalaciones a partir del inhalador de tipo cápsula o de tipo blister.
Definiciones La expresión "polvo seco" según se usa en el presente documento se refiere a una composición que contiene partículas secas respirables finalícente dispersas que son capaces de ser dispersadas en un dispositivo de inhalación y posteriormente inhaladas por parte de un sujeto. Dicho polvo seco o partícula seca puede contener hasta aproximadamente 15 % de agua u otro disolvente, o puede estar considerablemente libre de agua o de otro disolvente, o puede ser anhidro. í La expresión "partículas secas" según se emplea en el presente documento se refiere a partículas respirables que pueden contener hasta i aproximadamente 15 % de agua u otro disolvente, o pueden estar considerablemente libres de agua o de otro disolvente, o pueden ser anhidras. i El término "respirables" según se usa en el presente documento se refiere a partículas secas o a polvos secos que resultan apropiados para la administración al tracto respiratorio (por ejemplo, administración pulmonar) de un sujeto por medio de inhalación. Los polvos secos respirables o las partículas secas presentan un diámetro aerodinámico mediano en masa (MMAD) menor que aproximadamente 10 micrómetros, preferentemente de aproximadamente 5 micrómetros o menos.
Según se usa en el presente documento, los términos "administración" o "administrar" las partículas respirables se refieren a introducir las partículas secas respirables en el tracto respiratorio del sujeto.
Según se usa en el presente documento, la expresión "tracto respiratorio" incluye el tracto respiratorio superior (por ejemplo, las vías nasales, cavidad nasal, garganta y faringe), las vías respiratorias (por ejemplo, laringe, trafluea, bronquios y bronquiolos) y los pulmones (por ejemplo, bronqúiolos respiratorios, conductos alveolares, sacos alveolares y alvéolos). j El término "dispersable", según se emplea en el presente documento, es un término de la técnica que describe la característica de un polvo seco o de partículas secas para ser disipado en el seno de un aerosol respirabíe. La aptitud del polvo seco o de las partículas secas para la dispersión se expresa en el presente documento como el cociente de diámetro geométrico mediano en volumen (VMGD) medido a una presión de dispersión (es decir regulador) de 1 bar dividido entre el VMGD medido a una presión de dispersión (es, decir, regulador) de 4 bar, o VMGD a 0,5 bar dividido entre el VMGD a 4 bar medido i por medio de HELOS/RODOS. Estos cocientes son denominados en el presente documento "1/4 bar" y "0,5/4 bar", respectivamente, y la aptitud para la dispersión se encuentra correlacionada con un cociente bajo. Por ejemplo, ¼ bar se refiere al VMGD de partículas secas respirables o de polvos emitidos desde el orificio de un dispositivo de dispersión de polvo seco RODOS (o técnica equivalente) a aproximadamente 1 bar, medido por medio de HELOS u otro sistema de difracción láser, dividido por el VMGD de las mismas partículas secas respirables o polvos medido a 4 bar por medio de HELOS/RODOS. De este modo, polvos secos o partículas secas altamente dispersables presentarán una proporción de ¼ bar o 0,5/4 bar que se encuentre próxima a 1 ,0. Los polvos altamente dispersables presentan baja tendencia a la aglomeración, agregación o aglutinación y/o, sin experimenta aglomeración, I agregación o aglutinación se dispersan fácilmente o se des-aglomeran a I medida que son emitidos por el inhalador y son respirados por el sujeto. í También se puede evaluar la aptitud para la dispersión por medio de la medición del tamaño emitido por el inhalador como función del caudal.
Las expresiones "FPF (< 5,6)", "FPF (< 5,6 micrómetros)" y "fracción de partícula fina menor que 5,6 micrómetros", según se usan en el presente documento, se refieren a la fracción de muestra de partículas secas que presentan un diámetro aerodinámico menor que 5,6 micrómetros. Por ejemplo, se puede determinar el FPF (<5,6) dividiendo la masa de partículas ¡secas respirables depositadas sobre filtro de recogida de una etapa de un Impactador de Cascada Andersen colapsado de dos etapas (ACI) por medio de partículas secas respirables pesadas en el interior de una cápsula de suministro al instrumento. Este parámetro también se puede definir como "FPF-TD(<5,6)", en el que TD significa la dosificación total. Se puede llevar a cabo una medición similar usando un ACI de ocho etapas. Los puntos de corte del ACI dé ocho etapas son diferentes con el caudal estándar de 60 l/min, pero se puede extrapolar el FPF_TD (<5,6) a partir del grupo de datos completos de ocho etapas. Se puede calcular también el resultado de ACI de ocho etapas por medio del método USP de uso de la dosificación recogida en el ACI en lugar de la que se encontraba en la cápsula para determinar FPF.
Las expresiones "FPF (< 3,4)", "FPF (< 3,4 micrómetros)" y "fracción de partícula fina menor que 3,4 micrómetros", según se usan en el presente documento, se refieren a la fracción de una masa de partículas secas respirables que presenta un diámetro aerodinámico menor que; 3,4 micrómetros. Por ejemplo, se puede determinar el FPF (<3,4) dividiendo la masa de partículas secas respirables depositadas sobre filtro de recogida de ACI colapsado de dos etapas por medio de la masa total de partículas secas respirables pesada en el interior de una cápsula de suministro al instrun¡iento. Este parámetro también se puede identificar también como "FPF-TD(<3,4)", en el que TD significa la dosificación total. Se puede llevar a cabo una medición similar usando un ACI de ocho etapas. Se puede calcular también el resultado de ACI de ocho etapas por medio del método USP de uso de la dosificación recogida en el ACI en lugar de la que se encontraba en la cápsula para j determinar FPF.
Las expresiones "FPF (< 5,0)", "FPF (< 5,0 micrómetros)" y "fracción de partícula fina menor que 5,0 micrómetros", según se usan en el présente documento, se refieren a la fracción de una masa de partículas secas respirables que presenta un diámetro aerodinámico menor que 5,0 micrómetros. Por ejemplo, se puede determinar el FPF (<5,0) usando un ACI de ocho etapas con un caudal estándar de 60 l/min extrapolando a partir del grupo de datos completo de ocho etapas. Este parámetro también se puede identificar también como "FPF-TD(<5,0)", en el que TD significa la dosificación total.
Según se usa en el presente documento, la expresión "dosificación emitida" o "ED" se refiere a una indicación de la administración de una formulación de fármaco a partir de un dispositivo inhalador apropiado tras de un evento de activación o dispersión. Más específicamente, para formulacionjes en forma de polvo seco, el ED es una medida del porcentaje de polvo qüe es extraído del envase de dosificación unitaria y que abandona la pieza bucal del dispositivo de inhalador. El ED se define como la proporción de la dosificación administrada por el dispositivo de inhalador con respecto a la dosificación nominal (es decir, la masa de polvo por dosificación unitaria ubicada en el interior del dispositivo inhalador apropiado antes de la activación). El ED es un parámetro medido experimentalmente y se puede determinar usando el método de USP Sección 601 Aerosoles, Inhaladores De Dosificación Regulada e Inhaladores con forma de Polvo Seco, Uniformidad de Dosificación Administrada, Muestreo de la Dosificación Administrada a partir de Inhaladores de Polvos Seco, convención Pharmacopia de Estados Unidos, Rockville, MD, Revisión 13a, 222-225, 2007. Este método utiliza una configuración de dispositivo in vivo para la dosificación a un paciente mimético.
La expresión "cantidad eficaz", según se usa en el presente documento, se refiere a la cantidad de agente que se requiere para conseguir el efecto deseado, tal como la cantidad que resulta suficiente para aumentar la viscoelasticidad superficial y/o volúmica de la mucosa del tracto respiratorio (por ejemplo, fluido interno de las vías respiratorias), aumentar la formación de gel de la mucosa del tracto respiratorio (por ejemplo, formación de gel superficial o volúmica), aumentar la tensión superficial de la mucosa del tracto respiratorio, aumentar la elasticidad de la mucosa del tracto respiratorio (por ejemplo, elasticidad superficial y/o elasticidad volúmica), aumentar la viscosidad superficial de la mucosa del tracto respiratorio (por ejernplo, j viscosidad superficial y/o viscosidad volúmica), reducir la cantidad de partículas exhaladas, reducir el riesgo de patógenos (por ejemplo, bacterias, virus), reducir los síntomas (por ejemplo, fiebre, tos, estornudos, secreción nasal, diarrea y similares), reducir la frecuencia de infección, reducir la multiplicación de virus o mejorar o evitar el deterioro de la función respiratoria (por ejemplo, i un mayor volumen expiratorio máximo en FEV1 de 1 segundo y/o volumen expiratorio máximo en un FEV1 de 1 segundo como proporción de la capacidad vital máxima FEV1/FVC, reducir la broncoconstricción). La cantidad eficaz actual para uso particular puede variar de acuerdo con el polvo seco particular o la partícula seca, la forma de administración y la edad, peso, estado general I de salud del paciente y gravedad de los síntomas o enfermedad objeto de tratamiento. Se pueden administrar cantidades apropiadas de polvos secos y partículas secas, y el doctor o persona experta en la técnica puede determinar las pautas de dosificación para pacientes particulares en base a estas y otras consideraciones.
La expresión "excipiente aceptable farmacéuticamente" según se usa en el presente documento se refiere a que el excipiente puede ser introducido en los pulmones sin que ello suponga efecto toxicológico adverso importante sobre los pulmones. De manera general, dicho excipiente es denominado como seguro por parte de la Food and Drug Administration de EE.UU. (GRAS).
Polvos secos y partículas secas La invención se refiere a polvos secos respirables y a partículas secas que contienen uno o más cationes de metal divalente, tales como berilio ( e2+), magnesio (Mg2+), calcio (Ca2+), estroncio (Sr2*), bario (Ba2+), radio (Ra2+) o hierro (ion ferroso, Fe2+), como principio activo. De manera general, el catión de metal divalente activo (por ejemplo, calcio) se encuentra presente en los polvos secos y en las partículas secas en forma de sal, que puede ser cristalina o amorfa. De manera opcional, los polvos secos y las partículas secas pueden incluir sales adicionales (por ejemplo, sales monovalentes, tales como sales de i sodio, sales de potasio y sales de litio), agentes terapéuticamente activos o excipientes aceptables farmacéuticamente.
En algunos aspectos, el polvo seco respirables y las partículas secas I contienen uno o más sales de elementos del grupo NA (es decir, una o más sales de berilio, sales de magnesio, sales de calcio, sales de bario, sales de i radio o cualquier combinación de las anteriores). En aspectos más particulares, el polvo seco respirables y las partículas secas contienen una o más sales de calcio, sales de magnesio o cualquier combinación de las anteriores. En realizaciones particulares, el polvo seco respirables y las partículas secas contienen una o más sales de calcio. En otras realizaciones particulares, el polvo seco respirables y las partículas secas contienen una o más sales de magnesio.
Sales de berilio apropiadas incluyen, por ejemplo, fosfato de berilio, acetato de berilio, tartrato de berilio, citrato de berilio, gluconato de berilio, maleato de berilio, succinato de berilio, malato de berilio y sodio, sulfonatx» de alfa bromo alcanfor de berilio, acetilacetonato de berilio, formiato de berilio o cualquier combinación.
Sales de magnesio apropiadas incluyen, por ejemplo, fluoruro de magnesio, cloruro magnesio, bromuro de magnesio, yoduro de magnesio, fosfato de magnesio, sulfato de magnesio, sulfito de magnesio, carbonato de magnesio, óxido de magnesio, nitrato de magnesio, borato de magnesio, acetato de magnesio, citrato de magnesio, gluconato de magnesio, maleato de magnesio, succinato de magnesio, malato de magnesio, taurato de magnesio, i orotato de magnesio, glucinato de magnesio, naftenato de magnesio, acetilacetonato de magnesio, formiato de magnesio, hidróxido de magnesio, estearato de magnesio, hexafluorosilicato de magnesio, salicilato de magnesio cualquiera de sus combinaciones.
Sales de calcio apropiadas incluyen, por ejemplo, cloruro de calcio, sulfato de calcio, lactato de calcio, citrato de calcio, carbonato de calcio, acetáto de calcio, fosfato de calcio, alginito de calcio, estearato de calcio, sorbato de calcio, gluconato de calcio y similares.
Sales de estroncio apropiadas incluyen, por ejemplo, cloruro de estroncio, fosfato de estroncio, sulfato de estroncio, carbonato de estroncio, óxido de estroncio, nitrato de estroncio, acetato de estroncio, tartrato de estroncio, citrato de estroncio, gluconato de estroncio, maleato de estroncio, succinato de estroncio, malato de estroncio, aspartato de estroncio bien su forma L y/o D, fumarato de estroncio, glutamato de estroncio bien en su forma L y/o D, glutarato de estroncio, lactato de estroncio, L-treonato de estroncio, malónato de estroncio, ranelato de estroncio (quelato de metal orgánico), ascorbato de 1 estroncio, butirato de estroncio, clodronato de estroncio, ibandronató de I estroncio, salicilato de estroncio, acetil salicilato de estroncio o cualquiera de sus combinaciones. ' Sales de bario apropiadas incluyen, por ejemplo, hidróxido de bario, fluoro de bario, cloruro de bario, bromuro de bario, yoduro de bario, sulfato de bario, sulfuro de bario (S), carbonato de bario, peróxido de bario, óxido de bario, nitrato de bario, acetato de bario, tartrato de bario, citrato de bario, glucpnato de bario, maleato de bario, succinato de bario, malato de bario, glutamato de bario, oxalato de bario, malónato de bario, naftenato de bario, acetilacetionato de bario, formiato de bario, benzoato de bario, p-t-butilbenzoato de bario, adipato de bario, pimelato de bario, suberato de bario, azelato de bario, i sebacato de bario, ftalato de bario, isoftalato de bario, tereftalato de bario, antranilato de bario, mandelato de bario, salicilato de bario, titanato de bario o cualquiera de sus combinaciones. ¡ Sales de radio apropiadas incluyen, por ejemplo, fluoruro de radio, cloruro de radio, bromuro de radio, yoduro de radio, óxido de radio, nitruro de radio o cualquiera de sus combinaciones.
Sales de hierro apropiadas (ferrosa) incluyen, por ejemplo, sulfato ferroso, óxidos ferrosos, acetato ferroso, citrato ferroso, citrato de amonio ferroso, gluconato ferroso ferroso, oxalato ferroso, fumarato ferroso, maleato ferroso, malato ferroso, lactato ferroso, ascorbato ferroso, eritrobato ferroso, glicérato ferroso, piruvato ferroso o cualquiera de sus combinaciones.
En un aspecto, las partículas secas de la invención son pequeñas y preferentemente densas de catión de metal divalente (por ejemplo, calcio) y son dispersables. Se puede expresar el tamaño de las partículas secas de diferentes formas que resultan convencionales en la técnica, tales como, fracción de partícula fina (FPF), diámetro geométrico mediano volumétrico (VMGD) o diámetro aerodinámico mediano en masa (MMAD). De manera general, las partículas secas de la invención presentan un VMGD medido por i medio de HELOS/RODOS a 1 ,0 bar de aproximadamente 10 pm o menos (por ejemplo, de aproximadamente 0,1 pm a aproximadamente 10 pm). Preferentemente, las partículas secas de la invención presentan un VMGD de aproximadamente 9 pm o menos (por ejemplo, de aproximadamente 0,1 pm a aproximadamente 9 pm), de aproximadamente 8 pm o menos (por ejemplo, de aproximadamente 0,1 pm a aproximadamente 8 pm), de aproximadamente 7 pm o menos (por ejemplo, de aproximadamente 0,1 pm a aproximadamente 7 pm), de aproximadamente 6 pm o menos (por ejemplo, de aproximadamente 0,1 pm a aproximadamente 6 pm), de aproximadamente 5 pm o menos (por ejemplo, menos que aproximadamente 5 pm, de aproximadamente 0,1 pm a aproximadamente 5 pm), de aproximadamente 4 pm o menos (por ejemplo, de 0,1 pm a aproximadamente 4 pm), de aproximadamente 3 pm o menos (por ejemplo, de 0,1 pm a aproximadamente 3 pm), de aproximadamente 2 pm o menos (por ejemplo, de 0,1 pm a aproximadamente 2 pm), de aproximadamente 1 pm o menos (por ejemplo, de 0,1 pm a aproximadamente 1 pm), de aproximadamente 1 pm a aproximadamente 6 pm!, de aproximadamente 1 pm a aproximadamente 5 pm, de aproximadamente 1 pm i a aproximadamente 4 pm, de aproximadamente 1 pm a aproximadamente 3 pm o de aproximadamente 1 pm a aproximadamente 2 pm medido por medio de HELOS/RODOS a 1 ,0 bar. i En otro aspecto, las partículas secas de la invención son grandes y i preferentemente, densas de calcio y son dispersables. De manera general, las partículas secas de la invención presentan un VMGD medido por medio de HELOS/RODOS a 1 ,0 bar de aproximadamente 30 pm o menos (por ejemplo, I de aproximadamente 5 pm a aproximadamente 30 pm). Preferentemente, las partículas secas de la invención presentan un VMGD de aproximadamente 25 pm o menos (por ejemplo, de aproximadamente 5 pm a aproximadamente 25 pm), de aproximadamente 20 pm o menos (por ejemplo, de aproximadamente 5 pm a aproximadamente 20 pm), de aproximadamente 15 pm o menos (por ejemplo, de aproximadamente 5 pm a aproximadamente 15 pm), de aproximadamente 12 pm o menos (por ejemplo, de aproximadamente 5 pm a aproximadamente 12 pm), de aproximadamente 10 pm o menos (por ejemplo, de aproximadamente 5 pm a aproximadamente 10 pm) o de aproximadamente 8 pm o menos (por ejemplo, de 6 pm a aproximadamente 8 pm) medido según HELOS/RODOS a 1 ,0 bar.
Además, tanto si las partículas son pequeñas como sin son grandes, la partículas de la invención son dispersables y presentan ¼ bar y/o 0,5/4 bar de aproximadamente 2,2 o menos (por ejemplo de aproximadamente 1 ,0 a aproximadamente 2,2) o de aproximadamente 2,0 o menos (por ejemplo de aproximadamente 1 ,0 a aproximadamente 2,0). Preferentemente, las partículas secas de la invención presentan ¼ bar y/o 0,/4 bar de aproximadamente 1 ,9 o í menos (por ejemplo de aproximadamente 1 ,0 a aproximadamente 1 ,9), de aproximadamente 1 ,8 o menos (por ejemplo de aproximadamente 1 ,0 a aproximadamente 1,8), de aproximadamente 1 ,7 o menos (por ejemplo de aproximadamente 1,0 a aproximadamente 1 ,7), de aproximadamente ¡1 ,6 o menos (por ejemplo de aproximadamente 1 ,0 a aproximadamente 1 ,6), de aproximadamente 1,5 o menos (por ejemplo de aproximadamente 1 ,0 a aproximadamente 1 ,5), de aproximadamente 1 ,4 o menos (por ejemplo de aproximadamente 1 ,0 a aproximadamente 1 ,4), de aproximadamente ¡1 ,3 o menos (por ejemplo menos que 1 ,3, de aproximadamente 1 ,0 a aproximadamente 1 ,3), de aproximadamente 1 ,2 o menos (por ejemplo de 1 ,0 a aproximadamente 1 ,2), de aproximadamente 1 ,1 o menos (por ejemplo de 1 ,0 a aproximadamente 1 ,1 µ?t?) o las partículas secas de la invención presentan ¼ bar de aproximadamente 1 ,0.
De manera alternativa o además de, las partículas secas respirables de la invención pueden presentar un valor de MMAD de aproximadamente 10 i micrómetros o menos, tal como un valor de MMAD de aproximadamente 0,5 micrómetros a aproximadamente 10 micrómetros. Preferentemente, las partículas secas de la invención presentan un valor de MMAD de aproximadamente 5 micrómetros o menos (por ejemplo de aproximadamente 0,5 micrómetros a aproximadamente 5 micrometros, preferentemente de aproximadamente 1 micrometro a aproximadamente 5 micrometros), de aproximadamente 4 micrómetros o menos (por ejemplo de aproximadamente 1 micrometro a aproximadamente 4 micrómetros), de aproximadamente 3,8 micrómetros o menos (por ejemplo de aproximadamente 1 micrometro a i aproximadamente 3,8 micrómetros), de aproximadamente 3,5 micrómetros o menos (por ejemplo de aproximadamente 1 micrometro a aproximadamente 3,5 micrómetros), de aproximadamente 3,2 micrómetros o menos (por ejemplo de aproximadamente 1 micrometro a aproximadamente 3,2 micrómetros), de aproximadamente 3 micrómetros o menos (por ejemplo de aproximadamente 1 micrometro a aproximadamente 3,0 micrómetros), de aproximadamente 2,8 micrómetros o menos (por ejemplo de aproximadamente 1 micróm tro a aproximadamente 2,8 micrómetros), de aproximadamente 2,2 micrómetros o menos (por ejemplo de aproximadamente 1 micrometro a aproximadamente 2,2 micrómetros), de aproximadamente 2,0 micrómetros o menos (por ejemplo dé aproximadamente 1 micrometro a aproximadamente 2,0 micrómetros)1 o de aproximadamente 1 ,8 micrómetros o menos (por ejemplo de aproximadamente 1 micrometro a aproximadamente 1 ,8 micrómetros).
De manera alternativa o además de, los polvos secos respirables y las partículas secas de la invención pueden presentar un valor de FPF de menos que 5,6 micrómetros (FPF< 5,6 prn) de al menos aproximadamente 20 %, de al menos aproximadamente 30 %, de al menos 40 %, preferentemente de al menos aproximadamente 45 %, de al menos aproximadamente 50 %, de al menos aproximadamente 55 %, de al menos aproximadamente 60 %, de al menos aproximadamente 65 % o de al menos aproximadamente 70 %.
De manera alternativa o además de, los polvos secos y las partípulas secas de la invención presentan un valor de FPF de menos que 5,0 micrómetros (FPF_TD< 5,0 pm) de al menos aproximadamente 20 %, de al menos aproximadamente 30 %, de al menos aproximadamente 45 %, preferentemente de al menos aproximadamente 40 %, de al menos aproximadamente 45 %, de al menos aproximadamente 50 %, de al menos aproximadamente 60 %, de al menos aproximadamente 65 % o de al menos aproximadamente 70 %. De manera alternativa o además de, los polvos secos y las partículas secas de la invención presentan un valor de FPF de meno? que 5,0 micrómetros de la dosificación emitida (FPF_ED< 5,0 µ??) de al menos aproximadamente 45 %, preferentemente de al menos aproximadamente 50 %, de al menos aproximadamente 60 %, de al menos aproximadamente 65 %, de al menos aproximadamente 70 %, de al menos aproximadamente 75 %, de al menos aproximadamente 80 % o de al menos aproximadamente 85 %. De manera alternativa o además de, los polvos secos y las partículas secas de la invención pueden presentar un valor de FPF de menos que aproximadamente 3,4 micrómetros (FPF<3,4 pm) de al menos aproximadamente 20 %, preferentemente de al menos aproximadamente 25 %, de al menos aproximadamente 30 %, de al menos aproximadamente 35 %, de al menos aproximadamente 40 %, de al menos aproximadamente 45 %, de al menos aproximadamente 50 % o de al menos aproximadamente 55 %.
De manera alternativa o además de, los polvos secos respirables y las partículas secas de la invención presentan una densidad aparente después de vibración de aproximadamente 0,1 g/cm3 a aproximadamente 1 ,0 g/cm3!. Por ejemplo, las partículas secas dispersables presentan una densidad apa'rente tras vibración de aproximadamente 0,1 g/cm3 a aproximadamente 0,9 g/cm3, de aproximadamente 0,2 g/cm a aproximadamente 0,9 g/cm , de aproximadamente 0,2 g/cm3 a aproximadamente 0,9 g/cm3, de aproximadamente 0,3 g/cm3 a aproximadamente 0,9 g/cm3, de aproximadamente 0,4 g/cm3 a aproximadamente 0,9 g/cm3,¡ de aproximadamente 0,5 g/cm3 a aproximadamente 0,9 g/cm3,í de aproximadamente 0,5 g/cm3 a aproximadamente 0,8 g/cm3, mayor que aproximadamente 0,4 g/cc, mayor que aproximadamente 0,5 g/cc, mayor que aproximadamente 0,6 g/cc, mayor que aproximadamente 0,7 g/cc, de aproximadamente 0,1 g/cm3 a aproximadamente 0,8 g/cm3, de aproximadamente 0,1 g/cm3 a aproximadamente 0,7 g/cm3, de aproximadamente 0,1 g/cm3 a aproximadamente 0,6 g/cm3, de aproximadamente 0,1 g/cm3 a aproximadamente 0,5 g/cm3, de aproximadamente 0,1 g/cm3 a aproximadamente 0,4 g/cm de aproximadamente 0,1 g/cm3 a aproximadamente 0,3 g/cm3, menos que 0,3 g/cm3. En una realización preferida, la densidad aparente tras vibración es mayor que aproximadamente 0,4 g/cc. En otra realización preferida, la densidad aparente tras vibración es mayor que aproximadamente 0,5 g/cc. De manera alternativa, la densidad aparente tras vibración es menor que aproximadamente 0,4 g/cc.
De manera alternativa o además de, los polvos secos respirables y las partículas de la invención pueden presentar un contenido de agua p de disolvente menor que aproximadamente 15 % en peso de la partícula 'seca respirable. Por ejemplo, las partículas secas respirables de la invención pueden presentar un contenido de agua o de disolvente menor que aproximadamente i 15 % en peso, menor que aproximadamente 13 % en peso, menor que aproximadamente 11 ,5 % en peso, menor que aproximadamente 10 % en peso, menor que aproximadamente 9 % en peso, menor que aproximadamente 8 % en peso, menor que aproximadamente 7 % en peso, menori que aproximadamente 6 % en peso, menor que aproximadamente 5 % en peso, menor que aproximadamente 4 % en peso, menor que aproximadamenté 3 % en peso, menor que aproximadamente 2 % en peso, menor que aproximadamente 1 % en peso o que sea anhidro. Las partículas secas respirables de la invención pueden presentar un contenido de agua o de disolvente menor que aproximadamente 6 % y mayor que aproximadamente 1 %, menor que aproximadamente 5,5 % y mayor que aproximadamente 1 ,5 %, menor que aproximadamente 5 % y mayor que aproximadamente 2 %, aproximadamente 2 %, aproximadamente 2,5 %, aproximadamente 3 %, aproximadamente 3,5 %, aproximadamente 4 %, aproximadamente 4,5 %, aproximadamente 5 %.
Como se describe en el presente documento, las partículas secas respirables de la invención contienen uno o más cationes de metal divalente (por ejemplo, calcio (Ca2+)) como principio activo que generalmente se encuentra presente en forma de sal (por ejemplo, cristalina y/o amorfa). Sales de calcio apropiadas que pueden estar presentes en las partículas secas respirables de la invención incluyen, por ejemplo, cloruro de calcio, sulfato de j calcio, lactato de calcio, citrato de calcio, carbonato de calcio, acetato de calcio, fosfato de calcio, alginito de calcio, estearato de calcio, sorbato de calcio, gluconato de calcio y similares. En determinados aspectos preferidos, el polvo seco o las partículas secas de la invención no contienen fosfato de calcio, carbonato de calcio, alginato de calcio, estearato de calcio o gluconato de calcio. En otro aspecto preferido, el polvo seco o las partículas secas de la i invención incluyen citrato de calcio, lactato de calcio, cloruro de calcio, sulfato de calcio o cualquier combinación de estas sales. En otro aspecto preferido, el polvo seco o las partículas secas incluyen citrato de calcio, lactato de calcio o cualquier combinación de estas sales. Si se desea, las partículas secas respirables de la invención contienen una sal de catión de metal divalente (por ejemplo, una sal de calcio) y además contienen una o más sales adicionales, tales como una o más sales no tóxicas de los elementos sodio, potasio, magnesio, calcio, aluminio, silicio, escandio, titanio, vanadio, cromo, cobalto, níquel, cobre, manganeso, cinc, estaño, plata y similares. Preferentemente, las partículas secas contienen al menos una sal de calcio y al menos una sal de catión monovalente (por ejemplo, sal de sodio).
Sales de sodio apropiadas que pueden estar presentes en la partículas de polvo seco respirables de la invención incluyen, por ejemplo, cloruro de sodio, citrato de sodio, sulfato de sodio, lactato de sodio, acetato de sodio, bicarbonato de sodio, carbonato de sodio, estearato de sodio, ascorbato de sodio, benzoato de sodio, bifosfato de sodio, fosfato de sodio, bisulfito de sodio, borato de sodio, gluconato de sodio, metasilicato de sodio y similares. En un aspecto preferido, los polvos secos y las partículas secas incluyen cloruro de sodio, citrato de sodio, lactato de sodio, sulfato de sodio o cualquiera eje las combinaciones de estas sales.
Sales de litio apropiadas incluyen, por ejemplo, cloruro de litio, bromuro de litio, carbonato de litio, nitrato de litio, sulfato de litio, acetato de litio, lactáto de litio, citrato de litio, aspartato de litio, gluconato de litio, malato d^ litio, ascorbato de litio, orotato de litio, succinato de litio o y sus combinaciones.
Sales de potasio apropiadas incluyen, por ejemplo, cloruro de pptasio, bromuro de potasio, yoduro de potasio, bicarbonato de potasio, nitrito de potasio, persulfato de potasio, sulfito de potasio, bisulfito de potasio, fosfáto de potasio, acetato de potasio, citrato de potasio, glutamato de potasio, guanilato de dipotasio, gluconato de potasio, malato de potasio, ascorbato de potasio, sorbato de potasio, succinato de potasio, tartrato de sodio y potasio y cualquiera de sus combinaciones.
Las sales de metal divalente preferidas (por ejemplo, sales de calcio) presentan una o preferentemente dos o más de las siguientes características: (i) se pueden procesar en el interior de una partícula seca respirable, (ii) poseen estabilidad físico-química suficiente en forma de polvo seco para facilitar la producción de un polvo que sea dispersable y físicamente estable en un intervalo de condiciones, que incluyen la exposición a humedad elevada, (iii) experimentan disolución rápida tras deposición en los pulmones, por ejemplo, se puede disolver la mitad de la masa del catión de metal divalente en menos que 30 minutos, menos que 15 minutos, menos que 5 minutos, menos que 2 minutos, menos que 1 minutos o menos que 30 segundos, y (iv) no poseen propiedades que puedan dar lugar a una baja tolerancia o a episodios adversos, tales como un calor de disolución importante exotérmico o endotérmico (??), por ejemplo, un ?? menor que aproximadamente -10 kcal/mol o mayor que aproximadamente 10 kcal/mol. Además, un ?? preferido I se encuentra entre aproximadamente - 9 kcal/mol y aproximadamente 9 kcal/mol, entre aproximadamente -8 kcal/mol y aproximadamente 8 kcal/mol, entre aproximadamente -7 kcal/mol y aproximadamente 7 kcal/mol, entre aproximadamente -6 kcal/mol y aproximadamente 6 kcal/mol, entre aproximadamente -5 kcal/mol y aproximadamente 5 kcal/mol, entre aproximadamente -4 kcal/mol y aproximadamente 4 kcal/mol, entre aproximadamente -3 kcal/mol y aproximadamente 3 kcal/mol, entre aproximadamente - 2 kcal/mol y aproximadamente 2 kcal/mol, entre aproximadamente - 1 kcal/mol y aproximadamente 1 kcal/mól, o aproximadamente 0 kcal/mol.
Con respecto a la velocidad de disolución tras la deposición del polvo seco o de las partículas en los pulmones, como alternativa a la tapida disolución de las partículas en los pulmones, la sal de metal divalente experimenta disolución apropiada tras deposición. El período de disolución prolongada, en un aspecto, se encuentra en la escala de tiempo de minutos, por ejemplo se puede liberar la mitad del catión de la sal de metal divalente a partir de la partícula en más que aproximadamente 30 minutos o más que aproximadamente 45 minutos. En otro aspecto, el período de disolución prolongada se encuentra en la escala de tiempo de horas, por ejemplo se puede liberar la mitad de la sal de metal divalente en más que aproximadamente 1 hora, más que aproximadamente 1 ,5 horas, más que aproximadamente 2 horas, más que aproximadamente 4 horas, más que aproximadamente 8 horas o más que aproximadamente 12 horas. En otro aspecto, la disolución sostenida es durante un período de un día o dos días.
Las sales de catión de metal divalente apropiadas (por ejemplo, sales de calcio) pueden presentar las características de solubilidad deseadas. En general, se prefieren sales de catión de metal divalente altamente o moderadamente solubles (por ejemplo, sales de calcio). Por ejemplo, las sales de catión de metal divalente apropiadas (por ejemplo, sales de calcio) que se encuentran presentes en las partículas secas respirables y en los polvos secos pueden presentar una solubilidad en agua destilada a temperatura ampíente (20-30 °C) y 1 bar de al menos aproximadamente 0,4 g/l, al menos aproximadamente 0,85 g/l, al menos aproximadamente 0,90 g/l, al menos aproximadamente 0,95 g/l, al menos aproximadamente 1 ,0 g/l, al menos aproximadamente 2,0 g/l, al menos aproximadamente 5,0 g/l, al menos aproximadamente 6,0 g/l, al menos aproximadamente 10,0 g/l, al menos aproximadamente 20 g/l, al menos aproximadamente 50 g/l, al menos aproximadamente 90 g/l, al menos aproximadamente 120 g/l, al menos aproximadamente 500 g/l, al menos aproximadamente 700 g/l o al menos aproximadamente 1000 g/l. Preferentemente, la sal de catión de metal I divalente presenta una solubilidad mayor que aproximadamente 0,90 g/l, mayor que aproximadamente 2,0 g/l.o mayor que aproximadamente 90 g/l.
Las partículas secas y los polvos secos de la invención se pueden preparar, si se desea, de manera que contengan sales de catión de metal divalente (por ejemplo, sales de calcio) que no sean altamente solubles en agua. Según se describe en el presente documento, dichas partículas sebeas y polvos secos se pueden preparar usando una materia prima de una sal diferente, más soluble y permitir el intercambio del anión con el fin de producir las sales de catión de metal divalente deseadas (por ejemplo, sal de calcio) antes de o de manera simultánea con el secado por pulverización. ! Los polvos secos y las partículas de la invención pueden contener un elevado porcentaje del ingrediente activo (por ejemplo, catión de metal divalente (por ejemplo, calcio)) en la composición y ser densos en cuanto a catión de metal divalente. Las partículas secas pueden contener 3 % o más, 5 % o más, 10 % o más, 15 % o más, 20 % o más, 25 % o más, 30 % o más, 35 % o más, 40 % o más, 50 % o más, 60 % o más, 70 % o más, 75 % o más, 80 % o más, 85 % o más, 90 % o más o 95 % o más del principio activo.
Resulta ventajoso cuando la sal de catión de metal divalente (por ejemplo, sal de calcio) se disocia para proporcionar dos o más moles de catión de metal divalente (por ejemplo, Ca2+) por mol de sal. Dichas sales se pueden usár para producir polvos secos respirables y partículas secas que son densas en cuanto a catión de metal divalente (por ejemplo, calcio). Por ejemplo, un mol de citrato de calcio proporciona tres moles de Ca2+ tras disolución. De manera general, i también se prefiere que la sal de catión de metal divalente (por ejemplo, sal de i calcio) sea una sal con bajo peso molecular y/o contenga aniones de bajo peso molecular. Las sales de catión de metal divalente de bajo peso molecular, tales como las sales de calcio que contienen aniones de calcio y los aniones de bajo peso molecular, son densas en cuanto a catión divalente (por ejemplo, Ca2+) con respecto a las sales de alto peso molecular y a sales que contienen aniones de elevado peso molecular. De manera general, se prefiere que la sal de catión de metal divalente (por ejemplo, sal de calcio) presente un : peso molecular menor que aproximadamente 1000 g/mol, menor , que aproximadamente 950 g/mol, menor que aproximadamente 900 g/mol, menor que aproximadamente 850 g/mol, menor que aproximadamente 800 g/mol, menor que aproximadamente 750 g/mol, menor que aproximadamente 700 g/mol, menor que aproximadamente 650 g/mol, menor que aproximadamente 600 g/mol, menor que aproximadamente 550 g/mol, menor : que aproximadamente 510 g/mol, menor que aproximadamente 500 g/mol, menor que aproximadamente 450 g/mol, menor que aproximadamente 400 g/mol, menor que aproximadamente 350 g/mol, menor que aproximadamente 300 g/mol,, menor que aproximadamente 250 g/mol, menor que aproximadamente 200 g/mol, menor que aproximadamente 150 g/mol, menor que aproximadamente 125 g/mol, o menor que aproximadamente 100 g/mol.
Además o de manera alternativa, generalmente se prefiere que el catión de metal divalente (por ejemplo, ión de calcio) contribuya con una parte importante del peso con respecto al peso total de la sal de catión de metal divalente.
Generalmente, se prefiere que el catión de metal divalente (por ejemplo, ión de calcio) contribuya al menos 10 % de la sal total, al menos 16 %, al menos 20 %, al menos 24,5 %, al menos 26 %, al menos 31 %, al menos 35 % o al menos 38 % del peso de la sal total de catión de metal divalente (por ejemplo, sal de calcio).
De manera alternativa o además de, las partículas secas respirableslde la invención pueden incluir una sal de catión de metal divalente apropiad^ (por I ejemplo, sal de calcio) que proporciona un catión de metal divalente (Ca ), en la que la proporción en peso de catión de metal divalente (por ejemplo, ion de calcio) con respecto al peso total de dicha sal se encuentra entre 0,1 y aproximadamente 0,5. Por ejemplo, la proporción en peso de catión de metal divalente (por ejemplo, ión de calcio) con respecto al peso total de dicha sal se encuentra entre aproximadamente 0,15 y aproximadamente 0,5, entre aproximadamente 0,18 y aproximadamente 0,5, entre aproximadamente 0,2 y aproximadamente 0,5, entre aproximadamente 0,25 y aproximadamente 0,5, entre aproximadamente 0,27 y aproximadamente 0,5, entre aproximadamente 0,3 y aproximadamente 5, entre aproximadamente 0,35 y aproximadamente 0,5, entre aproximadamente 0,37 y aproximadamente 0,5 o entre aproximadamente 0,4 y aproximadamente 0,5.
De manera alternativa o además de, las partículas secas respirables de la invención pueden contener una sal de catión de metal divalente (por ejemplo, sal de calcio) que proporciona el catión divalente (por ejemplo, Ca2+) en una cantidad de al menos aproximadamente 5 % en peso de partículas secas respirables. Por ejemplo, las partículas secas respirables de la invención pueden incluir una sal de catión de metal divalente (por ejemplo, sal de calcio) que proporciona un catión divalente (por ejemplo Ca2+) en una cantidad de al menos aproximadamente 7 % en peso, de al menos aproximadamente 10 % en peso, de al menos aproximadamente 11 % en peso, de al menos aproximadamente 12 % en peso, de al menos aproximadamente 13 % en peso, de al menos aproximadamente 14 % en peso, de al menos aproximadamente 15 % en peso, de al menos aproximadamente 17 % en peso, de al menos aproximadamente 20 % en peso, de al menos aproximadamente 25 % en peso, de al menos aproximadamente 30 % en peso, de al menos aproximadamente 35 % en peso, de al menos aproximadamente 40 % en peso, de al menos aproximadamente 45 % en peso, de al menos aproximadamente 50 % en peso, de al menos aproximadamente 55 % en peso, de al menos aproximadamente 60 % en peso, de al menos aproximadamente 65 % en peso o de al ríñenos aproximadamente 70 % en peso de partículas secas respirables.
De manera alternativa o además de, las partículas secas respirables de la invención pueden contener una sal de catión de metal divalente que proporcione un catión de metal divalente (por ejemplo, Ca2+, Be2+, Mg2+, Sr2*, Ba2+, Fe +) en una cantidad de al menos aproximadamente 5 % en peso de las partículas secas respirables y también puede contener una sal monovalente (por ejemplo, sal de sodio, sal de litio, sal de potasio) que proporcione un catión monovalente (por ejemplo, Na+, L¡+, K+) en una cantidad de al menos 3 en peso de las partículas secas respirables. Por ejemplo, las partículas secas respirables de la invención pueden incluir una sal de catión de metal divalente (por ejemplo, sal de calcio) que proporcione un catión divalente (por ejemplo, Ca2+) en una cantidad de al menos aproximadamente 7 % en peso, de al i menos aproximadamente 10 % en peso, de al menos aproximadamente 11 % en peso, de al menos aproximadamente 12 % en peso, de al menos aproximadamente 13 % en peso, de al menos aproximadamente 14 % en peso, de al menos aproximadamente 15 % en peso, de al menos aproximadamente 17 % en peso, de al menos aproximadamente 20 % en peso, de al menos aproximadamente 25 % en peso, de al menos aproximadamente 30 % en peso, de al menos aproximadamente 35 % en peso, de al menos aproximadamente 40 % en peso, de al menos aproximadamente 45 % en peso, de al menos aproximadamente 50 % en peso, de al menos aproximadamente 55 % en peso, de al menos aproximadamente 60 % en peso, de al menos aproximadamente 65 % en peso o de al menos aproximadamente 70 % en peso de partículas secas respirables; y además puede contener una sal de sodio monovalente que proporcione un anión monovalente (Na+) en una cantidad de de al menos aproximadamente 3 %, de al menos aproximadamente 4 %, de al menos aproximadamente 5 %, de al menos aproximadamente 6 %, de al menos aproximadamente 7 %, de al menos aproximadamente 8 %, de al menos aproximadamente 9 %, de al menos aproximadamente 10 %, de al menos aproximadamente 11 %, de al menos aproximadamente 12 %, de al menos aproximadamente 14 %, de al menos aproximadamente 16 %, de al menos aproximadamente 18 %, de al menos aproximadamente 20 %, de al menos aproximadamente 22 %, de al menos aproximadamente 25 %, de al menos aproximadamente 27 %, de al menos aproximadamente 29 %, de al menos aproximadamente 32 %, de al menos aproximadamente 35 %, de al menos aproximadamente 40 %, de al menos aproximadamente 45 %, de al menos aproximadamente 50 % o de al menos aproximadamente 55 % en peso de partículas secas respirables.
De manera alternativa o además de, las partículas secas respirables de la invención contienen una sal de catión de metal divalente y una sal de catión monovalente, en la que el catión divalente, como componente de una o más sales, se encuentra presente en una cantidad de al menos 5 % en peso de partículas secas, y la proporción en peso de catión divalente con respecto a catión monovalente es de aproximadamente 50:1 (es decir, de aproximadamente 50 con respecto a aproximadamente 1 ) hasta aproximadamente 0,1 :1 (es decir, de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 1 ). La proporción en peso de catión de metal divalente con respecto a catión monovalente está basada en la cantidad de catión de metal divalente y catión de metal monovalente que se encuentran presentes en la sal de catión de metal divalente y sales monovalentes, respectivamente, que se encuentran presentes en las partículas secas. En ejemplos particulares, la proporción en peso de catión de metal divalente con respecto a catión de metal monovalente es de aproximadamente 0,2:1 , de aproximadamente 0,3:1 , de aproximadamente 0,4:1 , de aproximadamente 0,5:1, de aproximadamente 0,6:1 , de aproximadamente 0,7:1, de aproximadamente 0,8:1 , ¡ de aproximadamente 0,86:1 , de aproximadamente 0,92:1 , de aproximadamente 1 :1 , de aproximadamente 1 ,3:1 , de aproximadamente 2:1 , de aproximadamente 5:1 , de aproximadamente 10:1 , de aproximadamente 15:1 , de I aproximadamente 20:1 , de aproximadamente 25:1 , de aproximadamente 30:1, de aproximadamente 35:1 , de aproximadamente 40:1 , de aproximadamente 45:1 o de aproximadamente 50:1 , de aproximadamente 20:1 a aproximadamente 0,1 :1 , de aproximadamente 15:1 a aproximadamente 0,1 :1, de aproximadamente 10:1 a aproximadamente 0,1 :1 o de aproximadamente 5:1 a aproximadamente 0,1 :1.
De manera alternativa o además de, las partículas secas respirables de la invención pueden contener una sal de catión de metal divalente y una sal de catión monovalente, en la que la sal de catión de metal divalente y la sal de catión monovalente contienen cloruro, lactato, citrato o sulfato como contra ión, y la proporción de catión de metal divalente (por ejemplo, Ca2+, Be2+, ; Mg2+, Sr2*, Ba2+, Fe2+) con respecto a catión monovalente (por ejemplo, Na+, Li^, K+) mol:mol es de aproximadamente 50:1 (es decir de aproximadamente 50 a aproximadamente 1 ) hasta aproximadamente 0,1:1 (es decir, de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 1). La proporción molar de catión de metal divalente con respecto a catión monovalente, está basada en la cantidad de catión de metal divalente y de catión monovalente presentes en la sal de catión divalente y en la sal de catión monovalente, respectivamente, que se Í encuentran presentes en las partículas secas. Preferentemente, el catión de metal divalente, como componente de una o más sales de catión de ijnetal divalente, se encuentra presente en una cantidad de al menos 5 % en peso de la partícula seca respirable. En ejemplos particulares, el catión de metal divalente y el catión de metal monovalente se encuentran presentes e¡n las partículas secas respirables en una proporción en moles de aproximadamente 8,0:1 , de aproximadamente 7,5:1 , de aproximadamente 7,0:1, de aproximadamente 6,5:1 , de aproximadamente 6,0:1 , de aproximadamente 5,5:1 , de aproximadamente 5,0:1 , de aproximadamente 4,5:1 - de I aproximadamente 4,0:1 , de aproximadamente 3,5:1 , de aproximadamente 3,0:1 , de aproximadamente 2,5:1 , de aproximadamente 2,0:1 ¡ de aproximadamente 1,5:1 , de aproximadamente 1 ,0:1 , de aproximadamente 0,77:1 , de aproximadamente 0,65:1 , de aproximadamente 0,55:1 , de aproximadamente 0,45:1 , de aproximadamente 0,35:1 , de aproximadamente 0,25:1 o de aproximadamente 0,2:1 , de aproximadamente 8,0:1 a aproximadamente 0,55:1 , de aproximadamente 7,0:1 a aproximadamente I 0,55:1 , de aproximadamente 6,0:1 a aproximadamente 0,55:1 , de aproximadamente 5,0:1 a aproximadamente 0,55:1 , de aproximadamente 4,0:1 a aproximadamente 0,55:1 , de aproximadamente 3,0:1 a aproximadamente 0,55:1 , de aproximadamente 2,0:1 a aproximadamente 0,55:1 o de aproximadamente 1 ,0:1 a aproximadamente 0,55:1.
Las partículas secas respirables preferidas pueden contener al menos una sal de calcio que se escoge entre el grupo que consiste en lactato de calcio, citrato de calcio, sulfato de calcio y cloruro de calcio, y también pueden contener cloruro de sodio.
El citrato de calcio, sulfato de calcio y lactato de calcio poseen solubilidad acuosa suficiente para permitir su procesado en polvos secos respirables por medio de secado por pulverización y para facilitar su disolución tras deposición en los pulmones, poseen incluso un carácter higroscópico suficientemente bajo como para permitir la producción de polvos secos con unos contenidos totales elevados de sal de calcio que sean relativamente estables desde el punto de I vista físico tras exposición a humedad normal y elevada. El citrato de calcio, sulfato de calcio y lactato de calcio también presentan un calor de disolución considerablemente más bajo que el cloruro de calcio, lo que resulta beneficioso para la administración al tracto respiratorio, y los iones citrato, sulfato y lactato son seguros y aceptables desde el punto de vista de su inclusión en las composiciones farmacéuticas.
Por consiguiente, además de cualquier combinación de las características y de las propiedades descritas en el presente documento, las partículas respirables secas de la invención pueden contener una o más sales en una cantidad total de al menos aproximadamente 51 % en peso de las partículas secas respirables; en las que cada uno de las una o más sales consiste de manera independiente en un catión que se escoge entre el grupo formado por calcio y sodio y un anión que se escoge en el grupo formado por ¡actato (C3H5O3"), cloruro (CI"), citrato (C6H507") y sulfato (S042"), con la condición de que al menos una de las sales sea una sal de calcio. Por ejemplo, las partículas secas respirables de la invención pueden incluir una o más de las sales en una cantidad total de al menos aproximadamente 55 %, al menos aproximadamente 60 %, al menos aproximadamente 65 %, al menos aproximadamente 70 %, al menos aproximadamente 75 %, al menos aproximadamente 80 %, al menos aproximadamente 85 %, al menos aproximadamente 90 %, al menos aproximadamente 91 %, al menos aproximadamente 92 % o al menos aproximadamente 95 % en peso de las I partículas secas respirables. , De manera alternativa o además de, las partículas secas respirables; de la invención pueden contener una sal de calcio y una sal de sodio, en las que el catión de calcio, como componente de una o más de las sales de calcio, se encuentra presente en una cantidad de al menos 5 % en peso de la partícula seca, y la proporción en peso de ión de calcio con respecto a ión de sodio es de aproximadamente 50:1 (es decir, de aproximadamente 50 a aproximadamente 1 ) hasta aproximadamente 0,1 :1 (es decir, de aproximadamente 0,1 hasta aproximadamente 1). La proporción en peso de ión de calcio con respecto a ión de sodio, está basada en la cantidad de ión de calcio y de ión de sodio que se encuentran presentes en la sal de calcio y en las sales de sodio, respectivamente, que se encuentran presentes en la partícula seca. En ejemplos particulares, la proporción en peso de ión de calcio con respecto a ión de sodio es de aproximadamente 0,2:1 , de aproximadamente 0,3:1 , de aproximadamente 0,4:1 , de aproximadamente 0,5:1 , de aproximadamente 0,6:1 , de aproximadamente 0,7:1 , de aproximadamente 0,8:1 , de aproximadamente 0,86:1 , de aproximadamente 0,92:1 , de aproximadamente 1 :1 , de aproximadamente 1 ,3:1 , de I aproximadamente 2:1 , de aproximadamente 5:1 , de aproximadamente 10:|1 , de aproximadamente 15:1 , de aproximadamente 20:1 , de aproximadamente 25:1 , de aproximadamente 30:1 , de aproximadamente 35:1 , de aproximadaniiente 40:1 , de aproximadamente 45:1 o de aproximadamente 50:1 , de aproximadamente 20:1 a aproximadamente 0,1 :1 , de aproximadamente 1,5:1 a aproximadamente 0,1 :1 , de aproximadamente 10:1 a aproximadamente 0j1 :1 o de aproximadamente 5:1 a aproximadamente 0,1 :1.
De manera alternativa o además de, las partículas secas respirables de la invención pueden contener una sal de calcio y una sal de sodio, en la que ¡la sal de calcio y la sal de sodio contienen cloruro, lactato, citrato o sulfato como contra ión, y la proporción de calcio con respecto a sodio mol:mol és de aproximadamente 50:1 (es decir de aproximadamente 50 a aproximadamente 1 ) hasta aproximadamente 0,1 :1 (es decir, de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 1 ). La proporción molar de calcio con respecto a sodio, está basada en la cantidad de calcio y de sodio presentes en la sal de calcio y en la sal de sodio, respectivamente, que se encuentran presentes en la partícula seca. Preferentemente, el calcio, como componente de una o más sales de calcio, se encuentra presente en una cantidad de al menos 5 % en peso de la partícula seca respirable. En ejemplos particulares, el calcio y el sodio se encuentran presentes en las partículas secas respirables en una proporción en moles de aproximadamente 8,0:1 , de aproximadamente 7,5:1 , de aproximadamente 7,0:1 , de aproximadamente 6,5:1 , de aproximadamente I 6,0:1 , de aproximadamente 5,5:1, de aproximadamente 5,0:1 , de i aproximadamente 4,5:1 , de aproximadamente 4,0:1 , de aproximadar iente 3,5:1 , de aproximadamente 3,0:1 , de aproximadamente 2,5:1 ,: de aproximadamente 2,0:1 , de aproximadamente 1 ,5:1, de aproximadamente 1 ,0:1 , de aproximadamente 0,77:1 , de aproximadamente 0,65:1 ¡ de aproximadamente 0,55:1 , de aproximadamente 0,45:1 , de aproximadamente 0,35:1 , de aproximadamente 0,25:1 o de aproximadamente 0,2:1 , de aproximadamente 8,0:1 a aproximadamente 0,55:1 , de aproximadamente 7,0:1 a aproximadamente 0,55:1 , de aproximadamente 6,0:1 a aproximadamente 0,55:1 , de aproximadamente 5,0:1 a aproximadamente 0,55:1 j de aproximadamente 4,0:1 a aproximadamente 0,55:1 , de aproximadamente 3,0:1 a aproximadamente 0,55:1 , de aproximadamente 2,0:1 a aproximadamente 0,55:1 o de aproximadamente ,0:1 a aproximadamente 0,55:1.
Si se desea, las partículas secas respirables descritas en el presente documento pueden incluir un vehículo aceptables fisiológicamente o farmacéuticamente o un excipiente. Por ejemplo, el excipiente aceptable farmacéuticamente incluye cualquiera de carbohidrato estándar, alcohol de azúcar y vehículos de aminoácido que son conocidos en la técnica como excipientes útiles para la terapia de inhalación, bien solos o en cualquiera combinación deseada. De manera general, estos excipientes son partículas que fluyen de forma considerablemente libre, que no experimentan espesado o polimerización tras contacto con el agua, que son inocuos desde el punto de vista toxicológico cuando son inhalados como polvos dispersado y que no interactúan de manera considerable con el principio activo de manera que se produzca un efecto negativo sobre la acción fisiológica deseada de las sales de la invención. Los excipientes de carbohidrato que resultan útiles a este respecto incluyen mono- y polisacáridos. Monosacáridos representativos incluyen excipientes de carbohidrato tales como dextrosa (en forma anhidra y de monohidrato; también denominada glucosa y glucosa monohidratada), galactosa, manitol, D-manosa, sorbosa y similares. Disacáridos representativos incluyen lactosa, maltosa, sacarosa, trehalosa y similares. Trisacáridos representativos incluyen rafinosa y similares. Si se desea, se pueden usar¡ otros excipientes de carbohidrato que incluyen maltodextrina y ciclodextrinas tales como, 2-hidroxipropil-beta-ciclodextrina. Alcoholes de azúcar representativos incluyen manitol, sorbitol y similares . ' Excipientes de aminoácido apropiados incluyen cualquiera de los aminoácidos de origen natural que forman un polvo mediante técnicas estándar de procesado farmacéutico e incluyen los aminoácidos no polares (hidrófobos) y los aminoácidos polares (no cargados, positivamente cargados o negativamente cargados), tales como aminoácidos que son de Calidad farmacéutica y generalmente son denominados seguros (GRAS) por parte de la Food and Drug Administration de EE.UU. Ejemplos representativos de aminoácidos no polares incluyen, alanina, isoleucina, leucina, metionina, fenilalanina, prolina, triptófano y valina. Ejemplos representativos de aminoácidos no cargados y polares incluyen cisteína, glicina, glutamina, sérina, treonina y tirosina. Ejemplos representativos de aminoácidos cargados positivamente y polares incluyen arginina, histidina y lisina. Ejemplos representativos de aminoácidos cargados negativamente incluyen ácido aspártico y ácido glutámico. De manera general, estos aminoácidos se encuentran disponibles a partir de fuentes comerciales que proporcionan I productos de calidad farmacéutica tales como Aldrich Chemical Company, Inc., Milwaukee, Wis o Sigma Chemical Company, St. Louis, Mo.
Los excipientes de aminoácido preferidos, tales como aminoácido hidrófobo de leucina, pueden estar presentes en las partículas secas de la invención en una cantidad de aproximadamente 50 % o menos en peso de las partículas secas respirables. Por ejemplo, las partículas secas respirables de la invención pueden contener el aminoácido de leucina en una cantidad de aproximadamente 5 % a aproximadamente 30 % en peso, de aproximadamente 10 % a aproximadamente 20 % en peso, de aproximadamente 5 % a aproximadamente 20 % en peso, de aproximadamente 45 % o menos en peso, de aproximadamente 40 % o menos en peso, de aproximadamente 35 % o menos en peso, de aproximadamente 30 % o menos en peso, de aproximadamente 25 % o menos en peso, de aproximadamente 20 % o menos en peso, de aproximadamente 18 % o menos en peso, de aproximadamente 16 % o menos en peso, de aproximadamente 15 % o menos en peso, de aproximadamente 14 % o menos en peso, de aproximadamente 13 % o menos en peso, de aproximadamente 12 % o menos en peso, de aproximadamente 11 % o menos en peso, de aproximadamente 10 I % o menos en peso, de aproximadamente 9 % o menos en pesó, de aproximadamente 8 % o menos en peso, de aproximadamente 7 % o menos en peso, de aproximadamente 6 % o menos en peso, de aproximadamente 5 % o menos en peso, de aproximadamente 4 % o menos en peso1, de aproximadamente 3 % o menos en peso, de aproximadamente 2 % o menos en peso o de aproximadamente 1 % o menos en peso.
Pueden estar presentes excipientes de carbohidrato preferidos, , tales como maltodextrina y manitol, en las partículas secas de la invención en una cantidad de aproximadamente 50 % o menos en peso de las partículas secas respirables. Por ejemplo, las partículas secas respirables de la invención pueden contener maltodextrina en una cantidad de aproximadamente 45 % o menos en peso, de aproximadamente 40 % o menos en peso, 1 de i aproximadamente 35 % o menos en peso, de aproximadamente 30 % o m I enos en peso, de aproximadamente 25 % o menos en peso, de aproximadamente 20 % o menos en peso, de aproximadamente 18 % o menos en peso, de aproximadamente 16 % o menos en peso, de aproximadamente 15 % o menos en peso, de aproximadamente 14 % o menos en peso, de aproximadamente 13 % o menos en peso, de aproximadamente 12 % o menos en peso, de aproximadamente 11 % o menos en peso, de aproximadamente 10 % o menos en peso, de aproximadamente 9 % o menos en peso, de aproximadamente 8 % o menos en peso, de aproximadamente 7 % o menos en peso, de aproximadamente 6 % o menos en peso, de aproximadamente 5 % o menos en peso, de aproximadamente 4 % o menos en peso, de aproximadamente 3 % o menos en peso, de aproximadamente 2 % o menos en peso ó de aproximadamente 1 % o menos en peso. En algunos aspectos, las partículas secas contienen un excipiente que se escoge entre leucina, maltodex!trina, manitol y cualquiera de sus combinaciones. En realización particulares, el excipiente es leucina, maltodextrina o manitol. ; I En realización particulares, las partículas secas respirables de la i invención pueden contener (a) una sal de calcio que se escoge entre lactato de i calcio, citrato de calcio o sulfato de calcio en una cantidad de al njienos aproximadamente 30 %, al menos aproximadamente 40 %, al menos aproximadamente 45 % en peso, o al menos aproximadamente 50 % en peso de partícula seca; y (b) una sal de sodio, tal como cloruro de sodio, eh una cantidad de al menos 25 % o al menos aproximadamente 30 % en peso de partícula seca, y tiene cualquiera de las propiedades o características descritas en el presente documento. Si se desea, puede estar presente un excipiente, tal como leucina, maltodextrina, manitol o cualquiera de sus combinacionés, en una cantidad de aproximadamente 50 % o menos o de aproximadamente, 20 % o menos en peso de la partícula seca. Por ejemplo, las partículas secas respirables de la invención pueden incluir (a) una sal de calcio en una cantidad de aproximadamente 30 % a aproximadamente 65 %, de aproximadamente 40 % a aproximadamente 65 %, o de aproximadamente 45 % a aproximadamente 65 % en peso de la partícula seca; (b) una sal de sodio, tal como cloruro de sodio, en una cantidad de aproximadamente 25 % a aproximadamente 60 %, o de aproximadamente 30 % a aproximadamente 60 % en peso de la partícula seca; (c) un excipiente, tal como leucina, maltodextrina, manitol o cualquiera de sus combinaciones, en una cantidad de aproximadamente 20 % o menos en peso de la partícula seca, o más preferentemente de aproximadamente 10 % o menos en peso de la partícula seca, y (d) presentar cualquiera dé las propiedades o características, tal como 1/ 4 bar, 0,5/4 bar, VMGD, MMAD, FPF, descritas en el presente documento.
En algunos aspectos, las partículas secas respirables comprenden una sal de ión de metal divalente y una sal monovalente y se caracterizan por el contenido cristalino y amorfo de las partículas. Por ejemplo, las partículas respirables pueden comprender una mezcla de contenido amorfo y cristalino, tal como una fase rica en sal de ión de metal divalente y una fase de sal monovalente cristalina. Las partículas secas respirables de esté tipo proporcionan varias ventajas. Por ejemplo, como se describe en el presente documento, la fases cristalina (por ejemplo, cloruro de sodio cristalino) puede contribuir a la estabilidad de la partícula seca en estado seco y a las características de aptitud para la dispersión, mientras que la fase amorfa (por ejemplo, sal de calcio amorfa) puede facilitar una rápida captación de agua y disolución de la partícula tras deposición en el tracto respiratorio. Resulta particularmente ventajoso cuando sales con solubilidades acuosas relativamente elevadas (tales como cloruro de sodio) que se encuentran presentes en las partículas secas se encuentran en estado cristalino y cuando sales con solubilidades acuosas relativamente bajas (tales como citráto de calcio) se encuentran presentes en las partículas secas en estado amorfo.
La fase amorfa también se caracteriza por una elevada temperatura de transición vitrea (Tg), tal como un valor de Tg de al menos 100 °C, al menos 110 °C, de al menos 120 °C, de al menos 125 °C, de al menos 130 °C, de al I menos 135 °C, de al menos 140 °C, entre 120 °C y 200 °C, entre 125 °C y 200 °C, entre 130 °C y 200 °C, entre 120 °C y 190 °C, entre 125 °C y 190 °C, entre 130 °C y 190 °C, entre 120 °C y 180 °C, entre 125 °C y 180 °C o entre 130 °C y 180 °C. ; En algunas realización, las partículas secas respirables contienen una fase amorfa rica en sal de catión de metal divalente y una fase cristalina de sal monovalente y la proporción de fase amorfa con respecto a fase cristalina (peso:peso) es de aproximadamente 5:95 a aproximadamente 95:$, de aproximadamente 5:95 a aproximadamente 10:90, de aproximadamente ^0:90 a aproximadamente 20:80, de aproximadamente 20:80 a aproximadamente 30:70, de aproximadamente 30:70 a aproximadamente 40:60, de aproximadamente 40:60 a aproximadamente 50:50, de aproximadamente 50:50 a aproximadamente 60:40, de aproximadamente 60:40 a aproximadamente 70:30, de aproximadamente 70:30 a aproximadamente 80:20 o de aproximadamente 90:10 a aproximadamente 95:5. En otras realizaciones, las partículas secas respirables contienen una fase amorfa rica en sal de catión de metal divalente y una fase cristalina de sal monovalente y la proporción de fase amorfa con respecto partícula en peso (peso:peso) es de aproximadamente 5:95 a aproximadamente 95:5, de aproximadamente 5:95 a aproximadamente 10:90, de aproximadamente 10:90 a aproximadamente 20:80, de aproximadamente 20:80 a aproximadamente 30:70, de aproximadamente 30:70 a aproximadamente 40:60, de aproximadamente 40:60 a aproximadamente 50:50, de aproximadamente 50:50 a aproximadamente 60:40,: de aproximadamente 60:40 a aproximadamente 70:30, de aproximadamente 70:30 a aproximadamente 80:20 o de aproximadamente 90:10 a aproximadamente 95:5. En otras realizaciones, las partículas secas respirables contienen una fase amorfa rica en sal de catión de metal divalente y una fase de sal cristalina monovalente y la proporción de fase cristalina con respecto a partícula en; peso (peso:peso) es de aproximadamente 5:95 a aproximadamente 95:5, de aproximadamente 5:95 a aproximadamente 10:90, de aproximadamente 10:90 a aproximadamente 20:80, de aproximadamente 20:80 a aproximadamente 30:70, de aproximadamente 30:70 a aproximadamente 40:60, de aproximadamente 40:60 a aproximadamente 50:50, de aproximadamente 50:50 a aproximadamente 60:40, de aproximadamente 60:40 a aproximadamente 70:30, de aproximadamente 70:30 a aproximadamente 80:20 o de aproximadamente 90:10 a aproximadamente 95:5.
En algunas realizaciones, las partículas secas respirables comprenden una sal de calcio, tal como citrato de calcio, sulfato de calcio, lactato de calcio, cloruro de calcio o cualquiera de sus combinaciones, y una sal de sodio, tal como cloruro de sodio, citrato de sodio, sulfato de sodio, lactato de sodio o cualquiera de sus combinaciones, en las que las partículas secas respirables contienen una fase amorfa rica en sal y una fase de sal de sodio cristalina. En realizaciones particulares, la fase amorfa rica en sal de calcio incluye citrato de calcio y al menos alguno de cloruro de calcio, lactato de calcio y al menos í alguno de cloruro de calcio o sulfato de calcio y al menos algo de cloruro de calcio. En algunas relaciones, las partículas secas respirables contienen una fase amorfa rica en sal de calcio y una fase cristalina de sal de sodio1 y la proporción de fase amorfa con respecto a fase cristalina (peso:peso) es de i aproximadamente 5:95 a aproximadamente 95:5, de aproximadamente 5:95 a aproximadamente 10:90, de aproximadamente 10:90 a aproximadamente 20:80, de aproximadamente 20:80 a aproximadamente 30:70 de aproximadamente 30:70 a aproximadamente 40:60, de aproximadamente 40:60 i a aproximadamente 50:50, de aproximadamente 50:50 a aproximadamente i 60:40, de aproximadamente 60:40 a aproximadamente 70:30; de aproximadamente 70:30 a aproximadamente 80:20 o de aproximadamente 90:10 a aproximadamente 95:5. En otras realizaciones, las partículas secas respirables contienen una fase amorfa rica en sal de calcio y una fase cristalina de sal de sodio y la proporción de fase amorfa con respecto a partícula en peso (peso:peso) es de aproximadamente 5:95 a aproximadamente 95:5, de aproximadamente 5:95 a aproximadamente 10:90, de aproximadamente 10:90 a aproximadamente 20:80, de aproximadamente 20:80 a aproximadamente 30:70, de aproximadamente 30:70 a aproximadamente 40:60, de aproximadamente 40:60 a aproximadamente 50:50, de aproximadamente 50:50 a aproximadamente 60:40, de aproximadamente 60:40 a aproximadamente 70:30, de aproximadamente 70:30 a aproximadamente 80:20 o de aproximadamente 90:10 a aproximadamente 95:5. En otras realizaciones, las partículas secas respirables contienen una fase amorfa rica en sal de calcio y una fase cristalina de sal de sodio y la proporción de fase cristalina con respecto a partícula en peso (peso:peso) es de aproximadamente 5:95 a i aproximadamente 95:5, de aproximadamente 5:95 a aproximadamente 10:90, de aproximadamente 10:90 a aproximadamente 20:80, de aproximadamente 20:80 a aproximadamente 30:70, de aproximadamente 30:70 a aproximadamente 40:60, de aproximadamente 40:60 a aproximadamente 50:50, de aproximadamente 50:50 a aproximadamente 60:40t de aproximadamente 60:40 a aproximadamente 70:30, de aproximadamente |70:30 a aproximadamente 80:20 o de aproximadamente 90:10 a aproximadamente 95:5.
Preferentemente, las partículas secas respirables presentan ¼ bar o 0,5/4 bar de 2 o menos, como se describe en el presente documento. Por ejemplo, un ¼ bar o 0,5/4 bar de 1 ,9 o menos, de 1 ,8 o menos, de 1 ,7 o menos, dé 1 ,6 o menos, de 1 ,5 o menos, de 1 ,4 o menos, de 1 ,3 o menos, de 1 ,2 o menos, de 1 ,1 o menos o de aproximadamente 1 ,0. De manera alternativa o además de, las partículas secas respirables presentan un MMAD de aproximadamente 5 micrómetros o menos. De manera alternativa o además de, las partículas secas respirables presentan un valor de VMGD de entre aproximadamente 0,5 micrómetros y aproximadamente 5 micrómetros, o un valor de VMGD de entre aproximadamente 5 micrómetros y aproximadamente 20 micrómetros. De manera alternativa o además de, las partículas secas respirables pueden presentar un calor de disolución que no es mayor que aproximadamente 10 i kcal/mol (por ejemplo, entre -10 kcal/mol y 10 kcal/mol).
Como se describe en el presente documento, las partículas secas respirables pueden además comprender un excipiente, tal como leucina, maltodextrina o manitol. El excipiente puede ser cristalino o amorfo o estar presente en una combinación de estas formas. En algunas realizaciones, el excipiente es amorfo o predominantemente amorfo. , Como se describe en el presente documento, el espectro de RAMAN de los polvos secos que contenían un excipiente (es decir, leucina, maltodextrina) no incluyó picos asignados a los excipientes. Esto indica que los excipientes no se concentraron en la superficie de las partículas, y que los excipientes bien se distribuyeron uniformemente por toda la partícula o bien no quedaron expuestos a la superficie de la partícula. Se ha publicado que, en particular, los i excipientes de leucina mejoran la aptitud para la dispersión cuando se concentran sobre al superficie de las partículas. Véase, por ejemplo el documento EE.UU. 2003/0186894. Por consiguiente, no parece que la léucina actúe como mejorador de la dispersión en este caso. De este modo, en las partículas respirables de la invención que contienen un excipiente (por ejemplo, leucina), el excipiente puede estar distribuido dentro de la partícula pero no sobre la superficie de la partículas, o puede estar distribuido por toda la partícula (por ejemplo, distribuido de manera homogénea). Por ejemplo, en algunas realizaciones particulares, la partícula seca respirables de la invención no produce un pico característico indicativo de la presencia de un excipiente (por ejemplo, leucina) en espectroscopia RAMAN. En realizaciones más particulares, la partícula seca respirable que contiene leucina no produce un pico de leucina característico (por ejemplo, a 1340 cm"1) en espectroscopia i RAMAN. ¡ Según se describe en el presente documento, algunos polvos de la invención presentan propiedades pobres de fluidez. De manera sorprendente, estos polvos son altamente dispersables. Esto resulta sorprendente ya que se sabe que tanto las propiedades de fluidez como la aptitud para la dispersión no I se ven afectadas negativamente por la aglomeración o agregación de las partículas. De este modo, resultó inesperado que las partículas que presientan i propiedades pobres de fluidez resulten altamente dispersables.
Además de cualquiera de las características y propiedades descritas en el presente documento, en cualquier combinación, las partículas secas respirables pueden presentar propiedades pobres de fluidez y presentar buena aptitud para la dispersión. Por ejemplo, las partículas secas respirables pueden presentar una Proporción de Hausner que sea mayor que 1,35 (por ejemplo, 1 ,4 o mayor, 1 ,5 o mayor, 1 ,6 o mayor, 1,7 o mayor, 1 ,8 o mayor, 1 ,9 o mayor, 2,0 o mayor) y presentar también un ¼ bar o 0,5 bar que sea de 2 o menor, 1 ,9 o menor, ,8 o menor, 1 ,7 o menor, 1 ,6 o menor, 1 ,5 o menor, ,4 o menór, ,3 o menor, 1 ,2, o menor, 1 ,1 , o menor o de aproximadamente 1 ,0.
Además de las características y propiedades descritas en el présente documento, en cualquier combinación, las partículas secas respirables pueden presentar un calor de disolución que no sea altamente exotérmico.
Preferentemente, el calor de disolución se determina usando el líquido iónico de un fluido pulmonar simulado (como se describe en Moss, O.R. 1979. Simulante of lung interstitial fluid. Health Phys. 36, 447-448; o en Sun, G 2001. Oxidative interactions of synthetic lung epithelial lining fluid with metal-containing particulate matter. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 281, L807-L815) a pH 7,4 y 37°C en un calorímetro isotermo. Por ejemplo, las partículas secas respirables pueden presentar un calor de disolución que sea nienos exotérmico que el calor de disolución del cloruro de calcio dihidratadd, por ejemplo, presentar un calor de disolución que sea mayor que aproximadamente -10 kcal/mol, mayor que aproximadamente -9 kcal/mol, mayor' que aproximadamente -8 kcal/mol, mayor que aproximadamente -7 kcal/mol, priayor que aproximadamente -6 kcal/mol, mayor que aproximadamente -5 kcal/mol, mayor que aproximadamente -4 kcal/mol, mayor que aproximadamente -3 kcal/mol, mayor que aproximadamente -2 kcal/mol, mayor que aproximadamente -1 kcal/mol o de aproximadamente -10 kcal/mol a aproximadamente 10 kcal/mol.
Si se desea, la formulación de sal puede incluir uno o más agentes adicionales, tales como agentes mucoactivos o mucolíticos, tensioactivos, antibióticos, antivíricos, antihistaminas, supresores de tos, broncodilatadores, agentes anti-inflamatorios, esteroides, vacunas, adyuvantes, expectorantes, macromoléculas, agentes terapéuticos que son útiles para protección crónica de CF.
Ejemplos de agentes mucoactivos o mucolíticos apropiados incluyen mucinas MUC5AC y MUC5B, ADN-asa, N-acetilcisteína (NAD), cisteína, nacistelina, dornasa alfa, gelsolina, heparina, sulfato de heparina, agonistas P2Y2 (por ejemplo, UTP, INS365), disolución salina hipertónica y manitol. 1 Tensioactivos apropiados incluyen L-alfa-fosfatidilcolinadipalmitoilo ("DPPC"), difosfatidil glicerol (DPPG), 1 ,2-d¡palmitoil-sn-glicero-3-fosfo-L-s!erina (DPPS), 1 ,2-dipalmitoil-sn-glicero-3-fosfocolina (DSPC), 1 ,2-diestearoil-sn-glicero-3-fosfoetanolamina (DSPE), 1-palmitoil-2-oleoilfosfatidilcolina (PÓPC), alcoholes grasos, éter polioxietilen-9-laurílico, grasas tensioactivas, ácidos, trioleato de sorbitán (Span 85), glicocolato, surfactina, poloxámeros, ésterés de ácido graso de sorbitán, tiloxapol, fosfolípidos y azúcares alquilados.
Si se desea, la formulación de sal puede contener un antibiótico. Por ejemplo, las formulaciones de sal para el tratamiento de la neumonía bacteriana o VAT, pueden además comprender un antibiótico, tal como macrolida (por ejemplo, acitromicina, claritromicina y eritromicina) y una tetraciclina (por ejemplo, doxiciclina, tigeciclina) una fluoroquinolona (por ejemplo, gemifloxacina, levofloxacina, ciprofloxacina y mocifloxacina)* una cefalosporina (por ejemplo, ceftriaxona, defotaxima, ceftazidima, cefepima), una penicilina (por ejemplo, amoxicilina, amoxicilina con clavulanato, ampicilina, piperacilina y ticarcilina) de manera opcional con un inhibidor de ß^-lactamasa (por ejemplo, subactama, tazobactama y ácido clavulánico), tal como ampicilina-sulbactama, piperacilina-tazobactama y ticarcilina con clavulanato, un aminoglucósido (por ejemplo, amicacina, arbecacina, gentamicina, canamicina, neomicina, netilmicina, paromornicina, rodoestreptomicina, estreptomicina, tobramicina y apramicina), un peném o carbapenem (por ejemplo, doripenem, ertapenem, imipenem y meropenem), una monobactama (por ejemplo, aztreonama), una oxazolidinona (por ejemplo, linezolida), vancomicina, antibióticos glucopéptidos (por ejemplo, telavancina), antibióticos de tuberculosis-micobacteria y similares.
Si se desea, la formulación de sal puede contener un agente p$ra el tratamiento de infecciones con micobacterias, tales como Mycobacterium tuberculosis. Agentes apropiados para el tratamiento de infecciones con micobacteria (por ejemplo, M. tuberculosis) incluyen un aminoglucósido (por ejemplo, capreomicina, canamicina, estreptomicina), una fluoroquinoloná (por ejemplo, ciprofloxacina, levofloxacina, moxifloxacina), isozianida y análogos de isozianida (por ejemplo, etionamida), aminosalicilato, cicloserina, diarilquiriolina, etambutol, pirazinamida, protionamida, rifampina y similares.
Si se desea, la formulación de sal puede contener un agente antivírico, tal como oseltamivir, zanamivir amantidina o rimantidina, ribavirina, ganciclovir, valganciclovir, foscavir, Cytogam® (Inmuno globulina citomegaloyirus), pleconaril, rupintrivir, palivizumab, motavizumab, citarabina, docosanol, denotivir, cidofovir y aciclovir. La formulación de sal puede contener un agente anti-gripal apropiado tal como zanamivir, oseltamivir, amantadina o rimantadina.
Antihistaminas apropiadas incluyen clemastina, asalastina, loratadina, fexofenadina y similares.
Supresores de tos apropiados incluyen bezonatato, benproperina, clobutinal, difenhidramina, dextrometorfano, dibunato, fedrilato, glaucina, oxalamina, piperidiona, opioides tales como codina y similares.
Broncodilatadores apropiados incluyen agonistas beta2 de acción corta, agonistas beta2 de acción larga (LABA), antagonistas muscarínicos de abción larga (LAMA), combinaciones de LABAs y LAMAs, metilxantina y similares. Los agonistas beta2 de acción corta incluyen albuterol, epinefrina, pirbuterol, levalbuterol, metaproteronol, maxair y similares. LABAs apropiados incluyen i salmeterol, formoterol e isómeros (por ejemplo, arformoterol), clenbüterol, tulobuterol, vilanterol, (RevolairTM), indacaterol y similares. Ejemplos de LAMAs incluyen tiotroprio, glucopirrolato, aclidinio, ipatropio y similares. Ejemplos de combinaciones de LABAs y LAMAs incluyen indacaterol con glucopirrolato, indacaterol con tiotropio y similares. Ejemplos de metilxantina incluyen teofilina y similares.
Agentes anti-inflamatorios apropiados incluyen inhibidores de leucotrieno, inhibidores de PDE4, otros agentes anti-inflamatorios y similares. Inhibidores de leucotrieno apropiados incluyen montelucast (inhibidores de cistinil leucotrieno), masilucast, zafirleucast (inhibidores del receptor D4 y E4 de leucotrieno), zileuton (inhibidores de 5-lipoxigenasa) y similares. Otros agentes anti-inflamatorios incluyen omalizumab (inmunoglobulina anti IgE), inhibidores de los receptores IL-13 e IL-13 (tales como AMG-317, MILR1444A, CAT-354, QAX576, IMA-638, Anrukinzumab, IMA-026, MK-6105, DOM-0910 y similares), inhibidores del receptor IL-4 e IL-4 (tales como Pitrakinra, AER-003, AIR-645, APG-201 , DOM-0919 y similares) inhibidores de IL-1 tales como canaquinumab, antagonistas del receptor CRTh2 tales como AZD1981 (de AstraZeneca), inhibidor de elastasa neutrófila tal como AZD9668 ¡ (de AstraZeneca), inhibidor de P38 quinasa tal como losmapimed y similares.
Esteroides apropiados incluyen corticoesteroides, combinaciones de corticoesteroides y LABAs, combinaciones de corticoesteroides y LAMAs y similares. Corticoesteroides apropiados incluyen budesónida, fluticasona, flunisolida, triamcinolona, beclometasona, mometasona, ciclesonida, dexametasona y similares. Combinaciones de corticoesteroides y LABAs incluyen salmeterol con fluticasona, formoterol con budenosida, formoterol con fluticasona, formoterol con mometasona, indacaterol con mometasona y similares. ' Expectorantes apropiados incluyen guaifenesina, guaiacolculfonato, cloruro de amonio, yoduro de potasio, tiloxapol, pentasulfuro de antimonio y similares.
Vacunas apropiadas tales como vacunas gripales inhaladas por vía nasal y similares.
Macromoléculas apropiadas incluyen proteínas y péptidos de ¡ gran tamaño, polisacáridos y oligosacáridos, y moléculas de ácido nucleico de ADN y ARN y sus análogos que presentan actividades terapéutica, profiláptica y diagnóstica. Las proteínas pueden incluir anticuerpos tal es como el anticuerpo monoclonal. Las moléculas de ácido nucleico incluyen genes, moléculas complementarias tales como SiARNs que se unen a ADN complementario, ARN o ribosomas para inhibir la transcripción o la translación.
Fármacos de macromolécula escogidas para aplicaciones sintéticas: Calcitonina, Eritropoyetina (EPO), Factor IX, Factor Estimulador de Colonias de Granulocito (G-CSF), Factor Estimulador de Colonia de Macrofagos de Granulocito (GM-CSF), Somatotropinas, Insulina, Interferon Alfa, Interferon Beta, Interferon Gamma, Hormona de Liberación de la Hormona Luteneizante (LHRH), FSH, Factor Neurotrófico Ciliar, Factor de Liberación de Somatotropina (GRF), Factor de Crecimiento de tipo Insulina, Insulinotrópina, Antagonistas del Receptor de lnterleucina-1 , lnterleucina-3, lnterleucina-4, lnterleucina-6, Factor Estimulador de Colonias de Macrofagos (M-CSF), Timosina Alfa 1 , Inhibidor llb/lla, Antitripsina Alfa-1 , Anticuerpo Anti-RSV, palivizumab, motavizumab y ALN-RSV, Gen Regulador de la Transmembrana de la Fibrosis Quística (CFTR), Desoxirribonucleasa (DNasa), HepSrina, Proteína de Aumento de la Acción Bactericida/Permeabilidad (BPI), Anticuerpo Anti-citomegalovirus (CMV), Antagonista del Receptor lnterleuc¡na-1 y similares.
Agentes terapéuticos que resultan útiles para el mantenimiento crónico de CF incluyen antibióticos/antibióticos de macrolida, broncodilatadores, LABAs inhalados y agentes para promover la eliminación de secreción en las vías respiratorias. Ejemplos apropiados de antibióticos/antibióticos de macrolida incluyen tobramicina, azitromicina, ciprofloxacina, colistina y similares. Ejemplos apropiados de broncodilatadores incluyen agonistas beta2 de acción corta inhalados tales como albuterol y similares. Ejemplos apropiados de LABAS inhalados incluyen salmeterol, formoterol y similares. Ejemplos apropiados de agentes para promover la eliminación de secreción en las vías respiratorias incluyen dornasa alfa, disolución salina hipertónica y similares.
Generalmente, se prefiere que las partículas secas respirables y los polvos secos no contengan sales, excipientes u otros principios activos que presenten un peso molecular mayor que aproximadamente 1 kilodalton (1000 I dalton, Da). Por ejemplo, preferentemente las partículas respirables de la invención no contienen una proteína, polipéptido, oligopéptidos, ácido nucleico u oligonucleótido con un peso molecular mayor que 1 KDa, mayor que aproximadamente 900 Da, mayor que aproximadamente 800 Da, mayor que aproximadamente 700 Da o mayor que aproximadamente 600 Da.
Debido a los polvos secos respirables y las partículas secas respirables descritas en el presente documento contienen sales, pueden ser higroscópicos. Por consiguiente, resulta deseable almacenar o mantener los polvos secos respirables y las partículas secas respirables en condiciones que eviten la hidratación de los polvos. Por ejemplo, resulta deseable evitar la hidratacjón, la humedad relativa del entorno de almacenamiento debe ser menor que 75 %, menor que 60 %, menor que 50 %, menor que 40 %, menor que 30 %, menor que 25 %, menor que 20 %, menor que 15 %, menor que 10 % o menor que 5 I % de humedad. Los polvos secos respirables y las partículas secas respirables se pueden envasar (por ejemplo, en cápsulas cerradas, blister o frasquitps) en estas condiciones.
La invención también se refiere a polvos secos respirables o partículas secas respirables producidas para preparar una disolución de materia prima, emulsión o suspensión y secar por pulverización la materia prima de acuerdo con métodos descritos en el presente documento. La materia prima se puede preparar usando (a) una sal de calcio, tal como lactato de calcio o cloruro de i calcio, en una cantidad de al menos aproximadamente 25 % en peso' (por ejemplo, de solutos totales usados para preparar la materia prima) y (b) una sal de sodio, tal como citrato de sodio, cloruro de sodio o sulfato de sodio, en una cantidad de al menos aproximadamente 1 % en peso (por ejemplo, de solutos totales usados para preparar la materia prima). Si se desea, se pueden añadir uno o más excipientes, tales como leucina a la materia prima en una caritidad de aproximadamente 74 % o menos en peso (por ejemplo, de solutos totales usados para preparar la materia prima). Por ejemplo, la sal de calcio Usada para prepara la materia prima puede estar presente en una cantidad de al menos aproximadamente 30 %, al menos aproximadamente 35 %, al menos aproximadamente 40 %, al menos aproximadamente 50 %, al menos aproximadamente 60 % o al menos aproximadamente 70 % en peso de los solutos totales usado para preparar la materia prima. La sal de sodio usada para preparar la materia prima, por ejemplo, puede estar presente en una cantidad de al menos aproximadamente 2 %, al menos aproximadamente 3 %, al menos aproximadamente 4 %, al menos aproximadamente 5 %, al menos aproximadamente 6 %, al menos aproximadamente 7 %, al menos aproximadamente 8 %, al menos aproximadamente 9 %, al menos aproximadamente 10 %, al menos aproximadamente 20 %, al menos aproximadamente 25 %, al menos aproximadamente 30 %, al menos aproximadamente 40 %, al menos aproximadamente 50 %, al menos aproximadamente 55 % o al menos aproximadamente 65 % en peso de los solutos totales usados para preparar la materia prima. El excipiente añadido a la materia prima, por ejemplo, puede estar presente en una cantidad de 50 % o menos, de aproximadamente 30 % o menos, de aproximadamente 20 % o i menos, de aproximadamente 10 % o menos, de aproximadamente 9 % o menos, de aproximadamente 8 % o menos, de aproximadamente 7 % o menos, de aproximadamente 6 % o menos, de aproximadamente 5 % o menos, de aproximadamente 4 % o menos, de aproximadamente 3 % o menos, de aproximadamente 2 % o menos, de aproximadamente 1 % o menos en peso de los solutos totales usados para preparar la materia prima.
En una realización, los polvos secos respirables o las partículas secas respirables de la invención se pueden obtener por medio de (1 ) preparación de una materia prima que comprende (a) un soluto seco que contiene un porcentaje en peso de soluto seco total de aproximadamente 10,0 % de leucina, aproximadamente 35,1 % de cloruro de calcio y aproximadamente 54,9 % de citrato de sodio y (b) uno o más disolventes apropiados para disolución del soluto y formación de la materia prima, y (2) secado por pulverización de la materia prima. En otra realización, los polvos secos respirables y las partículas secas respirables de la invención se pueden obtener por medio de (1) preparación de una materia prima que comprende (a) un soluto seco que contiene un porcentaje en peso de soluto seco total de aproximadamente 10,0 % de leucina, aproximadamente 58,6 % de lactato de calcio y aproximadamente 31 ,4 % de cloruro de sodio y (b) uno o más disolventes apropiados para disolución del soluto y formación de la materia prima, y (2) secado por pulverización de la materia prima. En otra realización, los polvos respirables o las partículas secas respirables de la invención se pueden obtener por medio de (1) preparación de una materia prima que comprende (a) I un soluto seco que contiene un porcentaje en peso de soluto seco total de aproximadamente 10,0 % de leucina, aproximadamente 39,6 % de cloruro de ? calcio y aproximadamente 50,44 % de sulfato de sodio y (b) uno oi más disolventes apropiados para disolución del soluto y formación de la materia prima, y (2) secado por pulverización de la materia prima. En otra realización, los polvos respirables o las partículas secas respirables de la invención se pueden obtener por medio de (1 ) preparación de una materia prima que comprende (a) un soluto seco que contiene un porcentaje en peso de Soluto seco total de aproximadamente 10,0 % de maltodextrina, aproximadamente 58,6 % de lactato de calcio y aproximadamente 31 ,4 % de cloruro de sodio y (b) uno o más disolventes apropiados para disolución del soluto y formación de la materia prima, y (2) secado por pulverización de la materia prima. Colino se describe en el presente documento, se pueden usar varios métodos (por ejemplo, mezcla estática, mezcla en volumen) para mezclar los solutos y los disolventes con el fin de preparar las materias primas, que resultan conocidos en la técnica. Si se desea, se pueden usar otros métodos apropiados de mezcla. Por ejemplo, se pueden incluir componentes adicionales que provocan o facilitan la mezcla en la materia prima. Por ejemplo, el dióxido de carbono produce burbujeo o efervescencia y de este modo se favorece la mezcla física del soluto y los disolventes. Varias sales de carbonato y bicarbonato pueden provocar el mismo efecto que produce el dióxido de carbono y, por tanto, se pueden usar en la preparación de las materias primas de la invención.
En realizaciones preferidas, los polvos secos respirables y las partículas secas respirables de la invención poseen características de aerosol que i permiten la administración eficaz de las partículas secas respirables al sistema respiratorio sin necesidad de usar propelentes.
En una realización, los polvos secos respirables y las partículas secas respirables de la invención se pueden preparar por medio una reacción de intercambio iónico. En determinadas realizaciones de la invención, se alimentan dos disoluciones saturadas o sub-saturadas al interior de un dispositivo de mezcla estática con el fin de obtener una mezcla pos-estática de I la disolución saturada o sobre-saturada. Preferentemente, la disolución dé pos-mezcla es sobre-saturada. La dos disoluciones pueden ser acuosas u orgánicas, pero preferentemente son considerablemente acuosas. Posteriormente, se alimenta la disolución de mezcla pos-estática en el interior de una unidad de atomizado de un dispositivo de secado por pulverización. En una realización preferida, la disolución de mezcla pos-estática se alimenta de forma inmediata al interior de la unidad de atomizado. Algunos ejemplos de unidad de atomizado incluyen una boquilla de dos fluidos, un dispositivo de atomizado rotatorio o una boquilla a presión. Preferentemente, la unidad de atomizado es un boquilla de dos fluidos. En una realización, la boquilla de dos fluidos es una boquilla de mezcla interna, lo que significa que el gas incide sobre la alimentación del líquido antes de abandonar el orificio más externó. En otra realización, la boquilla de dos fluidos es una boquilla de mezcla externa, lo i que significa que el gas incide sobre la alimentación del líquido después de abandonar el orificio más externo.
Las partículas secas respirables de la invención se pueden mezclar con i un principio activo o se pueden co-formular con un principio activo con el fin de mantener la característica de elevada aptitud para la dispersión dé las i partículas secas y de los polvos secos de la invención.
En un aspecto, las sales cationes divalentes (por ejemplo, calcio, magnesio) se pueden co-formular con un principio activo que no contiene calcio, para preparar polvos de pequeño tamaño y altamente dispersadles o partículas porosas de gran tamaño. De manera opcional, estas partículas pueden incluir una sal catiónica monovalente (por ejemplo, sodio, potasio) y también de manera opcional excipientes (por ejemplo, leucina, maltodextrina, manitol, lactosa). Los componentes se pueden mezclar (por ejemplo, mezclar en forma de disolución, mezcla estática como dos disoluciones) juntos en una única partícula antes del secado por pulverización.
En otro aspecto, las partículas secas de la invención son de gran tamaño, porosas y dispersables. El tamaño de las partículas se puede expresar de varias formas. Las partículas pueden presentar un VMAD entre 5 y 30 µ?t?, o entre 5 y 20 pm, con una densidad aparente tras vibración menor que 0,5 g/cc, preferentemente menor que 0,4 g/cc.
Métodos de preparación de polvos secos y partículas secas Las partículas secas respirables y los polvos secos se pueden preparar usando cualquier método apropiado. Muchos métodos apropiados para la preparación de polvos secos respirables y partículas resultan convencionales en la técnica, e incluyen evaporación de disolvente de emulsión sencilla o doble, secado por pulverización, molienda (por ejemplo, molienda de chorro), mezcla, extracción de disolvente, evaporación de disolvente, separación de fases, coacervación sencilla o compleja, polimerización interfacial, métodos apropiados que implican el uso de dióxido de carbono supercrítico (CO2) y otros métodos apropiados. Las partículas secas respirables se pueden preparar usando métodos para preparar microesferas o microcápsulas conocidos ,en la técnica. Estos métodos se pueden emplear en condiciones que dan lugar a la formación de partículas secas respirables con las propiedades aerodinámicas deseadas (por ejemplo, diámetro aerodinámico y diámetro geométrico). Si se desea, se pueden escoger partículas secas respirables con las propiedades deseadas, tales como tamaño y densidad, usando los métodos apropiados, tales como tamizado.
Preferentemente, las partículas secas respirables se secan por pulverización, Se describen técnicas apropiadas de secado por pulverización, por ejemplo, por parte de K. Masters en "Spray Drying Handbook", John¡ Wiley & Sons, Nueva York (1984). De manera general, durante el secado por pulverización, se usa calor procedente de un gas caliente tal como aire o nitrógeno callente para evaporar el disolvente de las gotitas formadas por medio de atomizado de una corriente continua de alimentación líquida. Si se desea, se pueden incluir instrumentos de secado por pulverización u otros instrumentos usados para la preparación de partículas secas, por ejemplo un instrumento de molienda por chorro, en un dispositivo de clasificación por I tamaño de partícula geométrico alineado que determina el diámetro geométrico de las partículas secas respirables a medida que éstas son producidas, y/o un dispositivo de clasificación por tamaño de partícula aerodinámico alineado que determina el diámetro aerodinámico de las partículas secas respirables a medida que éstas son producidas.
Para el secado por pulverización, se distribuyen las disoluciones, emulsiones o suspensiones que contienen los componentes de las partículas secas a producir en un disolvente apropiado (por ejemplo, un disolvente acuoso, disolvente orgánico, mezcla acuosa-orgánica o emulsión) én un recipiente de secado por medio de un dispositivo de atomizado. Por ejemplo, se puede usar una boquilla o un dispositivo de atomizado rotatorio para distribuir la disolución o la suspensión en el recipiente de secado. Por ejemplo, se puede usar un dispositivo de atomizado rotatorio que presenta una rueda de 4 o 24 paletas. Ejemplos de dispositivos de secado por pulverización apropiados que se pueden acoplar externamente bien con el dispositivo de atomizado rotatorio o bien con la boquilla incluyen el Dispositivo de Secado por Pulverización Menor Móvil o el modelo PSD-1 , ambos fabricados por Niro, Inc. (Dinamarca). Las condiciones de secado por pulverización varían dependiendo, en parte, de la composición de la disolución de secado por pulverización ó de la suspensión y de los caudales de material. La persona experta será capaz de determinar las condiciones apropiadas en base a las composiciones de la disolución, emulsión o suspensión objeto de secado por pulverización, las propiedades deseadas de las partículas y otros factores. En general, la temperatura de entrada al dispositivo de secado por pulverización eís de aproximadamente 100 °C a aproximadamente 300 °C y preferentemente de aproximadamente 220 °C a aproximadamente 285 °C. La temperatura de salida del dispositivo de secado por pulverización varía dependiendo de factores! tales como la temperatura de la alimentación y las propiedades de los materiales objeto de secado. De manera general, la temperatura de salida es de aproximadamente 50 °C a aproximadamente 150 °C, preferentemente aproximadamente 90 °C a aproximadamente 20 °C, o de aproximadamente 98 °C a aproximadamente 108 °C. Si se desea, es posible separar las partículas secas respirables producidas en función de su tamaño volumétrico, por ejemplo, usando un tamiz, o se pueden separar en función de su tamaño aerodinámico, por ejemplo, usando un ciclón y/o se pueden separar en función de su densidad usando técnicas conocidas por los expertos en la técnica.
Para preparar las partículas secas respirables de la invención, de manera general, se prepara la disolución, emulsión o suspensión que contiene los componentes deseados del polvo seco (es decir, la materia prima) y sé seca por pulverización en condiciones apropiadas. Preferentemente, la concentración de sólidos suspendidos o disueltos en la materia prima es de al menos aproximadamente 1 g/l, de al menos aproximadamente 2 g/l, de al menos aproximadamente 5 g/l, de al menos aproximadamente 10 g/l, de al menos aproximadamente 15 g/l, de al menos aproximadamente 20 g/l, de al menos aproximadamente 30 g/l, de al menos aproximadamente 40 g/l, de al menos aproximadamente 50 g/l, de al menos aproximadamente 60 g/l, !de al menos aproximadamente 70 g/l, de al menos aproximadamente 80 g/l, de al menos aproximadamente 90 g/l o de al menos aproximadamente 100 Q/\. Se puede proporcionar la materia prima preparando una disolución sencilla o suspensión disolviendo o suspendiendo los componentes apropiados (por ejemplo, sales, excipientes, otros principios activos) en un disolvente apropiado. Se puede preparar el disolvente, emulsión o suspensión usando métodos apropiados, tales como mezcla en volumen de los componentes líquidos y/o secos o mezcla estática de los componentes líquidos para formar una combinación. Por ejemplo, se pueden combinar un componente hidrófilo (por ejemplo, una disolución acuosa) y un componente hidrófobo (por ejemplo, una disolución orgánica) usando un dispositivo de mezcla estática para formar una combinación. Posteriormente, se puede someter al combinación a atomizado para producir gotitas, que se secan para formar las partículas secas respirables. Preferentemente, la etapa de atomizado se lleva a cabo inmediatamente después de que los componentes se combinen en el dispositivo de mezcla estática.
En un ejemplo, las partículas secas respirables que contienen citrato de calcio, cloruro de sodio y leucina se preparan por medio de secado por pulverización. Se prepara una primera fase que comprende una disolución acuosa de citrato de sodio y leucina. Se prepara una segunda fase que comprende cloruro de calcio en un disolvente apropiado. Se pueden calentar por separado una o ambas disoluciones según se necesite para garantizar la i solubilidad de sus componentes. Posteriormente, las fases primera y segunda se combinan en un dispositivo de mezcla estática para formar una combinación. La combinación se seca por pulverización para formar partículas secas respirables.
Se puede preparar la materia prima o los componentes de la materia prima usando cualquiera disolvente apropiado, tal como un disolvente orgánico, un disolvente acuoso o sus mezclas. Disolventes orgánicos que se pueden emplear incluyen pero no se limitan a alcoholes tales como, por ejemplo, etanol, metanol, propanol, ¡sopropanol, butanoles y otros. Otros disolventes orgánicos incluyen pero no se limitan a perfluorocarbonos, diclorométano, cloroformo, éter, acetato de etilo, éter metílico y terc-butílico y otros. Co-disolventes que se pueden emplear incluyen un disolvente acuoso y un disolvente orgánico, tal como, pero no limitado a, los disolventes orgánicos descritos anteriormente. Disolventes acuosos incluyen agua y disoluciones tampón.
La materia prima o los componentes de la materia prima pueden presentar cualquier pH deseado, viscosidad u otras propiedades. Si se desea, se pueden añadir el tampón de pH al disolvente o co-disolvente o a la nhezcla formada. De manera general, el pH de la mezcla varía de aproximadamehte 3 a aproximadamente 8.
Se pueden fabricar partículas secas respirables y polvos secos y posteriormente se pueden separar, por ejemplo, por medio de filtración o centrifugación por medio de un ciclón, con el fin de proporcionar una muestra de partículas con una distribución de tamaño pre-escogida. Por ejemplo, ¡ más que aproximadamente 30 %, más que aproximadamente 40 %, más que aproximadamente 50 %, más que aproximadamente 60 %, más , que aproximadamente 70 %, más que aproximadamente 80 %, más' que aproximadamente 90 % de las partículas secas respirables de la muestra puede presentar un diámetro dentro de un intervalo escogido. El intervalo escogido dentro del cual puede caer un determinado porcentaje de partículas secas respirables pueden ser, por ejemplo, cualesquiera intervalos de tamaño descritos en el presente documento, tales como entre aproximadamente 0,1 y aproximadamente 3 micrómetros VMGD.
Se puede medir el diámetro de las partículas secas respirables, por ejemplo, sus valores de VMGD, usando un instrumento de lectura de zona eléctrica tal como un Multisizer Me, (Coulter Electronic, Luton, Beds, Inglaterra) o un instrumento de difracción láser tal como un sistema HELOS (Sympatec, Princeton, NJ). También se conocen bien en la técnica otros instrumentos para la medición del diámetro geométrico de partícula. El diámetro de las partículas secas respirables de la muestra varía dependiendo de factores tales como la composición de las partículas y los métodos de síntesis. Se puede escoger la distribución de tamaño de las partículas secas respirables con el fin de permitir una deposición óptima dentro de los puntos diana del sistema respiratorio.
De manera experimental, se puede determinar el diámetro aerodinámico usando mediciones de tiempo de vuelo (TOF). Por ejemplo, se puede usar un instrumento tal como el Analizador de Tamaño de Partícula Aerosizer ¡DSP Modelo 3225 (Amherst Process Instrument, Inc., Amherst, MA) para medir el diámetro aerodinámico. El Aerosizer mide el tiempo que tardan las partículas i secas respirables individuales en pasar entre dos haces de láser fijos.
También se puede determinar de forma experimental el diámetro aerodinámico de manera directa usando métodos convencionales de sedimentación por gravedad, en los se mide el tiempo necesario para qué una muestra de partículas secas respirables se deposite a una determinada distancia. Métodos indirectos para medir el diámetro aerodinámico mediano en masa incluyen el Impactador de Cascada de Andersen y métodos multi-etapa de líquido percutor (MSLI). Los métodos y los instrumentos para medir el diámetro aerodinámico de partícula con bien conocidos en la técnica. ¡ La densidad aparente tras vibración es una medida de la densidad másíca envolvente que caracteriza a la partícula. La densidad másíca envolvente de una partícula de una forma estadísticamente isotrópica se define como la masa de la partícula dividida entre el volumen envolvente de esfera mínima en el cual puede ser introducida. Características que contribuyeñ a un valor bajo de densidad aparente tras vibración incluyen una textura superficial irregular y una estructura porosa. La densidad aparente tras vibración se puede medir usando instrumentos conocidos por los expertos en la técnica tales como el Dispositivo de Ensayo de Densidad Aparente tras Vibración Controlado por un Microprocesador de Plataforma Dual (Vankel, NC), un instrumento GeoPyc™ (Micrometrics Instrument Corp., Norcross, GA) o un dispositivo de ensayo de densidad aparente tras vibración SOTAX modelo TD2 (SOTAX Corp., Horshman, PA). Se puede determinar la densidad aparente; tras vibración usando el método de USP Bulk Density and Tapped Density, EÉ.UU. Pharmacopia convention, Rockville, MD, 10° suplemento, 4950-4951 , 1999.
Se puede usar la fracción de partículas finas como una forma 1 para i caracterizar el comportamiento de aerosol de los polvos sometidos a dispersión. La fracción de partículas finas describe la distribución de tamaño de las partículas secas respirables suspendidas en el aire. El análisis gravimétrico, usando un impactador en cascada, es uno de los métodos para medir la distribución de tamaño, o la fracción de partículas finas, de las partículas secas respirables suspendidas en el aire. El impactador de cascada de Andersen (ACI) es un impactador de ocho etapas que puede separar los aerosoles en nueve fracciones distintas en base al tamaño aerodinámico. Los valores límites de tamaño de cada etapa dependen del caudal al cual se opera el ACI. Él ACI está compuesto por etapa múltiples que consisten en series de boquillás (es decir, una placa de chorro) y una superficie de impacto (es decir, un disco de impacto). En cada una de las etapas, la corriente de aerosol pasa a través de las boquillas y percute contra la superficie. Las partículas secas respirables de la corriente de aerosol con un valor de inercia suficientemente elevado impactan contra la placa. Las partículas secas respirables de pequeño tamaño que carecen de la inercia suficiente para impactar contra la placa permanecen en la corriente de aerosol y son transportadas a la siguiente etapa. Cada una de las etapas sucesivas del ACI presenta una velocidad más elevada de aerosol en las boquillas con el fin de que sea posible la recogida de las partículas secas respirables más pequeñas en cada una de las etapas sucesivas.
Si se desea, también se puede usar un ACI colapsado de dos etapas para medir la fracción de partículas finas. El ACI colapsado de dos etapas consiste únicamente en las dos etapas superiores del ACI de ocho etapas y perrnite la recogida de dos fracciones de polvo por separado. De manera específica, se calibra el ACI colapsado de dos etapas de manera que la fracción de polvos que se recoge en al etapa uno está formada por partículas secas respirables que presentan un diámetro aerodinámico menor que 5,6 micrómetros y r iayor que 3,4 micrómetros. La fracción de polvo que pasa la etapa uno y se deposita sobre el filtro de recogida está formada, de este modo, por partículas secas respirables que presentan un diámetro aerodinámico menor qué 3,4 micrómetros. El flujo da aire en dicha calibración es de aproximadamente 60 l/min.
Se ha demostrado que el FPF (<5,6) se encuentra correlacionado con la fracción de polvo que es capaz de penetrar en el interior del pulmón del paciente, mientras que se ha demostrado que el FPF (<3,4) se encuentra correlacionado con la fracción de polvo que alcanza la parte más profunda del pulmón del paciente. Estas correlaciones proporcionan un indicador cuantitativo que se puede usar para la optimización de las partículas.
Se puede usar un ACI para aproximar la dosificación emitida, lo que se denomina en el presente documento dosificación recuperada gravimetrica y dosificación recuperada analítica. La "dosificación recuperada gravimétrica" se define como la proporción de polvo pesado sobre todos los filtros de etapa del ACI con respecto a la dosificación nominal. La "dosificación recuperada analítica" se define como la proporción de polvo recuperado del enjuague de todas las etapas, todos los filtros de etapa y el puerto de inducción del ACI con respecto a la dosificación nominal. El FPF_TD (<5,0) es la proporción del cantidad interpolada de polvo que se deposita por debajo de 5,0 pm sobre el ACI con respecto a la dosificación nominal. El FPF_RD (<5,0) es la propórción de la cantidad interpolada de polvo que se deposita por debajo de 5,0 µ?t? sobre ? el ACI con respecto bien a la dosificación recuperada gravimétrica o bien a la dosificación recuperada analítica. ' Otra forma de aproximar la dosificación emitida consiste en determinar cuanto polvo abandona su recipiente, por ejemplo, cápsula o blister, tras la actuación del inhalado de polvo seco (DPI). Esto tiene en cuenta el porcentaje que abandona la cápsula, pero no tiene en cuenta ningún polvo depositado sobre el DPI. La dosificación emitida en la proporción del peso de la cápsula con la dosificación antes de la actuación del inhalador con respecto al peso de la cápsula después de la actuación del inhalador. Este medición también se denomina la masa de polvo emitida de cápsula (CEPM).
El percutor de líquido de multi-etapa (MSLI) es otro dispositivo que se puede usar para medir la fracción de partículas finas. El percutor de líquidos de multi-etapa opera bajos los mismos principios que el ACI, aunque en lugar de ocho etapas, MSLI dispone de cinco. De manera adicional, cada etapa MSLI consiste en una frita de vidrio humedecida en etanol en lugar de una placa sólida. La etapa humedecida se usa para evitar el rebote y la re-entrada de las partículas, que puede ocurrir cuando se usa el ACI.
La invención también se refiere a un método para producir un polvo ¡ seco respirable que comprende partículas secas respirables que contienen citrato de I calcio o sulfato de calcio. El método comprende a) proporcionar una primera materia prima líquida que comprende una disolución acuosa de cloruro de calcio, y una segunda materia prima que comprende una disolución acuoka de sulfato de sodio o citrato de sodio; b) mezclar la primera materia prima y la segunda materia prima para producir una mezcla en la que la reacción de intercambio aniónico tiene lugar para producir una disolución saturada o sobresaturada que comprende sulfato de calcio y cloruro de sodio, o citráto de calcio y cloruro de sodio; y c) secar por pulverización la disolución saturada o sobre-saturada producida en b) para producir partículas secas respirablés. La primera materia prima líquida y la segunda materia prima líquida se pueden mezclar por lotes o preferentemente, en forma de mezcla estática. En algunas realizaciones, la mezcla resultante se seca por pulverización, se somete a atomizado durante 60 minutos, durante 30 minutos, durante 15 minutos, durante 10 minutos, durante 5 minutos, durante 4 minutos, durante 3 minutos, durante 2 minutos, durante 1 minutos, durante 45 segundos, durante 30 segundos , durante 15 segundos, durante 5 segundos de mezcla, preferentemente mezcla estática.
La invención también se refiere a un polvo seco respirable o a partículas secas respirables producidas usando cualquiera de los métodos descritos anteriormente.
Las partículas secas respirables de la invención también se pueden caracterizar por medio de estabilidad química de las sales o de los excipientes que comprenden las partículas secas respirables. La estabilidad química ¿le las sales constitutivas pueda afectar a características importantes de las partículas respirables que incluyen la vida de anaquel, las condiciones apropiadas de almacenamiento, entornos apropiados para administración, compatibilidad biológica y eficacia de las sales. La estabilidad química se puede evaluar usando técnicas bien conocidas en la técnica. Un ejemplo de técnica que se puede usar para evaluar la estabilidad química es la cromatografía de líquidos de alta eficacia en fase inversa (RP-HPLC). De manera general, las partículas secas respirables de la invención incluyen sales que son estables durante un largo período de tiempo.
Si se desea, las partículas secas respirables y los polvos secos descritos en el presente documento se pueden además procesar para aumehtar la estabilidad. Una característica importante de las polvos secos farmacéuticos es si son estables en diferentes condiciones de temperatura y humedad. Los polvos inestables absorben humedad del ambiente y experimentan aglomeración, alterando de este modo la distribución de tamaño de partícula del polvo.
Se pueden usar excipientes tales como maltodextrina para crear partículas más estables y polvos. La maltodextrina puede actuar como un estabilizador de fase amorfo e inhibir la conversión de los componentes del estado amorfo a un estado cristalino. De manera alternativa, se puede emplear i una etapa de pos-procesado que ayude al paso controlado de las partículas a través de un proceso de cristalización (por ejemplo, en el precipitador de pólvos a un valor elevado de humedad), siendo procesado después potencialmehte el polvo resultante para restablecer su aptitud para la dispersión en caso dé que se formen aglomerados durante el proceso de cristalización, tal como haciendo pasar las partículas a través de un ciclón para romper los aglomerados^ Otro enfoque posible es la optimización de las condiciones de proceso, lo que conduce a la fabricación de partículas que son más cristalinas y, por tanto! más estables. Otro enfoque consiste en usar diferentes excipientes, o diferentes cantidades de los actuales excipientes, para intentar fabricar formas de las sales que sean más estables.
Las partículas secas respirables y los polvos secos descritos en el presente documento resultan apropiados para las terapias de inhalación. Las partículas secas respirables se pueden fabricar con el material apropiado, rugosidad superficial, diámetro y densidad aparente tras vibración para administración localizada a las zonas escogidas del sistema respiratorio tal como la parte más profunda de los pulmones o la parte superior o central de las vías respiratorias. Por ejemplo, se pueden usar partículas secas respirables de densidad más elevada o de tamaño más grande para la administración a las vías respiratorias superiores, o se puede administrar una mezcla de partículas secas respirables de tamaño variable en una muestra, proporcionadas con la misma formulación o con otra diferentes, a diferentes zonas diana del pulmón en una administración.
Con el fin de hacer referencia a la dispersión del polvo a diferentes caudales de inhalación, volúmenes y a partir de inhaladores de diferente resistencia, se puede calcular la energía necesaria para llevar a cabo la maniobra de inhalación. Se puede calcular la energía de inhalación a partir de la ecuación E = R2Q2V en la que E es la energía de inhalación en Julios, R es la resistencia del inhalador en kPa /2/LPM, Q es el caudal estacionario en l/min y V es el volumen de aire inhalado en I.
Se prevé que las poblaciones de adultos sanos son capaces de conseguir energías de inhalación que varían desde 2,9 a 22 Julios usando valorés de caudal de inspiración pico (PIFR) medido por Clarke et al. (Journal of Aerosol Med, 6(2), p-99-110, 1993) para el caudal Q a partir de dos resistencias de inhalador de 0,02 y 0,055 kPa1/2/LPM, con un volumen de inhalación de 21 basado tanto en los documentos de la recomendación FDA para inhaladores de polvo seco como en el trabajo de Tiddens et al. (Journal of Aerosol Med, 19, (4), p.456-465, 2006) quién encontró adultos que inhalaron un volumen medio de 2,2 I a través de una variedad de DPIs.
Se prevé que los pacientes COPD adultos de tipo leve, moderado y grave son capaces de conseguir energía de inhalación de 5,1 a 21 Julios, de 5,2 a 19 Julios y de 2,3 a 18 Julios respectivamente. De nuevo, esto se basa en el uso de los valores PIFR medidos para un caudal Q en la ecuación de energía de inhalación. El valor de PIFR que se puede conseguir para cada grupo es una función de la resistencia de inhalador que es objeto de inhalación. Se usó el i trabajo de Broeders et al. (Eur Respir J, 18, p.780-783, 2001) para predecir el valor máximo y mínimo de PIFR que se podía conseguir a través de 2 inhaladores de polvo seco de resistencias 0,021 y 0,032 kPa1/2/LPM cadaiuno. í De manera similar, se prevé que los pacientes asmáticos adultos son capaces de conseguir energías de inhalación de 7,4 a 21 Julios, basado n las i mismas consideraciones que las de la población COPD y los datos de PIF R de Broaders et al. ! Los adultos sanos, los pacientes COPD adultos y los pacientes asmáticos, por ejemplo, deben ser capaces de proporcionar suficiente energía de inhalación como para vaciar y dispersar las formulaciones de polvo seco¡ de la invención. Por ejemplo, se encontró que una dosificación de 25 mg de la Formulación III únicamente requería 0,16 Julios para vaciar 80 % del peso de llenado en una inhalación sencilla, bien desaglomerada, como se muestra en el Dv50 dentro de 1 micrómetro de la misma con energía de inhalación mucho mayores. Se calculó que todas las poblaciones de pacientes adultos anteriores eran capaces de lograr valores mayores que 2 Julios, más de un orden de magnitud más que la energía de inhalación requerida.
Una ventaja de la invención es la producción de polvos que se dispersan bien a lo largo de un amplio intervalo de caudales y que son relativamente independientes del caudal. Las partículas secas y los polvos de la invención permiten el uso de DPI pasivo y simple para una amplia población de pacientes.
Métodos ! Los polvos secos respirables y las partículas secas respirables de la i presente invención son para su administración al tracto respiratorio. Los pjolvos secos y las partículas secas de la invención se pueden administrar a un sujeto que los necesita para el tratamiento de enfermedades respiratorias ^ (por ejemplo, pulmonares), tales como asma, hipersensibilidad de las i vías respiratorias, alergia estacional, bronquioectasia, bronquitis crónica, enfisema, enfermedad pulmonar obstructiva crónica, fibrosis quística y similares, y para el tratamiento y/o la prevención de exacerbaciones agudas de estas enfermedades crónicas, tales como exacerbaciones provocadas por infecciones víricas (por ejemplo, virus gripal, virus paragripal, virus sincitial respiratorio, rinovirus, adenovirus, metaneumovirus, virus de coxsackie, virus ECHO, virus corona, virus de herpes, citomegalovirus y similares), infecciones bacterianas (por ejemplo, Streptococcus pneumoniae, que se denómina comúnmente neumococo, Staphylococcus aureus, Burkholderis ssp., Streptococcus agalactiae, Haemophilus influenzae, Haemophilus parainfluenzae, Klebsiella pneumoniae, Escheríchia coli, Pseudomonas aeruginosa, Moxarella catarrhalis, Chlamydophila pneumoniae, Mycoplasma pneumoniae, Legionella pneumophila, Serratia marcescens, Mycobacterium tuberculosis, Bordetella pertusisk y similares), infecciones fúngicas (por ejemplo, Histoplasma capsulatum, Cryptococcus neoformas, PneumOcystis jiroveci, Coccidioides immitis y similares) o infecciones parasíticas (por ejerhplo, Toxoplasma gondii, Strongyloides stercoralis y similares) o alérgenos ambientales e irritantes (por ejemplo, aeroalérgenos, incluyendo polen y caspa de gato, materia particulada suspendida en el aire y similares).
Los polvos secos y las partículas secas de la invención se pueden administrar a un sujeto que las necesita para el tratamiento y/o la prevención y/o la reducción del contagio de enfermedades infecciosas del tracto respiratorio, tales como neumonía (incluyendo neumonía extrahospltalaria, HAP; neumonía sanitaria, HCAP), neumonía asociada a respirador (VAP)), traqueobronquitis asociada a respirador (VAT), bronquitis, laringotraqueobronquitis (por ejemplo, laringotraqueobronquitis de posintubación y laringotraqueobronquitis infecciosa), tuberculosis, gripe, resfriado común e infecciones víricas (por ejemplo, virus gripal, virus paragripal, virus sincitial respiratorio, rinovirus, adenovirus, metaneumovirus, virus de coxsackie, virus ECHO, virus corona, virus de herpes, citomegalovirus y similares), infecciones bacterianas (por ejemplo, Streptococcus pneumóniae, que se denomina comúnmente neumococo, Staphylococcus aureus, Streptococcus agalactiae, Haemophilus influenzae, Haemophilus parainfluenzae, Klebsiella pneumóniae, Escheríchia coli, Pseudomonas aeruginosa, Moxarella catarrhalis, Chlamydophila pneumóniae, Mycoplasma pneumóniae, Legionelia pneumophila, Serratia marcescens, Mycobacterium tuberculosis, Bordetella pertusisk y similares), infecciones fúngicas (por ejemplo, Histoplasma capsulatum, Cryptococcus neoformas, Pneumocystis jiroveci, Coccidioides immitis y similares) o infecciones parasíticas (por ejemplo, Toxoplasma gondii, Strongyloides stercoralis y similares) o alérgenos ambientales e irritantes (por ejemplo, aeroalérgenos, materia particulada suspendida en el aire y similares). 1 Las partículas secas respirables y los polvos secos se pueden administrar para modificar las propiedades biofísicas y/o biológicas del revestimiento mucosal del tracto respiratorio (por ejemplo, el fluido de revestimiento de las vías respiratorias) y el tejido subyacente (por ejemplo, el epitelio del tracto respiratorio). Estas propiedades incluyen, por ejemplo, la formación de geli en la superficie de la mucosidad, la tensión superficial del revestimiento mucosal, la i elasticidad superficial y/o la viscosidad del revestimiento mucosal, la elasticidad aparente y/o la viscosidad del revestimiento mucosal. Sin pretender quedar ligado a teoría alguna, se piensa que los beneficios producidos pór las partículas secas respirables y los polvos secos y los métodos descritos, en el presente documento (por ejemplo, beneficios terapéuticos y profilácticos) dan lugar a un aumento de la cantidad de catión de calcio (Ca2+ proporcionado por las sales de calcio en las partículas secas respirables o en el polvo seco) en el I tracto respiratorio (por ejemplo, en la mucosidad pulmonar o en el fluido de revestimiento de las vías respiratorias) tras la administración de las partículas secas respirables o del polvos seco.
Los polvos secos respirables y las partículas secas se pueden administrar para aumentar la velocidad de eliminación mucociliar. La eliminación de microbios y partículas inhaladas constituye una función importante de las vías respiratorias para evitar infecciones respiratorias y la exposición a o la absorción sistémica de agentes potencialmente nocivos. Esto se lleva a cabo de forma integrada por medio de las células de respuesta epitelial, secretora de mucosidad e inmunológica presentes en la superficie de las vías respiratorias. Incluye de manera prominente la superficie de las vías respiratorias de las células epiteliales y ciliales, cuya función es soportar de manera sincronizada para transportar la capa de mucosidad líquida subyacente de manera proximal (hacia la boca), que abandona la vía respiratoria y es tragada o expectorada.
Los polvos secos respirables y las partículas secas se pueden administrar para contribuir en todas estas funciones. Aumentando la viscoelasticidad superficial, los polvos secos respirables y las partículas secas retienen microbios y partículas en la superficie de la capa de mucosidad de las vías respiratorias, donde no provocan exposición sistémica al hospedados Los polvos secos hipertónicos y las partículas secas incluyen el transporte de agua/líquidos fuera de las células epiteliales de las vías respiratorias, haciendo la capa líquida peri-ciliar menos viscosa y dando lugar a una oscilación ciliar más eficaz a la hora de mover y eliminar la capa de mucosidad subyacente. Las partículas secas y los polvos secos que contienen sales de calcio como agente activo farmacológicamente, también provocan un aumento tanto de la frecuencia de oscilación ciliar como de la fuerza o intensidad de las contracciones ciliares, lo que da lugar a un aumento de la velocidad de eliminación de la corriente de mucosidad subyacente.
La eliminación mucociliar se mide por medio de una técnica bien establecida que mide la función y la velocidad de eliminación cuantitativa usando una preparación de radioisótopo inhalada y segura (por ejemplo, Tecnecio (99mTc)) en disolución. El radioisótopo se mide cuantitativamente por medio de centellografía externa. Varias mediciones a lo largo de varias horas permiten la evaluación de la velocidad de eliminación y el efecto del fármaco frente al valor de fondo/control.
En algunos aspectos, la invención es un método para el tratamiento de enfermedades pulmonares, tales como asma, hipersensibilidad de las vías respiratorias, alergia estacional, bronquiectasia, bronquitis crónica, enfisema, enfermedad pulmonar obstructiva crónica, fibrosis quística y similares', que comprende administrar al tracto respiratorio de un sujeto que lo necesite una cantidad eficaz de partículas secas respirables o de polvo seco, como ée ha descrito en el presente documento.
En otros aspectos, la invención es un método para el tratamiento o la prevención de exacerbaciones agudas de enfermedades pulmonares crónicas, tales como asma, hipersensibilidad de las vías respiratorias, alergia estacional, bronquiectasia, bronquitis crónica, enfisema, enfermedad pulmonar obstructiva crónica, fibrosis quística y similares, que comprende administrar al tracto respiratorio de un sujeto que lo necesita una cantidad eficaz de partículas secas respirables o de polvo seco, como se describe en el presente documento.
En otros aspectos, la invención también se refiere a un métodó para tratar, evitar y/o reducir el contagio de una enfermedad infecciosa del tracto respiratorio, que comprende administrar al tracto respiratorio de un sujeto, que lo precisa una cantidad eficaz de las partículas secas respirables o del polvo seco, como se describe en el presente documento.
Las partículas secas respirables y los polvos secos se pueden administrar al tracto respiratorio de un sujeto que los necesita usando cualquier métodp, tal como técnicas de instilación y/o un dispositivo de inhalación, tal como un inhalador de polvo seco (DPI) o un inhalador de dosificación regulada (MDÍ). Se encuentra disponible un número de DPIs, tales como, los inhaladores descritos en la patente de EE.UU. N°. 4.995.385 y 4.069.819, Spinhaler® (Fisons, Loughborough, Reino Unido), Rotahalers®, Diskhaler® y Diskus® (GlaxoSmithKIine, Research Triangle Technology Park, Carolina del Norte), FlowCapss® (Hovione, Loures, Portugal), Inhalators® (Boehringer-lngelheim, Alemania), Aerolizer® (Novartis, Suiza) y otros conocidos por los expertos, en la técnica.
De manera general, los dispositivos de inhalación (por ejemplo, los DPIs) son capaces de administrar una cantidad máxima de polvo seco o de partículas secas en una única inhalación, que se encuentra relacionada con la capacidad de los blisters, cápsulas (por ejemplo de tamaño 000, 00, 0E, 0, 1 , 2, 3 y 4, con capacidad volumétricas respectivas de 1 ,37 mi, 950 µ?, 770 µ?, 680 µ?, 480 µ?,360 µ?, 270 µ? y 200 µ?) u otro medios que contienen las partículas secas o los polvos secos en el interior del inhalador. Por consiguiente, la administración de la dosificación deseada o de la cantidad eficaz puede precisar dos o más inhalaciones. Preferentemente, cada dosificación que se administra al sujeto que la necesita contiene una cantidad eficaz de partículas secas respirables o de polvo seco y se administra usado no más que aproximadamente 4 inhalaciones. Por ejemplo, cada dosificación de partículas secas respirables o i de polvo seco se puede administrar en un única inhalación o en 2, 3j ó 4 inhalaciones. Preferentemente, las partículas secas respirables y los polvos secos se administran en un única etapa de activación respiratoria usando un DPI que se activa mediante al respiración. Cuando se usa un dispositivo de j este tipo, la energía de la inhalación por parte del sujeto por un lado dispersa I las partículas secas respirables y por otro las introduce en el interior del tracto i respiratorio.
Si se desea, las partículas secas respirables o los polvos secos se pueden administrar por medio de inhalación a la zona deseada del tracto respiratorio. Se sabe bien que las partículas con un diámetro aerodinámipo de aproximadamente 1 micrómetro a aproximadamente 3 micrómetros puede ser administradas a la parte profunda de los pulmones. Diámetros aerodinámicos mayores, por ejemplo, de aproximadamente 3 micrómetros a aproximadamente 5 micrómetros pueden ser administrados a la parte central y superior de las vías respiratorias.
Se piensa que cuando se administran algunos polvos secos que contienen sales de metal divalente como principio activo, existe la posibilidad de que al menos parte del polvo seco respirable se deposite en la cavidad bucal y produzca una sensación "salada en la boca" no deseada. Se presume que esta sensación puede hacer que los paciente no sigan las instrucciones terapéuticas o que interrumpan la terapia. Una ventaja de los polvos secos respirables de la presente invención es que son pequeños y altamente dispersables, y por tanto, se reduce la deposición en la cavidad bucal y también se reduce o se evita la posibilidad de aparición de dicha sensación salada en la boca no deseada.
Para los inhaladores de polvo seco, la deposición en la cavidad bucal se I encuentra dominada por el impacto inercial y por tanto viene caracterizada por i el número de Stokes del aerosol (DeHann et al., Journal of Aerosol Science, 35 (3), 309-331 , 2003). Para una geometría de inhalador, patrón de respiración y cavidad bucal equivalentes, el número de Stokes, y con ello la deposiciónj en la i cavidad bucal, se ve afectado de manera principal por el tamaño aerodinámico del polvo inhalado. Además, factores que contribuyen a la deposición bucal del polvo incluyen la distribución de tamaño de las partículas individuales y la aptitud para la dispersión del polvo. Si el valor de MMAD de las partículas individuales es muy grande, por ejemplo por encima de 5 um, entonces se deposita en la cavidad bucal una cantidad creciente del polvo. De igual forma, si el polvo presente una pobre aptitud para la dispersión, es indicativo de que las partículas abandonan el inhalador de polvos seco y penetran en la cavidad bucal en forma de aglomerados. El polvo aglomerado se comporta desde el punto de vista aerodinámico como una partícula individual cuanto mayor sea el tamaño del aglomerado, por tanto incluso si las partículas individuales son pequeñas (por ejemplo, valor de MMAD de 5 micrómetros o menos), la distribución de tamaño del polvo inhalado puede presentar un valor de MMAD mayor que 5 µ??, dando lugar a una mayor deposición en la cavidad bucal.
Por tanto, resulta deseable disponer de un polvo en el que las partículas sean de pequeño tamaño (por ejemplo, MMAD de 5 micrómetros o menos, por i ejemplo entre 1 y 5 micrómetros) y que sean altamente dispersablesj (por ejemplo ¼ bar o de manera alternativa, 0,5/4 bar de 2,0, y preferentemente menos que 1 ,5). Más preferentemente, el polvo seco respirable está formado por partículas secas respirables con un MMAD entre 1 y 4 micrómetros o entre 1 y 3 micrómetros, y presenta un ¼ bar menor que 1 ,4, o menos que 1 ,3, y más preferentemente menor que 1 ,2.
El diámetro geométrico absoluto de las partículas medidas a 1 bar usando el sistema HELOS no resulta crítico con la condición de que la densidad envolvente de las partículas sea suficiente de forma que el valor de MMÁD se encuentre en uno de los intervalos listados anteriormente, en el que MMÁD es VMGD por la raíz cuadrada de la densidad envolvente (MMAD = VMGD * (densidad envolvente)172). Si se desea administrar una dosificación elevada usando un recipiente de dosificación de volumen fijo, entonces, se desean partículas de densidad envolvente elevada. Una densidad envolvente elevada permite una mayor masa de polvo presente en el interior del recipiente de dosificación de volumen fijo. Las densidades envolventes preferidas son mayores que 0,1 g/cc, mayores que 0,25 g/cc, mayores que 0,4 g/cc, mayores que 0,5 g/cc y mayores que 0,6 g/cc.
Los polvos secos respirables y las partículas de la invención se pueden emplear en composiciones apropiadas para la administración de un fármaco por medio del sistema respiratorio. Por ejemplo, tales composiciones pueden incluir mezclas de partículas secas respirables de la invención y una o más I partículas secas respirables o polvos, tales como partículas secas o polvos que contienen otro principio activo, o que consistan en o consistan básicamente en uno o más excipientes aceptables farmacéuticamente.
Los polvos secos respirables y las partículas secas apropiados pafa su uso en los métodos de la invención pueden viajar a través de las vías ? respiratorias superiores (es decir, la laringe y la orofaringe), las vías respiratorias inferiores, que incluyen la traquea seguida de las bifurcaciones en el interior de los bronquios y bronquiolos, y través de los bronquiolos que a su vez se dividen en bronquiolos respiratorios llegando a la última zona respiratoria, los alvéolos o la parte más profunda del pulmón. En una realización de la invención, la mayoría de la masa de polvos secos respirables o de partículas secas se deposita en la parte profunda del pulmón. En otra realización de la invención, la administración se produce principalmente en las vías respiratorias centrales. En otra realización, la administración es en las vías respiratorias superiores.
Las partículas secas respirables o los polvos secos de la invención se pueden administrar por medio de inhalación a varias partes del ciclo de I respiración (por ejemplo, flujo laminar a respiración media). Una ventaja de la elevada aptitud para la dispersión de los polvos secos y de las partículas secas de la invención es la capacidad para al deposición diana en el tracto respiratorio. Por ejemplo, la administración controlada mediante la respiración de disoluciones nebulizadas constituye un desarrollo reciente en la administración de aerosoles líquidos (Dalby et al., en Inhalation Aerosols, editado por Hickey 2007, p. 437). En este caso, las gotitas nebulizadas' son liberadas únicamente durante determinados momentos del ciclo de respiración. Para la administración a al zona profunda de los pulmones, las gotitas son I liberadas el comienzo del ciclo de respiración, mientras que para la deposición en las vías respiratorias centrales, son liberadas después de la inhalación.
Los polvos altamente dispersables de la presente invención proporcionan ventajas para alcanzar la sincronización entre administración de fármaco y ciclo de respiración así como ubicación en el pulmón humano. Debido a que los i polvos secos respirables de la invención se pueden dispersar de forma rápida, tal como dentro de una fracción de maniobra típica de inhalación, se puede controlar la sincronización de la dispersión del polvo con el fin de administrar un i aerosol en momentos específicos de la inhalación. ¡ Con polvos altamente dispersables, la dosificación completa del aerosol se puede dispersar en la parte de comienzo de la inhalación. A medida que el caudal de inhalación del paciente aumenta hasta alcanzar el caudal inspiratorio pico, el polvo altamente dispersable comienza a dispersarse ya al comienzo de la rampa de aumento y es posible dispersar por completo una dosificación en la primera parte de la inhalación. Debido a que el aire inhalado al comienzo de la inhalación es venteado a la parte más profunda de los pulmones, se prefiere la dispersión de la mayoría del aerosol en la primera parte de la inhalación para una deposición pulmonar profunda. De igual manera, para lograr una deposición central, se puede conseguir una dispersión del aerosol a concentración elevada en el aire que ventila las vías respiratorias centrales por medio de una dispersión rápida de la dosificación próxima al momento medio o i al momento final de la inhalación. Esto se puede conseguir por medio de un número de medios mecánicos u otros medios tales como accionamiento operado por medio de tiempo, presión o caudal que desvían el aire inhalado por el paciente hacia el polvo objeto de dispersión únicamente cuando se alcanzar las condiciones de accionamiento.
Se pueden escoger la forma de dosificación, las formulaciones y los sistemas de administración para una aplicación terapéutica particular, como se describe, por ejemplo, en Gonda I "Aerosols for delivery of therapeutic and diagnostic agents to the respiratory tract", en Critical Reviews in Therapeutic i Drug Carrier Systems, 6: 273-313 (1990); y en Moren, "Aerosol Dosage Forms and Formulations" en Aerosols in Medicine, Principies, Diagnosis and Therapy, Moren, et al., Eds., Esevier, Amsterdam (1985).
Como se describe en el presente documento, que los efectos profilácticos y terapéuticos de las partículas secas respirables y de los polvos secos son el resultado de una mayor cantidad de calcio en el tracto respiratorio (por ejemplo, en el pulmón) después de la administración de dichas partículas secas respirables y de los polvos secos. Por consiguiente, dado que la cantidad de calcio administrada puede variar dependiendo de la sal particular escogida, la dosificación puede estar basada en la cantidad deseada de calcio a administrar al pulmón. Por ejemplo, un mol de cloruro de calcio (CaCI2) se disocia para proporcionar un mol de Ca2+, pero un mol de citrato de calcio puede proporcionar tres moles de Ca2+.
De manera general, una cantidad eficaz de formulación farmacéutica administra una dosificación de aproximadamente 0,001 mg de Ca /kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,002 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,005 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de ;peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 60 mg de Ca2+/kg de ¡ peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,01 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 50 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 40 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 30 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,01 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 20 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 10 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 5 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,02 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 2 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,03 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 2 mg de Ca27kg de ; peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,04 mg de Ca +/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 2 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,05 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 2 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,1 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 2 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,1 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 1 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,1 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 0,5 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,2 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 0,5 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,18 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,001 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,005 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,01 mg de Ca /kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,02 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación o de aproximadamente 0,5 mg de Ca /kg de peso corporal/dosificación.
En algunas realizaciones, la cantidad de calcio administrado al tracto respiratorio (por ejemplo, pulmones, vías respiratorias) es de aproximadamente 0,001 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 2 mg de Ca /kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,002 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,005 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 2 mg de Cá27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,01 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 2 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,01 mg de Ca27kg de ' peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 60 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,01 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 50 mg de Ca 7kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,01 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 40 mg de Ca27kg de. peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,01 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 30 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 20 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,01 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 10 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 5 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,01 mg de Ca27kg de peso I corporal/dosificación hasta aproximadamente 2 mg de Ca27kg de ¡peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,02 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 2 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,03 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 2 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,04 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 2 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,05 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 2 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,1 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 2 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,1 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 1 mg de Ca27kg de : peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,1 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 0,5 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,2 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 0,5 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,18 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,001 mg de Ca /kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,005 mg de Ca2+/kg de peso corporai/dosificacian, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2Vkg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,02 mg de Ca2+/kg de peso i corporal/dosificación o de aproximadamente 0,5 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación.
En otras realizaciones la cantidad de calcio administrado al tracto respiratorio superior (por ejemplo, la cavidad nasal) es de aproximadamente 0,001 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,002 mg i de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 2 rrig de Ca /kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,005 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 2 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,01 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 2 mg de Ca 7kg dei peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 60 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,01 mg de Ca 7kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 50 mg de Ca 7kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,01 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 40 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,01 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 30 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,01 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 20 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso i corporal/dosificación hasta aproximadamente 10 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso i corporal/dosificación hasta aproximadamente 5 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,01 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso I corporal/dosificación, de aproximadamente 0,02 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 2 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,03 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,04 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 2 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,05 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 2 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,1 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 2 mg de Ca27kg de : peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,1 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 1 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,1 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 0,£ mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,2 mg de Ca27kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 0,5 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,18 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,001 mg de Ca2+/kg de peso corporal/dosificación.
Además, cuando las partículas secas respirables y los polvos sjecos incluyen un sal de sodio, las partículas secas respirables y los polvos secos se pueden administrar en una cantidad suficiente para administrar una dosificación de aproximadamente 0,001 mg de Na+/kg de peso corporal/dosificación hasta . i aproximadamente 10 mg de Na /kg de peso corporal/dosificación, ó de aproximadamente 0,01 mg de Na+/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 10 mg de Na+/kg de peso corporal/dosificación, ó de aproximadamente 0,1 mg de Na+/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 10 mg de Na+/kg de peso corporal/dosificación, o de aproximadamente 1,0 mg de NaVkg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 10 mg de Na+/kg de peso corporal/dosificación, ó de aproximadamente 0,001 mg de NaVkg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 1 mg de Na7kg de peso corporal/dosificación, o de aproximadamente 0,01 mg de Na7kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 1 mg de NaVkg de peso corporal/dosificación, p de aproximadamente 0,1 mg de Na+/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 1 mg de Na+/kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,2 a 0,8 mg de Na+/kg de peso corporal/dosificación, de aproximadamente 0,3 a 0,7 mg de Na kg de peso corporal/dosificación, o de aproximadamente 0,4 a 0,6 mg de Na+/kg de peso corporal/dosificación.
En algunas realizaciones la cantidad de sodio administrada al tracto respiratorio (por ejemplo pulmones, vías respiratorias) es de aproximadamente 0,001 mg/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 10 mg/kg de peso corporal/dosificación, o de aproximadamente 0,01 mg/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 10 mg/kg de peso corporal/dosificación, o de aproximadamente 0,1 mg/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 10 mg/kg de peso corporal/dosificación, o de aproximadamente 1 mg/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 10 mg/kg de peso í corporal/dosificación, o de aproximadamente 0,001 mg/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 1 mg/kg de peso corporal/dosificación, o de aproximadamente 0,01 mg/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 1 mg/kg de peso corporal/dosificación, o de aproximadamente 0,1 mg/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 1 mg/kg de peso corporal/dosificación, o de aproximadamente 0,2 hasta aproximadamente 0,8 mg/kg de peso corporal/dosificación, o de aproximadamente 0,3 hasta aproximadamente 0,7 mg/kg de peso corporal/dosificación, p de aproximadamente 0,4 hasta aproximadamente 0,6 mg/kg de peso corporal/dosificación.
En algunas realizaciones la cantidad de sodio administrada al tracto respiratorio superior (por ejemplo, cavidad nasal) es de aproximadamente 0,001 mg/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 10 mg/kg de peso corporal/dosificación, o de aproximadamente 0,01 mg/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 10 mg/kg de peso i corporal/dosificación, o de aproximadamente 0,1 mg/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 10 mg/kg de peso corporal/dosificación, o de aproximadamente 1 mg/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 10 mg/kg de peso corporal/dosificación, o de aproximadamente 0,001 mg/kg de ¡peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 1 mg/kg de (peso corporal/dosificación, o de aproximadamente 0,01 mg/kg de peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 1 "mg/kg de peso corporal/dosificación, o de aproximadamente 0,1 mg/kg de 1 peso corporal/dosificación hasta aproximadamente 1 mg/kg de ¡ peso i corporal/dosificación, o de aproximadamente 0,2 hasta aproximadamente 0,8 mg/kg de peso corporal/dosificación, o de aproximadamente 0,3 hasta aproximadamente 0,7 mg/kg de peso corporal/dosificación, o de aproximadamente 0,4 hasta aproximadamente 0,6 mg/kg de peso corporal/dosificación.
Se pueden determinar los intervalos apropiados entre dosificaciones que proporcionen el efecto terapéutico deseado en base a la gravedad de la enfermedad (por ejemplo, infección), sobre todo el bienestar del paciente y la tolerancia del sujeto a las partículas secas respirables y a los polvos secos y a otras consideraciones. En base a estas y otras consideraciones, el médico puede determinar los intervalos apropiados entre dosificaciones. De manera general, las partículas secas respirables y los polvos secos se administran una vez, dos veces o tres veces al día, según sea necesario.
Si se desea o si viene indicado, las partículas secas respirables y los i polvos secos descritos en el presente documento se pueden administrar con uno o más de otros agentes terapéuticos. Los otros agentes terapéuticos se pueden administrar por medio de cualquier ruta apropiada, tal como vía; oral, parenteral (por ejemplo, intravenosa, intraarterial, intramuscular o inyección subcutánea), tópica, por medio de inhalación (por ejemplo, ¡ntrabronquial, intranasal o inhalación oral, gotas intranasales), rectal, vaginal y similares. Las partículas secas respirables y los polvos secos se pueden administrar antes, considerablemente de forma concurrente con, o después de la administración del otro agente terapéutico. Preferentemente, las partículas secas respirables, el polvo seco y el otro agente terapéutico se administran de manera que se produzca solapamiento de sus actividades farmacológicas.
Otra ventaja proporcionada por los polvos secos respirables y las partículas secas respirables descritos en el presente documento, es que se puede aumentar la eficacia de dosificación como resultado del crecimiento higroscópico de partículas en el interior de los pulmones, debido al crecimiento de humedad de las partículas. La tendencia de las composiciones altamente salinas y parcialmente amorfas de la invención a captar agua a valores de humedad elevada también puede resultar ventajosa en lo que respecta a sus perfiles de deposición ¡n vivo. Debido a la rápida captación de agua a valores de humedad elevados, estas formulaciones de polvo pueden experimentar crecimiento higroscópico debido a la absorción de agua procedente de la humedad del aire en el tracto respiratorio a medida que transitan hacia el i interior de los pulmones. Esto puede dar lugar a un aumento de la diámetros aerodinámicos eficaces durante el tránsito hacia los pulmones, lo que posteriormente facilita su deposición en las vías respiratorias.
Ejemplo A continuación se muestran los materiales usados en los siguientes ejemplos y sus fuentes. El cloruro de calcio dihidratado, lactato de calcio pentahidratado, cloruro de sodio, L-leucina, maltodextrina, manitol, lactosa y trehalosa se obtuvieron en Sigma-Aldrich Co. (St. Louis, MO) o Spectrum Chemicals (Gardena, CA); el sulfato de sodio de EMD Chemicals (Gibb§town, NJ), Sigma-Aldrich Co. (St. Louis, MO) o Spectrum Chemicals (Gardena, CA); y el citrato de sodio dihidratado de J. T. Baker (Phillipsburg, NJ), Mallinckrodt Baker (Phillipsburg, N J) o Spectrum Chemicals (Gardena, CA). El agua ultrapura fue de un sistema de purificación de agua (Millipore Corp., Biljerica, MA).
Métodos Diámetro geométrico o en volumen. Se determinó el diámetro mediano en volumen (x50), que también se puede denominar diámetro geométrico mediano en volumen (VMGD), usando una técnica de difracción láser. El equipamiento consistió en un difractometro HELOS y un equipo de dispersión de polvo seco RODOS (Sympatec, Inc., Princeton, NJ). El equipo de dispersión RQDOS aplica una fuerza de cizalladura a la muestra de partículas, controlada por medio del regulador de presión (típicamente se fija en 1 ,0 bar con una presión de anillo en el orificio de 7 mbar) del aire seco comprimido entrante. Se pueden variar las configuraciones de presión con el fin de variar la cantidad de energía usada para dispersar el polvo. Por ejemplo, se puede variar el regulador de presión desde 0,2 bar hasta 4,0 bar; y se puede variar la presión del anilló del orificio desde 5,00 bar hasta 115,00 mbar. La muestra de polvo se suministra desde una micro-espátula al interior del embudo de RODOS. Las partículas dispersar viajan a través del haz del láser donde se recoge el patrón producido de luz de difracción resultante, típicamente usando una lente R2, por medio de una serie de detectores. A continuación, se transforma el patrón de difracción del conjunto en una distribución de tamaño de partícula basada en volumen usando un modelo de difracción de Fraunhofer, sobre la base de que las partículas pequeñas producen una difracción de luz con ángulos mayores. i Usando este método también se determinó la desviación estándar geométrica (GSD) para el diámetro geométrico medio en volumen.
Fracción de partículas finas. Se evaluaron las propiedades aerodinámicas de los polvos dispersados a partir de un dispositivo inhalador con un Impactador de Cascada de Andersen Mk-ll 1 ACFM (Copley Scientific Limited, Nottingham, Reino Unido). El instrumento se operó en condiciones ambientales controladas de 18 a 25 °C y humedad relativa (HR) entre 20 y 40 %. El instrumento consiste en ocho etapas que separan las partículas de aerosol en base al impacto inercial. Los valores límites de tamaño de cada etapa dependen del caudal al cual se opera el ACI. En cada una de las etapas, la corriente de aerosol pasa a través de un grupo de boquillas y percute contra la placa de impacto correspondiente. Las partículas que presentan un valor de inercia lo suficientemente pequeño continúan con la corriente de aerosol hacia la siguiente etapa, mientras que el resto de partículas impactan contra la placa.
En cada etapa sucesiva, el aerosol pasa a través de boquillas a velocidad elevada y se recogen las partículas aerodinámicamente pequeñas sobre la placa. Una vez que el aerosol pasa a través de la etapa final, un filtro recoge las partículas más pequeñas que quedan. A continuación, se pueden llevar a cabo análisis gravimétricos y/o químicos para determinar la distribución de I tamaño de partícula. También se utiliza un impactador de cascada de pequeño escalonado para permitir un tiempo de trabajo más corto con el fin de ev aluar los dos puntos de corte de tamaño de partícula aerodinámico. Con este impactador de cascada colapsado, se eliminan etapas exceptuando las que se requieren para establecer las fracciones de partícula fina y gruesa.
Las técnicas de impacto utilizadas permitieron la recogida de dos a ocho fracciones de polvo por separado. Se llenaron las cápsulas (HPMC, Tamaño 3; Shionogi Qualicaps, Madrid, España) aproximadamente hasta la mitad con polvo y se colocaron en un dispositivo inhalador de polvo seco activado por respiración y de manejo manual (DPI), con una resistencia elevada RS-01 DPI (Plastiape, Osnago, Italia). Se agujereó al cápsula y se extrajo el polvo a través del impactado de cascada operado con un caudal de 60,0 l/min durante 2>0 s. A esta caudal, los diámetros de corte calibrados para las ocho etapas son de 8,6, 6,5, 4,4, 3,3, 2,0, 1 ,1 , 0,5 y 0,3 micrómetros y para las dos etapas usadas con el ¡mpactador de cascada de pequeño escalonado, los diámetros de corte son de 5,6 micrómetros y de 3,4 micrómetros. Se recogieron las fracciones colocando filtros en el aparato y determinando la cantidad de polvo que percutió sobre ellos por medio de mediciones gravimétricas o mediciones químicas de HPLC, como se indica en las tablas. Se calculó la fracción de partículas finas de la dosificación total de polvo (FPF_TD) menor o igual que el diámetro aerodinámico de corte eficaz dividiendo la masa de polvo recuperada I de las etapas deseadas del ¡mpactador entre la masa total de partículas !de la cápsula. Los resultados se presentan como fracción de partículas finas de i menos que 5,6 micrómetros (FPF<5,6 micrómetros) y fracción de partículas finas de menos que 3,4 micrómetros (FPF< 3,4 micrómetros). De manera alternativa, las fracción de partículas finas se puede calcular con respectó a la dosificación recuperada o emitida de polvo dividiendo la masa de polvo recuperada a partir de las etapas deseadas del ¡mpactador entre la masa de polvo total recuperado.
Diámetro aerodinámico. Se determinó el diámetro aerodinámico mediano en masa (MMAD) usando la información obtenida con el Impactador de Cascada de Andersen. Se calcula la masa acumulada bajo la etapa de diámetro de corte para cada una de las etapas y se normaliza con respecto a la dosificación recuperada de polvo. A continuación, se calcula el valor de MMAD del polvo mediante interpolación lineal de los diámetros de corte por etapa que delimitan el percentil 50.
Dosificación emitida. Se determinó la medición de las propiedades de emisión de los polvos usando la información obtenida en los ensayos del Impactador de Cascada de Andersen. Se registró el peso de la cápsula llena al comienzo del ensayo y el peso final de la cápsula tras la finalización del i ensayo. La diferencia de pesos representa la cantidad de polvo emitido desde la cápsula (CEPM o masa de polvo emitido desde la cápsula). Se calculó la dosificación emitida dividiendo la cantidad de polvo emitido desde la cápsula entre la masa inicial total de partículas en el interior de la cápsula.
Densidad aparente tras vibración. Se usaron dos métodos para medir la densidad aparente tras vibración. (1 ) Inicialmente, se usó un método modificado que precisó cantidades menores de polvo, seguido de USP < 616> con la sustitución de un tubo de microcentrífuga de 1 ,5 ce (Eppendorf AG, Hamburgo, Alemania) para albergar el polvo. (2) Su usó USP <616>, usando un cilindro graduado de 100 ce. Los instrumentos para la medición de densidad aparente tras vibración resultan conocidos en la técnica e incluyen, pero ¡no se limitan a, el Dispositivo de Ensayo de Densidad Aparente tras Vibr i ación Controlado por un Microprocesador de Plataforma Dual (Vankel, NC) o un instrumento GeoPyc (Micrometrics Instrument Corp., Norcross, GA). La densidad aparente tras vibración es una medición estándar de la densidad másica envolvente. La densidad másica envolvente de una partícula isotrópica se define como la masa de la partícula dividida entre el volumen envolvente esférico mínimo en el que puede estar contenida.
Microscopía de barrido electrónico (SEM). Se llevó a cabo SEM usando un microscopio de barrido electrónico FEI Quanta 200 (Hillsboro, Oregon) equipado con un detector Everhart Thornley (ET). Se recogieron las imág nes i y se analizaron usando soportes lógicos xTm (v.2.01) y XT Docu (v 3.2), i respectivamente. El aumento se verificó usando un estándar trazable NIST. Se preparó cada una de las muestras para el análisis colocando una pequeña I cantidad sobre una tira adhesiva de carbono sujeta sobre un montaje de aluminio. A continuación se sometió cada una de las muestras a revestimiento I por pulverización con Au/Pd usando un dispositivo de revestimiento por pulverización Cressington 108 auto, a aproximadamente 20 mA y 0,13 mbar (Ar) durante 75 segundos. Los datos de los parámetros de adquisición se muestran en la barra de información al pie de cada una de las imágenes. Se calculó el aumento presentado para cada imagen tras los datos de adquisición iniciales. La barra de escala que se presenta en la parte inferior de cada una de las imágenes resulta exacta tras el re-cálculo de tamaño y debería usarse en las determinaciones de tamaño.
Preparación de materia prima liquida para el secado por pulverización. Las partículas homogéneas para secado por pulverización requieren que los ingredientes de interés se disuelvan en el seno de la disolución o se suspendan en el seno de una suspensión estable y uniforme. Determinada sales de calcio, i tales como cloruro de calcio, acetato de calcio y lactato de calcio, son suficientemente solubles en agua como para preparar disoluciones apropiadas para secado por pulverización. No obstante, otras sales de calcio, tales como sulfato de calcio, citrato de calcio y carbonato de calcio, presentan baja solubilidad en agua. La solubilidad en agua de las sales de calcio ejemplares se muestra en la Tabla 1. Como consecuencia de estas bajas solubilidades, fue necesario trabajo de desarrollo de materias primas de formulación con el fin de preparar las disoluciones o las suspensiones que se pudieran secar por i pulverización. Estas disoluciones o suspensiones incluyeron combinaciones de sales en un disolvente apropiado, típicamente agua pero también mezclas de i etanol y agua u otros disolventes como se describe anteriormente en la memoria descriptiva. ¡ Tabla 1 : Solubilidad de sales de calcio en agua 1 Solubilidad de la sal de calcio en agua (a 20-30 °C, 1 bar) Sal Solubilidad en agua (g/l) Cloruro de calcio 13681 2 Acetato de calcio 3471 Lactato de calcio 1051 Gluconato de calcio 33,23* Sulfato de calcio 2,981 Citrato de calcio 0.961 Fosfato de calcio dibásico 0.21 Carbonato de calcio Pract. Insol. ¿ Estearato de calcio Pract. Insol. 2 Alginato de calcio No aplica Carbonato de sodio 5051 Cloruro de sodio 3601 Citrato de sodio 9101 Sulfato de sodio 1941 Perry, Robert H., Don W. Green, and James O. Maloney. Perry's Chemical Enginerrs'Handbook.7a edición. Nueva York: McGraw-Hill, 1997. Print. 2 Solubilidad a 60°C. 3 O'Neil, Maryadele J. The Merck Index an Encyclopedia of Chemicals, Drugs and Biologicals 4a Edición. Whitehouse St tion, N.J.: Merck, 2006. Print.
Como se ha mencionado anteriormente, el cloruro de calcio presenta una solubilidad en agua elevada. Las sales de sodio, tales como sulfato de sodio, i citrato de sodio y carbonato de sodio también son muy solubles en agua. Como se comentará posteriormente en los ejemplos siguientes, las sales de cloruro de sodio y las sales de sodio (los "materiales de partida") se combinan en disolución o en suspensión para obtener sales de calcio estables en forma de polvo seco final. Cuando se combinan el cloruro de calcio y la sal de sodio en disolución, el calcio y el anión aportado por la sal de sodio pueden reaccionar a través de una reacción de precipitación para producir la sal de calcio degeada (es decir, CaCI2 + 2NaXX ? CaXX + 2NaCI). En este caso, se usó la concentración de sólidos máxima que permitió mantener la disolución transparente o la suspensión de forma estable. Determinadas sales de calcio fueron suficientemente solubles para disolverse en agua y posteriormente ser secadas por pulverización de forma aislada. El mismo concepto se puede aplicar, por ejemplo, a las sales de magnesio mediante el uso de cloruro de magnesio, sales de potasio mediante el uso de cloruro de potasio y a lias sales de sodio. ¡ Se pueden proporcionar los materiales de partida en cantidades molares de forma que sea posible que la reacción de precipitación completa pueda continuar hasta la finalización, denominado "reacción hasta finalización". La Tabla 2 siguiente muestra el porcentaje en peso de ión de calcio en las sales i de calcio ejemplares.
Tabla 2: Porcentaje en peso de Ca en moléculas de sales % en peso de ión de calcio en la molécula de sal % en peso de Sal Fórmula PM Ca2+ en la molécula Carbonato de calcio CaC03 100,09 40,0 Cloruro de calcio CaCI2 110,98 36,0 Fosfato de calcio CaHP04 136,06 29,4 dibásico Sulfato de calcio CaSO4 136,14 29,4 Acetato de calcio Ca(C2H302)2 158,17 25,3 Citrato de calcio Ca(C6H507)2 498,46 24,1 Lactato de calcio Ca(C3H5O3)2 218,218 18,3 Sorbato de calcio CaCi2Hi4O4 262,33 15,2 Gluconato de calcio CaCi2H22 *14 430,373 9,3 Estearato de calcio CaC36H7oO4 607,02 6,6 Alginato de calcio [Ca(C6H706)2ln NA NA De manera alternativa, se puede añadir un exceso de cloruro de calcio para dar lugar a una reacción incompleta o una "reacción que no finaliza", en cuyo caso existe una cantidad dada de cloruro de calcio presente en la forma de polvo final. Mientras que el cloruro es higroscópico, su elevada solubilidad en agua puede resultar beneficiosa para tener pequeñas cantidades en el producto final con el fin de aumentar la solubilidad del producto final, para ser capaz de ajusfar el perfil de disolución, con el fin de aumentar la proporción relativa de ión de calcio con respecto a otros cationes presentes én la formulación. Para facilitar el desarrollo de la formulación, las proporciones molares requeridas de cloruro de calcio y sal de sodio se convirtierón en proporciones en masa de cloruro de calcio y sal de sodio. Un ejemplo es el citrato de calcio (es decir, cloruro de calcio + citrato de sodio), en el que la i reacción de precipitación procede según se muestra continuación: 3 CaCl2 + 2 Na3C6H507 ? Cas^HsOy^ + 6 NaCl Esta reacción da lugar a una proporción molar de 1 :2 de iones de Ga:Na. Para que la reacción continúe hasta la finalización, se requieren 3 moles de cloruro de calcio y 2 moles de citrato de sodio. Para convertir a masa en gramos y a proporción en peso, se multiplican los moles de las sales por el peso molecular de las sales en gramos por mol: Para el cloruro de calcio : 3 moles de CaCI2 x 111 g/mol = 333 g CaCfe Para el citrato de sodio: 2 moles de a3C6H507 x 258 g/mol = 526 g de Na3C6H507 Por tanto, se requiere una proporción en peso de 1 :1 ,55 o de 39:61 de CaCI2: Na3C6H507 para obtener un reacción completa. Se disolvieron , estas proporciones y se secaron por pulverización para producir formulaciones de "sal pura". Además, se produjeron los polvos secos con un excipiente adicional, tal como leucina o lactosa. La proporción de calcio con respecto a sal de sodio permaneció igual con el fin de producir una "reacción hasta la finalización". Por ejemplo, para un formulación de 50 % de leucina (peso/peso), el resto está Í formado por sales, tal como citrato de sodio (es decir, CaCfe: NasCeHsOy) en la que se mantienen la proporción en peso de 39:61 de CaCI2: Na3C6H5Q7. De este modo, para esa reacción: se añaden 50 % (peso/peso) de leucina, 19,5 % (peso/peso) de CaC y 30,5 % (peso/peso) de NasCeHsOy. Para el proceso de secado por pulverización, se disuelven o se suspenden las sales y los ¡ otros excipientes en un disolvente (es decir, agua). Se pueden escoger la concentración de sólidos (peso/volumen) dependiendo de la solubilidad de los diferentes componentes. Para la formulación de citrato, una concentración de 5 mg/l resultó apropiada, dada la limitada solubilidad del citrato de calcio: 0,95 mg/ml. Por tanto, se disolvieron 5 g de sólidos (es decir, 2,5 g de leucina, 0,975 g de cloruro de calcio y 1 ,525 g de citrato de sodio) en 11 de agua ultrapura.
Además, cuando se preparan disoluciones de secado por pulverización, es preciso tener en cuenta el peso de agua del material de partida hidratado. Las proporciones usadas para las formulaciones se basaron en el peso molecular de las sales anhidras. Para determinadas sales, las formas hidratadas se encuentran más fácilmente disponibles que las formas anhidras. Esto requiere un ajuste de las proporciones calculadas originalmente, usando un multiplicador para correlacionar el peso molecular de la sal anhidra con el peso molecular de la sal hidratada. A continuación se incluye un ejemplo de este cálculo.
Para el ejemplo anterior, el peso molecular del cloruro de calcio anhidro es de 110,98 g/mol y el peso molecular del dihidratado es de 147,01 g/mpl. El peso molecular del citrato de sodio anhidro es de 258,07 g/mol y el peso molecular del dihidratado es de 294,10 g/mol.
El multiplicador es análogo a la proporción entre los pesos moleculares del dihidratado y el anhidro, por ejemplo, 1 ,32 para el cloruro de calcio y.1 ,14 para el citrato de sodio. Por tanto, el ajuste para las formas dihidratadas tiene como resultado que: se disolvieron 2,5 g de leucina, 1,287 g (es decir, 0,975 g x 1 ,32) de cloruro de calcio dihidratado y 1 ,738 g (es decir, 1 ,525 g x 1 ,14) de citrato de sodio dihidratado y se secaron por pulverización.
Secado por pulverización usando un dispositivo de secado por pulverización niro. Se produjeron polvos secos mediante secado por pulverización usando un dispositivo de secado por pulverización Niro Mobile Minor (GEA Process Engineering Inc., Columbia, MD) con recogida de polvo en un ciclón, un filtro o en ambos. Se llevó a cabo el atomizado de la corriente de alimentación líquida usando una boquilla de dos fluidos bien de Niro (GEA Process Engineering Inc., Columbia, MD) o bien una boquilla de dos fluidos con cubierta para gases 67147 y cubierta para fluidos 28550SS de Spraying Systems (Carol Stream, IL), aunque también se pueden cualesquiera otras configuraciones de boquilla de dos fluidos. Las técnicas de atomizado adicionales incluyen atomizado rotatorio o una boquilla de presión. Se alimentó la corriente de alimentación de líquido usando bombas de engranaje (Cole-Parmer Instrument Company, Vernon Hills, IL) directamente en el interior de la boquilla de dos fluidos o en el interior del dispositivo de mezcla estática (Charles Ross & Son Company, Hauppauge, NY) inmediatamente antes de la introducción en el interior de la boquilla de dos fluidos. Una técnica adicional de alimentación del líquido incluye la alimentación a partir de un recipiente presurizado. Se puede usar nitrógeno o aire como gas de secado, Con la condición de que se retire, al menos parcialmente, la humedad del aire ¡antes de su uso. Se puede usar nitrógeno presurizado o aire como corriente de alimentación de gas de atomizado de la boquilla de dos fluidos. La temperatura de entrada del gas de proceso puede variar de 100 °C a 300 °C y la temperatura de salida de 50 °C a 120 °C con un caudal de materia prima líquida de 20 ml/min a 100 ml/min. El gas que alimenta el atomizador de dos fluidos puede variar dependiendo de la selección de la boquilla y para la boquilla de dos fluidos en co-corriente de Niro puede variar de 8 kg/h a 15 kg/h y se puede regular a presiones que varían de 0,5 bar a 2,0 bar, o pára la boquilla de dos fluidos con cubierta para gases 67147 y cubierta para fluidos 28550SS de Spraying Systems puede variar de 40 a 100 g/min. Se puede regular el caudal de gas de atomizado con el fin de lograr una determinada proporción másica de gas con respecto a líquido, lo que incide directamente sobre el tamaño de gota creado. La presión en el interior del tambor de secado puede variar de +3 "WC hasta -6 "WC. Se pueden recoger los polvos secos por pulverización en un recipiente a la salida del ciclón, sobre un cartucho o sobre un filtro de recogida, o partir de ambos un ciclón y un cartucho o filtro de recogida. i Secado por pulverización usando un dispositivo de secado por pulverización de Büchi. Se prepararon polvos secos mediante secado por pulverización usando un dispositivo de secado por pulverización Büchi B-290 Mini (BÜCHI Labortechnik AG, Flawil, Suiza) con recogida de polvo bien en un ciclón estándar o bien en un ciclón de alto rendimiento. El sistema Usó el deshumificador de Büchi B-296 con el fin de garantizar una temperatura estable y humedad en el aire a usar para el secado por pulverización. Además, cuando i en el habitáculo la humedad relativa fue superior a 30 % HR, se hizo funcionar í de manera continua un deshumificador LG externo (modelo 49007903, LG Electronics, Englewood Cliffs, NJ). El atomizado de la corriente de alimentación de líquido empleó una boquilla de dos fluidos de Büchi con un diámetro de 1 ,5 mm. La temperatura de entrada del gas de proceso puede variar de 10Ó °C a 220 °C y la temperatura de salida de 80 °C a 120 °C con un caudal de materia prima líquida de 3 ml/min a 10 ml/min. El gas de atomización de dos fluidos varía de 25 mm a 45 mm (de 300 LPH a 530 LPH) y la tasa de aspiración de 70 % a 100 % (de 28 m3/h a 38 m3/h).
La Tabla 3 proporciona formulaciones de materia prima usadas en la preparación de algunos polvos secos descritos en el presente documento.
Tabla 3: Formulaciones de materia prima Formulación Composición (peso/peso) I 10,0 % de leucina, 35,1 % de cloruro de calcio, 54,9 % de citrato de sodio II 10,0 % de leucina, 58,6 % de lactato de calcio, 31 ,4 % de cloruro de sodio III 10,0 % de leucina, 39,6 % de cloruro de calcio, 50,4 % de sulfato de sodio XIV 10,0 % de maltodextrina, 58,6 % de lactato de calcio, 31 ,4 % de cloruro de sodio La Tabla 4 proporciona las composiciones de polvo seco final esperadas. Estas composiciones de basan en la expectativa de que la reacción de intercambio iónico descrita anteriormente prosiga hasta la finalización para las Formulaciones I y III. Sin pretender quedar ligado a teoría partícula alguna, se espera que la evaporación de las gota que tiene lugar durante el secado por pulverización provoque la precipitación de al menos la sal soluble, qué son el citrato de calcio y el sulfato de calcio de las formulaciones I y III, respectivamente. ' Tabla 4: Productos de polvo seco de secado por pulverización Formulación Composición (peso/peso) I 10,0 % de leucina, 52,8 % de citrato de calcio, 37,2 % de cloruro de sodio II 10,0 % de leucina, 58,6 % de lactato de calcio, 31 ,4 % de cloruro de sodio III 10,0 % de leucina, 48,4 % de sulfato de' calcio, 41 ,6 % de cloruro de sodio XIV 10,0 % de maltodextrina, 58,6 % de lactato de calcio, 31 ,4 % de cloruro de sodio Descripción del placebo: Se produjo una formulación de placebo formada por 100 % en peso de leucina mediante secado por pulverización. Se preparó una fase acuosa para un proceso discontinuo disolviendo leucina en agua ultrapura con agitación constantes hasta que los materiales se disolvieron por completo en el agua a temperatura ambiente. Para el proceso de mezcla estática, se dividió el agua ultrapura por la mitad y se disolvió la mitad de la leucina total requerida en cada uno de los volúmenes de agua. Posteriormente se secaron por pulverización las disoluciones usando un dispositivo de secado por pulverización de Niro o de Büchi. Para la formulación del placebo, se prepararon dos lotes (A y B) de materias primas y se secaron por pulverización. La concentración total de sólidos para el lote A fue de 15 g/l y para el lote B fue de 5 g/l. Las condiciones de proceso usadas para el secado por pulverización del lote A (placebo-A) sobre el dispositivo de secado por pulverización de Niro Mobile Minor fueron las mismas que las condiciones usadas para el secado por pulverización de la formulación l-A del Ejemplo 1. Las condiciones de proceso usadas para el secado por pulverización del lote b (placebo-B) fueron las mismas qiiie las condiciones usadas para el secado por pulverización de la formulación li-C del Ejemplo 1 , con la excepción de que la temperatura de salida fue de aproximadamente 82 °C para la formulación de placebo-B. Las Tablas o las gráficas de las Figuras 1A-1 F y 2-4 proporcionan información adicional sobre las condiciones de proceso y las propiedades de los polvos de las formulaciones de placebo-A y placebo-B y/o de las partículas preparadas en este ejemplo.
Ejemplo 1 Este ejemplo describe la preparación de polvos secos usando las materias primas de la Formulación I: 10,0 en peso de leucina, 35,1 % en peso de cloruro de calcio y 54,9 % en peso de citrato de sodio.
Se preparó una fase acuosa para un proceso discontinuo disolviendo leucina en agua ultrapura, posteriormente citrato de sodio dihidratado y finalmente cloruro de calcio dihidratado. Se mantuvo la disolución o la suspensión en agitación durante todo el proceso hasta que los materiales de disolvieron por completo en agua a temperatura ambiente. Para el proceso de mezcla estática, la sal de sodio y la sal de calcio se mantuvieron en disoluciones separadas. Se dividió el agua ultrapura por la mitad y se disolvió la mitad de la leucina total requerida en cada uno de los volúmenes de agua. Se disolvió el citrato de sodio dihidratado en una fase acuosa y se disolvió el cloruro de calcio dihidratado en la segunda fase acuosa. Se mantuvieron las disoluciones o las suspensiones en agitación durante todo el proceso hasta que los materiales se disolvieron por completo en el agua a temperatura ambiente. Posteriormente se secaron las disoluciones o las suspensiones por pulverización usando un dispositivo de secado por pulverización de Niro o de Büchi. Para cada una de las formulaciones, se prepararon tres lotes (A, B & C) de materias primas y se secaron por pulverización. La Tabla 5 muestra detalles de las preparaciones de materias primas líquidas para cada uno de los tres lotes, aportando la concentración de sólidos como el total de los pesos de material anhidro disuelto. Se prepararon las partículas del lote A usando la materia prima A en un dispositivo de secado por pulverización de Nifo. Se prepararon las partículas de los lotes B y C usando las correspondientes materias primas en un dispositivo de secado por pulverización de Büchi.i Tabla 5: Sumario de las preparaciones de materias primas liquidas de los cuatro lotes de partículas para la Formulación I.
Formulación: l-A l-B l-C ; l-D Mezcla de materias primas Mezcla Mezcla Mezcla Mezcla líquidas estática discontinua discontinua estática Concentración total de sólidos 10 g/l 5 g/l 5 g/l 15 g/l Sólidos totales 380 g 6,25 g ' 10,50 g 570 g Agua en el volumen total 38,0 I 1 ,25 I 2,1 I 38 I Cantidad de leucina en 1 I 1 ,00 g 0,50 g 1 ,05 g i 1 ,5 g Cantidad de citrato de sodio 6,26 g 3,13 g 3,13 g 9,39 g dihidratado en 1 I Cantidad de cloruro de calcio 4,65 g 2,32 g 2,32 g 1 6,98 g dihidratado en 1 I Se produjeron los polvos secos del lote A (l-A) mediante secado por pulverización en un dispositivo de secado por pulverización de Niro Mobile Minor (GEA Process Engineering Inc., Columbia, MD) con recogida de polvo en un filtro de cartucho para producto. Para el atomizado de la corriente de líquido se usó una boquilla de dos fluidos en co-corriente de Niro (GEA Process Engineering Inc. Columbia, MD) con un inserto de 1 ,0 mm. Se alimentó la corriente de líquido usando bombas de engranaje (Cole-Parmer Instrument Company, Vernon Hills, IL) en el interior de un dispositivo de mezcla estática (Charles Ross & Son Company, Hauppauge, NY) inmediatamente antes de la introducción en el interior de la boquilla de dos líquidos. Se usó nitrógeno como gas de secado. Se reguló la temperatura de entrada de gas de proceso en 282° C, siendo la lectura de la temperatura de salida de aproximadamente 98 °C. El suministro de gas del atomizado de dos fluidos se fijó en un caudal de' 14,5 kg/h y a una presión de 2 psi, siendo el caudal de gas de proceso de 85 l|g/h y a una presión de 25 psi, y la presión en el interior del tambor de secado de -2 i "WC. El caudal total de materia prima de líquido fue de 70 ml/min, siendo alimentada cada una de las corrientes a 35 ml/min. Se recogieron los polvos secos por pulverización a partir de un filtro de cartucho para la recogida de producto.
Se prepararon polvos secos de los lotes B (l-B) y C (l-C) por medio de secado por pulverización en un dispositivo de secado por pulverización de i i Büchi B-290 Mini (BUCHI Labortechnik AG, Flawil, Suiza) con una boquilla de dos fluidos de Büchi con un diámetro de 1 ,5 mm y recogida de polvo en un ciclón de alto rendimiento. El sistema usó un deshumificador Büchi B-296 para garantizar una temperatura estable y humedad del aire para el secado por I pulverización. La temperatura de entrada del gas de proceso fue de 220 °C con un caudal de materia prima de líquido de 6,7 ml/min para la Formulación l-B y 7 ml/min para la Formulación l-C. La temperatura de salida fue de aproximadamente 108 °C para la Formulación l-B y de aproximadamente 95 °C para la Formulación l-C. El gas de atomizado de dos fluidos era a 40 mm y la tasa de aspiración a 90 %.
Se produjeron polvos secos del lotes D (l-D) mediante secado por pulverización usando un dispositivo de secado por pulverización Niro Mobile Minor (GEA Process Engineering Inc., Columbia, MD) con recogida de polvo en una membrana filtrante para producto. Se llevó a cabo el atomizado de la corriente de alimentación líquida usando una boquilla de dos fluidos de Spraying Systems (Carol Stream, IL) con cubierta para gases 67147 y cubierta para fluidos 2850SS. Se alimentó la corriente de alimentación de líquido usando bombas de engranaje (Cole-Parmer Instrument Company, Vernori Hills, IL) en el interior del dispositivo de mezcla estática (Charles Ross & Son Company, Hauppauge, NY) inmediatamente antes de la introducción en el interior de la boquilla de dos fluidos. Se usó nitrógeno como gas de secado. La temperatura de entrada del gas de proceso se fijó en aproximadamente 265 °C y la temperatura de salida fue de 99 °C. El gas que suministra el atomizador de i i dos fluidos se fijó en un caudal de 80 g/min, el caudal del gas de proceso fue de 80 kg/h y la presión en el interior del tambor de secado fue de -2 "V c. El caudal total de la corriente de alimentación de líquido fue de 66 ml/min, alimentándose cada una de las corrientes a 33 ml/min. Se recogieron los polvos secos a partir de la membrana filtrante para la recogida de producto.
La Tabla 6 recoge algunas de las propiedades físicas de las partículas obtenidas en los cuatro lotes separados (Formulación l-A, l-B, l-C y l-D). Además de los datos que se presentan en la Tabla 5, a continuación se recogen otros datos relacionados con los polvos secos preparados a partir de la formulación de materia prima l-A. La fracción de partículas finas (FPF) medida por medio de un Impactador de Cascada de Andersen de 8 etapas completas con análisis gravimétrico fue de media de 56,2 % para FPE menor que 5,6 micrómetros y de 41 ,7 % para FPF menor que 3,4 micrómetros.
También se midió el diámetro aerodinámico con un ACI de etapas completas con análisis gravimétrico. El valor medio para el diámetro aerodinámico mediano en masa (MMAD) fue de 2,72 micrómetros. Se determinó el tamaño en volumen por medio de difracción láser en un equipo de clasificación por I tamaño HELOS/RODOS y el valor medio para el diámetro mediano en volumen (x50) a una presión de 1 bar fue de 2,57 micrómetros. Además, el polvo mostró un comportamiento relativamente independiente del caudal como puede observarse a partir de la proporción x50 medida a 0,5 bar con respecto a x50 medida a 4,0 bar, que fue de 1 ,19. El valor para ¼ bar para estas partículas fue de 1,17.
A continuación se muestran propiedades adicionales de los polvos secos preparados a partir de la Formulación de materia prima l-D. La fracción de partículas finas (FPF) medida por medio de un Impactador de Cascada de Andersen de 8 etapas completas con análisis gravimétrico fue de media de 58,8 % para FPE menor que 5,6 micrómetros y de 46,7 % para FPF menor que 3,4 micrómetros. También se midió el diámetro aerodinámico con un ACI de etapas completas con análisis gravimétrico. El valor medio para el diámetro aerodinámico mediano en masa (MMAD) fue de 2,38 micrómetros. Se determinó el tamaño en volumen por medio de difracción láser en un equipo de clasificación por tamaño HELOS/RODOS y el valor medio para el diámetro mediano en volumen (x50) a una presión de 1 bar fue de 2,45 micrómetros. Además, el polvo mostró un comportamiento relativamente independiente del caudal como puede observarse a partir de la proporción de x50 medida a 0,5 bar con respecto a x50 medida a 4,0 bar, que fue de 1 ,12. El valor para 1 bar para estas partículas fue de 1 ,09.
Tabla 6: Sumario de datos ACI-2 para los cuatro lotes de partículas para la Formula I.
Formulación: l-A l-B l-C l-D FPF menor que 5,6 pm en ACI-2 61 ,6 49,2 64,8 67,2 (%) FPF menor que 3,4 pm en ACI-2 45,7 33,3 52,1 54,8 (%) Las tablas o las gráficas mostradas en las Figuras 1A-1 F y 2-4 proporcionan información adicional relativa a las propiedades del polvo de la Formulación l-A y/o las partículas preparadas en este ejemplo. En la Figura 1 D, GSD se refiere a la desviación estándar geométrica. En la Figura 1 F, DV50 se refiere al diámetro geométrico mediano en volumen (VMGD) medido según un instrumento Spraytec; V se refiere a volumen. SE se llevó a cabo como se ha descrito anteriormente (Fig. 5A).
Ejemplo 2 Este ejemplo describe la preparación de polvos secos usando las materias primas de la Formulación II: 10,0 en peso de leucina, 58,6 % en peso de lactato de calcio y 31 ,4 % en peso de cloruro de sodio.
Se preparó una fase acuosa para un proceso discontinuo disolviendo leucina en agua ultrapura, posteriormente cloruro de sodio y finalmente lactato de calcio pentahidratado. Se mantuvo la disolución en agitación durante todo el proceso hasta que los materiales de disolvieron por completo en aígua a temperatura ambiente. Para la formulación de lactato de calcio, se prepararon cuatro lotes (A, B, C y D) de materias primas y se secaron por pulverización. La Tabla 7 recoge detalles de las preparaciones de materias primas líquidas: para cada uno de los cuatro lotes, en la que se informa sobre la concentración de sólidos totales como el total de pesos de material anhidro disueltó. Se prepararon las partículas de los lotes A y D usando la materia prima del lote A y D, respectivamente en un dispositivo de secado por pulverización de Niró. Las condiciones de proceso usadas para el secado por pulverización del lote' A (II-A) fueron similares a las condiciones de proceso usadas para el secado por pulverización de la Formulación l-A del Ejemplo 1 y las del lote D (ll-D) fueron similares a la condiciones usadas para el secado por pulverización de la Formulación 1-D del Ejemplo 1. Se prepararon las partículas de los lotes B y D usando las correspondientes materias primas en un dispositivo de secado por pulverización de Büchi Mini con condiciones de proceso similares a las que se usaron para el secado por pulverización para las Formulaciones l-B y l†C del Ejemplo 1, con la excepción de las siguientes condiciones de proceso. El caudal de materias primas líquidas fue de 5,2 ml/min para la Formulación ll-B y 6 ml/min para la Formulación ll-C. La temperatura de salida fue de aproximadamente 91 °C hasta 109 °C para la Formulación ll-B y de aproximadamente 100 °C para la Formulación ll-C.
Tabla 7: Sumario de las preparaciones de materias primas liquidas de los cuatro lotes de partículas para la Formulación II.
Formulación: ll-A ll-B ll-C ll-D Mezcla de materias primas Mezcla Mezcla Mezcla Mezcla líquidas estática discontinua discontinua estática Concentración total de sólidos 10 g/l 5 g/l 5 g/l 15 g/l Sólidos totales 400 g 10,0 g 9,20 g 570 g Agua en el volumen total 40,0 1 2,00 I 1 ,84 1 38 I Cantidad de leucina en 1 I 1 ,00 g 0,50 g 0,50 g 5 g Cantidad de cloruro de sodio en 3,14 g 1 ,57 g 1 ,57 g 4,71 g 1 I Cantidad de lactato de calcio 8,28 g 4,13 g 4,13 g 12,42 g pentahidratado en 1 I La Tabla 8 recoge algunas de las propiedades físicas de las partículas obtenidas en los cuatro lotes separados (Formulación ll-A, ll-B, ll-C y ll-D). Además de los datos que se presentan en la Tabla 8, a continuación se recogen otros datos relacionados con las partículas secas preparadas a partir de la formulación de materia prima ll-A. La fracción de partículas finas i(FPF) medida por medio de un Impactador de Cascada de Andersen de 8 etapas completas con análisis gravimétrico fue de media de 55,3 % para FPE menor que 5,6 micrómetros y de 39,7 % para FPF menor que 3,4 micrómetros. También se midió el diámetro aerodinámico con un ACI de etapas completas con análisis gravimétrico. El valor medio para el diámetro aerodinámico mediano en masa (MMAD) fue de 2,89 micrómetros. Se determinó el tamaño en volumen por medio de difracción láser en un equipo de clasificación por tamaño HELOS/RODOS y el valor medio para el diámetro mediano en volumen (x50) a una presión de 1 bar fue de 1 ,51 micrómetros. Además, el polvo mostró un comportamiento relativamente independiente del caudal como puede observarse a partir de la proporción de x50 medida a 0,5 bar con respecto a x50 medida a 4,0 bar, que fue de 1 ,12. El valor para ¼ bar para estas partículas fue de 1 ,08.
A continuación se muestran propiedades adicionales de los polvos secos preparados a partir de la Formulación de materia prima ll-D. La fracción de i partículas finas (FPF) medida por medio de un Impactador de Cascada de Andersen de 8 etapas completas con análisis gravimétrico fue de media de 62,2 % para FPE menor que 5,6 micrometros y de 45,3 % para FPF menor que 3,4 micrometros. También se midió el diámetro aerodinámico con un ACI de etapas completas con análisis gravimétrico. El valor medio para el diámetro aerodinámico mediano en masa (M AD) fue de 2,72 micrometros. Se determinó el tamaño en volumen por medio de difracción láser en un equipo de clasificación por tamaño HELOS/RODOS y el valor medio para el diámetro mediano en volumen (x50) a una presión de 1 bar fue de 1 ,47 micrórrietros.
Además, el polvo mostró un comportamiento relativamente independiente del caudal como puede observarse a partir de la proporción de x50 medida' a 0,5 bar con respecto a x50 medida a 4,0 bar, que fue de 1 ,08. El valor para ¼ bar para estas partículas fue de 1 ,03.
Tabla 8: Sumario de datos ACI-2 para los cuatro lotes de partículas para la Formula II.
Formulación: ll-A ll-B ll-C ll-D FPF menor que 5,6 pm en ACI-2 63,5 55,4 56,5 71 ,4 (%) FPF menor que 3,4 pm en ACI-2 43,4 35,5 34,7 49,7 (%) Las tablas o las gráficas mostradas en las Figuras 1A-1 F y 2-4 proporcionan información adicional relativa a las propiedades de los polvós y/o de las partículas de la Formulación II preparados en este ejemplo. SEM s llevó a cabo como se ha descrito anteriormente (Fig. 5B). < Ejemplo 3 Este ejemplo describe la preparación de polvos secos usando las ? materias primas de la Formulación III: 10,0 en peso de leucina, 39,6 % en peso de cloruro de calcio y 50,4 % en peso de sulfato de sodio.
Se preparó una fase acuosa para un proceso discontinuo disolviendo leucina en agua ultrapura, posteriormente sulfato de sodio y finalmente cloruro de calcio dihidratado. Se mantuvo la disolución en agitación durante todo el proceso hasta que los materiales de disolvieron por completo en agua a temperatura ambiente. Para el proceso de mezcla estática, la sal de sodio y la sal de calcio se mantuvieron en disoluciones separadas. Se dividió el agua ultrapura por la mitad y se disolvió la mitad de la leucina total requerida en cada uno de los volúmenes de agua. Se disolvió el sulfato de sodio en una fase acuosa y se disolvió el cloruro de calcio dihidratado en la segunda fase acuosa. Se mantuvieron las disoluciones o las suspensiones en agitación durante todo el proceso hasta que los materiales se disolvieron por completo en el agua a temperatura ambiente. Posteriormente se secaron las disoluciones o las suspensiones por pulverización usando un dispositivo de secado por pulverización de Niro o de Büchi. Para cada una de las formulaciones, se prepararon cuatro lotes (A, B, C y D) de materias primas y se secaron por pulverización. La Tabla 9 muestra detalles de las preparaciones de materias primas líquidas para cada uno de los cuatro lotes, aportando la concentración de sólidos como el total de los pesos de material anhidro disuelto. Se j prepararon las partículas de los lotes A y D usando las materias primas de los lotes A y D, respectivamente en un dispositivo de secado por pulverización de Niro. Se prepararon las partículas de los lotes B y C usando las correspondientes materias primas en un dispositivo de secado por pulverización de Büchi. Las condiciones de proceso usadas para el secado por pulverización del lote A (lll-A) fueron similares a las que se usaron para el secado por pulverización de la Formulación l-A dél Ejemplo 1 y las condiciones de proceso usadas para el secado por pulverización del lote D (lll-D) fueron similares a las condiciones que se usaron para el secado por pulverización de la Formulación l-D del Ejemplo 1. Se prepararon las partículas de los lotes B y C usando las correspondientes materias primas en un dispositivo de secado por pulverización de Büchi Mini similares a las que se usaron para el secado por pulverización de las Formulaciones l-B y l-C del Ejemplo 1 , con la excepción de las siguientes condiciones de proceso. El caudal de materias primas líquidas fue de 8,3 ml/min para la Formulación lll-B y 7 ml/min para la Formulación II l-C. La temperatura de salida fue de aproximadamente 83 °C para la Formulación lll-B y de aproximadamente 92 °C para la Formulación III-C. El aspirador se fijó en 80 % para la Formulación lll-B.
Tabla 9: Sumario de las preparaciones de materias primas liquidas de los cuatro lotes de partículas para la Formulación III.
Formulación: II l-A lll-B lll-C ÍII-D Mezcla de materias primas Mezcla Mezcla Mezcla Mezcla líquidas estática discontinua discontinua estática Concentración total de sólidos 10 g/l 5 g/l 5 g/l 15 g/l Sólidos totales 400 g 2,5 g 9,5 g 185 g Agua en el volumen total 40 I 0,5 I 1 ,9 1 37 I Cantidad de leucina en 1 I 1 ,00 g 0,5 g 0,5 g 0,5 g Cantidad de sulfato de sodio en 5,04 g 2,52 g 2,52 g 2,52 g 1 I Cantidad de cloruro de calcio 5,25 g 2,61 g 2,61 g 2,61 g dihidratado en 1 I La Tabla 10 recoge algunas de las propiedades físicas de las partículas obtenidas en los cuatro lotes separados (Formulación lll-A, lll-B, lll-C y ¡lll-D). Además de los datos que se presentan en la Tabla 10, a continuación se recogen otros datos relacionados con las partículas secas preparadas a partir de la formulación de materia prima lll-A. La fracción de partículas finas (FPF) medida por medio de un Impactador de Cascada de Andersen de 8 etapas completas con análisis gravimétrico fue de media de 68,7 % para FPE (nenor que 5,6 micrómetros y de 51 ,5 % para FPF menor que 3,4 micrómetros. También se midió el diámetro aerodinámico con un ACI de etapas completas con análisis gravimétrico. El valor medio para el diámetro aerodinámico mediano en masa (MMAD) fue de 2,59 micrómetros. Se determinó el tamaño en volumen por medio de difracción láser en un equipo de clasificación por tamaño HELOS/RODOS y el valor medio para el diámetro mediano en volumen (x50) a una presión de 1 bar fue de 2,50 micrómetros. Además, el polvo mostró un comportamiento relativamente independiente del caudal como puede observarse a partir de la proporción de x50 medida a 0,5 bar con respécto a x50 medida a 4,0 bar, que fue de 1 ,47. El valor para ¼ bar para estas partículas fue de 1 ,42.
A continuación se muestran propiedades adicionales de los polvos secos preparados a partir de la Formulación de materia prima lll-D. La fracción de partículas finas (FPF) medida por medio de un Impactador de Cascada de Andersen de 8 etapas completas con análisis gravimétrico fue de media de 77,9 % para FPE menor que 5,6 micrómetros y de 68,3 % para FPF menor que 3,4 micrómetros. También se midió el diámetro aerodinámico con un ACI de etapas completas con análisis gravimétrico. El valor medio para el diámetro aerodinámico mediano en masa (M AD) fue de 2,17 micrómetros. Se determinó el tamaño en volumen por medio de difracción láser en un equipo de clasificación por tamaño HELOS/RODOS y el valor medio para el diámetro mediano en volumen (x50) a una presión de 1 bar fue de 1 ,90 micrómetros. Además, el polvo mostró un comportamiento relativamente independiente del caudal como puede observarse a partir de la proporción de x50 medida a 0,5 bar con respecto a x50 medida a 4,0 bar, que fue de 1 ,17. El valor para ¼ bar para estas partículas fue de 1 ,63.
Tabla 10: Sumario de datos ACI-2 para los cuatro lotes de partículas para la Formula III.
Formulación: II l-A lll-B lll-C lll-D FPF menor que 5,6 pm en ACI-2 82,7 62,0 69,0 82,8 (%) FPF menor que 3,4 µ?? en ACI-2 60,1 47,4 53,2 70,9 (%) Las tablas o las gráficas mostradas en las Figuras 1A-1 F y 2-4 proporcionan información adicional relativa a las propiedades de los polvos y/o de las partículas de la Formulación III preparados en este ejemplo. SEM se llevó a cabo como se ha descrito anteriormente (Fig. 5C).
Ejemplo 4 Este ejemplo describe la emisión de dosificación de los polvos de los lotes de formulación l-B, ll-B y lll-B desde el inhalador de polvo seco en condiciones ambientales y elevadas.
Método: Se llenaron polvos secos por pulverización de la tres formulaciones diferentes (l-B, ll-B y lll-B) en el interior de cápsulas HPMC de tamaño 2 (Quali-V, Qualicaps, Whitsett, NC) hasta aproximadamente la ,mitad (13-30 mg dependiendo del polvo). Se agujerearon las cápsulas antesi de la introducción en el interior de DPIs de una a cuatro cápsulas con el fin de garantizar las aberturas de orificio apropiadas de las cápsulas. Se introdujeron las cápsulas horlzontalmente en el interior de los inhaladores que posteriormente se conectaron a la cámara de salida. Cada inhalador de polvo seco presentó un transductor de presión conectado al mismo para controlar el caudal a través del inhalador durante el ensayo. Cuando comenzó el ensayo, se extrajo un flujo de aire de 45 l/min a través de cada inhalador durgnte 3 impulsos cortos de 0,3 segundos cada uno, separados 1 minuto. Durant$ cada impulso, el aire extraído a través del inhalador provocó el giro de la cápsula y la emisión de polvo procedente de su interior hacia el interior de 4 sub-cámaras que presentaban una fila de 3 pocilios de cultivos celulares formando el suelo de la sub-cámara. Se dejó depositar la nube de aerosol durante un r inuto antes del siguiente impulso para un total de 3 impulsos y se extrajo un volumen de aire total de 0,68 I del inhalador. Se controló la duración y el caudal de aire total con un controlador de flujo (TPK-2000, MSP Corporation, Shoreview, MN) y se registró con un medidor de flujo de masa de aire (modelo n°. 3063, TSI Inc., Shoreview, MN). Se controlaron los caudales de aire del inhalador de forma individual con sensores de presión (modelo n°. ASCX01 DN, Honéywell International Inc., Morrsitown, NJ) que habían sido previamente calibrados y cuya señal se convirtió en caudal por medio de un código visual-Lab de salida. En un caso, la cámara de salida se colocó sobre el banco de laboratorio en condiciones ambientales, mientras que en los otros 2 casos se colocó en una cámara de estabilidad (Darwin Chambers Company, St. Louis, MO) ajustada a 37 °C y 90 % de HR. Para el primero de los casos en la cámara de estabilidad, se agujerearon las cápsulas y se introdujeron en los inhaladores en condiciones ambientales, se abrió la puerta de la cámara, se unieron los inhaladores y se accionó el caudal durante = 30 segundos después de que las cápsulas entraran en la cámara. En el segundo de los casos, se colocaron en primer lugar las cápsulas no agujereadas en la cámara de estabilidad durante 3 minutos, posteriormente se retiraron, se agujerearon y se introdujeron en condiciones ambientales, unidas a la cámara y se accionaron durante los 30 minutos transcurridos desde la segunda entrada en el interior de la cámara.
Después de cada ensayo, se retiraron las cápsulas de los inhaladores y se pesaron y se usaron para calcular el porcentaje de polvo emitido desde la cápsula. Para cada uno de los 3 grupos de condiciones, se expusieron dos placas de cultivo tisular de 12 pocilios (cada placa precisó 4 cápsulas en 4 inhaladores suministrando polvo a 3 pocilios cada una) al polvo para ca'da una de las formulaciones sometidas a ensayo, dando un total de 8 emisiones de cápsula para cada polvo a cada una de las configuraciones de temperatura y humedad.
Como se muestra en la Tabla 11 a continuación, para los tres lotes de polvo (l-B, ll-B y lll-B) la cantidad media de polvo emitido desde la cápsula es mayor que 99 %, basado en el cambio de peso de la cápsula.
Tabla 11 : Porcentaje de dosificación emitida Lote de polvo Dosificación emitida % l-B 99,45 ll-B 100,0 lll-B 99,38 Ejemplo 5 Este ejemplo describe las propiedades de dispersión y las propiedades de densidad de las formulaciones l-A, ll-A, lll-A y la formulación de leucina para el placebo como se describe en la Tabla 12. Todos los datos que se muestran en la Tabla 12 también se pueden encontrar en las Figuras 1A a 1 E. Comp queda evidenciado a partir de los resultados de la Tabla 12, todas las formulaciones son altamente dispersables, lo que significa que sus tamaños en volumen medidos son relativamente independientes de la presión en el HELOS/RODOS. Como se muestra en la Tabla 12, se puede usar la proporción de tamaños medianos en volumen obtenidos a presiones de dispersión bajas (0,5 bar¡o 1 ,0 bar) y a presión de dispersión elevada (4,0 bar) como indicador de la aptitud ? para la dispersión. Estos valores son denominados proporción 0,5 bar/4 bar o proporción 1 ,0 bar/4,0 bar.
Se determinó la densidad aparente tras vibración por medio del método no modificado USP <616> usando un tubo de microcentrífuga de 1 ,5 cc¡ y los valores medios de la densidad aparente tras vibración a 1.000 batidas fjueron de 0,29, 0,69, 0,34 y 0,04 g/cc, respectivamente. El valor de MMAD, medido por medio de un Impactador de Cascada de Andersen (ocho-etapas) de etapas completas (ACI) fueron 2,72, 2,89, 2,59 y 4,29 um, respectivamente. Los valores de FPF por debajo de 3,4 um, medido en un ACI de etapas completas, fueron de 41 ,7 %, 39,7 %, 51 ,5 % y 17,4 %, respectivamente, y por debajo de 5,6 um fueron de 56,2 %, 55,3 %, 68,7 % y 32,5 %, respectivamente. Se determinó el tamaño en volumen por medio de difracción láser y los valores medios para el diámetro mediano en volumen (x50) a una presión de 1 ,0 bar fueron de 2,57 micrómetros, 1 ,51 micrómetros, 2,50 micrómetros y 6,47 micrometros, respectivamente. Los valores para los valores de presión a 0,5 bar, 2,0 bar y 4,9 bar se pueden observar en la Tabla 12. Además, el polvo mostró un comportamiento relativamente independiente del caudal como puede observarse a partir de la proporción de x50 medida a 0,5 bar con respecto a x50 medida a 4,0 bar, tal y como se muestra en la Tabla 12. Los valores son 1 ,19, 1 ,12, 1 ,47 y 1 ,62, respectivamente. La tabla también incluye valores para la proporción de 1 ,0 bar con respecto a 4,0 bar, a modo de comparación con otra técnica, ya que esta es otra medida de la dependencia del caudal.
Tabla 12. Propiedades de Dispersión y Densidad de las Formulaciones l-A, II- A, lll-A Densidad ACI-8, Gravimétrico Spray- HELOS/RODOS ' tec Formulación Densidad Regulador 0.5 ! i apar. Tras MMAD FPF TD FPF TD Dv50 de presión x50 bar/ bar/ vib.(g/cc) (um) <3, um <5,6 um (um) (bar) (µp?) 4 bar 4 bar 1 Med Med Med Med Med Med 0,5 2,62 Formulación 0,29 2,72 41,7 % 56,2 3,07 1,0 2,57 1,19 1,17 l-A 2,0 2,49 2,20 0,5 1,57 I Formulación 1,0 1,51 0,69 ?.?9 39,7 % 55,3 % L.78 1,12 1,08 ! ll-A 2,0 1,47 I 4,0 1,40 3,07 2.59 Formulación 3,07 0,34 2,50 2,59 51,5 % 68,7 % 3,05 1,47 1,421 lll-A 3,07 2,17 3,07 1,76 3,07 7,68 Placebo 3tQ7 6,47 (100 % 0,04 4,29 17,4 % 32,5 % 21,77 1,62 1,37 ' leucina) 3.07 5,69 3,07 4,74 E jemplo 6 Este ejemplo describe la preparación de polvos secos usando las Formulaciones de materias primas 6,1-6,9 tal y como se recoge en la Tabla 13.
Tabla 13: Formulaciones de materia prima 6,1-6,9 Formulación Composición y % en peso (peso/peso) 6,1 10,0 % de leucina, 58,6 % de lactato de calcio, 31 ,4 % de cloruro de sodio 6,2 50,0 % de leucina, 48,4 % de lactato de calcio, 1 ,6 % de cloruro de sodio 6,3 10,0 % de leucina, 66,6 % de lactato de calcio, 23,4 % de cloruro de sodio ' 6,4 10,0 % de leucina, 35,1 % de cloruro de calcio, 54,9 % de citrato de sodio 6,5 67,1 % de leucina, 30,0 % de cloruro de calcio, 2,9 % de citrato de sodio 6,6 39,0 % de cloruro de calcio, 61,0 % de citrato de sodio 6,7 10,0 % de leucina, 39,6 % de cloruro de calcio, 50,4 % de sulfato de sodio 6,8 67,6 % de leucina, 30,0 % de cloruro de calcio, 2,4 % de sulfato de sodio 6,9 44,0 % de cloruro de calcio, 56,0 % de sulfato de sodio El modo general de preparación de los polvos secos en este ejemplo es I similar al que se describe para los polvos en los ejemplos anteriores con la excepción de que todos los polvos secos de este ejemplo se secaron por pulverización usando un dispositivo de secado por pulverización de Büchi B-290 con un ciclón de alta eficacia. Las Formulaciones 6,1 , 6,4 y 6,7 de este Ejemplo corresponden a las Formulaciones ll-B, l-B y lll-B en los Ejemplos anteriores, respectivamente.
Las Tablas y las Figuras 6A y 6B muestran las propiedades físicas de los polvos y/o de las partículas obtenidas en este ejemplo. Las Formulaciones 6,1-6,9 de la Tabla 13 corresponden a las Formulaciones 6,1-6,9 de las Figuras 6A y 6B, respectivamente. En la Figura 6A, x50 y DV50 se refieren al diámetro mediano en volumen o al diámetro geométrico mediano en volumen (VMGD); y GSD se refiere a la desviación estándar geométrica. En la Figura 6B, el % de rendimiento se refiere al porcentaje en peso del producto recuperadp en la vasija de recogida unida al ciclón de alta eficacia dividido entre el peso de los solutos en la materia prima. Todas las abreviaturas se describen en otros puntos de la solicitud.
Ejemplo 7 ¡ Este ejemplo describe la emisión de dosificación de polvos preparados por medio de las Formulaciones de materia prima 6,1-6,9 a partir de un inhalador de polvo seco en condiciones ambientales y elevadas. Algunos de estos datos también se presentan anteriormente, en el Ejemplo 4.
Método: Se llenaron por separado polvos secos por pulverización de las nueve formulaciones diferentes 6,1-6,9 en el interior de cápsulas HPMC de tamaño 2 (Quali-V, Qualicaps, Whitsett, NC) hasta aproximadamente la mitad (13-30 mg dependiendo del polvo). Se agujerearon las cápsulas antes ¡de la introducción en el interior de DPIs de una a cuatro cápsulas con el fin de garantizar las aberturas de orificio apropiadas de las cápsulas. Se introdujeron las cápsulas horizontalmente en el interior de los inhaladores que posteriormente se conectaron a la cámara de salida. Cada inhalador de¡ polvo seco presentó un transductor de presión conectado al mismo para controlar el caudal a través del inhalador durante el ensayo. Cuando comenzó el ensayo, se extrajo un flujo de aire de 45 l/min a través de cada inhalador durante 3 impulsos cortos de 0,3 segundos cada uno, separados 1 minuto. Durante cada impulso, el aire extraído a través del inhalador provocó el giro de la cápsula y la emisión de polvo procedente de su interior hacia el interior de 4 sub-cámaras que presentaban una fila de 3 pocilios de cultivos celulares formando el suelo de la sub-cámara. Se dejó depositar la nube de aerosol durante un minuto antes del siguiente impulso para un total de 3 impulsos y se extrajo un volumen de aire total de 0,68 I del inhalador. Se controló la duración y el caudal dé aire total con un controlador de flujo (TPK-2000, MSP Corporation, Shoreview, MN) y se registró con un medidor de flujo de masa de aire (modelo n°. 3063, TSI Inc., Shorevlew, MN). Se controlaron los caudales de aire del inhalador de forma individual con sensores de presión (modelo n°. ASCX01 DN, Honeywell International Inc., Morrsitown, NJ) que habían sido previamente calibrados y cuya señal se convirtió en caudal por medio de un código visual-Lab de salida. En un caso, la cámara de salida se colocó sobre el banco de laboratorio en condiciones ambientales, mientras que en los otros 2 casos se colocó en una cámara de estabilidad (Darwin Chambers Company, St. Louis, MO) ajustada a 37 °C y 90 % de HR. Para el primero de los casos en la cámara de estabilidad, se agujerearon las cápsulas y se introdujeron en los inhaladores en condiciones ambientales, se abrió la puerta de la cámara, se unieron los inhaladores y se accionó el caudal durante ~ 30 segundos después de que las cápsulas entraran en la cámara. En el segundo de los casos, se colocaron en primer lugar las cápsulas no agujereadas en la cámara de estabilidad durante 3 minutos, posteriormente se retiraron, se agujerearon y se introdujeron en condiciones ambientales, unidas a la cámara y se accionaron durante los 30 minutos transcurridos desde la segunda entrada en el interior de la cámara. Después de cada ensayo, se retiraron las cápsulas de los inhaladores y se pesaron y se usaron para calcular el porcentaje de polvo emitido desde la cápsula. Para cada uno de los 3 grupos de condiciones, se expusieron dos placas de cultivo tisular de 12 pocilios (cada placa precisó 4 cápsulas en 4 inhaladores suministrando polvo a 3 pocilios cada una) al polvo para cada una de las formulaciones sometidas a ensayo, dando un total de 8 emisiones de cápsula para cada polvo a cada una de las configuraciones de temperatura y humedad.
Como se muestra en la Tabla 14 a continuación, para los nuevos lotes de polvo (obtenidos usando las Formulaciones de materia prima 6,1÷6,9) la i cantidad media de polvo emitido desde la cápsula es mayor que 98 %, basado en el cambio de peso de la cápsula. j Tabla 14: Porcentaje de dosificación emitida i Lote de polvo Dosificación emitida % 6,1 100,00 % 6,2 98,86 % 6,3 99,85 % 6,4 99,45 % 6,5 99,68 % 6,6 100,00 % 6,7 99,38 % 6,8 98,05 % 6,9 100,00 % Ejemplo 8 Este ejemplo describe los resultados de un estudio de estabilidad a corto plazo que se llevó a cabo para los polvos preparados por medio de las formulaciones de materia prima 6,1 , 6,4 y 6,7.
Una característica importante de los polvos secos farmacéuticos es la estabilidad en diferentes condiciones de temperatura y humedad. Una propiedad que puede dar lugar a un polvo inestable es la tendencia del polvo a absorber humedad procedente del entorno, lo que posteriormente da lugar a la aglomeración de las partículas, alterando de este modo el tamaño de partícula aparente del polvo en condiciones similares de deposición. Se mantuvieron los polvos secos por pulverización en un intervalo de condiciones durante períodos I de una semana a tres o más meses y se sometieron a ensayo de forma ? periódica en cuanto a la distribución de tamaño de partícula. Las condiciones de almacenamiento incluyeron cápsulas cerradas en frasquitos a 25 °C y MR de 60 %, cápsulas cerradas en el interior de frasquitos a 40 °C y HR de 70 %, cápsulas cerradas en el interior de frasquitos a temperatura ambiente y MR de 40 %, cápsulas abiertas a 30 °C y HR de 65 % y cápsulas abiertas a 30 °C y HR de 75 %. Se llenaron hasta la mitad cápsulas HP C de tamaño 3 (Qúali-V, Qualicaps, Whitsett, NC) con cada uno de los polvos. Se sometió a ensayo una muestra inmediatamente en el Spraytec (Malvern Instruments Inc., Westoborugh, MA), un sistema de clasificación por tamaño de partícula por medio de pulverización y difracción láser en el que se pueden dispersar los polvos secos a partir de un inhalador usando una configuración de célula de inhalador. Se llenaron aproximadamente 16 cápsulas con cada uno de los polvos preparados usando las disoluciones de materia prima 6,1, 6,4 y 6,7. Se mantuvieron las cápsulas en el laboratorio en condiciones controladas de temperatura y humedad (« 23-28 % de HR) y también fuera del laboratorio en condiciones de temperatura variable y humedad relativa variable (« 40-75 % de HR). Se mantuvieron las cápsulas en condiciones de almacenamiento dé 25 °C y HR de 60 %, 40 °C y HR de 75 %, 30 °C y HR de 65 % y 30 °C y HR de 75 % en cámaras de estabilidad (Darwin Chambers Company, St. Louis, MO) ajustadas en esas condiciones. En momentos específicos (que variaron de 30 min a 3 meses), se sometieron a ensayo de una a tres cápsulas de cada condición, en el Spraytec, para evaluar la distribución de tamaño de partícula geométrica y en el ACI-2 para evaluar las propiedades de tamaño de partícula aerodinámica.
De manera general, los polvos que se encontraban en cápsulas cerradas en frasquitos permanecieron estables durante un largo período de tiempo, más que tres meses. Los polvos que se encontraban en cápsulas abiertas sin frasquito mostraron aglomeración después de la exposición a condiciones de humedad elevada. La Tabla 15 a continuación muestra los datos de estabilidad.
Tabla 15: Datos de Estabilidad a Corto Plazo Cap; ;ulas Capsu as no l cerrac as en cerrad as sin Cápsulas abiertas, sin frasquito frasq uitos frasq uito I Contraion Excipiente Spraytec ACI-2 Spraytec ACI-2 25C/ 40C/ Spraytec ACI-2 Formulación 30C 30C 30C 30C HR60% HR75% HR40% HR40% HR65% HR65% J HR75% HR75% 10 % > 3 0,5-1 4-6 > 30 > 30 6,1 Lactato > 8 días > 30 min > 30 min leucina meses mes días min min 10 % > 3 1-3 > 30 > 30 6,2 Citrato > 7 días N/A > 30 min > 30 min leucina meses meses min min 10 % > 3 1-3 > 30 > 30 6,3 sulfato 2-7 días N/A > 30 min > 30 min leucina meses meses min min Ejemplo 9 Este ejemplo describe un ensayo de penetración bacteriana llevado a cabo usando polvos preparados usando las formulaciones de materia prima A-E.
Método: Para someter a ensayo el efecto de formulaciones de polvo' seco sometidos a formación de aerosol sobre el movimiento bacteriano a través de la mucosidad, se usó un modelo de penetración. En este modelo, se añadieron 200 µ? de alginato de sodio 4 % (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) a la superficie apical de una membrana Costar Transwell de 12 mm (Corning, Lowell, MA; tamaño de poro de 3,0 pm) y posteriormente se expuso a las formulaciones de polvo seco. Se formaron aerosoles de los polvos secos en el interior de la membrana usando un insuflador de polvos seco (Penn-Century, Inc., Philadelphia, PA) y se permitió la deposición por gravedad durante un período de 5 minutos. Después de esta exposición, se añadieron 10 µ? de Klebsiella pneumonieae (=107 CFU/ml en disolución salina) a la superficie apical del mimético. En varios momentos de tiempo tras la adición de la bacteria, se tomaron alícuotas del tampón basolateral y se determinó el número de bacterias en cada una de las alícuotas mediante dilución seriada y colocación en placas de agar de sangre. La Figura 7 muestra un esquema de este método. Se cuantificó por medio de HPLC la concentración de sal que se suministró a cada Transwell. A tal fin, se expusieron los pocilios vacíos de la placa de cultivo celular de 12 pocilios que se encontraban a continuación de cada Transwell a la misma dosificación de formulación, se lavaron con agua esterilizada y se diluyeron 1 :1 con ácido acético con el fin de disolver las sales de calcio en cada uno de los polvos.
Se sometió a ensayo el efecto de los polvos que contenían calcio en base al movimiento de K. pneumoniae a través del mimético de mucosidad de alginato de sodio. Se registró la actividad de las formulaciones de polvos seco que comprendían sales de calcio con diferentes perfiles de solubilidad, junto con leucina y cloruro de sodio. La Tabla 16 (a continuación) muestra las formulaciones de materias primas de las polvos que se sometieron a ensayo.
Fue necesario una concentración de leucina de 50,0 % (peso/peso) ¡ en las formulaciones, al contrario que la concentración de leucina de 10,0 % (peso/peso) de las formulaciones descritas en los ejemplos anteriores, debido a la dosificación y a las limitaciones de detección del modelo de penetración. Se escogió la proporción molar de calcio y sodio para cada formulación para que i fuera 1 :1 , mientras que no fue necesario rebajar demasiado los pesos relativos de ninguna sal en particular. Por tanto, las formulaciones de lactato, citrato y acetato no se usaron con una proporción molar de 1 :1 con el fin de mantener los pesos de cloruro de sodio y de cloruro de calcio en esas formulaciones, respectivamente, por encima de 10 % en peso.
Tabla 16: Formulaciones de materias primas Formulación Composición (peso/peso) Proporción molar Ca:Ná A 50,0 % de leucina, 22,0 % de cloruro de 1 ,0:2,0 calcio, 28,0 % de sulfato de sodio B 50,0 % de leucina, 25,5 % de cloruro de 1 ,0:2,6 calcio, 24,5 % de carbonato de sodio C 50,0 % de leucina, 19,5 % de cloruro de 1 ,0:2,0 calcio, 30,5 % de citrato de sodio i .
D 50,0 % de leucina, 37,0 % de lactato de 1 ,0:1 ,3 calcio, 13,0 % de cloruro de sodio E 50,0 % de leucina, 33,75 % de acetato de 1 ,0:1 ,8 calcio, 16,25 % de cloruro de sodio I Las Figuras 8A y 8B muestran los resultados para este ensayo. Las dos i figuras diferentes representan dos conjuntos diferentes de experimentos, llevados a cabo en las mismas condiciones. El control de leucina y los dalos de sulfato permiten la comparación relativa entre los dos grupos de experimento.
Los polvos que contenían aniones de sulfato, lactato y acetato, es decir, los polvos secos preparados a partir de las formulaciones de materias primas A, D y E, respectivamente, redujeron el movimiento las bacterias a través del mimético, mientras que los polvos que contenían los aniones de carbonato y i citrato, es decir, los polvos secos preparados a partir de las formulaciones de materias primas B y C, no exhibieron efecto alguno. Estos observaciones presentaban correlación con la solubilidad conocida de las sales de calpio en agua, sugiriendo que el posible fallo de las sales de carbonato de citrato para inhibir el movimiento de K. pneumoniae podría estar relacionado con la solubilidad de estos polvos en la superficie del mimético de alginato de sodio.
Esta conclusión también se basa en la suposición de que la reacción de intercambio iónico descrita anteriormente transcurre hasta la finalización durante el secado por pulverización, y de que la forma de la sal de calcio de las formulaciones A hasta E es sulfato de calcio, carbonato de calcio, citráto de calcio, lactato de calcio y acetato de calcio, respectivamente. La solubilidad de estas sales desde la menos solubles hasta la más soluble es: carbonato de calcio < citrato de calcio < sulfato de calcio < lactato de calcio < acetato de i calcio. (Véase Tabla 1 anterior).
Ejemplo 10 Este ejemplo describe el comportamiento de los polvos secos a la hora de reducir la multiplicación vírica usando un modelo de multiplicación vírica.
En este ejemplo se describe una serie de estudios sensibles a la dosificación con diferentes polvos secos preparados a partir de formulaciones de materias primas que consisten en diferentes sales de calcio. Los polvos secos se prepararon con leucina, una sal de calcio (lactato o cloruro) y una sal de sodio (cloruro, sulfato, citrato o carbonato). Se secaron por pulverización las formulaciones de materias primas mostradas 10-1 , 10-2 y 10-3 en un dispositivo de secado por pulverización Büchi B-290 mini. El sistema u¡só un deshumificador Büchi B-296 para garantizar la temperatura estable y la humedad del aire usado para el secado por pulverización. Se secó por pulverización la Formulación de material prima 10-4 en un Dispositivo de Secado por Pulverización Niro Mobile Minor en un ciclo abierto con nitrógéno.
Se prepararon cuatro materias primas líquidas con los siguientes componentes y proporciones (porcentaje en peso) que se recogen en la Tabla 17.
Tabla 17: Formulaciones de materias primas.
Formulación Composición (peso/peso) Número de Proporción lote molar Ca:Na 10-1 50,0 % de leucina, 37,0 % de 45,6,1 1 ,0:1 ,3 lactato de calcio, 13,0 % de cloruro de sodio 10-2 50,0 % de leucina, 22,0 % de 27,155,1 1 ,0 ,0 cloruro de calcio, 28,0 % de I sulfato de sodio I 0-3 50,0 % de leucina, 19,5 % de 27,156,1 1 ,0:2,0 cloruro de calcio, 30,5 % de citrato de sodio 10-4 50,0 % de leucina, 25,5 % de 26,019,1 1 ,0:2,0 cloruro de calcio, 24,5 % de j carbonato de sodio Fue necesario una concentración de leucina de 50,0 % (peso/peso) en la composición, al contrario que la concentración de leucina de 10,0 % I (peso/peso) de las formulaciones descritas en los ejemplos anteriores, debido a 1 la dosificación y a las limitaciones de detección del modelo de multiplicación vírica. Se escogió la proporción molar de calcio y sodio para cada formulación para que fuera 1 :1 , mientras que no fue necesario rebajar demasiado los pesos relativos de ninguna sal en particular. Por tanto, las formulaciones de¡ lactato, citrato y acetato no se usaron con una proporción molar de 1 :1 con el fin de mantener los pesos de cloruro de sodio y de clojuro de calcio en esas formulaciones, respectivamente, por encima de 10 % en peso.
Se secaron por pulverización las formulaciones 10-1 , 10-2 y 10-3 con concentraciones de sólidos en las materias primas de 5 g/l, mientras que varió la cantidad exacta de sales y excipiente disueltos en agua ultrapura y el volumen. Se usaron las siguientes configuraciones de proceso: temperatura de entrada de 220 °C, caudal de líquido de aproximadamente 10 i ml/min, condiciones ambientales de 23,2-24,6 °C y 19-21 % de HR y deshumificador de aire a 3-5 °C y 30 % de HR. Se varío la temperatura de salida y la velocidad del ciclón y del aspirador. Se secó por pulverización la formulación 10-1 usando un ciclón de alta eficacia con un aspirador de 80 % y una temperatura de salida de 93 °C. Se prepararon formulaciones de polvo seco 10-2 y 10-3 con el ciclón regular, un aspirador de 100 % y una temperatura de salida de 111-115 °C. Se secó por pulverización la formulación 10-4 con una concentración de sólidos de 2,7 g/l y la siguiente configuración de proceso: temperatura de entrada 140 °C, temperatura de salida 75 °C, caudal de materia prima líquida de 30 ml/min, I caudal de gas de proceso de 100 kg/h, caudal del gas atomizador de 20 g/min y presión de la cámara del tambor de secado por pulverización de -2 "WCi Se usó un modelo de cultivo celular de infección gripal para el estudio del I efecto de las formulaciones 1 a 4. Se realizaron cultivos de células Calu-3 (American Type Culture Collection, Manasas, VA) sobre membranas permeables (Transwells de 12 mm; 0,4 pm de tamaño de poro, Corning Lowell, MA) hasta confluencia (la membrana estaba completamente cubierta de células) y se establecieron los cultivos de interfase aire-líquido (ALI) retirando el medio apical y realizando cultivos a 37 °C / 5% de C02. Se realizaron cultivos durante > 2 semanas en ALI antes de cada experimento. Antes de cada experimento, se lavó la superficie apical de cada una de TransweII 3 veces con PBS (Hyclone, Logan, UT). Se expusieron las células Calu-3 a los polvos1 secos usando una cámara de sedimentación para polvos secos apropiada. Coiji el fin de exponer las células a dosificaciones equivalentes de calcio, se llenaron las cápsulas con cantidades diferentes de cada uno de los polvos. Se calcularon los pesos de llenado alto, medio y bajo en base al ajuste de la cantidad de calcio suministrada por cada uno de los polvos (4,23 mg, 1 ,06 mg y 0,35 mg).
Para cada uno de los polvos sometidos a ensayo, se pesaron dos cápsulas j vacías, se llenaron y se expusieron posteriormente con el fin de determinar la dosificación emitida de polvo. La Tabla 18 (a continuación) muestra los pesos de llenado de las cápsulas antes y después de la exposición y la concentración de calcio suministrada a las células, determinada por medio de mediciones de HPLC. Inmediatamente después de la exposición, se sustituyó el medio basolateral (medio del lado inferior de Transwell) por medio nuevo. Se expusieron pocilios por triplicado a los polvos secos para cada formulación de materia prima en cada uno de los ensayos. Se expuso una segunda placa de cultivo celular a los mismos polvos secos de las formulaciones de materias primas para cuantificar el suministro de sal total o de calcio a las células. Una hora después de la exposición, se infectaron las células con 10 µ? de Gripe A/WSN/33/1 (H1 N1) o Gripe A/Panama/2007/99 (H3N2) con una multiplicidad de infección de 0,1-0,01 (0,1-0,01 viriones por célula). Cuatro horas después del tratamiento con aerosol, se lavaron las superficies apicales para retirar el exceso de polvos secos y los virus no ligados y se realizaron cultivos de las células durante 20 h más a 37 °C más 5% de C02. Veinte y cuatro horas después del tratamiento con aerosol, se recogieron los virus liberados sobre la superficie apical de las células infectadas en el medio de cultivo o PBS y se cuantificó la concentración de virus en el lavado apical por medio de ensayo de TCID5o (50 % de Dosificación Infecciosa de Cultivo Tisular). El ensayo de TCID50 es un ensayo estándar de dilución de punto final que se usa para cuantificar la cantidad de virus presente en una muestra. ; Tabla 18: Polvo seco, preparado a partir de las formulaciones de materia prima 10-1 a 10-4, sometido a ensayo para evaluar su efecto sobre la infección gripal A/WSN/33/1 en un modelo de cultivo celular. Se sometieron a ensayo las formulaciones de polvo para evaluar su efecto sobre la infección gripal de A/WSN/33/1 en un modelo de cultivo celular. Para suministrar una cantidad equivalente de ión de calcio (Ca2+), se calculó el peso de llenado deseado para i cada una de las formulaciones de polvo. Se pesaron las cápsulas Qualicap vacías, se llenaron, y posteriormente se expusieron para determinar la dosificación emitida. Se expusieron los pocilios por triplicado para cada cápsula y posteriormente se lavaron los pocilios. El análisis HPLC de estas muestras determinó la cantidad de Ca2+ suministrada a las células. * indica el uso de dos cápsulas con el fin de conseguir el peso de llenado deseado. a indica n = 3, b indica n = 1.
? Concentración de ¡ón de Formulación de Llenado Cápsula Cápsula Cápsula tras calcio materia prima pretendido vacía llena la exposición determinada (para polvos secos) (mg) (mg) (mg) (mg) I por HPLC (pg/cm2) 10-2 53,18 31 ,7 83,0 31 ,9 20,5±0,7a (50,0 % de leucina, 13,29 32,5 45,9 33,9 5,8b 22,0 % de cloruro de calcio, 28,0 % de 4,43 33,3 38,4 33,9 2,8b sulfato de sodio) 10-1 64,972, 99,649 64,994 62,17 2,8b (50,0 % de leucina, 63,122* 98.881* 63,679* 37,0 % de lactato de 15,54 63,525 81 ,926 68,141 12,7±1 ,7a calcio, 13,0 % de I h 5,18 62,453 67,796 62,49 a,o cloruro de sodio) 10-3 60,0 64,4 123,6 81 ,994 20,5±5,7a I (50,0 % de leucina, 14,99 64,0 78,5 65,388 7,6±0,9a 19,5 % de cloruro de calcio, 30,5 % de 5,00 63,5 70,3 63,829 3,6±1 ,5a citrato de sodio) 10-4 45,88 64,6 104,7 66,685 28,1±7,3a (50,0 % de leucina, 11 ,47 61 ,5 72,0 63,186 8,íl+2,6a 25,5% de cloruro de calcio, 24,5 % de 3,82 61 ,8 62,6 63,341 5,6±2,7a carbonato de sodio) Ejemplo 10A Los polvos secos, preparados a partir de la formulaciones de materia prima 10-1 a 10-4 reducen la infección gripal A/WSN/33/1 (H1 N1 ) de forma dependiente de la dosificación.
Para someter a ensayo el efecto de las formulaciones de polvos seco sobre la infección gripal en un modelo de cultivo celular, se expusieron células Calu-3 a cuatro formulaciones de polvo seco diferentes cada una de las cuales consistía en 50 % de leucina, una sal de calcio y un cloruro de sodio. Se evaluó la infección vírica cuantificando la cantidad de multiplicación vírica durante un período de 24 horas. Los polvos específicos sometidos a ensayo se recogen en i la Tabla 18 (anterior) e incluyeron sales de carbonato, lactato, sulfato y citrato. En un intento de exponer las células a cantidades equivalentes de caléio de cada uno de los cuatro polvos que contenían calcio, se llenaron las cápsulas hasta los pesos apropiados antes de la dosificación. Se usaron células no expuestas a formulación (aire) como células de control.
Como puede observarse en la Figura 9, cada polvo exhibió una reducción sensible a la dosificación en la infección gripal; no obstante, la magnitud del efecto fue diferente entre los cuatro polvos sometidos a ensayo. A bajas concentraciones de calcio el lactato de calcio resultó el más eficaz, Ib que sugiere que fue el más potente de los polvos sometidos a ensayo. A concentraciones elevadas de calcio, los polvos de lactato de calcio y de citrato de calcio exhibieron eficacias similares. El ensayo adicional del polvo de citrato de calcio a concentraciones incluso mayores puede demostrar que es el polvo más eficaz. El polvo de sulfato de calcio exhibió un efecto intermedio y fue comparable al citrato de calcio en varias concentraciones. El carbonato de calcio presentó únicamente un efecto mínimo sobre la multiplicación vírica incluso en la concentración más elevada (menos que 10 veces). Nótese que el carbonato de calcio es el menos soluble de los polvos sometidos a ensayo.
Como se muestra en la Figura 9, los polvos secos preparados reducen la infección gripal de una forma dependiente de la dosificación. Se usaron células Calu-3 no expuestas a formulación como control y se compararon con células Calu-3 expuestas a formulaciones de polvo seco con diferentes pesos de llenado. Se cuantificaron las concentraciones de virus liberados por las células i expuestas a cada una de las formulaciones de aerosol. Las barras representan la media y la desviación estándar de pocilios por triplicado para cada condición. Se analizaron los datos estadísticamente por medio de ANOVA de un factor y por medio de ensayo de pos-comparación múltiple de Tukey.
I Ejemplo 10B Los polvos secos, preparados a partir de la formulaciones de materia prima 10-1 a 10-4 de la Tabla 19 reducen la infección gripal A/Panama/2007/99 (H3N2) de forma dependiente de la dosificación.
Para llevar a cabo estos estudios, se sometieron a ensayo los mismos polvos con una segunda cepa gripal [Gripe A/Panama/2007/99 (H3N2)]i Igual que en el Ejemplo 10A, se expusieron células Calu-3 a cuatro formulaciones de polvo seco diferentes cada una de las cuales estaba formada por 50 % de leucina, una sal de calcio y una sal de sodio. Se evaluó la infeccióni vírica cuantificando la cantidad de multiplicación vírica durante un período de 24 horas. La Tabla 19 (a continuación) muestra los polvos específicos sometidos a ensayo e incluyeron sales de carbonato, lactato, sulfato y citrato. En un intento de exponer las células a cantidades equivalentes de calcio de cada uno de los cuatro polvos que contenían calcio, se llenaron las cápsulas hasta los pesos apropiados antes de la dosificación. Se usaron células no expuestas a formulación (aire) como células de control.
Como puede observarse en la Figura 10, usando esta cepa, cada polvo exhibió una eficacia similar: el lactato de calcio fue el más eficaz, el citrato de calcio y el sulfato de calcio exhibieron eficacias intermedias y el polvo de carbonato de calcio fue únicamente mínimamente eficaz. Estos datos apoyan la amplia actividad de los polvos secos de Ca:Na frente múltiples cepas gripales.
Tabla 19: Polvos secos, preparados a partir de las formulaciones de materia i prima 10-1 a 10-4, sometidos a ensayo para evaluar su efecto sobre la infección gripal A/Panama/99/2007 (H3N2) en un modelo de cultivo celular. i Para suministrar una cantidad equivalente de Ca2+ se calculó el peso de llenado deseado para cada una de las formulaciones de polvo secó. Se pesaron las cápsulas Qualicap vacías, se llenaron, y posteriormente se expusieron para determinar la dosificación emitida. Se expusieron los pocilios por triplicado para cada cápsula y posteriormente se lavaron los pocilios. El análisis HPLC de estas muestras determinó la cantidad de Ca2+ suministrada a las células Concentración de ¡ón de Formulación de Llenado Cápsula Cápsula Cápsula tras calcio materia prima pretendido vacía llena la exposición determinada (para polvos secos) (mg) (mg) (mg) (mg) por'HPLC (UQ/cm2±DEa) 10-2 53,18 61 ,358 121 ,417 62,591 40,8±5,0 (50,0 % de leucina, 13,29 60,602 76,804 62,167 10,5±2,3 I 22,0 % de cloruro de I calcio, 28,0 % de 4,43 65,102 70,789 65,670 2,9±0,6 sulfato de sodio) 10-1 62,17 64,037 125,465 67,043 33,&±3,5 (50,0 % de leucina, 15,54 65,358 82,474 65,632 9,7±1 ,4 37,0 % de lactato de calcio, 13,0 % de 5,18 66,046 72,455 66,324 3,4±0,9 cloruro de sodio) I 10-3 60,0 62,581 108,035 63,841 29,6±10,1 (50,0 % de leucina, 14,99 63,393 75,770 64,085 8,1*1 ,4 19,5 % de cloruro de calcio, 30,5 % de 5,00 65,910 70,062 66,204 4,1 ±0,8 citrato de sodio) 10-4 45,88 64,506 115,876 65,004 30,4±11 ,9 (50,0 % de leucina, 11 ,47 64,319 77,627 65,080 11.Í+4.3 25,5% de cloruro de calcio, 24,5 % de 3,82 66,495 71 ,398 66,698 2,4±1 ,0 carbonato de sodio) I Como se muestra en la Figura 0, los polvos secos preparados para el presente Ejemplo reducen la infección gripal A/Panama/99/2007 (H3N2) de i forma dependiente de la dosificación. Se usaron células Calu-3 no expuestas a formulación (0 pg de Ca +/cm2) como control y se compararon con células Calu-3 expuestas a las diferentes formulaciones de polvo seco a diferentes pesos de llenado y por tanto a diferentes concentraciones de calcio. Se determinó la concentración de calcio suministrada a las células en cada experimento para cada peso de usando mediciones de HPLC de calcio y los j lavados procedentes de las placas vacías expuestas a cada condició'n. Se i cuantificó la concentración de virus liberado por las células expuestas aj cada formulación de aerosol 24 h después de la dosificación por medio de un ensayo de TCID50. Cada punto de datos representa la media y la desviación estándar de pocilios por triplicado para cada condición. 1 Ejemplo 11 Modelo gripal in vivo Este ejemplo demuestra que las formulaciones de polvo secó que i comprenden sales de calcio y cloruro de sodio reducen la gravedad de la infección gripal en hurones. La Tabla 20 muestras las formulaciones sometidas a ensayo. Se expusieron los hurones de control a un polvo formado por ^100 % de leucina en las mismas condiciones de exposición. En los estudios i vitro preliminares, este polvo de control no presentó efecto sobre la multiplicación vírica. Se sometieron a formación de aerosol los polvos de calcio y de control (lote de Formulación I: 26-190-F, lote de Formulación III: 65-009-F, lote de Formulación II: 65-003-F y lote de leucina: 65-017-F) con un dispersador de partículas sólidas Palas Rotating Brush Generator 1000 (RBG, Palas GmbH, Karlsruhe, Alemania). Se expusieron los hurones (n = 8 por grupo) a « 0,2 mg de Ca/kg y se evaluó la gravedad de la infección con el tiempo. Se dispersó cada formulación en un sistema de exposición exclusivamente nasal 1 h antes de la infección, 4 horas después de la infección y posteriormente BID durante 4 días (d1-4). Se concluyó el estudio el día 10. Se determinaron las temperaturas corporales dos veces al día comenzando en el día 0 del estudio. Típicamente, los hurones infectados con gripe muestran aumentos de la temperatura corporal a los dos días de la infección, pérdida de peso corporal durante el curso del estudio y exhiben signos clínicos de infección tales como letargo y estornudos. Estos cambios coinciden con el aumento de la concentración viral gripal expulsada a partir de la cavidad nasal y aumento de la inflamación nasal.
Tabla 20: Formulaciones sometidas a ensayo de eficacia en hurones Formulación Composición Formulación I 10,0 % de leucina, 35,1 % de cloruro de calcio, 54,9 % de citrato de sodio (activo con 12,7 % de ión de calcio) Formulación II 10,0 % de leucina, 39,6 % de cloruro de calcio, 50,4 % de sulfato de sodio (activo con 14,3 % de ión de calcio) Formulación III 10,0 % de leucina, 58,6 % de lactato de calcio, 31 ,4 % de cloruro de sodio (activo con 10,8 % de jón de calcio) ! En el día 4 del estudio, se implantó un microchip sub-cutáneo a los hurones en el flanco trasero derecho y otro en el hombro para redundancia. El I chip transpondedor (IPTT-300 Implantable Programmable Temperature and Identification Transponder; Bio Medie Data Systems, Inc, Seafor, Delaware 19973), permite la identificación de los hurones y proporciona datos de temperatura corporal sub-cutánea a lo largo del estudio usando un detector óptico de lector de proximidad electrónica BMDS (WRS-6007; Biomedic Data Systems Inc, Seaford, Delaware). Se usaron las temperaturas corporales subcutáneas tomadas en los días -3 a -1 como temperaturas iniciales y se usaron para calcular el cambio en el valor inicial para cada animal durante el curso del estudio. El tratamiento con la formulación de polvo seco formada por leucina (excipiente), lactato de Ca (Formulación III) y NaCI presentó un impacto significativo en los aumentos de temperatura corporal (FIGS. 10C y 10D). Los cambios de temperatura corporal de este grupo permanecieron iguales o por debajo de los valores iniciales durante el curso del estudio y las mediciones de área bajo la curva (AUC) fueron de aproximadamente 5 veces menores que en el caso del control. Los otros dos polvos sometidos a ensayo exhibieron una eficacia menos pronunciada que se limitó a diferencias en el control de los días específicos del estudio. En particular, tanto los grupos tratados con citrat de Ca como los grupos tratados con sulfato de Ca presentaron temperaturas corporales más bajas que los animales de control en el día 3 del estudio (FIGS. 11 A y 11 B, respectivamente) y el grupo de sulfato de Ca presento temperaturas corporales más bajas durante los tres días finales del estudio.
Ejemplo 12 Este ejemplo demuestra que las formulaciones de polvo seco forrhadas por distintos excipientes reducen la infección gripal, pero a dosificaciones mayores que las formulaciones formadas por leucina.
Para evaluar el impacto del excipiente sobre la eficacia in vitró, los inventores sometieron a ensayo dos formulaciones de polvo seco (Tabla 21) que variaron en cuanto a excipiente y compararon su eficacia con la Formulación III (que contenía leucina) usando un modelo de multiplicación de gripe. Estas formulaciones contenían la misma concentración de lactáto de calcio y de cloruro de sodio y el mismo porcentaje en peso de excipiente (10 %).
Tabla 21 : Formulaciones usadas para evaluar la eficacia frente a virus gripales múltiples y para someter a ensayo diferentes excipientes Proporción Lote n°. Formulación Composición molar de Fabricación Ca:Na 10,0 % de leucina, 35,1 % I de cloruro de calcio, 54,9 Formulación 6-190-F % de citrato de sodio 1 :2 Niro I (activo con 12,7 % de ión de calcio) i 10,0 % de leucina, 39,6 % de cloruro de calcio, 50,4 Formulación 65-003-F % de sulfato de sodio 1 :2 Niro II (activo con 14,3 % de ión de calcio) 10,0 % de leucina, 58,6 % de lactato de calcio, 31 ,4 i Formulación I 65-009-F % de cloruro de sodio 1 :2 Niro III (activo con 10,8 % de ión de calcio) 10,0 % de manitol, 58,6 % I de lactato de calcio, 31 ,4 45,137,2 N/A % de cloruro de sodio 1 :2 ÉJüchi (activo con 10,8 % de ión de calcio) 10,0 % de maltodextrina, 58,6 % de lactato de Formulación 45,137,3 calcio, 31 ,4 % de cloruro 1 :2 Büchi XIV de sodio (activo con 10,8 % de ión de calcio) Se usaron como control las células Calu-3 no expuestas a formulación y se compararon con células Calu-3 expuestas a polvo seco formado por lactato de calcio y cloruro de sodio con diferentes excipientes. Se usaron tres peso de llenado diferentes de los polvos de manitol y maltodextrina para cubrir el intervalo de dosificación entre 10 y 30 pg de Ca2+/cm2. Se cuantificó la concentración de virus liberado por las células expuestas a cada una de las formulaciones de aerosol (FIG. 12). Cada punto de datos representa la media y la desviación de estándar de pocilios por duplicado para cada concentración.
Se analizaron los datos por medio de ANOVA de un factor y de ensayo de pos¬ comparación múltiple de Tukey. Los datos para la dosificación baja de ! cada polvo son representativos de dos experimentos independientes.
Tanto las formulaciones que contenían manitol como las formulaCjiones que contenían maltodextrina redujeron la infección gripal de manera sensible a la dosificación, no obstante, fueron considerablemente menos potentes que el I polvo que contenía leucina. A una dosificación de 14,8 pg de Ca2+/cm2, el polvo que contenía leucina redujo la infección gripal en 2,9 ± 0,2 log 0 TCICjso/ml, mientras que el polvo de manitol a una dosificación comparable (12,2 ijjg de Ca2+/cm2) redujo la infección gripal en 0,85 ± 0,0 log-to TCID50/ml y el polvo de maltodextrina (1 1 ,9 pg de Ca2+/cm2) no presentó efecto alguno sobre la multiplicación (Figura 12). Incluso a dosificaciones más elevadas (> 27 pg de Ca2+/cm2), la reducción máxima para manitol (1 ,9 ± 0,50 log10 TCID50/ml) y maltodextrina (2,2 ± 0,14 log-m TCID5o/ml) fue menor que la del polvo de leucina. Nótese que los ensayos previos que usaron polvos formado por 100 % de leucina no presentaron efecto alguno del excipiente solo sobre la multiplicación vírica. Los datos sugieren que la naturaleza del excipiente puede tener un impacto sobre la eficacia de las formulaciones que contienen calcio.
Ejemplo 13 Este ejemplo demuestra la eficacia de las formulaciones de polvo seco que comprenden polvos de sal de calcio, lactato de calcio, sulfato de calcio o citrato de calcio con respecto al tratamiento de virus gripal, paragripal o rinovirus.
Se produjeron los polvos de la Formulación I, Formulación II y Formulación III por medio de secado por pulverización utilizando un dispositivo de secado por pulverización Mobile Minor (Niro, GEA Process Engineeriñg Inc., i Columbia, MD). Todas la disoluciones presentaban una concentración de sólidos de 10 g/l y se prepararon con los componentes que se muestran en la Tabla 22. Se disolvieron leucina y sal de calcio en agua DI, y se disolvijeron la leucina y la sal de sodio por separado en agua DI, manteniendo las dos disoluciones en recipientes separados. Se llevó a cabo el atomizado de la corriente de alimentación líquida usando una boquilla de dos líquidos I en co- j corriente (Niro, GEA Process Engineering Inc., Columbia, MD). Se introdujo la corriente de alimentación líquida usando bombas de engranaje (Cole-Parmer Instrument Company, Vernon Hills, IL) en el interior de un dispositivo de mezcla estática (Charles Ross & Son Company, Hauppauge, NY) inmediatamente antes de la introducción en el interior de la boquilla de dos fluidos. Se usó nitrógeno como gas de secado y se alimentó aire comprimido seco como gas de atomizado a la boquilla de dos fluidos. La temperatura de entrada del gases fue de 282 °C y la temperatura de salida fue de 98 °C, con un caudal de materia prima líquida de 70 ml/min. El suministro de gas al atomizador de dos fluidos fue de aproximadamente 14,5 kg/h. La presión en el interior de la cámara de secado fue de -2 "WC. Se recogió el producto seco de pulverización en un recipiente del dispositivo de filtración.
Tabla 22: Formulaciones usadas para evaluar la eficacia frente a diferentes virus respiratorios Proporción Lote n°. Formulación Composición molar de Fabricación Ca:Na 10,0 % de leucina, 35,1 % de Formulación cloruro de calcio, 54,9 % de citrato 26-190-F 1 :2 Niro I de sodio (activo con 12,7 % de ión de calcio) 10,0 % de leucina, 39,6 % de i Formulación cloruro de calcio, 50,4 % de sulfato I 65-003-F 1 :2 jNiro III de sodio (activo con 14,3 % de ión de calcio) 10,0 % de leucina, 58,6 % de Formulación lactato de calcio, 31 ,4 % de cloruro 65-009-F 1 :2 Niro II de sodio (activo con 10,8 % de ión de calcio) Se usó un modelo de cultivo celular de infección por virus páragripal A/Panama/2007/99, virus páragripal tipo 3 humano (hPIV3) o rinovirus (Rv16) para evaluar la eficacia de las formulaciones de polvo seco. Este modelo ha sido descrito con detalle previamente (Véase, Ejemplo 10) y utiliza células Calu-3 que crecen en una interfase aire-líquido como modelo de infección gripal de células epiteliales de las vías respiratorias. Se expusieron las; células Calu-3 a polvos secos usando una cámara de sedimentación de polvo seco. Se determinó la cantidad de ión de calcio (Ca2+) suministrada a cada popillo por medio de HPLC usando el polvo seco recuperado a partir de cada pocilio vacío de la placa de cultivo celular. La Tabla 23 muestra la concentración de calcio depositado en cada estudio.
Tabla 23: Deposición de calcio Formulación I Formulación III Formulación II ( g Ca/cm2) ( ig Ca/cm2) (pg Ca/cm¾ Bajo Medio Alto Bajo Medio Alto Bajo Medio Alto Gripe 12,74 17, 12 28,85 1 1 ,37 15,84 27,73 10,93 16,01 26,61 Paragripe 10,58 16,19 25,04 12,26 15,71 25,32 1 1 ,03 16,81 | 26,33 Rinovirus 1 1 ,63 16,25 24,1 1 10,86 15,01 23,89 1 1 ,49 15,1 1 24,69 Una hora después de la exposición, se infectaron las células con 10 µ? de Gripe A/Panama/99/2007 a una multiplicidad de infección de 0,1-0,01 (0,1-0,01 viriones por célula), gripe humana tipo 3 (hPIV3) a una multiplicidad de infección de 0,1-0,01 (0,1-0,01 viriones por célula) o 10 µ? de rinovirus (P>v16) a una multiplicidad de infección de 0,1-0,01 (0,1-0,01 viriones por célula). Cuatro horas después del tratamiento con el polvo seco, se lavaron las superficies apicales para retirar el exceso de formulación y los virus no ligados y se I sometieron las células a cultivo durante otras 20 horas a 37 °C más 5 % de CO2. Al día siguiente (24 horas desde la infección) se recogió el virus liberado desde la superficie apical de las células infectadas en un medio de cultivo y se cuantificó la concentración del virus en el lavado apical por medio de ensayo de TCID50 (50 % de Dosificación Infecciosa de Cultivo Tisular). El ensayo de TCID50 es un ensayo estándar de dilución de punto final que se usa para cuantificar la cantidad de virus presente en una muestra. Para cada uno de los tres polvos, se expusieron células de Calu-3 a tres dosificaciones diferentes de Ca2+ y se evaluó la multiplicación de cada virus.
Gripe En el modelo de gripe, los tres polvos redujeron considerablemente la cantidad vírica en niveles comparables a la dosificación más elevada sometida a ensayo: la Formulación I, la Formulación III y la Formulación II redujeron la cantidad vírica hasta 3,25, 3,80 y 3,95 log TCID50/ml, respectivamente (Figura 13A). Es importante apreciar que mientras que a la dosificación más elevada sometida a ensayo estos polvos exhiben actividad similar frente a la gripe, a dosificación más bajas los datos sugieren que el polvo más eficaz fue la Formulación II (formada por leucina, lactato de calcio y cloruro de sodip). La Formulación II redujo los contenidos víricos 3,70 y 3,75 log-m TCIDso/ml en dosificaciones bajas y medias, mientras que dosificaciones bajas de la Formulación I y de la Formulación III redujeron el contenido vírico 2,50 y 2,95 log-to TCID5o/ml, y dosificaciones medias de la Formulación I y de la Formulación III redujeron los contenidos víricos 2,65 y 3,30 log-?? TCiPso/ml, respectivamente.
Paragripe Se sometieron a ensayo la Formulación I, la Formulación II y la Formulación III a lo largo de un intervalo similar de dosificación frente a paragripe. La cantidad de paragripe en los cultivos de celulares tratados con la Formulación III fue comparable a las de las células de control (Figura 13B) a dosificaciones de calcio similares a las usadas en el experimento de la gripe, lo que indica que la formulación basada en sulfato de calcio puede exhibir actividad únicamente frente a patógenos específicos. Por el contrario, el tratamiento de la Formulación I y la Formulación II dio lugar a una reducción dependiente de la dosificación de la infección paragripal. A dosificaciones elevadas, la Formulación I y la Formulación II redujeron la infección en 2,70 y 4,10 logio TCIDso/ml, respectivamente, en comparación con las células de control. De manera similar, la Formulación II exhibió una eficacia mayor que la Formulación I a la mitad de la dosificación sometida a ensayo, no obstante, ninguna formulación redujo la infección en la dosificación más baja sometida a ensayo (Figura 12B; Tabla 25). De manera colectiva, estos datos demuestran que las formulaciones de polvo seco basadas en calcio reducen de forma eficaz la infectividad de la paragripe. Estos efectos son específicos de determinadas sales de calcio y los intervalos de dosificación eficaces difieren considerablemente de los observados para la gripe.
Rinovirus ' La gripe y la paragripe son virus con cubierta. Para someter a ensayo el amplio espectro de actividad de las formulaciones de polvo seco con calcio y hacer extensivas estas observaciones a los virus que no tienen cubierta, se sometieron a ensayo los mismos polvos frente a rinovirus. Las tres formulaciones redujeron en cierto modo el rinovirus, siendo el polvo de la Formulación II el que demostró una actividad mayor (FIG. 13C). El tratamiento con la Formulación II dio lugar a una reducción vírica importante, 2,80 log TCID5o/ml, a la dosificación más alta sometida a ensayo. Las dosificaciones baja y media de este polvo redujeron la cantidad vírica en 1 ,15 y 2,10 log TCIDso/ml, respectivamente, en comparación con las células de control. El tratamiento con la Formulación I y con la Formulación III redujo la infección rinovírica, aunque en menor medida que la Formulación II. A la dosificación más elevada sometida a ensayo, la Formulación I redujo la infección en 1 ,70 log-?? TCID50/ml y la Formulación III redujo la infección 1 ,60 log10 TCID50/ml. Juntos, estos resultados indican que se pueden aplicar ampliamente las formulaciones de polvo seco basadas en calcio frente a diferentes infecc iiones víricas.
Los datos anteriores sugieren que el aumento de la dosificación administrada de formulaciones de polvo seco de calcio exhibe más actividad i que las dosificaciones más bajas previamente observadas. Los tres polvos sometidos a ensayo redujeron la infección gripal, aunque la formulación basada en lactado de calcio (Formulación II) exhibió una potencia mayor que las formulaciones de sulfato de calcio (Formulación III) y de citrato de calcio (Formulación III). De manera adicional, con las tres cepas víricas, el tratamiento de la Formulación II dio lugar a la reducción más grande de la concentración vírica. A dosificaciones elevadas la Formulación I redujo de manera eficaz la concentración vírica en las tres cepas víricas, pero el efecto fue mucho más pronunciado en los casos de gripe y paragrípe, lo que sugiere una diferencia en cuanto a mecanismo que puede estar relacionada con la especificidad dé cepa vírica. El tratamiento con la Formulación III resultó activo frente a paragripe, i pero exhibió mejor actividad frente a gripe y rinovirus, lo que sugiere qüe los contraiones de calcio específicos puede jugar el mismo papel en cuanto a la actividad óptima de la formulación.
Ejemplo 14. Polvo seco de lactato de calcio, cloruro de sodio y maltodextrina Este ejemplo describe la preparación de polvos secos usando las materias primas de la Formulación XIV: 10,0 en peso de maltodextrina, 58,6 % en peso de lactato de calcio y 31 ,4 % en peso de cloruro de sodio.
Se preparó una fase acuosa para un proceso discontinuo disolviendo maltodextrina en agua ultrapura, posteriormente lactato de calcio pentahidratado y finalmente cloruro de sodio. Se mantuvo la disolución en agitación durante todo el proceso hasta que los materiales de disolvieron por completo en agua a temperatura ambiente. Para la formulacióíi de maltodextrina y lactato de calcio, se prepararon tres lotes (A, B y C) de i materias primas y se secaron por pulverización. La Tabla 24 recoge detalles de I las preparaciones de materias primas líquidas para cada uno de los tres lotes, en la que se informa sobre la concentración de sólidos totales como el total de pesos de material anhidro disuelto. Posteriormente las disoluciones o suspensiones se secaron por pulverización usando un dispositivo de secado por pulverización Büchi. Para cada formulación, se prepararon tres lotes (A, B y C) de materias primas y se secaron por pulverización. Se prepararon los lotes de partículas A, B y C usando las correspondientes materias primas en un dispositivo de secado por pulverización de Büchi Mini con condiciones de proceso similares a las usadas para el secado por pulverización de las Formulaciones l-B y l-C del Ejemplo 1 , con la excepción de las siguientes condiciones de proceso. El caudal de materias primas líquidas fue de 5,2 ml/min para la Formulación XIV-A y la Formulación XIV-B y de 5,6 ml/min para la Formulación XIV-C. La temperatura de salida fue de aproximadamente 90 °C hasta 98 °C para la Formulación XIV-A, de aproximadamente 100 °C para la formulación XIV-B y de aproximadamente 100 °C a 106 °C para la Formulación XIV-C.
Tabla 24: Sumario de las preparaciones de materias primas liquidas de (os tres lotes de partículas para la Formulación XIV.
Formulación: XIV-A XIV -B XIV -C Mezcla de materias primas líquidas Mezcla Mezcla Mezcla discontinua discontinua discontinua Concentración total de sólidos 5 g/l 5 /l 5 g/l Sólidos totales 5 g 5 g 20 g Agua en el volumen total 1 ,0 I 1 ,0 I 4,0 I Cantidad de leucina en 1 I 0,5 g 0,5 g 0,5 g Cantidad de cloruro de sodio en 1 I 1 ,55 g 1 ,55 g 1 ,55 g Cantidad de lactato de calcio 4,13 g 4,13 g 4,13 g pentahidratado en 1 I La Tabla 25 recoge algunas de las propiedades físicas de las partículas obtenidas en los tres lotes separados (Formulación XIV-A, XIV-B y XIV-C). Además de los datos que se presentan en la Tabla 25, a continuación se recogen otros datos relacionados con las partículas secas preparadas a partir de la formulación de materia prima XIV-A. La fracción de partículas finas (FPF) medida por medio de un Impactador de Cascada de Andersen de 2 etapas colapsado con análisis gravimétrico fue de media de 71 ,3 % para FPF menor que 5,6 micrómetros y de 47,5 % para FPF menor que 3,4 micrómetros. También se midió el tamaño en volumen por medio de difracción láser en un equipo de clasificación por tamaño HELOS/RODOS y el valor medio para el diámetro mediano en volumen (x50) a una presión de 1 bar fue de 1 ,40 micrómetros. Además, el polvo mostró un comportamiento relativamente independiente del caudal como puede observarse a partir de la proporción de x50 medida a 0,5 bar con respecto a x50 medida a 4,0 bar, que fue de 1 ,04. El valor para ¼ bar para estas partículas fue de 1 ,00, lo que demuestra que las partículas fueron altamente dispersables.
Tabla 25: Sumario de datos ACI-2 para los tres lotes de partículas para la Formula XIV.
Formulación: XIV-A XIV -B XIV -C FPF menor que 5,6 µ?t? en ACI-2 (%) 71 ,3 66,6 68,2 FPF menor que 3,4 µ?? en ACI-2 (%) 47,5 44,8 48,7 Las tablas o las gráficas mostradas en las Figuras 1A- F proporcionan i información adicional relativa a las propiedades de los polvos y/o de las partículas de la Formulación XIV preparados en este ejemplo.
Ejemplo 15. Aptitud para la dispersión Este ejemplo demuestra la aptitud para la dispersión de formulaciones de j polvo seco que comprenden los polvos de lactato de calcio, sulfato de calcio o citrato de calcio, cuando son suministrados desde diferentes inhaladores de polvo seco a lo largo de un amplio intervalo de maniobras de inhalación, y con respecto a un producto de fármaco micronizado tradicional dispersado de forma similar.
Se investigó la aptitud para la dispersión de distintas formulaciones de polvo midiendo el tamaño de partícula geométrico y el porcentaje de polvo i emitido desde las cápsulas cuando tiene lugar la inhalación en los inhaladores de polvo seco con caudales representativos del uso del paciente. Se midieron la distribución de tamaño de partícula y la modificación del peso de las cápsulas llenas para múltiples formulaciones de polvo como función del caudal, del volumen inhalado y del peso de llenado en 2 inhaladores de polvo seco pasivos.
Se llenaron 3 cápsulas HPMC (Capsugel V-Caps) con formulaciones de polvo a mando con un peso de llenado medido gravimétricamente usando una balanza analítica (Mettler Toledo XS205). Los pesos de llenado fueron 25 y 35 mg para la Formulación I (lote n°. 1 26-190-F), 25, 60 y 75 mg para la i Formulación II (lote n°. 69-191-1), 25 y 40 mg para la Formulación III (lote n°. 65-009-F), 10 mg para un polvo de leucina seco por pulverización (lote n°. 65-017-F) y 25 mg de sulfato de albuterol micronizado (Cirrus lote n°. 073-001-02-039A). Se usaron dos cápsulas basadas en inhaladores de polvo seco pasivos (RS-01 Modelo 7, Low Resistance Plastipae S.p.A. y RS-01 Modelo li High resistance Plastiape, S.p.A.) que presentaron resistencias específicas de 0,020 y 0,036 kPa1/2/LPM, que se extienden sobre el intervalo típico de resistencia de inhalador de polvo seco. Se ajustaron el caudal y el volumen inhalado usando una válvula de solenoide controlado por un temporizador con una válvula de control de flujo (TPK2000, Copley Scientiflca). Se colocaron las i cápsulas en un inhalador de polvo apropiado, se agujerearon y se selló el inhalador a la entrada del dispositivo de clasificación por tamaño de partícula de difracción láser (Spraytec, Malvern). Se inició el caudal de aire estacionario a través del sistema usando el TPK2000 y se midió la distribución de tamaño i de partícula por medio del Spraytec a 1 kHz para duraciones de al menos 2 segundos y hasta la duración de la inhalación total. Los parámetros de distribución de tamaño de partícula calculados incluyeron el diámetro mediano en volumen (Dv50) y la desviación estándar geométrica (GSD) y la fracción de I partículas finas (FPF) menores que 5 micrómetros de diámetro. Al completar la duración de la inhalación, se abrió el inhalador de polvo seco, se retiró la cápsula y se re-pesó para calcular la masa de polvos que había sido emitida desde la cápsula durante la duración de la inhalación. En cada condición de inhalación, se midieron 5 réplicas de las cápsulas y se promediaron los resultados de Dv50, FPF y masa de polvo emitida por la cápsula (CEPM).
Con el fin de relacionar la dispersión del polvo a diferentes caudales, volúmenes y a partir de inhaladores de diferentes resistencias, se calculó la energía necesaria para llevar a cabo la maniobra de inhalación ¡ y se representaron los datos de tamaño de partícula y emisión de dosificación frente a la energía de inhalación. Se calculó la energía de inhalación como E = R2 Q2 V en la que E es la energía de inhalación en Julios, R es la resistencia de inhalación en kPa /2/LPM, Q es el caudal estacionario en l/min y V es el volumen de aire inhalado en I.
La Fig. 14 muestra la dosificación emitida desde la cápsula para el¡ polvo de la Formulación II en 3 pesos de llenado de cápsula diferentes, usando inhaladores de polvo seco RS-01 tanto de resistencia elevada como de resistencia baja. En cada peso de llenado, las inhalaciones estacionarias variaron de una condición de energía máxima de 9,2 Julios que fue equivalente a un caudal de 60 l/min a través del inhalador de elevada resistencia (R 0,036 kPa1/2/LPM) con un volumen total de 2 I bajo energías más bajas con volúmenes reducidos por debajo de 11, caudales reducidos por debajo de 15 l/min y una resistencia de inhalador por debajo de R = 0,020 kPa1 2/LPM. Como puede observarse a partir de la FIG. 14, todas la masa de polvo presente en el interior de la cápsula se vacía de la cápsula en una única inhalación para los tres pesos de llenado de 25, 60 y 75 mg de la Formulación II en la condición de energía más elevada sometida a ensayo. Para el peso de llenado de 25 mg, más que 80 % del peso de llenado se vacía, de media, para todas las condiciones de inhalación por debajo de 0,16 Julios. A 60 mg, la emisión de í dosificación de la cápsula disminuye por debajo de 80 % del peso de llenado a I 0,36 Julios. Con el peso de llenado de 75 mg, la emisión de dosificación; de la cápsula disminuye por debajo de 80 % del peso de llenado a 1 ,2 Julios, j En la FIG. 14 también se observan dos pesos de llenado de 25 mg y 40 mg de una formulación de fármaco de sulfato de albuterol micronizado que se molió por chorro hasta un tamaño medio de partícula de 1 ,8 micrómetrós, se llenó de forma manual en cápsulas de tamaño 3 y se dispersó en un inhalador RS-01 de alta resistencia. Como puede verse para ambos pesos de llenado de 25 y 40 mg, a una energía de inhalación de 9,2 Julios (inhalación estacionaria de 60 l/min para 21) el CEPM medio se encuentra por encima de 80 % del peso de llenado de la cápsula (93 % para el peso de llenado de 25 mg y 84 °? para el peso de llenado de 40 mg). No obstante, a todos los valores medidos de energías bajas, el CEPM disminuye por debajo de 10 mg (< 30 % del peso de llenado de la cápsula) para ambos pesos de llenado y decrece de forma monotónica al decrecer la energía de inhalación.
La FIG. 15 muestra la distribución de tamaño de partícula de los polvos de la Formulación II que son emitidos desde los inhaladores, que se caracterizan por el diámetro mediano de volumen (Dv50) y que se encuentran representados gráficamente frente la energía de inhalación aplicada. Los valores coherentes de Dv50 con valores de energía decrecientes indican que el polvo se dispersa bien, ya que la energía adicional no da lugar a una: des-aglomeración adicional del polvo emitido. Los valores Dv50 son coherentes para los tres pesos de llenado de 75, 60 y 25 mg a todos los valores de eriergía elevada, permaneciendo Dv50 por debajo de 2 micrometros por debajo dé 0,51 Julios para los 3 pesos de llenado (FIG. 16). Teniendo en cuenta que en los pesos de llenado de 60 y 75 m las inhalaciones en el intervalo de 0,5 ¡a 1 ,2 Julios no emitieron el polvo de la cápsula de forma completa (FIG. 14), résulta evidente que el polvo emitido fue todavía dispersado de forma completa por parte del DPI (FIG. 15). En este intervalo, el Dv50 no aumenta considerablemente de lamaño, lo que cabría esperar si el polvo de e rilslón incorporara un gran cantidad de aglomerados y no se dispersara de forma correcta.
También se observan en rojo en la FIG. 15 los pesos de llenado de 25 mg y 40 mg de una formulación de fármaco de sulfato de albuterol micronizado que se molió por chorro hasta un tamaño medio de partícula de 1 ,8 micrómetros, se llenó de forma manual en cápsulas de tamaño 3 y se dispersó en un inhalador RS-01 de alta resistencia. Como puede verse para ambos pesos de llenado de 25 y 40 mg, a una energía de inhalación de 9,2 Julios (inhalación estacionaria de 60 l/min para 21) el Dv50 se encuentra por debajo de 2 micrómetros (1 ,8 y 1 ,6 respectivamente) para ambos pesos de llenado, lo que demuestra una buena dispersión y relativamente pocos aglomerados. No obstante, a todos los valores medidos de energía baja, el Dv50 aumenta más que 2 micrómetrps (3,9 y 3,1 pm respectivamente) y continúa un aumento monotónico al disminuir la energía de inhalación, lo que demuestra aglomeración y una pobre dispersión de las partículas principales.
Se sometieron a ensayo polvos adicionales en todas las condiciones de ensayo i y se determinó el CEPM medio y Dv50 (Tabla 26). Estos resultados demuestran la capacidad de las formulaciones de polvo para vaciarse por completo y desaglomerarse a energías de inhalación por debiajo de aproximadamente 0,5 Julios.
Tabla 26. CEPM medio, Dv(50) y FPF como función del peso de llenado, caudal y duración para las FORMULACIONES l-lll y placebo.
FPF Peso de Energía de CEPM Dv(50) Caudal Duración medio, Polvo DPI llenado inhalación, medio medio (LPM) (s) % < 5 (mg) E=R2Q2V (Julios) (mg) (µ?) t pm ' Formulación 1 RS.OflHFí 4 ": 0,29 15,84 4,77 52,09 Formulación I; RS.01.iHR i 25 20 A: . 3 ¿- · 0,51 22,88 3,46 65,79 Formulación 1 RS.01.HR ¿-...25- 30 .2¿. 1 ,15 24,75 2,94 72,88 Formulación 1 RS.01.HR ~ : · · 25, . .. : ; 60. ; 2 , 9,18 24,72 2,93 73,39 Formulación 1 RS.01.LR 25 15 4 0,09 4,30 7,29 : 31 ,97 Formulación 1 RS.01.LR 25 20 3 0,16 8,05 5,10 48,98 Formulación 1 RS.01.LR 25 30 2 0,36 19,94 3,28 71 ,09 Formulación 1 RS.01.LR 25 60 2 2,85 24,75 2,51 . 80,26 Formulación ( RS.01.LR '¦" 35 ' 30 ' 2V 1.15 33.77 2,17 83,17 Formulación 1 RS.0Í.LR % f! 1 '« ; :" 9,18 34,73 2,33 81,42 Formulación 1 RS.01.LR 35 30 2 0,36 13,07 3,16 ' 73,22 Formulación I RS.01.LR 35 60 2 2,85 34,57 2,34 83,15 Placebo RS.01.HR 10 . 15 -4 0,29 3,87 25,71 6,22 ' Placebo RS:OI.HR 10 í¾20 · S¾'.3 - " 0,51 8,79 22,80 8,64 Placebo RS.Ó1.HR 10 30 2 1,15 9.42 22,95 11,83 ¦ Placebo RS.01.HR iÜO. , « ¾¾£60 ¦ . . v.VÍ.2, .. 9,18 9,78 21 ,45 12,55 Placebo RS.01.LR 10 15 4 0,09 1 ,87 40,36 3,17 Placebo RS.01.LR 10 20 3 0,16 3,08 28,16 5,20 Placebo RS.01.LR 10 30 2 0,36 7,01 18,62 9,39 Placebo RS.01.LR 10 60 2 2,85 9,82 15,26 16,41 Formulación III RS.01.HR 25 15 r 4 . 0,29 24,87 3,26 68,77 Formulación III RS.01.HR '¦¾25 ; 20 ·· 3 , . 0,51 25,48 3,06 72,61 Formulación III RS.01.HR ¦ 25 : 30 2 1,15 25,05 2,90 74,06 Formulación III RS.01.HR 25 60 2 9,18 25,28 2,92 71,87 Formulación III RS.01.LR 25 15 4 0,09 18,97 5,59 43,81 Formulación III RS.01.LR 25 20 3 0,16 24,95 3,45 68,14 Formulación III RS.01.LR 25 30 2 0,36 25,08 2,72 76,82 Formulación III RS.01.LR 25 60 2 2,85 24,88 2,66 . 75,76 Formulación III RS.01.HR 1,15 3¾,55 2,76 74,92 Formulación III RS.01.HR '40 60 2 9,18 40,13 3,14 67,35 Formulación III RS.01.LR 40 30 2 0,36 39,74 2,89 75,51 Formulación III RS.01.LR 40 60 2 2,85 39,85 2,65 ; 77,00 ¦ Formulación II RS.01.HR • S 5 ¦ ¦; '.T¾- 4 .. ·· '¦ 0,29 24,45 3,56 63,96 Formulación II RS.01.HR 25 17,5 3.4 0,39 21,43 2,34 80,07 •ÍFormulacióníll RSfOI.HR ¾¾*25> '· ? ¾^|20 ' ¦: :*:·3 í>- 0.51 , 23,55 2.15 82,08 Formulación II RS.01.HR 25 25 2.4 0,80 24.42 1.39 90,70 -Formulación II RS.01.HR :¾So': ; . '?'2 :¦ . " -í-. ' 1.15¦ 24,88 1.28 88.29 "Formulación II RS.01.HR 25 " . 60 r . 2 9,18 9,18 1.59 85,28 Formulación II RS.01.LR 25 15 4 0,09 7,47 7,46 32,20 Formulación II RS.01.LR 25 20 3 0,16 20,39 4,29 57,09 Formulación II RS.01.LR 25 30 2 0.36 24,23 2,52 , 78,85 Formulación II RS.01.LR 25 60 2 2,85 24,81 1 ,61 . 89,78 Formulación II " RS.01.HR . ¾»' '.''?2,4 ·- ' ···.'. .0,80 52,42 0,99 90,45 Formulación II RS.01.H 60 30 v 2 1,15 56,50 0,78 92,70 Formulación II RS.01.HR : 60 60 . , .2 ¦.. · 9,18 59,42 1 ,19 90,64 Formulación II RS.01.LR 60 30 2 0,36 26,62 2,48 ! 80,08 Formulación II RS.01.LR 60 60 2 2,85 59,51 1 ,19 . 90,64 Formulación II RS.01.H . 75 >· 25 2,4 0,80 47,63 1,36 89,83 '"· Formulación li RS.01.HR? ¦75 30 ' 2 1 ,15 51,84 1,07 92,59 Formulación II RS.01.HR 75 60 2 9,18 74,90 1 ,41 85,20 Albuterol , micronizado 073- RS.01.HR ¦ 25 ': : 15 4 '.- 0,29 3,12 16,76 13,00 001-02-039A Albuterol micronizado 073- RS.01.HR 25 . < 20 3 0,51 5,00 8,40 32.10 001-02-039A Albuterol ., ·. micronizado 073- RS.01.HR 25 30 ' • 2 ¦ 1,15 7,08 3,86 59,44 001-02-039A 1 ., , Albuterol · } "micronizado 073- RS.01.HR 25 60 2 2,85 15,28 2,57 75,01 . 001-02-039A -•¦j Albuterol micronizado 073^ RS.01.HR 25 60 2 9,18 23,18 1.77 81,6 001-02-039A ? · Albuterol • micronizado 073- RS.01.HR . 40 15 4 0,29 2,43 17,63 10,73 . 001-02-039A . -¦ Albuterol '¦ ig-: - · .. micronizado 073- RS.01.HR 40 20 3 0,51 4,97 6,34 42,24 001-02-039A : Albuterol miaonizado 073- RS.01.HR 40 ' 30 2 1,1.5 8,55 3,13 67,18 001-02-039A • Albuterol ;» · miaonizado 073- RS.01.HR 40 ' '60 2 2,85 18,88 2.62 73,98 001-02-039A .
¾ · , Albuterol ¦»'¦ miaonizado 073- RS.01.HR 40 60 2 9,18 33,40 1 ,60 84,30 Ó01-02-039A Ejemplo 16. Análisis de partículas en estado sólido A. Difracción de rayos-X en forma de polvo Se analizó el contenido amorfo/cristalino y la forma polimérica de las Formulaciones I, II, III y XIV usando difracción de rayos-X en forma de polv de alta resolución (XRPD) y calorimetría de barrido diferencial (DSC). Para XRPD, se llevó a cabo la identificación de fase con el fin de identificar las fases cristalinas observadas en cada patrón XRPD. Se recogieron los patrones i XRPD usando un difractometro PAnalytical X'Pert Pro (Almelo, Holanda). Se analizó la muestra usando radiación de Cu producida usando una fuente larga de foco fino Optix. Se usó un espejo de multicapa graduado elípticamente para enfocar los rayos-X de Cu Ka de la fuente a través de la muestra y sobre el detector. Se intercaló la muestra entre películas de 3 micrómetros de espesor, se analizó la geometría de transmisión y se rotó para optimizar las estad ísticas de orientación. Se usó parada del haz, junto con purga de helio en algunos casos, con el fin de minimizar el fondo generado por la dispersión de aire. Se usaron rendijas Soller para los haces incidente y difractado con el fin de minimizar la divergencia axial. Se recogieron los patrones de difracción usando un detector sensible a la posición de barrido (X'Celerator) ubicado a 240 mm de la muestra. Se desplegaron los parámetros de adquisición de datos para cada patrón de difracción por encima de la imagen de cada patrón en el apéndice C. Antes del análisis, se analizó una muestra de silicio (material de referencia estándar NIST 640c) para verificar la posición del pico 111 de silicio. Se produjeron los patrones calculados para los componentes cristalinos (incluyendo las formas anhidra e hidratada) a partir de la base de datos Cambridge Structural o la base de datos International Center for Diffraction Data (ICDD) y se compararon con los patrones experimentales. Se determinaron de forma cualitativa los componentes cristalinos. También se llevó a cabo XRPD sobre polvos que habían sido acondicionados a HR de 75 % durante un período de tres o cuatro horas en un sistema Dynamic Vapor Sorption con el fin de evaluar la tendencia a recristalizar de dichos polvo tras exposición de corta duración a humedades elevadas.
Se llevó a cabo calorimetría de barrido diferencial (DSC) usando un calorímetro de barrido diferencial Q2000 de TA Instruments (New Castle> DE). Se colocó la muestra en el interior de una cazoleta DSC y se registró el peso de forma exacta. Se desplegó la adquisición de datos y los parámetros de procesado en cada termograma. Se usó metal de indio como estándar de calibración. Se documentó la temperatura de transición vitrea (Tg) a partir del punto de inflexión de la transición /o/ de la semialtura de la transición. Inicialmente, se llevaron a cabo los experimentos DSC de modo estándar en polvos de interés con el fin de evaluar el comportamiento térmico total de los polvos. También se llevaron a cabo experimentos DSC cíclicos con el fin de intentar identificar la presencia de transiciones vitreas en estos polvos sobre zonas de temperatura de interés identificadas en los termogramas DSC estándar.
De manera sorprendente, se produjeron polvos de elevado contenido en sal de calcio y de sodio que presentaron una mezcla de contenido amorfo y cristalino que mostró propiedades optimizadas con respecto a su aptitud para la dispersión y estabilidad en estado seco y a sus propiedades de disolución y absorción de agua en estado hidratado. Como se muestra en la FIG. 16 y 17, se observó que el polvo de la Formulación I por medio de XRPD consistía en una combinación de cloruro de sodio cristalino y citrato de calcio amorfo o levemente cristalino y una fase potencialmente rica en cloruro de calcio (como queda evidenciado por la ausencia de la observación de picos característicos para cualesquiera formas de sal de calcio en este polvo así como para la ausencia de picos característicos de leucina). Como se muestra en la FIG. 18, i se observó una temperatura de transición vitrea de aproximadamente 167 °C por medio de DSC cíclico para la fase amorfa rica en calcio, lo que indica que esta fase amorfa debería ser relativamente estable frente a la conversión cristalina en condiciones estándar (25 °C, HR de 30 %). La presencia de cloruro de sodio cristalino en este polvo en estado seco puede mejorar la aptitud para la dispersión y la estabilidad de dicho polvo. La presencia de sal de calcio en forma amorfa o levemente cristalina en el polvo de la Formulación I puede también facilitar la rápida captación de agua y las propiedades de disolucjón de la Formulación I tras deposición en los pulmones (es decir, el cloruro de sodio cristalino es fácilmente soluble, mientras que el citrato de calcio es levemente soluble).
Se observaron resultados similares para los polvos de la Formulación II y la Formulación XIV. Como se muestra en las FIGS. 19 y 20, se observó, por medio de XRPD, que el polvo de la Formulación II consistía en una combinación de cloruro de sodio cristalino y lactato de calcio amorfo o levemente cristalino y una fase potencialmente rica en cloruro de calcio (como queda evidenciado por la ausencia de observación de picos característicos para ninguna forma de sal de calcio en este polvo así como también por la ausencia de picos característicos de leucina). Como se muestra en la FIG. 21 , se observó una temperatura de transición vitrea de aproximadamente 1^4 °C por medio de DSC cíclico para la fase amorfa rica en calcio, lo que indica que esta fase amorfa debería ser relativamente estable frente a la conversión cristalina en condiciones estándar (25 °C, HR de 30 %). Se observaron resultado prácticamente idénticos para el polvo de la Formulación XIV que contenía 10 % de maltodextrina frente a 10 % de leucina (véase FIGS. 22 y 23) para los datos de XRPD así como también la FIG. 24 que muestra una I temperatura de transición vitrea de aproximadamente 134 °C.
Por el contrario, la Formulación III mostró la presencia de cierto grado de contenido de sal de calcio cristalina (sulfato de calcio) además del cloruro de sodio cristalino (véase FIGS. 25 A y 25B). No obstante, este polvo todavía presentaba un grado importante de contenido de fase amorfa rica en calcio, como queda evidenciado por la presencia de una temperatura de transición vitrea de aproximadamente 159 °C por medio de DSC (véase FIG. 26).
B. Representación de RAMAN superficial Se llevaron a cabo experimentos de representación de RAMAN superficial de muestras de las Formulaciones I a III y XIV con el fin de determinar la naturaleza de la composición química en la superficie de las partículas que comprenden estas formulaciones. Se adquirió el espectro de representación de Raman en un Renishaw inVia Ramascope (Gloucestershier, Reino Unido) i equipado con un microscopio Leica DM LM (Wetzlar, Alemania). Se calibró el instrumento usando un estándar de pastilla de silicio. Se prepararon las muestras para el análisis en una placa para microscopio revestida de aluminio. La longitud de onda de excitación fue de 785 nm usando una fuente de láser de diodo próximo al infrarrojo de alta energía. La recogida de datos de datos de la Formulación I, Formulación III y Formulación XIV fue un barrido estático don un tiempo de exposición de 30 segundos y 10 acumulaciones. La recogida de i datos para la Formulación II fue un barrido extendido con un tiempo de exposición de 60 segundos y una acumulación. Se usó una cámara Philips ToUcam Pro II (modelo PCVC 840K) (Amsterdam, Holanda) para la adquisición i de imágenes con un objetivo de 50 aumentos. Se usó un soporte lógico de Renihsaw WiRE 3.1 (paquete de servicio 9) (Gloucestershier, Reino Unido) para la recogida de datos y el procesado.
Se adquirió el espectro de Raman para seis partículas a partir de la muestra de Formulación I, y se muestran superpuestas en la FIG 27A. Los archivos de espectro 389575-1 y 389575-6 se caracterizan por la presencia de picos débiles a aproximadamente 1450, 965 y 850 cm"1. Los picos son discernibles únicamente como características débiles en el archivo del espectro 389575-6, y no se detectan en los archivos restantes de datos espectrales. En la FIG 27B, el espectro 389575-6 presenta sustracción de fondo y se encuentra superpuesto con el espectro de Raman de citrato de calcio tetrahidratado, citrato de sodio y leucina. El espectro de la muestra presenta picos a aproximadamente 1480 y 850 cm"1 que son comunes tanto a leucina como a sales de citrato. El espectro de la muestra presenta un pico adicional a aproximadamente 965 cm"1, que es coherente con la intensidad de' pico relativamente más intensa del espectro de las sales de citrato (es decir, citrato de calcio tetrahidratado y citrato de sodio). El pico característico de leucina a 1340 cm"1 no se observa en el espectro de la muestra.
Se adquirieron espectros de Raman para ocho partículas a partir! de la muestra de Formulación III, y se muestras superpuestas en la FIG. 27C. Todas las partículas se caracterizan por la presencia de un pico a aproximadamente 1060 cm"1. Se observa un pico adicional a aproximadamente 670 cm"1 en el archivo del espectro 388369-4. El pico de 670 cm 1 también se puede observar en los archivos del espectro 388369-1 , 3 y 8 tras la corrección de fondo (no mostrada). En la FIG. 27D, el espectro 388369-4 presenta sustracción de fondo y se encuentra superpuesto con el espectro de Raman de sulfato de calcio, sulfato de calcio dihidratado, sulfato de sodio anhidro y leucina. El espectro de la muestra con corrección de fondo revela un posible tercer pico próximo a 520 cm"1. Los picos a 1060 y 670 cm"1 se encuentran presentes en posiciones similares a picos característicos de los iones de sulfato mostrados* pero precisamente no se superponen. Las frecuencias de los picos 1060 y 670 cm"1 del espectro de la muestra son coherentes con los modos de estiramiento y mezcla, respectivamente, del grupo funcional de ión de sulfato. Los picos asignables a leucina no se detectan en el espectro de partículas.
? Se adquirieron espectros de Raman para doce partículas a partir de la i muestra de Formulación II, y se muestra superpuestos en la FIG. 27E. Todos los espectros se caracterizan por la presencia de picos a aproximadamente 1045 y 860 cm-1. Se pueden observar picos adicionales en varios espectros a aproximadamente 1450, 1435, 1 125, 1095, 930 y 775 cm'1, que generalmente se encuentran correlacionados en intensidad relativa con el pico intenso a 1045 cm"1. En la FIG. 27F, se restan los espectros 389576-7 y 389576-12¡ y se superponen con el espectro de Raman de lactato de calcio pentahidratado y leucina. Se observa una buena correspondencia entre el espectro de la muestra y el espectro de lactato de calcio pentahidratado. No obstante, el espectro de la muestra presenta picos adicionales a aproximadamente 1345, 1 170, 960, 830 y 760 cm"1 que se encuentran ausentes en el espectro de lactato de calcio pentahidratado. Picos similares se encuentran presentes en el espectro de referencia de leucina, aunque con intensidades relativas y frecuencias ligeramente diferentes.
Se adquirieron espectros de Raman para doce partículas a partir de la muestra de Formulación XIV, y se muestran superpuestas en la FIG. 27G.
Todos los espectros de partículas se caracterizan por la presencia de un pico a aproximadamente 1045 cm"1. Todos los espectros de partículas excepto el archivo 389577-2 también muestran un pico a aproximadamente 860 cm"1. Se pueden observar picos adicionales en varios espectros a aproximadamente 1450, 1435, 1125, 1095, 930 y 775 cm"1, que generalmente se encuentran correlacionados en intensidad relativa con el pico intenso a 1045 cm"1. En la FIG. 27H, el espectro 389577-9 presenta sustracción de fondo y se encuentra superpuesto con el espectro de Raman de lactato de calcio pentahidratado. Se observa una buena correspondencia entre los espectros de la muestra' y de lactato de calcio pentahidratado. No se observan los picos asignados a maltodextrina (no mostrados) en el espectro de la muestra.
De este modo, la representación superficial de RAMAN indica que la composición superficial de cada una de las Formulaciones I a XIV se encuentra dominada por la presencia de varias sales de calcio (citrato de calcio para la Formulación I, sulfato de calcio para la Formulación III y lactato de calcio para las Formulaciones II y XIV). Para el caso de las Formulaciones I a III, estos se encuentra en contraste con el uso documentado de la leucina como agente mejorador de la dispersión que aumenta la aptitud para la dispersión de polvos i para ser sometidos a atomizado por medio de concentración en la superfipie de las partículas que comprenden dichos polvos. Para las formulaciones de$critas en el presente documento, no parece que la leucina esté actuando como mejorador de la aptitud para la dispersión de este modo, como queda evidenciado por los resultados similares para las Formulaciones II (formulación de lactato de calcio que contiene leucina) y XIV (formulación de lactato de calcio que contiene maltodextrina) con respecto al contenido superficial ¡y a la aptitud para la dispersión.
Ejemplo 17. Reacción de intercambio iónico para el secado por pulverización de citrato de calcio sobresaturado y sulfato de calcio Se prepararon reservas saturadas y sobre-saturadas de sulfato de calcio o citrato de calcio mediante secado por pulverización usando cloruro de calcio y sulfato de sodio o cloruro de calcio o citrato de calcio como materiales de partida. Se preparó un intervalo de concentraciones totales en sólidos de 5 ,a 30 g/l tanto por medio de (i) pre-mezcla de ambas sales y agua como (ii) manteniendo la sal de calcio y la de sodio en disoluciones acuosas separadas, i con mezcla estática en línea inmediatamente antes del secado por pulverización. Todas las materias primas líquidas preparadas contenían cantidades saturadas o sobre-saturadas de sulfato de calcio, (en la que el límite de solubilidad del sulfato de calcio en agua es de 2,98 g/l) y las cantidades i saturadas o sobre-saturadas de citrato de calcio (en la que el límite de solubilidad del citrato de calcio en agua es de 0,96 g/l). Considerando que la Í reacción de precipitación de cloruro de calcio y sulfato de sodio continúa hasta la finalización (CaCI2 + Na2S04? CaS04 + 2 NaCI), las concentraciones finales correspondientes de sulfato de calcio se recogen en la Tabla 24. La Tabla 28 muestra resultados similares para la reacción de precipitación de cloruro de calcio y citrato de sodio (3CaCI2 + 2Na3C6H507? Ca(C6H507¡)2 + 6 NaCI).
Tabla 28: Concentración total de sólidos en las materias primas líquidas y concentraciones finales de sulfato de calcio y citrato de calcio, en las que el límite de solubilidad del sulfato de calcio es de 2,98 g/l y del citrato de calcio es de 0,96 g/l.
Concentración total de Concentración final de Concentración final de sólidos (g/l) sulfato de calcio (g/l) citrato de calcio (g/l) 5 2,7 2,9 10 5,4 5,9 15 8,1 8,8 20 10,8 11 ,7 30 16,1 17,6 Se produjeron formulaciones de 44 % en peso de cloruro de calcio y 56 % en peso de sulfato de sodio mediante secado por pulverización utilizando un dispositivo de secado por pulverización Mobile Minor (Niro, GEA Prócess Engineering Inc., Columbia, MD). Se prepararon materias primas líquidas en un intervalo de concentración de sólidos de 5-30 g/l. Para las corrientes de alimentación pre-mezcladas, se disolvió la sal de sodio y posteriormente 'la sal de calcio en agua DI con agitación constante sobre una placa de agitación magnética. Para las corrientes de alimentación de mezcla estática, se disolvió la sal de calcio en agua DI, y se disolvió por separado la sal de sodio en agua DI, manteniéndose las dos disoluciones en recipientes separados con agitación constante. Se llevó a cabo el atomizado de la corriente de de alimentación líquida usando una boquilla de dos líquidos en co-corriente (Niro, GEA Process Engineering Inc., Columbia, MD). Se alimentó la corriente de alimentación líquida usando bombas de engranaje (Cole-Parmer . instrument Company, Vernon Hills, IL) bien directamente en el interior de la boquilla de dos fluidos para las corrientes pre-mezcladas o bien en el dispositivo de mezcla estática (Charles Ross & Son Company, Hauppauge, NY) inmediatamente ante$ de la introducción en el interior de la boquilla de dos fluidos para corrientes, de alimentación de mezcla estática. Se usó nitrógeno como gas de secado y aire comprimido seco como corriente de alimentación de gas de atomizado en la boquilla de dos líquidos. La temperatura de entrada de gas de proceso fué de 240-250 °C y la temperatura de salida fue de 94-988 °C con un caudal de materia prima líquida de 50-70 ml/min. El gas que se suministra al atomizador de dos líquidos fue de aproximadamente 11 kg/h. La presión en el interior de la cámara de secado fue de -2 "WC. Se recogió el producto seco ^or pulverización a partir de un ciclón y se analizó el tamaño de partícula en volumen por medio de difracción láser usando un HELOS con unión RODOS y las propiedades del aerosol usando un ACI de dos etapas colapsado. i Se evaluaron las corrientes de alimentación pre-mezcladas en cuanto a j estabilidad de la disolución y transparencia. A una concentración total de sólidos de 5 g/l, en la que la concentración final de sulfato de calcio estaría ligeramente por encima del límite de solubilidad del sulfato de calcio, la disolución permaneció transparente durante los 30 minutos de duración dé la I mezcla y el secado por pulverización. Debido a que la concentración total de sólidos aumentó y la concentración final de sulfato de calcio superó en gran medida el límite de solubilidad, la materia prima se volvió turbia y la precipitación resultó evidente. A 10 g/l el líquido era ligeramente turbio, a 20 g/l el líquido fue transparente durante aproximadamente 5-10 minutos antes de convertirse en turbio progresivamente en el transcurso de 10 minutos y a 30 g/l el líquido fue transparente durante aproximadamente 2 minutos después dé la mezcla, apareciendo la precipitación de forma visible después de aproximadamente 5 minutos.
Se secaron por pulverización las materias primas pre-mezclada y de mezcla estática y se recogió el polvo resultante en un ciclón. La FIG. 28 muestra los resultados de HELOS con RODOS con las distribuciones de tamaño de partícula representativas que se muestran en la FIG. 29. Mientras que se espera un incremento de tamaño de partícula al aumentar las concentraciones de sólidos de las materias primas (como puede observarse en las corrientes de alimentación de mezcla estática), el aumento importante de tamaño de partícula y la distribución ampliada de tamaño de partícula én las corrientes de alimentación de pre-mezcla resultan indeseables.
La FIG. 30 muestra los resultados de la caracterización del aerosol de los polvos secos usando un ACI colapsado.
Las disoluciones inestables con precipitación continuada pueden afectar de forma negativa a la formación de partículas reproducible durante el secado por pulverización y también pueden dar lugar a una distribución amplia de tamaño de partícula. Las disoluciones transparentes sobre-saturadas, evidentes durante 2-10 minutos para concentraciones de sólidos elevadas, sugieren que es posible mezclar de forma estática las disoluciones para conseguir un rendimiento elevado de secado por pulverización mientras generan de forma reproducible una distribución estrecha de tamaño de partícula.
Se ejemplificaron resultados similares para el citrato de calcio, como se demuestra en el Ejemplo 1 para la formulación que comprende 10,0 % en peso de leucina, 35,1 % en peso de cloruro de calcio y 54,9 % de citrato de sodio (Formulación l-A). La reacción de precipitación da lugar a una formulación que comprende 10,0 % en peso de leucina, 52,8 % en peso de citrato de calcio y 37,2 % en peso de cloruro de sodio. A una concentración total de sólidos de 10 g/l, la concentración final de citrato de calcio debe ser de 5,3 g/l, que supera el límite de solubilidad del citrato de calcio en agua de 0,96 g/l. Como puede observarse a partir de las propiedades del polvo seco por pulverización (Figuras 1A-1 E y 2-4), la disolución sobre-saturada dio lugar a partículas respirables con una distribución estrecha de tamaño.
Ejemplo 18 | Se prepararon partículas dispersables y pequeñas a partir de formulaciones que contenían calcio con y sin leucina, así como formulaciones que únicamente contenían magnesio y sodio.
Se secaron por pulverización los siguientes polvos en el Büchi 8-290 usando un ciclón de alto rendimiento con caudal de alimentación de aire de 30 mm de aire, una tasa de aspirador de 90 % y el pequeño recipiente de recogida de vidrio. La temperatura de entrada fue de 220 °C y la temperatura de salida fue de 96-102 °C. La concentración de sólidos fue de 5 g/l y todos se mezclaron en agua DI disolviendo por completo un componente cada vez, antes de añadir el siguiente en el orden que se muestra a continuación. 18-1 ) 10,0 % de lactosa, 30,6 % de cloruro de magnesio, 59,4 % de citrato de sodio, proporción Ca:Na = 1 :2 18-2) 63,4 % de lactato de magnesio, 36,6 % de cloruro de sodio, proporción de Ca:Na = 1 :2 18-3) 10,0 % de leucina, 58,4 % de lactato de magnesio, 31 ,6 % de cloruro de sodio, proporción de Ca:Na = 1 :2 18-4) 50 % de leucina, 50 % de lactato de calcio 18-5) 10 % de leucina, 90 % de cloruro de sodio 18-6) 60 % de leucina, 40 % de cloruro de sodio 18-7) 10,0 % de albuterol, 58,6 % de lactato de calcio, 31 ,4 % de cloruro de sodio 18-8) 90,0 % de albuterol, 5,9 % de lactato de calcio, 3,1 % de cloruro de sodio La Tabla 29 siguiente muestra los resultados de caracterización para estos polvos. Todos los polvos mostraron buena aptitud para la dispersión con respecto a las proporciones de x50 0,5/4 y ¼. Los valores de FPF < 5,6 micrómetros variaron desde uno bajo de 18,7 % hasta 75,6 %.
Tabla 29. Formulaciones basadas en magnesio, calcio y sodio mezclados X50 GSD (µ??) 0,5/4 FPF_TD < FPF_TD < % masa Lot Formulación Método @1 Rendimiento% @1 bar bar 3,4 µ?? % 5,6 µ?? % recogida bar bar Lact:MgCI2: Na3Cit 68,124,1 Buchi HP 2,9 2,3 1,1 1,1 18,1 % 37,8 % 55,7 % 88,9 % 10:30,6:59,4 Leucina:Mg Lact:NaCI 68,129,1 Buchi HP 2,7 2,4 0,8 1,1 14,5% 32,3 % 53,0 % 80,0 % 10:58,6:31,4 68,129,2 Mg Lact:NaCI 63,4:36,6 Buchi HP 3,3 2,1 1,0 1,0 16,5% 39,3 % 59,8 % 78,0 % 68,125,1 Leu:Ca Lact 50:50 Buchi HP 3,5 2,2 1,1 1,1 19,2% 38,5 % 60,4 % 76,0 % Leu: 68,124,2 Buchi HP 1,1 1,7 1,0 1,2 53,0 % 71,0 % 78,6 % 67,9 % NaC1 0:90 Leu: 68,124,3 Buchi HP 1,4 2,2 1,1 1,2 49,7 % 75,6 % 85,2 % 54,3 % NaCI 60:40 AlbuterokCa Lact:NaCI 68,125,2 Buchi HP 2,8 2,3 0,9 1,0 16,0% 38,6 % 60,2 % 81,5% 10:58,6:31,4 AlbuterokCa Lact:NaCI 68,125,3 Buchi HP 3,5 2,3 1,0 1,1 8,9 % 18,7% 29,1 % 40,5 % 90:5,9:3,1 Se produjeron varias formulaciones adicionales ejemplares libres de calcio utilizando varios sistemas de dispositivo de secado por pulverización (sistemas I Buchi, Labplant y basados en Niro) siguiendo procedimientos similares a los descritos anteriormente. La Tabla 30 muestra los resultados de caracteriz Iación escogidos para los polvos resultantes (las celdas con valores en blanco indican que no se midió valor alguno para ese polvo).
Tabla 30: Formulaciones que no contienen calcio de polvos dispersables y pequeños.
X50 GSD 0,5/4 % FPF_TD < FPF_TD < % masa Lot Formulación Método (µG??)@ @1 Rendimiento bar bar agua 3,4 pm % 5,6 µ?? % recogida 1 bar bar Nací · · ;;// ;:·^¾¾>'·. *.: : - " ¦ ¦ ^y -·¾| ^ 2,26,2 NaCI, 100 Labplant 2,9 1,4 0,5 % 27,115,4 NaCI, 100 Niro 4,5 1,9 1,4 0,6 % 5,2% 22,0% 43,1% 61,3% Sales de, magnesio 29,9 27,33,2 MgCI2+NaCI Labplant 4,3 1,9 1,2 2,3% 5,7% 14,0% 17,9% % MgCI2:Na2C03, 87,4 27,15,4 Labplant 2,3 1,4 1,1 17,6% 47:53 % Lactosa:MgCI2:Na3Cit Buchi 68,124,1 2,9 2,3 1,1 1,1 18,1% 37,8% 55,7% 88,9% 10:30,6:59,4 HP Leucina:MgLact:NaCI Buchi 68,129,1 2,7 2,4 0,8 1,1 14,5% 32,3% 53,0% 80,0% 10:58,6:31,4 HP MgLact:NaCI Buchi 68,129,2 3,3 2,1 1,0 1,0 16,5% 39,3% 59,8% 78,0% 63,4:36,6 HP Leucina Buchi 26,1 513 Leucina, 100 4,1 - ~273~ 1,1 33,6% 5875% 71,8% ~ " 56,7% HP Además, también se produjeron varios ejemplos adicionales de composiciones que no contenían excipientes o excipientes que no contenían leucina utilizando varios sistemas de secado por pulverización (sistemas de Buchi, Labplant y basado en Niro) siguiendo procedimientos similares a los descritos anteriormente. La Tabla 31 muestra los resultados de caracterización escogidos para los polvos resultantes (las celdas con valores en blanco in idican que no se midió valor alguno para ese polvo).
Tabla 31: Formulaciones de sal que no contiene leucina de polvos dispersables y pequeños FPF_TD FPF_TD X50 (µ?p) GSD@ ¾ 0,5/4 % % masa Lot Formulación Método < 3,4 < 5,6 Rendimiento @ 1 bar 1 bar bar bar agua recogida µ?t? % pm % í?: . :¾,--' · ¦ 'ji <·¦ Excipientes con lactato ."'· Leu:mdextrina:CaLact:NaCI 45,132,1 Buchi HP 1,5 1,9 1,0 1,0 31,8% 53,7% 62,9% 65,6% 5:5:58,6:31,4 Lact:CaLact:NaCI 45,137,1 Buc i HP 2,7 2,0 1,0 1,0 8% 24,9% 48,1% 63,4% 81,4% 10:58,6:31,4 Manitol:CaLact:NaCI 45,137,2 Buchi HP 1,5 6% 43,6% 66,6% 73,1% 68,6% 10:58,6:31,4 Manitol:CaLact:NaCI 45,189,2 Buchi HP 1,2 1,8 1,0 1,0 5% 44,8% 66,0% 71,6% 10:58,6:31,4 Mdextrina:CaLact:NaCI 45,137,3 Buchi HP 1,4 1,9 1,0 1,0 6% 47,5% 71,3% 77,6% 77,7% 10:58,6:31,4 Mdextrina:CaLact:NaCI 45,189,3 Buchi HP 1,3 1,8 1,0 1,0 7% 44,8% 66,6% 73,2% 10:58,6:31,4 Trehalosa:CaLact:NaCI 45,137,4 Buchi HP 1,4 1,9 1,0 1,0 4% 51,3% 72,8% 78,2% 77,2% 10:58,6:31,4 Citrato de calcio 2,26,3 CaCI2:Na3Cit 39:61 Labplant 3,3 1,2 1,0 11 ,0% 22,8% 26,048,2 CaCI2:Na3Cit239:61 Niro 7,0 2,1 1,2 7,9% 22,0% 46,1% 61,0% 27,03,1 CaCI2:Na3Cit 39:61 Labplant 3,6 1,4 1,1 9,0% 25,1% CaCI2:Na3Cit 49:51 no 26,013,3 Niro 3,6 2,0 1,1 12,7% 31,0% 45,9% 43,9% hasta finalización 5 Ca(OH)2:ác¡do cit:NaCI 27,183,4 Buchi 2,6 1,8 1,0 9,3% 17,7% 21,5% 23,1% 35:61:3,5 ¡Sulfato de calcio » 2,26,4 CaCI2:Na2S0444:56 Labplant 3,7 1,7 1,4 5,1% 12,1% 26,060,1 CaCI2:Na2S0444:56 Niro 3,0 2,0 1,3 15,3% 40,2% 62,9% 60,8% 10 CaCI2:Na2S0444:56- 26,060,3 Niro 2,6 1,6 1,2 17,0% 42,5% 58,6% 31,4% mezcla estática 26,069,1 CaCI2:NaS0244:565q/l Niro 2,9 1,6 1,4 11 ,0% 38,5% 59,1% 25,2% 29,069,2 CaCI2:NaS0244:5610 g/l Niro 3,5 1,8 1,5 7,6% 27,7% 61,1% 45,6% 26,069,3 CaCI2:NaS0244:5620 g/l Niro 4,0 2,1 1,4 6,9% 25,3% 62,6% 37,3% 15 26,124,1 CaCI2:Na2S04, 44:565g/l Niro 2,9 1,5 1,5 6,5% 11 ,0% 34,5% 53,4% 22,0% CaCI2:Na2S04, 44:5610 26,124,2 Niro 3,2 1,5 1J 7,1% 9,9% 28,9% 45,1% 35,0% g/i 27,114,5 CaCI2:Na2S0444:56 Niro 4,1 1,8 1,6 6,8% 5,8% 22,6% 50,2% 52,5% 27,154,1 CaCI2:Na2S0444:56 Buchi 3,1 1,9 1,3 14,0% 31 ,6% 55,1% 50,3% CaCI2:Na2S04:Rhod B 27,114,6 Niro 3,9 1,9 1,0 7,2% 7,4% 25,5% 52,4% 44,2% 44:56:1 Lact:CaCI2:Na2S04 27,114,1 Niro 3,9 2,5 1,2 17,9% 12,0% 28,5% 42,5% 13,3% 90:4,4:5,6 Lact:CaCI2:Na2S04 27,144,2 Niro 4,5 2,0 1,1 12,6% 10,2%o 29,1% 44,5% 58,0% 50:22:28 5 27,115,3 CaS04100 Niro 3,8 1,7 1,2 14,0% 15,8% 38,2% 57,0% 47,5% Ca(OH)2:ác¡do sulf:NaCI 27,185,2 Buchi 2,5 1,8 1,3 17,5% 45,2% 65,2% 44,1% 41,3:54,6:4,1 27,185,3 Ca(OH)2:ácido sulf 43:57 Buchi 2,9 2,3 1,1 15,3 38,9% 59,4% 16,1%> 27,183,1 CaLact: NaCI 96,8:3,2 Buchi 3,1 2,0 1,1 22,4% 50,9% 69,5% 35,0% 10 27,115,2 CaCI2:Na2C0351:49 Niro 3,9 2,1 1,4 1,7% 8,4% 22,4% 38,9% 27,3%o 27,184,3 GaGluc:NaCI 98,3:1,7 Buchi 2,9 2,0 1,0 13,5% 26,7% 48,3% 47,6%> 27,15,2 MgCI2:Na3Cit, 36:64 Labplant 3,1 1,4 1,0 13,2% 28,6% 27,33,3 MgCI2:Na3Cit, 36:64 Labplant 4,0 2,2 1,2 15,7% 21,4% 53,7% 68,2% 26,2% 27,15,3 MgCI2:Na2S04, 40:60 Labplant 3,9 2,3 1,3 11,1% 31,8% 15 27,33,9 MgCI2:Na2C03, 47:53 Labplant 2,7 3,7 1,4 7,9% 21,0% 46,0% 58,3% 18,8% 27,15,4 MgCI2:Na2C03, 47:53 Labplant 2,3 1,4 1,1 87,4% 17,6% Lact:MgCI2:Na3Cit 68,124,1 Buchi HP 18,1%> 38,8% 55,7% 88,9% 10:30,6:59,4 68,129,2 MaLact:NaCI 63,4:36,6 Buchi HP 16,5% 39,3% 59,8% 78,0% La Tabla 32 contiene los datos de caracterización para las composiciones de polvo dispersable y pequeño que contienen calcio y leucina adicional preparadas usando un sistema de secado por pulverización de Buchi o Niro mediante procedimientos similares a los descritos anteriormente (las celdas con valores en blanco indican que no se midió el valor para ese polvo).
Tabla 32: Formulaciones que contienen calcio y leucina de partículas dispersables y pequeñas X50 Dens GSD FPF_TD FPF_TD (µp?) 0,5/4 % masa ap. tr Lot Form. Método @1 Vá bar % agua < 3,4 < 5,6 Rendi% @1 bar recogida vib. bar µ?t? % µ?t? % bar (alce Cloruro Leu:CaCI2:NaCI 26,010,2 Niro 4,8 2,2 1,1 15,8% 35,9% 50,8% 64,1% 50:29,5:20,5 Leu:CaCI2:NaCI 26,041,3 Niro 4,9 2,4 14,7% 28,0% 43,0% 50,2% 50:29,5:20,5 CÍtrato ¦ ;. G · r; ' ? :: ¦ ¦ / ·"¦¦¦'%¦ -: : . ' ~ ^'" Leu:CaCI2:Na3Cit2 26,013,1 Niro 4,2 2,1 1,6 16,8% 35,2% 53,8% 56,1% 50:19,5:30,5 Leu:CaCI2:Na3C¡t2 26,013,2 Niro 4,8 1,8 1,3 20,8% 39,6% 52,2% 57,5% 10:35,1:54,9 Leucina:CaCI2:Na3Cit2 26-190-F Niro 2,6 1,9 1,2 1,2 45,7% 61,6% 66,3% 74,8% 0,29 10,0:35,1:54,9 Sulfato Leu:CaCI2:Na2S04 26,013,4 Niro 3,7 .2,0 1,4 19,6% 39,4% 60,9% 73,1% 10:39,6:50,4 26,060,2 Leu:CaCI2:Na2S04 Niro 2,9 1,9 1,2 16,2% 35,2% 53,2% 46,5% 0,18 10:39,6:50,4 Leu:CaCI2:Na2S04 26,060,4 Niro 2,9 1,7 1,3 18,8% 45,1% 64,4% 49,9% 0,17 10:39,6:50,4 Leu:CaCI2:Na2S04 27,154,2 Buchi 3,8 1,8 1,1 17,2% 37,5% 55,5% 56,1% 0,30 5 10:39,6:50,4 Leucina:CaCI2:Na2S04 65-009-F Niro 2,5 2,2 1,4 1,5 60,1% 82,7% 88,6% 74,2% 0,34 10,0:39,6:50,4 Leu:CaCI2:Na2S04 26,053,1 Niro 4,2 2,0 1,5 3,3% 23,0% 39,6% 52,0% 59,6% 50:22:28 10 Leu:CaCI2:Na2S04 27,114,4 Niro 4,7 1,8 1,9 3,8% 21,2% 44,6% 59,6% 59,6% 50:22:28 Leu:CaCI2:Na2S04 27,155,1 Buchi 3,7 1,9 1,2 15,7% 42,9% 68,8% 47,6% 0,35 50:22:28 Sulfato de calcio ' , 15 26,019,4 Leu:CaS0450:50 Niro 4,1 2,1 1,4 11 ,9% 28,0% 56,0% 101,8% Carbonato Leu:CaCI2:NaC03 26,019,1 Niro 3,4 1,9 1,7 9,6% 22,2% 35,9% 46,3% 50:25,5:24,5 Leu:CaCI2:NaC03 20 26,019,2 Niro 2,7 1,8 1,4 10,6% 23,8% 37,5% 51,0% - 10:45,9:44,1 Lactato Leu:CaLact:NaCI 26,041,4 Niro 5,0 1,9 9,7% 25,9% 46,6% 56,5% 50:36,8:13,1 Leu:CaLact:NaCI 27,183,2 Buchi 3,7 1,8 24,9% 48,9% 62,7% 34,1% 50:48,4:1,6 Leu:CaLact:NaCI 27,185,1 Buchi 3,0 1,9 1,0 26,1% 53,7% 70,0% 44,8% 10:66,6:23,4 Leu:CaLact:NaCI 45,19,1 Buchi HP 3,4 2,3 0,9 5,2% 12,8% 29,1% 50,3% 75,6% 0,74 10:66,6:23,4 Leu:CaLact:NaCI 45,76,1 Buchi HP 3,8 2,1 1,0 5,0% 8,6% 20,9% 36,6% 78,5% 10:58,6:31,4 Leu:CaLact:NaCI 45,78,1 Buchi HP 1,5 1,9 1,1 4,8% 30,6% 53,4% 62,9% 60,8% 10:58,6:31,4 Leu:CaLact:NaCI 45,80,1 Buchi HP 1,5 1,9 1,1 4,4% 30,3% 53,5% 63,8% 71 ,0% 10:58,6:31,4 Leu:CaLact:NaCI 45,81,1 Buchi HP 2,4 2,8 1,3 7,2% 19,3% 34,1% 44,3% 64,6% 10:58,6:31,4 Leu:CaLact:NaCI 68,70,1 Buchi HP 1,5 1,9 1,0 42,8% 63,2% 67,8% 73,9% 10:58,6:31,4 Leucina:CaLact:NaCI 65-003-F Niro 1,5 2,_5__ 1,1 _ 1.1. 43,4% 63,5% 69,7% 62,9% 0,69 10,0:58,6:31,4 Gluconato Leu:CaGluc:NaCI 27,184,1 Buchi 3,4 2,1 1,0 35,0% 61 ,4% 76,3% 51 ,9% 50:49,15:0,85 Leu:CaGluc:NaCI 27,184,4 Buchi 3,5 2,0 1,2 34,1% 60,7% 71,5% 46,3% 50:42,35:7,65 Leu:CaGluc:NaCI 27,184,2 Buc i 2,7 2,0 1,0 24,9% 52,2% 64,2% 51 ,0% 10:88,5:1,5 Ejemplo 19 Se secó por pulverización cloruro de calcio puro en el sistema de secado de pulverización Labplant con una temperatura de entrada de 180 °G. La I corriente de alimentación líquida consistió en una concentración de sólidos de 20 g/l de cloruro de calcio dihidratado en agua DI. El agua se condensó en el recipiente de recogida a medida que se licuó el cloruro de calcio y no se pudo recoger polvo. Se consideró el cloruro de calcio demasiado higroscópico para el secado por pulverización a partir de una disolución acuosa con un elevado contenido de agua en el gas de secado de salida. Posteriormente, se modificó i al corriente de alimentación líquida hasta 70 % de etanol con el fin de reducir la humedad en el gas de salida, manteniendo una concentración de sólidos de 20 g/l, la temperatura de entrada en 200 °C y la temperatura de salida en 69 °C. El agua todavía condensó en el recipiente de recogida y el polvo pareció húmedo. Se llegó a la conclusión de que el cloruro de calcio es demasiado higroscópico para ser secado por pulverización sin mezcla con otras sales o con un excipiente con el fin de reducir el contenido de cloruro de calcio en el polvo final.
Se secó por pulverización cloruro de magnesio puro en el sistema Labplant con una temperatura de entrada de 195 °C y una temperatura de salida de 68 °C. La corriente de alimentación líquida consistió en una concentración de sólidos de 20 g/l de cloruro de magnesio hexahidratado en agua DI. El polvo seco del recipiente de recogida parecía húmedo y el tamaño de partícula mediano del sistema HELOS/RODOS fue de 21 micrómetros. A continuación se modificó la corriente de alimentación líquida hasta 70 % de etanol para reducir la humedad en el gas de secado de salida, manteniendo la concentración de sólidos en 50 g/l, la temperatura de entrada en 200 °C y la temperatura de salida de 74 °C. El polvo de cloruro de magnesio no pareció húmedo y presentó un tamaño de partícula en volumen mediano de 4 micrómetros, pero el polvo pareció granular y presentó una fracción de partículas finas menor que 5,6 micrómetros de 19 %, lo que indica que el polvo j no era suficientemente respirable. ' i Ejemplo 20. Partículas porosas de gran tamaño Tabla 33: Formulaciones de partículas porosas de gran amano Den X50 Sprytec FPF_TD FPF_TD ap GSD @ ¼ 0,5/4 Spryatec % masa Form. Método (µ??) @ dV50 % agua < 3,4 < 5,6 Rend¡% tra 1 bar bar bar GSD recogida 1 bar (µp?) µ?t? % µ?t? % vib (g/c Leu:CaCI2:NaCI Niro 25,9 5,8 18,2% 29,0% 48,6% 43,2% 50:29,5:20,5 Leu:CaCI2:NaCI Niro 12,2 6,3 35,4% 50:29,5:20,5 Leu:CaCI2:Na2S04 Niro 10,0 2,4 1 ,8% 5,0% 16,5% 34,7% 84,8% 90:4,4:5,6 Leu:Cal_act:NaCI Buchi 22,4 4,4 4,9% 7,3% 13,1 % 72,0% 10:66,6:23,4 HP Leu:CaCI2:Na2S04 Buchi 21 ,2 3,0 25,2% 25,3% 47,7% n/a 0,2 67,6:30:2,4 HP Ejemplo 21. Estabilidad Se sometió a ensayo al estabilidad durante uso de polvos seco;s en condiciones de temperatura extrema y humedad (ICH, Climatic Zone XIV), definidas como 30 °C y RH de 75%. Se llenaron aproximadamente 25 rrig de Formulación I, Formulación II y Formulación III en el interior de las cápsula^. Se dejaron las cápsulas abiertas y posteriormente se colocaron en una cámara de estabilidad en las condiciones definidas durante 15 a 30 minutos. Se retiraron las cápsulas en el tiempo apropiado, se cerraron y se sometieron a ensayo de aPSD usando un ACI de 3 etapas colapsado y de gPSD usando el Malvern Spraytec. Ambos ensayos se llevaron a cabo en 60 LPM durante 2 segundos. Se repitió cada punto de tiempo n = 2. Se compararon los resultados co|n los i datos de aPSD/gPSD procedentes del polvo a temperatura ambiente y 25-30 % de HR.
Todas las formulaciones (Formulación I, Formulación II y Formulación III) mostraron un cambio de menos que ± 5 % desde la fracción de partículas finas de la dosificación total (FPFTD) menor que 5,6 micrómetros en condiciones estándar (22 °C, 25-30 % de HR), tras una exposición de 30 minutóos en condiciones de temperatura extrema y humedad (30 °C, 75 % de HR). Para gPSD, la Formulación I mostró un aumento de aproximadamente 30 % trascurridos 30 minutos, mientras que la Formulación III permaneció en su mayoría estable y la Formulación II presentó una disminución de Dv50 de aproximadamente 15 % después de 30 minutos Mientras que se observaron cambios no importantes en las propiedades del aerosol de las tres formulaciones tras la exposición a 30 °C, HR de 75 % durante 30 minutos, las cambios en el tamaño de partícula geométrico resultaron más evidentes (FIG. 31 A y 31 B). El tamaño de partícula de la Formulación I (citrato de calcio) aumentó en aproximadamente 30 %, mientras que el tamaño de partícula de la Formulación II (lactato de calcio) disminuyó aproximadamente 15 %. El tamaño de partícula de la Formulación III (sulfato de calcio) disminuyó, pero no de manera importante.
Se sometieron a ensayo formulaciones adicionales que fueron polvo de cloruro de calcio (38,4 % de leucina, 30,0 % de cloruro de calcio, 31 ,6 ¡% de cloruro de sodio) y tres polvos de lactato de calcio usando diferentes excipientes, (lactosa, manitol, maltodextrina) semejantes a los de la Formulación II (10,0 % de excipiente, 58,6 % de lactato de calcio, 31 ,41% de cloruro de sodio).
Trascurridos 30 minutos de la exposición a condiciones de temperatura extrema y humedad (30 °C y 75 % de HR), las formulaciones de maltodextrina (Formulación XIV) y manitol mostraron un cambio total menor que ± 10 % desde la fracción de partículas finas de la dosificación total menor que 5,6 micrómetros en condiciones estándar (22 °C, 25-30 % de HR). Pareció que el polvo de cloruro de calcio y la formulación de lactosa se vieron afectados con una disminución por encima de 50 % y un aumento de aproximadamente, 20 %, respectivamente, en la fracción de partículas finas de la dosificación total menor que 5,6 micrómetros. (FIG. 31 C) Para gPSD, los resultados fueron los contrario, en los que el polvo de cloruro de calcio y la formulación de lactosa mostraron un cambio total de menos que ± 10 % en Dv50 después de 30 minutos, mientras que la formulación de manitol presentó una disminución de i DV50 de 30-60 % durante el ensayo. (FIG. 32D) La formulación de maltodextrina no se sometió a ensayo en cuanto a Dv5o.
Ejemplo 22. Estabilidad a corto plazo a temperatura ambiente y HR de 30 % y 40 %.
Se mantuvieron polvos secos por pulverización a temperatura ambiente y aproximadamente HR de 30 % y 40 % durante un período de una semana y se sometieron a ensayo periódicamente para comprobar la distribución de tamaño de partícula. Se llenaron hasta la mitad cápsulas HPMC de tamaño 3 (Qüali-V, Qualicaps, Whitsett, NC) con cada uno de los polvos. Se sometió a ensayo una muestra de forma inmediata en el Spraytec (Malvern Instruments i Inc., Westboroguh, MA), sistema de clasificación por tamaño de partícula de pulverización por difracción láser en el que se pueden dispersar polvos Secos desde un inhalador usando la configuración de célula de inhalador. Se llenaron aproximadamente 16 cápsulas con cada polvo. Se mantuvieron la mitad de las cápsulas en el laboratorio en condiciones controladas de temperatura y humedad (= 23-28 % de HR), mientras que la otra mitad se mantuvo fuera del laboratorio en condiciones variables de temperatura y humedad (~ 38-40 % de HR). En momentos específicos (t = 1 h, 2 h, 4 h, 24 h, 48 h, 1 semana), se sometieron a ensayo una cápsula procedente del espacio de ambiente controlado y otra de fuera del laboratorio en un Spraytec para comprobar la distribución de tamaño de partícula en volumen. i Las FIG. 32 y 33 muestran los resultados para una selección de formulaciones que contienen 50 % de leucina y una combinación de cloruro de calcio y sal de sodio. Las formulaciones que contienen cloruro de calcio y cloruro de sodio mostraron una aglomeración importante tras la exposición a condiciones de humedad elevada. La formulación de acetato presentó resultados variables en los momentos de tiempo iniciales. Las formulaciones de i sulfato, citrato y carbonato demostraron una estabilidad relativa buena dudante el período de ensayo.
Las formulaciones de polvo seco que contenían cloruro de calcio y clóruro i de sodio no se mostraron estables cuando se mantuvieron a temperatura ambiente y HR de 40 % tras una hora de exposición, mientras que la formulación de acetato también mostró resultados variables en cuanto al tamaño de partícula. Los polvos de sulfato y lactato aumentaron ligeramente de tamaño, mientras que los polvos de carbonato de citrato disminuyeron ligeramente de tamaño. Se consideró que las formulaciones que contenían únicamente cloruro y las que contenían acetato no resultaban estables de manera apropiada para el estudio posterior.
Ejemplo 21. Estabilidad a corto plazo a temperatura ambiente y HR de 30 % y 40 % Se mantuvieron polvos secos por pulverización a temperatura ambiente y aproximadamente HR de 30 % y 40 % durante un período de una semana y se sometieron a ensayo periódicamente para comprobar la distribución de tamaño de partícula. Se llenaron hasta la mitad cápsulas HPMC de tamaño 3 (Quali-V, Qualicaps, Whitsett, NC) con cada uno de los polvos. Se sometió a ensayó una muestra de forma inmediata en el Spraytec (Malvern Instruments i Inc., Westboroguh, MA), sistema de clasificación por tamaño de partícula de pulverización por difracción láser en el que se pueden dispersar polvos secos desde un inhalador usando la configuración de célula de inhalador. Se llenaron aproximadamente 16 cápsulas con cada polvo. Se mantuvieron la mitad eje las cápsulas en el laboratorio en condiciones controladas de temperatura y humedad (~ 23-28 % de HR), mientras que la otra mitad se mantuvo fuera del laboratorio en condiciones variables de temperatura y humedad (« 38-40 ·% de i HR). En momentos específicos (t = 1 h, 2 h, 4 h, 24 h, 48 h, 1 semana), se sometieron a ensayo una cápsula procedente del espacio de ambiente controlado y otra de fuera del laboratorio en un Spraytec para comprobar la distribución de tamaño de partícula en volumen.
Las FIG. 32 y 33 (sin cloruro) muestran los resultados para una selección de formulaciones que contienen 50 % de leucina y una combinación de cloruro de calcio y sal de sodio. Las formulaciones que contienen cloruro de calcio y cloruro de sodio mostraron una aglomeración importante tras la exposición a condiciones de humedad elevada. La formulación de acetato presentó resultados variables en los momentos de tiempo iniciales. Las formulaciohes de sulfato, citrato y carbonato demostraron estabilidad relativa durante el período de ensayo.
Las formulaciones de polvo seco que contenían cloruro de calcio y cloruro de sodio no se mostraron estables cuando se mantuvieron a temperatura 1 ambiente y HR de 40 % tras una hora de exposición, mientras qüe la formulación de acetato también mostró resultados variables en cuanto al tamaño de partícula. Las formulaciones de sulfato y lactato aumentaron ligeramente de tamaño, mientras que las de carbonato de citrato disminuyeron ligeramente de tamaño. Se consideró que las formulaciones que contjenían únicamente cloruro y las que contenían acetato no resultaban estables de manera apropiada para el estudio posterior.
Ejemplo 22. Propiedades de fluidez del polvo seco Se evaluó también la fluidez de los polvos de la Formulación I, II, III jy XIV usando métodos convencionales en al técnica para la caracterización de la fluidez de un polvo. Se determinó el índice de Fluidez para cada polvo usando un instrumento de ensayo de capacidad de fluidez Flodex (Hanson Research Corp., modelo 21-101-000). Para un ensayo dado, se introdujo la muestra completa usando un embudo de acero inoxidable en el centro del orificio de entrada trampa del cilindro. Se prestó atención para no alterar la columna de polvo del cilindro. Tras una espera aproximada de 30 segundos para la formación potencial de flóculos, se liberó la puerta trampa al tiempo qúe se provocaba una vibración del aparato lo más pequeña posible. Se con$ideró superado el ensayo si el polvo cae a través de la puerta trampa de manera que el orificio sea visible mirando hacia abajo a través del cilindro desde la i parte superior y el residuo del cilindro forme un cono invertido; si el orificio no es visible o el polvo cae directamente a través del orificio sin dejar un residuo con forma de cono, el ensayo se considerado fallado. Se sometieron a ensayo discos de flujo para encontrar el tamaño mínimo de orifico a través del cual pasa el polvo, dando lugar a un ensayo positivo. Se sometió a ensayo el disco de flujo de tamaño mínimo, dos veces más, para obtener 3 ensayos positivos de 3 intentos. Se aporta el índice de fluidez (Fl) como este diámetro de orificio de tamaño mínimo.
Se determinaron las densidades aparente y aparente tras vibración i usando un Dispositivo de ensayo de densidad SOTAX Tap modelo TD2. Para un ensayo dado, se introdujo la muestra completa en un cilindro de 100 mi graduado usando un embudo de acero inoxidable. Se registraron la masa de polvo y el volumen inicial (Vo) y se unió el cilindro al yunque y se llevó a cabo el ensayo de acuerdo con el método USP I. Para el primer paso, se cubrió el cilindro usando la Cuenta de Batida 1 (500 batidas) y se registró el voliumen resultante Va. Para el segundo paso, se usó la Cuenta de Batida 2¡ (750 batidas) dando lugar a un nuevo volumen V i . Si Vbi > 98 % de Va, el ensayo es completo, en caso contrario se usó la Cuenta de Batida 3 (1250 batidas) de manera iterativa hasta que Vbn > 98 % de Vbn-i . Se realizaron cálculos para determinar la densidad aparente del polvo (ds), la densidad aparenté tras vibración (dT), la proporción de Hausner (H) y el índice de Compresibilidad (C), siendo los dos últimos mediciones estándar de la fluidez del polvo. "I-T es la densidad aparente tras vibración dividida entre la densidad aparente, y ''C" es 100 * (1 -(densidad aparente dividida entre densidad aparente tras vibración)). Se llevó a cabo la medición de densidad estructural por medio de Micromeritics Analytical Services usando un Accupyc II 1340 que usó una técnica de desplazamiento de gas de helio para determinar el volumen de los polvos. El instrumento midió el volumen de cada muestra excluyendo los huecos intersticiales en los polvos brutos y cualquier porosidad abierta en las partículas individuales a las cuales tenía acceso el gas. Se incluyó en el volumen la porosidad interna (cerrada). Se calculó la densidad usando este volumen medido y se determinó el peso de la muestra usando una balanza. Para cada muestra, se midió el volumen 10 veces y se aportó la densidad estructural (ds) como la media de los 10 cálculos de densidad con desviación estándar.
Las Tablas 34 y 35 muestran los resultados de estos ensayos de densidad y fluidez. Los cuatro polvos sometidos a ensayo poseen Proporciones de Hausner e índices de Compresibilidad que se describen en la técnica como característicos de polvos con propiedades de flujo extremadamente pobres (Véase, por ejemplo USP <1174>). De este modo, resulta sorprendente que estos polvos sean altamente dispersables y posean buenas propiedades de formación de aerosoles como se describe en el presente documento.
Tabla 34: Densidades aparente y aparente tras vibración y propiedades de flujo de los polvos de las Formulaciones l-lll y XIV. ? ívüestra . :.· . ,. de' - ; * dT ' H ¦ C : (mm), (g/ml) - (g/mi) j i Formulación I 26 0,193 0,341 1 ,77 43,4 Formulación II 22 0,313 0,722 2,31 56,7 Formulación 18 0,177 0,388 2,19 54,3 III Formulación > 34 0,429 0,751 1 ,75 42,9 XIV Tabla 35: Mediciones de densidad estructural de los polvos de las Formulaciones l-lll y XIV.
*' " Muestra '. ; Dsi ±s . · : Ds2 ±s \ | ' · (a/mí) i (g/ml) ! Formulación 1 1 ,7321 ± 1 ,7384 ± 0,0014 0,0042 Formulación II 1 ,6061 ± 1 ,6074 ± 0,0007 0,0004 Formulación III 2,1243 ± 2,1244 ± 0,0011 0,0018 Formulación XIV 1 ,6759 ± 1 ,6757 ± 0,0005 0,0005 En el método USP <1174> mencionado anteriormente, nótese1 que los polvos secos con una Proporción de Hausner mayor que 1 ,35 son pblvos de baja fluidez. Las propiedades de flujo y la aptitud para la dispersión se ven ambas afectadas de forma negativa por la aglomeración de las partículas o la agregación. Por tanto, se espera que los polvos con Proporciones de Hausner de 1 ,75 a 2,31 resulten altamente dispersables.
Ejemplo 23. Contenido de agua e carácter higroscópico Se determinó el contenido de agua de los polvos de la Formulación I, II, III y XIV por medio de análisis te rmog ra vi métrico (TGA) y análisis de Karl Fischer. Se llevó a cabo el análisis termogravimétrico usando un analizador termogravimétrico de IR de TA Instruments Q5000 (New Castle, DE). Se colocó la muestra en una cazoleta de muestra de aluminio y se introdujo en un horno TG. Se desplegaron los parámetros de adquisición de datos y los de procesado en cada termograma. Se usaron níquel y Alumel™ como estándares de calibración. Para TGA, se determinó el contenido de agua a partir de la pérdida de masa de las muestras tras calentamiento a una temperatura de 150 °C (para TGA, debido a que el disolvente usado para el secado por pulverización fue agua 100 %, se asume que únicamente se encuentra presente agua como componente volátil en estos polvos). La Figura 34 muestra un termograma TGA representativo de la Formulación de polvo I. Se llevó a cabo el análisis colorimétrico de Karl Fischer (KF) para la determinación de agua usando un dispositivo de valoración Mettler Toledo DL39 KF (Greifensee, Suiza). Se I colocó la muestra en el recipiente de valoración KF que contenía Hydranal-Coulomat AD y se mezcló durante 10 segundos para garantizar la disolución. A continuación se valoró la muestra por medio de un electrodo generador que produce yodo mediante oxidación electroquímica: 2 I— > + 2e. De manera general, se llevó a cabo un experimento para encontrar el intervalo y se obtuvieron dos réplicas para garantizar la reproducibilidad. La Tabla 36 muestra los datos de sumario para los contenidos de agua de los polvos que usan estos métodos.
Tabla 36: Datos de contenido de agua para las FORMULACIONES I, II, III y XIV por medio de TGA y Karl Fischer.
Polvo Contenido de Contenido de agua agua por medio por medio de Karl de TGA Fischer Formulación I 4,9 % 3,9 % Formulación II 2,0 % 2,0 % Formulación III 5,1 % 4,6 % Formulación XIV 2,2 % 2,1 % Se llevó a cabo un experimento en modo de etapa de sorción de vapor dinámica (DVS) para comparar el carácter higroscópico y el potencial de captación de agua de los polvos de Formulación I, II, III y XIV frente al cloruro de calcio dihidratado bruto, así como también un polvo de control de cloruro de I calcio:cloruro de sodio 1 :2 preparado por medio de secado por pulverización de una formulación que contiene 38,4 % de leucina, 30 % de CaCI2 y 31 ,6 % de NaCI (se determinó que 30 % en peso fue la concentración de calcio más elevada que podía incorporarse de forma satisfactoria al polvo seco por i pulverización sin que experimentase delicuescencia en el vehículo de recogida inmediatamente después del secado por pulverización). Con respecto a las condiciones de operación DVS, los polvos se equilibraron inicialmente a HR 0 %, posteriormente se expusieron a una HR de 30 % durante 1 hora seguido de una exposición a una HR de 75 % durante 4 horas. La Tabla 37 muestra el % de captación de agua en masa para cada uno de los polvos. Como puede observarse en la Tabla 37, tanto el cloruro de calcio pentahidratado bruto como el polvo de control fueron extremadamente higroscópicos, captando hasta aproximadamente 14 ó 15 % de agua tras exposición a una HR dé 30 % durante 1 hora y captando hasta 100 % de su masa en agua tras una exposición a HR de 75 %. Por el contrario, los polvos de las Formulaciones I, II, III y XIV captaron menos que 2,5 % de agua tras exposición a HR de 30 % durante 1 hora y de 14 a 33 % de agua tras exposición a HR de 75 % durante 4 horas. ; Tabla 37: Cambio en masa debido a la captación de agua tras (i) HR 30 % I durante 1 horas y (ii) HR de 75 % durante 4 horas por medio de DVS. i Polvo % de cambio en masa % de cambio eri masa debido a la captación de debido a la captación de agua tras HR a 30 % agua tras HR a 75 % I durante 1 h durante 4 h CaCI2 * 2 H20 13,7 146 CaC -control 15,3 124 Formulación I 1 ,68 14,7 , Formulación II 1 ,27 28,3 Formulación III 2,45 20,8 Formulación XIV 1 ,36 32,8 Ejemplo 24: Calor de disolución Se obtuvieron los calores de disolución tras disolución de las muestras de las Formulaciones I a III en un tampón HBSS en comparación con (i) Un polvo de control formado por 30 % de cloruro de calcio, 31 ,6 % de cloruro de sodio y 38,4 % de leucina, (ii) cloruro de calcio bruto y (iii) leucina bruta. Como se muestra en la Tabla 38, se sometieron a ensayo las masas del polvo de la Formulación I (PUR111 ), II (PUR113) y III (PUR112) que contenía moles equivalentes de ión de calcio para comprobar qué muestras contenían calcio. La Figura 35 muestra los resultados. Como puede observarse a partir dé los datos de la Figura 35, la Formulaciones I a III dieron lugar a calores de disolución menores en comparación por un lado con el cloruro de calcio pentahidratado bruto y por otro, con el polvo de calcio de control. Se sabé que el cloruro de calcio pentahidratado posee un elevado calor de disolución exotérmico y que libera una cantidad importante de calor tras entrar en contacto con el agua. Bajo determinadas circunstancias, tal como en el caso de que se disuelva rápidamente una gran cantidad de cloruro de calcio dihidratado, u otras sales que presenten un elevado calor de disolución exotérmico, se libera un gran cantidad de calor que puede provocar combustiones. De este modo, esto supone una cuestión de seguridad asociada a la superficies de contacto mucosales con cloruro de calcio dihidratado. Éstas cuestiones de seguridad se pueden solventar mediante la producción de polvos, tales como los polvos de las Formulaciones I a III, que no presenten elevados calores de disolución exotérmicos, y de este modo reduzcan el potencial de efectos exotérmicos no deseados.
Tabla 38: Datos de calor de disolución de las Formulaciones l-lll, el polvo de control que contiene cloruro de calcio, el cloruro de calcio dihidratado bruto y la leucina bruta.
Polvo Leucina CaCI2¦ 2H20 CaCI2 -control PUR 111 PUR 112 PUR 113 Lote n°. 65-017-F Espectro 68-11-3-1 26-190-F 65-009-F 65-003-F Media D.Est. Media D.Est. Media D.Est. Media D.Est. Media D.Est. Media D.Est. 9 0,032 0,000 0,036 0,001 0,090 0,001 0,077 0,000 0,068 0,000 0,090 mmol* 0,244 0,001 0,242 0,000 0,242 0,000 0,242 0,000 0,243 0,000 0,242 ?? (°C) 0,003 0,002 0,024 0,001 0,023 0,003 0,014 0,002 0,012 0,003 0,009 Q (cal) 0,37 0,20 2,93 0,12 2,8 0,3 1 ,7 0,2 1 ,5 0,4 1 ,0 ?? -1,5 0,8 -12,1 0,4 -11 ,7 1 ,4 -6,9 1,0 -6,2 1 ,6 -4,3 (kcal/mol]f^_ ?? -6 4 -50,6 1 ,6 -49 6 -29 4 -26 7 -18 (kJ/mol)* * mol Ca para todos los polvos excepto para leucina, que es en mol de Leu Ejemplo 25. Modelo de neumonía in vivo Se prepararon bacterias por medio de cultivos de crecimiento sobre i placas de sangre, agar y soja (TSA) durante la noche a 37 °C más 5 % de CO2.
Se resuspendieron colonias sencillas hasta un valor de ??ß?? ~ 0,3 en PBS estéril y posteriormente se diluyeron 1 :4 en PBS estéril (= 2x107 unidades formadores de colonia (CFU)/ml). Se infectaron ratones con 50 µ? de suspensión bacteriana (~ 1 x106 CFU) por medio de instilación ¡ntratraqueal bajo anestesia.
Se expusieron ratones C57BL6 a formulaciones líquidas sometidas a formación de aerosol en un sistema de exposición de todo el organismo usando bien un nebulizador de elevado rendimiento o un nebulizador Pari LC Sprint conectado a una jaula de sectores de cámara que contiene de forma individual hasta 1 1 animales. Se trataron los ratones con las formulaciones de pplvo seco (Tabla 39) 2 h antes de la infección con S. pneumoniae. Como cdntrol, se i expusieron los animales a una cantidad similar de polvos de 100 % óé leucina.
Se sacrificaron los ratones 24 h después de la infección por medio de inyección de pentobarbital y se recogieron los pulmones y se homogeneizaron en PBS estéril. Se diluyeron de forma seriada las muestras de homogeneizados pulmonares en PBS estéril y se colocaron sobre placas de agar de sangre TSA. Se enumeraron las CFU al día siguiente.
En comparación con los animales de control, los animales tratados con polvo seco de calcio exhibieron menores concentraciones bacterianas 24 horas después de la infección. De manera específica, los animales tratados con una formulación formada por sulfato de calcio y cloruro de calcio (Formulación III) exhibieron concentraciones bacterianas 5 veces menores, los animales tratados con una formulación formada por citrato de calcio y cloruro de sodio (Formulación I) exhibieron concentraciones bacterianas 10,4 veces menores y los animales tratados con la formulación formada por lactato de calcio y cloruro de sodio (Formulación II) exhibieron concentraciones bacterianas 5,9 yeces menores (FIG. 36).
Tabla 39. Formulaciones usadas para evaluar la eficacia Formulación Composición Proporción molar de Ca:Na ¦ 10,0 % de leucina, 35,1 % de cloruro de calcio, 54,9 % de Formulación 1 1 :2 citrato de sodio (activado con 12,7 % de ión de calcio) 10,0 % de leucina, 39,6 % de | cloruro de calcio, 50,4 % de Formulación III 1 :2 sulfato de sodio (activado con 4,3 % de ión de calcio) 10,0 % de leucina, 58,6 % de lactato de calcio, 31,4 % de Formulación II 1 :2 cloruro de sodio (activado con 10,8 % de ión de calcio) Los datos presentados en la presente tabla muestran que se pueden preparar polvos secos que contienen sal de catión de metal divalente que son altamente dispersables y se pueden usar para tratar infecciones bacterianas y víricas.
Ejemplo 26. Estudio de estabilidad en condiciones aceleradas, estándar y refrigerado durante 3 meses Se llevó a cabo un estudio de estabilidad física de 3 meses utilizando muestras representativas de las Formulaciones I a III introducidas en cápsulas HPMC de tamaño 3 (Shionogi Qualicaps, Madrid, España) y se colocaron en las condiciones siguientes: (i) almacenamiento refrigerado a 2-8 °C, (ii) 25 °C/ HR de 60 %, las cápsulas se almacenaron en un deseador y (¡ii) 40 °C/HR de 75 %, las cápsulas se almacenaron en un desecador. Se registraron los va|ores de FPF < 5,6 y 3,4 así como también el valor de Dv50 (Spraytec) y el contenido de agua (Karl Fischer) durante el tiempo de 3 meses. Como se muestra†n la Tabla 40, cada una de las Formulaciones I a III mostró una buena estabilidad con respecto a las propiedades físicas evaluadas en cada una de éstas condiciones.
Tabla 40: Resultados de estabilidad a los 3 meses para las Formulaciones I Formulación I (citrato) Formulación II (lactato) Formulación III (sulfato) FPF< FPF< FPF< FPF< FPF< FPF< Tiempo Spra tec Spraytec Spraytec Condición 3,4 5,6 H20 3,4 5,6 H20 3,4 5,6 H20 (mes) (um) (um) (um) um um um um um um Tiempo 0 50% 63% 3,1 6% 42% 61% 1 ,8 4% 55% 73% 3,1 5% cero 25C/HR 1 47% 68% 1 ,5 7% 42% 60% 2,0 4% 56% 74% 3,6 6% 60% (cápsulas + 3 45% 68% 3,5 7% 42% 61% 1 ,2 4% 57% 73% 2,4 6% desecador) 40C/HR 0,5 43% 66% 5,3 8% 39% 58% 1 ,8 6% 51 % 67% 2,9 6% 75% 1 43% 65% 2,0 7% 40% 58% 3,0 4% 56% 70% 3,9 5% (cápsulas + 3 46% 68% 3,3 7% 47% 61 % 1 ,5 4% 45% 64% 2,5 5% desecador) 2-8C 3 46% 60% 2,4 5% 43% 63% 1 ,3 2% 56% 76% 2,3 5% El contenido de cada una de las patentes, solicitudes de patente, publicaciones de patente y artículos publicados citados en la presente memoria descriptiva se incorporan por completo a modo de referencia en el presente documento.
I

Claims (55)

REIVINDICACIONES
1. Un polvo seco respirable que comprende partículas secas respirables que comprenden una sal de catión de metal divalente; en la que la sal de catión de metal divalente proporciona un catión de metal divalente en una cantidad de aproximadamente 5 % o más en peso de la partícula seca y en el qUe las partículas secas respirables presentan un diámetro geométrico mediano en volumen (VMGD) de aproximadamente 10 micrómetros o menos y una proporción de aptitud para la dispersión (1/4 bar) de menos que aproximadamente 2 medida por medio de difracción láser (sistema RODOS/HELOS).
2. El polvo respirable de la reivindicación 1 , en el que el polvo seco respirable presenta un diámetro geométrico mediano en volumen (VMG'D) de aproximadamente 5,0 micrómetros o menos.
3. El polvo seco respirable de la reivindicación 1 ó 2, en el que el polvo seco respirable presenta una proporción de aptitud para la dispersión (1/4 bar) de menos que aproximadamente 1 ,5 micrómetros medido por medio de difracción láser (sistema RODOS/HELOS).
4. El polvo seco respirable de cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en el que el polvo respirable además comprende una sal monovalente que proporciona un catión monovalente en una cantidad de aproximadamente 6 % o más en peso de las partículas.
5. El polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que el polvo seco respirable presenta una Fracción de Partículas Finas (FPF) de menos que 5,6 micrómetros de al menos 45 %.
6. El polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que el polvo seco respirable presenta una Fracción de Partículas Finas (FPF) de menos que 3,4 micrómetros de al menos 30 %.
7. El polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que el polvo seco respirable presenta una Fracción de Partículas Finas (FPF) de menos que 5,0 micrómetros de al menos 45 %.
8. El polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en el que el polvo seco respirable presenta un diámetro aerodinámico mediano en masa (MMAD) de aproximadamente 5 micrómetros o menos.
9. El polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en el que la sal de catión de metal divalente presenta una solubilidad > 0,5 g/l en agua.
10. El polvo seco respirable de cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en el que las partículas secas respirables no contienen fosfato de calcio. j
11. El polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 1 -10, en el que la proporción de peso molecular de catión de metal divalente con respecto a sal de catión de metal divalente es mayor que aproximadamente 0,1.
12. El polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 1-10, en el que la proporción de peso molecular de catión de metal divalente con respecto a sal de catión de metal divalente es mayor que aproximadamente 0,16.
13. El polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 1-¡12, en el que el polvo seco respirable además comprende al menos un excipiente aceptable farmacéuticamente.
14. El polvo seco respirable de la reivindicación 13, en el que al menos un excipiente se encuentra presente en una cantidad de aproximadamente < 20 % en peso y comprende leucina.
15. El polvo seco respirable de la reivindicación 13, en el que al mehos un excipiente se encuentra presente en una cantidad de aproximadamente < 50 % en peso y comprende leucina.
16. El polvo seco respirable de la reivindicación 13, en el que al menos un excipiente se encuentra presente en una cantidad de aproximadamente < 20 % en peso y comprende maltodextrina o manitol.
17. El polvo seco respirable de la reivindicación 13, en el que al merlos un excipiente se encuentra presente en una cantidad de aproximadamente= 50 % en peso y comprende maltodextrina y manitol.
18. El polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 1417, en el que dicha sal de metal divalente se escoge entre el grupo que consiste en sal de magnesio y sal de bario.
19. El polvo seco respirable de cualquiera de las reivindicaciones 1-17, en el que la sal de catión de metal divalente es sal de calcio.
20. El polvo seco respirable de la reivindicación 19, en el que la sal de calcio es sulfato de calcio, citrato de calcio, cloruro de calcio, acetato de calcio, gluconato de calcio o cualquiera de sus combinaciones.
21. El polvo seco respirable de la reivindicación 19, en el que la sal de calcio es lactato de calcio.
22. El polvo seco respirable de una cualquiera de la reivindicaciones 1-21 , en el que la sal monovalente es sal de litio o sal de potasio.
23. El polvo seco respirable de una cualquiera de la reivindicaciones 1-21 , en el que la sal monovalente es sal de sodio. I
24. El polvo seco respirable de la reivindicación 23, en el que la sal de sodio es cloruro de sodio.
25. El polvo seco respirable de la reivindicación 23, en el que la sal de sodio es citrato de sodio, lactato de sodio o sulfato de sodio.
26. Un polvo seco respirable que comprende una partícula seca respirable que comprende una sal de catión de metal divalente y una sal monovalente, en el que la partícula seca respirable comprende una fase amorfa de catión de metal divalente y una fase cristalina de sal monovalente.
27. El polvo seco respirable de la reivindicación 26, en el que la temperatura de transición vitrea de la fase amorfa es de al menos aproximadamente 120 °C.
28. El polvo seco respirable de la reivindicación 26 ó 27, en el que la fase amorfa además comprende un excipiente.
29. El polvo seco respirable de la reivindicación 28, en el que el excipiente es leucina, maltodextrina, manitol o una de sus combinaciones. i
30. El polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 26-29, en el que el polvo seco respirable presenta un valor de ¼ bar o 0,5/4 bar de 2,0 o menos. i
31. El polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 26-29, en el que el polvo seco respirable presenta un valor de ¼ bar o 0,5/4 bar de 1 ,5 o I menos. i
32. El polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 26-31 , en el que el polvo seco respirable presenta un valor de MMAD de aproximadamente 5 micrómetros o menos.
33. El polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 26-31 , en el que el polvo seco respirable presenta un valor de VMGD de 0,5 a aproximadamente 5 micrómetros.
34. El polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 26-31 , en el que el polvo seco respirable presenta un valor de VMGD de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 20 micrómetros.
35. El polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 26-34, en el que el polvo seco respirable presenta un calor de disolución entre aproximadamente -10 kcal/mol y 10 kcal/mol.
36. El polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 2ß-35, en el que el catión de metal divalente se encuentra presente en al menos aproximadamente 5 % en peso del polvo seco respirable.
37. El polvo seco respirable de la reivindicación 36, en el que la sal de catión de metal divalente es sal de calcio.
38. El polvo seco respirable de la reivindicación 37, en el que la sal de calcio es citrato de calcio, lactato de calcio, sulfato de calcio, cloruro de calcio o cualquiera de sus combinaciones.
39. El polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 26-38, en el que la sal monovalente es sal de sodio.
40. El polvo seco respirable de la reivindicación 39, en el que la sal de sodio es cloruro de sodio.
41. Un polvo seco respirable que comprende partículas secas respirable? que comprenden una sal de metal divalente, en el que la sal de metal divalente proporciona un catión en una cantidad de aproximadamente 5 % o más en peso de la partícula seca y en el que el polvo seco respirable presenta una Proporción de Hausner mayor que 1 ,5 y un valor de ¼ o 0,5/4 bar de 2 o menos.
42. El polvo seco respirable de la reivindicación 41 , en el que el polvos seco respirable presenta un valor de ¼ bar o 0,5/4 bar de 1,5 o menos.
43. El polvo seco respirable de la reivindicación 41 , en el que la Proporción de Hausner es mayor que 1 ,7.
44. El polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 41-43, en el que el polvo seco respirable tiene un valor de MAD de aproximadamente 5 micrómetros o menos.
45. El polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 41-44, en el que el polvo seco respirable presenta un calor de disolución entre aproximadamente -10 kcal/mol y 0 kcal/mol.
46. El polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 41-45, en el que la sal de catión de metal divalente es una sal de calcio.
47. El polvo seco respirable de la reivindicación 46, en el que la sal de calcio es citrato de calcio, lactato de calcio, sulfato de calcio, cloruro de calcio y cualquiera de sus combinaciones.
48. Un polvo seco respirable que comprende partículas secas respirables que contienen citrato de calcio o sulfato de calcio, en el que las partículas secas respirables se producen por medio de un proceso que comprende: a) proporcionar una primera materia prima líquida que comprende una disolución acuosa de cloruro de calcio y una segunda materia prima líquida que comprende una disolución acuosa de sulfato de sodio o citrato de sodio; b) mezclar la primera materia prima líquida y la segunda materia prima líquida para producir una mezcla en la que tiene lugar una reacción de intercambio aniónico para producir una disolución saturada o sobre-saturada que comprende sulfato de calcio y cloruro de sodio, o citrato de calcio y cloruro de sodio; y c) secar por pulverización la disolución saturada o sobre-saturada producida en b) para producir partículas secas respirables.
49. El polvo seco respirable de la reivindicación 48, en el que en b) se mezclan de forma discontinua la primera materia prima líquida y la segunda materia prima líquida.
50. El polvo seco respirable de la reivindicación 48, en el que en b) se mezclan de forma estática la primera materia prima líquida y la segunda materia prima líquida.
51. El polvo seco respirable de la reivindicación 50, en el que tras la mezcla estática, la mezcla resultante se somete a atomizado en 5 minutos.
52. El polvo seco respirable de la reivindicación 50, en el que tras la mezcla estática, la mezcla resultante se somete a atomizado en 30 segundos.
53. Un método para tratar una enfermedad respiratoria que comprende administrar al tracto respiratorio de un paciente que lo necesita una cantidad eficaz del polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 1-52.
54. Un método para tratar una exacerbación aguda de una enfermedad respiratoria que comprende administrar al tracto respiratorio de un paciente de que lo necesita una cantidad eficaz del polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 1-52.
55. Un método para tratar o evitar una enfermedad infecciosa del tracto respiratorio que comprende administrar al tracto respiratorio de un paciente dé que lo necesita una cantidad eficaz del polvo seco respirable de una cualquiera de las reivindicaciones 1-52.
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