NO175454B - Fremgangsmåte for fremstilling av et preparat som har form av en L2-fase - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører feltet innkapsling av biologisk aktive materialer for å oppnå en vedvarende frigivelse derav, hvilket er ønsket innenfor mange forskjellige tekniske felter, som f.eks. for å oppnå en mer langvarig effekt av et farmasøytisk aktivt materiale. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte som anvender et nytt inkapslingsmateriale eller - system som er termodynamisk stabilt, som er nyttig for vannoppløslige såvel som for vann-uoppløslige biologisk aktive forbindelser og som muliggjør en meget reproduserbar, vedvarende frigivelse av nevnte biologisk aktive forbindelser. Under henvisning til den sistnevnte egenskapen vil betegnelsen "kontrollert frigivelse" bli benyttet gjennom beskrivelsen og kravene for å fremheve det faktum at ved hjelp av fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse kan den ønskede vedvarende frigivel-sen av en hvilken som helst aktiv forbindelse oppnås på en kontrollert måte.

En teknikk for innkapsling av biologisk aktive materialer for å oppnå vedvarende frigivelse er beskrevet i US patentene nr. 4.016.100; 4.145.410; 4.235.871 og 4.241.046. Ved disse anvendelsene benyttes polymer-vannpreparater eller systemer som innkapslingsmaterialer. Disse preparatene er imidlertid termodynamisk ustabile (dispersjoner, emulsjoner og vesik-kler) og består av minst to faser.

DK 143438 beskriver en gelformet bærer, basert på vegetabilsk olje, for et preparat for behandling av mastitt, nærmere bestemt en bærer basert på vegetabilsk olje som inneholder 0,5-5,0 velit-% av en fettsyreester av glyserol. Det er heved ikke tale om noen L2-fase, og langt mindre anvendelsen av en slik for regulert frigivelse av et biologisk aktivt materiale .

NO 843023 beskriver en fremgangsmåte for fremstilling av flytende krystaller, som er av en annen type enn L2-fase og som ikke er basert på triglyserider.

Foreliggende oppfinnelse er basert på anvendelsen av et fundamentalt annerledes system, dvs. et termodynamisk stabilt enfasepreparat som har en veldefinert struktur, hvorved det har vist seg mulig å eliminere, eller i det minste drastiskt å redusere, ulempene forbundet med de ovenfor nevnte preparatene ifølge teknikkens stand.

Preparatet eller systemet som benyttes ved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse er en ikke-toksisk væskefase dannet fra visse amfifile stoffer og en polar væske og betegnes en L2-fase. L2-fasen er en fase som er kjent per se. men så vidt vites har den tidligere ikke vært benyttet for formålene ved foreliggende oppfinnelse. For å oppnå en bedre forståelse av oppfinnelsen kan imidlertid nedenstående informasjon angis vedrørende amfifile stoffer og L2-fasen.

Amfifile stoffer er stoffer med hydrofile såvel som hydrofobe (lipofile) grupper, og slike stoffer vil vise spontan tendens til å selv-assosiere i vandige systemer under dannelse av forskjellige typer aggregater. L2-fasen er en slik fase. L2-fasen er en flytende fase med vann-aggregater i et hydrokarbon -kontinuerlig medium (se Ekwall, P., "Advances in Liquid Crystals", redaktør G.W. Brown, Academic Press, New York, 1975). Fasen kan koeksistere i likvekt med vann eller en fortynnet vandig oppløsning. Det er kjent at spiselige oljer som soyabønneolje, og vann kan danne en slik fase i nærvær av monoglyserider av umettede fettsyrer, så som solsikkeoljemonoglyserider (se Fontell et al. J. Colloid Interface Sei. 93 (1983) 453). Ytterligere informasjon vedrørende L2-faser vil bli angitt nedenfor i forbindelse med beskrivelsen av oppfinnelsen.

Ved foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en fremgangsmåte for fremstilling av et preparat med kontrollert frigivelse av et biologisk aktivt materiale, kjennetegnet ved at det fremstilles en blanding av minst et monoglyserid av en umettet fettsyre inneholdende 16-22 karbonatomer eller en vegetabilsk eller animalsk olje inneholdende et slikt monoglyserid, og minst et triglyserid av minst en umettet fettsyre inneholdende 16-22 karbonatomer, eller en vegetabilsk eller animalsk olje inneholdende slike triglyserider, i slike mengder, innenfor et vektforhold fra 1:1 til 3:1 med hensyn til monoglyserid/triglyserid, at en L2-fase oppstår når blandingen bringes i kontakt med en polar væske valgt fra gruppen bestående av vann, glyserol, etylenglykol, propylenglykol, og det biologiske materialet tilsettes for oppløsning eller dispergering av dette i nevnte L2-fase, hvor tilsetningen foretas før, under eller etter fremstillingen av den nevnte L2-fasen.

Den ovenfor nevnte L2-fasen er fordelaktig for formålene ved oppfinnelsen blant annet av følgende grunner: Den er termodynamisk stabil og viser derfor ingen tendens til faseseparasjon med tiden (med mindre kjemisk dekomponering finner sted).

Den har distinkte hydrofile og hydrofobe domener som gjør det mulig å oppløse (oppløseliggjøre) eller dispergere både vannoppløselige og vann-uoppløselige forbindelser.

De distinkte hydrofile og hydrofobe domenene representerer en organisert struktur som legger restriksjoner på diffusjonen av tilsatte forbindelser, et faktum som fordelaktig kan benyttes for å oppnå kontrollert frigivelse. Følgelig bestemmes frigivelseshastigheten for et bioaktivt stoff av den ytre overflaten av fasen mot det omgivende mediet og andelene av hydrofile og hydrofobe domener inne i fasen. Som nevnt ovenfor vil L2-fasen benyttet ifølge foreliggende oppfinnelse innbefatte eller bestå av et spesielt flytende monoglyserid, et spesielt flytende triglyserid og en polar væske. Når disse tre komponentene av systemet er spesifisert i hvert enkelt tilfelle kan den eksakte sammensetningen av den tilsvarende L2-fasen finnes ifølge kjent teknikk, f.eks. fra et ternært fasediagram. Et eksempel på et slikt fasediagram er vist i figur 1 av tegningen som viser fasediagrammet for systemet av solsikkeoljemonoglyserid/- sojabønneolje/vann ved 40°C og 90°C. Tofaseområdene og trefasetrekantene er markert bare ved 40°C. Notasjoner: L2, isotrope "oljeformige" oppløsninger; C, kubisk flytende fase; D, lamellær flytende krystallinsk fase; F, reversert heksagonal væske-krystallinsk fase. Konsentrasjoner i %

(vekt/vekt). Ved romtemperatur har L2-fasen et maksimalt innhold av vann på 12-14$ (vekt/vekt), og stoffer som befinner seg i de vandige områdene eller aggregater vil ha en meget reproduserbar vedvarende frigivelse inn i en ytre vannfase (eller polar vaeskefase).

Generelt er monoglyseridet et monoglyserid av en umettet fettsyre inneholdende 16-22 karbonatomer. Imidlertid er det ofte ikke nødvendig, og derimot foretrukket, ikke å anvende nevnte monoglyserid i den rene formen, men i steden å anvende et naturprodukt inneholdende forbindelsen, så som en vegetabilsk eller animalsk olje inneholdende det ønskede monoglyseridet.

Ifølge en foretrukket utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen anvendes det som monoglyserid et monoglyserid av en umettet fettsyre inneholdende 18 karbonatomer eller en vegetabilsk eller animalsk olje inneholdende den samme. Et spesielt foretrukket monoglyserid fra denne gruppen er monoolein eller monolinolein eller en vegetabilsk eller animalsk olje inneholdende den samme.

Triglyseridet som benyttes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er et triglyserid av minst 1 umettet fettsyre inneholdende 16-22 karbonatomer, men også i dette tilfellet kan dette erstattes av et naturprodukt inneholdende det nevnte triglyserid, så som en vegetabilsk eller animalsk olje som inneholder det ønskede triglyseridet.

Ifølge en foretrukket utførelse av fremgangsmåten Ifølge oppfinnelsen anvedes det som triglyserid et triglyserid av minst en umettet fettsyre inneholdende 18 karbonatomer eller en vegetabilsk eller animalsk olje inneholdende den samme, en spesielt foretrukket olje er soyabønneolje.

Den polare væsken som anvendes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er fortrinnsvis vann, men vannet kan også være helt eller delvis erstattet av glyserol, etylenglykol og/eller propylenglykol, disse polare væskene kan benyttes for fininstilling av frigivelseshastighetene for biologisk aktive materialer fra L2-fasen. Det vil si at forskjellige polare væsker eller forskjellige andeler mellom polare væsker kan benyttes for å kontrollere frigivelseshastigheten av et spesifikt aktivt materiale. For en slik kontroll eller innstilling av frigivelseshastigheten kan det også anvendes vanlig salt, dvs. natriumklorid.

Som nevnt ovenfor tas den nøyaktige sammensetningen av en L2-fase fra et fasediagram, tatt i betraktning den ønskede frigivelseshastigheten for den aktive forbindelsen som skal innkapsles, denne hastigheten kan bestemmes av en fagmann ved enkle rutineforsøk. Imidlertid ligger et foretrukket vektforhold mellom monoglyserid og triglyserid i området fra 1:1 til 3:1, mer foretrukket fra 2:1 til 2,5:1 og spesielt rundt 7:3. Innholdet av vann (eller annen polar væske) bestemmes generelt av det maksimale vanninnholdet av L2-faseområdet, hvilket ofte ikke er over 12-14$ (vekt/vekt). Derfor ligger et egnet vanninnhold innenfor området 4-12, fortrinnsvis 5-10$.

Når det gjelder betegnelsen "biologisk aktivt materiale" eller lignende som benyttes i foreliggende beskrivelse og krav angir denne en forbindelse eller et preparat som, når det er til stede i en effektiv mengde, reagerer med og/eller påvirker levende celler og organismer.

En interessant gruppe av forbindelser som kan innkapsles ved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse er gruppen av farmasøytiske forbindelser, f.eks. antibiotika, proteiner, steroider, vitaminer og nukleinsyrer, penicillin er et eksempel på antibiotika, insulin et eksempel på et protein og østriol og prostaglandiner er eksempler på steroider.

I forbindelse med proteiner kan det også nevnes at en L2-fase eksisterer i forbindelse med fettfordøyelse og absorbsjon i tarmen (se Lindstrøm et al., Lipids 19, 1981, 749). Det er i forbindelse med oppfinnelsen funnet at denne L2-fasen kan beskytte følsomme stoffer, som peptider, mot nedbrytning i magesyren inntil de absorberes. Videre er det observert et forøket opptak. Denne L2-fasen kan fungere som en bærer som bringer kjemisk beskyttelse og kontrollert opptak ved oral administrering av legemidler og følgelig oppnås i visse tilfeller også et forbedret opptak i tarmsystemet.

Preparatet fremstilt ifølge oppfinnelsen fremstilles, når det benyttes som et farmasøytisk preparat, med en bærer som er egnet for oral, rektal eller transdermal administrering eller egnet for inhalering.

Et annet eksempel på et biologisk aktivt materiale som kan innkapsles ved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse er en forbindelse for anvendelse innen jordbruk, så som pesticider, gjødningsstoffer og sporelementer.

Nok et eksempel på en interessant aktiv forbindelse i denne sammenheng er et feromon, men et hvilket som helst aktivt stoff som kan oppløses eller dispergeres i L2-fasen bør være i stand til å innkapsles ifølge oppfinnelsen.

Generelt er det biologisk aktive materiale til stede i en mengde på 0,1 - 10 vektprosent av et lett anvendelig preparat.

Siden vann er den foretrukne polare væsken vil visse trekk og utførelser av oppfinnelsen bli beskrevet i forbindelse med vann. Vannaggregatene av L2-fasen eller grenseflatesonen mellom de hydrofile og hydrofobe områdene av fasen tilveie-bringer setene for kontrollert frigivelse i det tilfellet at aktive stoffer er oppløst i fasen. I tilfellet meget lav oppløselighet av det aktive stoffet i fasen kan det dispergeres i L2-fasen. L2-fasen har en meget lav grenseflate-spenning mot en ytre vannfase, og det kan derfor lett emulgeres i vann. Når et følsomt stoff, f.eks. et protein, oppløseliggjøres i L2-fasen må det først oppløses i vann-fasen. Deretter blandes proteinoppløsningen med monoglyserid-triglyseridblandingen, det optimale vektforholdet for sistnevnte blanding er 7:3, blandoperasjonen utføres ved dråpevis å tilsette monoglyserid-triglyseridvæsken til proteinoppløsningen. Bare under disse betingelsene er det mulige å opprettholde den opprinnelige proteinstrukturen. Dersom dråpene tilsettes til proteinoppløsningen med intervaller på rundt et sekund vil den dannede L2-fasen svelle til grensen for vannoppsvelling mellom hver tilsats. Følgelig vil proteinet opprettholde vannomgivelsen som er påkrevet under hele fremstillingsprosessen.

Følgelig er en utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen som er av spesiell interesse i forbindelse med følsomme stoffer, så som proteiner, kjennetegnet ved at det dannes en oppløsning av det aktive materialet i den polare væsken, fortrinnsvis vann, såvel som en blanding av monoglyseridet og triglyseridet og monoglyserid-triglyseridblandingen tilsettes dråpevis til oppløsningen av nevnte aktive materiale i den polare væsken.

Fremstilling på denne måten av en 5$ (vekt/vekt) cytokrom c oppløsning i vann, som deretter overføres til en L2-fase dannet av monoolein-soyabønneolje (vektforhold 7:3), gir en endelig proteinkonsentrasjon i L2-fasen på 0,6$. Når denne L2-fasen holdes i kontakt med en vannfase, med 1 cm^ av hver fase og 1 cm^ i kontaktarealet dem i mellom, tar det ca. 2 dager inntil proteinkonsentrasjonen i det ytre vannet har nådd likevektsverdien.

Fremstillingen av L2-fase inneholdende bioaktive stoffer av enklere typer, som hydrokortison eller vitaminer, kan fremstilles ved enkel blanding av bestanddelene i de ønskede forholdene. Deretter må det bare ventes til likevekt er nådd, ettersom L2-fasen er termodynamisk stabil.

Eksempler

Visse utførelser av oppfinnelsen skal nå beskrives i større detalj ved hjelp av de følgende eksemplene.

Eksempel 1

100 mg lysozym oppløses i 1 gram vann. Denne oppløsningen blandes ved 40°C med en blanding av 3 gram soyabønneolje og 7 gram solsikkeoljemonoglyserider, den sistnevnte blandingen tilsettes dråpevis til lysozymoppløsningen. L2-fasen som derved dannes viser en langsom frigivelse av proteinmolekyl-ene i vann i omgivelsen. En dråpe derav under øyelokket vil tilveiebringe en antimikrobiell virkning i flere timer.

Eksempel 2

1 gram hydrokortison oppløses i en L2-fase fremstilt av 65 gram monoolein, 26 gram olivenolje, 5 gram propylenglykol og 3 gram vann. Denne væsken kan benyttes for en transdermal administrering av hydrokortison.

Eksempel 3

Benzylpenicillin benyttes i form av en mettet vannoppløsning for fremstilling av en L2-fase som består av 13$ (vekt/vekt) penicillinoppløsning, 60$ monoolein og 27$ (vekt/vekt) soyabønneolje. Bestanddelene blandes ved romtemperatur inntil en transparent enkelt fase oppnås. Penicillinet er beskyttet mot sur nedbrytning i magen.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et preparat med kontrollert frigivelse av et biologisk aktivt materiale,karakterisert vedat det fremstilles en blanding av minst et monoglyserid av en umettet fettsyre inneholdende 16-22 karbonatomer eller en vegetabilsk eller animalsk olje inneholdende et slikt monoglyserid, og minst et triglyserid av minst en umettet fettsyre inneholdende 16-22 karbonatomer, eller en vegetabilsk eller animalsk olje inneholdende slike triglyserider, i slike mengder, innenfor et vektforhold fra 1:1 til 3:1 med hensyn til monoglyserid/triglyserid, at en L2-fase oppstår når blandingen bringes i kontakt med en polar væske valgt fra gruppen bestående av vann, glyserol, etylenglykol, propylenglykol, og det biologiske materialet tilsettes for oppløsning eller dispergering av dette i nevnte L2-fase, hvor tilsetningen foretas før, under eller etter fremstillingen av den nevnte L2-fasen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at det dannes en blanding av nevnte monoglyserid og triglyserid, et biologisk aktivt protein oppløses i den polare væsken, fortrinnsvis vann, og monoglyserid/triglyserid-blandingen tilsettes dråpevis til oppløsningen av proteinet i den polare væsken.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat det som monoglyserid anvendes et monoglyserid av en umettet fettsyre inneholdende 18 karbonatomer eller en vegetabilsk eller animalsk olje inneholdende den samme.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3,karakterisertved at monoglyseridet som anvendes er valgt fra gruppen bestående av monoolein og monolinolein eller en vegetabilsk eller animalsk olje inneholdende den samme.

5 . Fremgangsmåte ifølge er hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat det som triglyserid anvendes et triglyserid av en umettet fettsyre inneholdende 18 karbonatomer eller en vegetabilsk eller animalsk olje inneholdende den samme.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5,karakterisertved at det som triglyserid anvendes soyabønneolje.

7. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat vektforholdet som anvendes mellom monoglyserid og triglyserid ligger i området fra 2:1 til 2,5:1, spesielt rundt 7:3.

8. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat det biologisk aktive materialet som skal frigis velges fra gruppen bestående av farmasøytiske forbindelser, så som antibiotika, proteiner, steroider, vitaminer og nukleinsyrer; forbindelser for jordbrukformål, så som pesticider, gjødningsstoffer og sporelementer og feromoner.

9. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat det aktuelle biologisk aktive materialet er til stede i en mengde på 0,1- 10 vektprosent av en sammensetning som er klar for anvendelse .

10. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat preparatet har et vanninnhold på 4-12, fortrinnsvis 5-10 vektprosent.

11. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat preparatet som fremstilles inneholder natriumklorid som et middel som modifiserer frigivelseshastigheten.

12. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat det fremstilles et preparat som inneholder en farmasøytisk akseptabel bærer som er nyttig for oral, rektal eller transdermal administrering eller for innhalering.