NO175566B

NO175566B - Fremgangsmåte for fremstilling av nasale preparater

Info

Publication number: NO175566B
Application number: NO883627A
Authority: NO
Inventors: Philip Edgar Hansen; Anders Robert Soerensen
Original assignee: Novo Nordisk As; Novo Industri As
Priority date: 1986-12-16
Filing date: 1988-08-15
Publication date: 1994-07-25
Also published as: DE3780925T2; NO175566C; YU228487A; RU1837869C; CS273139B1; IE873408L; NZ222907A; FI94024C; YU46978B; EP0272097A2; CS930487A1; EP0272097A3; ATE79039T1; PT86370B; AU606121B2; CN1034105C; KR890700036A; CA1326210C; GR3005381T3; WO1988004556A1

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av nye farmasøytiske preparater beregnet for intranasal administrasjon.

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

Mens ikke-inntrengende medikament-tilførsel, så som oral eller rektal administrasjon, uten tvil er det mest lettvinte for pasienten anses parenteral medikamentering som den mest effektive. Spesielt administreres medikamenter som inaktiveres eller absorberes dårlig i den gastrointestinale trakt samt medikamenter som er utsatt for utstrakt first-pass metabolisme i leveren etter oral administrasjon, vanligvis parenteralt.

Der er klart ugunstige sider ved parenteral medikamentering, som f.eks. behovet for sterile administrasjonsinnretninger, smerte og irritasjon forårsaket ved gjentatte injeksjoner og potensiell infeksjonsrisiko. Alternative metoder for medikament-tilførsel som er likeverdig med parenteral administrasjon ved at first-pass metabolisme omgås, har derfor vært tilstrebet. Et lovende alternativ er medikamentering via nesen. Som ved andre metoder for ikke-inntrengende medikamentering er imidlertid biotilgjengelig-heten av et medikament etter intranasal administrasjon meget uberegnelig, blant annet som følge av medikamentets kjemiske natur.

Det er således kjent at progesteron og propranolol absorberes fra nesehulen på en måte som gir blodnivåer som nesten er likeverdige med intravenøs administrasjon.

Andre eksempler på intranasale preparater av farmasøytisk aktive midler med molekylvekter opptil 1 kD, er kjent, for eksempel preparater som inneholder ergopeptid-alkaloider oppløst i vandig etanol administrert som aerosoler (Sveitsisk patent 636.011), salter av farmasøytisk aktive aminer med fettsyrer (Kanadisk patent 988.852) og katekolamin suspendert i en fettsyre (eller ester) emulgert med polyoksyetylen (Europeisk patentpublikasjon nr. 0 160 501 A).

I løpet av de siste tiår er det utviklet en rekke poly-peptidmedikamenter (hovedsakelig syntetiske). Polypeptider har generelt vært gitt parenteralt på grunn av ufullstendig absorbsjon fra, og ustabil nedbrytning i fordøyelseskanalen. Dette er sannsynligvis årsaken til at spesielle studier av den nasale tilførsel av polypeptider er blitt intensivert i de seneste år. Det har vist seg at mens noen mindre polypeptider (opptil 10 aminosyrerester) kan absorberes rimelig godt intranasalt fra enkle vandige formuleringer, blir den nasale biotilgjengelighet av større polypeptider i alminnelighet både ufullstendig og variabel, noe som tiltar med økende molekylvekt (for oversikt, se L. Illum: Archiv for Pharmaci og Chemi, 94 (1987), 127-135).

Med tanke på å unngå de spesielle ulemper som oppstår ved nasal tilførsel av preparater som inneholder større polypeptider, er det også gjort bruk av ytterligere inkorporering av en rekke biokompatible absorbsjonsfremmende midler eller såkalte forbedrere (enhancers).

I denne sammenheng henvises til Europeisk patentpublikasjon nr. 0 111 841 A, som omtaler den absorbsjonsforbedrende effekt av en gallesyre, og US-patent 4.476.116 som benytter chelaterende midler så som EDTA.

Nasale preparater beregnet for insulin-tilførsel ville av insulin-avhengige diabetikere naturligvis være sterkt å foretrekke fremfor de nå tilgjengelige preparater for parenteral administrasjon, dersom insulinet absorberes i rimelig effektiv og konstant grad fra nesehulen. En rekke absorbsjonsforbedrende midler, hovedsakelig overflateaktive midler, er utviklet for slike formuleringer.

Ioniske og ikke-ioniske overflateaktive forbedrere, så som gallesyresalter og polyoksyetylen-høyere-alkoholetere er beskrevet i Britisk patent 1.527.605, mens bruk av en bestemt polyoksyetylen-høyere-alkoholeter, nemlig polyoksyetylen-9-lauryleter, er beskrevet i: R. Salzman et al., New England J. of Med. 312, (1985), 1078-1084. Andre forbedrere, for eksempel salter av taurodihydrofusidinsyre, er beskrevet i US-patent 4.548.922.

Den kjemiske struktur av hittil kjente forbedrere avviker betydelig fra strukturen av kjente bestanddeler i cellemembraner, innbefattet de fra nesehulen. Denne omstendighet kan muligens forklare deres generelle tendens til å forårsake irritasjon i nesen eller til og med permanent ødeleggelse av nesemembranen, spesielt ved kronisk administrasjon. På bakgrunn av dette kunne det tenkes aktuelt med forbedrere som er mer beslektet med andre fysiologisk forekommende overflateaktive midler, så som fosfolipider. Ifølge data angitt i det ovenfor nevnte Britiske patent 1.527.605, har imidlertid fosfolipider i en vanlig gitt langkjedet lecitinblanding ingen påvisbar absorbsjonsforbedrende effekt i insulinholdige nasalfor-muleringer.

Det er nå gjort den overraskende oppdagelse at fosfatidylcholiner og fosfatidyletanolaminer med middels kjedelengde, vesentlig forbedrer den intranasale absorbsjon av farmasøytisk aktive forbindelser, spesielt av polypeptider, uten å ødelegge eller irritere neseslimhinnen. Den intranasale absorbsjon forbedres ytterligere fra formuleringer hvor en fettolje, for eksempel en vegetabilsk olje, blandes med fosfolipidet.

SUMMARISK BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

I henhold til det viktigste aspekt ved foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en fremgangsmåte for fremstilling av et preparat for intranasal administrasjon som omfatter et farmasøytisk aktivt polypeptid og et absorbsjonsforbedrende system som består av minst ett fosfolipid med den generelle formel I

hvor R' og R" er like eller forskjellige, og hver er valgt fra hydrogen, alkyl, alkenyl, alkylkarbonyl, alkenylkarbonyl og alkadienyl-, alkatrienyl- eller alkatetraenylkarbonyl med opptil 14 karbonatomer, forutsatt at ikke både R' og R" er hydrogen, og R'" utgjør en hydrofil del valgt fra 2-(trimetyl-

ammonio)-etyl, 2-aminoetyl og 2,3-dihydroksypropyl og således omfatter fosfatidyl-derivater av henholdsvis cholin (lecitiner), etanolamin og glycerol. Eventuelt, men fortrinnsvis, omfatter det absorbsjonsforbedrende system også en fettolje i blanding med fosfolipid(er).

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen omfatter følgende trinn: a) dipergering av minst ett fosfolipid med den ovennevnte generelle formel I i et flytende eller fast fortynningsmiddel som dessuten kan inneholde én eller flere av følgende komponenter: fettolje i en mengde på 0,01 - 50% (vekt/volum), en buffer, et konserveringsmiddel og et middel til regulering av det osmotiske trykk, b) tilsetning av det farmasøytisk aktive polypeptid, og

c) eventuelt justering av blandingens pH-verdi,

idet innholdet av fosfolipid med formel I er minst 0,5%

vekt/volum.

FORETRUKNE UTFØRELSESFORMER OG DETALJERT BESKRIVELSE AV DISSE

En foretrukket undergruppe av forbindelser med formel I utgjøres av forbindelser hvor R' og R" hver er alkylkarbonyl. En annen foretrukket undergruppe av forbindelser med formel I er forbindelser hvor R'" utgjør 2-(trimetylammonio)-etyl, forbindelser kjent under betegnelsen lecitiner. Videre foretrukket er forbindelser med formel I, hvor R' og R" hver utgjør alkylkarbonyl eller alkyl med fra ca. 4 karbonatomer, fortrinnsvis ikke mer enn 12 karbonatomer. Den mest foretrukne undergruppe av forbindelser med formel I er forbindelser hvor R' og R" hver utgjør nonylkarbonyl.

Et foretrukket preparat i henhold til oppfinnelsen er et som inneholder en blanding av 2 fosfolipider med formel I, fortrinnsvis i vektforholdet fra 1:10 til 10:1, helst fra 1:2 til 2:1. En av disse to fosfolipidene kan hensiktsmessig være en forbindelse hvor R' og R" begge er oktanoyl, dekanoyl eller lauroyl. Den andre av disse to fosfolipidene kan

hensiktsmessig være en forbindelse hvor en av de to substituentene R' og R" er hydrogen og den andre av de to

substituentene R' og R" er oktanoyl, dekanoyl eller lauroyl (dodekanoyl).

Eksempler på foretrukne forbindelser med formel I er: dioktanoyl-L-a-fosfatidylcholin,

dioktyl-O-L-a-fosfatidylcholin,

didekanoyl-L-a-fosfatidylcholin,

didecyl-O-L-a-fosfatidylcholin,

decyl-O-L-a-lysofosfatidylcholin,

dilauroyl-L-a-fosfatidylcholin,

lauroyl-L-a-lysofosfatidylcholin.

Fremstillingen av en rekke forbindelser med formel I er beskrevet, f.eks. av E.C. Robles & D. van den Berg: Biochim. Biophys. Acta 187 (1969), 520-526, H.K. Mangold & F. Paltauf (Eds.) i: Ether Lipids, Chapter 3, Acad. Press 1983. Andre forbindelser med formel I kan fremstilles etter analoge metoder.

Fettoljen som eventuelt er inkorporert i det absorbsjonsforbedrende system i henhold til oppfinnelsen, er fortrinnsvis en vegetabilsk olje, spesielt soyaolje, jordnøttolje, kokosolje, maisolje, olivenolje, solsikkeolje eller blandinger derav.

En gruppe av foretrukne polypeptider er insulin og insulin-derivater, f.eks. insulin modifisert ved kjemiske eller enzymatiske metoder eller ved rekombinant DNA-teknologi, eller blandinger av slike insuliner, proinsulin og glukagon. Andre foretrukne polypeptider er paratyroidhormon, paratyroidhormon- antagonister, kalsitonin, vasopressin, renin, prolaktin, veksthormon, tyroidstimulerende hormon, kortikotropin, kortikotropin-frigjørende faktor, folikkel-stimulerende hormon, luteiniserende hormon, choriongonadotropin; atrial-peptider, interferon, vevsplasminogen aktivator, gamma-globuliner, faktor VII, faktor VIII, veksthormon-frigjørende hormon, luteiniserings-hormon-frigjørende hormon, somatostatin og cholecystokininer.

Preparatene fremstillet i henhold til oppfinnelsen kan være flytende, f.eks. tilberedt for administrasjon som en spray eller et faststoff, f.eks. et pulver egnet for inhalering. Flytende preparater, f.eks. basert på vandige formuleringer, vil i alminnelighet innbefatte hjelpemidler, som for eksempel et pH-buffer-system, fortrinnsvis en buffer som fosfat, citrat eller acetat, et konserveringsmiddel og et osmotisk-trykk-regulerende middel, f.eks. glycerol eller natriumklorid. Pulverformuleringer kan inneholde det farmasøytisk aktive middel og det absorbsjonsforbedrende system i blanding med nasalt akseptable pulverformige fortynningsmidler eller blandinger av slike, f.eks. cellulose eller derivater derav, for eksempel cellulose-etere eller natriumkarboksymetylcellulose, stivelse, en langkjedet fettsyre eller et salt derav, f.eks. aluminiumstearat, et organisk polymer, f.eks. av et akrylsyrederivat, eller uorganiske bæremidler, så som talk eller kiselgur. Et supplement av vannabsorberende polymerer, for eksempel polyetylenglykol eller polyvinylpyrrolidon, kan være ønskelig for å forbedre adhesjonen av pulverpreparatet til nesens slimhinne.

Foretrukne flytende preparater utgjøres av slike hvor fortynningsmidlet er vann. Slike preparater kan fremstilles ved å dispergere det absobsjonsforbedrende system i det vandige medium som inneholder det farmasøytisk aktive middel og hjelpestoffer, hvorunder dispergeringen foretas etter en hvilken som helst vanlig anvendt metode for suspendering eller emulgering, f.eks. ultralydbehandling. Justering av den vandige fase til nøytral reaksjon (dvs. til pH i området fra ca. 6,5 til ca. 8) kan foretas i et hvilket som helst av fremstillingstrinnene. Fortrinnsvis fremstilles mikroemulsjoner hvor størrelsen av de dispergerte partikler eller dråper er av størrelsesorden 10 nm, hvorved deres passasje gjennom neseslimhinnen lettes. Slike mikroemulsjoner kan steriliseres ved filtrering. Innholdet av fosfolipid med formel I og av fettoljer i foretrukne preparater i henhold til oppfinnelsen utgjør fra 0,5 til .10%, fortrinnsvis fra 0,5 til 5% (vekt/volum) og 0,01-50%, fortrinnsvis fra 0,1 til 10%

(vekt/volum) av preparatet. Som følge av at proteaser og peptidaser inngår i neseslimhinnen (se R.E. Stratford & V.H.L.

Lee: Int. Journ. Pharmaceutics 30, (198 6), 73-82) kan det være ønskelig å inkorporere biokompatible protease- og peptidase-hemmere i de polypeptid-holdige preparatene.

Konsentrasjonen av det farmasøytisk aktive polypeptid i preparater fremstillet i henhold til oppfinnelsen, vil selvsagt avhenge av hvilket middel som velges, av dets effektivitet, av sammenligningen av dets biotilgjengelighet. ved nasal administrasjon med andre administrasjonsmåter, for eksempel parenteral injeksjon og av den ønskede administrasjonshyppighet kombinert med den ønskede engangsdosering av formuleringen. Slike farmakologiske data kan fagmannen oppnå rutinemessig fra dyreforsøk, for eksempel som indeks-verdier, så som bestemt for insulinpreparater i de senere følgende eksempler.

Velges insulin som et eksempel, kan konsentrasjonen av dette i preparatet i henhold til oppfinnelsen, være i området fra ca. 5 til 1000 internasjonale enheter (I.U.) per ml, fortrinnsvis fra 50 til 500 I.U. per ml.

Insulinpreparatene fremstillet i henhold til oppfinnelsen inneholder fortrinnsvis storfe-, svine- eller human-insulin.

Et eksempel på fremstilling av insulinpreparater i henhold til oppfinnelsen, hvor fortynningsmidlet er vann, består i å oppløse insulin, for eksempel krystallinsk sink-insulin, for eksempel den høyrensede insulinkvalitet beskrevet i Britisk patent 1.285.023, i vann i nærvær av en syre, for eksempel saltsyre. En vandig oppløsning av et konserveringsmiddel, for eksempel fenol, en alkylfenol så som kresol eller metyl-p-hydroksybenzoat, fremstilles separat eventuelt også med et innhold av et middel som gjør oppløsningen isotonisk, så som natriumklorid eller glycerol. Den konserverende oppløsningen kan dessuten inneholde en buffer, så som natriumfosfat, natriumcitrat, natriumacetat eller TRIS (tris(hydroksymetyl)aminometan) og en proteasehemmer. Den resulterende konserverende oppløsning blandes deretter med den sure insulinoppløsningen og tilsettes deretter en base, for eksempel en natriumhydroksydoppløsning, for å justere pH-verdien til nøytral reaksjon. Fosfolipidet med formel I, eventuelt i blanding med fettoljen, kan tilsettes til insulinoppløsningen som en oppløsning eller en emulsjon som fremstilles ved oppløsning eller suspendering av fosfolipidet med formel I i vann, og om nødvendig, ultralyd-behandle eventuelle suspensjoner før blanding med insulin-oppløsningen. Som et alternativ kan fosfolipidoppløsningen eller en emulsjonen, om ønskes, inneholde buffer- og konserveringsmiddel. Etter blanding kan pH av insulinpreparatet igjen reguleres til nøytral reaksjon. Tilslutt fylles den resulterende insulinoppløsning opp til det beregnede volum ved tilsetning av vann.

Preparatene fremstillet i henhold til oppfinnelsen kan benyttes i en hvilken som helst dose-dispenser beregnet for intranasal administrasjon. Dispenseren bør konstrueres med tanke på å sikre optimal avmålingsnøyaktighet og forlikelighet med konstruksjonskomponentene, så som beholder, ventil og utløser, med det nasale preparat og kan være basert på et mekanisk pumpesystem, f.eks. som i en nebulisator som gir avmålte doser, eller basert på et aerosol-trykkbeholdersystem. Aerosolsystemet fordrer at drivmidlet er inert overfor preparatet. Egnede drivmidler kan velges blant slike gasser som fluorkarboner, hydrokarboner, nitrogen og dinitrogenoksyd eller blandinger derav.

Ytterligere detaljer ved oppfinnelsen fremgår av de følgende eksempler.

Insulin-utgangsmaterialet benyttet i eksemplene 1-12 inneholdt ca. 2 0 til 30 ug sink per mg nitrogen.

Den anvendte soyaolje og jordnøttolje har vært rensede kvaliteter tilsvarende henholdsvis U.S.P. XXI og N.F. XVI.

Eksempel 1

772 mg human insulin ble oppløst i 40 ml 0,02M saltsyre og tilsatt 1,6 g vannfri glycerol. Blandingen ble tilsatt destillert vann opptil 80 ml. pH-verdien ble justert til 7,4 med 0,2M natriumhydroksydoppløsning. 1,0 g av didekanoyl L-a-fosfatidylcholin ble oppløst i 2 ml etanol (96%) , og ble via en injeksjonssprøyte injisert i 10 ml destillert vann. Den

resulterende, uklare oppløsning ble gitt en ultralydbehandling med en høyenergi ultralydstav i 10 minutter, hvorpå den resulterende kolloidoppløsning ble tilsatt til insulinoppløsningen under omrøring og tilsetning av destillert vann til 100 ml. Dette preparat som inneholdt 200 I.U./ml insulin ble fylt over på en spraybeholder egnet for nasal administrasjon, og 100 /il ble gitt til NZM hannkaniner i nesehulen. Et lignende preparat, men uten didekanoyl L-a-fosfatdidylcholin ble også undersøkt på kaninene.

Med faste tidsintervaller ble det tatt blodprøver fra den marginale ørevene, hvoretter glukosekonsentrasjonen ble bestemt ved en heksokinasemetode.

Resultatene var:

Eksempel 2

100 mg didekanoyl L-a-fosfatidylcholin ble oppløst i

100 mg soyaolje og oppløsningen tilsatt til 5 ml av en 0,01M natriumfosfatbuffer, pH 7,4.

Blandingen ble emulgert ved ultralydbehandling; 2 ml av en insulinoppløsning på 400 enheter per ml ble tilsatt til emulsjonen, og pH ble justert til 7,4, hvorpå vann ble tilsatt til 10 ml. Etter nasal tilførsel av dette preparat til kaniner, ble blodglykosekonsentrasjonen registrert i 12 0 minutter. Arealet over kurven, hvor de enkelte blodglukoseverdier er uttrykt som prosent av den opprinnelige verdi, er beregnet ved triangelmetoden. Den såkalte indeks er deretter beregnet etter følgende formel:

hvor A er arealet over kurven for testpreparatet, D er dosen av testpreparatet og faktoren 0,053 er en empirisk faktor oppnådd ved subkutan administrasjon av et hurtigvirkende insulinpreparat.

Testet på denne måte har den nasale insulinemulsjon en indeks på 24%.

Et lignende preparat men uten tilsetning av vegetabilsk olje har en indeks på 12-15%.

Eksempel 3- 12

Preparatene fra Eksempel 3-6, 8 og 12 ble fremstillet analogt med beskrivelsen i Eksempel 1, mens preparatene fra Eksempel 7 og 9-11, ble fremstillet etter fremgangsmåten i Eksempel 2. Følgende forkortelser er benyttet i tabellen:

Prosent innhold er angitt i vekt per volum. Alle preparater inneholdt 80 I.U./ml insulin.

Dataene viser de overlegne absorbsjonsforberende effekter av fosfatidylcholiner med acyl- eller alkylgrupper av middels kjedelengde.

Eksempel 13

100 mg didekanoyl L-a-fosfatidylcholin ble oppløst i 100 mg soyaolje og oppløsningen tilsatt til 5 ml 0,01M natriumfosfatbuffer, pH 7,4, inneholdende 160 mg glycerol. Etter emulgering av blandingen ved ultralydbehandling, ble

100 mg glukagon tilsatt til emulsjonen, pH justert til 7,4 og vann tilsatt til 10 ml.

Etter nasal administrasjon av dette preparat til kaniner, ble glukosekonsentrasjonen i blodprøver tatt fra den marginale ørevene, registert ved hjelp av heksokinasemetoden.

Følgende blod-glukosekonsentrasjoner ble oppnådd:

Claims

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et preparat for intranasal administrasjon av et farmasøytisk aktivt polypeptid, karakterisert ved at den omfatter følgende trinn: a) dispergering av minst ett fosfolipid med den generelle formel I hvor R' og R" er like eller forskjellige, og hver utgjør hydrogen, alkyl, alkenyl, alkylkarbonyl, alkenylkarbonyl, alkadienylkarbonyl, alkatrienylkarbonyl eller alkatetraenyl*-karbonyl med opptil 14 karbonatomer, forutsatt at ikke både R' og R" er hydrogen, og R'11 utgjør en hydrofil gruppe valgt blant 2-(trimetylammonio)-etyl, 2-aminoetyl og 2,3-dihydroksypropyl> i et flytende eller fast fortynningsmiddel som dessuten kan inneholde én eller flere av følgende komponenter: fettolje i en mengde på 0,01 - 50% (vekt/volum), en pH-buffer, et konserveringsmiddel og et middel til regulering av det osmotiske trykk, b) tilsetning av det farmasøytisk aktive polypeptid, og c) eventuelt justering av blandingens pH-verdi, idet innholdet av fosfolipid med formel I er minst 0,5% vekt/volum.

2. Fremgangsmåte ifølge til krav 1, karakterisert ved at R"' er 2-(trimety-lammonio) etyl.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at hver av R' og R" er alkyl eller alkylkarbonyl med 4-12 karbonatomer, fortrinnsvis alkylkarbonyl .

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at R' og R" hver er nonylkarbonyl.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at enten R' eller R" er hydrogen.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor preparatet inneholder en fettolje, karakterisert ved at fettoljen er en vegetabilsk olje, fortrinnsvis valgt blant soyaolje, jordnøttolje, kokosolje, maisolje, olivenolje og solsikkeolje.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1-6, karakterisert ved at innholdet av fosfolipid med formel I ligger i området fra 0,5-5% (vekt/volum).

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1 hvor preparatet inneholder en fettolje, karakterisert ved at innholdet av fettolje ligger i området 0,1-10% (vekt/volum).

9. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-8, karakterisert ved at polypeptidet er insulin, et insulin-derivat, en blanding av insulin og minst ett insulinderivat, eller en blanding av insulinderivater.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at insulininnholdet er i området fra 5 til 1000, fortrinnsvis fra 50 til 500 internasjonale enheter per ml preparat.

11. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-8, karakterisert ved at polypeptidet er glukagon.