NO179436B

NO179436B - Fremgangsmåte for fremstilling av farmasöytiske produkter for topisk bruk

Info

Publication number: NO179436B
Application number: NO884123A
Authority: NO
Inventors: Traute Mundorf; Kurt Schnecker
Original assignee: Boehringer Ingelheim Int
Priority date: 1987-09-17
Filing date: 1988-09-16
Publication date: 1996-07-01
Also published as: IL87778A; NO179436C; HU203045B; KR970008112B1; ZA886903B; NO884123L; PT88539B; NZ226209A; FI884240A0; JPH01102029A; ES2077559T3; FI884240A; EP0307857B1; PT88539A; DE3854290D1; JP2783552B2; FI95770B; KR890004719A; NO884123D0; DD274562A5

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av farmasøytiske produkter for topiskbruk, hvilke inneholder ett eller flere stabiliserte, terpeutisk virksomme proteiner samt vanlige hjelpe-, bærer- og addisjonsforbindelser.

Ett av de vesentlige krav ved topisk anvendelse av terapeutisk virksomme proteiner er rettet mot deres stabilitet i den farmasøytiske utformning. Stabiliteten må være garantert over et tilstrekkelig langt tidsrom såvel under lagring ved kjøle- og romtemperatur, som også ved kroppstemperatur, og dessuten i flere timer "in situ". Med hensyn til disse krav er det hittil ikke funnet noen fullstendig tilfredsstillende løsninger. Det er allerede foreslått forskjellige substanser for stabilisering av interferoner, hvorved for eksempel hydroksycellulose er anvendt som bærermateriale for fremstilling av interferonholdige geler eller salver. Dessuten har det imidlertid skjedd aktivitetstap av interferonene under anvendelsesbetingelsene, som bare har-kunnet nedsettes ved tilsetting av en proteaseinhibitor (europeisk patent A 142 345) .

For stabilisering av interferoner i geler, salver o.s.v. er det også blitt beskrevet forskjellige sukkeralkoholer, eventuelt sammen med sukkersyrer eller deres salter, milde reduksjonsmidler, anioniske tensider eller kombinasjoner av disse substanser (europeisk patent A 80 879).

For stabilisering av proteiner og polypeptider såsom interferoner, særlig IFN-gamma, i parenterale applikasjons-former, er det foreslått anvendelse av en fysikalsk og kjemisk modifisert gelatin, spesielt ut fra et synspunkt som gjelder erstatning av humant serumalbumin (europeisk patent A 162 332).

Japansk offentliggjorte patentsøknad JP-A-61-277 633 beskriver stabilisering av interferoner i løsning med bestemte overflateaktive substanser.

I europeisk patent A 13 5 171 omtales humant serumalbumin som egnet stabilisator for olje/vann-mikroemulsjoner.

For topisk anvendelse av den synergistiske kombinasjon

IFN-beta/9-(1,3-dihydroksy-2-propoksy-metyl)guanin (DHPG) ifølge US-patent 4 606 917 i form av en salve er det som stabilisatorer foreslått albumin, glukose og buffersubstanser.

Med de substanser som hittil er foreslått for stabilisering av terapeutisk virksomme proteiner, spesielt i hydrogeler, har man ikke kunnet oppnå noen stabiliserende virkning i en nødvendig grad.

Oppfinnelsen er basert på den oppgave å tilveiebringe en stabilisator for terapeutisk virksomme proteiner i topisk anvendelige farmasøytiske preparater, særlig i hydrogeler, som ved siden av sin fysiologiske forenlighet oppfyller alle krav som stilles når det gjelder slike utformninger, spesielt med hensyn til den optimale tilgjengelighet av den virksomme substans og oppnåelse av dens aktivitet, såvel som med henblikk på en så skånsom som mulig fremstillingsmåte, som tar hensyn til proteinenes ømfintlighet overfor skjærkraft.

Ut fra denne oppgavesetting ble forskjellige substans-klasser undersøkt med hensyn til sin evne til å løse av denne oppgave. Dessuten er det overraskende blitt fastslått at hydrofobe substanser allerede i en liten mengde, som tilsetningsstoffer med den fineste fordeling, oppviser en stabiliserende virkning på forskjellige terapeutisk virksomme proteiner, som er overlegen i forhold til virkningen av de hittil foreslåtte substanser. Dette resultat er desto mer overraskende ved at de farmasøytiske preparater ifølge teknikkens stand som kan anvendes topisk, såsom salver, hvor hydrofobe substanser anvendes som bærere i en tilstrekkelig stor andel, fordrer en atskilt tilsetning av stabilisator.

Oppfinnelsen løser den oppgave som stilles, på den måte at det i farmasøytiske preparater for topisk anvendelse, særlig hydrogeler, anvendes fysiologisk forenlige hydrofobe substanser, særlig paraffinoljer, for stabilisering av de terapeutisk virksomme proteiner. Ved hjelp av den foretatte tilsetning av hydrofobe substanser i stabiliserende mengder og i findelt form, oppnås det farmasøytiske preparater som gjør den virksomme substans tilgjengelig i lang tid i aktiv form under de betingelser som finnes i praksis. Ved hjelp av de farmasøytiske preparater fremstilt ifølge oppfinnelsen oppnår man ved lagring ved 4 - 8°C i et tidsrom på minst 12 måneder at proteinets aktivitet i det vesentlige forblir uforandret. En ytterligere fordel består i at det til slike utformninger må stilles mindre krav når det gjelder en nøyaktig oppnåelig pH-verdi, fordi en stabiliserende tilsetning av hydrofobe substanser i forhold til proteinets ømfintlighet nedsetter pH-verdi-svingningene.

Denne fordel kommer særlig til sin rett når man plan-legger påføringer som betinger lavere pH-verdier, for eksempel påføring i vaginalområdet.

Det farmasøytiske preparat fremstilt ifølge oppfinnelsen gir av den grunn, når det foreligger som hydrogel, den fordel ved anvendelsen at det er ytterst behagelig. Ved tilstede-værelsen av den hydrofobe substans fås nemlig også etter inntørking av gelen smidigheten hos det påførte sjikt som fremfor alt er spesielt fordelaktig ved påføring i leppe-området.

Den fordelaktige stabiliserende virkning av hydrofobe substanser på proteiner kan muligens tilbakeføres til hydrofobe vekselvirkninger, som hittil ikke, eller i for liten grad, er påaktet. Ved stabilisering av proteiner ifølge teknikkens stand, er det ved anvendelsen av begge de følgende funksjonsprinsipper åpenbart fremkommet: a) stabilisering ved kompleks binding av substansen til proteinet og derved sterisk fiksering av proteinmolekylet; b) binding av den frie vann-mengde ved polare substanser og derved stabilisering av proteinet ved innvirkning av hydratkappen. De hydrofobe vekselvirkninger som sannsynligvis kommer til sin rett ved den foreliggende oppfinnelse, såsom de omtrent også opptrer ved micellestrukturer, får derimot bevirke en stabilisering ved at de hydrofobe delområder på proteinet, som kommer i stand på grunn av den romlige fordeling av de hydrofobe og hydrofile aminosyrerester, fikseres på fasegrenseflaten mellom olje og vann, slik at de hydrofobe områder i oljedråpen rager ut over de hydrofile deler i den polare fase.

Gjenstanden for oppfinnelsen er således en fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte art som er særpreget ved at en hydrogel fremstilles, som inneholder én eller flere fysiologisk akseptable hydrofobe forbindelser, spesielt paraffinolje (paraffinoljer) finfordelt i en proteinstabiliserende mengde, hvorunder først en for-emulsjon fremstilles ved at det til den hydrofobe forbindelse, fortrinnsvis paraffinolje (paraffinoljer), i en mengde på 0,1 - 3,0% og eventuelt finfordelt emulgator deri tilsettes vann i en mengde på maksimalt 1%, til en vannandel på 20 - 40%, for å tilveiebringe en grov vann-i-olje-emulsjon under blanding, blandingen avbrytes til emulsjonen sedimenterer, hvoretter det med gjentatt blanding og tilsetning av vann til en andel på ca. 50% gjennom faseforandring dannes en fin olje-i-vann-emulsjon, denne foremulsjon blandes finfordelt med resten av vannfasen, hydrogeldanneren tilsettes og får svelle, og proteinet tilsettes i oppløst form til vannfasens totalmengde, fortrinnsvis som siste fremgangsmåtetrinn, hvorved mengdene er beregnet på hydrogelens totalvekt.

Som hydrofobe substanser kommer det også ved siden av de foretrukkede anvendte paraffinoljer, i betraktning høyere fettsyrer såsom linolsyre og palmitinsyre, eller høyere alkoholer såsom myristylalkohol, eller fettsyreestere såsom triglycerider eller modifiserte, f.eks. polyoksyetylenerte og glykosylerte, glycerider ("Labrafil"), alene eller i blanding. Av paraffinoljer er paraffinolje i flytende, tyntflytende eller tyktflytende form ifølge Ph. Eur. og USP eller blandinger av disse egnet.

For utvikling av en fin fordeling av stabilisatoren og for å garantere bestandigheten av denne fordeling, kan man sørge for en tilsetning av emulgatorer. Mengden retter seg fremfor alt etter type og mengde av stabilisatoren, bæreren såvel som, i tilfellet hydrogeler, etter deres viskositet. Som emulgatorer kommer fremfor alt ikke-ioniske såsom polysorbater (polyoksyetylensorbitanmonolaurat, f.eks. "Tween 20"), Nonoxynol (polyoksyetylen(n)nonylfenyleter, f.eks. "Triton" N101, "Triton" Nlll), Poloxamer (polyetylenpolypropylenglykol, "Pluronic" F68) i betraktning. Når det farmasøytiske preparat foreligger som hydrogel, bevirker emulgatorene ved siden av den fine fordeling av stabilisatoren også en bedre utbredelse av gelene.

De farmasøytiske preparater fremstilt ifølge oppfinnelsen egner seg for påføring av humane og animalske proteiner såsom de følgende, inklusive deres strukturelt like bioaktive ekvivalenter (blant slike ekvivalenter skal det også forstås slike proteiner som ved forskjellig aminosyresekvens i det vesentlige oppviser lik biologisk virkning: cytokiner, f.eks. interferoner såsom huIFNalfa, huIFNbeta, huIFNgamma, huIFNomega, hybridinterferoner, animalske interferoner såsom EqIFNbeta, EqIFNgamma, eller lymfokiner såsom Interleukin-2, TNF-beta eller monokiner såsom Interleukin-1, TNFalfa; vekstfaktorer, f.eks. epidermal vekstfaktor (EGF); antikoagulasjonsmidler, f.eks. vaskular-antikoagulerende proteiner (f.eks. VAC alfa, VAC beta), antitrombiner; fibrinolytika, f.eks. tPA, urokinase; antiallergisk virkende proteiner, f.eks. IgE-bindingsfaktor; terapeutisk virksomme enzymer, f.eks. lysozym, superoksyddismutaser.

De proteiner som skal føres inn, kan enten være av naturlig opphav eller fremstilles på rekombinant måte. Indikasjonsspektret retter seg etter den biologiske aktivitet av det protein som skal påføres; innenfor det spesifikke spektrum for det aktuelle protein er alle anvendelser mulige som fordrer topisk påføring av den virksomme substans. Innholdet i det farmasøytiske preparat av terapeutisk virksomt protein retter seg selvfølgelig etter proteinets virksomhet, kravene ved den aktuelle indikasjon såvel som påføringsformen. Det kan omfatte et vidt mengdeområde.

Som anvendelsesformer er spesielt hydrogeler, stikkpiller og anvendelsesformer for vaginalområdet egnet.

Bruken av hjelpe-, bærer- og tilsetningsstoffer retter seg etter den anvendelsesform som velges i hvert tilfelle, og man må dessuten ta hensyn til at de etter type og mengde ikke skader proteinets stabilitet.

Av tilsetningsstoffer kan de farmasøytiske preparater fremstilt ifølge oppfinnelsen inneholde konserveringsmidler såsom p-hydroksybenzosyreester (Nipa-ester, metylparaben), sorbinsyre, klorheksidindiglukonat, benzalkoniumklorid og heksadekyltrimetylammoniumbromid.

For å fremskynde opptaket av det virksomme stoff gjennom huden, kan det farmasøytiske preparat tilsettes gjennomtrengnings-fremskyndende midler såsom dimetylsulfoksyd eller tauroglykolsyre.

Som hydrogeldannere er bl.a. gelatin og cellulosederiva-ter såsom metylcellulose, hydroksypropylcellulose og, spesielt foretrukket, hydroksyetylcellulose, videre syntetiske polymerer såsom polyvinylalkohol, egnet. Type og mengde av den anvendte hydrogeldanner, henholdsvis blandingene derav, retter seg etter den i hvert tilfelle ønskede viskositet. Med hensyn til den fine fordeling av stabilisatoren, må man i denne sammenheng ta hensyn til at bestandigheten av emulsjonen ved høyere viskositet hos gelen under omstendighetene allerede i tilstrekkelig grad er garantert ved innholdet av hydrogeldanner, og følgelig behøver det ikke tilsettes noen emulgator.

De anvendte buffersystemer velges i avhengighet av pH-optimum for det aktuelle protein under tilpasning til den aktuelle anvendelse; de som kommer på tale, er organiske såvel som uorganiske buffere, f.eks. suksinat-, acetat- og fosfat-buffere.

Det anvendte bærerstoff retter seg etter påføringsformen; når det farmasøytiske preparat foreligger som hydrogel, er bæreren vann.

Til de eventuelt planlagte tilsetningsstoffer hører også fuktighetsbevarende substanser, såsom glycerol, sorbit, 1,2-propylenglykol, butylenglykol såvel som polyoler.

Ved preparatene fremstilt ifølge oppfinnelsen i form av hydrogeler dreier det seg, betinget av den lave oljeandel, om såkalte "lavtfylte" emulsjoner som, som kjent, lett kan brytes. Med hensyn til en slik emulsjons bestandighet har derfor fremstillingen av den særlig betydning.

For å få en så skånsom fremstilling som mulig, og med forholdsvis lave tekniske omkostninger, av en stabil emulsjon hvor man oppnår bestandighet av den fine fordeling av stabilisatoren og derved en garantert virkning av den over et langt tidsrom, anvendes det, som forut nevnt, ved fremstillingen av preparatene hydrogeler, en totrinns-fremgangsmåte.

Herved påføres i det første trinnet i systemet vann/stabilisator/eventuelt emulgator en faseomdannelse fra en vann-i-olje-emulsjon til en olje-i-vann-emulsjon, og den herved oppnådde fine for-emulsjon forenes med hovedmengden av den vandige fase.

Særlig foretrukket utføres fremgangsmåten som følger: Først fremstilles det en for-emulsjon etter den såkalte "kontinentale" fremgangsmåte: Emulgatoren fordeles i paraffinolje og tUblandes langsomt vann til det oppstår en meget grov vann-i-olje-emulsjon. På dette stadium, som erfaringsmessig oppnås med en vannandel på ca. 20-40%, avbrytes blandingen og emulsjonen får bunnfelles i kort tid. Ved etterfølgende fornyet blanding og tilsetting av vann til en andel på ca. 50%, vipper emulsjonen over under dannelse av en fin olje-i-vann-emulsjon. I løpet av det annet fremgangsmåtetrinn innrøres og dispergeres den oppnådde for-emulsjon i bufferløsningen, hvoretter hydrogel-danneren tilføres og får svelle. Tidspunktet for tilsetting av proteinløsningen er ikke avgjørende; fortrinnsvis skjer den som det siste fremgangsmåtetrinn. Med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen oppnås det ytterst stabile emulsjoner, som etter et halvt års lagring ved romtemperatur ikke viste noen tendens til avskumming ("Aufrahmen").

De følgende eksempler skal illustrere oppfinnelsen ved hjelp av hydrogel-formuleringer med IFN-alfa, IFN-gamma og TNF-alfa som terapeutisk virksomt protein:

Eksempel 1

10 0 gram gel inneholdt:

Fremstillingen av hydrogelen skjedde etter totrinns-fremgangsmåten:

a) Fremstilling av for-emulsjonen

I vann på 80°C ble fosfatene og konserveringsmidlet

metylparaben oppløst og løsningen deretter avkjølt til romtemperatur. Ved hjelp av en hurtigdreiende homogenisator ble emulgatoren Polysorbat 20 fordelt i paraffinoljen. Man tilsatte så langsomt vann under omrøring til man fikk en ca. 30% grov vann-i-olje-emulsjon. Denne emulsjon fikk stå i kort tid, hvorved den ble skilt. Etter fornyet igangsetting av røreverket ble emulsjonen brakt til faseomdannelse, hvorved det ble oppnådd en meget finfordelt olje-i-vann-emulsjon.

b) Fremstilling av hydrogelen

Paraffinoljeemulsjonen ble innrørt og finfordelt i den

sterilfiltrerte bufferløsning. Deretter ble mikrobiologisk ren hydroksyetylcellulose drysset inn i emulsjonen og fordelt under omrøring. For oppnåelse av en fullstendig svelling, fikk gelen svelle i 10-15 timer under laminarstrømning. Til slutt ble IFN-gamma-oppløsningen som var innstilt til 4 mg/ml, langsomt innrørt. Avtappingen av denne blandingen skjedde under laminar-luftstrømnings-betingelser i sterile rør.

Lagringsforsøkets forløp er vist på Fig. 1. Som det vil sees av diagrammet, garanterer tilsetningen av paraffinolje opprettholdelsen av IFN-gammas aktivitet, som ble målt ved hjelp av ELISA-tester (de benyttede antistoffer i ELISA-testen binder biologisk aktivt protein som de er spesifikke for); den uvesentlige helning som er vist på diagrammet, er ikke signifikant når man tar i betraktning spredningen ved forsøket. Fig. 2 viser et sammenlikningsforsøk med gelatin som bestanddel av en hydrogelutformning uten atskilt tilsetning av en stabilisator, av hvilken den tydelig destabiliserende virkning av gelatin på IFN-gamma fremgår. Ved anvendelse av gelatin som hydrogeldanner trenges det følgelig ubetinget en tilsetning av virksom stabilisator. Fig. 3 viser stabilitetsforløpet over et tidsrom på 15 måneder (i denne fremstilling - som også på Fig. 4, 5, 6 - er den naturlige logaritme til konsentrasjonen av det terapeutisk virksomme protein opptegnet på ordinatene).

Eksempel 2

100 g gel inneholdt:

I vann med temperatur 80°C ble fosfatene, konserveringsmidlet metylparaben og emulgatoren Pluronic F68 oppløst under omrøring og oppløsningen deretter avkjølt til romtemperatur og sterilfiltrert. Ved hjelp av en homogenisator ble paraffinoljen tilført og fordelt. Deretter fulgte tilsetning av hydroksyetylcellulosen under omrøring i vakuum. Til slutt fulgte tilsetning av IFN-gamma-oppløsningen som var innstilt til 4 mg/ml. Avtappingen fulgte som angitt i Eksempel 1. Eksempel 3

100 g gel inneholdt:

Eksempel 5

100 g gel inneholdt:

Fremstillingen av hydrogelen skjedde som angitt i Eksempel 1, hvorved den gjennomtrengnings-fremskyndende tauroglykolsyre ble innrørt i bufferoppløsningen. Eksempel 6

100 g gel inneholdt:

Eksempel 7

100 g gel inneholdt:

Fremstillingen av hydrogelen skjedde som angitt i Eksempel 2. Myristylalkoholen ble fordelt i bufferløsningen som var sterilfiltrert og oppvarmet til ca. 60°C. Etter avkjøling av bufferløsningen ble det fortsatt som angitt i Eksempel 2.

Eksempel 8

100 gram gelsubstans inneholdt:

Fremstillingen av hydrogelen skjedde som angitt i Eksempel 1. Stabilitetsforløpet er oppført på Fig. 4. Fig. 5 viser forløpet av et sammenlikningsforsøk, hvor den samme utformning ble anvendt, uten tilsetning av paraffinolje. Resultatet av sammenlikningsforsøket viser et stabilitetsfall allerede kort tid etter fremstillingen.

Eksempel 9

100 gram gelsubstans inneholdt:

Fremstillingen av hydrogelen skjedde som angitt i Eksempel 1.

Fremstillingen av hydrogelen skjedde som angitt i Eksempel 1. Eksempel 11

100 gram gelsubstans inneholdt:

Fremstillingen av hydrogelen skjedde på følgende måte: Myristylalkoholen ble smeltet ved 50-60°C, og deretter ble for-emulsjonen, som angitt i Eksempel 1, imidlertid fremstilt ved 50-60°C. Den videre fremgangsmåte tilsvarte Eksempel 1. Stabilitetsforløpet er vist på Fig. 6.

Eksempel 12

100 gram gelsubstans inneholdt:

Fremstillingen av hydrogelen skjedde som angitt i Eksempel 1.

Eksempel 13

100 gram gelsubstans inneholdt:

Fremstillingen av hydrogelen skjedde som angitt i Eksempel 1. Eksempel 14

100 gram gelsubstans inneholdt:

Fremstillingen av hydrogelen skjedde som angitt i Eksempel 1.

Claims

1. Fremgangsmåte for fremstilling av farmasøytiske produkter for topisk bruk, hvilke inneholder ett eller flere stabiliserte, terapeutisk virksomme proteiner samt vanlige hjelpe-bærer- og addisjonsforbindelser, karakterisert ved at en hydrogel fremstilles, som inneholder én eller flere fysiologisk akseptable hydrofobe forbindelser, spesielt paraffinolje (paraffinoljer) finfordelt i en proteinstabiliserende mengde, hvorunder først en for-emulsjon fremstilles ved at det til den hydrofobe forbindelse, fortrinnsvis paraffinolje (paraffinoljer), i en mengde på 0,1 - 3,0% og eventuelt finfordelt emulgator deri tilsettes vann i en mengde på maksimalt 1%, til en vannandel på 2 0 - 4 0% for å tilveiebringe en grov vann-i-olje-emulsjon under blanding, blandingen avbrytes til emulsjonen sedimenterer, hvoretter det med gjentatt blanding og tilsetning av vann til en andel på ca. 50% gjennom faseforandring dannes en fin olje-i-vann-emulsjon, denne foremulsjon blandes finfordelt med resten av vannfasen, hydrogeldanneren tilsettes og får svelle, og proteinet tilsettes i oppløst form til vannfasens totalmengde, fortrinnsvis som siste fremgangsmåtetrinn, hvorved mengdene er beregnet på hydrogelens totalvekt.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at et protein tilsettes som er et naturlig eller dekombinert menneske- eller dyre-protein, valgt fra gruppen interferon, TNF-a, TNF-S, t-PA, inklusive deres strukturelt lignende, bioaktive ekvivalenter, separat eller som terapeutisk meningsfull blanding i en terapeutisk virksom mengde.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at protein tilsettes som en vannløsning i et siste fremgangsmåtetrinn.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at en ikke-ionogen emulgator tilsettes.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det som hydrogeldanner tilsettes et cellulosederivat, såsom hydroksyetylcellulose, gelatin eller en syntetisk polymer, såsom polyvinylalkohol separat eller som blanding.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at det som hydrogeldanner tilsettes hydroksyetylcellulose.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at vannfasen inneholder fysiologisk akseptable konserveringsmidler, såsom p-hydroksybenzosyreester, sorbinsyre, klorheksidinglykonat, benzalkoniumklorid og heksadecyltrimetylammoniumbromid separat eller som blanding.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at vannfasen inneholder som tilsetriingsmiddel en gjennomtrengningsaksellererende forbindelse og/eller fuktighetsretarderende forbindelse og/eller et buffersystem.