NO302927B1 - Fremgangsmåte for fremstilling av faste ikke-poröse mikrokuler - Google Patents

Description

Oppfinnelsens område

Foreliggende oppfinnelse gjelder en fremgangsmåte for fremstilling av faste ikke-porøse mikrokuler som gir forbedret kontroll over de farmakokinetiske og farmakologiske egenskaper til et injiserbart, farmasøytisk aktivt stoff, og som kan til-føres et pattedyr ved parenteral injeksjon.

Teknikkens stand

Biologisk aktive stoffer som løses dårlig i fysiologiske væsker har allerede blitt benyttet i form av en suspensjon av partikler, og tilført ved intramuskulær injeksjon for å oppnå en langsom oppløsning, og følgelig en forlenget effekt i menneske- eller dyreorganismen. Blandinger av noretisteron og mestranol i form av et krystallinsk pulver i vandig suspensjon har f.eks. blitt undersøkt med det formål å fremstille et intramuskulært injiserbart befruktningshindrende middel (J. Garza Flores et al., Contraception, mai 1988, vol. 35, nr. 5, 471-481).

Sannsynligvis grunnet variasjoner i partikkel-størrelse og uregelmessigheter i partikkelform har disse sammensetninger i henhold til teknikkens stand flere mangler: - Kurven over frigjørelse av aktive stoffer viser en skarp topp umiddelbart etter injeksjonen, og så en synkende helling, noe som øker den totale dose som er nødvendig for å oppnå en tilstrekkelig vedvarende virkning. - Sporadisk dannelse av klumper eller bunnfall i suspensj onen. - Nødvendigheten av å bruke hypodermiske nåler med stor diameter for å unngå faren for blokkering i sprøytens utløp.

For flere stoffer kan direkte kontakt mellom den aktive partikkel (meget høy lokal konsentrasjon) og det om-liggende levende vev forårsake betennelsesreaksjoner eller skader. Stoffer med høy løselighet i fysiologiske væsker kan ikke tilføres på denne måte hvis det erønskelig å oppnå en "forsinket effekt". En kjent fremgangsmåte for å forsinke opp-løsningen av slike stoffer er at de overtrekkes eller mikro-innkapsles.

EP patent nr. 257 368 (American Cyanamid Co. ) beskriver et preparat for parenteral bruk som består av mikrokuler av fett og/eller voks av naturlig eller syntetisk opphav med lavt smeltepunkt (40 °C til tilnærmet 60 °C) og ladet med partikler av et polypeptid, f.eks. et veksthormon. Når disse preparater injiseres i storfe forsinkes oppløsningen av vekst-hormonet av voks- eller fettovertrekket, noe som forlenger dets nærvær i dyreorganismen og forårsaker en økt vekst eller melkedannelse. Disse mikrokuler har en tendens til å bli myke og deformeres, og sammenklumpes eller sammensmeltes hvis om-givelsestemperaturen er høy, spesielt i tropiske land (40-60 °C), noe som kan forårsake håndterings- eller lagrings-problemer.

Da mengden av aktivt polypeptid i partikkelen i praksis er begrenset til 30-40 % har injeksjon av disse partikler også den ulempe at det introduseres i organismen en mengde av bærerstoff som er fremmed for organismen (bivoks, mineralfett eller syntetisk fett og lignende) og som utgjør minst 1,5-3 ganger mengden av aktivt stoff. Andre overtrekkings- eller mikroinnkapslingsteknikker benyttes innen faget; noen av disse er beskrevet i f.eks. "Encyclopedia of Chemical Technology, 3. opplag, vol. 15, side 470 til 493 (1981), John Wiley and Sons. Mikrokapslene som dannes på denne måte inneholder ofte

"sentrale" partikler med meget forskjellige størrelser, eller ingen slike sentrale partikler.

EP patent nr. 210 875 (Teragenix Corp.) beskriver injeksjon av radioaktivt ladete mikrokuler av glass i et legeme, f.eks. i leveren, for lokal behandling av kreft-svulster. Vedvaringen av slike kuler etter behandlingen er berettiget kun i alvorlige tilfeller. Utskillelse av bærerstoff via stoffskiftet i det indre medium kan være vanskelig; slike stoffer er akseptable for oral tilførsel (og utskillelse via fordøyelsessystemet) i humanmedisin, men vesentlig mindre akseptable for parenteral injeksjon i humanmedisin.

Videre har steroidhormoner blitt benyttet som befruktningshindrende midler i form av subkutane implanteringer. Disse implanteringer, fra 0,5 til 2 cm lange, kan fremstilles ved smelting og forming av hormonet i smeltet tilstand, enten rent eller blandet med et lipoid bærerstoff. Disse fremstil- lingsprosesser er beskrevet f.eks. i WO-88/07816 (Endocon) eller i US patentskrift 4 244 949 (Gupta). Den vedvarende virkning av slike implanteringer kan overskride ett år; dette system er derimot uegnet når den ønskede vedvarende virkning kun er noen få uker. Systemet må plasseres ved kirurgisk inn-grep eller med trokar og om nødvendig fjernes ved utskjæring.

Sammendrag av oppfinnelsen

Målet med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe formuleringer for forsinket frigjørelse, for tilførsel ved parenteral injeksjon gjennom en kanyle til mennesker eller andre pattedyr, som tillater en kontrollert frigjørelse av de farmakologisk aktive stoffer uten de ulemper som er forbundet med partikkel- eller mikrokapselsuspensjoner ifølge teknikkens stand.

Dette mål oppnås ved hjelp av en fremgangsmåte som omfatter at faste, ikke-porøse mikrokuler med diameter på mellom 5 og 300 mikrometer som består av det farmasøytisk aktive stoff innesluttet i en sfærisk struktur dannet av minst ett farmakologisk inaktivt bærerstoff, hvor bærerstoffet som danner den sfæriske struktur er naturlig forekommende i pattedyr sorganismen og stabilt i fast tilstand opp til en temperatur på minst 60 °C, og hvor oppløsningskinetikken for bærerstoff et i pattedyrsorganismen er langsommere enn frigjørings-kinetikken for det aktive stoff i samme organisme, fremstilles ved: a. dispersjon av det aktive stoff i bærerstoffet og smelting av bærerstoffet i en inert atmosfære,

b. utsprøyting av det smeltede materiale som en sky av dråper under trykk i en inert atmosfære,

c. frysing i en kald inert atmosfære,

d. separasjon av mikrokulene i henhold til partikkelstørrelsesfraksj oner.

Med stabil i fast tilstand opp til 60 °C menes ikke bare at mikrokulene ikke smelter, men også at de ikke blir myke og ikke klumper seg sammen.

Med stabil i fast tilstand menes i foreliggende oppfinnelse ikke den ubegrensede stabilitet som f.eks. en mikrokule av glass ville ha, men tilstrekkelig stabilitet til at størrelsesordenen av stabilitetstidsrommet i dette medium (hvor kulene blir borte ved enkel langsom oppløsning eller ved metabolsk kjemisk angrep) ikke er lavere enn den ønskede vedvarende virkning av den medisinske produkt: Med andre ord at oppløsningskinetikken for bærerstoffet i kroppen til det mot-takende pattedyr må være langsommere enn frigjøringskinetikken av det aktive stoff i samme organisme.

Dersom en sprøyte/fryseprosess benyttes til fremstilling av mikrokulene, må bærerstoffet være kjemisk stabilt ved sitt smeltepunkt og i smeltet tilstand i minst ett temperatur-område som er tilpasset denne prosess.

Oppløsningshastigheten for en mikrokule i et gitt løsemiddel er en funksjon av kulens radius (tatt i betraktning forholdet mellom volum, overflateareal og radius av en kule). Ifølge en side ved foreliggende oppfinnelse muliggjør bruk av faste, ikke-porøse kuler et nøyaktig kjennskap til forholdet mellom partiklenes masse og overflateareal, og følgelig, ved valg av størrelse på kulene, dvs. ved valg av radius eller en fordeling av radier, regulering av en kontrollparameter for frigjøringshastighet av den tilførte aktive bestanddel eller de aktive bestanddeler.

Oppløsningshastigheten av de aktive bestanddeler av-henger også av mikrokulens struktur, spesielt av tilgjengelig-heten av kulens innside for løsemiddel. Et ikke aktivt stoff som f.eks. får en oppsvulmet gelstruktur i fysiologiske væsker (f.eks. en kollagenfraksjon) gir bare en svak forsinkelse av frigjørelsen av aktive stoffer, mens et stoff med en kompakt hydrofob struktur gir en maksimal forsinkelse. Ifølge en annen side ved foreliggende oppfinnelse muliggjør valg av molekylet som bestemmer og strukturerer mikrokulen å oppnå en forsinket frigjørelse av de aktive bestanddeler som varierer fra noen få timer til flere uker.

Hvis det farmakologisk aktive stoff er i form av en fast oppløsning (f.eks. en eutektisk blanding) i bærerstoffet, eller som en nærmest homogen suspensjon av fordelte partikler som er små (f.eks. kolloider) relativt til mikrokulens diameter (10-300 pm), forsinkes dets oppløsning avhengig av konsentrasj onen.

Dersom det aktive stoff er i form av større partikler dekket med et ytre lag av et hydrofobt stoff, forsinkes opp-løsningens begynnelse. Av tekniske grunner som gjelder fremstillingsprosessen er størrelsen av de overtrukne partikler begrenset relativt til mikrokulenes diameter: I sprøyte/fryse-prosessen er det ønskelig å begrense partiklenes størrelse til 1/10 av mikrokulenes størrelse.

Tilpasning av disse forskjellige parametere tillater ifølge oppfinnelsen nøyaktig kontroll over frigjørelsen av de aktive bestanddeler. Denne presisjonskontroll muliggjør, ved at overdosering eller behovet for å kompensere for underdoser-ing unngås, en reduksjon av den totale mengde av biologisk aktivt stoff, eller stoffer som medregnes tilført til den minimale mengde som kreves for å oppnå den ønskede terapeutiske effekt, med påfølgende reduksjon av faren for å fremkalle uønskede bivirkninger hos pasienten.

En injiserbar dose på 200 mg mikrokuler pr. ampulle med opp til 50 mg aktiv bestanddel kan anses for rimelig.

Noen tilsetningsstoffer i kombinasjonen trenger ikke være direkte aktive i mottakerorganismen, i det minste i den tilsiktede benyttelse, eller utgjøre basis for kulestrukturen. Kombinasjonen kan inneholde forskjellige farmasøytisk aksep-terbare midler for forbedring av stabiliteten eller den kjemiske integritet for stoffene, eller totalstrukturen: overflateaktive stoffer, antioksidanter, antimikrobielle stoffer, buffere og lignende. Spesielt kan det være nyttig å redusere smeltepunktet eller inhibere nedbrytningsreaksjoner under fremstillingen av mikrokulene (f.eks. smelting/frysing).

I forhold til suspensjoner av rene aktive bestanddeler i form av partikler med uregelmessig form, kjent for fagfolk, har mikrokulene fremstilt ifølge foreliggende oppfinnelse fordelen av å inneha en lavere tendens til sammen-klumping og en mer flytende passasje gjennom en kanyle. På den annen side kan mikrokuler separeres, fraksjoneres og kali-breres i henhold til størrelse mer nøyaktig og enklere enn partikler med uregelmessig størrelse.

Doseformen for mikrokulene fremstilt ifølge foreliggende oppfinnelse kan være som et mikrokulepulver i ampuller, klart for fremstilling som suspensjoner, eller som ferdiglagde suspensjoner pakket i injiserbare ampuller eller direkte i sprøyter, klart for tilførsel i human- eller veterinærmedisin. Suspensjonsmediet kan være vann, en saltløsning eller en olje, med buffere, overflateaktive stoffer eller konserveringsmidler som vanligvis benyttes av farmakoteknikere til fremstilling av injiserbare stoffer, eller ethvert annet stoff eller kombina-sjon som ikke truer den fysiske og kjemiske integritet av de suspenderte stoffer, og som er egnet for organismen som skal motta det. Dersom det er ønskelig å unngå en plutselig initi-ell økning av nivået av aktiv bestanddel i mottakerorganismens indre medium, vil det være ønskelig for suspensjoner ferdige til bruk å benytte løsemidler i hvilke de aktive bestanddeler praktisk talt er uløselige. For aktive stoffer som er delvis løselige i det lunkne løsemiddel, men uløselige ved lave temperaturer, er det ønskelig, fra et farmakologisk synspunkt, å unngå dannelsen av bunnfall (kalt "caking"-effekt) ved å fremstille formuleringer som separate mikrokulepulvere og løsemidler som først blandes ved injeksjonstidspunktet.

For bruk i veterinærmedisin hvor varigheten av den ønskede effekt kan være svært lang (f.eks. melkedannings-perioden hos den voksne hund) kan diametere på noen få hundre mikrometer benyttes. Dersom det er ønskelig av hensyn til pasientens velbefinnende å begrense injeksjonskanylens diameter bør mikrokulenes diameter begrenses til 300 pm eller fortrinnsvis til 100 um. Hvis derimot en svært kort virkningsvarighet er ønskelig (f.eks. rundt 1 døgn) kan mikrokulens diameter reduseres til 5 pm.

For de fleste anvendelser innen humanmedisin (med en virkningsvarighet for den aktive bestanddel på mellom 1 døgn og en menstruasjonssyklus) er det ønskelig å benytte mikrokuler med en diameter på mellom 5 og 100 pm, avhengig av kombinasjonene av aktive bestanddeler og bærerstoffer.

En separasjon av mikrokuler i henhold til deres diameter kan utføres under fremstillingsprosessen ved bruk av kjente fremgangsmåter: F.eks. med syklonseparatorer, ved siling med luftsug eller ved siling i vandig medium. I praksis er det tilstrekkelig at mer enn 70 % av mikrokulene har diametere på mellom 70 % og 130 % av en spesifisert diameter. Om nødvendig kan den ideelle oppløsningskurve, bestemt av den foreslåtte anvendelse, tilnærmes ved å blande porsjoner med egnede forskjellige diametere. Videre kan partikler som ikke tilsvarer spesifikasjonene resirkuleres.

Fremgangsmåter for fremstilling av et fast produkt i form av mikrokuler ved mekanisk avsliping er kjent for fagfolk. Andre fremgangsmåter benytter f.eks. en suspensjon av produktet i smeltet tilstand, i form av mikrodråper, under røring i et flytende bærerstoff som produktet ikke er bland-bart med, etterfulgt av størkning av produktet. For å erholde mikrokulene ifølge foreliggende oppfinnelse ble det fore-trukket å utvikle en prosess som består av sprøyting under trykk og/eller bruk av varm gass (eventuelt med vibrering) av substansen tiltenkt å utgjøre kulene, i smeltet tilstand, i hvilken de farmakologiske aktive stoffer befinner seg, enten i oppløst tilstand eller i form av partikler < 5 pm, og med rask frysing av den således dannede sky. Likevel er det vanskelig å lage mikrokuler med diameter mindre enn 2 pm, som inneholder

faste belagte partikler, ved bruk av en sprøyte-fryseprosess.

Farmakodynamisk inaktive stoffer anvendt i mikrokulene fremstilt ifølge oppfinnelsen med smeltetemperatur høyere enn tilnærmet 70 °C, og som er, eller kan gjøres, termostabile over sitt smeltepunkt slik at de kan utsettes for fremstillingsprosessen, gjør det mulig å erholde stabile mikrokuler (som ikke blir myke eller klumper seg sammen) ved lave eller middels omgivelsestemperaturer.

I den grad den aktive bestanddel i suspensjonen tåler høye temperaturer uten nedbrytning eller .smelting/separering foretrekkes det imidlertid, for å unngå en fare for å modifisere mikrokulene grunnet en tilfeldig høy temperaturøkning (transport, lagring), å velge et bærerstoff med smeltetemperatur høyere enn 90 °C til å utgjøre mikrokulens struktur.

Blant de foretrukne bærerstoffer, i form av inaktive stoffer som kan utgjøre mikrokulenes struktur,kan nevnes: 1. Koprosterol, med smeltepunkt 101 °C, som er et produkt erholdt ved metabolisering av steroler, og som deltar i dannelsen av steroider og gallesyrer. 2. Glykocholsyre, med smeltepunkt 130 °C, som er et av gallesaltene. 3. Kolesterol, med smeltepunkt 148-149 °C, det viktigste sterol i pattedyr og til stede i praktisk alle vev i den menneskelige organisme, og dets estere.

Det kan virke overraskende å injisere suspensjoner a\ kolesterolpartikler i et menneske, tatt i betraktning den rolle som tilskrives dette stoff i en rekke kardiovaskulære sykdommer. Sammenlignet med de 8-10 g som naturlig er til stede i fri tilstand i fysiologiske væsker er imidlertid de 50-200 mg i en injeksjon en liten mengde. Videre gjør dets relativt langsomme metabolisme at dette stoff kan anses som farmakodynamisk inaktivt i disse injiserte doser. På den annen side er dets fysiske egenskaper ypperlige for et bærerstoff innen rammen av foreliggende oppfinnelse.

De farmakologisk aktive stoffer som er spesielt egnet for dette doseringssystem er de som 1) er løselige (eller reaktive) i biologiske væsker, 2) som selv om de har en tendens til å nedbrytes ved svært høye temperaturer nær eller høyere enn deres smeltepunkt, forblir fysisk og kjemisk stabile ved smeltepunktet til det inaktive strukturelle stoff.

Et eksempel et metoklopramid, et middel mot brekninger, som løses lett i vann.

Et annet eksempel er morfinbase, et narkotisk smertestillende middel med smeltepunkt på 254-256 °C som blir fysisk og kjemisk ustabilt ved temperaturer opp mot 200 °C. Morfinet (partikler av størrelse 1 ym til 5 um eller mindre) finfor-deles i flytende kolesterol (smeltepunkt = 148 °C) uten fare for nedbrytning. Blandingen sprøytes og fryses til mikrokuler. I denne form kan morfin f.eks. tilføres i et sykehusmiljø som en daglig injeksjon på 50 mg morfin i 200 mg mikrokuler/- ampulle (høyst variabel dose grunnet individuelle reaksjoner på morfin); for en poliklinisk pasient vil det være bedre å tilpasse utførelsesformen (dose og kulestruktur) som en injeksjon hver 2-3 dag eller ukentlig.

Blant de aktive stoffer som er for løselige i fysiologiske væsker til å kunne tilføres i fri tilstand og gi en forsinket effekt, og som er tilstrekkelig stabile ved høy temperatur til å kunne inkorporeres i kolesterol, kan de føl-gende spesielt nevnes:

a) stoffer som virker på sentralnervesystemet (beroligende midler som lorazepam og haloperidol, antiparkinsonmidler som biperiden og triheksylfenidyl-HCl, midler mot kramper som clonazepam og narkotiske stoffer som morfinbase) b) stoffer som virker på det neurovegetative system (midler mot brekninger som metoklopramid, acepromazin-maleat,

gastrokinetiske medikamenter som domperidona)

c) perifere vasodilatoriske stoffer som vincamin, nylidrin-HCl, flunarizin, pizotifen, dihydroergotamin, eller

bronkittmedikamenter som bromhydrat, fenoterol, tolbuerol, clenbuterol og salbutamol d) antihistaminer (astemizol, klorfenamin-maleat og azatadin)

e) H2-reseptorantagonister, famoditin

f) en rekke steroider (dexamatason, betametason) er

også egnet.

Oppløsningen av en rekke smertestillende stoffer, selv slike som løses dårlig eller langsomt i vann som indomethacin eller naproxen, kan gjøres enda langsommere og forsinkes ved å inkorporere disse stoffer i en kolesterol-struktur (dette tillater lengre tid mellom injeksjonene siden enhetsdosen kan økes).

Foreliggende oppfinnelse vil lettere forstås ved hjelp av de illustrerende figurer og eksempler.

Kort beskrivelse av figurene

Figur 1 viser et diagram over fremstillingen av kolesterolmikrokuler ifølge foreliggende oppfinnelse. Figur 2 viser et mikrofotografi (elektronmikroskop) av kolesterolmikrokuler. Figur 3 viser partikkelstørrelsesdistribusjonen av en kolesterolmikrokulefraksjon (gjennomsnittlig diameter 15 pm). Figur 4 viser partikkelstørrelsesdistribusjonen av en kolesterolmikrokulefraksjon (gjennomsnittlig diameter 25 um). Figur 5 viser en eksperimentell oppstilling for be-stemmelse av oppløsningshastigheten for mikrokuler. Figur 6 og 7 viser oppløsningsprofilen av mikrokuler (fig. 6) av 17-p-estradiol båret av kolesterol, sammenlignet med oppløsningsprofilen for 17-B-estradiolkrystaller (fig. 7). Figur 8 og 9 viser oppløsningsprofilen for mikrokuler av (fig. 8) diazepam båret av kolesterol, sammenlignet med oppløsningsprofilen for diazepamkrystaller (fig. 9). Figur 10 viser plasmanivåer av diazepam i kaniner oppnådd ved injeksjon av henholdsvis en løsning (kurve 0), av en krystallsuspensjon (kurve 1) og av mikrokuler av diazepam/- kolesterol (kurve 2). Figur 11, 12 og 13 viser plasmanivåer av 17-p-estradiol oppnådd i kaniner ved injeksjon av henholdsvis en løsning (kurve 0) av en finpulverisert blanding av estradiol og kolesterol (kurve 1) og av mikrokuler av estradiol/kolesterol (kurve 2).

Eksempel 1

Fremstilling av kolesterolmikrokuler

Vi viser til figur 1. Forvarmet-nitrogen under trykk føres via innløpsrøret A1inn i sprøyteapparatet og krysser en termoregulert oppvarmingssone B hvor det bringes til en temperatur på mellom 160 og 190 °C før det føres inn i for-støveren D. Forstøveren D er forbundet med et rør til et opp-varmet kammer C hvor kolesterol oppbevares i smeltet tilstand (smeltepunkt = 148 °C) under nitrogentrykk (innløp A2). Det bæres med av nitrogenstrømmen og blandes med denne for så å sprøytes ut som en sky fra utløpsmunnstykket på forstøveren D og trenger inn i sprøyte/frysekammeret F. Et reservoar E inneholder flytende nitrogen som fordamper og, i form av en ultrakald gass med høy hastighet, via flere rør trenger inn i sprøyte/frysekammeret F hvor det møter kolesterolskyen. Umiddelbart etter at de er dannet av forstøveren omgis dråpene av en strøm av iskald gass som krystalliserer dem til mikrokuler og forhindrer dem fra å berøre sideveggene før de er fullstendig størknet. Temperaturen ved utløpet av sprøyte/- frysekammeret er mellom -15 °C og -50 °C. Alle mikrokuler som fremstilles ved hjelp av kammer F har en perfekt kuleform. Ved utløpet fra kammer F er to syklonseparatorer G1og G2(for øvrig av kjent konstruksjon) forbundet i serie. Mikrokulene gjenvinnes i oppsamlingskarene Hxog H2; ved utløpet fra syklonseparatorene passerer gassene gjennom et dekontaminer-ingsfilter I i hvilket et lett vakuum, relativt til trykket i den første syklon, bibeholdes ved hjelp av en pumpe. Figur 2 viser en fraksjon av gjenvunne kolesterolmikrokuler ved bruk av mikrofotografering (elektronmikroskop).

Eksempel 2

Partikkelstørrelsesfordeling

Kolesterolmikrokulene fremstilt under betingelser soir beskrevet ovenfor separeres i fraksjoner.

Figur 3 og 4 viser partikkelstørrelsesfordelingen i fraksjoner med gjennomsnittsstørrelse henholdsvis 15 um og 25 pm.

Eksempel 3

Fremstilling av 17- B- estradiol/ kolesterolmikrokuler

Fremgangsmåten i eksempel 1 benyttes på en blanding av 17-p-estradiol og kolesterol i et vektforhold på 1/9.

Driftsbetingelser:

Smelting: 149 "C i nitrogenatmosfære.

Utsprøyting: Via ventil med et lufttrykk på 200 g/cm<2>. Frysing: Med luft ved -20 °C under et trykk på 4 kg/cm<2>. Gjenvinning: Med syklonseparatorer.

Seleksjon: I vandig medium og med sortering i henhold til

partikkelstørrelse.

Eksempel 4

Fremstilling av diazepam/ kolesterolmikrokuler

Fremgangsmåten i eksempel 1 benyttes på en blanding av diazepam og kolesterol i et vektforhold på 1/2.

Driftsbetingelser:

Smelting: 138 °C i nitrogenatmosfære.

Utsprøyting: Via ventil med et lufttrykk på 100 g/cm<2>. Frysing: Med luft ved -20 °C under et trykk på 4 kg/cm<2>. Gjenvinning: Med syklonseparatorer.

Seleksjon: I vandig medium og med sortering i henhold til

partikkelstørrelse.

Eksempel 5

Fremstilling av koffein/ kolesterolmikrokuler

Fremgangsmåten i eksempel 1 benyttes på en blanding av koffein og kolesterol i vektforhold på 1/2.

Driftsbetingelser:

Smelting: 165 °C i nitrogenatmosfære.

Utsprøyting: Via ventil med et lufttrykk på 140 g/cm<2>. Frysing: Med luft ved -20 "C under et trykk på 4 kg/cm<2>. Gjenvinning: Med syklonseparatorer.

Seleksjon: I vandig medium ved sortering i henhold til

partikkelstørrelse.

Sammenlignende UV- og IR- spektrofotometrisk analyse før og etter dannelse av mikrokuler

Det er nødvendig å kontrollere at ingen kjemisk skade av stoffene forekommer under fryse-tørkeprosessen, noe som kunne modifisere deres terapeutiske egenskaper. Utgangs-materialet (krystaller) og mikrokulene erholdt ved sprøyte-frysing sammenlignes ved UV- og IR-spektrofotometri. UV-spektra skal aldri være identiske og IR-spektra skal tilsvare hverandre. Dersom forskjeller i infrarøde spektra forekommer skal det kontrolleres hvorvidt det skyldes et polymorfisme-fenomen ved hjelp av et HPLC-oppsett med diodematrisedetek-sjon. Differensiell termoanalyse benyttes også, ikke bare for å kontrollere smeltepunktene, men også for å avgjøre hvorvidt endoterme eller eksoterme transisjoner forekommer, enten grunnet strukturmodifiseringer eller en polymorfisme som kan influere informasjonsprosessen i mikrokulene, eller grunnet varmeinduserte kjemiske reaksjoner.

Utstyr benyttet til ultrafiolett spektrografi: Hewlett Packard modell 8452A med et fotodiodearrangement og kvartscelle med en stråle på 0,1 cm. Løsemidler: etanol for 17-p-estradiol og kolesterol; 0,1 N HC1 for diazepam, butylhioscinbromid og koffein. Resultatene viser ingen tegn til modifisering.

Utstyr benyttet til infrarød spektrofotometri: Nicolet 205 FT-IR. Dispersjonsmedium: Kaliumbromid. Kromato-grafi: HPLC-instrument med fotodiodematriksdetektor, modell Waters 990, og Nee powermate 2 arbeidsstasjon. Resultatene viser ingen modifisering etter dannelse av mikrokuler av kolesterol, 17-p-estradiol og diazepam. Derimot ser det ut til at dannelse av mikrokuler med butylhioscinbromid gir kjemiske

modifiseringer.

Termoanalyse: Shimadzu DSC 50 kalorimeter og CR4A arbeidsstasjon. Ingen degradering av 17-p-estradiol, diazepam og koffein kunne ses på differansetermogrammene.

Det eksperimentelle oppsett for ln vitro-oppløsnings-analysene er vist i figur 5. En infusjonscelle 1 med prøven tilføres oppløsningsmediet 2 fra et reservoar (under røring);

begge holdes på et vannbad 3. Den optiske tetthet av mediet måles av et spektrofotometer 4 og mediet returneres til reser-voaret. En boblecelle 5 og en peristaltisk pumpe 6 full-stendiggj ør kretsløpet.

De følgende eksempler viser den sammenlignende re-produserbarhet av de initielle deler av oppløsningskurvene for krystaller og mikrokuler av sammenlignbar størrelse for det samme produkt. Flere (3-6) målingskretsløp (oppløsningsceller og rør) med identiske prøver behandles i parallell av samme peristaltiske pumpe og måles samtidig.

Eksempel 6

Oppløsning av 17-p-estradiol/kolesterol (1/9)-mikrokuler :

Det benyttede utstyr er vist i figur 5.

Benyttet oppløsningsmedium: H20 av HPLC-kvalitet med 0,01 %Tween 80.

Prøve: 50 mg

Partikkelstørrelse: 50 til 100 mikrometer

Målingstidspunkt: 0, 3, 6, 9, 12 og 24 timer Spektrofotometrisk

bølgelengde: 282 nm

Oppløsningskurvene for mikrokuler er vist i figur 6.

Den kan sammenlignes med oppløsningskurven for et materiale som består av de samme utgangskomponenter etter smelting, av-kjøling, knusing og mekanisk finpulverisering (figur 7).

Eksempel 7

Oppløsning av diazepam/ kolesterol ( 1/ 2)

Benyttet oppløsningsmedium: H20 av HPLC-kvalitet med 0,01 % Tween 80.

Prøve: 50 mg

Partikkelstørrelse: 50 til 100 mikrometer Målingstidspunkt: 0, 1, 2, 4 og 8 timer Spektrofotometrisk

bølgelengde: 286 nm

Oppløsningskurvene for mikrokuler er vist i figur 8 mens oppløsningskurven for finpulveriserte krystaller er vist i figur 9.

Eksempel 8

Oppløsning av butylhiosinbromid/kolesterol (1/4)-mikrokuler: Det benyttede utstyr er vist i figur 5.

Benyttet oppløsningsmedium: H20 av HPLC-kvalitet med 0,01 % Tween 80.

Prøve: 50 mg

Partikkelstørrelse: 50 til 100 mikrometer Målingstidspunkt: 0, 1, 2, 4, 8 timer Spektrofotometrisk

bølgelengde: 284 nm

Oppløsningskurvene som ikke er vist her er meget like de foregående.

Eksempel 9

Formuleringer

Eksempel 10

Undersøkelse av plasmanivåer av 17- B- estradiol/ kolesterol i kaniner

Undersøkelsen omfatter den sammenlignende evaluering av effekten på plasmanivåer i kaniner oppnådd ved parenteral tilførsel av estradiol i form av en oljeaktig oppløsning (figur 11), en vandig suspensjon av estradiol/kolesterolpartikler (figur 12) og en vandig suspensjon av estradiol/- kolesterolmikrokuler (figur 13) i henhold til formulering nr. 3.

En enkelt intramuskulær dose på 5 mg estradiol tilføres 10 hannkaniner av New Zealand-rase med en gjennomsnittsvekt på 3,5 kg.

Tidspunkt for prøveuttak er 1, 2, 4 og 24 timer i 20 dager og deretter hver tredje dag opp til 30 dager.

Prøver på 2 ml tas ut ved venepunktering, sentri-fugeres og lagres ved 20 °C inntil analyse ved radio-immunanalysebestemmelse.

Eksempel 11

Sammenlignende utvikling av plasmanivåer av diazepam i oljeaktig oppløsning og i mikrokulesuspensjonen (formulering nr. 2)

Forsøksdyr: kaniner av New Zealand-rase, rundt 5 måneder gamle og med gjennomsnittsvekt 3,7 kg.

Referanseprøven er 5 ml blod tatt ved hjerte-punktering fulgt av intramuskulær tilførsel av 2 ml analyse-formulering i høyre bakben.

Analyseprøvene tas med intervaller på 30 min i 2 timer, og med intervaller på 60 min opp til 6 timer. I noen tilfeller, avhengig av de kinetiske egenskaper ved det medisinske produkt, ble ytterligere prøver tatt ut.

Analytiske prøver på 2 ml, også uttatt ved hjerte-punktering ble plassert i en Vacutainer, heparin ble tilsatt og blandingen sentrifugert ved 3000 rpm i 10 min, hvoretter plasma ble separert og frosset i kryorør ved -20 °C inntil analyse.

Kromatografiske betingelser:

UV-deteksjon ved 220 nm

10-mikrometers Novapack C18-kolonne

Mobil fase: fosfatbuffer pH 3,5/acetonitril 59:41 v/v Strømningshastighet: 1,6 ml/min

Intern standard: ibuprofen

Figur 10 viser utviklingen av plasmanivåene inntil 30 timer etter injeksjonen, oppnådd ved injeksjon av henholdsvis en oljeaktig oppløsning (kurve 0), en suspensjon av mikrokuler ifølge formulering nr. 1 i eksempel 8 (kurve 2) og en tilsvar-ende sammensatt suspensjon av uregelmessige partikler (såkalte "krystaller") erholdt ved sammenblanding av kolesterol og

diazepam, smelting av blandingen, størkning og knusing til små partikler (kurve 1). Det kan ses at ved bruk av mikrokuler unngås den initielle plasmatopp.

I sammendrag viser resultatene beskrevet ovenfor at farmasøytisk aktive stoffer i den initielle del av oppløs-ningsprosessen viser meget mer reproduserbare tallverdier og meget glattere profiler, i form av porsjoner av kalibrerte mikrokuler, enn i form av tilfeldig formede partikler. Dette tillater en mer nøyaktig beregning av en farmasøytisk effektiv dose. Videre tillater såvel fraværet av den initielle oppløs-ningstopp (eller i det minste dens dramatiske nedgang, ved sammenligning med krystaller eller tilfeldige partikler), såvel som den forsinkede og globalt utvidede oppløsnings-prosess, beregning av økede enhetsdoser som tillater lengre tidsrom mellom hver tilførsel.

Videre viser resultatene ovenfor at denne type struktur kan benyttes både for fremstilling av medikamenter hvis virkningstidsrom er relativt kort, dvs. flere timer til noen få dager (f.eks. smertestillende midler), og for stoffer hvis påtenkte virkningstidsrom varer noen få uker. Blant de siste kan spesielt nevnes bruk av kjønnshormoner (som progesteron eller 17-B-estradiol) for fremstilling av et befruktningshindrende middel beregnet for månedlig parenteral injeksjon, eller for fremstilling av et befruktningshindrende middel beregnet for bruk etter fødselen, eller for fremstilling av et medisinsk produkt for parenteral injeksjon for forhindring av osteoporose hos kvinner i klimateriet.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av faste ikke-porøse mikrokuler som gir forbedret kontroll over de farmakokinetiske og farmakologiske egenskaper til et injiserbart, farmasøytisk aktivt stoff, og som kan tilføres et pattedyr ved parenteral injeksjon:karakterisert vedat faste, ikke-porøse mikrokuler med diameter på mellom 5 og 300 mikrometer som består av det farmasøytisk aktive stoff innesluttet i en sfærisk struktur dannet av minst ett farmakologisk inaktivt bærerstoff, hvor bærerstoffet som danner den sfæriske struktur er naturlig forekommende i pattedyrsorganismen og stabilt i fast tilstand opp til en temperatur på minst 60 °G, og hvor oppløs-ningskinetikken for bærerstoffet i pattedyrsorganismen er langsommere enn frigjøringskinetikken for det aktive stoff i samme organisme, fremstilles ved: a. dispersjon av det aktive stoff i bærerstoffet og smelting av bærerstoffet i en inert atmosfære, b. utsprøyting av det smeltede materiale som en sky av dråper under trykk i en inert atmosfære, c. frysing i en kald inert atmosfære, d. separasjon av mikrokulene i henhold til partikkelstørrelsesfraksjoner.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat separasjonen i fraksjoner utføres inntil mer enn 70 % av mikrokulene har diametere på mellom 70 % og 130 % av en spesifisert diameter.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat bærerstoffet er valgt blant koprosterol, glykocholsyre, kolesterol og kolesterol-estere.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3,karakterisert vedat bærerstoffet er kolesterol.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat det farmasøytisk aktive stoff er valgt blant stoffer som virker på sentralnervesystemet, som beroligende midler, spesielt lorazepam, haloperidol og diazepam, som antiparkinsonmidler, spesielt biperiden, triheksylfenidyl-HCL, som midler mot kramper, spesielt clonazepam, og som narkotiske midler, spesielt morfinbase og morfinderivater.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat det farmasøytisk aktive stoff er valgt blant stoffer som virker på det neurovegetative system som midler mot brekninger, spesielt metoklopramid, acepromazinmaleat, og som gastrokinetiske medikamenter, spesielt domperidona.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat det farmasøytisk aktive stoff er valgt blant perifere vasodilaterende stoffer, spesielt vincamin, nylidrin, flunarizin, pizotifen, dihydroergotamin, og bronkittmidler, spesielt bromhydrat, fenoterol, tolbuterol, clenbuterol og salbutamol.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat det farmasøytisk aktive stoff er valgt blant antihistaminer og spesielt astemizol, klorfenaminmaleat, azatadin, og blant H2-reseptoranta-gonister, spesielt famotidin.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat det farmasøytisk aktive stoff er valgt blant steroider, spesielt dexametason, betametason og 17-B-estradiol.