NO304729B1 - Lipidpartikkeldannende matriks - Google Patents

Description

Introduksjon

Foreliggende oppfinnelse angår lipidmatriser som tilveiebringer frigivelse av bioaktive midler via dannelsen av en type liposomer in vivo når matrisene interagerer med vann. De sfæriske lipidbilag som således dannes in vivo, heretter angitt som biosomer (eller lipidpartikkel) og lipidmatriksen, angitt som en biosomdannende matriks (BFM), skal skilles fra det vel etablerte liposombegrep eller liposomteknologi som er definert som dannelsen av lipid-vesikler i en vandig fase eller i en frysetørket form allerede fremstilt in vitro før administrering. Oppfinn-

elsen angår også fremstilling og anvendelse av disse lipidmatriser (BFM).

Bakgrunn

Parenterale depotsystemer er godt kjent for fagmannen og er vel aksepterte begreper for langtidsutlevering av legemidler. Disse systemer er basert på bionedbrytbare polymersystemer eller lipidformuleringer, f.eks. oljeløs-ninger og oljesuspensjoner. Imidlertid utviser begge systemer en alvorlig ulempe da, etter at legemiddelfrigivelsesprosessen er avsluttet, er lipidene eller polymerbærerne fremdeles ved injeksjonssetet i en lang tidsperiode, og for enkelte systemer slik som implantater, må de til og med elimineres ved kirurgi. Enn videre viser anvendelse av enten oljer eller bionedbrytbare polymerer slik som polymelkesyre/polyglycol-syre, begrenset anvendelse da hvert begrep krever spesifikke fysisk-kjemiske egenskaper av det bioaktive materiale som skal innbefattes i systemene, f.eks. løselighet eller stabilitet/f orenlighet .

Parenteral terapi trenger således et utleveringssystem for bioaktive materialer som er anvendbare både for høyt polare så vel som ikke-polare, bioaktive materialer for hvilke utleveringsystemet viser en egenhastighetsregulerende mekanisme for legemiddelfrigivelse som kan varieres innenfor en vidtgående tidsramme. Et karakteristisk trekk for et slikt utleveringssystein skal være at både legemiddelfrigivelsen og bionedbrytningen finner sted samtidig.

Da parenteral administrering av bioaktive materialer ofte må utføres av leger eller sykepleiere, og det faktum at mange mennesker finner en slik terapi ukomfortabel, er en rekke anstrengelser foretatt for å utvikle legemiddelutlever-ingsformer som er anvendbare for andre administreringsruter. Fremdeles er den mest vanlige administreringsrute enteralt (oralt, rektalt), men i løpet av de siste ti år er flere forsøk blitt utført for å utvikle intranasale eller trans-dermale utleveringssystemer som alternativer til den parenterale rute.

Imidlertid er adsorpsjon gjennom biologiske membraner en meget kompleks prosess på grunn av den varierende art av de forskjellige membraner som må passeres, så vel som den varierende art av det anvendte, bioaktive materiale. Mange enteralt administrerte legemidler viser også en høy biotrans-formasjon når de absorberes fra den gastrointestinale traktus eller viser en begrenset eller uberegnelig absorpsjonskapasitet på grunn av deres fysisk-kjemiske egenskaper, molekylær-størrelse eller sensibilitet overfor nedbrytningsprosesser i tarmen, eller på grunn av en viss spesifikk absorpsjons-mekanisme i begrensede deler av den gastrointestinale traktus. Også bioaktivt materiale administrert intranasalt eller der-malt, kan utvise uberegnelig og irregulær absorpsjon, og mange utleveringsformuleringer trenger således tilsetning av absorp-sjonsforøkere som i enkelte tilfeller har vist seg å være skadelige overfor nasalslimhinnen eller huden på grunn av lokale bivirkninger.

På grunn av denne mangel på regularitet trenger den enterale/nasale/dermale terapi et utleveringssystem som eli-minerer denne variabilitet og som er tilstrekkelig fleksibel for inkorporering av et utall bioaktive materialer uavhengig av deres fysisk-kjemiske egenskaper, molekylstørrelse eller opprinnelseskilde, i særdeleshet for slike bioaktive materialer som for tiden ikke kan administreres via den enterale rute på grunn av begrenset absorpsjonskapasitet.

Flere publikasjoner er blitt publisert som viser innflytelsen av lipider på legemiddelabsorpsjon. Imidlertid er forskjellige resultater blitt erholdt som viser en forøkt oral absorpsjon enten i mennesker eller dyr, f.eks.: - griseofulvin i en olje-i-vann-emulsjon (Bates og Sequeria,

J. Pharm. Sei., 1975, 64, 793),

- cefoxitin i en olje-i-vann-emulsjon (Palin et al., Int.

J. Pharm., 1986, 33, 99),

insulin i liposomer av fosfatidylcholin/kolesterol så vel som i vann-i-olje-mikroemulsjon (Patel og Ryman, FEBS Letters, 1976, 62, 60; Cho og Flynn, Lancet, 1989, 23./30. des.),

cyklosporin i mikroemulsjon (Tarr og Yalkowsky, Pharm.

Res. 1989, 6, 40),

forøkt nasalabsorpsjon i rotter av insulin i løsning med lysofosfatidylcholin (Illum et al., Int. J. Pharm., 1989, 57, 49).

Nedsatt absorpsjon ble funnet for propranolol i kokosnøttolje (Palin et al., J. Pharm. Pharmacol., 1989, 41, 579) eller ingen effekt i det hele tatt for vitamin K inkorporert i blandede miceller basert på glycolat og leeithin (Winn et al., J. Pharm. Pharmacol., 1989, 41, 257). Enn videre har Rowland og Woodley (Biochim. Biophys. Acta, 1980, 620, 400) vist at mange liposomale systemer er relativt ustabile i den gastrointestinale traktus, og at legemidler inkorporert i liposomer, ga den samme absorpsjon sammenlignet med fritt legemiddel per se. Det er nylig blitt antydet i termodynamiske studier at humant insulin-DEAE-dextrankompleks innelukket i liposomer, kan være et mer stabilt system enn det ikke-kompleksdannede og/eller ikke-innelukkede, humane insulin. Imidlertid er det ikke ført noe bevis for at dette virkelig virker in vivo (Manosroi et al., Drug Dev. Ind. Pharm., 1990, 16, 837).

I enkelte tilfeller er det et terapeutisk behov for å administrere bioaktive materialer lokalt, slik som i sår etter kirurgi eller for behandling av brannskader. I disse tilfeller foreligger det et behov for å utlevere det bioaktive materiale lokalt, så vel som i en utstrakt tidsperiode på en kontrollerbar måte da ingen ytterligere administrering av formuleringen er mulig etter kirurgi, og da - i tilfelle av brannskader - smerte kan forårsake alvorlig ubehag for pasienten ved gjentatte administreringer. Enn videre kan lokal påføring til andre regioner i kroppen, slik som i vagina, med en utstrakt legemiddelutlevering, utvise terapeutiske fordeler.

Det er velkjent for fagmannen at bioaktive materialer kan innelukkes i unike lipide/vandige, sfæriske strukturer definert som liposomer. Et liposom er definert som en struktur bestående av én eller flere konsentriske sfærer av lipidbilag separert av vann eller vandige bufferkammere. Hittil er liposomdannelse og følgelig fremstilling blitt begrenset til teknikker hvori angitte dannelse utføres in vitro.

Utallige patenter og vitenskapelige publikasjoner vedrørende liposomer er blitt publisert, og det tekniske område for påføring av forskjellige lipidderivater i kombinasjon med amfifatiske forbindelser slik som fosfolipider, er velkjent for fagmannen. Liposomer kan fremstilles ved forskjellige metoder under anvendelse av løsningsmidler, redus-ert trykk, tofasesystemer, frysetørking, lydbehandling etc.

(Weiner et al., Drug Dev. Ind. Pharm. 1989, 15, 1523). Prosessteknologien tilknyttet disse metoder, er meget kom-plisert. På grunn av det spesifikke krav med hensyn til de fysisk-kjemiske egenskaper av legemiddelmolekylet for å danne stabile liposomstrukturer, har bare et begrenset antall legemidler blitt vist å være anvendbare i liposomer dannet in

vitro. Hovedanvendelsen av liposomer har hittil vært begrenset til parenteral utlevering og for kosmetiske hudpleiepreparater selv om forsøk er blitt utført med hensyn til andre administreringsruter slik som orale, nasale, pulmonare. Anvendelsene for parenteral bruk er blitt fokusert på intravenøs administrering og legemiddelmålretting og i noe mindre grad for

utstrakt eller regulert frigivelse fra et depot. Hittil er anvendelse av liposomer begrenset til dannelse og inkorporering av bioaktive materialer in vitro.

En sammensetning for oral utlevering av legemidler

er blitt beskrevet i et patent av Yesair (WO 86/05694) omfattende ikke-forestrede fettsyrer, monoglycerider med fettsyrer som har 14-18 carbonatomer, lysofosfatidylcholin hvori fettsyrekomponenten har 14-18 carbonatomer og et legemiddel. Ingen av disse enkeltkjedede komponenter er bilagsdannende, noe som er en forutsetning for i det minste én av lipidkomponentene i foreliggende oppfinnelse.

US patentskrift 4 610 868 beskriver en måte for fremstilling av liposomer hvori vannløselige forbindelser inkorporeres. Dette patent angår imidlertid globulare strukturer som er til stede fra begynnelsen, i motsetning til foreliggende oppfinnelse. Angitte oppfinnelse anvender også organiske løsningsmidler i prosessen som er i motsetning til foreliggende oppfinnelse hvor biosomene dannes spontant uten noen kjemisk eller fysikalsk behandling eller initiering.

Andre dokumenter som beskriver fremstilling av liposomer, er EP 158 441, EP 260 241. og WO 87/07502. Ifølge EP 158 441 skal i motsetning til foreliggende oppfinnelse, minst én vannblandbar væske (f.eks. glycerol, ethanol) og 5-40% vann tilsettes til minst ett membranlipid (f.eks. fosfolipider slik som soyalecithin og eggeplommelecithin.

Fra EP-A-0 158 441 er det kjent et materiale som pri-mært er beregnet som et spraybart aerosolmateriale, mens

matriksen ifølge foreliggende oppfinnelse er en relativt vannfri og mer viskøs væske eller et halvfast materiale for anvendelse på slimhinner eller for oral eller parenteral bruk. Det ville således ikke være nærliggende for fagmannen overhodet å ta dette patent i betraktning hvis han ville forsøke å oppnå stabile lipidmatrikser som danner atskilte lipidpartikler spontant ved grenseflaten mellom den vandige og lipidfasen etter kontakt med eksternt vann eller et vandig medium.

Selv om fagmannen ville se etter informasjon i EP-A-0 158 441, ville han overhodet ikke ledes mot foreliggende oppfinnelse selv om publikasjonen betraktes separat eller i kombinasjon med ethvert annet dokument. EP-A-0 158 441 beskriver

således pro-liposommaterialer omfattende

a) minst ett membranlipid,

b) minst én vannblandbar, organisk væske som er et løsnings-middel for lipidet, og

c) opp til 40 vekt% vann.

Membranlipidene inneholder polare hodegrupper, dvs.

de er polare lipider. Informasjon med hensyn til muligheten for å utbytte andre ikke-flyktige komponenter for de polare lipidkomponenter kan finnes i publikasjonen. På side 8, linjene, 22-28, er det således angitt at "the compositions of this invention may contain other non-volatile components in addition to a), b) and c). In particular, it is preferred to include up to 25% by weight [on the combined weights of components a), b) and c)] of a fatty acid ester such as glyceryl tripalmitate or a sorbitan fatty acid ester, for example one of the materials sold under the name SPAN".

Det finnes deretter en diskusjon på de neste 5 linjer med hensyn til fordelen ved anvendelse av SPAN for å styrke liposomene i en viss grad. Preferansen for SPAN understrekes av det faktum at standardlipidformuleringen anvendt i eksemplene 1-12, inneholder 10 % SPAN. Glyseryltripalmitat er på den annen side bare anvendt i ett eksempel i EP-A-0 158 441 (eksempel 15). I dette eksempel er enn videre innholdet av den amfifatiske og polare lipidkomponent (eggeplommelecitin) 83 %, og innholdet av den ikke-polare lipidkomponent (glyseryltripalmitat) 17 %, dvs. godt utenfor det krevde område ifølge foreliggende oppfinnelse. Effekten av denne utbytting er på ingen måte oppmuntrende da den resulterende retensjon er dårlig (22 %) sammenlignet med de andre eksempler hvor glukose

i anvendes for å representere et legemiddel (eksempler 16-19). Det foreligger således ikke noen sterk drivkraft i EP-A-0 158 441 til å utbytte fettsyreestere for de polare lipidkomponenter overhodet, og meget mindre til minst 50 % av lipidene av systemet.

EP 260 241 beskriver et tørt lipidbasert, fast materiale som danner eller rekonstituerer liposomer i nærvær av vann. Denne sammensetning skal dehydratiseres, f.eks. gjennom lyofilisering eller spraytørking som ikke skal ødelegge liposomstrukturen. Liposomstrukturen er således til stede fra

begynnelsen, i motsetning til ved foreliggende oppfinnelse.

EP-A-0 260 241 angår et system for administrering av liposomale formuleringer til pattedyr, omfattende et tørt lipidbasert, fast materiale (aerosol) som i et vandig miljø spontant danner eller rekonstituerer liposomer. Oppfinnelsen er særlig egnet for anvendelser hvor det lipidbaserte, faste materiale inhaleres som et finoppdelt pulver i aerosolform og hydratiseres i respirasjonstrakten.

EP-A 0 260 241 er beregnet på å løse problemet med dårlig stabilitet av vandige dispersjoner og materialer bestående av oppløste lipider som tidligere ble anvendt for administrering av liposomale formuleringer.

På side 3, linjene 20-63, er det angitt:

"The present method is distinguished from previous methods to administer liposomal formulations in that the lipid-based composition is not dissolved in a solvent or dispersed in water, but in a particulate solid state. The problems concer-ning chemical stability are therefore eliminated ".

Enn videre er det i linjene 56-58 angitt:

"The dehydration can be performed with any method which does not destroy the liposomal structure. Preferably, the dehydration will be carried out by lyophilization or spray-drying in the presence of a filler material".

Det vil ikke være nærliggende for fagmannen som stod overfor problemet med å forbedre stabiliteten av væskeformige eller halvfaste formuleringer, å lete etter informasjon i et dokument hvor den oppfinneriske idé er å produsere en fast formulering for å eliminere problemene vedrørende kjemisk stabilitet.

WO 87/07502 beskriver en pro-liposomformulering omfattende minst ett flyktig, væskeformig drivmiddel og minst én lipidkomponent. Også i dette tilfelle dannes adskilte partikler ved dehydrering, og liposomene er således til stede fra

begynnelsen.

Den for tiden velkjente liposomteknologi hvor systemene fremstilles in vitro før administrering, lider av den ulempe at systemene er relativt ustabile, og faktorer slik som temperatur eller andre bestanddeler tilstedeværende i formuleringen, kan forårsake dramatisk forandring av arten av liposomene ved irreversibelt å skade bilagene. Det er også velkjent (se Weiner ovenfor) at liposomer sammensatt av rå eggeplommefosfatider, ikke er fysisk stabile in vitro ved omgivende temperaturer i mer enn noen få måneder, noe som begrenser anvendelsen av disse formuleringer i rutinepraksis. Ved anvendelse av matriksen ifølge oppfinnelsen kan de ovenfor nevnte stabilitetsproblemer unngås.

De ovenfor angitte problemer og behov kan oppfylles ved anvendelse av et avleveringssystem som beskrevet i foreliggende søknad. Foreliggende oppfinnelse vedrørende biosomdannelse in vivo, vil utvise fordeler sammenlignet med de allerede velkjente lipidlegemiddelutleveringssystemer.

Foreliggende oppfinnelse beskriver en måte å frem-stille, anvende og/eller utnytte en oppslutnings- eller adsorpsjonsprosedyre på for bioaktive substanser inn i unike lipidmatriser. En slik kombinasjon kan anvendes som en farmasøytisk formulering innen human og veterinærmedisin, i landbruk eller som kosmetiske eller mat/næringsmiddel-formuleringer.

Figur 1 viser et mikroskopfotografi av formuleringen ifølge eksempel 9. Figur 2 viser et mikroskopfotografi av formuleringen ifølge eksempel 10.

Beskrivelse av oppfinnelsen

Oppfinnelsen angår en hovedsakelig vannfri, væskeformig eller halvfast lipidpartikkeldannende matriks omfattende et bioaktivt materiale og et definert system av minst tolipidkomponenter valgt fra klasser med forskjellig polaritet, hvilken matriks er kjennetegnet ved at

i) minst én lipidkomponent er et amfifatisk og polart bilagsdannende fosfolipid i en mengde på 5 til 50 vekt% av lipidsystemet, og

ii) minst én lipidkomponent er et ikke-polart mono-, di- eller triglycerid, eller en blanding derav, og hvori adskilte lipidpartikler dannes spontant ved grenseflaten mellom vandig og lipidfase etter kontakt med eksternt vann eller et vandig medium.

Ifølge oppfinnelsen er en lipidpartikkeldannende matrikskarakterisert vedat fra et system av minst to definerte lipidkomponenter valgt fra klasser av forskjellig polaritet hvori minst én av lipidkomponentene er bilagsdannende, dannes adskilte lipidpartikler spontant når de interagerer med overskudd av vandige systemer. En definert lipidkomponent er et lipid hvis kjemiske sammensetning er kjent og regulert. I systemet er minst én av lipidkomponentene amfifatisk og polar og én er ikke-polar. Den amfifatiske og polare komponent er fortrinnsvis fosfatidylcholin, og det ikke-polare lipid er fortrinnsvis valgt fra klassene av mono-, di- og triglycerider eller en blanding derav. Ved romtempera-tur har den lipidpartikkeldannende matriks en væskeformig eller halvfast konsistens.

Mengden av de polare lipidklassekomponenter skal være i området 5-80% (vekt/vekt) av lipidsystemet, fortrinnsvis i området 10-60% (vekt/vekt).

Mengden av de polare og amfifatiske lipidklassekomponenter skal være i området 5-80% (vekt/vekt) av lipidsystemet, fortrinnsvis i området 25-50% (vekt/vekt).

Fortrinnsvis inneholder den lipidpartikkeldannende matriks bioaktive materialer som kan velges fra gruppene av legemidler, herbicider, pesticider, gjødningsstoffer, næringsmidler og kosmetiske bestanddeler eller additiver. Mengden av bioaktivt materiale er under 70% (vekt/vekt) av matriksen, fortrinnsvis under 50% (vekt/vekt).

I den lipidpartikkeldannende matriks formes de adskilte partikler spontant fra matriksen uten noen kjemisk eller fysikalsk behandling eller initiering.

Ved fremstilling av den lipidpartikkeldannende matriks blandes det amfifatiske og polare eller det ikke-polare lipid med det bioaktive materiale per se, eller i opp-løsning, og fortrinnsvis blandes det ikke-polare lipid eller lipidene til blandingen av det bioaktive materiale og det amfifatiske og polare lipid eller lipider.

Den lipidpartikkeldannende matriks kan anvendes som et bærersystem for bioaktive materialer og spesielt i farma-søytiske preparater slik som orale, rektale, nasale, vaginale, okulare eller parenterale bærere, kremer, salver, kapsler og tabletter, og de kan anvendes for fremstilling av farmasøyt- iske preparater for enteral, parenteral, nasal, intravaginal, okular administrering eller administrering lokalt på hud, sår eller slimhinner.

Egenskapen "bilagsdannende" er en velkjent fysikalsk parameter og kan lett fastslås ved fysisk-kjemiske metoder (f.eks. overflatebalansemetode). Påvisning av de dannede, adskilte lipidpartikler kan foretas ved fysiske og/eller kjemiske metoder, slik som mikroskopi under anvendelse av polarisert lys, eller diffraksjonsmetoder.

Foreliggende oppfinnelse angår bioaktive materialer som skal omsluttes i lipidmatriser, og vil ikke være begrenset til noen bestemt klasse av bioaktivt materiale uttrykt i fysikalsk-kjemiske egenskaper, molekylstørrelse eller opprinnelseskilde, dvs. syntetiske, bioteknologiske materialer, etc. Variasjonen i lipidsammensetningen tilveiebringer kon-trollmekanismen ved hvilken biosomer dannes og derved graden av biosomdannelse som vil tjene som en regulerende faktor

for enten umiddelbar eller forlenget frigivelse av de om-sluttede eller assosierte, bioaktive materialer.

Matriksen ifølge oppfinnelsen kan bare defineres i generelle uttrykk som angitt i krav 1. Forskjellen mellom matriksen ifølge oppfinnelsen og allerede kjente lipidsys-temer er evnen til spontan dannelse av biosomene i kontakt med overskudd av vandige medier. Ved således a) å anvende vel definerte lipidkomponenter fra minst to forskjellige lipidklasser og ved b) å utforme disse lipidkomponenter til unike lipidmatriser som danner biosomer in vivo når de interagerer med vann, kan systemet ifølge oppfinnelsen erholdes.

Et bioaktivt materiale innen rammen av foreliggende oppfinnelse er definert i dets videste betydning, slik som en biologisk aktiv substans som har effekt og/eller anvendes innen human- og/eller veterinærmedisinen, kosmetikkområdet så vel som innen landbruksområder (pesticider, herbicider og/eller gjødningsmidler). Også innbefattet er områder slik som matvarer.

Enhver type bioaktivt materiale kan anvendes. Således er foreliggende oppfinnelse fokusert på prinsippet lipidpartikkeldannende matriser som kan inneholde et bioaktivt middel hvori angitte, bioaktive middel og således den biosomdannende matriksutformning, er basert på de fysisk-kjemiske egenskaper til de forskjellige matrikskomponenter.

For fagmannen er det selvsagt at disse substanser ikke på noen måte er begrenset til anvendelse innen de ovenfor angitte områder, idet substansene kan være, eller anvendes for andre formål eller indikasjoner enn de som er beskrevet ovenfor. I human- og veterinærmedisinen kan enn videre en farmasøytisk aktiv substans, et salt, solvat, enantiomer eller en polymorf derav anvendes, innbefattende substanser som er syntetiske eller biosyntetiske i sin opprinnelse. På landbruksarealer kan substanser som anvendes som herbicider eller substanser som virker som stimulatorer på avlingen, anvendes. Også substanser som har en effekt på forskjellige parasitter (pesticider), er innbefattet. Innen næringsmiddel-området kan oppfinnelsen anvendes for å inkorporere additiver, slik som vitaminer, konserveringsmidler, kryddere eller andre smaksbærere for å beskytte og/eller frigi slike substanser i forbindelse med konsumpsjon eller lagring av matvarer.

Følgende definisjoner anvendes:

lipider - et generelt uttrykk for naturlige eller syntetiske forbindelser bestående av acylbærere, slik som glycerol, sfingosin, kolesterol og andre, eller derivater derav, til hvilke én eller flere fettsyrer er kjedet eller kan kjedes. Også lignende molekyler som inneholder en vesentlig hydrocarbondel, kan innbefattes.

Lipidene anvendt for biosomdannende matriser (BFM), kan klassifiseres i forskjellige lipidklasser avhengig av deres polaritet, nemlig: ikke-polare lipidklasser - disse har ingen polare hovedgrupper. Eksempler på ikke-polare bestanddeler er hydrocarboner, eller ikke-svellende amfifiler, slik som mono-, di- og triacylglyceroler, kolesterol, fettalkoholer eller kolesterolestere.

Polare lipidklasser - disse har polare hovedgrupper og utviser overflateaktivitet, slik som fosfolipider eller glycolipider. Avhengig av deres spesifikke interaksjoner med vann, oppdeles de enn videre i kategorier av svellende og

løselige amfifiler.

Amfifatiske eller amfifile lipidklasser - slik som fosfolipider og glycolipider som er overflateaktive.

Bilagsdannende lipidklasser - amfifatiske lipider slik som PC (fosfatidylcholin), sfingomyelin, PI (fosfatidylinositol), med en molekylær geometri som preferensielt leder til bilagsstrukturer i nærvær av vann.

Lipidene anvendt for BFM, består av en blanding av lipidklasser som er kjennetegnet ved deres forskjellige polariteter. Polare lipider slik som fosfolipider eller glycolipider, og ikke-polare lipider slik som mono-, di- og triglycerider, er hovedbestanddelene i systemet, men også ster-oler slik som kolesterol, fettsyrer, fettalkoholer og estere derav så vel som andre lipidklasser, kan anvendes. Denne veldefinerte blanding av lipider fra forskjellige klasser som definert ovenfor, skal ikke forveksles med kommersielle prod-ukter slik som soyabønneolje, maisolje eller soyalecithin og egglecithin. For å oppnå de veldefinerte lipidklasser skal det kommersielle materiale, slik som en olje eller et leci-thin, fraksjoneres, og deretter blandes de forskjellige lipidklasser som forklart mer i detalj i de etterfølgende eksempler.

Enn videre kan derivater av lipider også anvendes i kombinasjon med de ovenfor angitte lipider. Ett eksempel på dette er polyethylenglycol koblet til fosfatidylethanolamin som har vist seg å forlenge sirkulasjonstiden av liposomer etter injeksjon i blodstrømmen. Et annet eksempel på et slikt derivat er palmitoylcarnitin som virker som en absorpsjons-forøker for bioaktive substanser i tarmen.

På den foretrukne måte for å initiere dannelsen av BFM blandes den bioaktive substans med et valgt lipid etterfulgt av tilblanding av et lipid med forskjellig polaritet. Denne polare/ikke-polare forandring kan fortsettes i så mange sykluser som nødvendig i det spesifiserte tilfelle innbefattende et område av lipider med forskjellige polariteter.

Den foretrukne måte for inkorporering av en bioaktiv substans i BFM er å blande den bioaktive substans til amfifile lipider for å skape en homogen formulering hvori mengden av amfifile lipider generelt er i totalområdet på 5-80%

(vekt/vekt). Et slikt amfifilt lipid skal være i stand til spontan bilagsdannelse. Eksempler på dette er amfifile og polare lipidklasser slik som fosfatidylcholin, fosfatidyl-glycerol, fosfatidylinositol eller fosfatidylserin eller blandinger derav.

For å forhindre eller forsinke en umiddelbar interaksjon av amfifilene med eksogent vann skal BFM også inneholde én eller flere ikke-polare lipidklasser. Eksempler på slike ikke-polare lipider er mono-, di- eller triglyceroler, kolesterol eller dens estere.

Endogent vann, ethanol eller andre løsningsmidler, kan være til stede i små mengder (ikke tilstrekkelig for biosomdannelse) i BFM hvis den bioaktive substans trenger et slikt solvat for å inkorporeres.

Utformingen av BFM innbefatter ikke bare riktig valg og/eller kombinasjon av lipidklasser skreddersydd for opp-løseliggjøring av hver bioaktiv substans, men også riktig valg av fordelingen av fettsyrer, dvs. acetylgruppene bundet til de anvendte lipidklasser. Variasjon av acylgruppene gir forskjellige fysisk-kjemiske egenskaper, noe som fremgår av de nedenfor angitte eksempler.

Ved å variere den geometiske form av den hoved-bilagsdannende lipidklasse, dvs. det effektive hovedgruppe-område i forhold til den steriske struktur av hydrocarbon-halene, kan graden ved hvilken biosomene dannes fra BFM i en gitt, vandig omgivelse, påvirkes og kontrolleres.

En annen måte å påvirke og kontrollere dannelsen av biosomene på, er ved å variere strukturen, dvs. fluiditeten, av hydrocarbonkjedene i den ikke-polare del av BFM. Dette vil påvirke graden av interaksjon av de endogene, amfifatiske lipider og det eksogene, vandige medium.

Således vil et omhyggelig valg av lipidbestanddeler for en spesifikk BFM være nødvendig for å a) inkorporere den bioaktive forbindelse in vitro og å b) frigi den bioaktive komponent ved biosomdannelse in vivo. Dette innbefatter valg av lipidklasser så vel som fordelingen av fettsyrerestene og krever derfor adgang til analytisk rene og vel karakteriserte lipider. Eksemplene i det etterfølgende vil ytterligere illustrere variasjonen av matrisene ved valg av lipider og kombinasjoner derav uten å begrense oppfinnelsens ramme.

Således angår oppfinnelsen konstruksjonen og adferden til BFM som er et nytt begrep for legemiddelutlevering av bioaktive materialer. Oppfinnelsen begrenser ikke anvendelsen av BFM til noen spesifikk administreringsrute da BFM vil utvise potensielle anvendelser for et utall lege-middelutleveringsformer slik som absorpsjonsforøkning av orale, rektale, nasale, dermale formuleringer eller regulert utlevering via den parenterale rute eller lokalt, f.eks. i vagina eller i sår.

Etter dannelsen av biosomene in vivo ved hjelp av en kontrollerbar grad, vil legemiddelmolekyler omsluttet i, eller assosiert til BFM, hurtig frigis så snart biosomene fremkommer i blodsirkulasjonen for at legemidlet skal være i stand til å virke farmakologisk. Denne, antagelse understøttes av det faktum at liposomalstrukturene er kjent for å inter-agere hurtig med plasmaproteiner slik som albumin, transferin og makroglobuliner, men hydrolyseres også in vivo av spesifikke fosfolipaser (Wiener et al., Drug Dev. Ind. Pharm. 1989, 15, 1523). Anvendelsen av mørtelforbindelser kan således utelates i henhold til foreliggende oppfinnelse.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det mulig å inkorporere både sterkt polare så vel som ikke-polare, bioaktive materialer, på en fleksibel måte, i en lipidmatriks-struktur ved hjelp av en kombinasjon av ikke-polare lipider og amfifatiske forbindelser, og at disse legemiddelholdige BFM-er danner biosomer når BFM interagerer med vann og således danner et legemiddelutleveringssystem som er egnet for enten en forøket eller regulert, ekstravaskulær absorpsjon eller en regulert, parenteral legemiddelfrigivelse kombinert med en bionedbrytning.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et forbedret og fleksibelt legemiddelutleveringssystem som er anvendbart for forskjellige klasser av bioaktive materialer. In vitro frigivelsesforsøk med vitamin B12 (cyanokobolamin) har vist at det er mulig å oppnå BFM-er med forskjellige biosomdannende grader som en funksjon av BFM-sammensetningen. Enn videre er parenteral legemiddelutlevering med regulert frigivelse blitt funnet selv for sterkt vannløselige, bioaktive materialer slik som fragmentert heparin ("Fragmin") under anvendelse av foreliggende oppfinnelse. En slik kombinasjon av en sterkt hydrofil, bioaktiv substans med en hydrofob bærer er hittil ikke blitt vist. For fagmannen må denne nye og unike egenskap til foreliggende lipidlegemiddelutleveringsbærer (dvs. BFM) anses som meget lite forutsibar. Resultatene som bekrefter dette, er vist i eksemplene 9, 10 og 15. Det er også blitt vist at det er mulig å inkorporere en syntetisk, lavmolekylær substans, dvs. buspiron (se eksempel 22), så vel som en høy-molekylær forbindelse, dvs. koenzym QlO (se eksempel 23).

Ved inkorporering av bioaktive materialer i henhold til lipidmatriksprinsippet ifølge oppfinnelsen, angitt som biosomdannende matriser, erholdes følgende fordeler sammenlignet med konvensjonelle, farmasøytiske doseringsformer eller utleveringssystemer: - et legemiddelutleveringssystem bestående av en lipid-matriks og et bioaktivt materiale som kan konstrueres på en fleksibel måte, som utviser en unik kapasitet for inkorporering av enten polare eller ikke-polare, bioaktive materialer som utviser et vidt område av molekylvekter uten å forandre den kjemiske struktur og således den biologiske aktivitet av materialene, - et legemiddelutleveringssystem bestående av BFM og et bioaktivt materiale som danner biosomer in vivo og for hvilke graden av biosomdannelse kan forandres ved unike kombinasjoner av ikke-polare og amfifatiske lipidderivater, - et legemiddelutleveringssystem bestående av en lipid-matriks og et bioaktivt materiale som kan anvendes for anvendelsesområder for flere formål slik som ekstravaskulær absorpsjonsforøkning, parenteral, regulert legemiddelutlevering eller lokal, utstrakt legemiddelavlevering for hvilket hvert spesifikke formål kan oppnås ved unike lipidkombinasjoner på en fleksibel måte, - et legemiddelutleveringssystem bestående av en lipdmatriks og et bioaktivt materiale som er termodynamisk stabilt, - et legemiddelutleveringssystem hvori legemidlet og bæreren nedbrytes samtidig,

et legemiddelutleveringssystem som gir en mulighet for å

forbedre den orale administrering av høymolekylære forbindelser slik som proteiner, peptider, polysakkarider, etc.

Foreliggende oppfinnelse angår bare begrepet og konstruksjonen av de nye lipidmatriser, biosomdannende matriser som utviser en unik dannelse av biosomer in vivo etter administrering, og hvori et hvilket som helst egnet bioaktivt materiale kan være inkorporert, om nødvendig, for enhver bestemt årsak, slik som for forbedret biotilgjengelighet eller for forlengede/regulerte frigivelsesformål.

Eksempler

Eksempel 1

1,25 g fosfolipid fra soyabønne (I) ble tilsatt til 1,25 g av en glyceridblanding (II) og ble forsiktig omrørt i 12 timer ved 60°C. 2,50 g av et triglycerid (III) ble deretter tilsatt, og den totale blanding ble omrørt i 1 time ved 60°C.

Eksempel 2

1,25 g fosfolipid fra soyabønne (I) ble tilsatt til 1,25 g av en glyceridblanding (II) og ble forsiktig omrørt i 12 timer ved 60°C. 2,50 g av et triglycerid (III) ble deretter tilsatt, og den totale blanding ble omrørt i 1 time ved 60°C.

Eksempel 3

1,25g fosfolipider fra soyabønne (I) ble tilsatt til 1,25g av en glyceridblanding (II) og ble forsiktig omrørt i 12 timer ved 60°C. 2,50 g av et triglycerid (III) ble deretter tilsatt, og den totale blanding ble omrørt i 1 time ved 60°C.

Eksempel 4

1,25 g fosfolipid fra soyabønne (I) ble tilsatt til 1,25 g av en glyceridblanding (II) og ble forsiktig omrørt i 12 timer ved 60°C. 2,50 g av et triglycerid (III) ble deretter tilsatt, og den totale blanding ble omrørt i 1 time ved 60°C.

Eksempel 5

1,25 g fosfolipid fra soyabønne (I) ble tilsatt til 1,25 g av en glyceridblanding (II) og ble forsiktig omrørt i 12 timer ved 60°C.

Eksempel 6

1,25 g fosfolipid fra soyabønne (I) ble tilsatt til 1,25 g av en glyceridblanding (II) og 0,16 g ethanol. Den

totale blanding ble forsiktig omrørt i 6 timer ved 60°C. 0,16 g av et triglycerid (III) ble tilsatt, og den totale blanding ble omrørt i ytterligere 1 time ved den forhøyede temperatur.

Eksempel 7

15 mg cyanokobalamin (B12) ble tilsatt til 1,25 g av en glyceridblanding (II) og ble forsiktig omrørt i 3 timer ved 60°C. 1,25 g fosfatidylcholin fra soyabønne (I) ble tilsatt, og omrøringen ble fortsatt i 6 timer ved 60°C. 2,50 g av et triglycerid (III) ble tilsatt, og den totale blanding ble omrørt i ytterligere 1 time ved den forhøyede temperatur.

Eksempel 8

15 mg cyanokobalamin (B12) ble tilsatt til 1,25 g av en glyceridblanding (II) og ble forsiktig omrørt i 3 timer

ved 60°C. 1,25 g fosfatidylcholin fra soyabønne (I) ble tilsatt, og omrøring ble fortsatt i 6 timer ved 60°C. 2,50 g av et triglycerid (III) ble tilsatt, og den totale blanding ble omrørt i ytterligere 1 time ved den forhøyede temperatur.

Nedenfor i tabell I er viskositet, smeltetemperatur og smelte-entalpi blitt målt med hensyn på sammensetningene ifølge eksempel 1-8.

Viskositet målt på et Bohlin VOR reometer ved 25°C. Tm (fase-omvandlingstemperatur) og AH (entalpiforandring ved overgang) erholdt ved hjelp av differensiell scanningkalorimetri.

Som det fremgår fra tabell I, kan forskjellige fysikalsk-kjemiske egenskaper erholdes for BFM-ene som en funksjon av de anvendte lipidkombinasjoner, så vel som fett-syresammensetningene. Dette vil muliggjøre fremstilling av BFM-er som utviser en stor variasjon av fysikalske egenskaper.

Eksempel 9

30 mg cyanokobalamin (B12) ble tilsatt til 2,50 g av et monoglycerid (II), og blandingen ble forsiktig omrørt i3timer ved 60°C. 2,50 g fosfatidylcholin fra soyabønne (I) ble tilsatt, og omrøringen ble fortsatt i 6 timer ved 60°C. 5,00 g av et triglycerid (III) ble tilsatt, og den totale blanding ble omrørt i ytterligere 1 time ved den forhøyede temperatur.

Eksempel 10

30 mg cyanokobalamin (B12) ble tilsatt til 2,50 g av et monoglycerid (II), og blandingen ble omrørt forsiktig i 3 timer ved 60°C. 2,50 g fosfatidylcholin fra soyabønne (I) ble tilsatt, og omrøringen ble fortsatt i 6 timer ved 60°C. 5,00 g av et triglycerid (III) ble tilsatt, og den totale blanding ble omrørt i ytterligere 1 time ved den forhøyede temperatur. Figur 1 viser et mikroskopfotografi av formuleringen ifølge eksempel 9, 4 minutter etter tilsetning av eksternt vann (forstørrelse = 60x). Det fremgår fra figuren at lipid-vesikler, angitt her som biosomer, dannes fra den biosomdannende blanding ved grenseflaten mellom vandig og lipid fase, og at prosessen synes å finne sted ved hjelp av en spontan "knoppskytings"-mekanisme som finner sted umiddelbart etter kontakt med eksternt vann. Figur 2 viser et mikroskopfotografi av formuleringen ifølge eksempel 10, 10 sekunder etter tilsetning av eksternt vann (forstørrelse = 60x). Som det kan ses, dannes ormlign-ende strukturer i lipidfasen, dvs. den biosomdannende matriks som beveger seg mot grenseflaten mellom vann og lipid. Ved vann-lipidgrenseflaten omdannes deretter disse strukturer hurtig ved en "knoppskytings"-prosess til sfæriske lipid-vesikler angitt som biosomer i denne oppfinnelse.

In vitro-frigivelsen av vitamin Bl2 fra BFM-ene i eksempel 9 og 10 ble testet. BFM-formuleringene ble tilsatt til vann ved 20°C og ble deretter ristet forsiktig i 3 minutter før måling av Bl2-konsentrasjonen i den vandige fase. Formuleringene fikk stå i 120 minutter etterfulgt av en gjentatt analyse. For å oppnå en klar, vandig fase ble sentrifugering utført i 30 minutter ved 45.000 opm før konsen-trasjonsmålingene. Resultatene er vist i tabell II.

Som det kan ses, ble en meget hurtig og spontan frigivelse av vitamin B12 erholdt fra de to BFM-formuleringene. Avhengig av lipidsammensetningen ble også forskjellige frigivelsesegenskaper erholdt. Bare små forandringer i fettsyre-sammensetningen ga forskjellige frigivelsesegenskaper. Lipid-partiklene ifølge forsøket angitt i tabell I ovenfor, dvs. biosomer dannet fra eksempel 9 og 10, ble underkastet størr-elsesanalyse under anvendelse av et Malvern-utstyr. De således erholdte resultater er vist i tabell III.

Først ble mindre biosomer dannet spontant for eksempel 9 sammenlignet med eksempel 10 som det klart fremgår av tabell III. For de mindre biosomdannende matriser kan enn videre' en hurtigere legemiddelfrigivelse ses, se tabell II. Et annet interessant fenomen kan ses i tabell III uttrykt i tiden for dannelsen av mindre biosomer. En lengre latenstid for denne prosess ble funnet for eksempel 10 sammenlignet med eksempel 9, noe som demonstrerte muligheten for å kontrollere denne prosess ved hjelp av lipidsammensetningen i BFM-ene.

Eksempel 11

2,50 g fosfatidylcholin fra soyabønne (I) og 7,50 g av et monoglycerid (II) ble forsiktig omrørt i 6 timer ved

60°C. 1,25 g vann ble tilsatt, og omrøringen ble fortsatt i ytterligere 1 time ved den forhøyede temperatur.

Eksempel 12

2,50 g fosfatidylcholin fra soyabønne (I) og 7,50 g av et monoglycerid (II) ble forsiktig omrørt i 6 timer ved 60°C. 1,25 g "Fragmin"-løsning (120 mg/g vann) ble tilsatt, og omrøringen ble fortsatt i ytterligere 1 time ved denne forhøyede temperatur.

Eksempel 13

2,50 g fosfatidylcholin fra soyabønne (I) og 7,50 g av et monoglycerid (II) ble forsiktig omrørt ved 60°C i 6 timer. 0,625 g "Fragmin"-løsning (120 mg/g vann) ble tilsatt, og omrøringen ble fortsatt i ytterligere 1 time ved den forhøyede temperatur.

Eksempel 14

2,50 g fosfatidylcholin fra soyabønne (I) og 7,50 g av et monoglycerid (II) ble forsiktig omrørt ved 60°C i 6 timer. 1,25 g "Fragmin"-løsning (120 mg/g vann) ble tilsatt, og omrøringen ble fortsatt i ytterligere 1 time ved den for-høyede temperatur.

Eksempel 15

2,50 g fosfatidylcholin fra soyabønne (I) og 7,50 g av et monoglycerid (II) ble forsiktig omrørt ved 60°C i 6 timer. 0,625 g 11 Fragmin "-løsning (120 mg/g vann) ble tilsatt, og omrøringen ble fortsatt i ytterligere 1 time ved den forhøyede temperatur.

Størrelsesfordelingen av biosomene dannet i vann ved37°C, ble bestemt for eksempel 15 under anvendelse av etMalvern-utstyr. BFM-formuleringen ble ristet forsiktig i vann i 17 timer etterfulgt av sentrifugering for å separere lipidfasen fra den vandige fase. Resultatet er vist i tabell IV.

Eksempel 15 ble også administrert i en kanin ved subkutan injeksjon. Blodprøver ble oppsamlet, og plasmakon-sentrasjonen av "Fragmin" ble analysert som en funksjon av tiden. Resultatene er vist i tabell V.

Som det kan ses fra tabell V, ble en konstant og forlenget frigivelse av "Fragmin" erholdt in vivo. Det synes som om det nå er mulig å utlevere in vivo en sterkt vannløse-lig, høymolekylær forbindelse ved en konstant hastighet ved hjelp av foreliggende oppfinnelse.

Eksempel 16-23 viser forskjellige formuleringer basert på foreliggende oppfinnelse som demonstrerer fleksi-biliteten av oppfinnelsen. Eksemplene viser at det er mulig å inkorporere både sterkt komplekse molekyler slik som vitamin B12, så vel som lavmolekylære forbindelser, f.eks. buspiron og høymolekylære molekyler, f.eks. fragmentert heparin "Fragmin" hvor hver bioaktiv forbindelse utviser forskjellige fysikalsk-kj emiske egenskaper.

Eksempel 16

150 mg cyanokobalamin (B12) ble tilsatt til 12,50 g

av et monoglycerid (II), og blandingen ble forsiktig omrørt ved 60°C i 3 timer. 12,50 g fosfatidylcholin fra soyabønne (I) ble tilsatt, og omrøringen ble fortsatt i 6 timer ved 60°C. 25,00 g av et triglycerid (III) ble tilsatt, og den totale blanding ble omrørt i ytterligere 1 time ved den forhøyede temperatur.

Eksempel 17

150 mg cyanokobalamin (B12) ble tilsatt til 12,50 g av et monoglycerid (II), og blandingen ble forsiktig omrørt ved 60°C i 3 timer. 12,50 g fosfatidylcholin fra soyabønne (I) ble tilsatt, og omrøringen ble fortsatt i 6 timer ved 60°C. 25,00 g av et triglycerid (III) ble tilsatt, og den totale blanding ble omrørt i ytterligere 1 time ved den forhøyede temperatur.

Eksempel 18

150 mg cyanokobalamin (B12) ble tilsatt til 33,30 g av et monoglycerid (II), og blandingen ble forsiktig omrørt ved 60°C i 3 timer. 11,10 g fosfatidylcholin fra soyabønne (I) ble tilsatt, og omrøringen ble fortsatt i 6 timer ved 60°C. 5,60 g vann ble tilsatt, og den totale blanding ble omrørt i ytterligere 1 time ved den forhøyede temperatur.

Eksempel 19

15 mg cyanohydroxykobalaminacetat ble tilsatt til 1,25 g av en glyceridblanding (II) og ble forsiktig omrørt ved 60°C i3timer. 1,25 g fosfatidylcholin fra soyabønne (I) ble tilsatt, og omrøringen ble fortsatt i 6 timer ved 60°C. 2,50 g av et triglycerid (III) ble tilsatt, og den totale blanding ble omrørt i ytterligere 1 time ved den forhøyede temperatur.

Eksempel 20

15 mg cyanohydroxykobalaminacetat ble tilsatt til 1,25 g av en glyceridblanding (II) og ble forsiktig omrørt ved 60°C i 3 timer. 1,25 g fosfatidylcholin fra soyabønne (I) ble tilsatt, og omrøringen ble fortsatt i 6 timer ved 60°C. 2,50 g av et triglycerid (III) ble tilsatt, og den totale blanding ble omrørt i ytterligere 1 time ved den forhøyede temperatur.

Eksempel 21

2,50 g fosfatidylcholin fra soyabønne (I) og 7,50 g av et monoglycerid (II) ble forsiktig omrørt i 6 timer ved 60°C. 2,0 ml "Fragmin"-løsning (334 mg/g vann) ble tilsatt, og omrøringen ble fortsatt i ytterligere 1 time ved den for-høyede temperatur.

Eksempel 22

10 mg buspironhydroklorid ble tilsatt til 50 mg av et monoglycerid (II), og blandingen ble forsiktig omrørt i 1 time ved 60°C. 200 mg av et diglycerid (III) og 250 mg fosfatidylcholin fra soyabønne (I) ble tilsatt, og omrøringen ble fortsatt i 3 timer ved 60°C. 500 mg av et triglycerid (IV) ble tilsatt, og den totale blanding ble omrørt i ytterligere 10 minutter ved den forhøyede temperatur.

Eksempel 23

20 mg koenzym Q10 ble tilsatt til 200mg av et diglycerid (II) og 250 mg fosfatidylcholin fra soyabønne (I), og blandingen ble forsiktig omrørt i 6 timer ved 60°C. 500 mg av et triglycerid (III) ble tilsatt, og den totale blanding ble omrørt i ytterligere 1 time ved den forhøyede temperatur.

Claims (7)

1. Hovedsakelig vannfri, væskeformig eller halvfast lipidpartikkeldannende matriks omfattende et bioaktivt materiale og et definert system av minst to lipidkomponenter valgt fra klasser med forskjellig polaritet,karakterisert vedat i) minst én lipidkomponent er et amfifatisk og polart bilagsdannende fosfolipid i en mengde på 5 til 50 vekt% av lipidsystemet, og ii) minst én lipidkomponent er et ikke-polart mono-, di- eller triglycerid, eller en blanding derav, og hvori adskilte lipidpartikler dannes spontant ved grenseflaten mellom vandig og lipidfase etter kontakt med eksternt vann eller et vandig medium.

2. Lipidpartikkeldannende matriks ifølge krav 1,karakterisert vedat det ikke-polare lipid inneholder et triglycerid med i det vesentlige en blanding av 8:0 caprylat og 10:0 caprat.

3. Lipidpartikkeldannende matriks ifølge hvilket som helst av kravene 1-2, karakterisert vedat det ikke-polare lipid inneholder et triglycerid med i det vesentlige en blanding av 18:2 linoleat, 18:1 oleat og 16:0 palmitat.

4. Lipidpartikkeldannende matriks ifølge hvilket som helst av kravene 1-3, karakterisert vedat det ikke-polare lipid inneholder et monoglycerid med i det vesentlige en blanding av 8:0 caprylat og 10:0 caprat.

5. Lipidpartikkeldannende matriks ifølge krav 1,karakterisert vedat de amfifatiske og polare lipidkomponenter er bilagsdannende og i en mengde på 25-50 % (vekt/vekt) av lipidsystemet.

6. Lipidpartikkeldannende matriks ifølge kravene 1 og 5,karakterisert vedat de amfifatiske og polare lipidkomponenter er valgt fra fosfatidylcholin og andre fosfolipider.

7. Lipidpartikkeldannende matriks ifølge hvilket som helst av kravene 1 og 5-6, karakterisert vedat de amfifatiske og polare lipidkomponenter er fosfatidylcholin i en mengde på 50 % (vekt/vekt).