NO326966B1 - Partikkelpreparat for terapeutisk anvendelse, egnet for administrering ved inhalasjon, anordning for pulmonal avlevering av et terapeutisk middel, og fremgangsmate for fremstilling av partiklene - Google Patents

Description

Oppfinnelsens område

Foreliggende oppfinnelse vedrører partikkelpreparat for terapeutisk anvendelse, egnet for administrering ved inhalasjon. Anordning for pulmonal avlevering av et terapeutisk middel og fremgangsmåte for fremstilling av partiklene er også tilveiebrakt.

Oppfinnelsens bakgrunn

Faste avleveringssystemer kan anvendes ved mange forskjellige applikasjoner, slik som regulert frigjørelse av labile molekyler, særlig bioaktive materialer, slik som farma-søytiske midler, enzymer, vaksiner og biologiske regulerings-midler, slik som gjødningsstoffer, pesticider og feromoner.

Fastdoseavlevering av bioaktive materialer til biologiske vev, slik som mukosalt, dermalt, okulart, subkutant, intradermalt og pulmonalt, byr på flere fordeler sammenlignet med tidligere fremgangsmåter, slik som topiske applikasjoner av væsker, transdermal administrering via såkalte "plastre" og hypoderm injeksjon. Fastdoseavlevering kan skje ved direkte transdermal avlevering av den faste dose, noe som reduserer risikoen for infeksjon ved at bruken av konvensjonelle nåler og sprøyter elimineres, og sørger for mer nøyaktige dosering enn flerdoseampuller og minimaliserer eller eliminerer ube-haget som ofte ledsager hypoderm injeksjon. Flere fastdoseavleveringssystemer er blitt utviklet, inkludert dem som gjør bruk av transdermale og ballistiske avleveringsanordninger.

Topisk avlevering benyttes for mange forskjellige bioaktive materialer, slik som antibiotika for sårheling. Disse topiske salvene, gelene, kremene etc. må hyppig påføres på nytt for å forbli effektive. Dette er særlig vanskelig i tilfellet med brannsår og betente sår.

Anordninger anvendt for administrering av legemidler transdermalt omfatter vanligvis lagdelte kompositter med et reservoarlag av legemiddel sammen med kompositten som festes til huden, dvs. transdermalt plaster, slik som beskrevet i US patentskrift nr. 4 906 463. Mange legemidler er imidlertid ikke egnet for transdermal avlevering, og transdermale lege-middelfrigjørelseshastigheter for dem som er i stand til slik avlevering er heller ikke blitt perfeksjonert.

Subdermale, implanterbare terapeutiske systemer er også blitt formulert for sakte frigjørelse av visse farma-søytiske midler for langvarige tidsrom, slik som måneder eller år. Et velkjent eksempel er "Norplant" for avlevering av steroidhormoner.

Ved membranpermeasjonstyperegulert legemiddelavlevering innkapsles legemidlet i et rom som ledsages av en hastig-hetsbegrensende polymermembran. Legemiddelreservoaret kan inneholde enten legemiddelpartikler eller en dispersjon (eller oppløsning) av fast legemiddel i en væske eller et disperger-ingsmedium av matrikstype. Polymermembranen kan fremstilles fra et homogent eller et heterogent, ikke-porøst polymer-materiale eller en mikroporøs eller semipermeabel membran. Innkapslingen av legemiddelreservoaret i polymermembranen kan utføres ved smelting, innkapsling, mikroinnkapsling eller andre teknikker. Implantatet frigjør legemidler ved oppløsning av legemidlet i den indre kjerne og sakte diffusjon over yttermatriksen. Legemiddelfrigjørelsen fra denne type av implanterbart terapeutisk system bør være forholdsvis konstant og er stort sett avhengig av oppløsningshastigheten til legemidlet i polymermembranen eller diffusjonshastigheten over den, eller en mikroporøs eller semipermeabel membran. Den indre kjerne kan eventuelt oppløses over tid; i anordninger som for den som anvendes, oppløses imidlertid ikke yttermatriksen.

Implantater plasseres subkutant ved å lage et snitt i huden og tvinge implantatene inn mellom huden og muskelen. Ved slutten av anvendelsen fjernes disse implantatene kirurgisk dersom de ikke er oppløst. I US patentskrift nr. 4 244 949 beskrives et implantat som har en yttermatriks av en inert plast, slik som polytetrafluoretylenharpiks. Eksempler på denne type av implanterbart terapeutisk system er Progestasert IUD og Ocusert-system.

Andre implanterbare terapeutiske systemer omfatter regulert legemiddelavlevering av matriksdiffusjonstype. Legemiddelreservoaret dannes ved hjelp av homogen dispersjon av legemiddelpartikler i en lipofil eller hydrofil polymer-matriks. Dispersjonen av legemiddelpartikler i polymermatrik-sen kan utføres ved å blande legemidlet med en viskøs, flytende polymer eller en halvfast polymer ved romtemperatur, etterfulgt av kryssbinding av polymeren, eller ved å blande legemiddelpartiklene med en smeltet polymer ved en forhøyet temperatur. Den kan også fremstilles ved å oppløse legemiddelpartiklene og/eller polymeren i et organisk oppløsningsmiddel, etterfulgt av blanding og inndamping av oppløsningsmidlet i en støpeform ved en forhøyet temperatur eller under vakuum. Hastigheten for legemiddelfrigjørelse fra denne type av av-leveringsanordning er ikke konstant. Eksempler på denne type av implanterbart terapeutisk system er den kontraseptive vaginaringen og Compudose-implantatet. I PCT/GB 90/00497 beskrives glassaktige systemer med sakte frigjørelse for dannelse av implanterbare anordninger. De beskrevne implantater er biologisk absorberbare og må ikke fjernes kirurgisk. Innføring skjer imidlertid ved hjelp av kirurgiske midler. Dessuten er disse anordningene alvorlig begrenset med hensyn til typen av bioaktivt materiale som kan inkorporeres, ettersom disse må være stabile overfor varme og/eller oppløsningsmiddel for å muliggjøre inkorporering i avleveringsanordningen.

Ved mikroreservoaroppløsningsregulert legemiddelavlevering danner legemiddelreservoaret, som er en suspensjon av legemiddelpartikler i en vandig oppløsning av en vannbland-bar polymer, en homogen dispersjon av et stort antall at-skilte, tette, mikroskopiske legemiddelreservoarer i en poly-mermatriks. Mikrodispersjonen kan frembringes ved å anvende en høyenergidispergeringsteknikk. Frigjørelse av legemidlet fra denne typen av legemiddelavleveringsanordning følger enten en grenseflatedelings- eller matriksdiffusjonsregulert prosess. Et eksempel på denne type av legemiddelavleveringsanordning er Syncro-Mate-C-implantatet.

I tilfellet med støpte polymerimplantater er bioaktive materialer som ikke kan motstå organiske oppløsnings-midler, ikke egnet for bruk. I tilfellet med ekstruderte poly-mersystemer er bioaktive materialer som ikke kan motstå de forhøyede temperaturer som er nødvendige for å danne implan-tåtene, uegnet for bruk. I alle tilfeller er bioaktive materialer som er ustabile ved kroppstemperatur, særlig over langvarige tidsrom, uegnet for bruk.

Mange forskjellige formuleringer er blitt tilveiebrakt for administrering i aerosolisert form til slimhinne-overflater, særlig "ved inhalasjon" (nasofaryngealt og pulmonalt). Preparater for farmasøytisk administrering ved inhalasjon omfatter generelt en flytende formulering av det farma-søytiske middel og en anordning for avlevering av væsken i aerosolisert form. I US patentskrift nr. 5 Oll 678 beskrives egnede preparater som inneholder et farmasøytisk aktivt stoff, et biokompatibelt amfifilt steroid og et biokompatibelt (hydro-/fluor)karbondrivmiddel. I US patentskrift nr. 5 006 343 beskrives egnede preparater som inneholder lipo-somer, farmasøytisk aktive stoffer og en mengde av alveol-overflateprotein som er effektiv til å forsterke transport av liposomene gjennom en lungeoverflate.

Én ulempe for anvendelsen av aerosoliserte preparater er at det å holde farmasøytiske midler i vandige suspensjoner eller oppløsninger, kan føre til aggregasjon og tap av aktivitet og biologisk tilgjengelighet. Tapet av aktivitet kan del-vis forhindres ved oppbevaring i kjøleskap; dette begrenser imidlertid utnyttbarheten av disse preparatene. Dette gjelder særlig i tilfellet med peptider og hormoner. For eksempel er

syntetiske gonadotropinfrigjøringshormonanaloger (GnRH), slik som agonisten nafarelin eller antagonisten ganirelex, utformet for høy styrke, forøkt hydrofobisitet og membranbinding. Forbindelsene har tilstrekkelig hydrofob karakter til å aggregere i vandig oppløsning og danne en ordnet struktur som øker i viskositet med tiden. Biologisk tilgjengelighet ved nese-eller lungepreparater kan således være prohibitivt lavt. Bruken av pulverpreparater overvinner mange av disse ulempene. Den påkrevde partikkelstørrelse for slike pulvere er 0,5-5 um for å oppnå dyp alveolavsetning ved lungeavlevering. Dessverre er pulvere med slik partikkelstørrelse tilbøyelige til å

absorbere vann og klumpes sammen, og således redusere avset-ning av pulveret i de dype alveolrom. Selv om pulvere med stor partikkelstørrelse er egnet for avlevering i nese- og svelg-

området, reduserer pulvernes tilbøyelighet til å klumpe seg det tilgjengelige partikkeloverflateareal for kontakt med, og absorpsjon gjennom, disse membranene. Anordninger som disaggregerer klumper dannet ved elektrostatiske interaksjoner, er for tiden i bruk (f.eks. "Turbohaler"); disse disaggregerer imidlertid ikke fuktighetsinduserte klumper. Det ville være fordelaktig å ha pulvere som ikke absorberer fuktighet og klumpes, for derved å øke den effektive lungekonsentrasjon av legemidlet.

Fastdoseavleveringsbærere for ballistisk, transdermal administrering er også blitt utviklet. For eksempel er det i US patentskrift nr. 3 948 263 beskrevet et ballistisk dyre-implantat bestående av et ytre polymerskall som omgir et bioaktivt materiale for veterinæranvendelser. Likeledes er det i US patentskrift nr. 4 326 524 beskrevet et fastdoseballistisk prosjektil omfattende bioaktivt materiale og inert bindemiddel uten en ytre kappe. Avlevering skjer ved hjelp av komprimert gass eller eksplosjon. Gelatinbelagte beroligende stoffer båret ved hjelp av ballistiske prosjektiler for implantasjon er også beskrevet i US patentskrift nr. 979 993. Disse ballistiske anordningene er imidlertid kun egnet for veterinærappli-kasjoner på store dyr på grunn av den forholdsvis store størrelse av dosen som avleveres, vanligvis i størrelsesorden millimeter.

Ballistisk avlevering på det cellulære nivå har også vært vellykket. Det generelle prinsipp for ballistisk administrering er bruken av en supersonisk bølgefront, skapt ved frigjørelsen av komprimert gass, for å drive ut partiklene inneholdt i et tilgrensende kammer. For eksempel er nukleinsyrer adsorbert på wolframmikroprosjektilpartikler med hell blitt avlevert til levende epidermplanteceller. Se Klein

(1987), Nature, 327:70-73. En bedre regulert anordning er partikkelinnstrømningspistolen (PIG), Vain et al. (1993), Plant Cell. Tissue and Organ Culture, 33:237-246.

Det er blitt beskrevet anordninger som utløser ampuller som inneholder medisinering under anvendelse av gass-trykk. Se US patentskrift nr. 4 790 824 og PCT/GB 94/00753. Det er også beskrevet flere anordninger som injiserer væsker. Se US patentskrifter nr. 5 312 335 og 4 680 027. Det er imidlertid få eksisterende preparater egnet for ballistisk avlevering. Pulverpreparater av farmasøytika i sin nåværende form er uegnet for ballistisk administrering. Partikler av tilgjengelige pulverformer er generelt irregulære, varierende i størrelse, form og tetthet. Denne mangel på enhet fører til pulveravsetning og tap på hudoverflaten under administrering, samt problemer med regulering og konsistensen i dybden av av-leveringen til subkutane og intradermale vev.

For ballistisk avlevering ville det således være fordelaktig å tilveiebringe faste legemiddelavleveringssystemer med definert størrelse, form, tetthet og oppløsningshastighet for å sikre mer jevn fordeling. Ytterligere fordeler ville oppstå dersom formen til bæreren kunne reguleres til å lette eller kontrollere gjennomtrengning av epidermis og de harde lagene i huden. Liten avleveringssystemstørrelse, fortrinnsvis koblet med høymomentavlevering, vil også øke administrerings-komforten og minimalisere vevsskade. Fremstillingen av et slikt fastdoseavleveringssystem bør være slik at verken avleveringsbaereren eller gjestestoffet som avleveres skades, og heller ikke slik at virkningsfullheten reduseres. Dessuten bør gjestestoffet forbli stabilt når det fylles i eller på bæreren, slik at virkningsfull administrering kan oppnås og lagring av det påfylte avleveringssystem lettes. Fremstilling av fastdoseavleveringsbæreren og dens påfylling med gjeste-materiale for å oppnå et fastdoseavleveringssystem og admini-streringen av systemet bør også være forholdsvis enkel og øko-nomisk.

Oppsummering av oppfinnelsen

Foreliggende oppfinnelse omfatter partikkelpreparat for terapeutisk anvendelse, egnet for administrering ved inhalasjon. Preparatet er kjennetegnet ved at partiklene består av en fast oppløsning som omfatter et terapeutisk middel og et glassdannende karbohydrat, og som er i stand til å stabilisere midlet under sprøytetørking og lagring, hvor partiklene videre omfatter et fysiologisk akseptabelt karboksylat-, nitrat-, sulfat- eller bisulfatglass, og hvor karbohydratet er valgt blant disakkarider, trisakkarider og oligosakkarider, de tilsvarende sukkeralkoholer, polysakkarider og kjemisk modifiserte karbohydrater. Oppfinnelsen omfatter således hurtig oppløselige partikkelpreparater, som omfatter en stabiliserende polyol (SP) og et gjestestoff.

Oppfinnelsen omfatter også anordning for pulmonal avlevering av et terapeutisk middel, kjennetegnet ved at anordningen inneholder partikler som definert i hvilket som helst av kravene i 1 - 12.

Oppfinnelsen omfatter videre fremgangsmåte for fremstilling av partikler som definert i hvilket som helst av kravene 1-12, kjennetegnet ved at den omfatter trinnene med å smelte det glassdannende karbohydrat, inkorporere det terapeutiske midlet deri, hvor smeltetemperaturen er tilstrekkelig til å fluidisere karbohydratet, men utilstrekkelig til i vesentlig grad å inaktivere det terapeutiske midlet, avkjøle smeiten og oppmale det avkjølte produkt.

Kort beskrivelse av tegningene

Figur 1 er en grafisk fremstilling som viser typisk partikkelstørrelsesfordeling for mikronisert trehaloseglasspulver egnet for administrering ved inhalasjon. Figur 1 er beskrevet i eksempel 2. Figur 2A er en grafisk fremstilling som viser den snevre partikkelstørrelsesfordeling for glasspulver av trehalose og molekylært vannpumpebuffersalt (MWPB). Figur 2B er en grafisk fremstilling som viser vannabsorpsjonen av forskjellige glasspulvere av trehalose/MWPB og trehalose/klorid etter lagring ved omgivelsestemperatur og forskjellige rela-tive fuktigheter. Figur 2B viser 51 % relativ fuktighet og MWPB (■) , 80 % relativ fuktighet og MWPB (|), 51 % relativ fuktighet og klorid (□) og 80 % relativ fuktighet og klorid (X). Figur 2 er beskrevet i eksempel 2. Figur 3 er en grafisk fremstilling som viser den snevre partikkelstørrelsesfordeling for trehaloseglasspulver erholdt ved sprøytetørking i et Lab-Plant-sprøytetørkeapparat.

Figur 3 er beskrevet i eksempel 2.

Figur 4 er en grafisk fremstilling som viser en sammenligning mellom den skarpe partikkelstørrelsesfordeling for trehaloseglasspulvere (0,5 M trehalose/0,5 M kalsiumlaktat) fremstilt med to forskjellige sprøytetørkere (Lab-Plant (□) og Buchi , som angitt). Figur 4 er beskrevet i eksempel 2. Figur 5A er en grafisk fremstilling som viser resistensen til pepperrotperoksidase overfor aceton bevirket ved å tørke enzymet med trehalose. Gjennomsnittsverdiene er vist for ikke noe oppløsningsmiddel pluss trehalose (O) , ikke noe opp-løsningsmiddel minus trehalose (•) , aceton pluss trehalose (åpent kvadrat nederst) og aceton minus trehalose (åpent kvadrat øverst). Figur 5B er en grafisk fremstilling som viser resistensen til alkalisk fosfatase overfor aceton bevirket ved å tørke enzymet med trehalose. I figur 5B representerer de åpne ringene ikke noe oppløsningsmiddeleksponering pluss trehalose, de lukkede ringene representerer ikke noe oppløsnings-middeleksponering minus trehalose, de åpne kvadratene nederst representerer gjennomsnittlig aceton pluss trehalose, og de åpne kvadratene øverst representerer gjennomsnittlig aceton minus trehalose. Figur 5 er beskrevet i eksempel 3. Figur 6 er en grafisk fremstilling som viser MB9-fri-gjørelse fra utvalgte metallkarboksylatglassfilmer. Kvadratene representerer aluminiumheksanoatfilm (100-200 um), hvor fri-gjørelse kommer foran filmoppløsning. Ringene representerer kalsiumneodekanoatfilm (1-2 mm), hvor frigjørelse følger etter filmoppløsning. Figur 6 er beskrevet i eksempel 5.

Nærmere beskrivelse av oppfinnelsen

Foreliggende oppfinnelse omfatter partikkelpreparat for terapeutisk anvendelse, egnet for administrering ved inhalasjon. Partikkelpreparatene er formulert slik at det til-veiebringes nøyaktige avleveringshastigheter for gjestestoffene som er inkorporert deri.

Oppfinnelsen omfatter også fremgangsmåte for fremstilling av partikler som definert i hvilket som helst av kravene 1 - 12 .

"Fast dose" betyr, slik det her er brukt, at et gjestestoff inkorporert i bæreren er i fast og ikke i flytende

form, og den faste formen er formen som anvendes for avlevering. Gjestestoffer er de molekylene, makromolekylene og makro-molekylære sammensetninger, syntetiske og naturlige, og cellulære fraksjoner, levende og døde celler, bakterier og virus og andre aktive stoffer som er inkorporert i bæreren. Mange forskjellige gjestestoffer er her egnet for bruk og er beskrevet nedenunder. Med "effektiv mengde" av gjestestoff er det ment en mengde som skal til for å oppnå den ønskede virkning. For eksempel er, med et bioaktivt materiale, en effektiv mengde en som bevirker den ønskede fysiologiske reaksjon. Bæreren er i fast form og er amorf eller glassaktig av natur. Andre additiver, buffere, fargestoffer etc. kan være inkorporert i avleveringssystemene. Slik det her er brukt, omfatter uttrykket "bærer" alle glassdannende stoffer som er omfattet av den krevde oppfinnelse. Uttrykket "avleveringssystem(er)" omfatter de faste doseformene som omfatter bærerne og gjestestoffene. Avleveringssystemer dannet fra bestemte bærere er gitt bestemte navn slik som angitt, og med mindre annet er angitt, omfatter uttrykket "avleveringssystem" hvert av disse.

Ved én utførelsesform vedrører oppfinnelsen fastdosesystemer med høye frigjørelseshastigheter for gjestestoffene. Ved denne utførelsesform er bæreren en SP. Det er nå blitt funnet at SP-er kan bearbeides for å oppnå pulvere med homogen fordeling av partikkelstørrelser i form av enten mikrokuler eller nåler.

Partikkelpreparatene foreligger som faste oppløs-ninger av gjestestoffet i den faste bærer. Gjestestoffet er mer resistent overfor høyere temperaturer i bæreren enn alene. Den nøyaktige temperaturresistens avhenger av bæreren som anvendes. Komponentene i partikkelpreparatene kan således opprettholdes som smelter i korte tidsrom uten å skade gjestestoffene under bearbeidelse. På samme måte kan partikkelpreparatene bearbeides videre og er resistente overfor skade under sintring med nitrat og/eller karboksylat og/eller HDC-er og/eller andre glassdannende stoffer.

Foreliggende oppfinnelse omfatter således partikkelpreparater og fremgangsmåte for fremstilling av partiklene. Selv om det kan anvendes enkeltformer, kan det være til stede mer enn én bærer, mer enn ett gjestestoff og mer enn ett additiv. Bestemmelse av de effektive mengdene av disse forbindelsene er innenfor erfaringen til fagfolk innen teknikken.

Stabilisering av polyolavleveringssystemer

Oppfinnelsen omfatter partikkelpreparater hvor avleveringsbæreren omfatter en stabiliserende polyol. Disse kalles "SP-avleveringssystemer". Det er nå blitt funnet at SP-avleveringssystemene kan bearbeides til mange forskjellige fastdoseformer, særlig egnet for terapeutisk administrering av gjestestoffer.

SP-er omfatter karbohydrater. Slik det her er brukt, omfatter uttrykket "karbohydrater" monosakkarider, disakkarider, trisakkarider, oligosakkarider og deres tilsvarende sukkeralkoholer, polysakkarider og kjemisk modifiserte karbohydrater, slik som hydroksyetylstivelse og sukkerkopolymerer (Ficoll). Både naturlige og syntetiske karbohydrater er egnet for anvendelse her. Syntetiske karbohydrater omfatter, men er ikke begrenset til, de som har den glykosidiske binding er-stattet av en tiol- eller karbonbinding. Både D- og L-formene av karbohydratene kan anvendes. Karbohydratet kan være ikke-reduserende eller reduserende. Egnede bærere er de hvor et gjestestoff kan tørkes og lagres uten tap av betydelig aktivitet ved denaturering, aggregasjon eller andre mekanismer. Forhindring av tap av aktivitet kan forsterkes ved tilsetning av forskjellige additiver, slik som inhibitorer for Maillard-reaksjonen, som beskrevet nedenunder. Tilsetning av slike inhibitorer er særlig foretrukket i sammenheng med reduserende karbohydrater.

Reduserende karbohydrater som er egnet for anvendelse ved foreliggende oppfinnelse, er de som er kjent innen teknikken og omfatter, men er ikke begrenset til, glukose, maltose, laktose, fruktose, galaktose, mannose, maltulose, isomaltulose og laktulose.

Ikke-reduserende karbohydrater omfatter, men er ikke begrenset til, trehalose, raffinose, stachyose, sukrose og dekstran. Andre anvendbare karbohydrater omfatter ikke-reduserende glykosider av polyhydroksyforbindelser valgt fra sukkeralkoholer og andre rettkjedede polyalkoholer. Sukker-alkoholglykosidene er fortrinnsvis monoglykosider, særlig forbindelsen erholdt ved reduksjon av disakkarider, slik som laktose, maltose, laktulose og maltulose. Glykosidgruppen er fortrinnsvis et glukosid eller et galaktosid, og sukkeralko-holen er fortrinnsvis sorbitol (glukitol). Særlig foretrukne karbohydrater er maltitol (4-0-p-D-glukopyranosyl-D-glukitol), laktitol (4-0-(J-D-galaktopyranosyl-D-glukitol) , palatinitt (en blanding av GPS, a-D-glukopyranosyl-l-»6-sorbitol og GPM, a-D-glukopyranosyl-l-»6-mannitol) og dets individuelle sukkeralkoholer, komponentene GPS og GPM.

Fortrinnsvis er SP et karbohydrat som foreligger som et hydrat, inkludert trehalose, laktitol og palatinitt. Mest foretrukket er SP trehalose. Det er nå blitt funnet at fastdoseavleveringssystemer som inneholder visse sukkerhydrater, som trehalose, mest foretrukket mangler "klebrigheten" eller "vedheftingen" til fastdoseformer som inneholder andre karbohydrater. For fremstilling, emballering og administrering er således trehalose den foretrukne SP.

Trehalose (a-D-glukopyranosyl-a-D-glukopyranosid) er et naturlig forekommende, ikke-reduserende disakkarid som opprinnelig ble funnet å være forbundet med forhindringen av tørkeskade hos visse planter og dyr som kan tørkes ut uten skade og kan gjenopplives når de rehydratiseres. Trehalose er blitt påvist å være anvendbar ved forhindring av denaturering av proteiner, virus og matvarer under tørking. Se US patentskrifter nr. 4 891 319, 5 149 653, 5 026 566; Blakeley et al.

(1990), Lancet, 336:854-855; Roser (juli 1991), Trends in Food Sei. and Tech., 166-169; Colaco et al. (1992), Biotechnol. Internat., 345-350; Roser (1991), BioPharm., 4:47-53; Colaco et al. (1992), Bio/Tech., 10:1007-1011; og Roser et al. (mai 1993), New Scientist, s. 25-28.

Andre SP-er egnet for anvendelse her, er beskrevet f.eks. i WO 91/18091, 87/00196 og US patentskrifter nr. 4 891 319 og 5 098 893, som beskriver bruken av polyoler som glass for stabilisering av molekyler under tørking og lagring for rekondisjonering før bruk. De faste doseringsformene omfattet av foreliggende oppfinnelse er nå blitt funnet å være egnet for direkte bruk, som avleveringssystemer for regulert frigjørelse av inkorporerte gjestestoffer. I tillegg kan disse polyolene brukes i kombinasjon med andre amorfe matrikser, hvorved man får avleveringssystemer som nå er blitt funnet å ha et bredt område av frigjørelseshastigheter og karakteris-tika som er lett og nøyaktig kontrollerbare, for å produsere unike fastdosesystemer.

Det er nå også blitt funnet at gjestestoffer som fortrinnsvis er oppløselige i organiske oppløsningsmidler, kan tørkes i trehalose fra en blanding av organisk og vandig opp-løsningsmiddel , hvorved man får en samformulering som er klar til rekondisjonering i vandige oppløsningsmidler. Foreliggende oppfinnelse omfatter fastdosesystemer erholdt på denne måte. Fremgangsmåter for fremstilling av det tørkede materialet og derved erholdte preparater er tilveiebrakt ved hjelp av oppfinnelsen. Gjestestoffet oppløses i et organisk/vandig oppløs-ningsmiddel i kombinasjon med en effektiv mengde av trehalose og tørkes så. Dette gir en fast oppløsning, emulsjon, suspensjon eller et fast koacervat av gjestestoffet i et trehaloseglass, som så lett oppløses i en vandig oppløsning, hvorved man får en fint dispergert suspensjon av det uoppløselige gjestestoff. Det er nå blitt påvist at immunundertrykkeren CSA (som er lite oppløselig i vann og normalt administreres som en oljeemulsjon) i en oppløsning av trehalose i en l:l-blanding av etanol og vann kan tørkes, hvorved man får et klart glass av trehalose som inneholder CSA. Dette glasset kan males opp slik at det fås et frittflytende pulver som også kan tablet-teres, som når det tilsettes til vann oppløses øyeblikkelig, hvorved man får en fint dispergert suspensjon av CSA i vann.

Andre komponenter i avleveringssystemene

Andre glass

Som omtalt nedenunder, kan avleveringssystemene videre inneholde minst ett fysiologisk akseptabelt glass. Egnede glass omfatter karboksylat, nitrat, sulfat og bisulfat. Karboksylater har tidligere blitt brukt når lite vann-oppløselige glass er påkrevd, ettersom mange av disse bare er dårlig oppløselige i vann. Egnede slike glass omfatter, men er ikke begrenset til, dem som er beskrevet i PCT/GB 90/00497. Dannelsen av disse karboksylatglassene har imidlertid tidligere bare blitt gjort ved bråkjøling av smeiten. Den for-høyede temperatur som er nødvendig for å smelte karboksy-latene, begrenser i stor grad karboksylåtene som kan brukes til å danne glassavleveringsbærere, særlig i tilfellet med bioaktive materialer som er tilbøyelige til å være varme-labile. Vi har nå overraskende funnet at karboksylatglass lett kan dannes ved fordamping av et oppløsningsmiddel som inneholder det glassdannende metallkarboksylat og gjestestoff som skal inkorporeres. Oppfinnelsen omfatter således fremgangsmåter for å lage fastdosebærere og systemer som omfatter opp-løsning av en karboksylatkomponent i et egnet oppløsnings-middel for den, og fordamping av oppløsningsmidlet, hvorved man får et glassaktig glass. Det kan anvendes blandinger av karboksylater så vel som blandinger av andre glassdannende komponenter for å fremstille nye avleveringssystemer som omfattes av foreliggende oppfinnelse.

Avleveringssystemene kan også belegges med ett eller flere lag av et fysiologisk akseptabelt glass som har en for-utbestemt oppløsningshastighet. Dette er spesielt effektivt for pulserende frigjørelse av gjestestoffer. Preparatet kan videre inneholde andre vannoppløselige og biologisk nedbryt-bare glassdannere. Egnede glassdannere omfatter, men er ikke begrenset til, laktid- og laktid-/glykolidkopolymerer, gluku-ronidpolymerer og andre polyestere, polyortoestere og poly-anhydrider.

Gj estestoffer

Egnede terapeutiske midler omfatter, men er ikke begrenset til, antiinflammatoriske legemidler, analgetika, antiartrittlegemidler, antispasmotika, antidepresjonsmidler, antipsykotika, beroligende midler, antiangstlegemidler, narkotiske antagonister, antiparkinsonismemidler, cholinerge agonister, kjemoterapeutiske legemidler, immunologisk under-trykkende midler, antivirusmidler, antibiotiske midler, apetittundertrykkere, antiemetika, anticholinergika, anti-histaminika, antimigrenemidler, koronar-, cerebral- eller perifervasodilatorer, hormonale midler, antikonsepsjonsmidler, antitrombotiske midler, diuretika, antihypertensive midler, kardiovaskulære legemidler, opioider og lignende.

Egnede terapeutiske midler omfatter, men er ikke begrenset til, eventuelle terapeutisk effektive, biologiske modifikasjonsmidler. Slike modifikasjonsmidler omfatter, men er ikke begrenset til, subcellulære preparater, celler, bakterier, virus og molekyler som omfatter, men ikke er begrenset til, lipider, organiske stoffer, proteiner og peptider (syntetiske og naturlige), peptidetterligninger, hormoner (peptid, steroid og kortikosteroid), D- og L-amino-syrepolymerer, oligosakkarider, polysakkarider, nukleotider, oligonukleotider og nukleinsyrer, inkludert DNA og RNA, protein-nukleinsyrehybrider, små molekyler og fysiologisk aktive analoger derav. Videre kan modifikasjonsmidlene være avledet fra naturlige kilder eller laget ved hjelp av rekombi-nante eller syntetiske midler og omfatte analoger, agonister og homologer. Slik det her er brukt, henviser "protein" også til peptider og polypeptider. Slike proteiner omfatter, men er ikke begrenset til, enzymer, biofarmasøytika, veksthormoner, vekstfaktorer, insulin, monoklonale antistoffer, interferoner, interleukiner og cytokiner.

Organiske stoffer omfatter terapeutisk aktive kjemikalier. For eksempel omfatter representative organiske forbindelser, men er ikke begrenset til, vitaminer, neurotransmittere, antimikrobielle midler, antihistaminer, analgetika og immunologiske undertrykningsmidler.

Egnede steroidhormoner omfatter, men er ikke begrenset til, kortikosteroider, østrogen, progesteron, testosteron og fysiologisk aktive analoger derav. Et stort antall steroid-hormonanaloger er kjent innen teknikken og omfatter, men er ikke begrenset til, østradiol, SH-135 og tamoxifen. Mange steroidhormoner, slik som progesteron, testosteron og analoger derav, er særlig egnet for anvendelse ved foreliggende oppfinnelse, ettersom de ikke absorberes transdermalt og, med unntak av noen få analoger, ødelegges etter oral administrering ved

hjelp av den såkalte hepatiske førstepasseringsmekanisme.

Slik det her er brukt, omfatter "nukleinsyrer" hvilke som helst terapeutisk effektive nukleinsyrer som er kjent innen teknikken, inkludert, men ikke begrenset til, DNA, RNA og fysiologisk aktive analoger derav. Nukleotidene kan kode

for enkeltgener eller kan være hvilken som helst vektor som er kjent innen teknikken med rekombinant DNA, inkludert, men ikke begrenset til, plasmider, retrovirus og adenoassosierte virus. Fortrinnsvis administreres nukleotidene i pulverform i fast-dosesystemet.

Preparater som omfatter fastdoseavleveringssystemer som inneholder profylaktiske bioaktive materialer og bærere for disse, omfattes videre av oppfinnelsen. Foretrukne preparater omfatter immunogener, slik som for anvendelse i vaksiner. Fortrinnsvis inneholder preparatene en immunogen mengde av immunogenet som er effektivt for enten immunisering eller forsterkningsinokulering.

Egnede immunogener omfatter, men er ikke begrenset til, levende og svekkede virus, nukleotidvektorer som koder for antigener, bakterier, antigener, antigener pluss adjuvanser, og haptener koblet til bærere. Særlig foretrukket er immunogener som er effektive ved forårsakelse av en immunrespons mot difteri, stivkrampe, kikhoste, botulisme, kolera, denguefeber, hepatitt A, C og E, hemophilus influensa b, herpesvirus, Helicobacterium pylori, influensa, japansk encefalitt, meningokokk A, B og C, meslinger, kusma, papillom-virus, pneumokokker, polio, rubella, rotavirus, respiratorisk syncytialvirus, shigella, tuberkulose, gul feber og kombinasjoner derav.

Immunogener kan også fremstilles ved hjelp av mole-kylærbiologiske teknikker, slik at det fremstilles rekombi-nante peptider eller fusjonsproteiner som inneholder én eller flere deler av et protein avledet fra et patogen. For eksempel er fusjonsproteiner som inneholder antigenet av interesse og B-underenheten av koleratoksin, blitt påvist å indusere en immunrespons mot antigenet av interesse, Sanchez et al.

(1989), Proe. Nati. Acad. Sei. USA, 86:481-485.

Fortrinnsvis inneholder det immunogene preparat en mengde av et adjuvans som er tilstrekkelig til å øke immun-responsen mot immunogenet. Egnede adjuvanser omfatter, men er ikke begrenset til, aluminiumsalter, squalenblandinger (SAF-1), muramylpeptid, saponinderivater, mycobacteriumcelle-veggpreparater, monofosforyllipid A, mykolinsyrederivater, ikke-ioniske, overflateaktive blokkopolymerer, "Quil A", koleratoksin B-underenhet, polyfosfazen og derivater, og immunologisk stimulerende komplekser (ISCOM-er), slik som dem som er beskrevet av Takahashi et al. (1990), Nature, 344:873-875. For veterinærmedisinsk bruk og for fremstilling av antistoffer i dyr kan det anvendes mitogene komponenter av Freunds adj uvans.

Som med alle immunogene preparater må de immunologisk effektive mengder av immunogenene bestemmes empirisk. Faktorer som må tas i betraktning, omfatter immunogenisiteten, uansett om immunogenet vil bli kompleksdannet med eller kovalent festet til et adjuvans eller bærerprotein eller annen bærer, administreringsvei og antallet av immuniserende doser som skal administreres. Slike faktorer er kjent innen vaksineteknikken, og det ligger godt innenfor erfaringen til immunologer å gjøre slike bestemmelser uten for mye eksperimentering.

Dersom gjestestoffet og/eller bæreren inneholder karboksyl- og amino-, imino- eller guanidinogrupper, omfatter fortrinnsvis avleveringssystemene videre minst én fysiologisk akseptabel inhibitor for Maillard-reaksjonen i en mengde som er tilstrekkelig til i det vesentlige å forhindre kondensasjon av aminogrupper og reaktive karbonylgrupper i preparatet.

Inhibitoren for Maillard-reaksjonen kan være hvilken som helst som er kjent innen teknikken. Inhibitoren er til stede i en tilstrekkelig mengde til å forhindre, eller forhindre i det vesentlige, kondensasjon av aminogrupper og reaktive karbonylgrupper. Vanligvis er aminogruppene til stede på det bioaktive materialet, og karbonylgruppen er til stede på karbohydratet, eller omvendt. Amino- og karbonylgruppene kan imidlertid være intramolekylære, enten innenfor det biologiske stoffet eller karbohydratet. Forskjellige klasser av forbindelser er kjent for å utøve en inhiberende effekt på Maillard-reaksjonen og følgelig være anvendbare i preparatene som her er beskrevet. Disse forbindelsene er generelt enten kompetitive eller ikke-kompetitive inhibitorer. Kompetitive inhibitorer omfatter, men er ikke begrenset til, aminosyrerester (både D og L), kombinasjoner av aminosyrerester og peptider. Særlig foretrukket er lysin, arginin, histidin og tryptofan. Lysin og arginin er de mest effektive. Det er mange kjente ikke-kompetitive inhibitorer. Disse omfatter, men er ikke begrenset til, aminoguanidin, og derivater er 4-hydroksy-5,8-dioksokinolinderivater og egnede Maillard-inhibitorer, slik som dem ifølge EP-A-0 433 679.

Fremgangsmåte for fremstilling av partikkelpreparatene

Oppfinnelsen omfatter videre fremgangsmåte for fremstilling av partikkelpreparatene. Forutsatt at eksponerings-tiden er begrenset, kan gjestestoffer tilblandet i tørre bærere varmes opp for å fluidisere glasset, som så kan trekkes eller spinnes som en fiber uten skade på produktet. Fibrer kan enten trekkes fra en rund stang, avkjøles for å størkne dem og så vindes opp på en trommel, eller de kan spinnes gjennom fine hull i en hurtig roterende sylinder som varmes opp over smeltepunktet for bæreren. Ettersom de er iboende skjøre, kan disse fibrene lett kuttes, brytes, knuses eller hakkes til korte lengder for å danne lange sylindriske staver eller nåler. Ved å variere diameteren til fibrene som fremstilles, kan det dannes nåler som varierer fra mikro- til makronåler, dvs. fra tykkelser på noen få um til fraksjoner med 1 mm lengde. Det er blitt funnet at maskiner for fremstilling av spunnet sukker er egnet for anvendelse ved fremstilling av mikrofibrene med finere diameter. Selv om de optimale betingelsene må bestemmes empirisk for hver bærer, er slike bestemmelser godt innenfor kunnskapene til fagfolk på området.

For å fremstille mikrokuler kan det anvendes flere fremgangsmåter, avhengig av den ønskede applikasjon av avleveringsbærerne. Egnede fremgangsmåter omfatter, men er ikke begrenset til, sprøytetørking, frysetørking, lufttørking, vakuumtørking, tørking i fluidisert lag, oppmaling, samutfelling og superkritisk væskefordamping. I tilfellet med sprøytetørking, frysetørking, lufttørking, vakuumtørking, tørking i fluidisert lag og superkritisk væskefordamping oppløses eller oppslemmes komponentene (SP) først i egnede oppløsningsmidler. I tilfellet med oppmaling blir glass dannet fra komponentene, enten ved hjelp av oppløsningsmiddel-fordamping eller bråkjøling av smeiten, malt opp i den tørkede form og bearbeidet ved hvilken som helst fremgangsmåte som er kjent innen teknikken. I tilfellet med samutfelling blandes komponentene ved organiske forhold og bearbeides som beskrevet nedenunder.

Sprøytetørking kan brukes til å fylle bæreren med gjestestoffet. Komponentene blandes under egnede oppløsnings-middelbetingelser og tørkes under anvendelse av presisjons-dyser for å fremstille ekstremt enhetlige dråper i et tørke-kammer. Egnede sprøytetørkingsmaskiner omfatter, men er ikke begrenset til, Buchi-, NIRO-, APV- og "Lab-plant"-sprøyte-tørkere som brukes i henhold til produsentens instruksjoner. En rekke karbohydrater er egnet for anvendelse ved sprøyte-tørking, ettersom smeltepunktene til karbohydratene er for lave, noe som forårsaker at de tørkede amorfe materialer fester seg til sidene i tørkekammeret. Generelt er karbohydrater med et smeltepunkt som er lavere enn driftstempera-turen for sprøytetørkekammeret, uegnet for anvendelse ved sprøytetørking. For eksempel er palatinitt og laktitol ikke egnet for anvendelse ved sprøytetørking under konvensjonelle betingelser. En bestemmelse av egnede karbohydrater kan således gjøres etter kjente smeltepunkter eller bestemmes empirisk. Slike bestemmelser ligger innenfor kunnskapene til fagfolk innen teknikken.

Fremgangsmåter for avlevering

Preparater egnet for administrering ved inhalasjon omfatter pulverformer av avleveringssystemene. Fortrinnsvis har pulverne en partikkelstørrelse på 0,1-10 um. Mer foretrukket er partikkelstørrelsen 0,5-5 um. Mest foretrukket er partikkelstørrelsen 1-4 um. Særlig for pulmonal administrering er den foretrukne partikkelstørrelse 2,5-3 um.

Fortrinnsvis inneholder SP-avleveringsbærerpulvere også en effektiv mengde av en fysiologisk akseptabel, molekylær vannpumpebuffer (MWPB). En MWPB er et fysiologisk akseptabelt salt som bevirker et tap av vann fra preparatet, slik at damptrykket til krystallvann ved omgivelsesfuktighet er minst 14 mmHg (2000 Pa) ved 20 °C, og ikke virker inn på glassdannelse av bæreren. En effektiv mengde av en MWPB er én som i tilstrekkelig grad reduserer hygroskopisitet for å forhindre vesentlig sammenklumping, f.eks. et 50 % molart forhold av kaliumsulfat. Natriumsulfat og kalsiumlaktat er de foretrukne salter, idet kaliumsulfat er mest foretrukket.

Forstøvere og fordampere fylt med pulverne er også omfattet av oppfinnelsen. Det finnes mange forskjellige anordninger som er egnet for anvendelse ved avlevering av pulvere ved inhalasjon, se f.eks. Lindberg (1993), Summary of Lecture at Management Forum, 6.-7. desember 1993, "Creating the Future for Portable Inhalers". Ytterligere anordninger som her er egnet for anvendelse, omfatter, men er ikke begrenset til, dem som er beskrevet i WO 9413271, WO 9408552, WO 9309832 og US patentskrift nr. 5 239 993.

De følgende eksempler er gitt for å illustrere foreliggende oppfinnelse.

Eksempel 1

Fremgangsmåter for fremstilling av mikrofiber- SP- vitrøse fastdoseavleveringssystemer

a) S P- mikrof iberdanneIse

Glass ble dannet ved å tørke 20 % oppløsninger av

enten trehalose, laktitol, palatinitt eller GPS, inneholdende MWPB og 1 mg/ml av det fluorescerende algeprotein fykoerytrin under vakuum (80 mtorr) i 16 timer. Glassene ble oppmalt i en hjemmekaffekvern, hvorved man fikk et grovt pulver som ble

brukt til å fylle spinnehodet i en Kando Kl Kandy Floss-maskin for spunnet sukker (GP patentskrift nr. 1533 012). Motoren ble så slått på og det pulveriserte sukkerglass varmet opp ved

elementinnstillinger mellom 5 og 9. Oppbevaringstid i spinnehodet var 2-10 minutter, og en kontinuerlig fremgangsmåte ble opprettholdt ved konstant å toppe opp hodet.

De fremstilte fibrer ble oppmalt i en hjemmekaffekvern, og de oppnådde resultater er vist i tabell 3, som viser et gjennomsnitt av de fremstilte nåler. Disse dataene indikerer at reduserte elementinnstillinger hos alle tre sukker-glassene resulterer i fremstillingen av mikronåler med finere diameter. Med trehalose ga innstilling 6 mikronåler med en gjennomsnittlig diameter på 15 um, og innstilling 9 ga mikronåler med en gjennomsnittlig diameter på 40 um. Med GPS ga innstilling 9 mikronåler med en gjennomsnittlig diameter på 15 um. Mikronåler dannet fra glass inneholdende buffersalter forble tørre ved omgivelsestemperaturer og -fuktigheter. Mikronåler som inneholder fykoerytrin, oppviste retensjon av biologisk aktivitet, som fastslått ved hjelp av fluorescens.

b) Binær SP-/ organisk komposittglassmikrofiberdannelse

Glass ble dannet ved å tørke en blanding av trehalose, natriumoktanoat og vann i forholdet 5:1:1 under vakuum (80 mtorr) i 16 timer. Glassene ble oppmalt i en hjemmekaffekvern, hvorved man fikk et grovt pulver som ble brukt til å fylle spinnehodet i en Kando Kl Kandy Floss-maskin. Motoren ble så slått på og det pulveriserte binære karbohydrat-/organiske glass varmet opp ved elementinnstillinger mellom 5 og 9. Som med rene trehaloseglass resulterte reduserte elementinnstillinger i produksjon av mikronåler med mindre diameter. De binære blandingsglass kan skreddersys, slik at man får glass med signifikant forskjellige strekkegenskaper sammenlignet med de tilsvarende rene trehaloseglass. Oppholdstid i spinnehodet var igjen 2-10 minutter, og en kontinuerlig fremgangsmåte ble opprettholdt ved konstant å toppe opp hodet. De oppnådde resultater indikerer at variasjoner i smeltepunktene og oppløsningstidene til glassene og de resulterende fysi-kalske egenskapene til mikrofibrene kan oppnås ved å variere både karbohydrat-/de organiske molekylene og forholdene som brukes.

Eksempel 2

Fremgangsmåter for fremstilling av pulver- SP- vitrøse fastdose-avleveringssysterner

a) Inkorporering av aktiv forbindelse i SP- vitrøs av-lever ingsbærer, hvorved man får mikroniserte pulvere

Glass ble dannet ved å tørke 2 0 % oppløsninger av enten trehalose, laktitol, palatinitt, GPM eller GPS som inneholder et ekvimolart forhold mellom MWPB og protein, ved frysetørking under vakuum (80 mtorr) i 16 timer. Glassene ble pulverisert under anvendelse av en Trost-luftstrålemølle. Partikkelstørrelse i de mikroniserte pulvere ble målt ved å anvende et Malvern Mastersizer-laserpartikkelstørrelses-apparat. De oppnådde resultater med mikroniserte pulvere erholdt fra en opprinnelig oppløsning med 0,5 M trehalose og 0,5 M kalsiumlaktat, viste en monodispers partikkelfordeling med gjennomsnittlige partikkeldiametere på 1,1 um (figur 1). Pulverne som inneholder MWPB, forble et frittflytende pulver og oppviste ingen endring i partikkelstørrelse eller sammenklumping og opptak av vann etter langvarig eksponering for omgivelsestemperaturer og -fuktigheter (figurene 2A og 2B).

b) Inkorporering av aktiv forbindelse i SP- vitrøs av-lever ingsbærer, hvorved man får sprøytetørkede

pulvere

20 % oppløsninger av trehalose inneholdende MWPB-salter og protein (fykoerytrin) ble tørket i en Buchi- eller Lab-Plant-sprøytetørker ved en pumpehastighet på 500-550 ml/t og en innløpstemperatur på 180 °C. Partikkelstørrelse ble målt ved å anvende et SympaTec-laserpartikkelstørrelsesapparat. De sprøytetørkede pulvere oppviste en monodispers partikkelfordeling med en tilstrekkelig snever toppstørrelsesfordeling for effektiv anvendelse som partikler i en pulverballistisk anordning. I resultatene vist i figur 3 ga partikkelstørrel-sesanalyse av et sprøytetørket pulver, ved sprøytetørking av en blanding av 0,5 M trehalose og 0,5 M kalsiumlaktat på et Lab-Plant-sprøytetørkeapparat, en gjennomsnittlig partikkel-diameter på 8,55 um og illustrerer den tette toppfordeling som ble oppnådd.

Variasjon i den gjennomsnittlige partikkelstørrelse kan oppnås ved å variere enten sammensetningen av blandingen som skal sprøytetørkes eller egenskapene til den anvendte sprøytetørkerens dysesammensetning. Resultatene vist i figur 4 gir en sammenligning mellom partikkelstørrelsesanalyse av det sprøytetørkede pulver, som i figur 3, med et sprøytetørket pulver fremstilt ved å tørke den samme blanding på Buchi-sprøytetørkeren hvor det gjøres bruk av en annen dysesammensetning. Toppfordelingen vist i figur 4 viser et like snevert område, men den gjennomsnittlige partikkelstørrelse er nå 7,55 um.

Disse dataene viser at partiklene erholdt ved hjelp av forskjellige sprøytetørkeprosesser er like egnet til å gi preparater for ballistisk avlevering. Legg merke til at evnen til å variere partikkelstørrelse resulterer i preparater med forskjellige penetrasjonsegenskaper. Dette er særlig viktig for å bestemme intradermal, intramuskulær, intravenøs eller intramuskulær avlevering, ettersom penetrasjonen er en funksjon av partikkelmoment og fordelingen er en funksjon av spredningen av partikkelstørrelse.

c) Inkorporering av aktiv forbindelse i SP- vitrøs av-lever ingsbærer ved hjelp av tørking fra organiske

oppløsningsmidler

En 50 mg/ml oppløsning av CSA i en blanding av etanol og vann i forholdet 1:1 inneholdende 20 % trehalose ble luft-tørket ved omgivelsestemperatur, hvorved det ble dannet et klart trehaloseglass som inneholder CSA i fast suspensjon eller oppløsning. Glasset ble oppmalt, hvorved man fikk et pulver i henhold til fremgangsmåten beskrevet i eksempel 1, og forble et frittstrømmende pulver ved omgivelsestemperatur og

-fuktigheter. Tilsetning av pulveret til vann resulterte i oppløsning av trehalosen og dannelse av en enhetlig vann-suspensjon av CSA. d) Inkorporering av aktiv forbindelse i SP- vitrøs av-lever ingsbærer ved samutfelling 20 % oppløsninger av trehalose, laktitol, palatinitt, GPM eller GPS inneholdende MWPB og protein (fykoerytrin) ble tørket ved å sprøyte inn et frysebad av aceton og fast karbon-dioksid. De utfelte pulvere ble fraskilt ved sentrifugering eller filtrering og lufttørket for å fjerne gjenværende opp-løsningsmiddel. Pulverne oppviste igjen en monodispers partikkelfordeling, og de som inneholdt bufferformulerings-salter forble tørre ved omgivelsestemperaturer og -fuktigheter.

e) Dannelse av sammensatt vitrøs fastdoseavleverings-bærer av hydrofob aktiv forbindelse i SP ved å tørke

fra organiske oppløsningsmidler

To forskjellige oppløsningsmiddelsystemer ble brukt for å fremstille komposittglass. I det første tilfellet ble CSA oppløst i absolutt etanol, og et likt volum vann ble så sakte tilsatt, slik at CSA-et som utfeltes etter hver tilsetning, fikk oppløses på nytt. Trehalose ble så oppløst i 50 %

(volum/volum) etanoloppløsning inntil en sluttkonsentrasjon på 50 % (vekt/volum). Komposittglass ble fremstilt ved å avdampe det blandede oppløsningsmiddel på en varm plate ved 70 °C. I det andre tilfellet ble CSA og trehalose begge oppløst i DMF, og igjen ble komposittglasset laget ved fordamping som beskrevet ovenfor. I begge tilfellene fikk man et svakt opales-cerende glass. Vanndråper ble så lagt på glassfilmene for å studere oppløsnings- og frigjørelsesegenskapene til glassene.

De oppnådde resultater indikerer at glassene oppførte seg bemerkelsesverdig forskjellig. Glass laget av DMF ble vannavstøtende med en åpenbart hydrofob overflate. De utviklet gradvis opake hvite flekker og klumper av utfelt CSA der hvor de var i kontakt med vann. Glass laget av 50 % etanol var hydrofile. De oppløstes hurtig i vannet, og ved at de gjorde det frigjorde de en sky av svært fine CSA-partikler. Dette sistnevnte glass syntes å inneholde CSA i enten en fin, fast suspensjon eller en fast oppløsning i trehaloseglasset som frigjorde CSA-et som en utfelling når trehalosen oppløstes. Som sådan utgjør det en svært anvendbar doseringsform for CSA med høy biologisk tilgjengelighet på grunn av dets enhetlige og fint oppdelte format etter frigjørelse.

Den forskjellige oppførsel av glass med identisk sammensetning etter tørking fra forskjellige oppløsningsmidler tyder på en interessant og nyttig fremgangsmåte som gir nøy-aktig kontroll over avsetningsmønsteret til de forskjellige glassene under oppløsningsmiddelfordamping. Ettersom CSA er mer oppløselig i DMF enn trehalose er, er komposittglass med 10-2 0 % CSA i trehalose fremstilt fra dette oppløsningsmidlet tilbøyelige til å ha hydrofile trehalosekjerner og hydrofobe CSA-belegg. I motsetning til dette forårsaker, når 50 % etanol fordamper, det tidlige tap av etanol i 97 %-azeotropen at CSA kommer ut av oppløsning omgitt av trehalosesirup som så størk-ner som den kontinuerlige fase, noe som fører til en fast emulsjon av CSA i trehaloseglass.

Eksempel 3

Beskyttelse av proteiner mot et organisk oppløsningsmiddel og forhøyede temperaturer bevirket ved tørking i trehalose

a) Beskyttelse av pepperrotperoksidase og alkalisk fosfatase mot aceton bevirket ved tørking i trehalose

En 0,1 mg/ml pepperrotperoksidaseoppløsning eller en oppløsning av 1 mg/ml alkalisk fosfatase og 4 mg/ml bovint serumalbumin ble tørket i en FTS Systems-frysetørker med eller uten 50 % trehalose. Tørkeren ble brukt som en vakuumtørker og blandingen tørket uten frysing. Fire ganger ble volumet av oppløsningsmiddel tilsatt, og oppløsningen fikk inndampes til tørrhet. Innholdene ble på nytt oppløst i 5 ml vann og enzym-aktiviteten fastlagt i seriefortynning ved hjelp av kommer-sielle "sett"-reagenser. Settet med alkalisk fosfatase ble erholdt fra Sigma Chemical Co., og pepperrotperoksidasesettet ble erholdt fra Kirkegaard & Perry Laboratories, Inc. Som vist i figurene 5A og 5B, var enzymene tørket med trehalose mer resistente overfor aceton enn enzymene tørket uten trehalose.

b) Beskyttelse av fykoerytrin mot organiske oppløsnings-midler oppnådd ved å tørke i trehalose

En 400 ug/ml fykoerytrinoppløsning ble frysetørket i en Labconco-frysetørker med eller uten 20 % trehalose. Det tørkede proteinpulver ble eksponert for et antall organiske oppløsningsmidler i 72 timer. Fykoerytrinet forble fluorescerende i aceton, acetonitril, kloroform og metanol. I pyridin forble fykoerytrinet fluorescerende i 24-48 timer, men begynte å fuktes og tapte fluorescens ved 72 °C. I dimetylsulfoksid oppløseliggjordes pulveret, men fykoerytrinet forble fluorescerende .

c) Beskyttelse av fykoerytrin mot 100 % oppnådd ved tørking i trehalose

En 400 ug/ml fykoerytrinoppløsning ble frysetørket i FTS-tørkeren med eller uten 20 % trehalose. Det tørkede protein ble lagret ved 100 °C i 1 måned uten noe tap av funksjonell aktivitet.

Eksempel 4

Fremstilling av vitrøst fastdoseavleveringssystem med gjestestoff inkorporert i kompositt- SP og/ eller HDC- og/ eller karboksylatglass

a) Samformulering av vitrøst fastdoseavleveringssystem av kompositt- SP og organiske glass ved fordamping

Mikropartikler av trehalose som inneholdt MB9, ble fremstilt ved sprøytetørking som beskrevet i eksempel 2b. Den tørkede oppløsning inneholdt 0,39 M trehalose og 0,14 M kalsiumlaktat og 0,5 % MB9. Disse partiklene ble belagt ved å tilsette dem til en mettet oppløsning av sinkpalmitat (ZnC16) i toluen og avkjølt fra 60 °C til 3 0 °C. Dette avsatte et lag av ZnC16 på partiklene, som så ble filtrert under vakuum for å fjerne overskuddet av ZnC16, vasket med aceton og lufttørket. Det resulterende pulver forble ufuktet i vann i minst 3 dager (partiklene fløt i vannet uten å synke eller frigjøre MB9 og deretter sakte frigjorde fargestoff i vannet). Således kan ellers vannoppløselige pulvere gjøres vannimpermeable ved å belegge med metallkarboksylater, slik som ZnC16, hvorved man får sakte frigjørelsesformater. Legg merke til at belegnings-materialet mest sannsynlig er i krystallinsk form og ikke et glass; den faste fase hvor gjestestoffene er oppslemmet trenger derfor ikke være glassfasen som skal være vann-impermeabel.

b) Samformulering av vitrøst fastdoseavleveringssystem av SP- glass inneholdende aktive og organiske glass

ved fordamping

Et pulverisert trehaloseglass som inneholder fykoerytrin, ble tilsatt til et blandet karboksylatglass, nemlig en blanding av natriumoktanoat og sinketylheksanoat i forholdet 1:1, oppløst i et overskudd av kloroform og fordampet under en strøm av N2 ved romtemperatur, hvorved man fikk et karboksylatglass som inneholder fykoerytrinpulver i fast suspensjon eller oppløsning. Det samformulerte glass forble uoppløselig i vann i minst 48 timer. Fykoerytrinpulveret forble fluorescerende både i den opprinnelige organiske oppløs-

ning og i sluttglasset.

c) Samformulering av vitrøst fastdoseavleveringssystem av SP- glass inneholdende aktive og organiske glass

ved hjelp av samsmelting

Et fordannet organisk glass dannet ved å bråkjøle en smelte av en blanding av natriumoktanoat og sinketylheksanoat i forholdet 1:1, ble myknet ved 95 °C, og et pulverisert trehaloseglass inneholdende fykoerytrin ble tilsatt til smeiten. Den resulterende blanding ble umiddelbart bråkjølt på en aluminiumsblokk som var foravkjølt til 15 °C. Det ble dannet et klart karboksylatglass som inneholder innkapslet fykoerytrinpulver, som bibeholdt sin biologiske funksjonalitet slik det ble analysert ved hjelp av dets evne til å fluor-escere. Variasjon av egenskapene til og forholdene mellom karbohydrat- og de organiske restene i de samformulerte glass resulterer i glass med et område for sakte frigjørelseskarak-teristika, slik som fastlagt fra deres variable oppløsnings-tider i vann.

Eksempel 5

Fremstilling av fastdoseavleveringssystemer av organiske glass ved fordamping

a) Fremstilling av karboksylatfastdoseavleverings-systemer ved hjelp av oppløsningsmiddelfordamping

Aluminiumheksanoat ble oppløst i kloroform

(0,5 g/10 ml) sammen med en fin suspensjon av 1 vekt% MB9 som et sporfargestoff. En fin amorf film (100-200 pm tykkelse) ble dannet ved støping på silikatobjektglass og avdamping av opp-løsningsmidlet i en varm luftstrøm. Frigjørelse av fargestoff i destillert vann ble overvåket i 5 timer og er vist i figur 6. Ingen devitrifikasjon av disse glassene ble observert, og filmene forble transparente, selv om de ble avfarget etter hvert som fargestoffet diffunderte ut i mediet.

Amorfe filmer ble også dannet fra kalsiumneodekanoat oppløst i kloroform (0,5 g/10 ml), som beskrevet ovenfor. Fri-gjørelse av fargestoff fra disse tykkere (1-2 nm tykkelse) filmer i destillert vann ble igjen overvåket i 24 timer og er vist i figur 6. I motsetning til aluminiumsfiImene fulgte fargestoffrigjørelse fra kalsiumneodekanoatfilmene oppløs-ningen av filmene slik den ble overvåket ved hjelp av atom-adsorpsjonsspektroskopi for Ca<2+>.

b) Fremstilling av sammensatte vitrøse fastdoseavleveringssystemer av SP- glass inneholdende aktivt

stoff inkorporert i karboksylatglass ved fordamping

Filmer av glukoseglass som inneholdt 1 vekt% MB9, ble formulert ved bråkjøling fra smeiten. Disse filmene ble belagt med tynne (100 pm tykkelse) amorfe metallkarboksylatfilmer ved inndamping av oppløsning av karboksylatet i kloroform

(0,5 g/10 ml). Metallkarboksylatene som ble anvendt, var aluminiumheksanoat og -oktanoat, kalsiumneodekanoat og magnesiumisostearat og -neodekanoat. Oppløsning av filmene ble overvåket ved frigjørelse av fargestoff i destillert vann. Disse avleveringssystemene forsinket fargestoffrigjørelse i tidsrom som varierte fra minutter til timer, bortsett fra for de som ble dannet fra magnesiumisostearat som forsinket fri-gjørelse av fargestoff i 10 dager.

Claims (17)

1. Partikkelpreparat for terapeutisk anvendelse, egnet for administrering ved inhalasjon, karakterisert ved at partiklene består av en fast oppløsning som omfatter et terapeutisk middel og et glassdannende karbohydrat, og som er i stand til å stabilisere midlet under sprøytetørking og lagring, hvor partiklene videre omfatter et fysiologisk akseptabelt karboksylat-, nitrat-, sulfat- eller bisulfatglass, og hvor karbohydratet er valgt blant disakkarider, trisakkarider og oligosakkarider, de tilsvarende sukkeralkoholer, polysakkarider og kjemisk modifiserte karbohydrater.

2. Preparat ifølge krav 1, karakterisert ved at karbohydratet er et ikke-reduserende glykosid av en polyhydroksyforbindelse valgt blant sukkeralkoholer og andre rettkjedede polyalkoholer.

3. Preparat ifølge krav 1, karakterisert ved at karbohydratet er trehalose, maltose, laktose, maltulose, isomaltulose, laktulose, raffinose, stachyose, melezitose, dekstran, maltitol, laktitol, a-D-glukopyranosyl-l-»6-sorbitol, a-D-glukopyranosyl-l-»6-mannitol eller palatinitt.

4. Preparat ifølge krav 1, karakterisert ved at karbohydratet er trehalose .

5. Preparat ifølge hvilket som helst forutgående krav, karakterisert ved at partiklene er 0,1 til 10 [ im i størrelse.

6. Preparat ifølge krav 5, karakterisert ved at partiklene er 1 til 4 /nm i størrelse.

7. Preparat ifølge hvilket som helst forutgående krav, karakterisert ved at det terapeutiske midlet er et protein eller peptid, nukleotid, oligonukleotid eller en nukleinsyre.

8. Preparat ifølge hvilket som helst av kravene 1-6, karakterisert ved at det terapeutiske midlet er et enzym, et veksthormon, en vekstfaktor, et monoklonalt antistoff, et interferon, et interleukin eller et cytokin.

9. Preparat ifølge hvilket som helst av kravene 1-6, karakterisert ved at det terapeutiske midlet er syklosporin A, østrogen, progesteron, testosteron, østradiol, SH-13 5 eller tamoksifen.

10. Preparat ifølge krav 7, karakterisert ved at det terapeutiske midlet er insulin.

11. Preparat ifølge hvilket som helst forutgående krav, karakterisert ved at partiklene videre omfatter en inhibitor for Maillard-reaksjonen.

12. Preparat ifølge hvilket som helst forutgående krav, karakterisert ved at partiklene videre omfatter en molekylær vannpumpebuffer.

13. Anordning for pulmonal avlevering av et terapeutisk middel, karakterisert ved at anordningen inneholder partikler som definert i hvilket som helst av kravene i 1 - 12.

14. Fremgangsmåte for fremstilling av partikler som definert i hvilket som helst av kravene 1-12, karakterisert ved at den omfatter trinnene med å smelte det glassdannende karbohydrat, inkorporere det terapeutiske midlet deri, hvor smeltetemperaturen er tilstrekkelig til å fluidisere karbohydratet, men utilstrekkelig til i vesentlig grad å inaktivere det terapeutiske midlet, avkjøle smeiten og oppmale det avkjølte produkt.

15. Fremgangsmåte for fremstilling av partikler som definert i hvilket som helst av kravene 1-12, karakterisert ved at den omfatter trinnene med å oppløse karbohydratet og det terapeutiske midlet i et oppløsningsmiddel, og tørke den resulterende oppløsning for å danne partikler.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 15, karakterisert ved at tørkingen omfatter sprøytetørking.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 15, karakterisert ved at tørkingen omfatter superkritisk væskefordampning.