PL178403B1

PL178403B1 - Preparat terapeutyczny do inhalacji zawierający insulinę oraz sposób wytwarzania preparatu terapeutycznego do inhalacji zawierającego insulinę

Info

Publication number: PL178403B1
Application number: PL94312205A
Authority: PL
Inventors: Kjell G. E. Bäckström; Carl M. O. Dahlbäck; Peter Edman; Ann C. B. Johansson
Original assignee: Astra Ab
Priority date: 1993-06-24
Filing date: 1994-06-23
Publication date: 2000-04-28
Also published as: KR100372673B1; IS1768B; SK160195A3; UA49794C2; CN1110301C; US6306440B1; JP3874789B2; WO1995000127A1; SK283145B6; FI956227A0; NO955226D0; BR9406907A; JP2006089496A; JP4294635B2; IL110084A; CA2166108C; US5658878A; CN1129904A; HK1009584A1; NZ268137A

Abstract

1 Preparat terapeutyczny do inhalacji zawierajacy insuline, znam ienny tym, ze zawiera zwiazki aktywne (A) insuline i (B) substancie zwiekszajaca absorpcje insuliny w dolnych drogach oddechowych wybrana z grupy skladajacej sie z soli kwasu tluszczowego, soli kwasu zolciowego lub pochodnej soli kwasu zólciowego, fosfolipidu, glikozydu, cyklodekstryny, acylokamityny i soli kwasu glicyryzyny w ilosci od 10 do 50% w stosunku do insuliny, w postaci suchego proszku, odpowiedniego do inhalacji inhalatorem do proszku, w którym co naj nm n i e j 50% calkowitej masy zwiazków aktywnych sklada sie z (a) czastek o srednicy do 10 mikrometrów lub (b) aglomeratów takich czastek 27 Preparat terapeutyczny do inhalacji zawieraiacy insuline, znam ienny tym , ze zawiera zwiazki aktywne (A) insuline i (B) substancje zwiekszajaca absorpcje insuliny w dolnych drogach oddechow'ych bedaca so la kwasu tluszczowego w ilosci od 10 do 50% w stosunku do ilo- sci insuliny, w postaci suchego proszku, odpowiedniego do inhalacji inhalatorem do proszku, w którym co najmniej 50% calkowitej masy zwiazków aktywnych sklada sie z (a) czastek o srednicy do 10 mikrometrów lub (b) aglomeratów takich czastek 34 Sposób wytwarzania preparatu terapeutycznego do inhalacji zawierajacego insuline, znam ienny tym , ze tworzy sie, w temperaturze pokojowej, roztwór, o pH 3,0 do 8,5, insuliny i substancji zwiekszajacej absorpcje insuliny w dolnych drogach oddechowych w ybranej z gru- py skladajacej sie z soli kwasu tluszczowego, soli kwasu zólciowego lub pochodnej soli kwasu zólciowego, fosfolipidu, glikozydu, cyklode- kstryny acylokamityn zólciowego, fosfolipidu, glikozydu, cyklodekstryny, acylokamityny i soli kwasu glicyryzyny, przy czym stosunek insuliny do substancii zwiekszajacej absorpcje wynosi od 1 0 90 do 50 50, usuwa sie rozpuszczalnik przez odparowanie lub w inny sposob, w temperaturze nie wyzsze) niz 40°C z wytworzeniem substancji stalej, 1 ewentualnie rozdrabnia sie substancje stala z wytworzeniem suchego proszku do inhalacji inhalatorem do suchego proszku, w którym co najmniej 50% calkowitei masy zwiazków aktywnych sklada sie z (a) czastek o srednicy do 10 mikrometrów lub (b) aglomeratow takich czastek 38 .Sposób wytwarzania preparatu terapeutycznego do inhalacji zawierajacego insuline, znam ienny tym, ze miesza sie na sucho insuli- ne lacznie z substancja zw iekszajaca absorpcje w dolnych drogach oddechowych w ybranaz grupy skladajacei sie z soli kwasu tluszczowego, soli kwasu zolciowego lub pochodnej soli kwasu zólciowego, fosfolipidu, glikozydu, cyklodekstryny, acylokamityny i soli kwasu glicyryzy ny, przy czym stosunek insuliny do substancji zwiekszajacej absorpcje wynosi od 10 90 do 50 50% i ewentualnie rozdrabnia sie substancje stala z wytworzeniem suchego proszku do inhalacji inhalatorem do suchego proszku, w którym co naj mn i e j 50% calkowitej masy zwiazków aktywnych sklada sie z (a) czastek, o srednicy do 10 mikrometrów tub (b) aglomeratów takich czastek PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy preparatu terapeutycznego do inhalacji zawierającego insulinę oraz sposobu wytwarzania preparatu terapeutycznego zwiększającego insulinę.

Insulina odgrywa centralnąrolę w regulacji metabolizmu węglowodanów, tłuszczów i protein w organiźmie. Diabetes mellitus (zwykle nazywane krócej: diabetes-cukrzyca) jest chorobą cechującą się rozregulowaniem metabolizmu, w szczególności metabolizmu glukozy. U normalnych osobników, zwiększenie poziomów glukozy we krwi (takie, które występuje bezpośrednio pojedzeniu) wyzwala wydzielanie do strumienia krwi - przez komórki beta wysepek w trzustce insuliny, hormonu peptydowego. Insulina wiąże się do receptorów insulinowych umiejscowionych w pewnej liczbie typów komórek, szczególnie komórek mięśni, i tym samym sygnalizuje komórkom, by zwiększyły szybkość wychwytu glukozy do komórek. W miarę jak glukoza we krwi powraca do normalnych poziomów z przed posiłków, ilość insuliny we krwi także spada. W nieobecności insuliny, poziomy glukozy we krwi mogłyby wzrosnąć do niebezpiecznie wysokich poziomów (do stanu zwanego hiperglikemią), i mogłyby spowodować śmierć. Zbyt wiele insuliny powoduje nienormalnie niskie poziomy glukozy we krwi (hipoglikemia), co również jest niebezpieczne i może mieć fatalne następstwa. U normalnego osobnika, wbudowana pętla sprzężenia zwrotnego regulująca wydzielanie insuliny i jej oczyszczanie z ogólnoustrojowego obiegu zapobiega występowaniu zarówno stanom hiperglikemii i hipoglikemii.

Diabetes mellitus jest chorobą, która dotyka około 3% ludności Szwecji. Spośród tych 3%, około 20% cierpi na diabetes typu I, a pozostałość na diabetes typu II.

178 403

Cukrzyca typu I, diabetes melhtus zależny od insuliny (IDDM), zwykle rozpoczyna się w dzieciństwie. Charakteryzuje się atrofią komórek beta trzustki, co daje w wyniku zmniejszenie lub zaprzestanie produkcji insuliny, i pozostawienie pacjenta, aby przeżył, w stanie zależności od egzogennej insuliny.

Częstsza cukrzyca typu II, diabetes mellitus niezależna od insuliny (NIDDM), zasadniczo występuje u pacjentów starszych niż 40 lat. Pacjenci ci mogą, przynajmniej na początku, wykazywać normalne lub nawet wyższe poziomy insuliny we krwi, lecz wykazują anormalnie niską szybkość komórkowego wychwytu glukozy w odpowiedzi na insulinę. Chociaż cukrzyca typu II może być leczona przez kontrolowanie diety pacjenta, podawanie egzogennej insuliny, aby uzupełnić insulinę wydzielaną przez komórki beta pacjenta może również okazać się niezbędne.

Insuliny nie można podawać doustnie w skutecznych dawkach, ponieważ jest szybko degradowana przez enyzmy w przewodzie pokarmowym i niskie pH w żołądku zanim osiągnie strumień krwi. Standardową metodą podawania jest podskórna iniekcja izotonicznego roztworu insuliny, zwykle przez samego pacjenta. Konieczność iniekcji powoduje znaczną niewygodę i dyskomfort dla wielu dotkniętym chorobą i ponadto mogą wystąpić lokalne reakcje w czasie iniekcji. Oprócz tego występuje anormalny, niefizjologiczny profil stężenia w osoczu dla wstrzykiwanej insuliny. Ten anormalny profil stężenia w osoczu jest niepożądany i zwiększa ryzyko efektów ubocznych związanych z długoterminowym leczeniem cukrzycy'.

Z powodu tych niekorzystnych cech, istnieje potrzeba dostępności insuliny, w postaci podawanej inaczej niż przez iniekcję. W ramach prób wytworzenia takich innych form insuliny, pojawiły się różne propozycje. Np. sugerowano produkty do podawania donosowego, doodbytniczego i policzkowego, przy czym główny wysiłek skoncentrowano na produktach do podawania donosowego. Donosowe podawanie jest jednak problematyczne i pozwalajedynie na bardzo niską biodostępność. Podawanie płucne leków aktywnych ogólnoustrojowo przyciągało coraz więcej uwagi w ostatnich latach i pewne badania objęły płucne podawanie insuliny. Większość z nich dotyczy roztworów lub zawiesin do podawania płucnego np. przez rozpylacze i inhalatory dawkujące pod ciśnieniem i wszystkie te próby odniosły ograniczone powodzenie.

Stwierdzono, że insulinę można włączyć do preparatu suchego proszku do inhalacji włączając również substancję zwiększającą absorpcję insuliny w płucach, z którego to preparatu insulina może być absorbowana z szybkością i w ilości dopuszczalnej terapeutycznie. Przez „zwiększa absorpcję” rozumie się, że ilość insuliny zaabsorbowana do ogólnoustrojowego obiegu w obecności substancji zwiększającej absorpcję jest wyższa niż ilość zaabsorbowana w nieobecności substancji zwiększającej absorpcję.

Wynalazek zapewnia preparat terapeutyczny zawierający insulinę obejmujący związki aktywne: (A) insulinę i (B) substancję zwiększającą absorpcję insuliny w dolnych drogach oddechowych wybraną z grupy składającej się z soli kwasu tłuszczowego, soli kwasu żółciowego lub pochodnej soli kwasu żółciowego, fosfolipidu, glikozydu, cyklodekstryny, acylokamityny i soli kwasu glicyryzyny w ilości od 10 do 50% w stosunku do insuliny, w postaci suchego proszku nadającego się do inhalacji inhalatorem suchego proszku, w którym co najmniej 50% całkowitej masy związków aktywnych składa się z (a) cząstek pierwotnych o średnicy mniejszej niż około 10 mikrometrów, np. pomiędzy 0,01 i 10 mikrometrów i korzystnie między 1 i 6 mikrometrów lub (b) aglomeratów wspomnianych cząstek.

Wynalazek zapewnia także sposób wytwarzania preparatu terapeutycznego do inhalacji zawierającego insulinę, który charakteryzuje się tym, że tworzy się, w temperaturze pokojowej, roztwór, o pH 3,0 do 8,5, insuliny i substancji zwiększającej absorpcję insuliny w dolnych drogach oddechowych wybranej z grupy składającej się z soli kwasu tłuszczowego, soli kwasu żółciowego lub pochodnej soli kwasu żółciowego, fosfolipidu, glikozydu, cyklodekstryny, acylokamityny i soli kwasu glicyryzyny, przy czym stosunek insuliny do substancji zwiększającej absorpcję wynosi od 10:90 do 50:50, usuwa się rozpuszczalnik przez odparowanie lub w inny sposób, w temperaturze nie wyższej niż 40°C z wytworzeniem substancji stałej, i ewentualnie rozdrabnia się substancję stałąz wytworzeniem suchego proszku do inhalacji inhalatorem do su6

178 403 chego proszku, w którym co najmniej 50% całkowitej masy związków aktywnych składa się z (a) cząstek o średnicy do 10 mikrometrów lub (b) aglomeratów takich cząstek.

Ponadto wynalazek zapewnia sposób wytwarzania preparatu terapeutycznego do inhalacji zawierającego insulinę, który charakteryzuje się tym, że miesza się na sucho insulinę łącznie z substancją zwiększającą absorpcję w dolnych drogach oddechowych wybraną z grupy składającej się z soli kwasu tłuszczowego, soli kwasu żółciowego lub pochodnej soli kwasu żółciowego, fosfolipidu, glikozydu, cyklodekstryny, acylokamityny i soli kwasu glicyryzyny, przy czym stosunek insuliny do substancji zwiększającej absorpcję wynosi od 10:90 do 50:50% i ewentualnie rozdrabnia się substancję stalą z wytworzeniem suchego proszku do inhalacji inhalatorem do suchego proszku, w którym co najmniej 50% całkowitej masy związków aktywnych składa się z (a) cząstek o średnicy do 10 mikrometrów lub (b) aglomeratów takich cząstek.

Preparat terapeutyczny według niniejszego wynalazku może zawierać jedynie wspomniane związki aktywne lub może zawierać inne substancje, takie jak farmaceutycznie dopuszczalny nośnik. Nośnik ten może w znaczym stopniu składać się z cząstek o średnicy mniejszej niż około 10 mikrometrów, tak że co najmniej 50% uzyskanego proszku jako całość składa się z ewentualnie zaglomerowanych cząstek pierwotnych o średnicy mniejszej niż około 10 mikrometrów; alternatywnie nośnik może w znacznym stopniu składać się ze znacznie większych cząstek („cząstek gruboziarnistych”), tak że „mieszanina uporządkowana” może być utworzona między związkami aktywnymi i wspomnianym nośnikiem. W mieszaninie uporządkowanej, alternatywnie znanej jako mieszanina interaktywna lub adhezyjna, drobne cząstki leku (w niniejszym wynalazku, związki aktywne) sądość równomiernie rozmieszczone na powierzchni gruboziarnistych cząstek zarobki (w niniejszym wynalazku, farmaceutycznie dopuszczalnego nośnika). Korzystnie w takim przypadku związki aktywne nie są w formie aglomeratów przed utworzeniem mieszaniny uporządkowanej. Cząstki gruboziarniste mogą mieć średnicę ponad 20 mikrometrów, takąjak 60 mikrometrów. Powyżej tych niższych granic, średnica cząstek gruboziarnistych nie ma decydującego znaczenia, tak że różne wielkości cząstek gruboziarnistych można stosować, o ile jest to pożądane według praktycznych wymogów konkretnej receptuiy. Nie ma wymogu, by cząstki gruboziarniste w mieszaninie uporządkowanej były tej samej wielkości, lecz cząstki gruboziarniste mogą korzystnie być podobnego wymiaru w ramach mieszaniny uporządkowanej. Korzystnie cząstki gruboziarniste mają średnicę 60-800 mikrometrów.

W szczególnym wykonaniu niniejszy wynalazek dostarcza zatem terapeutyczny preparat zawierający insulinę oraz substancję zwiększającą absorpcję insuliny w dolnych drogach oddechowych, który to preparat jest w formie preparatu suchego proszku nadającego się do inhalacji, którego co najmniej 50% masy składa się z (a) cząstek o średnicy mniejszej niż około 10 mikrometrów lub (b) aglomeratów wspomnianych cząstek; w dalszym szczególnym wykonaniu, niniejszy wynalazek dostarcza preparat terapeutyczny zawierający insulinę, substancję zwiększającą absorpcję insuliny w dolnych drogach oddechowych i farmaceutycznie dopuszczalny nośnik, który to preparat jest w formie suchego proszku nadającego się do inhalacji, w którym co najmniej 50% masy składa się z (a) cząstek o średnicy mniejszej niżokoło 10 mikrometrów lub (b) aglomeratów wspomnianych cząstek; i w jeszcze innym szczególnym wykonaniu niniejszy wynalazek dostarcza preparat terapeutyczny zawierający związki aktywne (A) insulinę i (B) substancję zwiększającą absorpcję insuliny w dolnych drogach oddechowych, w którym co najmniej 50% całkowitej masy związków aktywnych (A) i (B) składa się z cząstek o średnicy mniejszej niż około 10 mikrometrów, oraz farmaceutycznie dopuszczalnego nośnika, który to preparat jest w formie preparatu suchego proszku odpowiedniego dla inhalacji, w którym może być utworzona mieszanina uporządkowana między związkami aktywnymi i farmaceutycznie dopuszczalnym nośnikiem.

Korzystnie co najmniej 60% tak jak co najmniej 70% lub co najmniej 80%, a zwłaszcza co najmniej 90% całkowitej masy związków aktywnych (A) i (B) składa się z cząstek o średnicy mniejszej niż około 10 mikrometrów, lub aglomeratów takich cząstek, i gdy preparat suchego proszku zawiera nośnik inny niż w przypadku gdyjest pożądana mieszanina uporządkowana, korzystnie co najmniej 60%o tak jak co najmniej 70% lub co najmniej 80%, a zwłaszcza co najnrniej

178 403

90% masy całkowitej suchego proszku składa się z cząstek o średnicy mniejszej niż około 10 mikrometrów lub aglomeratów takich cząstek.

Podczas gdy suchy proszek do inhalacji, z lub bez farmaceutycznie dopuszczalnego nośnika, może zawierać aglomeraty cząstek, jak wskazano powyżej w czasie inhalacji dowolne aglomeraty powinny być zasadniczo zdeaglomerowane dając proszek, w którym co najmniej 50% składa się z cząstek o średnicy do 10 mikrometrów···. Aglomeraty mogą być wynikiem kontrolowanego procesu aglomeracji lub mogą być po prostu wynikiem bezpośredniego kontaktu cząstek proszku. W każdym przypadku sprawą zasadnicząjest, by aglomeraty były zdolne do bycia zdeaglomerowanymi np. sposobami mechanicznymi w inhalatorze lub inaczej, do wyżej wymienionych cząstek. Aglomeraty korzystnie nie są w ogólnym przypadku tworzone w mieszaninie uporządkowanej. W przypadku mieszaniny uporządkowanej, związki aktywne powinny być uwolnione z dużych cząstek korzystnie po inhalacji, bądź sposobem mechanicznym w inhalatorze lub po prostu przez działanie inhalacji lub innymi sposobami, a następnie aktywne związki są odkładane w dolnych drogach oddechowych, a cząstki nośnika - w ustach.

Dowolna biologicznie aktywna forma lub pochodna insuliny może być użyta w niniejszym wynalazku. Np. bydlęca, świńska lub biosyntetyczna lub półsyntetyczna ludzka insulina lub biologicznie aktywna pochodna ludzkiej insuliny („insulina zmodyfikowana”), np. o pewnych podstawieniach aminokwasów jak podał Brange i in. w „Diabetes Care” 13:923, 1990, może być użyta. Zmodyfikowane insuliny są opracowywane, aby poprawić różne właściwości np. zwiększyć stabilność lub nadać ulepszony profil farmakokinetyczny (tzn. ulepszony profil absorpcji przez błony nabłonkowe). Insulina powinna mieć niską zawartość cynku, ponieważ cynk obniża rozpuszczalność insuliny, prawdopodobnie zmniejszając szybkość absorpcji, a także ponieważ cynk może tworzyć niepożądane nierozpuszczalne osady z pewnymi substancjami zwiększającymi absorpcję dla stosowania w niniejszym wynalazku. Ponadto insulina powinna być w postaci suchego proszku, który szybko rozpuszcza się w roztworze wodnym.

Substancja zwiększająca absorpcję insuliny w płucach, dalej nazywana jest substancją zwiększającą absorpcję. Stosowaną substancję zwiększającą absorpcję wybiera się z grupy składającej się z soli kwasu tłuszczowego, soli kwasu żółciowego lub pochodnej soli kwasu żółciowego, fosfolipidu, glikozydu, cyklodekstryny, acylokamityny i soli kwasu glicyryzyny. Takie związki mają właściwości związków powierzchniowo-czynnych. Takie związki mogąpoprawić absorpcję przez błonę komórek nabłonkowych w dolnych drogach oddechowych i do sąsiadującego płucnego układu naczyniowego. Substancja zwiększająca absorpcję może tego dokonać jednym z kilku możliwych mechanizmów:

(1) Zwiększenie parakomórkowej przepuszczalności insuliny przez wywołanie zmian strukturalnych w obwódkach zamykających między komórkami nabłonkowymi.

(2) Zwiększenie transkomórkowej przepuszczalności insuliny przez oddziaływanie z lub ekstrahowanie składników proteiny lub lipidu błony i tym samym zaburzenie integralności błony.

(3) Oddziaływanie między substancją zwiększającą absorpcję i insuliną, co zwiększa rozpuszczalność insuliny w roztworze wodnym. Może to nastąpić przez zapobieżenie tworzenia agregatów insuliny (dimery, trimery, heksamery) lub przez rozpuszczanie cząsteczek insuliny w micellach substancji zwiększającej absorpcję.

(4) Zmniejszenie lepkości lub rozpuszczenie bariery śluzu wyściełającego pęcherzyki i przejścia płuc, tym samym wystawiając powierzchnię nabłonkową na bezpośrednią absorpcję insuliny.

Substancje zwiększające absorpcję mogą funkcjonować tylko dzięki jednemu mechanizmowi podanemu powyżej, lub dzięki dwóm lub trzem. Substancja zwiększająca absorpcję działająca dzięki kilku mechanizmom będzie prawdopodobniej sprzyjać skutecznej absorpcji polipeptydu niż taka, która wykorzystuje jedynie jeden lub dwa mechanizmy. Środki powierzchniowo czynne są cząsteczkami amfifilowymi zarówno o ugrupowaniu lipofilowym, jaki hydrofilowym, ze zmieniającą się proporcją tych dwóch cech. Jeśli cząsteczka jest bardzo lipofilowa, niska rozpuszczalność substancji w wodzie może ograniczyć jej przydatność. Jeśli część hydrofi8

178 403 lowa jednak zdecydowanie dominuje, właściwości aktywne na powierzchni mogą być minimalne. Aby uzyskać skuteczność środek zwiększający absorpcję musi zatem cechować się odpowiedniąrównowagąmiędzy wystarczając ąrozpuszczalnościąa wystarczając ąaktywnością powierzchniową.

Właściwość środka powierzchniowo czynnego, która może być ważna jest ładunek netto środka powierzchniowo czynnego przy wartości pH w płucach (około 7,4). Przy pH 7,4 niektóre polipeptydy mają ujemny ładunek netto. To daje w wyniku odpychanie elektrostatyczne między cząsteczkami, co z kolei zapobiega agregacji i tym samym zwiększa rozpuszczalność. Jeśli środek powierzchniowo czynny jest również ujemnie naładowany, może on oddziaływać z polipeptydem przez np. oddziaływania hydrofobowe i następuje dodatkowe odpychanie między cząsteczkami polipeptydu. W takim przypadku anionowy środek powierzchniowo czynny będzie mieć dodatkową korzyść (w porównaniu do tych o ładunku obojętnym lub dodatnim netto przy pH fizjologicznym) zwiększania absorpcji przez wspomaganie stabilizacji polipeptydu w stanie monomeru.

Pewną liczbę różnych związków potencjalnie przydatnych jako substancje zwiększające absorpcję w sposobach według wynalazku przebadano na szczurach, jak opisano w przykładzie 2 poniżej. Inne substancje o znanych właściwościach zwiększania absorpcji lub z charakterystyką fizyczną czyniącąje kandydatami do zastosowania w sposobie według wynalazku można łatwo zbadać jedną ze zwykłych metod, w tym próbę in vivo lub alternatywnie próbę in vitro opisanąw przykładzie 1.

Możliwe jest, że połączenie dwóch lub więcej substancji zwiększającej absorpcję również daje zadowalające wyniki. Zastosowanie takiego połączenia w sposobie według wynalazku jest uważane jako mieszczące się w ramach wynalazku.

Substancja zwiększająca absorpcję przydatna w sposobach według wynalazku będzie łączyć skuteczne zwiększenie absorbcji polipeptydowej z (1) brakiem toksyczności w stosowanych stężeniach i (2) dobre właściwości proszku tzn. brak lepkiej lub woskowatej konsystencji w stanie stałym. Toksyczność danej substancji można zbadać sposobami standardowymi, takimi jak próba MTT, np. opisana w Int. J. Pharm., 65 (1990), 249-259. Właściwości proszku danej substancji można ocenić z opublikowanych danych substancji lub empirycznie.

Jednym typem substancji zwiększającej absorpcję jest sól kwasu tłuszczowego. Ustalono, że sole sodowe nasyconych kwasów tłuszczowych o długości łańcucha węglowego 10 (tzn. kaprynian sodu), 12 (laurynian sodu) 114 (mirystynian sodu) dają dobre wyniki w sposobie według wynalazku. Stwierdzono, że sole potasowe i lizynowe kwasu kaprynowego również sąskuteczne w sposobie według wynalazku. Jeśli długość łańcucha węglowego jest krótsza niż około 10, aktywność powierzchni środka powierzchniowo czynnego może być zbyt mała, ajeśli długość łańcucha jest dłuższa niż około 14 obniżona rozpuszczalność soli kwasu tłuszczowego w wodzie ogranicza jej przydatność.

W niniejszym wynalazku substancją zwiększającą absorpcję insuliny w dolnych drogach oddechowych może być kaprynian sodu.

Zatem w wykonaniu, niniejszy wynalazek dostarcza preparat terapeutyczny zawierający związki aktywne (A) insulinę oraz (B) kaprynian sodu, w postaci suchego proszku nadającego się do inhalacji, w którym co najmniej 50% całkowitej masy związków aktywnych (A) i (B) składa się z (a) cząstek pierwotnych o średnicy mniejszej niż około 10 mikrometrów, np. między 0,01 oraz 10 mikrometrów, a korzystnie między 1 i 6 mikrometrów, lub (b) aglomeratów takich cząstek; specyficznie, w tym szczególnie korzystnym wykonaniu niniejszy wynalazek dostarcza:

preparat terapeutyczny insuliny i kaprynianu sodu, który to preparatjest w postaci suchego proszku odpowiedniego dla inhalacji, w którym co najmniej 50% masy składa się z (a) cząstek o średnicy mniejszej niż około 10 mikrometrów lub (b) aglomeratów wspomnianych cząstek;

preparat terapeutyczny zawierający insulinę, kaprynian sodu i farmaceutycznie dopuszczalny nośnik, który to preparat jest w postaci suchego proszku odpowiedniego dla inhalacji, w którym co najmniej 50% masy składa się z (a) cząstek o średnicy mniejszej niż około 10 mikrometrów lub (b) aglomeratów wspomnianych cząstek; oraz

178 403 preparat terapeutyczny zawierający związki aktywne (A) insulinę i (B) kaprynianu sodu, w którym co najmniej 50% całkowitej masy związków aktywnych (A) i (B) składa się z cząstek o średnicy mniejszej niż około 10 mikrometrów, oraz farmaceutycznie dopuszczalny nośnik, który to preparat jest w postaci suchego proszku odpowiedniego dla inhalacji, w którym może być utworzona mieszanina uporządkowana między związkami aktywnymi a farmaceutycznie dopuszczalnym nośnikiem.

Różne przeciwjony mogą zmienić rozpuszczalność soli nasyconego kwasu tłuszczowego w wodzie, tak że substancja zwiększająca absorpcję o łańcuchu węgla innym niż 10-14 okazałaby się jeszcze bardziej korzystna niż substancje zwiększające absorpcję konkretnie wspomniane powyżej. Sole nienasyconych kwasów tłuszczowych mogą być również przydatne w niniejszym wynalazku, ponieważ są one bardziej rozpuszczalne w wodzie niż sole nasyconych kwasów tłuszczowych, i mogą zatem mieć większą długość łańcucha niż te ostatnie wciąż utrzymując rozpuszczalność niezbędną dla odpowiedniej substancji zwiększającej absorpcję polipeptydu.

Sole kwasów żółciowych oraz pochodne soli kwasów żółciowych zbadano pod względem przydatności jako substancji zwiększających absorpcję w sposobie według niniejszego wynalazku. Wszystkie te badane związki (sole sodowe ursodeoksycholanu, taurocholanu, glikocholanu oraz taurodihydrofuzydanu) skutecznie zwiększają absorpcję polipeptydu w płucach.

Również fosfolipidy badano jako substancje zwiększające absorpcję. Ustalono, że fosfolipid o pojedynczym łańcuchu (lizofosfatydylocholina) był skuteczną substancją zwiększającą absorpcję, podczas gdy fosfolipidy o podwójnym łańcuchu (dioktanoilofosfatydylocholina i didekanoilofosfatydylocholina) nie dawały takich pożądanych cech. Można to wyjaśnić przez fakt, że fosfolipidy podwójnym łańcuchu są znacznie mniej rozpuszczalne w wodzie niż ich jednołańcuchowe odpowiedniki; jednak, rozsądne jest oczekiwanie, że dwułańcuchowe fosfolipidy o krótszym łańcuchu, o większej rozpuszczalności w wodzie niż odpowiedniki o dłuższym łańcuchu, będą przydatne jako substancje zwiększające absorpcję w niniejszym wynalazku, tak, że można stosować zarówno jedno-jak i dwułańcuchowe fosfolipidy.

Jeden glikozyd, oktyloglukopiranozyd, zbadano jako substancję zwiększającąabsorpcję w niniejszym wynalazku i stwierdzono, że ma pewne właściwości zwiększania absorpcji. Można się spodziewać, że inne glikozydy alkilowe, takie jak tioglukopiranozydy i maltopiranozydy, będą wykazywać właściwości zwiększenia absorpcji w sposobach według niniejszego wynalazku.

Cyklodekstryny i ich pochodne skutecznie zwiększają absorpcję nosową i mogą działać podobnie w płucach. Zbadano dimetylo-P-cyklodekstrynę i stwierdzono, że daje efekt zwiększania absorpcji.

Innymi potencjalnie przydatnymi środkami powierzchniowo czynnymi są naturalnie występujące środki powierzchniowo czynne, sole kwasu glicyryzyny, glikozydy saponiny oraz acylokamityny.

Dla jonowych substancji zwiększających absorpcję (np. opisanych wyżej anionowych środków powierzchniowo czynnych) może być ważny charakter przeciwjonu. Konkretny wybrany przeciwjon może wpływać na właściwości proszku, rozpuszczalność, stabilność, higroskopijność i toksyczność miej scową/ogólnoustrojową substancji zwiększającej absorpcję lub jakiejkolwiek receptury zawierającej substancję zwiększającę absorpcję. Może również wpływać na stabilność i/lub rozpuszczalność polipeptydu, z którym jest on połączony. W ogólnym przypadku, można się spodziewać, żejednowartościowe kationy metali, takiejak sodowe, potasowe, litowe, rubidowe i cezowe będą przydatne jako przeciwjony dla anionowych substancji zwiększających absorpcję. Amoniak i aminy organiczne tworzą inną klasę kationów, co do których można się spodziewać, że będą odpowiednie do użycia w anionowej substancji zwiększającej absorpcję o ugrupowaniu kwasu karboksylowego. Przykłady takich amin organicznych obejmują: etanoloaminę, dietanoloammę, trietanoloaminę, 2-amino-2-metyloetyloaminę, betainy, etylenodiaminę, N,N-dibenzyloetylenotetraaminę, argininę, heksametylenotetraaminę, histydynę, N-metylopiperydynę, lizynę, piperazynę, spermidynę, sperminę i tris(hydroksymetylo)aminometan.

Na ogół jest pożądane utrzymywanie proporcji insuliny do substancji zwiększającej absorpcję na tak wysokim poziomie, jakjest to możliwe, w zakresie, który pozwala na szybkie i skuteczne zwiększenie absorpcji insuliny. Jest to ważne, aby zminimalizować ryzyko efektów

178 403 niekorzystnych, zarówno miejscowych jak i ogólnoustrojowych, które można przypisać substancji zwiększającej absorpcję. Optymalną proporcję insuliny do substancji zwiększającej absorpcję można stwierdzić dla danej substancji zwiększającej absorpcję przez zbadanie różnych ilości w modelach in vivo, takich jak opisane w niniejszym zgłoszeniu. Np. insulinę połączono z kaprynianem sodu w następujących proporcjach (wag./wag.): 50/50, 75/25, 82,5/17,5 i 90/10.

Chelatory są klasą substancji zwiększających absorpcję, o których sądzi się, że działają przez wiązanie jonów wapniowych. Ponieważ jony wapniowe pomagają utrzymywać wymiary przestrzeni między komórkami i dodatkowo zmniejszająrozpuszczalność polipeptydu, wiązanie tych jonów w teorii zwiększałoby rozpuszczalność polipeptydów i zwiększało parakomórkową przepuszczalność polipeptydów. Chociaż jeden zbadany chelator, sól sodowa kwasu etylenodiaminotetraoctowego (EDTA), określono jako nieskuteczny w zwiększaniu absorpcji insuliny w badanym modelu szczura, inne środki chelatujące wiążące jony wapniowe mogą okazać się bardziej przydatne.

Na ogół jest pożądane utrzymywanie proporcji insuliny do substancji zwiększającej absorpcję na tak wysokim poziomie, jak jest to możliwe, w zakresie, który pozwala na szybkie i skuteczne zwiększenie absorpcji insuliny. Jest to ważne, aby zminimalizować ryzyko efektów niekorzystnych, zarówno miejscowych jak i ogólnoustrojowych, które można przypisać substancji zwiększającej absorpcję. Optymalną proporcję insuliny do substancji zwiększającej absorpcję można stwierdzić dla danej substancji zwiększającej absorpcję przez zbadanie różnych ilości w modelach in vivo, takich jak opisane w niniejszym zgłoszeniu. Np. insulinę połączono z kaprynianem sodu w następujących proporcjach (wag./wag.): 50/50, 75/25, 82,5/17,5 i 90/10.

Znaczną poprawę absorpcji insuliny uzyskano w przypadku 50% i 25% kaprynianu sodu; W przypadku 10% uzyskano słabąpoprawę absorpcji, a wyniki dla 17,5% sytuowały się pośrodku. Oznacza to, że najniższe skuteczne stężenie kaprynianu sodowego dla stosowania w sposobach według wynalazku wynosi około 15-25%, a prawdopodobnie 20-25%. Innym substancjom zwiększającym absorpcję mogą odpowiadać wyższe lub niższe stężenia optymalne względem insuliny, a każda poszczególna substancja zwiększająca absorpcję musi zatem być oddzielnie badana. Jednak na podstawie powyższych wyników można się spodziewać, że optymalna ilość substancji zwiększającej absorpcję typu środka powierzchniowo czynnego będzie zasadniczo wynosić między 10 a 50% mieszaniny insulina/ substancja zwiększająca absorpcję, np. między 15% a 50%, tak jak między 25% a 50%. Należy zaznaczyć, że powyższe ilości odpowiadają ilości substancji zwiększającej absorpcję wyłącznie względem insuliny, i nie uwzględniająjakiegokolwiek nośnika lub dodatku, które mogą być dodane np. by poprawić właściwości proszku w recepturze.

Ilość zaabsorbowanej insuliny według niniejszego wynalazku może być znacząco wyższa niż ilość zaabsorbowana w nieobecności substancji zwiększającej absorpcję. W przykładzie 4 niniejszego zgłoszenia pokazano, że preparat terapeutyczny według niniejszego wynalazku, w przypadku inhalacji, wykazuje biodostępność wyraźnie ponad trzy razy większą niż inhalowany preparat samej insuliny. Korzystnie ilość zaabsorbowanej insuliny według niniejszego wynalazku jest znacząco (p < 0,05) wyższa niż ilość zaabsorbowana w nieobecności substancji zwiększającej absorpcję.

Jak stwierdzono powyżej, do preparatu terapeutycznego według niniejszego wynalazku można włączyć inne dodatki zwykle występujące w preparatach terapeutycznych, takie jak farmaceutycznie dopuszczalne nośniki. Dodatki można włączyć by np. rozcieńczyć proszek do ilości, która jest odpowiednia do dostarczenia z konkretnego inhalatora proszkowego; by ułatwić przetwarzanie preparatu; by poprawić właściwości proszku; by poprawić stabilność preparatu np. za pomocąantyutleniaczy lub związków nastawiających pH; lub by nadać smak preparatowi. Jakikolwiek taki dodatek nie powinien niekorzystnie wpływać na stabilność insuliny i substancji zwiększającej absorpcję lub niekorzystnie wpływać na absorpcję insuliny. Ponadto powinien być trwały, niehigroskopijny, mieć dobre właściwości jako proszek oraz nie dawać niekorzystnych efektów w drogach oddechowych. Jako przykłady możliwych dodatków można wymienić: mono-, di- oraz polisacharydy, alkohole cukrowe i inne związki wielowodorotlenowe: np. laktozę, glukozę, rafinozę, melezytozę, laktitol, maltitol, trehalozę, sacharozę, mannitol oraz skrobię. Po178 403 nieważ cukry redukujące, takie jak laktoza i glukoza wykazują tendencję do tworzenia kompleksów z proteinami, korzystnymi dodatkami do stosowania w mniejszym wynalazku mogą być cukry meredukujące, takie jak rafinoza, melezytoza, laktitol, maltitol, trehaloza, sacharoza, mannitol i skrobia. W zależności od stosowanego inhalatora, całkowita ilość takich dodatków może się zmieniać w bardzo szerokim zakresie. W pewnych sytuacjach będzie wymagana niewielka ilość dodatku lub jego brak, podczas gdy np. w przypadku inhalatora wymagającego do funkcjonowania znacznych obj ętości proszku, dodatek może stanowić bardzo znaczny procent preparatu terapeutycznego. Ilość żądanego dodatku byłaby łatwo oznaczona przez specjalistę z dziedziny techniki stosownie do konkretnych okoliczności.

Przydatny mechanizm dostarczania proszku do płuc pacjenta działa przez przenośne urządzenie do inhalacji nadające się do inhalacji suchego proszku. Wiele takich urządzeń, w typowym przypadku przeznaczonym do dostarczania środków antyastmatycznych lub przeciwzapalnych do układu oddechowego, znajduje się na rynku. Korzystnie urządzenie jest inhalatorem suchego proszku o konstrukcji, która zapewnia ochronę proszku przed wilgocią i nie powoduje ryzyka związanego ze sporadycznymi dużymi dawkami; ponadto jest pożądane możliwie jak najwięcej następujących cech: ochrona proszku przed światłem; duża cześć nadająca się do oddychania i duże odkładanie w płucach w szerokim przedziale szybkości przepływu; mała różnica między dawkąi częściądo oddychania; niewielkie zatrzymanie proszku w ustniku; niewielka absorpcja do powierzchni inhalatora; elastyczność odnośnie wielkości dawki; oraz mały opór inhalacji. Inhalatorjest korzystnie inhalatorem o pojedynczej dawce chociaż może być również użyty inhalator o wielokrotnych dawkach, korzystnie taki jak aktywowany oddechem inhalator suchego proszku o wielu dawkach i wielokrotnego użytku. Korzystnym inhalatorem do stosowaniajest aktywowany oddechem inhalator suchego proszku o dawce jednostkowej do jednorazowego użytku.

Opisany preparat proszku można wytwarzać na wiele sposobów przy użyciu konwencjonalnych technik. Może być niezbędne mikronizowanie związków aktywnych i, jeśli ma to zastosowanie (tzn. gdy nie chodzi o mieszaninę uporządkowaną), dowolnego nośnika w odpowiednim młynie, np. w mikronizerze w pewnych punktach procesu, aby wytworzyć pierwotne cząstki w zakresie wymiarów odpowiednim dla maksymalnego odkładania w dolnych drogach oddechowych (tzn. poniżej 10 pm). Np. można zmieszać na sucho proszki polipeptydu i substancji zwiększającej absorpcję, a następnie mikromzować substancje razem; alternatywnie, substancje można mikronizować oddzielnie, a następnie zmieszać. W przypadku, gdy związki mieszane mają różne właściwości fizyczne, takie jak twardość i łamliwość, odporność na mikronizację zmienia się i mogą być wymagane różne ciśnienia do rozbicia na odpowiednie wielkości cząstek. Zatem przy łącznym mikronizowaniu otrzymana wielkość jednego ze składników może być niezadowalająca. W takim przypadku, byłoby korzystne mikronizowanie różnych składników oddzielnie, a następnie ich zmieszanie.

Możliwe jest również rozpuszczenie najpierw składników zawierających, gdy nie chodzi o mieszaninę uporządkowaną, dowolny nośnik w odpowiednim rozpuszczalniku np. wodzie, by otrzymać mieszanie na poziomie molekularnym. Ta procedura umożliwia również dopasowanie wartości pH do żądanego poziomu. Wiadomo, że na absorpcję insuliny przez nos wpływa wartość pH preparatu, przy zwiększaniu absorpcji przesuwając się w górę lub w dół od punktu izoelektrycznego insuliny, który wynosi około 5,5. Jednak insulina może być mniej stabilna przy pH znacząco powyżej lub poniżej 5,5, a co więcej farmaceutycznie przyjęte granice pH od 3,0 do 8,5 dla produktów do inhalacji należy uwzglęmć, ponieważ produkty o pH poza tym obszarem mogą wywołać podrażnienie i zwężenie dróg oddechowych. Rozpuszczalnik musi być usunięty przez proces, który pozostawia aktywność biologiczną polipeptydów. Odpowiednie metody suszenia obejmujązatężanie próżniowe, suszenie na otwartej przestrzeni, suszenie rozpryskowe, oraz suszenie przez wymrażanie. Temperatury powyżej 40°C przez ponad kilka minut należy zasadniczo unikać, jako że może następować częściowa degradacja insuliny. Po etapie suszenia, materiał stały może, jeśli jest to niezbędne, być rozdrobniony, by uzyskać proszek gruboziarnisty, następnie, jeśli jest to niezbędne, mikronizowany.

178 403

Jeśli jest to pożądane, mlkroelzowaey proszek może być przetwarzany, by poprawić właściwości płynięcia np. przez granulację na sucho, by utworzyć aglomeraty sferyczne o korzystnych cechach przy manipulowaniu, zanim będzie włączony do urządzenia do inhalacji. W takim przypadku, urządzenie byłoby tak skonfigurowane, by zapewnić, że aglomeraty są zasadniczo deaglomerowane przed wyjściem z urządzenia, tak że cząstki wchodzące do dróg oddechowych pacjenta są w znacznym stopniu w ramach żądanego zakresu wielkości.

Gdy jest pożądana mieszanina uporządkowana, związek aktywny może być przetwarzany np. przez mikronizację, aby otrzymać, o ile jest to pożądane, cząstki w ramach konkretnego zakresu wartości. Nośnik może być również przetwarzany, np. by uzyskać żądaną wielkość i właściwości powierzchni, takie jak konkretna proporcja powierzchnia/ciężar, lub pewna odporność, i by zapewnić optymalne siły adhezji w mieszaninie uporządkowanej. Takie wymagania fizyczne odnośnie mieszaniny uporządkowanej są dobrze znane, tak jak są znane różne sposoby otrzymania mieszaniny uporządkowanej, która spełnia wspomniane wymagania, i może być określone łatwo przez specjalistę zgodnie z konkretnymi okolicznościami.

Niniejszy wynalazek będzie obecnie opisany za pomocąprzykładów, których celem jest zilustrowanie lecz nie ograniczenie zakresu wynalazku.

Przykłady

Przykład porównawczy. Preparat terapeutyczny insuliny bez substancji zwiększającej absorpcję

Półsyntetycznąinsulinę ludzką(Diosynth, 0,8 g) i wodę (150 ml) dodano do zlewki. pH obniżono przy użyciu 1 M HCl do pH 3,4, a następnie podwyższono przy użyciu 1 M NaOH do pH

7,4, aby rozpuścić insulinę.

Dodano laktozę (dostępna handlowo, 9,2 g) i pH znów doprowadzono do pH 7,4. Roztwór mieszano do wyklarowania lub słabej opalescencji i zatężono przez odparowanie w temperaturze 37°C przez okres około dwóch dni.

Otrzymany stały placek rozdrobniono i przesiano przez sito 0,5 mm, a otrzymany proszek mikroeizowsno do cząstek o średnicy około 2 mikrometrów

Przykład I. Preparat terapeutyczny insuliny i kaprynianu sodu; stosunek 75:25

Półsyetetyczną insulinę ludzką (9,75 g) i wodę (250 ml) dodano do zlewki. pH obniżono przy użyciu 1 M HCl do pH 3,4, a następnie podwyższono przy użyciu 1 M NaOH do pH 7,4, aby rozpuścić insulinę.

Dodano kaprynian sodowy (Sigma, 3,25 g) i pH znów doprowadzono do pH 7,4. Roztwór mieszano do wyklarowania lub słabej opalescencji i zatężono przez odparowanie w temperaturze 37°C przez okres około dwóch dni.

Otrzymany stały placek rozdrobniono i przesiano przez sito 0,5 mm, a otrzymany proszek mikronizowano przez mikronizer do cząstek o średnicy około 2 mikrometrów.

Przykład II. Preparat terapeutyczny insuliny i kapry-nianu sodu z laktozą; stosunek 50:25:25

Półsyetetyczeą insulinę ludzką (7,5 g) rozpuszczono w wodzie (150 ml) jak w przykładzie 1. Dodano kaprynian sodowy (3,75 g) i laktozę (3,75 g) i postąpiono według procedury przykładu 1, by wytworzyć proszek w znacznym stopniu składający się z cząstek o średnicy około 2 mikrometrów

Przykład III. Preparat terapeutyczny insuliny i kaprynianu sodu z laktozą; stosunek 4:4:92

Postąpiono według procedury przykładu 2, stosując 0,5 g półsyntetycznej insuliny ludzkiej, 150 ml wody, 0,5 g kaprynianu sodu i 11,5 g laktozy.

Badania inhalacji

Badanie 1

Preparat z przykładu 1 użyto w badaniu inhalacji u dwóch psów. Preparatem napełniono aparat do inhalacji Wright Dust Feed i preparat podawano psom. Poziom dawki wyniósł 1 U./kg (1 U. = jedna jednostka ludzkiej insuliny = 35 (a? ludzkiej insuliny, 100%). Wartości glukozy we

178 403 krwi i insuliny w osoczu mierzono w różnych przedziałach czasu, a wyniki podsumowano w tabelach 1 i 2 poniżej.

Tabela 1

Czas próbki krwi po końcu ekspozycji (minuty)	Glukoza we krwi (mmoh/litr)	Stężenie insuliny (μϋ/ml)
przedtem	3,9	6,70
0,5	3,6	120,66
5	2,8	194,47
10	2,6	195,39
20	nie oznaczono	139,74
22,5	1,6	me oznaczono
31	2,0	73,42
45	1,7	47,49
59,5	1,7	36,21
89,5	2,3	19,28
120	3,0	14,58
240	4,5	5,28

Tabela 2

Czas próbki krwi po końcu ekspozycji (minuty)	Glukoza we krwi (mmoli/litr)	Stężenie insuliny (μϋ/ml)
przedtem	3,9	44,84
3	4,2	165,10
6	4,3	158,28
12	3,9	nie oznaczono
14	nie oznaczono	180,72
19	3,0	133,75
30	2,7	143,71
45	2,5	91,62
60	2,4	66,70
90	2,7	38,58
122	3,7	29,15
241	4,1	nie oznaczono
242,5	nie oznaczono	19,76

Tabele pokazują, że receptura: insulina/kaprynian sodu wyraźnie zwiększa poziom insuliny w osoczu i obniża glukozę we krwi. Wartość szczytowa insuliny we krwi i minimalna wartość glukozy we krwi są osiągane po około 15 i 60 minutach, odpowiednio.

178 403

Badanie 2

Preparaty przykładu porównawczego i przykładu 1 podawano każdy czterem lub pięciu psom, za pomocą aparatu do inhalacji Wright Dust Feed przy stałym poziomie dawki 1 U./kg. Wpływ każdej z receptur na wartości insuliny w osoczu i glukozy we krwi mierzono w różnych momentach czasu, a wyniki przedstawiono na Fig. 1 i 2. Stwierdzono, że podczas gdy receptura kontrolna nie zawierająca substancji zwiększającej absorpcję nie wytworzyła zasadniczo zmiany w poziomach insuliny w osoczu, formulacja zawierająca insulinę i substancję zwiększającą absorpcję wytworzyła wzrost w poziomach insuliny w osoczu z około 20 pU/ml w czasie zero do około 80 pU/ml 15 min. po inhalacji proszku. Podobnie, zwierzęta kontrolne zarejestrowały maksymalny spadek w poziomie glukozy we krwi około 0,5 mmoli/1 po inhalacji insuliny bez substancji zwiększającej absorpcję, podczas gdy zwierzęta, którym inhalowano insulinę i substancję zwiększającą absorpcję zarejestrowały chwilowy spadek około 1,7 mmoli/1, z około 4,0 mmoli/1 do około 2,3 mmoli/1. Zatem, insulina połączona z substancjązwiększającąabsorpcję - kaprynianem sodu, była szybko absorbowana do i szybko usuwana z obiegu ogólnoustrojowego, z odpowiednim chwilowym spadkiem w poziomach glukozy we krwi. Natomiast, insulina z nośnikiem (laktoza) lecz bez substancji zwiększającej absorpcję była wykrywalnie absorbowana jedynie w bardzo małym stopniu (p=0,0002 dla msuliny/kapryman względem insulina/laktoza).

Badanie 3

Preparaty z przykładów 1-3 zbadano każdy przy zmieniających się poziomach dawki u dwóch psów. Podawanie preparatów odbyło się za pomocą aparatu do inhalacji Wright Dust Feed. Poziomy insuliny w osoczu i glukozy we krwi zmierzono przy różnych przedziałach czasu po inhalacji. Wyniki podane na Fig. 3-6 wskazują, że insulina połączona z kaprynianem sodu w różnych ilościach szybko absorbuje i że wartości szczytowe otrzymuje się po 20-30 minutach, po których następują odpowiednie spadki poziomów glukozy we krwi. Wyniki również wskazują, że przez inhalację proszku - insuliny można uzyskać profil plazmy, który jest bardziej podobny do naturalnego profilu fizjologicznego niż profil otrzymany po podskórnej iniekcji insuliny.

Przykład IV. Insulina i kaprynian sodu, 75:25: mieszanie mikronizowanych proszków.

Biosyntetyczną insulinę ludzką (53 g) mikromzowano w Airfilco JetMill (znak towarowy, Airfilco Process Plant Limited) azotem pod ciśnieniem (ciśnienie zasilania 7 10⁵ Pa, ciśnienie w komorze 5 10⁵ Pa) do średnicy mediany masy 2,4 mikrometra.

Kaprynian sodu (170 g) zmikromzowano w Airfilco Jet Mill (znak towarowy) azotem pod ciśnieniem (ciśnienie zasilania 5 105 P_a, ciśnienie w komorze 3 10' Pa) do średnicy mediany masy 1,6 mikrometra.

Mikronizowanąbiosyntetyczną insulinę ludzką (45 g) i kaprynian sodu (14,26 g) zmieszano na sucho według następującej procedury: połowę insuliny dodano do urządzenia mieszającego obejmującego cylinder do mieszania o objętości 4,4 litra podzielony sitem i szerokości 1 mm na dwa przedziały, z pierścieniem metalowym w każdym przedziale, by wspomóc mieszanie. Dodano kaprynian sodu i ostatecznie resztę insuliny. Cylinder do mieszania zamknięto, obrócono o 180 stopni i zamontowano w aparacie do wstrząsania za pomocą silnika. Silnik włączono i wstrząsano przez około 2 min, dopóki cała insulina i kaprynian sodu nie przeszły przez sito. Silnik wyłączono i cylinder do mieszania obrócono o 180 stopni, ponownie zamontowano na aparacie do wstrząsania i wstrząsanie powtórnie wykonano dopóki cały proszek nie przeszedł przez sito. Procedurę tę powtórzono dalej osiem razy uzyskując całkowity czas mieszania około 20 min.

Tak otrzymany preparat podano 5 psom przez inhalację za pomocą aparatu do inhalacji Wright Dust Feed przy poziomie dawki 1 jedn./kg i poziom insuliny w osoczu określono w różnych punktach czasu po podaniu.

Otrzymane wyniki porównano z poziomami insuliny w osoczu otrzymanymi gdy biosyntetycznąinsulinę, mikronizowanąjak wyżej do średnicy mediany masy 2,4 mikrometrów podawano pięciu psom w ten sam sposób, przy tych samych poziomach dawki i przy uzyskanych poziomach insuliny w osoczu oraz gdy terapeutyczny preparat insuliny i kaprynianu sodu w stosunku 90:10 podano pięciu psom w ten sam sposób i przy tych samych poziomach dawki jak wyżej. W tym przypadku preparat terapeutyczny przygotowano jak następuje: ludzką półsyntetyczną insulinę

178 403 przefiltrowano przez żel, aby zmniejszyć zawartość cynku z 0,52% do 0,01% względem zawartości insuliny. Insulinę (4,5 g) i kaprynian sodu (0,5 g) rozpuszczono w wodzie (232 ml). Roztwór mieszano do wyklarowania i pH doprowadzono do 7,0. Roztwór zatężono przez odparowanie w 37°C przez okres dwóch dni. Otrzymany stały placek rozdrobniono i przesiano przez sito 0,5 mm, a otrzymany proszek mikronizowano przez mikronizer do cząstek o średnicy mediany masy około 3,1 mikrometrów.

Wyniki tych porównań podano na Fig. 9. Wyniki przedstawiają pewną poprawę w biodostępności insuliny w recepturze 90:10 i znaczną poprawę biodostępności insuliny w preparacie 75:25 według niniejszego wynalazku, w porównaniu z samą insuliną (p=0,0147 dla różnicy między 75:25 oraz 100:0).

Przykład V. Wybór substancji zwiększających absorpcję

Każdy ze związków wymienionych w tabeli lii zbadano względem jego zdolności do zwiększenia wychwytu insuliny, i tym samym wpływania na poziomy glukozy we krwi w modelu szczura. Zastosowano rożne formy insuliny: rekombinacyjną lub półsyntetyczną ludzką lub bydlęcą. Każdą formulację przyrządzono tak jak w przykładach 1-3 powyżej, susząc i przetwarzając roztwór insulina/substancja zwiększająca absorpcję by wytworzyć proszek do inhalacji.

Proszek podano szczurom przez inhalację, i następnie monitorowano poziomy glukozy we krwi szczurów. Poziomy te porównano z odpowiednimi wartościami otrzymanymi u szczurów, którym inhalowano receptory insulinowe bez substancji zwiększającej absorpcję.

Tabela 3

Substancja	Substancja zwiększająca absorpcję: insulina: laktoza	Efekt
Oktyloglukopiranozyd	4:4:92	(+)
Ursodeoksycholan sodu	4:4.92	+
Taurocholan sodu	4.4:92	+
Glikocholan sodu	4:4.92	+
Lizofosfatydylochohna	4:4:92	+
Dioktanoilofosfatydylocholina	2:4:94	(+)
Didekanoilofosfatydylocholina	4:4.94	-
Taurodihydrofuzydan sodu	2:4:94	+
Kaprylan sodu	25.75.0	-
Kaprynian sodu	10.90.0	(+)
Kaprynian sodu	17,5 82,5:0	(+)
Kaprynian sodu	25.75:0	+
Kaprynian sodu	4:4:92	+
Laurynian sodu	25:75:0	(+)
Oleinian potasu	4.4:92	+
Kaprynian potasu	27:73.0	+
Kaprynian lizyny	35:65:0	+
Mirystynian sodu	30:70.0	+
Dimetylo-P-cyklodekstryna	75:25.0	+

+ zaobserwowano efekt, tzn. substancja zwiększająca absorpcję daje znaczący spadek poziomu glukozy we krwi

- nie zaobserwowano efektu lub bardzo mały (+) zaobserwowano efekt, lecz nie tak wyraźny jak w przypadku”+”

178 403

Przykład V. Wybór substancji zwiększających absorpcję

Opracowano standardową próbę in vitro wykorzystującą linię komórek nabłonkowych, CaCo-2 (dostępne przez American Type Culture Collection (ATCC), Rockville, MD. USA), by ocenić zdolność różnych związków substancji zwiększającej absorpcję do sprzyjania transportowi markerów przez monowarstwę komórki nabłonkowej, jako model warstwy komórki nabłonkowej, który działa w płucach oddzielając pęcherzyki od zaopatrzenia płuc w krew.

W tej próbie, substancję zwiększającą absorpcję i polipeptyd lub inny marker rozpuszcza się w wodnym roztworze przy różnych ilościach i/lub stężeniach i przykłada się do wierzchołkowej strony monowarstwy komórkowej. Po 60 min. inkubacji w 37°C oraz 95% RH (wilgotność względna), określana jest ilość markera po stronie bazolateralnej komórek np. przez użycie markera znaczonego radioaktywnie.

Dla badanej substancji zwiększającej absorpcję, kaprynianu sodu, ilość markera (mannitol, M. cz. 360), który pojawia się po stronie bazolateralnej zależy od stężenia użytego substancji zwiększającej absorpcję, co najmniej do 16 mM kaprynianu sodu (Fig. 1). Jest to prawdą nawet jeżeli insulina polipeptydowa jest dodawana do mieszaniny: substancja zwiększająca absorpcję/mannitol (1:3 kaprynian sodu: insulina, wagowo) (Fig.2). To stężenie kaprynianu sodu (16 mM) także ustalono, dla sprzyjania absorpcji przez monowarstwę komórki niskocząsteczkowego peptydu, insuliny (M. cz. 5734). Ilość insuliny, która przeszła przez monowarstwę podwoiła się w obecności 16 mM kaprynianu sodu, w porównaniu do ilości w nieobecności jakiejkolwiek substancji zwiększającej absorpcję; Można się spodziewać, że przy wyższych stężeniach kaprynianu sodu, przepuszczalność komórek będzie jeszcze zwiększona; jednak potencjalna cytotoksyczność kaprynianu sodu może zapobiec użyciu zasadniczo wyższych stężeń tej konkretnej substancji zwiększającej absorpcję.

Ten model in vitro przepuszczalności komórki nabłonkowej można użyć jako narzędzia do przesiewania (skriningu) dla szybkiego badania dowolnej substancji zwiększającej absorpcję na przydatność w sposobach według wynalazku.

178 403

Insulina w osoczu (yU/ml)

Czas po rozpoczęciu ekspozycji (min)

178 403

Insulina w osoczu (yU/mt) Insulina w osoczu (pU/ml)

Czas po rozpoczęciu ekspozycji (mm)

Czas po rozpoczęciu ekspozycji (min)

178 403

Czas po rozpoczęciu ekspozycji (min)

Glukoza we krwi fmmol/l) Glukoza we krwi

Czas po rozpoczęciu ekspozycji (mm)

178 403

ułamek zaabsorbowany ułamek zaabsorbowany

0.00200-}

W 60 czas (mm)

Próbka kontrolna lOmM Δ— 13mM •ώ— !6mM

O— Próbka

178 403

Insulina w osoczu (uU/ml)

Czas po rozpoczęciu ekspozycji (min)

178 403

Glukoza we krwi (mmol/l)

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Preparat terapeutyczny do inhalacji zawierający insulinę, znamienny tym, że zawiera związki aktywne (A) insulinę i (B) substancję zwiększającą absorpcję insuliny w dolnych drogach oddechowych wybraną z grupy składającej się z soli kwasu tłuszczowego, soli kwasu żółciowego lub pochodnej soli kwasu żółciowego, fosfolipidu, glikozydu, cyklodekstryny, acylokamityny i soli kwasu glicyryzyny w ilości od 10 do 50% w stosunku do insuliny, w postaci suchego proszku, odpowiedniego do inhalacji inhalatorem do proszku, w którym co najmniej 50% całkowitej masy związków aktywnych składa się z (a) cząstek o średnicy do 10 mikrometrów lub (b) aglomeratów takich cząstek.
2. Preparat według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera jedynie wspomniane związki aktywne.
3. Preparat według zastrz. 1, znamienny tym, że suchy proszek zawiera oprócz wspomnianych związków aktywnych farmaceutycznie dopuszczalny nośnik.
4. Preparat według zastrz. 3, znamienny tym, że zawiera nośnik składający się z cząstek o średnicy do 10 mikrometrów, takich, że co najmniej 50% suchego proszku składa się z (a) cząstek o średnicy do 10 mikrometrów lub (b) aglomeratów takich cząstek.
5. Preparat według zastrz. 3, znamienny tym, że zawiera nośnik składający się z cząstek gruboziarnistych takich, że można utworzyć uporządkowaną mieszaninę między związkami aktywnymi a nośnikiem.
6. Preparat według zastrz. 4, znamienny tym, że co najmniej 50% suchego proszku składa się z (a) cząstek o średnicy od 1 do 6 mikrometrów lub (b) aglomeratów takich cząstek.
7. Preparat według zastrz. 1, albo 5, znamienny tym, że co najmniej 50% całkowitej masy związków aktywnych (A) i (B) składa się z cząstek o średnicy od 1 do 6 mikrometrów.
8. Preparat według zastrz. 1, znamienny tym, że jako insulinę zawiera insulinę bydlęcą, świńską, biosyntetyczną lub półsyntetyczną ludzką insulinę lub biologicznie aktywną pochodną ludzkiej insuliny.
9. Preparat według zastrz. 8, znamienny tym, że jako insulinę zawiera półsyntetyczną ludzką insulinę.
10. Preparat według zastrz. 8, znamienny tym, że jako insulinę zawiera biosyntetyczną ludzką insulinę.
11. Preparat według zastrz. 1, znamienny tym, że jako substancję zwiększającą absorpcję insuliny w dolnych drogach oddechowych zawiera sól kwasu żółciowego lub pochodną soli kwasu żółciowego.
12. Preparat według zastrz. 11, znamienny tym, że jako substancję zwiększającą absorpcję insuliny w dolnych drogach oddechowych zawiera sól sodową ursodeoksycholanu, taurocholanu, glikocholanu lub taurodihydrofuzydanu.
13. Preparat według zastrz. 1, znamienny tym, że jako substancję zwiększającą absorpcję insuliny w dolnych drogach oddechowych zawiera fosfolipid.
14. Preparat według zastrz. 1, znamienny tym, że jako substancję zwiększającą absorpcję insuliny w dolnych drogach oddechowych zawiera glikozyd alkilowy.
15. Preparat według zastrz. 1, znamienny tym, że jako substancję zwiększającą absorpcję insuliny w dolnych drogach oddechowych zawiera cyklodekstrynę lub jej pochodną.
16. Preparat według zastrz. 1, znamienny tym, że jako substancję zwiększającą absorpcję insuliny w dolnych drogach oddechowych zawiera sól kwasu żółciowego.

178 403
17. Preparat według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera związki aktywne (A) insulinę i (B) taurocholan sodu, w postaci suchego proszku odpowiedniego do inhalacji, w którym co najmniej 50% całkowitej masy związków aktywnych (A) i (B) składa się z (a) cząstek o średnicy poniżej 10 mikrometrów lub (b) aglomeratów takich cząsteczek.
18. Preparat według zastrz. 17, znamienny tym, że zawiera jedynie wspomniane związki aktywne.
19. Preparat według zastrz. 3, znamienny tym, że zawiera insulinę, taurocholan sodu i farmaceutycznie dopuszczalny nośnik, w postaci suchego proszku odpowiedniego do inhalacji, którego co najmniej 50% masy składa się z (a) cząstek o średnicy poniżej 10 mikrometrów lub (b) aglomeratów takich cząstek.
20. Preparat według zastrz. 3, znamienny tym, że zawiera związki aktywne (A) insulinę i (B) taurocholan sodu, w którym co najmniej 50% całkowitej masy związków aktywnych (A) i (B) składa się z cząstek o średnicy poniżej około 10 mikrometrów oraz farmaceutycznie dopuszczalny nośnik, który to preparat jest w postaci suchego proszku odpowiedniego do inhalacji, w którym może być utworzona uporządkowana mieszanina między związkami aktywnymi i farmaceutycznie dopuszczalnym nośnikiem.
21. Preparat według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera insulinę i substancję zwiększającą absorpcję w stosunku od 9:1 do 1:1.
22. Preparat według zastrz. 21, znamienny tym, że zawiera insulinę i substancję zwiększającą absorpcję w stosunku od 5:1 do 2:1.
23. Preparat według zastrz. 21, znamienny tym, że zawiera insulinę i substancję zwiększającą absorpcję w stosunku od 4:1 do 3:1.
24. Preparat według zastrz. 3, znamienny tym, że zawiera dodatek wybrany z grupy obejmującej: mono-, di i polisacharydy, alkohole cukrowe i związki wielowodorotlenowe.
25. Preparat według zastrz. 24, znamienny tym, że jako dodatek zawiera nieredukujący cukier.
26. Preparat według zastrz. 25, znamienny tym, że jako dodatek zawiera rafmozę, melezytozę, laktitol, maltitol, trehalozę, sacharozę, mannitol lub skrobię.
27. Preparat terapeutyczny do inhalacji zawierający insulinę, znamienny tym, że zawiera związki aktywne (A) insulinę i (B) substancję zwiększającą absorpcję insuliny w dolnych drogach oddechowych będącą solą kwasu tłuszczowego w ilości od 10 do 50% w stosunku do ilości insuliny, w postaci suchego proszku, odpowiedniego do inhalacji inhalatorem do proszku, w którym co najmniej 50% całkowitej masy związków aktywnych składa się z (a) cząstek o średnicy do 10 mikrometrów lub (b) aglomeratów takich cząstek.
28. Preparat według zastrz. 27, znamienny tym, że zawiera jedynie wspomniane związki aktywne.
29. Preparat według zastrz. 27, znamienny tym, że suchy proszek zawiera oprócz wspomnianych związków aktywnych farmaceutycznie dopuszczalny nośnik.
30. Preparat według zastrz. 29, znamienny tym, że zawiera nośnik składający się z cząstek o średnicy do 10 mikrometrów·', takich, że co najmniej 50% suchego proszku składa się z (a) cząstek o średnicy do 10 mikrometrów lub (b) aglomeratów takich cząstek.
31. Preparat według zastrz. 27, znamienny tym, że jako insulinę zawiera insulinę bydlęcą, świńską, biosyntetyczną lub półsyntetyczną ludzką insulinę lub biologicznie aktywną pochodną ludzkiej insuliny.
32. Preparat według zastrz. 31, znamienny tym, że jako insulinę zawiera półsyntetyczną ludzką insulinę.
33. Preparat według zastrz. 31, znamienny tym, że jako insulinę zawiera biosyntetyczną ludzką insulinę.
34. Sposób wytwarzania preparatu terapeutycznego do inhalacji zawierającego insulinę, znamienny tym, że tworzy się, w temperaturze pokojowej, roztwór, o pH 3,0 do 8,5, insuliny i substancji zwiększającej absorpcję insuliny w dolnych drogach oddechowych wybranej z grupy składającej się z soli kwasu tłuszczowego, soli kwasu żółciowego lub pochodnej soli kwasu

178 403 żółciowego, fosfolipidu, glikozydu, cyklodekstryny, acylokarnityny i soli kwasu glicyryzyny, przy czym stosunek insuliny do substancji zwiększającej absorpcję wynosi od 10:90 do 50:50, usuwa się rozpuszczalnik przez odparowanie lub w inny sposób, w temperaturze nie wyższej niż 40°C z wytworzeniem substancji stałej, i ewentualnie rozdrabnia się substancję stałą z wytworzeniem suchego proszku do inhalacji inhalatorem do suchego proszku, w którym co najmniej 50% całkowitej masy związków aktywnych składa się z (a) cząstek o średnicy do 10 mikrometrów lub (b) aglomeratów takich cząstek.
35. Sposób według zastrz. 34, znamienny tym, że oprócz substancji zwiększającej absorpcję w dolnych drogach oddechowych dodaje się farmaceutycznie dopuszczalny nośnik.
36. Sposób według zastrz. 35, znamienny tym, że dodatkowo obejmuje etap wytwarzania uporządkowanej mieszaniny proszku z farmaceutycznie dopuszczalnym nośnikiem.
37. Sposób według zastrz. 34, znamienny tym, że dodatkowo obejmuje etap mikronizacji preparatu.
38. Sposób wytwarzania preparatu terapeutycznego do inhalacji zawierającego insulinę, znamienny tym, że miesza się na sucho insulinę łącznie z substancją zwiększającą absorpcję w dolnych drogach oddechowych wybraną z grupy składającej się z soli kwasu tłuszczowego, soli kwasu żółciowego lub pochodnej soli kwasu żółciowego, fosfolipidu, glikozydu, cyklodekstryny, acylokamityny i soli kwasu glicyryzyny, przy czym stosunek insuliny do substancji zwiększającej absorpcję wynosi od 10:90 do 50:50% i ewentualnie rozdrabnia się substancję stałąz wytworzeniem suchego proszku do inhalacji inhalatorem do suchego proszku, w którym co najmniej 50% całkowitej masy związków aktywnych składa się z (a) cząstek o średnicy do 10 mikrometrów lub (b) aglomeratów takich cząstek.
39. Sposób według zastrz. 38, znamienny tym, że oprócz substancji zwiększającej absorpcję insuliny w dolnych drogach oddechowych dodaje się farmaceutycznie dopuszczalny nośnik.
40. Sposób według zastrz. 39, znamienny tym, że dodatkowo obejmuje etap wytwarzania uporządkowanej mieszaniny proszku z farmaceutycznie dopuszczalnym nośnikiem.
41. Sposób według zastrz. 38, znamienny tym, że dodatkowo obejmuje etap mikronizacji preparatu.