PL184068B1 - Kompozycja farmaceutyczna o wysokiej stabilności i sposób wytwarzania kompozycji farmaceutycznej o wysokiej stabilności - Google Patents

Abstract

1. Kompozycja farmaceutyczna o wysokiej stabilnosci podczas suszenia i przecho- wywania, w postaci czastek wybranych z proszków odpowiednich do inhalacji, mikroigielek i mikrowlókien, zawierajaca substancje aktywna, znamienna tym, ze stanowi roztwór staly, utworzony z substancji aktywnej i ze zwiazku zdolnego do tworzenia postaci szklistej, sta- nowiacego weglowodany wyzsze niz monosacharydy. 27. Sposób wytwarzania kompozycji farmaceutycznej o wysokiej stabilnosci podczas suszenia i przechowywania, w postaci czastek, wybranych z proszków odpowiednich do inhalacji, mikroigielek i mikrowlókien, znamienny tym, ze stapia sie zwiazek zdolny do tworzenia postaci szklistej, stanowiacy weglowodany wyzsze niz monosacharydy, po czym wprowadza sie substancje aktywna, a nastepnie stop oziebia sie, przy czym proces stapiania prowadzi sie w temperaturze wystarczajacej do uplynnienia weglowodanów, lecz niepowo- dujacej znaczacego oslabienia dzialania substancji aktywnej. PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest kompozycja farmaceutyczna o wysokiej stabilności podczas suszenia i przechowywania i sposób wytwarzania kompozycji farmaceutycznej o wysokiej stabilności podczas suszenia i przechowywania. Kompozycja ta stanowi układ dostarczający dawki ciał stałych.

Układy dostarczające ciała stałe są użyteczne w szerokim zakresie zastosowań, takich jak kontrolowane uwalnianie labilnych cząsteczek, a zwłaszcza substancji biologicznie czynnych, jak np. środków farmaceutycznych, enzymów, szczepionek oraz środków biologicznej regulacji, takich jak sztuczne nawozy, środki przeciwszkodnikowe i feromony.

Dostarczanie w postaci ciała stałego dawek substancji biologicznie czynnych do tkanek biologicznych, takich jak tkanka śluzówkowa, skórna, oczna, podskórna, śródskórna i płucna, daje szereg korzyści w porównaniu z dotychczasowymi sposobami, takimi jak miejscowe podawanie cieczy, podawanie przezskórne, tak zwane plastrowe, oraz wstrzykiwanie podskórne. Dostarczanie dawek ciała stałego może następować przez bezpośrednie dostarczanie przezskórne takich stałych dawek, co zmniejsza ryzyko zakażenia przez wyeliminowanie stosowania konwencjonalnych igieł i strzykawek oraz zapewnia dokładniejsze dawkowanie niż winlodawkown fiolki, a także wydatnie zmniejsza lub eliminuje przykre odczucia, które często towarzyszą podskórnemu wstrzykiwaniu. Opracowano kilka rozwiązań dostarczających dawki ciał stałych, obejmujących układy stosujące urządzenia do dostarczania przezskórnego i balistycznego.

Miejscowe podawanie stosuje się w przypadku różnych substancji biologicznie czynnych, takich jak antybiotyki do gojenia ran. Te miejscowo stosowane maści, żele, kremy itd. muszą być często ponownie podawane w celu zachowania skuteczności działania. Jest to szczególnie trudne w przypadku ran oparzeniowych i wrzodów.

Układy stosowane do prpeztkórnego podawania leków zwykle stanowią wielowarstwowe laminaty z warstwą zasobnika leku, przy czym te laminaty przylepia się do skóry, czyli stanowią one przezskórnie działające plastry, takie jak opisane w dokumencie UP 4 906 463. Wiele leków nie nadaje się jednak do dostarczania przezskórnego, bo nie wykazują one takich prędkości przezskórnego uwalniania leku, które byłyby zdolne takie dostarczanie zapewnić.

Opracowano również kompozycje terapeutycznych przezskórnie wszczepianych układów do powolnego uwalniania niektórych środków farmaceutycznych przez wydłużony okres czasu, rzędu miesięcy lub lat. Dobrze znanym przykładem jest tu Norplant® do dostarczania hormonów steroidowych.

W przypadku kontrolowanego dostarczania leku na drodze przenikania przez przeponę, lek zakapsulkowuje się wewnątrz komory zamkniętej polimeryczną przeponą, ograniczającą prędkość przenikania. Taki zasobnik leku może zawierać albo cząstki leku, albo zawiesinę (lub roztwór) stałego leku w cieczy, albo w podłożu dyspergującym typu macierzowego. Polimeryczne przepony można wytwarzać z jednorodnego lub niejednorodnego nieporowatego tworzywa polimerycznego, albo z mikro-porowatej lub półprzepgszcza-nej błony. Zasobnik leku można zakapsułkować wewnątrz polimerycznej błony przez wprasowywanie, zakapsułkowywanie, mikrozakapsułkowywanie lub innymi metodami. Wszczepy uwalniają leki przez rozpuszczanie tych leków w wewnętrznym rdzeniu i powolną dyfuzję przez zewnętrzną macierz. Uwalnianie leku z wszczepionego układu terapeutycznego tego rodzaju powinno być stosunkowo stałe i silnie zależy od prędkości rozpuszczania leku w polimerycznej przeponie lub od prędkości dyfuzji przez przeponę mikroporowatą albo półprzepuszczalną. Z biegiem czasu wewnętrzny rdzeń może ulec znacznemu rozpuszczeniu, ale w układach stosowanych obecnie zewnętrzna macierz nie rozpuszcza się.

184 068

Wszczepy umieszcza się podskórnie wykonując nacięcia na skórze i wciskając te wszczepy między skórę i mięsień. Po zakończeniu ich użytkowania wszczepy te usuwa się chirurgicznie, jeśli nie uległy rozpuszczeniu. Dokument US 4 244 949 opisuje wszczepy, których zewnętrzną macierz wykonuje się z obojętnego tworzywa sztucznego, takiego jak żywica policzterofluoroetylenowa. Przykładami wszczepialnych układów terapeutycznych tego rodzaju są układy Progestasert IUD i Ocusert

Inne wszczepialne układy terapeutyczne polegają na kontrolowanym dostarczaniu leku z macierzy typu dyfuzyjnego. Zasobnik leku tworzy się przez jednorodne /dyspergowanie cząstek leku w lipofilnej lub hydrofilowej macierzy polimeryc/nęj. Cząstki leku można dyspergować w macierzy pollmeryc/nej przez wymieszanie tego leku z lepkim ciekłym polimerem lub półstałym polimerem w pokojowej temperaturze, a następnie przez sieciowanie poprzeczne tego polimeru, albo przez wymieszanie cząstek leku ze stopionym polimerem w podwyższonej temperaturze. Dyspersje można też wytwarzać przez rozpuszc/anle cząstek leku i/lub polimeru w organicznym ro/puszc/alniku, a następnie wymieszanie oraz odparowanie rozpuszczalnika w formie, w podwyższonej temperaturze lub pod próżnią. Prędkość uwalniania leku z ur/ąd/enia dostarczającego tego typu nie jest stała. Przykładami wszczepialnych układów terapeutycznych tego typu są antykoncepcyjne pierścienie dopochwowe oraz wszczepy Compuduse. Dokument PCT/GB 90/00497 opisuje szkliste układy powolnego uwalniania do wytwarzania urządzeń wszczepialnych. Opisane wszczepy są blologlc/nie wchłaniane i nie wymagają chirurgicznego usuwania. Wprowadza się je jednak sposobami chirurgicznymi. Ponadto urządzenia te są silnie ograniczone co do rodzaju substancji biologicznie czynnej, która może być wprowadzana, gdyż muszą być odporne na ogrzewanie i/lub rozpus/c/alnik, aby umożliwić wprowadzanie jej do tego urząd/enia dostarczającego.

W przypadku mikrozasobnikowego dostarczania leku kontrolowanego przez rozpuszczanie, zasobnik leku, stanowiącego zawiesinę cząstek leku w wodnym roztworze mieszającego się z wodą polimeru, tworzy jednorodną dyspersję licznych oddzielnych, nie podlegających ługowaniu, mikroskopijnych zasobników leku w macierzy polimerycznej. Taką mikrodyspersję można wytwarzać, stosując metodę wysokoenergetycznego dyspergowania. Uwalnianie leku z urządzenia dostarczającego lek tego typu następuje albo w procesie podziału międ/yfa/owego, albo w procesie kontrolowanym przez dyfuzję z macierzy. Przykładem tego rodzaju urządzenia do dostarczania leku jest Syncro-Mate-C Implant.

W przypadku odlewanych wszczepów polimeryc/nych nie nadają się do użytku substancje biologicznie czynne, które nie mogą dobrze znosić organicznych rozpuszczalników. W przypadku wytłaczanych układów polimerycznych nie nadają się do użytku substancje biologicznie czynne, które nie mogą wytrzymywać podwyższonych temperatur, niezbędnych do wytwarzania szczepów. We wszystkich przypadkach nie nadają się do użytku substancje biologicznie czynne, które są nietrwałe w temperaturze ciała, zwłaszcza przy dłuższych okresach czasu.

Opracowano różne kompozycje do podawania w postaci aerozolu na powierzchnię śluzówki, zwłaszcza przez inhalację (nosowo-gardłową lub płucną). Kompozycje do podawania leków przez inhalacje stanowią zwykle ciekłe kompozycje środka farmaceutycznego oraz urządzenia do dostarczania tej cieczy w postaci aerozolu. Dokument US 5 011 678 opisuje odpowiednie kompozycje, zawierające substancję farmakologiczne czynną - biologicznie przyjazny steroid amfifilowy oraz biologicznie przyjazny propelent (fluorowęglowodór). Dokument US 5 006 343 opisuje odpowiednie kompozycje, zawierające lipozomy - substancje farmaceutycznie czynne oraz pewną ilość pęcherzykowego, powierzchniowo czynnego białka, skutecznie polepszającego przenoszenie lipozomów przez powierzchnię płucną.

Wadą stosowania kompozycji aerozolowych jest to, że utrzymywanie środków farmaceutycznych w wodnych zawiesinach lub roztworach może prowadzić do skupiania się i zmniejszania działania oraz dostępności biologic/nej. Zmniejszenia działania można częściowo uniknąć przez oziębianie, ale to ogranicza użyteczność tych kompozycji. Jest to szczególnie istotne w przypadku peptydów i hormonów. Na przykład syntetyczna gonadotropina, uwalniająca analogi hormonów (GnRH), takie jak agonista nafareliny lub antagonista ganireleksu przeznaczone do wzmagania potencji, podwyższa hydrofobowość oraz związanie z przeponą. Związki te mają wystarczająco hydrofobowy charakter, aby skupiać się w wodnym roztworze

184 068 i tworzyć uporządkowaną strukturę, która z biegiem czasu podwyższa lepkość. Na skutek tego dostępność biologiczna kompozycji nosowych lub płucnych może być niedopuszczalnie niska Stosowanie proszkowych kompozycji pozwala uniknąć wielu takich wad. Wymagane rozmiary cząstek takich proszków wynoszą 0,5-5 mikrometrów, w celu uzyskiwania głębokich osadów pęcherzykowych przy dostarczaniu do płuc. Niestety, proszki o takich rozmiarach cząstek wykazują skłonność do wchłaniania wody i zlepiania się, obniżając przez to osadzanie się tych proszków w głębokich obszarach pęcherzykowych. Wprawdzie proszki o większych rozmiarach cząstek nadają się do dostarczania w okolice nosa i gardła, ale skłonność takich proszków do zlepiania się zmniejsza pole powierzchni cząstek dostępne do zetknięcia z przeponami i wchłanianie przez przepony. Obecnie znajdują się w użyciu urządzenia, które rozpraszają skupiska utworzone przez oddziaływanie elektrostatyczne (np. Turbohaler™); nie rozpraszają one jednak skupisk powstałych na skutek wilgoci. Byłoby korzystne dysponowanie proszkami, które nie wchłaniają wilgoci i nie zlepiają się, powiększając w ten sposób skuteczne stężenie leku w płucach.

Ujawniono również podłoża dostarczające dawki ciał stałych do balistycznego przezskómego podawania. Przykładowo, w dokumencie US 3 948 263 opisuje się balistyczny wszczep zwierzęcy do użytku weterynaryjnego, składający się z zewnętrznej powłoki polimerycznej, zamykającej w sobie substancję biologicznie czynną. Podobnie, w dokumencie US 4 326 524 ujawnia się pocisk balistyczny dawek ciała stałego, zawierający substancję biologicznie czynną i wewnętrzny środek wiążący bez zewnętrznej obudowy. Dostarczanie odbywa się z pomocą sprężonego gazu lub wybuchu. W dokumencie US 979 993 opisuje się także pokryte żelatyną substancje uspokajające, przenoszone pociskami balistycznymi do wszczepiania. Te urządzenia balistyczne nadają się jednak tylko do weterynaryjnych zastosowań wobec dużych zwierząt, w związku ze stosunkowo dużymi rozmiarami dostarczanej dawki, zwykle rzędu kilku milimetrów.

Balistyczne dostarczanie na poziomie komórkowym również jest skuteczne. Ogólna zasada balistycznego podawania polega na stosowaniu czoła fali naddźwiękowej, wytwarzanej przez uwalnianie sprężonego gazu w celu nadania impulsu cząstkom zawartym w przyległej komorze. Na przykład kwasy nukleinowe zaadsorbowane na wolframowych cząstkach mikropocisków dostarcza się skutecznie do żywych naskórkowych komórek roślinnych. Patrz: Klein (1987) Nature 327: 70-73. Lepiej kontrolowanym urządzeniem jest działo dostarczające cząstki (P I G). Vain i in. (1993) Plant Cell, Tissue and Organ Culture 33: 237-246.

Opisano urządzenia, które wystrz.eliwują ampułki zawierające leki, z zastosowaniem ciśnienia gazu (dokumenty: US 4 790 824 oraz PCT/GB 94/00753). Opisano również kilka urządzeń, które wstrzykują płyny (dokumenty US: 5 312 335 i 4 680 027). Istnieje jednak mało kompozycji nadających się do balistycznego dostarczania. Kompozycje proszkowe środków farmaceutycznych w ich obecnej postaci nie nadają się do balistycznego podawania. Cząstki dostępnych postaci proszków są zwykle nieregularne, o zmiennych rozmiarach, kształtach i gęstości. Ten brak jednorodności prowadzi do osadzania proszków i strat na powierzchni skóry podczas ich podawania oraz stwarza problemy z regulacją i gęstością substancji co do głębokości dostarczania do tkanek podskórnych i śródskórnych.

W przypadku balistycznego dostarczania byłoby więc korzystne ustanowienie układów dostarczających leki w stanie stałym o określonych rozmiarach, kształtach, gęstościach i prędkościach rozpuszczania, aby zapewnić bardziej jednorodne rozprowadzanie. Dodatkowe korzyści wynikłyby, gdyby kształt podłoża mógłby być regulowany, w celu ułatwienia lub regulacji przenikania przez naskórek i twarde warstwy skóry. Małe rozmiary układów dostarczających korzystnie połączone z wysokim momentem pędu dostarczania, również powiększyłyby wygodę podawania i zmniejszyłyby uszkodzenia tkanki. Wytwa^'zanie takich układów dostarczających dawki ciał stałych powinno być takie, aby ani dostarczające podłoża, ani ulokowane w nich dostarczane substancje nie ulegały uszkodzeniom, jak również, aby nie malała skuteczność ich działania. Ponadto ulokowane substancje powinny być trwałe podczas ich załadowywania do podłoża lub na podłoże, aby można było osiągać skuteczne podawanie oraz aby ułatwić przechowywanie załadowanych układów dostarczających. Wytwarzanie podłoży dostarczających dawki ciała stałego oraz ich załadowywanie lokowanymi w nich substancjami w celu otrzymania układów dostarczających dawki ciał stałych i podawanie takich układów powinno być względnie proste i ekonomiczne.

184 068

W rozwiązaniu według wynalazku stosuje się stałe, szkliste podłoża dostarczające, odpowiednie do załadowywania bardzo różnorodnymi substancjami zwanymi substancjami ulokowanymi (lokatorami), w celu otrzymania układów dostarczających ciała stałe. Wybór szklistych podłoży dostarczających zależy od charakteru ulokowanych substancji i od żądanej prędkości dostarczania tych ulokowanych substancji, przy czym szeroki wachlarz prędkości oraz sposobów dostarczania jest zapewniony. Te układy dostarczające można dobierać rozmiarami i kształtami do różnych sposobów podawania.

Kompozycja według wynalazku stanowi układy dostarczające dawki szybko rozpuszczalnych ciał stałych, zawierające węglowodany oraz substancję ulokowaną. Te układy dostarczające można komponować w postaci proszków o jednorodnych rozmiarach cząstek oraz w postaci większych układów, nadających się do wszczepiania.

Kompozycja według wynalazku może zawierać także nowe podłoża szkliste, wytworzone z hydrofobowych pochodnych węglowodanów (HDC). Te HDC są nietoksyczne i uwalnianie ulokowanych substancji z tych układów można silnie kontrolować pod względem uwalniania ulokowanych substancji przez długie okresy czasu. To uwalnianie z układów dostarczania HDC może następować przez dewitryfikację, rozpuszczanie i/lub hydrolizę. Układy dostarczające HDC szczególnie nadają się do dostarczania hydrofobowych ulokowanych substancji, takich jak środki przeciwszkodnikowe, feromony, hormony steroidowe, peptydy, mimetyki peptydów, antybiotyki i inne organiczne środki farmaceutyczne, takie jak syntetyczne kortykosteroidy, rozszerzacze oskrzeli oraz immunomodulatory i środki immunosupresyjne, jak np. cyklosporyna A (CSA).

Ponadto, kompozycja według wynalazku może stanowić również złożone kompozycje różnych szklistych podłoży, w celu ustanowienia kombinowanych układów dostarczania. Te kombinowane układy dostarczające obejmują HDC połączone z węglowodanami i/lub innymi, powoli rozpuszczającymi się w wodzie substancjami szklistymi, takimi jak szkła karboksylanowe, azotanowe i fosforanowe, w celu wytwarzania układów dostarczających dawki ciał stałych o szerokim wachlarzu nowych własności

Możliwe są układy dostarczające dawki ciał stałych do dostarczania wielofazowego, zawierające zewnętrzną część stanowiącą HDC, powoli rozpuszczającą się w wodnym roztworze i zawierającą w sobie wydrążoną komorę, oraz część wewnętrzną, znajdującą się w tej komorze, przy czym ta wewnętrzna część zawiera co najmniej jeden węglowodan oraz terapeutycznie skuteczną ilość co najmniej jednej ulokowanej substancji.

Substancje biologicznie czynne dostarcza się organizmowi przez podawanie wyżej opisanych układów dostarczających dawki ciał stałych do tkanek biologicznych. Podawanie może być na śluzówkę, doustne, miejscowe, podskórne, śródskórne, domięśniowe, dożylne i przez inhalację.

Sposoby wytwarzania układów dostarczających dawki ciał stałych, zgodnie z wynalazkiem, polegają na tym, że węglowodan i/lub HDC, substancje ulokowane i wszystkie inne składniki miesza się i poddaje przeróbce bardzo różnorodnymi sposobami, obejmującymi rozpuszczanie w roztopionej substancji, a następnie raptowne ostudzenie, suszenie rozpryskowe, liofilizację, suszenie powietrzem, suszenie w próżni, suszenie w złożu fluidalnym, współstrącanie i nadkrytyczne odparowywanie cieczy. Otrzymane szkła można ogrzewać do zmięknięcia, a następnie wytłaczać, ciągnąć lub prząść na włókna lite lub puste w środku. Suche składniki można także wymieszać w wodnych lub organicznych roztworach i wysuszyć, np. przez suszenie rozpryskowe, liofilizację, suszenie powietrzem, suszenie w próżni, suszenie w złożu fluidalnym, współstrącanie i nadkrytyczne odparowywanie cieczy.

Istnieje możliwość wytwarzania układów dostarczających, nadających się do powolnego lub impulsowego uwalniania ulokowanych substancji. Sposoby wytwarzania polegają na łączeniu lokowanych substancji w stałych roztworach stabilizujących, tworzących szkło węglowodanów i/lub HDC i/lub innych substancji tworzących szkło o mniejszych prędkościach rozpuszczania lub rozkładu niż w przypadku węglowodanów, oraz przeróbkę tych składników, jak to opisano wyżej. Proporcje substancji można regulować tak, aby zapewnić szeroki zakres dokładnie określonych prędkości uwalniania. Sposobami tymi wytwarza się złożone kompozycje węglowodanów i/lub HDC i innych rozpuszczalnych w wodzie i/lub ulegających metabolizmowi szkieł, tworzyw sztucznych i modyfikatorów szkieł.

184 068

Układy i sposoby dostarczania dawek ciał stałych obejmują również takie postacie dawek ciał stałych, które stanowią włókna, kulki, tabletki, krążki, cząstki i igły o stosunkowo jednorodnym rozkładzie rozmiarów. Podłoża mogą być mikroskopowe lub makroskopowe.

Jako ulokowane substancje można stosować różnorodne substancje, w tym (ale nie ograniczając się do nich) środki diagnostyczne, terapeutyczne, zapobiegawcze i inne środki biologicznie czynne. Te układy dostarczające i sposoby ich stosowania zapewniają różnorodność schematów dawkowania przy dostarczaniu ulokowanych w nich substancji i nadają się do szerokiego zakresu zastosowań, obejmującego zastosowania w rolnictwie, weterynarii i medycynie.

Układy dostarczające dawki ciał stałych zawierają podłoża dostarczające dawki ciał stałych oraz ulokowane w nich substancje. Układy dostarczające komponuje się w celu zapewnienia dokładnej prędkości dostarczania ulokowanych substancji, wbudowanych w te układy. Układy dostarczające nadają się zwłaszcza do dostarczania cząstek biologicznie czynnych zwierzętom, łącznie z ludźmi.

Sposoby dostarczania środków farmaceutycznych (nie ograniczając się do wymienionych) obejmują podawanie na śluzówkę, doustne, miejscowe, podskórne i śródskórne, domięśniowe, dożylne i przez inhalację.

Wytwarzanie takich układów dostarczających prowadzi się sposobami według wynalazku.

Używane tu pojęcie dawka ciała stałego oznacza, że ulokowana substancja, wbudowana w podłoże, znajduje się raczej w postaci stałej, a nie ciekłej, i ta stała postać jest postacią używaną do dostarczania.

Substancje ulokowane oznaczają cząsteczki, makrocząsteczki i zespoły makrocząsteczek, syntetyczne i naturalne, oraz frakcje komórkowe, żywe i martwe komórki, bakterie i wirusy oraz inne czynne substancje wprowadzone do podłoża; do użycia nadaje się tutaj szeroki wachlarz ulokowanych w podłożu substancji, które opisuje się poniżej. Skutecznie działająca ilość ulokowanej substancji oznacza ilość, niezbędną do osiągnięcia żądanego działania. Na przykład, w przypadku substancji biologicznie czynnej skutecznie działająca ilość oznacza ilość, która wywołuje żądaną reakcję fizjologiczną. Podłoże występuje w postaci stałej i ma charakter bezpostaciowy lub szklisty. Do tych układów dostarczających można wprowadzać inne dodatki: bufory, barwniki itd. Stosowane tutaj pojęcie podłoże obejmuje wszelkie substancje tworzące szkło lub zdolne do tworzenia postaci szklistej, zdefiniowane w zastrzeżeniach patentowych wynalazku. Pojęcie układ (układy) dostarczające obejmuje postacie dawek ciała stałego, zawierające podłoża i ulokowane w nich substancje. Układy dostarczające, utworzone z określonych podłoży, mają różne wymienione nazwy i, jeśli nie zaznaczono inaczej, pojęcie układów dostarczających obejmuje każdy z nich.

Kompozycja farmaceutyczna o wysokiej stabilności podczas suszenia i przechowywania, w postaci cząstek wybranych z proszków odpowiednich do inhalacji, mikroigiełek i mikrowłókien, zawierająca substancję aktywną, zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się tym, że stanowi roztwór stały, utworzony z substancji aktywnej i ze związku zdolnego do tworzenia postaci szklistej, stanowiącego węglowodany wyższe niż monosacharydy.

Korzystnie, kompozycja jako węglowodan zawiera trehalozę, maltozę, laktozę, maltulozę, izomaltulozę, laktulozę, nieredukujące glikozydy związków polihydroksylowych wybrane spośród alkoholi cukrowych, innych polialkoholi o łańcuchu prostym, rafinozy, stachiozy, melezytozy, dekstranu, sacharozy i ich alkoholi cukrowych lub maltitolu, laktitolu, palatynitu, 2-D-glukopiranozylo-1->6-mannitolu i ich poszczególnych alkoholi cukrowych.

Bardziej korzystnie, kompozycja jako węglowodan zawiera trehalozę.

Korzystnie, kompozycja ma postać proszku swobodnie sypiącego się.

Korzystnie, kompozycja dodatkowo zawiera akceptowalne fizjologicznie szkło karboksylanowe, azotanowe, siarczanowe lub dwusiarczanowe.

Korzystnie, kompozycja ma postać igieł o średnicach 1 do 50 pm i długości 5 do 150 pm.

Korzystnie, kompozycja ma postać igieł o średnicach 0,1 do 4 mm i długości 1 do 30 mm.

Korzystnie, kompozycja ma postać mikrokuleczek o wielkości ziaren 0,1 do 10 pm.

Bardziej korzystnie, kompozycja ma postać mikrokuleczek o wielkości ziaren 1 do 4 pm.

184 068

Korzystnie, kompozycja jako substancję aktywną zawiera substancję wybraną z grupy obejmującej proteinę lub peptyd, nukleotyd, oligonukleotyd lub kwas nukleinowy, w tym DNA i RNA. '

Bardziej korzystnie, kompozycja jako substancję aktywną zawiera substancję wybraną z grupy obejmującej enzym, hormon wzrostu, czynnik wzrostu, przeciwciało monoklonalne, interferon, interleukin lub cytokinę.

Korzystnie, kompozycja jako substancję aktywną zawiera substancję wybraną z grupy obejmującej cykloóporyns A, insulinę, estrogen, progesteron, testosteron, estradiol lub tamoksifen.

Korzystnie, kompozycja dodatkowo zawiera dopuszczalną fizjologicznie sól, regulującą straty wody w kompozycji tak, ze przy wilgotności otoczenia prężność pary wodnej wody krystalizacyjnej wynosi co najmniej 2 000 Pa w 20°C i nie jest zakłócana przy tworzeniu szkła podłoża.

Korzystnie, kompozycja dodatkowo zawiera inhibitor reakcji Maili arda.

Kompozycje według wynalazku stanowią układy dawek ciał stałych o dużej prędkości uwalniania ulokowanych substancji. Stwierdzono nieoczekiwanie, ze węglowodany można poddawać przeróbce w celu otrzymania proszków o jednorodnym rozkładzie wielkości cząstek w postaci mikrokulek lub igieł. Węglowodany można również poddawać przeróbce w celu utworzenia postaci makroskopowego dostarczania, odpowiednich dla komponowania urządzeń nadających się do wszczepiania. Przedstawia się tu szeroki wachlarz postaci dawek oraz sposobów wytwarzania tych postaci dawek. Stwierdzono, ze te węglowodany są szczególnie użyteczne tam, gdzie w innych przypadkach denaturujące warunki uniemożliwiałyby komponowanie stałych postaci dawkowania substancji biologicznie czynnych. W szczególności warunki takie oznaczają podwyższone temperatury (takie, powyżej których substancje biologicznie czynne w innych przypadkach denaturują się) oraz obecność organicznych rozpuszczalników.

Układy dawek ciał stałych o dających się regulować prędkościach uwalniania ulokowanych substancji zawierają jako podłoże organiczne szkło karboksylanowe. Stwierdzono, iż organiczne karboksylany tworzą trwale, bezpostaciowe podłoża przez odparowanie rozpu.Sy^i^;^^rdlni^;a Te organiczne szkła uwalniaj ją ulokowane w nich substancje z dokładnie określonymi prędkościami, zależnymi od użytego w danej kompozycji anionu karboksylanowego i kationu metalu. Podobnie jak podłoża zawierające węglow-odany, te szkła można również poddawać przeróbce, albo indywidualnin, albo w mieszaninach z innymi organicznymi karboksylanami i/lub węglowodanami i/lub HDC, w celu otrzymyw-ania proszków o jednorodnym rozkładzie wielkości cząstek w postaci mikrokulek, igieł i/lub urządzeń wszczepialnych z utworzeniem szerokiego wachlarza makroskopowych postaci dostarczania.

Kompozycja farmaceutyczna o wysokiej stabilności podczas suszenia i przechowywania, w postaci cząstek, wybranych z proszków odpowiednich do inhalacji, mikroigiełek i mikrowłókien, zawierająca substancję aktywną, zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się również tym, że stanowi roztwór stały, utworzony z substancji aktywnej i z hydrofobowej pochodnej węglowodanowej (HDC), mającej szkielet węglowodanowy o długości do pięciu jednostek cukrowych i w której więcej niż jedna grupa hydroksylowa węglowodanu jest zestryfikowana bądź zeteryfikowana.

Korzystnie, kompozycja jako hydrofobową pochodną węglowodanową, zawiera heksaoctan sorbitolu, pentaoctan α-glukozy, pentaoctan β-glukozy, tetraoctan 1-O-oktylo-P-Dglukozy, oktaoctan trehalozy, oktapropanonian trehalozy, oktaoctan sacharozy, oktapropanonian sacharozy, oktaoctan celobiozy, oktapropanonian celobiozy, undekaoctan rafinozy i undekapropanonian rafinozy.

Korzystnie, kompozycja dodatkowo zawiera akceptowalne fizjologicznie szkło karboksylanowe, azotanowe, siarczanowe lub dwusiarczanowe.

Korzystnie, kompozycja ma postać igieł o średnicach 1 do 50 pm i długości 5 do 150 pm.

Korzystnie, kompozycja ma postać igieł o średnicach 0,1 do 4 mm i długości 1 do 30 mm.

Korzystnie, kompozycja ma postać mikroku-ecpek o wielkości ziaren 0,1 do 10 pm.

Bardziej korzystnie, kompozycja ma postać mikrokuleczek o wielkości ziaren 1 do 4 pm.

184 068

Korzystnie, kompozycja jako substancję aktywną zawiera substancję wybraną z grupy obejmującej proteinę lub peptyd, nukleotyd, oligonukleotyd lub kwas nukleinowy, w tym

DNA i RNA.

Bardziej korzystnie, kompozycja jako substancję aktywną zawiera substancję wybrana z grupy obejmującej enzym, hormon wzrostu, czynnik wzrostu, przeciwciało monoklonalne, interferon, interleukin lub cytokinę.

Korzystnie, kompozycja jako substancję aktywną zawiera substancję wybraną z grupy obejmującej cyklosporynę A, insulinę, estrogen, progesteron, testosteron, estradiol lub tamoksifen.

Korzystnie, kompozycja dodatkowo zawiera dopuszczalną fizjologicznie sól, regulującą straty wody w kompozycji tak, że przy wilgotności otoczenia prężność pary wodnej wody krystalizacyjn^ej wynosi co najmniej 2 000 Pa w 20°C i nie jest zakłócana przy tworzeniu szkła podłoża.

Korzystnie, kompozycja dodatkowo zawiera inhibitor reakcji Maillarda.

Kompozycje według wariantu wynalazku stanowią układy dawek ciał stałych o nowo określonych i dających się regulować prędkościach uwalniania ulokowanych substancji. W tym rozwiązaniu podłożem są hydrofobowe pochodne węglowodanów (HDC). Nieoczekiwanie stwierdzono, ze HDC tworzą trwałe szkliste podłoża, które uwalniają ulokowane substancje w warunkach zetknięcia z wodą z dokładnie określonymi prędkościami, zależnymi od rodzaju węglowodanu, hydrofobowego fragmentu (fragmentów) stosowanego do tworzenia pochodnej tego węglowodanu oraz stopnia utworzenia pochodnej. Podobnie jak podłoża zawierające węglowodany, podłoża zawierające HDC można także poddawać przeróbce w celu otrzymania proszków o jednorodnym rozkładzie wielkości cząstek w postaci mikrokulek lub igieł. HDC można również przerabiać w celu wytworzenia szerokiego wachlarza makroskopowych postaci dostarczania.

Postacie dawek i sposoby wytwarzania tych postaci dawek zostały omówione w opisie. Stwierdzono, ze te układy dostarczania są szczególnie użyteczne tam, gdzie charakter ulokowanych substancji uniemożliwia przygotowanie stałych postaci dawki. Układy te stanowią układy dostarczania hydrofobowych substancji ulokowanych, które albo trudno jest przygotować w postaci dawki, albo trudno uzyskać ich skuteczne fizjologicznie stężenia na skutek braku rozpuszczalności w wodnych ro/pus/c/alnikach.

Układy dostarczające występują jako stałe roztwory, emulsje, zawiesiny lub koacerwaty substancji ulokowanych w stałym podłożu. W przypadku ulokowania substancje te są odporne na wyższe temperatury wewnątrz podłoża niz w przypadku, gdy występują same. Konkretna odporność temperaturowa zależy od użytego podłoża. Składniki tych układów dostarczających można dzięki temu przetrzymywać przez krótkie okresy czasu w postaci stopionej bez uszkodzenia ulokowanych substancji podczas tej przeróbki. W ten sam sposób można dalej przerabiać te układy dostarczające i są one odporne na uszkodzenia podczas spiekania z azotanami i/lub karboksylanami i/lub HDC i/lub z innymi substancjami tworzącymi szkła.

Złożone kompozycje różnych podłoży i układów dostarczających zapewniają szeroki wachlarz kombinowanych podłoży dostarczających.

Chociaż w ro/wią/aniu według wynalazku można stosować pojedyncze postacie kompozycji, to w kompozycji tej może występować więcej niż jedno podłoże, więcej niż jedna ulokowana substancja i więcej niż jeden dodatek. Oznaczanie skutecznie działających ilości tych związków leży w zasięgu specjalistów.

Poniżej omawia się układy dostarczające zawierające węglowodany.

Stwierdzono, ze układy dostarczające zawierające węglowodany można poddawać przeróbce na szeroki wachlarz postaci dawek ciał stałych, nadających się zwłaszcza do terapeutycznego podawania ulokowanych substancji.

Używane tu pojęcie węglowodany obejmuje dwucukry, trójcukry, oligosacharydy i odpowiadające im alkohole cukrowe, wielocukry i modyfikowane chemicznie takie węglowodany, jak hydroksyetyloskrobia i kopolimery cukrowe (Ficoll). Do zastosowania nadają się tutaj zarówno naturalne, jak i syntetyczne węglowodany. Syntetyczne węglowodany obejmują (ale nie ograniczają się do nich) takie, w których wiązanie glikozydowe jest zastąpione wiązaniem

184 068 tiolowym lub węglowym. Można stosować obydwie postacie węglowodanów, zarówno D, jak i L. Węglowodany te mogą być nieredukujące lub redukujące. Odpowiednimi podłożami są takie, w których ulokowane substancje można wysuszyć i przechowywać bez strat ich istotnej zdolności działania na skutek denaturacji, zlepiania się lub innych mechanizmów. Zapobieganie stratom można polepszyć przez dodawanie różnych dodatków, takich jak inhibitory reakcji Maillarda, jak to opisuje się dalej. Dodatek takich inhibitorów jest szczególnie korzystny w połączeniu z węglowodanami redukującymi.

Redukujące węglowodany, odpowiednie do stosowania w kompozycji według wynalazku, są znane specjalistom i obejmują (ale nie ograniczają się do nich) maltozę, laktozę, maltulozę, izomaltulozę i laktulozę.

Nieredukujące węglowodany obejmują (ale nie ograniczają się do nich) trehalozę, rafinozę, stachiozę, sacharozę i dekstran.

Inne użyteczne węglowodany obejmują nieredukujące glikozydy i polihydroksyzwiązki wybrane spośród alkoholi cukrowych i innych prostołańcuchowych polialkoholi. Glikozydy alkoholi cukrowych korzystnie oznaczają jednoglikozydy, a zwłaszcza związki otrzymane przez redukcję takich dwucukrów, jak laktoza, maltoza, laktuloza i maltuloza. Korzystną grupą glikozydową jest glukozyd lub galaktozyd, a korzystnym alkoholem cukrowym jest sorbit (glucitol). Szczególnie korzystnymi węglowodanami są: maltitol (4-O-3-D-glukopiranozyloD-glicytol), laktitol (4-O-β-D-galaktopiranozylo-D-glu-eitol), palatynit (mieszanina GPS, aD-glukopiranozylo-1->6-sorbitu i GPM), a-D-glukopiranozylo-1->6-mannit i jego indywidualne alkohole cukrowe, składniki GPS i GPM.

Korzystnie, węglowodan występuje w postaci wodzianu, obejmując trehalozę, laktitol i palatynit, a najkorzystniej oznacza trehalozę. Nieoczekiwanie stwierdzono, ze układy dostarczania dawek ciał stałych, zawierające określone wodziany cukrów, takie jak trehaloza, nie wykazują lepkości ani kleistości postaci dawek ciał stałych, które wykazują inne węglowodany. Trehaloza jest więc korzystnym węglowodanem do wytwarzania, pakowania i podawania.

Trehaloza (α-D-glukopiranozylo-a-D-glukopiranozyd) jest naturalnie występującym, nieredukcyjnym dwucukrem. Początkowo stwierdzono, ze jest ona związana z zapobieganiem uszkodzeniom przy wysuszaniu niektórych roślin i zwierząt, które mogą schnąć bez uszkodzeń i mogą odzywać po powtórnym nawodnieniu. Wykazano, ze tetraloza jest użyteczna przy zapobieganiu denaturacji białek, wirusów i artykułów żywnościowych podczas ich suszenia [patrz dokumenty: US 4 891 319; 5 149 653; 5 026 566; Blakeley i in. (1990) Lancet 336: 854-855; Roser (lipiec 1991) Trends in Food Sci. and Tech. 166-169; Colaco i in. (1992) Biotechnol. Internat., 345-350; Roser (1991) BioPharm. 4: 47-53; Colaco i in. (1992) Bio/Tech. 10: 1007-1011; oraz Roser i in. (maj 1993) New Scientist, strony 25-28].

Inne węglowodany, nadające się do zastosowania, ujawniono np. w dokumentach WO 91/18091, 87/00196 oraz US 4 891 319 i 5 098 893, gdzie opisuje się zastosowanie polioli jako szkieł do stabilizacji cząsteczek podczas suszenia i przechowywania, w celu przywrócenia do pierwotnej postaci przed użyciem. Obecnie stwierdzono, ze postacie dawkowania ciał stałych według wynalazku nadają się do bezpośredniego stosowania jako układy dostarczające do kontrolowanego uwalniania ulokowanych w nich substancji. Ponadto, te poliole można stosować w połączeniu z innymi bezpostaciowymi macierzami dla otrzymywania układów dostarczających, które - jak to obecnie odkryto - wykazują szeroki zakres prędkości uwalniania i charakterystyk, które można łatwo i dokładnie regulować, w celu wytwarzania znakomitych układów dawek ciał stałych.

Sposób wytwarzania kompozycji farmaceutycznej o wysokiej stabilności podczas suszenia i przechowywania, w postaci cząstek, wybranych z proszków odpowiednich do inhalacji, mikroigiełek i mikrowłókien, zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się tym, ze stapia się związek zdolny do tworzenia postaci szklistej, stanowiący węglowodany wyższe niż monosacharydy, po czym wprowadza się substancję aktywną, a następnie stop oziębia się, przy czym proces stapiania prowadzi się w temperaturze wystarczającej do upłynnienia węglowodanów, lecz niepowodującej znaczącego osłabienia działania substancji aktywnej.

184 068

Sposób wytwarzania kompozycji farmaceutycznej o wysokiej stobilnoś/i podczas suszenia i przechowywania, w postaci cząstek, wybranych z proszków odpowiednich do ΙρΗοΙοcji, mikroigiełek i mikrowłókien, zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się również tym, ze rozpuszcza się lub zawiesza się w rozpuszczalniku substancję aktywną i związek zdolny do tworzenia postaci szklistej, stopowią/y węglowodany wyższe niż moposocharydy, po czym roztwór bądź zawiesinę suszy się.

Korzystnie, stosuje się suszenie rozpyłowe.

Stwierdzono, ze ulokowane substancje, korzystnie rozpuszczalne w uozpusz/zalniko/h organicznych, można osuszać w trehalozie od mieszaniny organicznych/wodnych rozpusz/aolników, otrzymując złożone kompozycje, które łatwo Jest przywracać do pierwotnego stanu w wodnych rozpuszczalnikach. Lokowane substancje rozpuszcza się w orgopi/zpym/wodnym rozpuszczalniku w połączeniu ze skutecznie działającą ilością trehalozy, a następnie suszy. W ten sposób otrzymuje się stałe roztwory, emulsje, zawiesiny lub koacerwaty ulokowanej substancji w szkle trehalozowym, które następnie łatwo rozpuszczają się w wodnym roztworze, dając dokładnie rozproszona zawiesinę pleroaauyz/aalnej ulokowanej substancji. Wykazano, że środek immunosupresyjny CSA (który jest słabo rozpuszczalny w wodzie i zwykle podaje się go w postaci emulsji olejowej) można wysuszyć w roztworze trehalozy w mieszaninie etanol' woda 1:1, otrzymując klarowne szkło z trehalozy, zawierające CSA. Szkło to można zemleć, otrzymując swobodnie sypiący się proszek, który można także tabletkować i który po dodaniu wody natychmiast rozpuszcza się, dając dokładnie rozproszoną zawiesinę CSA w wodzie.

Poniżej omówiono układy dostarczające HDC.

Układy doytar/aąją/e dawki ciał stałych, w których podłoże zawiera co najmniej jeden HDC, nazywa się układami dostarczającymi HDC. HDC tworzą oddzielną grupę nietoksycznych pochodnych węglowodanów, nodoją/ych się do ytoyowopia przy wytwarzaniu podłoży dawek ciał stałych. Chociaż zsypteaowopo liczne HDC, to dotychczas nie przedstawiano ich zalet, polegających na łatwym tworzeniu szkła. W rozwiązaniu według wynalazku stosuje się więc szkliste postacie HDC, które również określa się jako bezpostaciowe kompozycje tworzące macierz. Układy dostarczające HDC szczególnie nadają się do stosowania przy kontrolowanym, impulsowym lub opóźnionym uwalnianiu ulokowanych w nich substancji. Dowolne spośród wymienionych, ulokowanych substancji można wbudowywać w układy dostou/aśią/e HDC.

HDC łatwo tworzą szkła albo z nagle ostudzonego stopu, albo po odparowaniu rozpuszczalnika organicznego. HDC można także poddawać przeróbce metodami przedstawionymi dla węglowodanów.

W zpa/zepiu używanym w opisie HDC odnosi się do szerokiego wachlarza hydrofobowych pochodnych węglowodanów, w których przynajmniej jedna grupa hydroksylowa jest podstawiona fragmentem hydrofobowym, co obejmuje estry i etery. Liczne przykłady odpowiednich HDC oraz ich syntezy opisano w Developmepts of Food Coubohyduate - 2 wyd C.K Lee, Applied Science Publishers, Londyn (1980). Inne syntezy opisali np. Akoh i in. (1987) J. Food Sci. 52' 1570; Khan i in. (1993) Tetra. Letts 34' 7767; Khan (1984) Pure & Appl. Chem, 56' 833-844, oraz Khan i in. (199θ) Carb. Res. 198' 275-283. Specjalne przykłady HDC obejmują (ale nie ograniczają się do nich) sześciooctop sorbitu (SHAC), pięcioo/ton α-glukozy (α-GPAC), plęcloo/tap β-glukozy (β-GPAC), czteroo/tap 1-O-oktylo-e-D-glukozy (oGTA), ośmiooctap trehalozy (TOAC), ośmloauopiopiop trehalozy (TOPR), ośmiooctan sacharozy (SOAC), ośmiooctan celobiozy (COAC), jedenostooctan rafinozy (RUDA), odmlopuoaioplap sacharozy, ośmioproploniop celo^ozy, jedenastopropionlap rafinozy, /zteuo-O-metylo-treholoaę i dwu-O-metylosaeścio-O-acetylo-sochoroaę. Przykładem odpowiedniego HDC, w którym węglowodanem jest treholoza, jest związek o wzorze 1.

We wzorze 1 R oana/zo grupę hydroksylowa, albo jej mniej hydrol!Iowa pochodną taką jak estrowa lub eterowa, albo dowolną, modyfikację funkcyjną tego związku, w której co najmniej jedno R nie oznacza hydroksylu, lecz pochodną hydrofobową. Odpowiednie modyfikacje funkcyjne obejmują (ale nie ograniczają się do nich) takie modyfikacje, w których atom

184 068 tlenu zastępuje się heteroatomem, takim jak N lub S. Zakres podstawienia również może być różny i może to być mieszanina rozmaitych pochodnych. Pełne podstawienie grup hydroksylowych nie jest potrzebne, co zapewnia możliwość wyboru zmian własności fizycznych (takich jak rozpuszczalność) podłoża. R może oznaczać dowolną długość łańcucha od C₂ w górę i łańcuch ten może być prosty, rozgałęziony, cykliczny lub zmodyfikowany. O ile wzór 1 przedstawia dwucukier trehalozę, to węglowodan spośród omawianych tutaj ma szkielet węglowodanowy o długości łańcucha cukrowego kończącej się na pięciocukrach, zaś położenie wiązania glikozydowego może ulegać zmianie.

Różne aspekty HDC nie stanowią ograniczeń. Przykładowo, mogą się zmieniać składniki cukrowe każdego HDC, położenie i charakter wiązania glikozydowego między cukrami mogą również ulegać zmianie, a także rodzaj podstawienia może być różny w ramach danego HDC. Reprezentatywnym przykładem HDC, podstawionego zarówno grupami estrowymi, jak i eterowymi, jest 2,3,4,5-czterooctan l-O-oktylo-e-D-glukopiranozydu o wzorze 2, w którym R oznacza O₂C’CH_?.

Możliwość modyfikacji własności HDC przez niewielkie zmiany ich składu czyni je wyjątkowo nadającymi się na podłoża dawek ciał stałych, zwłaszcza w porównaniu z układami polimerycznymi, które często zależą od obszarów krystaliczności przy zmianie ich własności, zwłaszcza erozji bIologic/nej. Układy dostarczające HDC można sporządzić tak, że wykazują precyzyjne własności, jak np. prędkość uwalniania ulokowanych substancji Można to osiągać przez zmiany w modyfikacji danego węglowodanu lub przez łączenie zestawu różnych HDC.

Stwierdzono, ze czyste szkła pojedynczych HDC są trwałe w temperaturach otoczenia i w warunkach wilgotności co najmniej do 60%. Natomiast mieszaniny szkieł HDC z ulokowanymi w nich określonymi substancjami nieoczekiwanie są trwałe w temperaturach otoczenia oraz w warunkach wilgotności przynajmniej do 95%. Należy zwrócić uwagę, że wbudowanie nawet 10% (wagowo-objętościowych) skrajnie higroskopijnych ulokowanych substancji, takich jak syntetyczny kortykosteroid 6α ,9α-dwufłuoro-11p,21-dwuhydroksy-16a,17α-propylometylenodwuoksy-4-pregneno-3,20-dion (XPDO), daje szkła HDC, które są trwałe przy ekspozycji na względne wilgotności do 95% w pokojowej temperaturze przez okres powyżej miesiąca, a ponadto natychmiast uwalniają ulokowane w nich substancje w ciągu 5-10 minut po dodaniu do ciekłej wody. Taki sam skutek trwałości szkła HDC stwierdzono w przypadku szkieł TOAC, zawierających 10% (wagowoobjętościowych) CSA wbudowanego w charakterze ulokowanej substancji.

Stwierdzono również, Że dodatek innych HDC na tych samych poziomach także daje mieszane szkła HDC, które są również odporne na dewitryfikację w warunkach wilgotności względnej, wynoszącej 95%. Tak więc szkła TOAC, zawierające 10% (wagowo-objętościowych) GPAC lub TOPR, wykazują całkowitą odporność na dewitryfikację przy względnej wilgotności, wynoszącej 95%. Ciekawe jest, że te kompozytowe szkła HDC zachowują się odmiennie w ciekłej wodzie; szkło GPAC/TOAC dewitryfikuje się od powIer/chni znacznie szybciej niż szkło TOPR/TOAC (patrz figury 13 i 14). Ta zdolność do nastawiania prędkości rozpuszczania kompozytowych szkieł HDC czyni je szczególnie przydatnymi jako podłoża dostarczające o regulowanym uwalnianiu.

Szkła HDC można wytwarzać albo przez odparowanie rozpuszczalnika, albo przez szybkie oziębienie stopionego HDC. Z uwagi na niskie temperatury mięknięcia niektórych szkieł HDC, lokowane w nich substancje nieodporne termicznie, takie jak leki i cząsteczki biologiczne, można wprowadzać do stopionych HDC bez rozkładu podczas wytwarzania układów dostarczających. Nieoczekiwanie okazało się, że te ulokowane substancje wykazują kinetykę uwalniania zerowego rzędu, gdy kompozycje tworzące bezpostaciową macierz erodują w wodnych roztworach. Uwalnianie następuje po procesie powierzchniowej dewitryff-kacji. Układy dostarczające HDC można łatwo modelować w dowolne kształty lub postacie takie, jak tu zostały opisane. Takie modelowanie może następować przez wytłaczanie, odlewanie itd dowolnymi sposobami znanymi w branży. Podłoża dostarczające HDC są nietoksyczne i obojętne względem dowolnych rozpuszczanych w nich substancji, które można do nich wprowadzać.

184 068

Układy dostarczające HDC przy tworzeniu takich kompozycji, jak macierze i/lub powłoki, ulegają niejednorodnej erozji powierzchniowej, gdy je umieścić w środowisku wodnym. Nie wiąząc się z żadną określoną teorią można przyjąć, że możliwy mechanizm ich degradacji zaczyna się od początkowej dewitryfikacji powierzchni w związku z wystąpieniem przesycenia na powierzchni międzyfazowej, a potem następuje z małą prędkością dalsza erozja i/lub rozpuszczanie warstw powierzchniowych. Macierze można modyfikować przez staranny dobór składników w celu uzyskania żądanych prędkości dewitryfikacji i w konsekwencji wymaganych prędkości uwalniania ulokowanych substancji, gdyż zdewitryfikowana macierz nie stwarza żadnej przeszkody dla uwalniania ulokowanej w niej substancji.

Stopione HDC są doskonałymi rozpuszczalnikami dla wielu cząsteczek organicznych. To powoduje, że nadają się one szczególnie do dostarczania substancji biologicznie czynnych, które trudno innym sposobem wprowadzić do kompozycji. Do układów dostarczających HDC można wprowadzać ponad 20% wagowych cząsteczek organicznych. Warto zauważyć, że HDC są obojętne i nie wykazują żadnej reaktywności względem substancji w nich rozpuszczonych, czyli wbudowanych do nich substancji ulokowanych. Poniżej bardziej szczegółowo opisuje się, że HDC są zdolne do tworzenia dyspersji bardzo drobnych zawiesin układów dostarczających węglowodany, w celu otrzymywania złożonych, kompozytowych układów dostarczających.

Sposób wytwarzania kompozycji farmaceutycznej o wysokiej stabilności podczas suszenia i przechowywania, w postaci cząstek, wybranych z proszków odpowiednich do inhalacji, mikroigiełek i mikrowłókien, zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się także tym, że stapia się związek zdolny do tworzenia postaci szklistej, stanowiący hydrofobową pochodną węglowodanową (HDC) mającą szkielet węglowodanowy o długości do pięciu jednostek cukrowych i w której więcej niż jedna grupa hydroksylowa węglowodanu jest zestryfikowana bądź zeteryfikowana, po czym wprowadza się substancję aktywną, a następnie stop oziębia się, przy czym proces stapiania prowadzi się w temperaturze wystarczającej do upłynnienia HDC, lecz niepowodującej znaczącego osłabienia działania substancji aktywnej.

Stosując ustalone zasady chemicznej lub enzymatycznej syntezy wytwarza się składniki HDC o wysokiej czystości. HDC i lokowane w nich substancje można starannie razem wymieszać w odpowiednich stosunkach molowych i stopić do uzyskania klarowności. Odpowiednie warunki stapiania oznaczają (ale nie ograniczają się do nich) stapianie w otwartej kolbie szklanej w temperaturze między 100 i 150°C przez 1-2 minuty. Daje to ciekły stop, który można pozostawić do lekkiego ochłodzenia, a następnie, w razie potrzeby rozpuściwszy lokowaną substancję w stopionej masie, ochłodzić ją szybko do zeszklenia, np. przez umieszczenie na płycie z brązu lub w formie metalowej dla ukształtowania podłoży dostarczających. Można także starannie regulować temperaturę stopionej masy i wprowadzać lokowane substancje albo do uprzednio stopionej kompozycji HDC, albo wymieszać ze stygnącą stopioną masą HDC przed jej szybkim ochłodzeniem.

Stopione masy HDC są odporne termicznie i umożliwiają wprowadzanie organicznych cząsteczek bez denaturacji, albo zawiesin cząstek rdzenia bez zmiany ich fizycznego charakteru. Stopione szkła można również stosować do powlekania cząstek o mikronowych rozmiarach, co jest szczególnie istotne przy tworzeniu kompozycji niskohigroskopijnych proszków zawierających higroskopijne substancje czynne, w celu podawania środków leczniczych przez inhalację.

Sposób wytwarzania kompozycji farmaceutycznej o wysokiej stabilności podczas suszenia i przechowywania, w postaci cząstek, wybranych z proszków odpowiednich do inhalacji, mikroigiełek i mikrowłókien, zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się również tym, że rozpuszcza się lub zawiesza się w rozpuszczalniku substancję aktywną i związek zdolny do tworzenia postaci szklistej, stanowiący hydrofobową pochodną węglowodanową (HDC) mającą szkielet węglowodanowy o długości do pięciu jednostek cukrowych i w której więcej niż jedna grupa hydroksylowa węglowodanu jest zestryfikowana bądź zeteryfikowana, po czym roztwór bądź zawiesinę suszy się.

Korzystnie, stosuje się suszenie rozpyłowe.

184 068

Szkliste podłoża dostarczające HDC można więc również wytwarzać przez odparowywanie HDC i lokowanych substancji, wprowadzanych w postaci roztworu w rozpuszczalniku lub w mieszaninie rozpuszczalników. Składniki HDC łatwo rozpuszczają się w wielu organicznych rozpuszczalnikach. Odpowiednie rozpuszczalniki obejmują (ale nie ograniczają się do nich) dwuchlorometan, chloroform, sulfotlenek dwumetylowy (DMSO), dwumetyloformamid (DMF) i wyższe alkohole. Charakter rozpuszczalnika jest nieistotny, gdyż usuwa się go całkowicie podczas wytwarzania układów dostarczających. Korzystne jest, gdy obydwa składniki, HDC i lokowana substancja, są rozpuszczalne w danym rozpuszczalniku. Rozpuszczalnik może jednak rozpuszczać tylko HDC, pozostawiając ulokowaną substancję w zawiesinie. Przy zatężaniu rozpuszczalnika w przypadku bardziej korzystnych HDC nie zachodzi krystalizacja. Tworzy się natomiast bezpostaciowe ciało stałe, które ma podobne własności, jak szkło szybko ostudzone. Tu również lokowane substancje można łatwo wbudowywać albo z roztworu, albo jako zawiesinę cząstek.

Temperatury zeszklenia HDC (Tg) są niskie, zwykle niższe od 70°C i nieoczekiwanie nieprzewidywalne na podstawie temperatur topnienia. Zazwyczaj skłonność do krystalizacji ze stygnącej stopionej masy lub przy zmniejszaniu ilości rozpuszczalnika jest niska. Zarówno dewitryfikację, jak i płynność stopionej masy w temperaturach bliskich Tg, można regulować przy użyciu modyfikatorów takich, jak inne pochodne cukrów i niektóre organiczne substancje czynne. W tablicach 1 i 2 zostały przedstawione wartości temperatur zeszklenia i topnienia różnych HDC, nadających się do stosowania w kompozycjach według wynalazku, użytych albo w postaci indywidualnych pochodnych, albo w szkłach kompozytowych (wykorzystano dane zamieszczone w przykładach ilustrujących rozwiązania według wynalazku).

Tabela 1

Substancja/Szklo	Temperatura topnienia, °C	Temperatura zeszklenia, °C	Masa cząsteczkowa
SHAC	100-104	-6	434,4
α-GPAC	109-111	14	390,3
β-GPAC	130-131	17	390,3
OGTA	50-52	-10	460,5
TOAC	101-103	50	678,6
TOPR	47-48	3	790,6
SOAC	87-89	25	678,6
COAC	224-226	65	678,6
RUDA	87-88	55	966,9

Tabela 2

Układ szkła	Stosunki molowe HDC w szkle	Temperatura zeszklenia, °C
1	2	3
TOAC	100	50
RUDA	100	55
α-GPAC TOAC	10 90	47
25 75	44
50 50	32
75 25	22

184 068 c d tabeli 2

1	2	3
SOAC:TOAC	25 75	41
COAC:TOAC	25:75	55
TOPR:TOAC	22:78	37
RUDA:TOAC	10:90	52
25 75	53
50:50	52
75:25	54

Podłoża dostarczające, zawierające kombinacje różnych HDC, pozwalają na uzyskanie nowych podłoży dostarczających o wysokiej możliwości regulacji Tg i innych fizykochemicznych własności takich, jak lepkość i odporność na degradację w wodzie.

Kombinowane układy dostarczające.

Układy dostarczania dawek ciał stałych, zawierające HDC i węglowodan oraz/lub inne substancje tworzące szkło w złożonych kompozycjach i innych kombinacjach są zwane kombinowanymi układami dostarczającymi.

Co najmniej dwa rodzaje kombinowanych układów dostarczających wytwarza się przez sporządzanie złożonych kompozycji podłoży HDC i węglowodanu, w celu wytwarzania układów dostarczających. W Jednym z przypadków z mikrokulek układu dostarczającego węglowodan tworzy się zawiesinę w układzie dostarczającym HDC. W drugim z przypadków z mikrokulek układu dostarczającego HDC tworzy się zawiesinę w układzie dostarczającym węglowodan. Te kombinowane układy dostarczające umożliwiają uwalnianie co najmniej dwóch różnych ulokowanych substancji, jednej hydrofobowej i jednej hydrofilowej, z przynajmniej dwiema różnymi prędkościami uwalniania.

Inne kombinowane układy dostarczające wytwarza się przez powlekanie jednego układu dostarczającego drugim. Przykładowo, układ dostarczający węglowodan w postaci wszczepialnej można powlekać warstwą HDC lub układu dostarczającego HDC w celu zapewnienia opóźnionego uwalniania substancji ulokowanej w układzie dostarczającym węglowodan lub kolejnego uwalniania różnych ulokowanych substancji. Różnorodność takich postaci jest bardzo duża. Liczba powłok jest teoretycznie nieograniczona i mogą ją określić specjaliści w danej dziedzinie.

Kombinowane układy dostarczające można także wytwarzać przez wytłaczanie pustych w środku cylindrycznych podłoży, zawierających przestrzeń wolną od podłoża lub układu dostarczającego (węglowodan, HDC lub ich kombinacji). Takie kompozycje są szczególnie przydatne do wytwarzania urządzeń nadających się do wstrzykiwania lub wszczepiania.

Inne składniki układów dostarczania.

Inne szkła.

Układy dostarczające mogą ponadto zawierać co najmniej jedno szkło tolerowane fizjologicznie. Odpowiednie szkła obejmują (ale nie ograniczają się do nich): karboksylany, fosforany, azotany, siarczany, kwaśne siarczany, HDC i ich kombinacje. Karboksylany stosowano dotychczas tam, gdzie wymagano szkieł powoli rozpuszczających się w wodzie, gdyż liczne spośród nich są jedynie słabo rozpuszczalne w wodzie. Odpowiednie takie szkła obejmują (ale nie ograniczają się do nich) te, które przedstawiono w dokumencie PCT/GB 90/00497. Wytwarzanie tych szkieł karboksylowych było jednak dotychczas prowadzone jedynie przez szybkie ostudzenie stopionej masy. Podwyższona temperatura, niezbędna do stopienia karboksylanów, silnie ogranicza karboksylany w możliwościach ich stosowania do wytwarzania szklistych podłoży dostarczających, zwłaszcza w przypadku substancji biologicznie czynnych, które wykazują skłonność do wrażliwości na ciepło. Stwierdzono nieoczekiwanie, ze szkła karboksylanowe można łatwo wytwarzać przez odparowywanie rozpuszczalnika, zawierającego karboksylan

184 068 metalu tworzący szkło oraz lokowaną substancję, która ma być wbudowana. Sposoby wytwarzania podłoży oraz układów dawek ciał stałych polegają na rozpuszczaniu składnika karboksylanowego w odpowiednim rozpuszczalniku i odparowaniu tego rozpuszczalnika, w celu otrzymania szklistego szkła. Mieszaniny karboksylanów można stosować tak, jak mieszaniny innych składników tworzących szkło, w celu wytwarzania nowych układów dostarczających.

Układy dostarczające można także powlekać jedną lub większą liczbą warstw fizjologicznie tolerowanego szkła, wykazujących z góry określone prędkości rozpuszczania. Jest to szczególnie skuteczne w przypadkach impulsowego uwalniania ulokowanych substancji. Kompozycje te mogą ponadto zawierać inne, rozpuszczalne w wodzie i ulegające metabolizmowi substancje tworzące szkło. Odpowiednie substancje tworzące szkło obejmują (ale nie ograniczają się do nich) laktydy i kopolimery laktyd/glikolid, polimery glukuronidowe i inne poliestry, poliortoestry i polibezwodniki.

Ulokowane substancje.

Przykłady rodzajów ulokowanych substancji, które można stosować w podłożach, obejmują przemysłowe chemikalia takie, jak barwniki i perfumy oraz medyczne i rolnicze substancje biologicznie czynne, nadające się do stosowania in vivo i in vitro. Odpowiednie substancje biologicznie czynne obejmują środki farmaceutyczne, środki terapeutyczne i zapobiegawcze oraz środki agrochemiczne takie, jak środki przeciwszkodnikowe i feromony.

Odpowiednie środki farmaceutyczne obejmują leki przeciwzapalne, leki przeciwbólowe, leki przeciwartretyczne, leki przeciwskurczowe, leki przeciwdepresyjne, leki przeciwpsychotyczne, leki uspokajające, leki przeciwlękowe, środki działające antagonistycznie przeciw narkotykom, środki przeciw chorobie Parkinsona, środki agonistyczne cholinergiczne, leki chemioterapeutyczne, środki immunosupresyjne, środki przeciwwirusowe, antybiotyki, środki powstrzymujące apetyt, środki przeciwwymiotne, środki przeciwcholinergiczne, środki przeciwhistaminowe, środki przeciw migrenie, środki rozszerzające naczynia wieńcowe, mózgowe lub obwodowe, środki hormonalne, środki antykoncepcyjne, środki przeciwzakrzepowe, środki moczopędne, środki przeciwnadciśnieniowe, leki sercowo-naczyniowe, opioidy itp.

Odpowiednie środki terapeutyczne i zapobiegawcze obejmują (ale nie ograniczają się do nich) dowolne terapeutycznie skuteczne modyfikatory biologiczne. Takie modyfikatory obejmują (ale nie ograniczają się do nich) kompozycje podkomórkowe, komórki, bakterie, wirusy i cząsteczki obejmujące (ale nie ograniczające się do nich) lipidy, związki organiczne, białka i peptydy (syntetyczne i naturalne), mimetyki peptydów, hormony (peptydy, steroidy i kortykosteroidy), polimery aminokwasów D i L, oligo-sacharydy, wielocukry, nukleotydy, oligonukleotydy i kwasy nukleinowe, w tym DNA i RNA, hybrydy białko-kwas nukleinowy, małe cząsteczki i ich fizjologicznie czynne analogi. Ponadto te modyfikatory mogą, pochodzić ze źródeł naturalnych albo mogą być wytwarzane przez rekombinację lub syntetycznie i obejmują analogi, agonistów i homologi.

Używane tutaj pojęcie białko odnosi się również do peptydów i polipeptydów. Takie białka obejmują (ale nie ograniczają się do nich) enzymy, środki biofarmaceutyczne, hormony wzrostu, czynniki wzrostu, insulinę, przeciwciała monoklonalne, interferony, interleukiny i cytokininy.

Związki organiczne obejmują (ale nie ograniczają się do nich) chemikalia farmaceutycznie czynne. Na przykład reprezentatywne związki organiczne obejmują (ale nie ograniczają się do nich) witaminy, przekaźniki nerwowe, środki przeciwbakteryjne, leki przeciwhistaminowe, leki przeciwbólowe i środki immunosupresyjne.

Odpowiednie hormony steroidowe obejmują (ale nie ograniczają się do nich) kortykosteroidy, estrogen, progesteron, testosteron i ich fizjologicznie czynne analogi. Liczne analogi hormonów steroidowych są znane i obejmują (ale nie ograniczają się do nich) estradiol i tamoksifen. Liczne hormony steroidowe takie, jak progesteron, testosteron i ich analogi szczególnie nadają się do zastosowania w kompozycji według wynalazku, gdyż nie są one wchłaniane przezskórnie oraz, z wyjątkiem nielicznych analogów, rozkładają się przy doustnym podawaniu na zasadzie tzw. mechanizmu wątrobowego pierwszego przejścia.

Używane tutaj pojęcie kwasy nukleinowe obejmuje wszystkie terapeutycznie skuteczne kwasy nukleinowe, znane w branży, obejmując (ale nie ograniczając się do nich) DNA,

184 068

RNA i ich fizjologicznie czynne analogi. Nukleotydy te mogą kodować pojedyncze geny i mogą być dowolnymi przenosicielami znanymi w branży DNA rekombinantów, obejmując (ale nie ograniczając się do nich) plazmidy, retrowirusy i adenowirusy. Korzystnie nukleotydy podaje się w postaci proszku z układu dawek ciał stałych.

Kompozycje według wynalazku, stanowiące układy dostarczające dawki ciał stałych, mogą zawierać zapobiegawcze substancje biologicznie czynne oraz nośniki. Korzystne kompozycje obejmują immunogeny, takie jak stosowane w szczepionkach. Korzystnie, kompozycje te zawieją immunogeniczne ilości immunogenu, skutecznie działające albo na rzecz uodpornienia, albo na rzecz wspomagania szczepienia.

Odpowiednie immunogeny obejmują (ale nie są ograniczone do nich) żywe i osłabione wirusy, antygeny kodujące przenoticieli nukleotydów, bakterie, antygeny, antygeny i środki pomocnicze oraz hapteny związane z nośnikami. Szczególnie korzystne są immunogeny skutecznie działające na rzecz wywoływania reakcji odpornościowej przeciw błonicy, tężcowi, krztuścowi, toksynie jadu kiełbasianego, cholerze, dendze, zapaleniu wątroby wirusowemu A, C i E, grypie hemophilnus b, wirusowi opryszczki, Heliobacterium pylori, grypie, japońskiemu zapaleniu mózgu, meningokokom A, B i C, odrze, śwince, wirusowi brodawczaka pneumokokom, paraliżowi dziecięcemu, rózyczce, rotawirusowi, wirusowi oddechowemu, pałeczkom Shigella, gruźlicy, żółtej febrze i ich kombinacjom.

Immunogeny można również wytwarzać metodami biologii molekularnej w celu wytwarzania peptydów rekombinantów lub białek z fuzji, zawierających jedną lub więcej części białka pochodzącego z czynników chorobotwórczych. Na przykład wykazano, ze białka z fuzji, zawierające dany antygen oraz podjednostkę B toksyny cholery wywołują reakcję odpornościową na dany antygen. Sanchez i in. (1989) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86:481-485.

Kompozycje immunogeniczne korzystnie zawierają pewną ilość środków pomocniczych, wystar^ącą do podwyższenia reakcji odpornościowej na immunogen. Odpowiednie środki pomocnicze obejmują (ale nie ograniczają się do nich) sole glinu, mieszaniny spinacenów (SAF-1), peptydy muramylowe, pochodne saponiny, preparaty ze ścian komórek prątków, jednofosforylowy lipid A, pochodne kwasu mykolowego, powierzchniowo czynne niejonowe kopolimery blokowe, Quil A, pod-jednostkę B toksyny cholery, polifosfazeny i pochodne oraz kompleksy immunostymulacyjne (ISCOM), takie jakie opisali Takahasi i in. (1990) Naturę 344' 873-875. Do użytku weterynaryjnego oraz do wytwarzania przeciwciał w zwierzętach można stosować mitogenowe składniki środka pomocniczego Freunda.

Podobnie, jak w przypadku wszystkich kompozycji immunogenicznych, immunologicznie skuteczne ilości tych immunogenów należy oznaczać doświadczalnie. Rozważane czynniki obejmują immunogenność, czy dany immunogen będzie kompleksowany danym środkiem pomocniczym lub białkiem nośnika albo innym nośnikiem lub będzie wiązał się z nim kowalentnie, czy tez nie, sposób podawania oraz liczbę dawek uodporniających, które należy podać. Takie czynniki są znane w dziedzinie szczepionek i w kręgu specjalistów immunologów można wykonywać także oznaczenia skutecznie bez zbędnych doświadczeń.

Jeśli ulokowane substancje i/lub podłoża zawierają grupy karboksylowe oraz aminowe, iminowe lub guanidynowe, to korzystne jest, aby układy dostarczające zawierały ponadto co najmniej jeden tolerowany fizjologicznie inhibitor reakcji Maillarda, w ilości skutecznie działającej na rzecz istotnego zapobiegania kondensacji grup aminowych i reaktywnych grup karbonylowych w danej kompozycji.

Inhibitor reakcji Maillarda jest znany specjalistom. Inhibitor ten występuje w ilości dostatecznej dla zapobiegania lub istotnego zapobiegania kondensacji grup aminowych i reaktywnych grup karbonylowych.

Zwykle grupy aminowe występują w substancjach biologicznie czynnych, a grupy karboksylowe występują w węglowodanach, ale może być również odwrotnie. Grupy aminowe i grupy karbonylowe mogą być jednak wewnątrzcząótncpkowe, występując albo w substancji biologicznej, albo w węglowodanie. Znane są różne klasy związków, które wykazują powstrzymujący wpływ na reakcję Maillarda i są z tego względu stosowane w opisanych tu kompozycjach. Związki te, ogólnie biorąc, są albo inhibitorami współzawodniczącymi lub mewspółzawodniczącymi. Inhibitory współzawodniczące obejmują (ale nie ograniczają się do

184 068 nich) reszty aminokwasów (zarówno D, jak i L), kombinacje reszt aminokwasów i peptydy. Szczególnie korzystne są: lizyna, arginina, histydyna i tryptofan. Najskuteczniejsze są lizyna i arginina. Istnieje wiele znanych inhibitorów niewspółzawodniczących. Obejmują one (ale nie ograniczają się do nich) aminoguanidynę i pochodne, pochodne 4-hydroksy-5,8-dwuoksochinoliny i odpowiednie inhibitory Maillarda, takie jak przedstawione w dokumencie EP-A-0 433 679.

Postacie dawkowania.

Kompozycje według wynalazku mogą stanowić takie układy dostarczające, którym nadaje się rozmiary i kształty odpowiednie do przenikania przez naskórek oraz nadające się do dostarczania balistycznego. Odpowiednie rozmiary podłoży są więc rzędu mikrometrów, korzystnie w zakresie 1-5 mikrometrów w przypadku średnicy i 5-150 mikrometrów w przypadku długości, co umożliwia przenikanie i dostarczanie przez naskórek do tkanki podskórnej, śródskórnej, wewnątrzmięśniowej i wewnątrzżylnej. Należy zdać sobie sprawę, że przy takich wymiarach układy dostarczania mogą makroskopowo wyglądać tak, jakby występowały w postaci proszku, niezależnie od ich konfiguracji na poziomie mikroskopowym.

Korzystnymi konfiguracjami balistycznych układów dostarczania są mikroigły i mikrowłókna. Wytwarzanie mikrowłókien jest stosunkowo proste i ekonomiczne i daje trwałe układy dostarczające, zawierające podłoża w szklistej postaci oraz ulokowane w nich substancje. Podczas przeróbki, jak to tutaj przedstawiono, można dodawać również dodatkowe stabilizatory, bufory, szkła i polimery. Liczne spośród najbardziej labilnych cząsteczek biologicznych mogą dobrze znosić wysokie temperatury (np. 60-100°C), jeśli są stabilizowane przez suszenie w trehalozie, pod warunkiem, że większa część ich powierzchni styka się z podłożem. Temperatury 70°C mogą znosić ponad miesiąc (Colaco i in. (1992) Bio/Technology 10: 1007-1011), a wyższe temperatury przez krótsze okresy. Przedstawione tam wyniki wskazują, że fluorescencyjne białko fkoerytrynę suszoną w trehalozie można przechowywać w 100°C przynajmniej przez miesiąc bez wykrywalnego zmniejszenia funkcjonalnego działania. Inne podłoża dają ochronę w niższych temperaturach niż trehaloza. Maksymalną temperaturę ochrony trzeba o/nac/ać doświadczalnie i w kręgu specjalistów w danej dziedzinie robi się to bez zbędnych doświadczeń.

Mikrowłókna wytwarzane sposobem według wynalazku wykazują względnie wysoki stosunek wymiarów, tj. długości w porównaniu ze średnicą, korzystnie w zakresie 1-5 mikrometrów w przypadku średnicy i 5-100 mikrometrów w przypadku długości. Tak wysoki stosunek wymiarów zapewnia powiększenie przenikania do końca przy dostarczaniu balistycznym dzięki skłonności mikrowłókien do układania się równolegle do lufy balistycznego mikrowtryskiwacza, jak to bardziej szczegółowo opisano niżej. Dłuższe makrowłókna można wstrzykiwać, stosując konwencjonalne udarowe urządzenia balistyczne, lub trokarem. Alternatywnie, makroskopowe igły szklane o dostatecznej mocy wewnętrznej można bezpośrednio wbijać przez skórę w celu podskórnego, śródskórnego lub domięśniowego podawania ulokowanych substancji.

Inne, korzystne rozwiązania układów dostarczających obejmują jednorodne mikrokulki, korzystnie o wąskim ro/kład/ie wielkości. Taka konfiguracja jest szczególnie użyteczna wówczas, gdy pożądana jest podwyższona kontrola głębokości przenikania układu dostarczającego. Taka kontrola jest korzystna np. przy śródskórnym, domięśniowym i dożylnym dostarczaniu szczepionek do podstawowej warstwy naskórka, w celu doprowadzenia antygenu w sąsiedztwo komórek gwiaździstych warstwy kolczystej naskórka, aby wywołać optymalną reakcję odpornościową.

W kompozycji według wynalazku można stosować także puste w środku włókna do dostarczania ulokowanych substancji. Bardzo drobne, puste w środku igły można wytwarzać przez wyciąganie pustych w środku kęsów w strefie pieca, która powoduje miejscowe mięknięcie szklistego podłoża. Igły te można napełniać drobno sproszkowanym, stabilizowanym związkiem, przez wprowadzanie tego drobnego proszku w czasie procesu stapiania lub wyciągania Puste w środku włókna można wytwarzać również z termoplastycznych organicznych polimerów i/lub węglowodanów i/lub HDC, które mogą same powoli lub szybko rozpuszczać się w wodzie i/lub ulegać metabolizmowi.

Alternatywnie, puste w środku podłoże, składające się ze słabo rozpuszczalnego w wodzie szkła lub tworzywa sztucznego, napełnia się i ewentualnie powleka.

184 068

W rozwiązaniu według wynalazku mogą również występować złożone kompozycje podłoży i innych substancji słabo rozpuszczalnych w wodzie. Przykładowo, złożone kompozycje podłoży z nierozpuszczalnymi w wodzie szkłami takimi, jak szkła fosforanowe, azotanowe lub karboksylanowe, lub ulegającymi metabolizmowi tworzywami sztucznymi takimi, jak kopolimery laktydowe lub laktydowo-glikolidowe, będą dawały wolniej erodujące podłoża dla opóźnionego uwalniania substancji biologicznie czynnych.

Sposoby wytwarzania układów dostarczających.

Pod warunkiem, że czas ekspozycji jest ograniczony, lokowane substancje, zmieszane z suchymi podłożami, można ogrzewać do fluidyzacji szkła, które następnie można wyciągać lub prząść jako włókna bez uszkodzenia produktu. Włókna można albo ciągnąć z kęsów, chłodzić je do zestalenia się, a następnie nawijać na bęben, albo można je prząść przez małe otworki w szybko obracającym się cylindrze, który ogrzewa się powyżej temperatury topnienia podłoża. Włókna te są z natury kruche i można je łatwo ciąć, łamać, kruszyć lub siekać na krótkie długości, w celu wytwarzania długich prętów cylindrycznych lub igieł. Zmieniając średnicę wytwarzanych włókien można otrzymywać igły, które zmieniają się od mikroigieł do makroigieł, tj. od grubości kilku mikrometrów do ułamków milimetra. Stwierdzono, że do wytwarzania mikrowłókien o małych średnicach nadają się maszyny do waty cukrowej. Wprawdzie optymalne warunki trzeba oznaczyć doświadczalnie dla każdego podłoża, ale takie oznaczenia są łatwe dla specjalistów.

Do wytwarzania kompozycji według wynalazku w postaci mikrokulek można stosować szereg sposobów, w zależności od zamierzonego zastosowania podłoży dostarczających. Odpowiednie sposoby obejmują (ale nie ograniczają się do nich) suszenie rozpryskowe, liofilizację, suszenie powietrzem, suszenie w próżni, suszenie w złożu fluidalnym, mielenie, współstrącanie i nadkrytyczne odparowywanie płynów. W przypadku suszenia rozpryskowego, liofilizacji, suszenia powietrzem, suszenia w próżni, suszenia w złożu fluidalnym i nadkrytycznego odparowywania cieczy najpierw rozpuszcza się składniki (węglowodan i/lub HDC i/lub inne składniki tworzące szkło, lokowane substancje, bufory itd.) w odpowiednich rozpuszczalnikach lub tworzy z nich zawiesinę w tych rozpuszczalnikach. W przypadku mielenia, szkła, wytworzone z tych składników albo przez odparowanie rozpuszczalnika, albo przez szybkie oziębienie roztopionej masy, miele się w suchej postaci i poddaje przeróbce dowolnym sposobem znanym w tej dziedzinie. W przypadku współstrącania składniki te miesza się w środowisku organicznym i poddaje przeróbce, jak to opisano niżej.

Suszenie rozpryskowe można stosować do załadowywania podłoża lokowaną substancją. Składniki miesza się w odpowiednim rozpuszczalniku i suszy z użyciem precyzyjnych dysz do wytwarzania nadzwyczaj jednorodnych kropel w komorze suszarniczej. Odpowiednie urządzenia do suszenia rozpryskowego obejmują (ale nie ograniczają się do nich) suszarki rozpryskowe Buchi, NIRO, APV i Lab-plant, stosowane według instrukcji wytwórców. Liczne węglowodany nie nadają się do użycia w suszeniu rozpryskowym, gdyż temperatury topnienia tych węglowodanów są zbyt niskie, co powoduje, że suszone substancje bezpostaciowe przyczepiają się do boków komory suszarniczej. Ogólnie biorąc węglowodany o temperaturze topnienia niższej od temperatury roboczej rozpryskowej komory suszarniczej nie nadają się do użycia w suszeniu rozpryskowym. Przykładowo, palatynit i laktitol nie nadają się do zastosowania w suszeniu rozpryskowym w konwencjonalnych warunkach. Określenia przydatności węglowodanów można więc dokonywać na podstawie znanych temperatur topnienia lub określać ją doświadczalnie. Takie określenia leżą w zasięgu specjalistów.

Alternatywnym sposobem wytwarzania mikrokulek jest sporządzanie jednorodnej emulsji faz wodnej i organicznej, lokowanej substancji w roztworze podłoża jako fazie wodnej i substancji tworzącej szkło w fazie organicznej, albo odwrotnie. Następnie suszy się krople emulsji w celu utworzenia stałego roztworu ulokowanej substancji i podłoża w bezpostaciowej macierzy substancji tworzącej szkło. W wariancie tego sposobu emulsję można tworzyć z ulokowanej substancji w stałym roztworze w podłożu i dwóch różnych substancjach tworzących szkło i/lub polimerach, rozpuszczonych razem w jednym rozpuszczalniku. albo rozpuszczonych w dwóch oddzielnych rozpuszczalnikach. Następnie usuwa się rozpuszczalnik (rozpuszczalniki) przez odparowanie, otrzymując podwójne lub wielościanowe

184 068 mikrokulki Odpowiednie sposoby wytwarzania wielościanowych mikrokulek opisują np. Pekarek i m (1994) Nature 367: 258-260; oraz dokument US 4 861 627.

Układ dostarczający można również wysuszyć z organicznego roztworu węglowodanu i hydrofobowej substancji lokowanej z utworzeniem szkła, zawierającego jednorodnie rozprowadzoną ulokowaną substancję w stałym roztworze bardzo drobnej zawiesiny w szkle poliowym. Szkła te można następnie zemleć lub rozdrobnić mikrocząsteczkowo, otrzymując mikrocząstki o jednorodnie określonych rozmiarach.

Substancję lokowaną i podłoże można także współstrącać, otrzymując proszki o wysokiej jakości. Współstrącanie przeprowadza się przez rozpylanie, np. pistoletem natryskowym, różnych składników i/lub polimerycznych substancji tworzących szkło w cieczy, takiej jak lodowaty aceton, w której żadne z nich się nie rozpuszcza.

Inne rozwiązanie podłoża dostarczającego stanowi puste w środku podłoże, składające się ze szkła lub tworzywa sztucznego, słabo rozpuszczalnego w wodzie, wypełnionego i ewentualnie powleczonego szkłem węglowodanem i/lub HDC oraz ulokowaną substancją. Cienkie, puste w środku włókna słabo rozpuszczalnych w wodzie szkieł nieorganicznych lub organicznych można wyciągać z pustego w środku kęsa, a drobno sproszkowany układ dostarczający węglowodan można wprowadzać w czasie procesu do pustego środka tego kęsa, a zatem i do pustego środka włókien.

Mogą także występować złożone kompozycje podłoży i innych rozpuszczalnych w wodzie substancji. Na przykład, złożone kompozycje podłoży z rozpuszczalnymi w wodzie szkłami, takimi jak szkła fosforanowe (Pilkington Glass Company) albo ulegające metabolizmowi tworzywa sztuczne, jak np. kopolimery laktydowe lub laktyzkwo-glikolidowe, będą dawały wolniej erodujące podłoża dla opóźnionego uwalniania ulokowanych substancji. W celu wytwarzania takich złożonych kompozycji można dokładnie wymieszać drobno sproszkowane szkło, zawierające ulokowaną substancję, z drobno sproszkowanym szkłem karboksylanowym i poddać razem spiekaniu. Alternatywnie, jeśli szkło karboksylanu metalu ma niższą temperaturę topnienia niż układ dostarczający, to układ ten można jednorodnie osadzać jako zakapsułkowany w szkle karboksylanowym podczas szybkiego studzenia otrzymanej stopionej masy. To można zemleć, otrzymując drobny proszek o rozpuszczalności pośredniej między stosunkowo szybką rozpuszczalnością podłoża i powolną rozpuszczalnością szkła karboksylanowego.

Alternatywne, złożone kompozycje obejmują stosowanie jednorodnych zawiesin drobno sproszkowanego szkistego układu dostarczającego, zakapsułkowanego w szkle karboksylanowym przez wysuszenie od organicznego rozpuszczalnika, w którym rozpuszcza się karboksylan, a nie rozpuszcza się bezpostaciowy proszek, w celu utworzenia szkła karboksylanowego Może to być podstawą otrzymywania drobnoziarnistych proszków, które zawierałyby rozpuszczający się stosunkowo szybko układ dostarczający, osadzony wewnątrz rozpuszczającego się powoli szkła karboksylanowego (tj. porównywalnych z konwencjonalnymi układami powolnego uwalniania). Postacie o impulsowym uwalnianiu można uzyskiwać albo przez powtarzanie cykli kapsułkowama z użyciem szkieł o różnych prędkościach rozpuszczania, albo przez wymieszanie proszków szeregu złożonych kompozycji o żądanym zakresie charakterystyk uwalniania. Należy zauważyć, że szkła mogą również być poddane wyciąganiu lub przędzeniu w celu otrzymania mikrowłókien lub mikroigieł, które stanowiłyby wszczepy o powolnym uwalnianiu. Należy zdać sobie sprawę, że każda kompozycja układu dostarczającego powinna być taka, aby była zdolna do uwalniania ulokowanej substancji w trakcie podawania, a ponadto nie powinna zbytnio wpływać na trwałość podawanej substancji.

Podłoża dostarczające można załadowywać lokowaną substancją przez wysuszanie roztworu tej lokowanej substancji, zawierającego ilość podłoża wystarczającą do utworzenia szkła podczas suszenia. Suszyć można dowolnym ze sposobów znanych specjalistom w tej k/iekzmie, które to sposoby obejmują (ale nie ograniczają się do nich) liofilizację, suszenie w próżni, rozpryskowe, na taśmie, powietrzem lub w złożu fluidalnym Wysuszony materiał można zemleć na drobnoziarnisty proszek przed dalszą przeróbką tego materiału z użyciem szkła poliolowego lub sporządzeniem złożonej kompozycji.

184 068

W zależności od rodzaju stosowanego podłoża dostorcaśjącego można również uzyskiwać różne schematy dawkowania. Podłoże dostou/aoją/e może zapewnić szybkie uwolnienie intensywnej dawki ulokowanej substancji po podaniu, jeśli układ dostor/aśją/y jest łatwo rozpuszczalny. Złożone kompozycje podłoży ze szkłami i tworzywami sztucznymi powoli uoaauya/aojącymi się w wodzie, takimi jak szkła fosforanowe, azotanowe lub karboksylowe oraz tworzywa sztuczne i poliestry loktydowo-glikolidowe, glukoronidowe lub aolihydrtksymoślapowe mogą zapewnić wolniej rozpuszczające się podłoża dla wolniejszego uwalniania i przedłużonych skutków dawkowania. Przez stosowanie pustych w środku, powoli rozpuszczających się w wodzie podłoży, wypełnionych i powleczonych szybko roaausa/aojącym się szkłem węglowodanowym i/lub HDC naładowanym ulokowaną substancją można także uzyskiwać efekty dawki uderzeniowej i wspomagającej. Powłoki szkła naładowane ulokowaną substancją będą rozpuszczały się szybko, dając początkowy efekt dawkowania. Nie będzie dalołopio dawkującego, gdy będzie rozpuszczać się pusta wewnątrz część zewnętrznej ściopki podłoża, ale za początkową dawką uderzeniową wystąpi dawka wspomagająca wewnętrznego wypełnienia, gdy pusta wewnątrz zewnętrzna dcionka zostanie poruszona przez rozpuszczanie. Taka postać impulsowego uwalmoplo jest szczególnie korzystna przy dostorcaoniu kompozycji immunogennych. Jeśli pożądany jest wielokrotny efekt dostoucaania impulsowego, to można skonstruować podłoża dostarczające z dowolną kombinacją warstw nienołodowonego podłoża i podłoża naładowanego ulokowanymi substancjami.

Dostouczonie więcej niż jednej ulokowanej substancji można również uzyskać, stosując układ dostarczający, złożony z wielu powłok lub warstw podłoża naładowanego różnymi substancjami lub ich mieszaninami. Podawanie układów dostor/aaplo dawek ciał stałych, stoptkompozycje według wynalazku, można stosować w połączeniu z innym, konwencjopolnym leczeniem i ze wspólnym podawaniem innych substancji terapeutycznych, zapobiegawczych lub diagnostycznych.

Odpowiednie sposoby dostarczania ulokowanych substancji obejmują (ale nie ograniczają się do nich) podawanie miejscowe, przezskóme, przezśluzówkowe, doustne, żołądkowo-jelitowe, podskórne, oczne, domięśniowe, dożylne i przez inhalacje (nosowo-gardłowe i płucne, włączając także przezskrzelowe i przezpęcherzykowe). Miejscowe podawanie następuje np. przez nakładanie opatrunku, zawierającego rozprowadzony w nim układ dostarczający, albo przez bezpośrednie podawanie układu dostarczającego do nacięć lub na otwarte rany. Kremy lub maści, zawierające rozprowadzone w nich powoli uwalniane paciorki lub mikro-kulki układu dostarczającego nadają się do stosowania np. jako maści miejscowe lub środki wypełniające rany.

Kompozycje do podawania przezskórnego korzystnie są proszkami układów dostarczających w postaci mikroigieł lub mlkropaclouktw o jednorodnych rozmiarach. Większe, makuoskoptwe postacie igieł i paciorków układów dostarczających ustanowiono również dla podskórnego wszczepiania i przedłużonego dostar/zopla leków. Rozmiary cząstek powinny być dostatecznie małe, aby powodowały jedynie minimalne uszkodzenia skóry podczas podawania. Sproszkowanymi postaciami układów dostarczających mogą być mikroigły o długości około 10-1000 mikrometrów i średnicy wynoszącej 1-150 mikrometrów. Proszki te można pakować w jednodawkowe, szczelne i sterylne opakowania.

Odpowiednie sposoby arzezskórpego podawania obejmują (ale nie ograniczają się do nich) bezpośredni udar oraz dostarczanie balistyczne, z pomocą trokaru i wtryskiwa/aa cieczy. Do dostαu/aania przez bezpośredni udar można wytwarzać precyzyjne makroigły sposobami dobrze znanymi w branży produkującej szkła nieorganiczne, takimi, jakie stosuje się do wytwarzania włókien optycznych. Igły te można przechowywać w precyzyjnie ukształtowanym, zamkniętym, stosowanym pojemniku z tworzywa sztucznego i bezpośrednio wbijać przez skórę za pomocą strzykawki. Korzystne jest podawanie balistyczne, gdyż jest ono stosunkowo bezbolesne. Zazwyczaj układowi dostarczającemu nadaje się przyspieszenie uderzeniową falą helu lub innego gazu i wstrzeliwuje go w naskórek Odpowiednie urządzenie do balistycznego dostarczania opisano w dokumencie PCT/GB 94/00753. Odpowiednim urządzeniem do dostarczania wtryskiwaczem cieczy jest urządzenie Medi-ject [Diabetes Care (1993) lb, 1479-1484]. Takie urządzenie - wtryskiwacz cieczy - jest szczególnie

184 068 przydatne w przypadku układów dostarczających z większymi makroigłami, które można dostarczać stosując również konwencjonalne udarowe urządzenia balistyczne lub trokary.

Podczas podawania przezskórnego stopień przenikania układu dostarczającego można regulować w pewnej mierze nie tylko balistycznym mikrowtryskiwaczem, opisanym niżej, ale także kształtem i rozmiarami cząstek proszku. Jeśli np wymaga się stosunkowo jednorodnego i mniejszego stopnia przenikania, to dla praktycznego stosowania bardziej odpowiednie mogą być mikrokulki. Jeśli natomiast pożądany jest większy stopień przenikania, to korzystniejsze mogą być konfiguracje mikroigieł.

Z uwagi na to, że stosunek wymiarów (tj. długości do średnicy) jest w przypadku mikroigieł wysoki, mają one większe masy niż cząstki kuliste o tej samej średnicy. Jeśli można je wprowadzać zderzając ze skórą do końca, to ich większa masa będzie im nadawała większy moment pędu przy tej samej prędkości i dzięki temu będą one przenikały głębiej do tkanek. Jeśli przypadkowo zorientowane mikroigły umieścić w laminarnym strumieniu gazu, to będą one ustawiały się w kierunku przepływu powietrza, a w przypadku balistycznego wtryskiwacza z impulsami nadawanymi przez gaz będzie to zapewniało, że mikroigły uderzą w skórę pod kątem prostym, zapewniając przenikanie.

Układy dostarczania nadające się do dostarczania przez śluzówkę obejmują (ale nie ograniczają się do nich) przyczepiające się do śluzówki płytki, warstewki lub proszki, pastylki do ssania do dostarczania doustnego, pesaria i pierścienie oraz inne urządzenia do dostarczania do pochwy lub szyjki macicy.

Kompozycje nadające się do podawania żołądkowo-jelitowego obejmują (ale me ograniczają się do nich) farmaceutycznie tolerowane proszki, tabletki, kapsułki i pigułki do spożywania oraz czopki do podawania odbytniczego.

Kompozycje nadające się do podawania podskórnego obejmują (ale nie ograniczają się do nich) różne wszczepy. Korzystnie wszczepy te są makroskopowe o kształtach krążków, kulek lub cylindrów dla ułatwienia ich wprowadzania i mogą być wszczepami o szybkim lub powolnym uwalnianiu. Cały wszczep rozpuszcza się w płynach tkankowych, toteż usuwanie wszczepu jest niepotrzebne. Ponadto wszczepy nie zawierają syntetycznych polimerów i ulegają metabolizmowi

Kompozycje nadające się do podawania ocznego obejmują (ale nie ograniczają się do nich) kompozycje mikrokulkowe i makrokulkowe oraz solankowe krople, kremy i maści, zawierające te mikrokulki i makrokulki oraz zaokrąglone na końcach pręciki, które wygodnie pasują do sklepienia dolnego spojówki pod spodem dolnej powieki.

Kompozycje nadające się do podawania przez inhalację obejmują (ale nie ograniczają się do nich) sproszkowane postacie układów dostarczających. Korzystnie proszki te mają rozmiary cząstek od 0,1 do 10 mikrometrów. Bardziej korzystnie rozmiary tych cząstek wynoszą od 0,5 do 5 mikrometrów. Najkorzystniej rozmiary cząstek wynoszą od 1 do 4 mikrometrów. W szczególności, do podawania płucnego korzystne rozmiary cząstek wynoszą 2,5-3 mikrometrów.

Proszki podłoża dostarczającego węglowodan korzystnie zawierają również skutecznie działające ilości fizjologicznie tolerowanego buforu molekularnej pompy wodnej (MWPB) MWPB stanowi fizjologicznie tolerowaną sól, która reguluje straty wody w kompozycji tak, że przy wilgotności otoczenia prężność pary wodnej wody krystalizacyjnej wynosi co najmniej 2000 Pa w 20°C i nie jest zakłócana przy tworzeniu szkła podłoża. Skutecznie działająca ilość MWPB jest to taka ilość np. 50% molowego stosunku siarczanu potasowego, która zmniejsza higroskopijność dostatecznie dla zapobiegania znacznemu zlepianiu się. Siarczan sodowy i mleczan wapniowy są korzystnymi solami, a najbardziej korzystny jest siarczan potasowy.

Kompozytowe układy dostarczające HDC są szczególnie przydatne w postaciach dawkowania przez inhalację. Na przykład 10% (wagowo/objętościowo) mieszane układy dostarczające (aGPAC/TOAC są odporne na 95% wilgotność względną (RH), ale rekrystalizują w zetknięciu z ciekłą wodą i w ten sposób uwalniają wszystkie ulokowane substancje do ruch wbudowane. Jest to szczególnie istotne w przypadku inhalowanych proszków, gdyż te proszki mogą korzystnie ulegać dewitryfikacji i uwalniać ulokowane substancje podczas zetknięcia z wodą w pęcherzykach, ale nie uwalniać ich w wilgotnych tchawicznych drogach oddechowych.

184 068

Kompozycje według wynalazku w postaci proszków można podawać za pomocą rozpylaczy i wyparek wypełnionych tymi proszkami. Istnieją różne urządzenia, nadające się do stosowania w dostarczaniu proszków przez inhalację. Patrz np. Lindberg (1993) Summary of Lecture at Management Forum, 6-7 grudnia 1993 Creating the Future for Portable Inhalers (Kształtowanie przyszłości kieszonkowych inhalatorów). Dalsze urządzenia, nadające się tutaj do użytku, obejmują (ale nie ograniczają się do nich) urządzenia przedstawione w następujących dokumentach WO 9413271, WO 9408552, WO 9309832 i US 5 239 993.

Różne inne układy dostarczania dawek ciał stałych nadaja się do dostarczania szerokiego wachlarza niemedycznych substancji ulokowanych. Na przykład szkło HDC, wbudowawszy ulokowane substancje rolnicze, jest suche podczas przechowywania, nawet w krajach tropikalnych, ale w zetknięciu z ciekłą wodą na powierzchni roślin lub gleby uwalnia środki przeciwszkodnikowe lub środki regulacji biologicznej. Szkło HDC' po wbudowaniu enzymów jest użyteczne jako dodatek do detergentów do prania, gdyż to stabilizuje enzymy nawet w warunkach wysokiej wilgotności, a mimo to uwalnia te enzymy niezwłocznie po zetknięciu z wodą.

Poniżej został podany opis figur, przedstawionych na rysunkach.

Figura 1 stanowi wykres, przedstawiający rozkład wielkości cząstek mikronowego trehalozowego proszku szklanego, nadającego się do podawania przez inhalację. Figurę 1 opisuje się w przykładzie II.

Figura 2A stanowi wykres, przedstawiający wąski rozkład wielkości cząstek szklanego proszku trehaloza/buforowa sól molekularnej pompy wodnej (MWPB). Figura 2B stanowi wykres, przedstawiający wchłanianie wody przez różne szklane proszki trehaloza/MWPB i trnhalopa/ózklo chlorkowe po przetrzymywaniu w temperaturze otoczenia w warunkach różnej wilgotności względnej. Figura 2B przedstawia: 51% wilgotności względnej i MWPB (^x), 80% wilgotności względnej i MWPB (|), 51% wilgotności względnej i szkło chlorkowe (□) oraz 80% wilgotności względnej i szkło chlorkowe (X). Figurę 2 opisuje się w przykładzie' Ii.

Figura 3 stanowi wykres, przedstawiający wąski rozkład wielkości cząstek trehalozowego proszku szklanego, otrzymanego przez suszenie rozpryskowe w suszarce rozpryskowej Laplant. Figurę 3 opisuje się w przykładzie II

Figura 4 stanowi wykres, przedstawiający porównanie wąskich rozkładów wielkości cząstek trehalozowych proszków szklanych (0,5 M trehaloza/0,5 M mleczan wapniowy), otrzymanych w dwóch różnych suszarkach rozpryskowych (Lab-Plant (□) i Buchi (a), jak to pokazano). Figurę 4 opisuje się w przykładzie II.

Figura 5A stanowi wykres, przedstawiający odporność peroksydazy chrzanowej na aceton, uzyskaną przez suszenie tego enzymu z trehaloza. Przedstawia się średnie wartości dla przypadków: bez rozpuszczalnika (o), bez rozpuszczalnika i bez trehalozy (O), aceton i trehaloza (kwadraty niezacznrnlone u dołu) i aceton bez trehalozy (kwadraty ninzaczernlone u góry) Figura 5b stanowi wykres, przedstawiający odporność fosfatazy alkalicznej na aceton, uzyskaną przez suszenie tego enzymu z trehalozą. W figurze 5 niezacznrnionn kółka oznaczają brak styczności z rozpuszczalnikiem oraz trehalozę, zaczernione kółka oznaczają brak styczności z rozpuszczalnikiem i brak trehalozy, kwadraty niezacznrnione u dołu oznaczają średnią zawartość acetonu i trehalozę oraz kwadraty niezaczernione w góry oznaczają średnią zawartość acetonu bez trehalozy. Figurę 5 opisuje się w przykładzie III.

Figura 6 stanowi wykres, przedstawiający uwalnianie MB9 z wybranych szklistych warstewek karboksylanów metali. Kwadraty oznaczają warstewkę kapronianu glinowego (100-200 mikrometrów), gdzie uwalnianie poprzedza rozpuszczanie warstewki. Kółka oznaczają warstewkę neokaprynianu wapniowego (1-2 mm), gdzie uwalnianie następuje po rozpuszczaniu warstewki. Figurę 6 opisuje się w przykładzie VII.

Figura 7 stanowi wykres, przedstawiający prędkość uwalniania zakapsułkowanego barwnika Acid Blue 129 ze szklanego krążka pięciooctanu α-D-glukozy (α-GPAC). Figurę 7 omawia się w przykładzie VIII.

Figura 8 stanowi wykres, przedstawiający uwalnianie MB9 ze szklanego krążka (6 mm x 2,5 mm) ośmiooctanu trehalozy (TOAC) w roztworze PBS. Figurę 8 omawia się w przykładzie IX.

184 068

Figura 9 stanowi wykres, przedstawiający uwalnianie MB9 z macierzy TOAC/RUDA (ośmiooctan trehalozy/jedenastooctan rafinozy) w dejonizowanej wodzie. Różne stężenia oznaczają: 95% TOAC, 0,61% wagowych barwnika (□); 75% TOAC, 1,17% wagowych barwnika (O), 50% TOAC, 2,09% wagowych barwnika (a); sam TOAC, 1,39% wagowych barwnika (◊); oraz sam RUDA, 4% wagowych barwnika (V). Figurę 9 opisuje się w przykładzie IX.

Figura 10 stanowi wykres, przedstawiający zmiany Tg (temperatury zeszklenia) w zależności od % molowych TOAC w kompozycji złożonej z dwóch HDC. Kwadraty oznaczają szkła ośmiooctan trehalozy/sześciooctan sorbitu (TOAC/SHAC). Kółka oznaczają szkła TOAC/RUDA. Trójkąty oznaczają szkła ośmiooctan trehalozy/pięciooctan a-glukozy (TOAC/a-GPAC). Figurę 10 opisuje się w przykładzie IX.

Figura 11 stanowi wykres, przedstawiający średni % uwalniania MB9 do PBS z wybranych kulek szklanych TOAC/RUDA (n=4). Kwadraty oznaczają 10% RUDA. Kółka oznaczają 50% RUDA. Trójkąty oznaczają sam RUDA. Figurę 11 opisuje się w przykładzie IX.

Figura 12 stanowi wykres, przedstawiający uwalnianie Mb9 (1% wagowy) ze złożonych kompozycji TOAC + 25% SOAC (□) i 25% COAC (♦) (n=5). Figurę 12 opisuje się w przykładzie IX.

Figura 13 stanowi wykres, przedstawiający uwalnianie MB9 (1% wagowy) z TOAC/a-GPAC w następujących stosunkach: 90:10 (□), 75:25(·), 50:50 (a) i 25:75 (V) (n=4). Figurę 13 opisuje się w przykładzie IX.

Figura 14 stanowi wykres, przedstawiający uwalnianie MB9 z TOAC (□) i TOAC/TOPR (25% wagowych) (·) (n=5). Figurę 14 opisuje się w przykładzie IX.

Figura 15 stanowi wykres, przedstawiający uwalnianie MB9 (1% wagowy) z samego TOAC (□) oraz TOAC i xPdO (5%) (·) (n=5). Figurę 15 opisuje się w przykładzie IX.

Figura 16 stanowi mikroskopowe zdjęcie cienkiej warstewki szkła o złożonej kompozycji, zawierającego 10% trehalozy w TOAC, osuszonego od dwumetyloformamidu (DMF). Figurę 16 opisuje się w przykładzie X.

Figura 17 stanowi mikroskopowe zdjęcie złożonej kompozycji z figury 16 przy większym powiększeniu. Figurę 17 opisuje się w przykładzie X.

Figura 18 stanowi mikroskopowe zdjęcie szkła o złożonej kompozycji, zawierającego 10% trehalozy w TOAC z zielenią metylową i czerwienia olejową O, osuszonego od DMF. Figurę 18 opisuje się w przykładzie X.

Rozwiązania według wynalazku zostały zilustrowane w następujących przykładach.

Przykład I. Sposoby wytwarzania stałych, szklistych układów dostarczania, opartych na mikrowłóknistym węglowodanie.

a) Przygotowanie mikrowłókien węglowodanu

Szkliste kształtki w postaci soczewek wytworzono przez suszenie pod zmniejszonym ciśnieniem (10,6 Pa) w czasie 16 godzin, 20% roztworów trehalozy, laktitolu, palatynitu albo a-D-glukopiranozylo-1—>6-sorbitolu (GPS), zawierających MWPB i 1 mg/ml fluorescencyjnego białka z alg, fikoerytryny. Kształtki te mielono w domowym młynku do kawy, uzyskując grubo zmielony proszek, który użyto do wypełnienia głowicy przędzącej w maszynie do kandyzacji bawełny o nazwie Kando K1 Kandy Floss (dokument GB 1 533 012). Następnie włączono silnik i ogrzewano sproszkowany, szklisty cukier przy nastawieniu elementu grzejnego na wartość między 5 a 9. Średni czas przebywania w głowicy przędzącej wynosił od 2 do 10 minut. Ciągłość procesu utrzymywano przez stałe napełnianie głowicy.

Wytworzone włókna mielono w domowym młynku do kawy. Uzyskane wyniki są przedstawione w tabeli 3, w której podano średnie wartości wymiarów wytworzonych igiełek. Dane wykazują, ze dla wszystkich trzech szkieł cukrowych, w wyniku obniżenia wartości ustawienia elementu grzejnego uzyskuje się mikroigiełki o mniejszej średnicy. Podczas przetwarzania trehalozy, ustawienie 6 dało mikroigiełki o średniej średnicy 15 mikrometrów, a przy ustawieniu 9, mikroigiełki miały średnią średnicę 40 mikrometrów. Przetwarzanie GPS przy ustawieniu równym 9 dawało mikroigiełki o średniej średnicy 15 mikrometrów. Mikroigiełki uformowane ze szkieł zawierających sole buforujące pozostawały suche w temperaturach i wilgotnościach otoczenia. Mikroigiełki zawierające fikoerytrynę zachowywały aktywność biologiczną, co oznaczano metodą fluorescencji

184 068

Tabela 3

Analiza wymiarów mlórhinlęłęó
	Długość (pm)	Szerokość (pm)
Średnia	192,60	43,35
Błąd standardowy	12,53	2,33
Mediana	167,5	37,5
Wartość mhkal·aa	137,5	47,5
Odchylenie standardowe	123,44	22,91
Wariancja próbki	15237,75	524,72
Kurioza	16,17	2,55
Skośność	3,35	1,45
Przedział	862,5	115
Minimum	67,5	10
Maksimum	930	125
Suma	18682,5	4205
Ilość	97	97
Poziom ufności (95,000%)	24,57	4,56

b) Wytwary.anie ałożo/ych, dwuskładnikowych ^ź^c^I istyda mikrowiókien węglowodan/substancja organiczna.

Szklistą masę formowano przez suszenie mies/anigy trehalozy, oCtanonlanu sodu i wody (5:1.1) pod zmniejszonym ciśnieniem (10,6 Pa) w czasie 16 gok/lg. Masę tę mielono w domowym młynku do kawy, uzyskując grubo zmielony proszek, który użyto do wypełnienia głowicy przędzącej w maszynie Kando K1 Randy Floss. Następnie włączono silnik i ogrzewano sproszCowany, szklisty dwuskładnikowy produkt: węglowodan/substancja organiczna przy nastawieniu elementu grzejnego na wartość między 5 a 9. Tak, jak w przypadku czystej szklistej trehalozy, w wyniku obniżenia wartości ustawienia elementu grzejnego uzyskano miórolgiełki o mniejszych średnicach. Szkliste masy mieszanin kwusółαkaióhwych można projektować stosownie do potrzeb, uzyskując masy o znacznie różniących się własnościach rozciągania w porównaniu do odpowiednich szklistych mas czystej trehalozy. Średni czas przebywania w głowicy przędzącej wynosił również od 2 do 10 minut. Ciągłość procesu utrzymywano prze ciągłe napełnianie głowicy. Otrzymane wyniki wykazują, że można uzyskać różnice w temperaturach topnienia i w czasach rozpuszc/ogia tych mas szklistych i we własnościach fizykochemicznych mikroigiełęk poprzez zmieaiαaię zarówno samych cząsteczek węglowodanu i substancji organicznej, jak i ich proporcji.

Przykład li. Sposoby wytwar/agia stałych, sproszkowanych szklistych układów dostarczania, opartych na węglowodanie.

a) Wprow^^^owia składnika kgtówncgy do -oklihts/ó nośnika ogartcho na g^ęnlowięgi^nie, z wytworzeniem mióroglzowagych proszków.

Szkliste masy formowano przez suszenie 20% roztworów trehalozy, lakcitolu, palatynitu, α-D-glukopiranozylo-1 —>mannitolu (GPM) albo α-D-gluóopIragozylo-1—>6-sorbitolu (GPS), zawierających równomolowe ilości MWPB i białka techniką liofilizacji pod ciśnieniem 10,6 Pa w czasie 16 godzin. Masy te proszkowano w młynku z dyszą powietrzną typu Trost. Pomiary wielkości cząstek w mikrogi/owαgych proszkach wykonywano w aparacie

184 068 laserowym Malvern Mastersizer. Wyniki pomiarów wykazały, że w mikronizowanych proszkach uzyskanych z oryginalnego roztworu 0,5 M trehalozy i 0,5 M mleczanu wapniowego występuje monodyspersyjny rozkład wielkości cząstek, ze średnią średnic cząstek wynoszącą 1,1 mikrometra (fig. 1). Proszki zawierające MWPB utrzymywały własności wolnego przepływu, nie wykazywały zmian w rozmiarach cząstek, nie zbrylały się, nie chłonęły wody w warunkach długotrwałego przechowywania w temperaturze otoczenia i w wilgotności otoczenia (fig. 2A i fig. 2B).

b) Wprowad/amc zkładnika aktywaiego do szklistego nośnika opartcop na węgaowoganie, z wytworzeniem proszków suszonych rozpyłowo.

Suszono 20% roztwory trehalozy, zawierające sole MWPB i białko (fikodrytrynę) w suszarce rozpyłowej Buchi albo Lab-Plant, przy szybkości pompy 500-550 ml/godzinę i przy temperaturze dyszy wlotowej 180°C. Wielkość cząstek mierzono w laserowym aparacie SympaTec. Te suszone rozpyłowo proszki charakteryzowały się monodyspersyjnym rozkładem wielkości cząstek z pikiem rozkładu wystarczająco wąskim, aby nadawały się do skutecznego użycia jako cząstki zawarte w proszku stosowanym w urządzeniach balistycznych. W przedstawionych na fig. 3 wynikach analizy wielkości cząstek suszonego rozpyłowo proszku uzyskanego przez suszenie rozpyłowe mieszaniny 0,5 M trehalozy i 0,5 M mleczanu wapniowego w suszarce rozpyłowej Lab-Plant widoczna jest średnia średnica cząstek wynosząca 8,55 mikrometra oraz wąski pik uzyskanego rozkładu.

Zmianę średniej wielkości cząstek można osiągnąć albo przez zmianę składu suszonej rozpyłowo mieszaniny albo charakterystyki dyszy suszarki rozpyłowej. Na fig. 4 przedstawione jest porównanie wyników analizy wielkości cząstek suszonego rozpyłowo proszku, jak na fig. 3, z suszonym rozpyłowo proszkiem wytworzonym przez suszenie tej samej mieszaniny w suszarce rozpyłowej Buchi z użyciem innej dyszy. Widoczny na fig. 4 pik rozkładu wielkości cząstek wykazuje równie wąski zakres, ale średnia wielkość cząstek wynosi obecnie 7,55 mikrometrów··'.

Dane te wykazują, że cząstki otrzymane w różnych procesach suszenia rozpyłowego równie dobrze nadają się do użycia w kompozycjach orzdchowywkdik w temperaturze otoczenia i w wilgotności otoczenia (fig. 2A i fig. 2B).

b) Wprowadzanie składnika aktywnego do szklistego nośnika opartego na stabilizującym poliolu, z wytworzeniem proszków suszonych rozpyłowo.

Suszono 20% roztwory trehalozy, zawierające sole MWPB i białko (fikoerytrynę) w suszarce rozpyłowej Buchi albo Lab-Plant, przy szybkości pompy 500-550 ml/godzinę i przy temperaturze dyszy wlotowej 180°C. Wielkość cząstek mierzono w laserowym aparacie SympaTec. Te suszone rozpyłowo proszki charakteryzowały się monodyspersyjnym rozkładem wielkości cząstek z pikiem rozkładu wystarczająco wąskim aby nadawały się do skutecznego użycia jako cząstki zawarte w proszku stosowanym w urządzeniach balistycznych. W przedstawionych na fig. 3 wynikach analizy wielkości cząstek suszonego rozpyłowo proszku uzyskanego przez suszenie rozpyłowe mieszaniny 0,5 M trehalozy i 0,5 M mleczanu wapniowego w suszarce rozpyłowej Lab-Plant widoczna jest średnia średnica cząstek wynosząca 8,55 mikrona oraz wąski pik uzyskanego rozkładu.

Zmianę średniej wielkości cząstek można osiągnąć albo przez zmianę składu suszonej rozpyłowo mieszaniny albo charakterystyki dyszy suszarki rozpyłowej. Na fig. 4 przedstawione jest porównanie wyników analizy wielkości cząstek suszonego rozpyłowo proszku jak na fig. 3 z suszonym rozpyłowo proszkiem wytworzonym przez suszenie tej samej mieszaniny w suszarce rozpyłowej Buchi z użyciem innej dyszy. Widoczny na fig. 4 pik rozkładu wielkości cząstek wykazuje równie wąski zakres ale średnia wielkość cząstek wynosi obecnie 7,55 mikronów.

Dane te wykazują. ze cząstki otrzymane w różnych procesach suszenia rozpyłowego równie dobrze nadają się do użycia w kompozycjach przeznaczonych do dostarczania balistycznego. Należy zauważyć, że możliwość zmiany wielkości cząstek owocuje możliwością sporządzania kompozycji o różnych właściwościach przenikania. Ma to szczególne znaczenie w przypadkach dostarczania doskómego, domięśniowego lub dożylnego, gdyż przenikanie jest funkcją pędu cząstki a rozkład jest funkcja rozrzutu wielkości cząstek.

c) Wprowadzanie składnika aktywnego do szklistego nośnika opartego na stabilizującym poliolu, przez suszenie z rozpuszczalników organicznych.

184 068

Roztwór 50 mg/ml cyklosporyny A (CSA) w mieszaninie etanolu i wody (1:1) zawierającej 20% trehalozy suszono na powietrzu, w temperaturze otoczenia, z wytworzeniem przezroczystego szkła trehalozy zawierającego CSA w stałej zawiesinie lub w stałym roztworze. Tę szklistą masę mielono na proszek w sposób opisany w przykładzie I. Proszek ten zachowywał własności wolnego przepływu w temperaturze i w wilgotności otoczenia. Dodanie tego proszku do wody powodowało rozpus/c/enla się trehalozy i powstanie jednorodnej, wodnej zawiesiny CSA.

d) Wprowadzanie substancji aktywnej do szklistego nośnika opartego na stabilizującym poliolu przez ko-precypitację.

Suszono 20% roztwory trehalozy, lakcitolu, palatynitu, GPM lub GPS, zawierające MWPB i białko (fikoerytrynę) przez rozpryskiwanie do ziębionej układem: aceton/suchy dwutlenek węgla łaźni mrożącej. Wytrącone proszki rozdzielano przez wirowanie bądź filtrację i suszono na powietrzu w celu usunięcia resztek rozpuszczalnika. Te proszki również wykazują monodyspersyjny rozkład wielkości cząstek a proszki wytworzone z dodatkiem soli buforujących pozostawały suche w temperaturze i w wilgotności otoczenia.

e) Wytwarzanie złożonego, szklistego nośnika hydrofobowej substancji aktywnej w stabilizującym poliolu drogą suszenia z rozpuszczalników organicznych.

Do wytworzenia szklistych mas złożonych użyto dwa różne układy rozpuszczalników··. W pierwszym przypadku, cyklosporynę A rozpuszczono w bezwodnym etanolu i powoli dodawano równą objętość wody, przez co mogła się ro/pus/czać cyklosporyna wytrącana przy każdym dodawaniu wody. Następnie trehalozę w 50% (objętościowo) roztworze etanolu, dodanego w ilości potrzebnej do uzyskania końcowego stężenia 50% wagowo-objętościowych. Złożone szkliste masy otrzymano przez odparowanie mieszanego rozpuszczalnika na gorącej płytce o temperaturze 70°C. W drugim przypadku, cyklosporynę A i trehalozę rozpuszczano w DMF i szklistą masę uzyskiwano również przez odparowanie w sposób opisany powyżej. W obydwu przypadkach powstawała lekko opalizująca szklista masa. Na takie szkliste folie nakładano krople wody w celu badania własności ro/pus/czanIa i uwalniania.

Uzyskane wyniki wskazują, że te masy szklane zachowują się znacząco różnie. Szkła powstałe z DMF nie przyjmowały wody i miały zdecydowanie hydrofobową powierzchnię. Stopniowo powstawały w nich mętne plamy i kłaki strąconej cyklosporyny A jeśli były w kontakcie z wodą. Szkła wytworzone z 50% etanolu były hydrofitowe. Rozpuszczały się one szybko w wodzie i po rozpus/c/enIu uwalniała się mgła bardzo drobnych cząstek cyklosporyny. Okazało się, ze ta druga szklista masa zawiera CSA albo w formie drobnej, stałej zawiesiny albo stałego roztworu w szkle trehalozy, z którego uwalnia się CSA w postaci osadu po rozpuszczeniu się trehalozy. Układ ten reprezentuje bardzo przydatną formę dawkowania dla cyklosporyny A, o wysokiej biodostępności w wyniku jednorodnego i bardzo drobnego formatu po uwolnieniu.

Różne zachowanie się tych mas szklistych o identycznym składzie po suszeniu z różnych rozpuszczalników wskazuje na interesujący i użyteczny sposób dokładnego kontrolowania wzorów odkładania się różnych mas szklistych podczas odparowywania rozpuszczalnika. Ponieważ CSA jest lepiej rozpuszczalna w DMF niż trehaloza, złożone, szkliste masy zawierające 10-120% CSA w trehalozie wytworzone z tego rozpuszczalnika mają tendencję do tworzenia hydrofitowych rdzeni trehalozy i hydrofobowych otoczek CSA. Odwrotnie, po odparowaniu 50% etanolu, pierwsze straty etanolu w formie 97% azeotropu powodują wychodzenie CSA z roztworu i otaczanie jej syropem trehalozy, który następnie zestala się jako faza ciągła, dając CSA w stałej szklistej emulsji trehalozy.

Przykład III. Ochrona białek przed rozpuszczalnikiem organicznym i podwyższonymi temperaturami przez suszenie w trehalozie.

a) Ochrona pcroasydazychrzanu ii alkalicznej foseatfzy prazy acetonem przez, su/z.enie w trehalazie.

Roztwór 0,1 mg/ml aeraksa0azy chrzanu bądź roztwór 1 mg/ml elnajic/nej fosfatazy i 4 mg/ml albuminy surowicy bydlęcej yuy/ono w lloflli/atarze typu FTS, z dodatkiem lub bez dodatku 50% trehalozy. Liofili/ator użyto jako suszarkę próżniową susząc mies/anlna

184 068 bez ich zamrażania. Cztery razy dodawano określoną objętość rozpuszczalnika i odparowywano roztwór do suchej pozostałości. Pozostałości te rozpuszczano w 5 ml wody i oznaczano aktywność enzymu metodą seryjnych rozcieńczeń, stosując handlowe zestawy odczynników. Zestaw do oznaczania alkalicznej fosfatazy uzyskano z firmy Sigma Chemical Co. a zestaw do oznaczania peroksydazy chrzanu otrzymano z firmy Kirkegaard & Perry Laboratories, Inc. Jak to jest pokazane na fig. 5A i fig. 5B, enzymy suszone z trehalozą były bardziej wytrzymałe na aceton niż enzymy suszone bez dodatku trehalozy.

b) Ochrona fikoerytryny przed rozpuszczalnikami organicznymi przez suszenie w trehalozie.

Roztwór 400 ug/ml fikoerytryny liofilizowano w liofilizatorze Labconco z dodatkiem lub bez dodatku 20% trehalozy. Suchy proszek białka wystawiono na działanie różnych rozpuszczalników w czasie 72 godzin. Fikoerytryna dawała fluorescencję w acetonie, acetonitrylu, chloroformie i metanolu. W pirydynie, fluorescencja utrzymywała się przez okres 24-48 godzin, po czym, w czasie do 72 godzin związek zaczął wilgotnieć i tracić fluorescencję. W dwumetylosulfotlenku proszek rozpuszczał się ale utrzymywała się fluorescencja fikoerytryny.

c) Ochrona fikoerytryny przed temperaturą 100°C przez suszenie w trehalozie.

Roztwór 400 ug/ml fikoerytryny liofilizowano w liofilizatorze FTS, z dodatkiem lub bez dodatku 20% trehalozy. Wysuszone białko przechowywano w temperaturze 100°C przez miesiąc bez straty aktywności.

Przykład IV Wytwarzanie szklistego, stałego układu dostarczania określonej dawki z substancją ulokowaną wprowadzoną do szklistej masy złożonej ze stabilizującego poliolu i/lub hydrofobowo derywatyzowanego węglowodanu (HDC) i/lub karboksylanu.

a) Ko-formowanie szklistego, stałego układu dostarczania opartego na złożonym stabilizującym poliolu i szklistych masach organicznych przez odparowanie.

Mikrocząstki trehalozy zawierające MB9 przygotowywano przez suszenie rozpyłowe w sposób opisany w przykładzie Ilb. Suszony roztwór zawierał 0,39 M trehalozy i 0,14 M mleczanu wapnia oraz 0,5% MB9. Cząstki te powlekano przez dodanie ich do nasyconego roztworu palmitynianu cynku (ZnCns) w toluenie i schłodzenie od temperatury 60°C do 30°C. Na cząstkach osadzała się warstewka ZnCi6. Produkt filtrowano pod zmniejszonym ciśnieniem usuwając nadmiar ZnC»,, przemywano acetonem i suszono na powietrzu. Uzyskany proszek nie ulegał zwilżaniu w wodzie przez co najmniej trzy dni (cząstki pływały na wodzie bez tonięcia lub uwalniania MB9 a następnie powoli uwalniały barwnik do wody). Tak więc, proszki rozpuszczalne w wodzie można przygotować w formie nieprzepuszczalnej dla wody przez powleczenie karboksylanami metali, takimi jak ZnCi6, uzyskując układy o powolnym uwalnianiu. Należy zauważyć, ze materiał powlekający występuje najprawdopodobniej w formie krystalicznej a nie w postaci szklistej. Tak więc, faza stała, w której zawieszone są substancje ulokowane nie musi znajdować się w fazie szklistej po to, aby była nieprzepuszczalna dla wody.

b) Ko-formowanie szklistego, stałego układu dostarczania opartego na szklistych, stabilizujących poliolach, zawierającego składnik aktywny i szkliste masy organiczne, przez odparowanie.

Sproszkowaną szklistą trehalozę zawierającą fikoerytrynę dodano do mieszanego szkła karboksylanowego, a mianowicie do mieszaniny 1:1 oktanonianu sodu i etyloheksanonianu cynku, rozpuszczano w nadmiarze chloroformu i odparowano w strumieniu azotu, w temperaturze pokojowej, uzyskując szkło karboksylanowe zawierające proszek fikoerytryny w stałej zawiesinie albo w stałym roztworze. Tak ko-formowana szklista masa pozostawała nierozpuszczalna w wodzie przez co najmniej 48 godzin. Proszek fikoerytryny zachowywał własności fluorescencji zarówno w początkowym roztworze organicznym jak i w końcowym szkle.

c) Ko-formowanie szklistego, stałego układu dostarczania opartego na szklistych stabilizujących poliolach, zawierającego składnik aktywny i szkliste masy organiczne przez wspólne stapianie

Wstępnie uformowane szkło organiczne, przygotowane przez szybkie chłodzenie stopu mieszaniny oktanonianu sodu i etyloheksanonianu cynku (1:1) zmiękczano w temperaturze 95°C i do stopu dodano sproszkowane szkło trehalozy zawierające fikoerytrynę. Powstałą mieszaninę natychmiast oziębiono na bloku aluminiowym uprzednio schłodzonym do temperatury 15°C.

184 068

Klarowne szkło karboksylowe zawierające mikrokapsułki proszku fikoerytuypy zachowywało aktywność biologiczna. co wykazano na podstawie zachowania własności fluoues/encji. Zmiepiojąc rodzaj i proporcje węglowodanu i reszt organicznych w tych ko-formowanych szklistych masach można otrzymać szkła o różnych charakterystykach powolnego uwal·pienia, co określano na podstawie różnych czasów uozauyzczopiα w wodzie.

d) Ko-formowanie szklistego, stałego układu dostarczania opartego na szklistych stabilizujących poliolach, zawierającego składnik aktywny i szkliste hydrofobowe pochodne węglowodanowe przez odparowanie.

Systemy uwalniania przygotowano przez suszenie rozpyłowe w suszarce rozpyłowej Buchi B-191. Wstępnie formowane, suszone rozpyłowo cząstki trehalozy z barwnikiem MB 9 (1%) o wielkości 6 μm (0,264 g) zawieszano w roztworze oktaoctonu trehalozy, TOAC (4 g) i azobenzenu (0,029 g) w 100 ml dichlorometanu i suszono rozpyłowo przy temperaturze dyszy 40°C. Otrzymano mętno-żółty, hydrofobowy proszek składający się ze szkła TOAC z wprowadzonym żółtym barwnikiem azoCepzepu, z mlkuokaasułkaml szkła trehalozy zawierającymi niebieski barwnik MB9. Ten złożony nośnik układu dostarczania charakteryzował się opóźnionym uwalnianiem rozpuszczalnego w wodzie barwnika niebieskiego MB9 o intensywnym zabarwieniu po zanurzeniu w roztworze wodnym.

e) Ko-for·mowopie szklistego, stałego układu dostarczania opartego na szklistych stabilizujących poliolach, zawierającego składnik aktywny i tworzywa sztuczne przez odparowanie.

Sproszkowane szkło trehalozy zawierające fikoerytrynę, przygotowane według przykładu I, dodano do roztworu p^^lasu rozpuszczonego w nadmiarze chloroformu i odparowano w strumieniu azotu, w temperaturze pokojowej, uzyskując stały blok p^ig^owy zawierający proszek fikoerytryny w stałym roztworze. Ten proszek fikoerytryny wykazywał fluorescencję zarówno w początkowym roztworze organicznym jak i w reformowanym stałym pleNiglasie, który pozostawał nieprzepuszczalny dla wody nawet po 4 tygodniach. Podobne wyniki otrzymano stosując poliester rozpuszczony w dichlorometanie i poliuretan rozpuszczony w dimetylosulfotlepku.

Przykład V. Wytworzopie pustych w środku igieł wypełnionych układami dostarczania.

Koniec wiązki szklistych rurek trehalozy z wewnętrznymi otworami wypełnionymi sproszkowanym szkłem trehalozy zawierającym fikoerytrynę, wytworzonym według przykładu I stopiono w piecu strefowym i wyciągano włókna na bębnie metalowym obracającym się ze stałą prędkością. Utworzone puste włókna zawierały drobno sproszkowany, stabilizowany trehalozą związek. Można je było ciąć na dowolne wielkości. Takie puste włókna można również wytwarzać z biodegradowalnego tworzywa termoplastycznego albo ze związku organicznego bądź hydrofobowo derywatyzowanego węglowodanu (HDC) a także można zmieniać średnicę wytworaopy/h włókien, można sporządzać wypełnione igły o wymiarach od makro- do mikroigieł, to znaczy, ich grubość może się wahać od mikronów do milimetra. Puste w środku igły można napełniać dowolnym, opisanym stałym nośnikiem składnika aktywnego.

Przykład VI. Balistyczne podawanie stałych układów dostarczania dawki składnika aktywnego.

Sproszkowane szkliste masy wstrzykiwano do skóry metodą odrzutu z szybkościami naddźwiękowymi, stosując falę /iśπiepiową uderzeniową, powstałą przez uwolnienie sprężonego gazu. Proszek umieszczano w komorze przymocowanej do dużego końca wnęki w kształcie lejka a do małego końca tej wnęki przymocowano nabój sprężonego gazu szczelnie zamknięty poliestrową folią Mylar. Naddźwięk(^'^:ą falę uderzeniową generowano przez zerwanie tej folii Mylar. Alternatywnie, do kontroli uwalniania helu można użyć sterowany samowyzwalaczem selenoid, co pozwoliłoby na działanie przy niższych ciśnieniach helu. Jest to zasada użyta w pistolecie do cząstek (PIG) opracowanym przez Finera, służącym do tuopsfoumowapia tkanek roślinnych f^ain i wsp., Plant Cell Tissue and Organ Culture 33,237-246,1993).

Przykład VII. Wytwarzanie stałych układów dostarczania opartych na szkłach organicznych przez odparowanie rozpuszczalnika.

a) Wytwarzamu sśpiychkz/hokśulano-ylech ukihdów dostareosnia przez odpaIΌwanie rozpuszczalnika.

184 068

Heósαgogiαn glinu rozpuszczano w chloroformie (0,5 g/10 ml) łącznie z drobną zawiesiną MB9, dodaną w ilości 1% wagowego, użytą jako barwnik wskaźnikowy. Uformowano cienką, amorficzną błonę (o grubości 100-200 pm) przez wylanie na płytki ze szkła silikonowego i odparowanie rozpuszczalnika w strumieniu ciepłego powietrza. Uwalnianie barwnika do destylowanej wody monitorowano w czasie 5 godzin. Jest ono przedstawione na fig. 6. Nie obserwowano zmętnienia tych szkieł, błony pozostawały przezroczyste, jakkolwiek odbarwiały się, gdyż barwnik dyfundował do medium.

Amorficzne błony formowano również z geodękagonianu wapnia rozpuszczonego w chloroformie (0,5 g/10 ml), jak to opisano powyżej. Uwalnianie barwnika z tych grubszych błon (1-2 nm grubości) do destylowanej wody również monitorowano w czasie 24 godzin. Jest to przedstawione na fig. 6. W odróżnieniu od błon glinowych, uwalnianie barwnika z błon neokęóaaogiagu wapnia następowało po rozpuszczeniu błon, co oznaczano metodą spektroskopii atomowej absorpcyjnej Ca.

b) WytwW^itma: złazonahh, sykbitych uycadów dostarchania oparty-oh ny szkle SP.zawierających składnik aktywny wprowadzony do szkła karboksylanowego przez odparowanie.

Folie ze szkła glukozowego z wprowadzonym barwnikiem MB9 w ilości 1% wagowego formowano przez oziębianie ze stopu. Folie te powlekano cienkimi (o grubości 100 pm) błonami amorficznego karboksylanu metalu przez odparowanie roztworu karboksylanu w chloroformie (0,5 g/10 ml). Użytymi karboksylanami metalu były heksanonian i oktanonian glinu, geokęóαgonian wapnia oraz izostearynian i nęokękaaogian magnezu. Rozpuszczanie folii monitorowano przez uwalnianie barwnika do wody destylowanej. Takie układy uwalniania opóźniały uwalnianie barwnika o czas w zakresie od minut do godzin, za wyjątkiem folii formowanych z izostearygiagęm magnezu, opóźniających uwalnianie barwnika o 10 dni.

Przykład VIII. Wytwarzanie stałych układów dawkowania opartych na hydrofobowo derywatyzowanym węglowodanie (HDC).

Szereg szklistych mas HDC sporządzono przez stapianie i ziębienie. W poniższych przykładach komponenty HDC pochodziły z firmy Aldrich Chemicals, za wyjątkiem oktanoprhhagoaiagu trehalozy (TOPR),który zsyatetyzowaah metodą opisaną przez Akoh'a i wsp. (1987). Komponenty te tworzyły szkliwa z niewielkim rozkładem lub bez rozkładu. Fruktoza, sacharoza i w pewnym stopniu glukoza topią się z wyraźnym rozkładem lub z polimeryzacją. Ester, taki jak pentaoctan α-D-glukozy jest trwały w jego temperaturze topnienia i tworzy klarowne, bezbarwne szkło podczas szybóięgh ziębienia. Większa trwałość pochodnych eterowych i estrowych stanowi niewątpliwą zaletę przy miórokapsułóowagiu reaktywnych substancji organicznych, takich jak pestycydy i biocydy.

HDC o szczególnie niskich temperaturach topnienia tworzą po szybkim oziębieniu miękkie szkła woskowate. Wykazano, ze widmo NMR szklistego (amorficznego) hęntaoctanu a-D-glukozy jest identyczne z widmem krystalicznej postaci tego związku.

Szklista masa powstająca z hegtaoctanu P-D-glukozy jest trudno rozpuszczalna w wodzie i sporządzone z tej masy dyski o średnicy 20 mm i grubości 2,5 mm umieszczone w przepływającej wodzie traciły około 33% pierwotnej masy w ciągu 10 dni. Inny szklisty dysk o podobnych wymiarach sporządzono z pentaoctanu a-D-glukozy i umieszczono w litrze wody zmienianej raz dziennie. Po 7 dniach dyski traciły 20% swej pierwotnej wagi. Szybkość uwalniania z tego szkła zamkniętego w pęcherzykach tej masy barwnika, błękitu kwaśnego, była wartością stalą co jest wykazane na fig. 7. Szybkość uwalniania barwnika była wyższa w pierwszym dniu, ponieważ uwalnianie następowało głównie z powierzchni dysków.

Uzyskano wspaniałe odzyski szeregu substancji organicznych zamkniętych w pęcherzykach tych mas szklistych. Szkliste dyski hentahctagu a-D-glukozy zawierające 2% wagowe substancji wymienionych w tabeli 4 formowano przez stapianie, szybkie ziębienie i następne mielenie. Fitochrom II jest 5-chlorh-1,3-kihykrh-1,3,3-trójmetylo-spiro[2H]-igdolo-2,3'-[3H]-na:ft[^,1-b][1,4]-oksazyną. Zakapsułkowane substancje ekstrahowano odpowiednim rozpuszczalnikiem, takim jak metanol lub woda. Wyniki przedstawiono w tabeli 4.

184 068

Tabela 4

Zamknięta w szkle substancja	Temp wrzenia °C	Temp. topnienia °C	Zastosowanie
Żółcień kwaśna 65		>300	barwnik rozpuszczalny w wodzie
Błękit kwaśny 129		>300	barwnik rozpuszczalny w wodzie
Czerwień trwała 1		161	nie lididwy materiał optyczny
Błękit zaprawowy 9		>300	barwnik rozpuszczalny w wodzie
HeksadOdiad etylu	168
Oktedddlad etylu	207
Oksedlazdn		90	środek owadobójczy
Azdbedzed	293
Melatonina		117	hormon weterynaryjny
FdtdeOadm II		183	fdtdc0adm

Szybkości uwalniania błękitu kwaśnego 129 okazały się zależne od szybkości rozpuszczania i kształtu dysków szklanych. Środek owadobójczy, taki jak oksadiazon rozpuszczał się łatwo i bez trudności w stopie szkła w ilości około 15 % wagowych.

Przykład IX. Formowanie przez szybkie ziębienie stopu i własności uwalniania szklistych układów dostarczania opartych na HDC.

a) Formowanie ze seopu i whis tiwłci uwci mama jednoskładnikavnikh w zk) zonycĘ przezroczystych szkieł opartych na HDC.

W poniższych doświadczeniach układ dostarczania wstępnie formowano albo jako materiał pojedynczy albo jako kompozycja złożona.

Prowadzono to przez dokładne, drobne zmielenie ze sobą komponentów HDC, następnie przez ostrożne, kontrolowane stapianie w piecu, w zakresie temperatur od 120°C do 140°C, przy dormaldym ciśnieniu, aż do wytworzenia stopów. Stopy te szybko oziębiano do szklistej masy przez wylewanie na mosiężne płyty. Tę szklistą masę drobno mielono.

Barwnik MB10 (1 albo 5 % wagowych) mieszaino ze zmieloną szklistą masą przed powtórnym stopieniem w temperaturze 140°C. Stop oziębiedd. otrzymując małe szkliste perełki (o średnicy 2,5 mm), które stosowano w doświadczeniach kontrolowanego uwalniania.

Kodtrelowede uwalnianie zamkniętego w masie barwnika monitorowano przez zawieszenie trzech takich perełek w 25 ml albo 50 ml dejodizowenej wody albo roztworu PBS w temperaturach otoczenia (27-30°C) albo w temperaturze 37°C, jak to wykazano. Mediów nie mieszano, za wyjątkiem mieszadie periodycznego i wymieniano je na świeże media w ustalonych odstępach czasu (na ogół co 72 godziny). Wytworzono szkła z jednego HDC i szkła złożone z kilku HDC. Otrzymane złożone szkła HDC są przedstawione w tabeli 5. Uwalnianie barwnika oznaczano metodą spektrofotometrii (X max = 516 nm). Wyniki są podane na fig. 8 do 14. Szkła TOAC wykazują charakterystykę uwalniania zerowego rzędu. Zastosowanie innych HDC jako modyfikatorów szkła w złożonych formach HDC umożliwia dopasowywanie tych mas szklistych, tak aby spełniały żądane charakterystyki uwalniania.

Figura 8 przedstawia charakterystyki uweldkedie zerowego rzędu układów dostarczania opartych na TOAC. Wyniki podane na fig. 8 uzyskano ze szklistych dysków TOAC (6 mm x 2,5 mm) zawierających równomiernie zdyspergowany barwnik MB9 w ilości w ilości 2%

184 068 wagowych. Uwalnianie oznaczano w temperaturze 25°C z delikatnym mieszaniem i z wymianą mediów w określonych odstępach czasu. Zwraca się uwagę na liniowe uwalnianie barwnika MB9 w ciągu 55 dni. Wyniki przedstawione na fig. 8 wskazują ze przee- roczysty układ nośnika do układu uwalniania zawierający czysty HDC daje szybkości uwalniania składników aktywnych rzędu zerowego. Wyniki przedstawione na fig. od 9 do 14 wskazują na wahania w szybkościach uwalniania uzyskiwane na drodze zmiany proporcji różnych HDC w układach dostarczania, zmiany długości szkieletu węglowodanowego i zmiany rodzaju pochodnej na szkielecie węglowodanowym. W każdym przypadku jest jasne, że układy dostarczania oparte na HDC pozwalają uzyskać szeroki zakres szybkości uwalniania, który może być dopasowany do substancji ulokowanej i jej dostarczania.

Figura 9 przedstawia wyniki uzyskane w przypadku, kiedy w układzie uwalniania proporcje dwu różnych HDC są różne.

Szybkość uwalniania MB9 oznaczona z matryc TOAC/RUDA (undekaoctan rafinozy) jest przedstawiona na fig. 8. Okazało się, ze szybkość uwalniania jest różna dla różnych składów ale nie jest bezpośrednio zależna od stężenia RUDA. Przykładowo, najwyższą szybkość uwalniania obserwowano z mas o zawartości 75% TOAC (25% RUDA) a najniższą szybkość uwalniania - z mas o zawartości 95% TOAC. Tak więc, można z łatwością doświadczalnie uzyskać odpowiednią szybkość uwalniania z tych układów dostarczania.

Na fig. 10 podana jest porównawczo zmiana temperatury zeszklenia (Tg) trzech różnych złożonych preparatów HDC wraz ze zmianą ilości TOAC. Badano trzy różne składy: TOAC/SHAC (heksaoctan sorbitolu), TOAC/RUDA i TOAC/α-GPAC (pentaoctan α-glu-kozy) zwiększając procenty molowe TOAC. Wyniki wskazują, ze Tg tych nośników wzrasta wraz ze wzrostem procentów molowych TOAC w tych formach złożonych, które początkowo miały niższą Tg, a więc w TOAC/α-GPAC i TOAC/SHAC.

Na fig. 11 porównane jest procentowe uwalnianie barwnika MB9 z dwu różnych złożonych kompozycji TOAC/RUDA i z samej formy RUDA. RUDA charakteryzuje się dwufazową szybkością uwalniania z początkowym szybkim uwalnianiem wynoszącym około 60% barwnika w ciągu 5 dni i powolnym uwalnianiem kilku pozostałych procent barwnika w ciągu następnych 25 dni. Szybkość uwalniania z układu opartego na samej RUDA ulega znaczącej modyfikacji w obecności TOAC. Układ z zawartością 50% RUDA wykazuje prawie liniową szybkość uwalniania, wyższą od szybkości uwalniania z układów o zawartości 10% RUDA.

Na fig. 12 porównana jest szybkość uwalniania barwnika MB9 z układów złożonych zawierających 75% TOAC i albo SOAC (oktaoctan sacharozy) albo COAC (oktaoctan cellobiozy) w celu wykazania wpływu zmiany szkieletu węglowodanowego. Wyniki wskazują że można w ten sposób zmieniać szybkości uwalniania, przy czym złożony układ TOAC/COAC wykazuje zwiększoną szybkość uwalniania w porównaniu z układem TOAC/COAC.

Na fig. 13 porównana jest szybkość uwalniania barwnika MB9 z układów złożonych z dwóch komponentów HDC o różnej długości tpkielntu węglowodanowego, TOAC i α-GPAC. Szybkości uwalniania nie były bezpośrednio zależne od procentowej zawartości (% wagowe) TOAC, przy czym przy zawartości 50% TOAC szybkości uwalniania były najniższe, a przy zawartości 25% - były najwyższe. W tym przypadku również można łatwo doświadczalnie oznaczyć żądane szybkości.

Na fig. 14 porównana jest szybkość uwalniania barwnika MB9 z dwu różnych układów złożonych opartych na HDC o tym samym tpkielecln węglowodanowym ale z użyciem innych pochodnych, TOAC i TOPR (oktapropanonian trehalozy). Wykazano, że dodanie 25% TOPR do układu dostarczania opartego na TOAC gwałtownie obniża szybkość uwalniania substancji ulokowanej.

184 068

Tabela 5

Układ szklisty	Procenty wagowe MB	Temp.CC	Proporcje (%)
ETOAC	1 i 5	temp. pokojowa, 37	100
2 RUDA	1 i5	temp. pokojowa	100
3 TOAC/SOAC	1	temp. pokojowa	75 (wag)
4 TOAC/a-GPAC	1	temp. pokojowa, 37	75 (wag)
5 TOAC/COAC	1	temp pokojowa	75 (wag)
6 TOAC/TOPR	1	temp. pokojowa	75 (wag)
7 TOAC/e-GPAC	1	temp pokojowa	75 (wag)
8 TOAC/a-GPAC	1	temp pokojowa	90,75,50,25 (% molowych)
9. TOAC/RUDA	1	temp. pokojowa	90,75,50,25 (% molowych)

b) Wprowadzanie ulokowanych do HDC przez szybkie zżębienie stopu.

Uzyskano rz/puy/czenIz syntetycznego nortikzsteroIOu, XPDO (opisany poniżej) w stopie

TOAC i szybkie schłodzenie z powstaniem s/nhytzgo, stałego układu dostarczania. Kor/yytpjąc z doświadczeń z uwalnianiem MB9 do roztworu wodnego, w tych doświadczeniach badano zgodność steroidu ze szklistą mesą, następny odzysk steroidu i wpływ XPDO na własności układu dostarczenie w porównaniu z uwalnianiem MB9 do roztworu wodnego. TOAC (3,21 g) topiono wstępnie w temperaturze 150°C i następnie szybko ziębiono, uzyskując szkło. Tę masę mielono razem z XPDO (0,15 g) i powtórnie stapiano. Klarowny stop ponownie szybko ziębiono uzyskując szklistą /lożoną masę zawierającą HDC i składnik aktywny. Przeprowadzono analizę termiczną w różnIcawam Zalorymztr/e skaningowym Rheometric Scientific (DSC) z szybkością ogrzewania 10°C/minutę w atmosferze α/otu. Przygotowano następujące próbki:

1. TOAC/XPDO (5% wapoavych)

2. TOAC/XPDO (d % wagoowyh + MB9 ,( % wwggwyy

3. sam TOAC

4. TOAC/MB9 (2% wagowe)

Tg = 50,6°C Tg = 50,9°C Tg = 50,l°C Tg = 50,3°C

Charakterystyki uwalniania tych szklistych stałych układów dostarczania opartych na HDC badano przez monitorowanie uwalniania MB9 ze szkieł TOAC/XPDO, co pr/zOstawIono na fig. 15. W celu dokonania analizy trwałości składnika aktywnego w tych opartych na HDC szklistych stałych układach dostarczania, odzyskiwano XPDO z tych próbek przez rozpuszczzniz szkła w acztonltrylu i analizę metodą HPLC. Od/ytklwpna całą ilość substancji ulokowanej nawet po 4 tygodniowym przechowywaniu w temperaturze 45°C.

Przykład X. Formowanie szklistych, stałych układów dostarczania opartych na HDC ar/z/ odparowanie ro/pus/c/ajniZa.

a) Formowmiiw szkics HDC HDCZ ozparowamw roze uazczatΐll/a.

Jak opisano powyżej, okazało się, że TOAC tworzy nośnik o dobrych własnościach dostarczania po szybkim schłodzeniu stopu. Ten układ dostarczania ma niską temperaturę topnienia i bardzo małą tendencję do krystalizacji. Przeprowadzono więc szereg doświadczeń na szkłach TOAC przygotowanych przez odparowanie ro/puszczalnlZa na płytkach ze szkła sodowego o wymiarach 3x1 cal.

Dichlorometan (DCM) i chloroform są standardowymi ro/aut/c/alnlkami dla TOAC, który jest również rozauszczalna w innych ro/auszczajnlZach, takich jak acetoni^l. Do wszystkich następnych doświadczeń użyto DCM.

184 068

Masy szkliste wytworzono przez odparowanie DCM na gorącej płytce ustawionej na 65°C z 25% roztworów TOAC (z 50% roztworów często osadzały się kryształy na końcówce pipety). Suszenie prowadzono przez 2 godziny dla uzyskania pewności o absolutnej suchości. Jednorodne szkła wytworzono stosując pipetę typu Eopeddorfk, dakraolαjąc 100 μΐ na ruchomą płytkę umieszczoną na płycie grzejnej a następnie usuwano około 50 μl przez użycie przestrzeni czyszcząco-wydalającej tej pipety. Szkła były bardzo klarowne i przylegające na początku ale stopniowo rekrystalizowały w czasie miesiąca w temperaturze pokojowej przy wilgotności względnej 50-60%.

Szkliste masy trehalozy, przygotowane podobnie przez odparowanie wody z 50% roztworu trehalozy były bezpośrednio po wytworzeniu klarowne ale stopniowo rekrystalizowały w czasie kilku tygodni.

b) Wprowadzanie składnika aktywnego do szkieł HDC przez odparowanie rozpuszczalnika; proszki nadające się do podawania drogą inhalacji.

XPDO jest steroidowym lekiem przeciwzapalnym. Chemicznie jest to 6α ,9α-difluoro-11 β,21-dihydroksy-16a, l7α-oropylo-metylenodioksy-4-pregddd-3.20-dlod. XPDO krystalizuje w postaci spirali, które upakowują się w igły, gubiąc długie, wdwgątrzcząsteczkowd puste przestrzenie wiążące cząsteczki wody w sposób przypominający zeolity. To powoduje, że steroid ten jest wystarczająco higroskopijny aby wykluczyć jego użycie w inhalatorze do suchych proszków, co jest korzystnym sposobem podawania. W amorficznej (diekrystallcznej) formie, XPDO jest niehigroskopijny ale jest nietrwały chemicznie. Badania nad stabilizacją tego związku trehalozą nie powiodły się i nie można było wytworzyć nidhigroskooljndgo proszku.

XPDO wprowadzano zatem do szkła TOAC przez rozpuszczenie zarówno krystalicznego TOAC jak i XPDO w DCM i odparowanie rozpuszczalnika w temperaturze 70°C na gorącej płytce. XPDO użyto w proporcjach 10% i 20% całkowitej masy stałej w końcowym szkle TOAC. Te szkła były całkowicie bezwodne i przezroczyste. Przechowywane w warunkach wilgotności względnej wynoszącej 75%, 81%, 90% i 95% przez 4 tygodnie nie wykazywały zmian w strukturze masy szklistej, takich jak rekrystalizacja.

Jednakże po zanurzeniu w wodzie powierzchnia tego szkła powoli rekrystalizowała. Po 15-30 minutach od dodania wody, pod mikroskopem ^wersyjnym były widoczne mikrokryształy TOAC o kształcie piramidalnym Krystalizacja powoli postępowała i w ciągu następnych kilku minut pojawiały się małe skupiska typowych kryształów XPDO w kształcie igieł. Ani igłowate kryształy XPDO ani piramidalne kryształy TOAC nie przylegały do znajdującego się poniżej szkła. Zmywano je więc łatwo, uwidoczniając świeżą powierzchnię szkła do dalszego powolnego rozpuszczania. Całkowite wyeliminowanie XPDO z kryształów TOAC dowiodło, ze ta cząsteczka, uprzednio wprowadzona do szklistej matrycy TOAC, obecnie uwolniła się do fazy ciekłej.

c) Wprowadzanie składnika aktywnego do szkieł HDC przez odparowanie rozpuszczalnika; proszki suszone rozpyłowo, nadające się do podawania drogą inhalacji.

Przeprowadzono badania stosując syntetyczny kortikosteroid XPDO rozpuszczony w DCM. Roztwór wysuszono w suszarce rozpyłowej Buchi B-191 przy temperaturze dyszy 40°C. Powstał drobny, amorficzny proszek o barwie białej, zawierający XPDO w stałym roztworze. Zawartość wprowadzonego XPDO wynosiła 20 % wagowych. Proszek ten był całkowicie amorficzny, co potwierdzono metodą analizy termicznej (Tg = 66°C).

Z suszonego rozpyłowo proszku ekstrahowano XPDO do analizy przez rozpuszczenie proszku w acetonitrylu i następne rozcieńczenie roztworu acetonitrylowego buforem fosforanu sodowego. Analizę prowadzono metodą HPLC. Nastawiono próbki na badania stabilności XPDO w formach suszonych rozpyłowo w temperaturze 45°C i przechowywano nad nasyconym siarczanem cynku (wilgotność względna: 80-85%).

W celu zbadania uwalniania XPDO do buforu fosforanu sodowego, ilość 0,0868 g suszonego rozpyłowo proszku wytrząsano w 10 ml tego buforu przez minutę. Zawiesinę przefiltrowano przez filtr 0,2 μm. Analiza HPLC wykazała, ze XPDO efektywnie uwalnia się do roztworu wodnego. Biodostępność tego steroidu z badanego układu dostarczania badano przez zanurzenie na krótki czas w roztworze wodnym. Stabilność steroidu w formie suszonej

184 068 rozpyłowo badano w warunkach wysokiej wilgotności, w temperaturze 45°C (obydwa czynniki mają ważne znaczenie dla pomyślnego stosowania tej formy jako proszku do inhalacji. Wyniki wykazały odporność na wysoką wilgotność, trwałość w szklistej masie i dobrą biodostępność w badaniach in vitro. W analizie wykonanej metodą HPLC nie obserwowano oznak rozkładu suszonego rozpyłowo szklistego proszku nawet po 4 tygodniach przechowywania w temperaturze 45°C i w wilgotności 85%.

d) Wprowadzanie substancji ulokowanej do szkieł HDC przez odparowanie rozpuszczalnika; cyklosporyna A o powolnym uwalnianiu.

Cyklosporyna (CSA, Sandimune©) jest hydrofobowym, cyklicznym peptydem stosowanym jako środek immunosupresyjny, zwłaszcza w przypadkach transplantacji narządów. Podaje się ją doustnie lub dożylnie. W celu podania rozpuszcza się ją w alkoholu. W praktyce klinicznej poziomy leku we krwi ulegają znacznym wahaniom z powodu niestałej absorpcji z bliższej części jelita cienkiego (jelita czczego). Trudność tę można byłoby pokonać jeśli CSA byłaby uwalniana ze stałą szybkością w czasie wielu godzin w postaci nadającej się do absorpcji.

CSA wprowadzano do szkła TOAC przez rozpuszczenie zarówno krystalicznego TOAC jak i CSA w DCM i odparowanie rozpuszczalnika w temperaturze 70°C na gorącej płycie. CSA stosowano w proporcjach 5%, 10% i 20% całkowitej masy ciał stałych w końcowym szkle TOAC. Szkła te były idealnie klarowne i przezroczyste jak woda. Utrzymywane w warunkach wilgotności 75%, 81%, 90% i 95% przez 4 tygodnie nie wykazywały zmian w strukturze, takich jak rekrystalizacja. Po zanurzeniu w wodzie, szkła te zachowywały się podobnie jak szkła zawierające XPDO, to znaczy, powoli rekrystalizowały jako oddzielne kryształy TOAC i CSA.

e) Formowanie szklistych, stałych nośników układów dostarczania na podstawie złożonych szkieł HDC przez odparowanie rozpuszczalnika.

Poza TOAC badano dwa inne hydrofobowe modyfikowane sacharydy, α-GPAC i TOPR w mieszaninach, uzyskując szkła mieszane o lepszych własnościach.

Wytwarzano mieszane szkła par tych HDC przez zmieszanie krystalicznych komponentów w różnych proporcjach i następnie przygotowując szkliste masy albo przez odparowanie rozpuszczalnika DCM na gorącej płytce albo przez stapianie w temperaturze 150° i szybkie ziębienie na mosiężnej płytce.

Otrzymane szkła badano dwiema metodami w kierunku ich użyteczności jako matryc do układów o kontrolowanym uwalnianiu. W pierwszej próbie oceniano ich odporność na zmętnienie w wyniku ekspozycji na wysoką wilgotność w temperaturze pokojowej. W drugiej próbie zanurzano je w wodzie lub w soli fizjologicznej buforowanej fosforanem (PBS), badając ich rozpuszczalność i stopień erozji przez rekrystalizację na powierzchni.

Jednoskładnikowe szkła α-GPAC i β-GPAC mogły być wytwarzane jedynie przez szybkie ziębienie stopów. W przypadkach odparowywania rozpuszczalników roztwory tych HDC zawsze krystalizowały. Jednoskładnikowe szkła TOAC i TOPR łatwo wytwarzano przez odparowanie rozpuszczalników albo szybkie ziębienie ale były one bardzo wrażliwe na mętnienie w warunkach wysokiej wilgotności, wykazując całkowitą krystalizację tych folii szklanych na szkiełkach mikroskopowych i rekrystalizację powierzchniową szybko ziębionych dysków utrzymywanych przez dobę w warunkach wilgotności względnej od 75% do 95%. Te mieszane szkła zachowywały się w sposób podany w tabeli 6.

Tabela 6

% GPAC	% TOAC	% TOPR	Forma początkowa	Po 24 godz przechowywania w warunkach wilgotności
1	2	3	4	5
	100		szkło	krysztalizacja ++++
10	90		szkło	szkło

184 068 c d tabeli 6

1	2	3	4	5
	90	10	szkło	szkło
50	50		szkło	szkło
90	10		krystalizacja ++++	nie oznaczano
80	20		krystalizacja +	krystalizacja ++++
90		10	krystalizacja ++++	nie oznaczano

Uzyskane wyniki wskazują, że wpływ różnych wartości wilgotności względnej jest bardzo prosty. O ile szkła z czystego TOAC i niektóre szkła złożone krystalizowały przy wszystkich wartościach wilgotności od 75% do 95% to inne, złożone szkła pozostawały amorficzne we wszystkich badanych wartościach wilgotności względnej.

Badano również kompozycje zawierające 10% α-GPAC i 10% TOPR w szkłach TOAC i kompozycje o stosunku molowym TOAC: a-GPAC wynoszącym 50:50. Zanurzano je w wodzie, oznaczając szybkość mętnienia w wodzie. Nie prowadzono badań nad wpływem wilgoci. Pierwsze szkło rekrystalizowało w ciągu 20-30 minut, natomiast w drugim tworzyły się nieliczne małe kryształy po 4 godzinach. W szkle kompozycji o proporcjach składników 50:50 nie obserwowano zmian przez 4 dni, co wskazuje na zadziwiająco niską rozpuszczalność.

Jako nośnik do układów dostarczania leków proszkowych do głębokich rejonów płuc, szkło zawierające 10% α-GPAC w TOAC posiada wysoce pożądane własności odporności na wilgotność do 95%, taką jaka może występować w inhalatorze i w strumieniu powietrza, w którym, w tym samym czasie może następować szybka rekrystalizacja w wodzie, np. w ciekłej warstwie otaczającej pęcherzyki płucne.

Szkła TOAC bez dodatku lub z dodatkiem 10% lub więcej hegtaoktagu α-glukozy lub oktαhrohαgoglanu trehalozy posiadają szeroki zakres odporności na wilgotność otoczenia i szybkości rozpuszczania umożliwiające w pewnym stopniu dostosowanie ich do wymagań dla leków o kontrolowanym uwalnianiu, zdyspergowanych w tych szkłach.

f) Wprowapz-mle saiad inka aatywacgo ne /lokonej kompozycji szkjel Iki^eł¹ i/Dh SP o spowolnionym uwalnianiu przez odparowanie rozpuszczalnika.

Dla maksymalnej użyteczności, własności powolnego uwalniania HDC powinny być dostosowane zarówno do cząsteczek hydrofobowych jak i hydrofilowych. Te pierwsze można łatwo wytworzyć w stałym roztworze jednego z HDC albo przez odparowanie rozpuszczalnika albo przez bezpośrednie rozpuszczenie w stopie i następne szybkie oziębienie. Cząsteczki hydrofitowe nie są bezpośrednio rozpuszczalne w HDC.

Obecnie znaleziono bardzo użyteczny sposób wprowadzania substancji hydrofilowych w bardzo Jękgorhkgzm, użytecznym rozkładzie w matrycach HDC. Proces ten dobrze zilustrowano przez użycie trehalozy jako substancji hydrofilowej i TOAC jako hydrofobowej matrycy. Dobrymi rozpuszczalnikami zarówno dla naturalnej jak i modyfikowanej trehalozy są DMF i DMSO. Po odparowaniu do suchej pozostałości 10% trehalozy i 90% TOAC w DMF powstawało szkło o wyglądzie matowym albo opalizujące. Pod mikroskopem uwidocznił się bardzo Jeknorokgy rozrzut kulistych, szklistych mióroheręłek o Je'dnaCowzch rozmiarach w ciągłej matrycy (fig. 16 i fig. 17). Przez zgrubny pomiar okularem z siatką nitek określono średnicę tych mikroperełek na około 4 pm.

Identyczność dwu faz potwierdzono wprowadzając przed wytwarzaniem szkła małą ilość intensywnie hydrofobowego pigmentu lipidowego, czerwieni olejowej O razem z małą ilością barwnika hydrofitowego, zieleni metylenowej w roztworze DMF. Jak oczekiwano, hydrofobowa czerwień olejowa O wchodziła wyłącznie do fazy ciągłej, którą była faza TOAC podczas gdy hydrofitowa zieleń metylenowa wchodziła wyłącznie do nieciągłych, jednorodnych cząstek trehalozy, uwidaczniając je (fig. 18). Tak więc, złożone, wytworzone szkło miało strukturę bardzo jednorodnego i trwałego szkła w szklistej stałej emulsji albo

184 068 w stałej zawiesinie, a nie stałego roztworu, takiego jakie obserwowano w szkłach zawierających ulokowane substancje hydrofobowe, XPDO, CSA lub czerwień olejową O.

Jeśli te same mieszanki trehalozy i TOAC odparowywano z roztworu w DMSO, wygląd tego złożonego szkła był inny. W tym przypadku szklista masa była bardziej przezroczysta. a pod mikroskopem nieciągła faza trehalozy występowała w dwu formach. Jedna z form była bardzo drobną zawiesiną wyjątkowo małych cząstek trehalozy jednorodnie zdyspergowanych w ciągłej matrycy. Druga z form składała się z większych kulistych perełek trehalozy skupionych w grupie, w centrum tego złożonego szkła.

Bez wdawania się w jakiekolwiek rozważania teoretyczne, wydaje się prawdopodobne, że obserwowane różne wzory są odbiciem różnic w rozpuszczalności tych dwu węglowodanów w stosowanych rozpuszczalnikach, co powoduje, że wydzinlają się one z roztworu w różnych stadiach odparowywania rozpuszczalnika. Dowód potwierdzający to wyjaśnienie pnalnziono podczas doświadczeń z wytwarzaniem szkieł złożonych w przeciwnej orientacji, to znaczy, mas szklistych, w których hydrofobowa substancja ulokowana jest drobno rozproszona w hydrofilowej, ciągłej matrycy.

g) Toksyczność noklistych mas HDC.

Oznaczano toksyczność nasyconego roztworu TOAC w dejonizowanej wodzie (0,42 g w 20 ml) w próbach in vitro na linii komórkowej Vero poaSodzaaej z nerki pielonnj małpy afrykańskiej, albo w seryjnym 10-krotnym rozcieńczeniu albo przez dodanie proszku TOAC bezpośrednio do pożywki hodowli komórkowej. W czasie tygodniowej hodowli nie obserwowano działania toksycznego i podział komórkowy pozostawał prawidłowy.

Wnór 1

Wnór 2

184 068

Godziny

FIG. 2B

Objętość rozkłada

FI G.3

184 068

FI 0.4

Absorbancja

184 068

5.0-1

Absorbancja

40FI G.5B

356~<S,4Ś9

37.6

Rozcieńczenie

184 068 % uwalniania Średni procent uwalniania MB9

Czas (godziny)

FIG.6

Czas (dni)

FIG.7

184 068

F I G.9

184 068

Średni procent uwalniania MB9 Temperatura zeszklenia (°C)

Czas (dni) Fl G.11

184 068

Średni procent uwalniania MB9 Średni procent uwalniania MB9

FIG.12

Czas (dni)

FI G.13

184 068

F I Θ.14

FI G.15

184 068

FIG.16

184 068

FIG.17

184 068

F IG.18

184 068

Gęstość rozkładu q 31 g Natężenie rozkładu (%)

FIG.1

Objętość rozkładu

.A

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz

Cena 6,00 zł.

Claims (32)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Kompozycja farmaceutyczna o wysokiej stabilności podczas suszenia i przechowywania, w· postaci cząstek wybranych z proszków odpowiednich do inhalacji, mikroigiełek i mikrowłókien. zawierająca substancję aktywną, znamienna tym, ze stanowi roztwór stały, utworzony z substancji aktywnej i ze związku zdolnego do tworzenia postaci szklistej. stanowiącego węglowodany wyższe niż monosacharydy.
2. 2. Kompozycja według zastrz. 1. znamienna tym, ze jako węglowodan zawiera trehalozę, maltozę, laktozę. maltulozę, izomaltulozę, laktulozę, nieredukujące glikozydy związków polihydroksylowych wybrane spośród alkoholi cukrowych, innych polialkoholi o łańcuchu prostym, rafinozy, stachiozy, melezytozy, dekstranu, sacharozy i ich alkoholi cukrowych lub maltitolu, laktitolu, palatynitu, 2-D-glukopiranozylo-1 —>6-mannitolu i ich poszczególnych alkoholi cukrowych.
3. 3. Kompozycja według zastrz. 2, znamienna tym, ze jako węglowodan zawiera trehalozę.
4. 4. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, ze ma postać proszku swobodnie sypiącego się.
5. 5. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, ze dodatkowo zawiera akceptowalne fizjologicznie szkło karboksylanowe, azotanowe, siarczanowe lub dwusiarczanowe.
6. 6. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że ma postać igieł o średnicach 1 do 50 pm i długości 5 do 150 pm.
7. 7. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, ze ma postać igieł o średnicach 0,1 do 4 mm i długości 1 do 30 mm.
8. 8. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, ze cząstki są mikrokuleczkami mającymi wielkość ziaren 0,1 do 10 pm.
9. 9. Kompozycja według zastrz. 8, znamienna tym, ze cząstki mają wielkość 1 do 4 pm.
10. 10. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że jako substancję aktywną zawiera substancję wybraną z grupy obejmującej proteinę lub peptyd, nukleotyd, oligonukleotyd lub kwas nukleinowy, w tym DNA i RNA.
11. 11. Kompozycja według zastrz. 10, znamienna tym, ze jako substancję aktywną. zawiera substancję wybraną z grupy obejmującej enzym, hormon wzrostu, czynnik wzrostu, przeciwciało monoklonalne, interferon, interleukin lub cytokinę.
12. 12. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, ze jako substancję aktywną zawiera substancję wybraną z grupy obejmującej cyklosporynę A, insulinę, estrogen, progesteron, testosteron, estradiol lub tamoksifen.
13. 13. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, ze dodatkowo zawiera dopuszczalną fizjologicznie sól, regulującą straty wody w kompozycji tak, ze przy wilgotności otoczenia prężność pary wodnej wody krystalizacyjnej wynosi co najmniej 2 000 Pa w 20°C i nie jest zakłócana przy tworzeniu szkła podłoża.
14. 14. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, ze dodatkowo zawiera inhibitor reakcji Maillarda.
15. 15. Kompozycja farmaceutyczna o wysokiej stabilności podczas suszenia i przechowywania, w postaci cząstek, wybranych z proszków odpowiednich do inhalacji, mikroigiełek i mikrowłókien, zawierająca substancję aktywną, znamienna tym, ze stanowi roztwór stały, utworzony z substancji aktywnej i z hydrofobowej pochodnej węglowodanowej (HDC), mającej szkielet węglowodanowy o długości do pięciu jednostek cukrowych i w której więcej niż jedna grupa hydroksylowa węglowodanu jest zestryfikowana bądź zeteryfikowana.
16. 16. Kompozycja według zastrz. 15, znamienna tym, ze jako hydrofobową pochodną węglowodanową zawiera heksaoctan sorbitolu, pentaoctan α-glukozy, pentaoctan β-glukozy,

    184 068 tetraoctan ł-O-oktylo-P-D-glukozy, oktaoctan trehalozy, oktapropanonian trehalozy, oktaoctan sacharozy, oktapropanonian sacharozy, oktaoctan celobiozy, oktapropanonian celobiozy, undekaoctan ralinozy i undekapropanonian rafinozy.
17. 17. Kompozycja według zastrz. 15, znamienna tym, ze dodatkowo zawiera akceptowalne fizjologicznie szkło karboksylanowe, azotanowe, siarczanowe lub dwusiarczanowe.
18. 18. Kompozycja według zastrz. 15, znamienna tym, że ma postać igieł o średnicach 1 do 50 pm i długości 5 do 150 pm.
19. 19. Kompozycja według zastrz. 15, znamienna tym, że ma postać igieł o średnicach 0,1 do 4 mm i długości 1 do 30 mm.
20. 20. Kompozycja według zastrz. 15, znamienna tym, że cząstki są mikrokuleczkami mającymi wielkość ziaren 0,1 do 10 pm.
21. 21. Kompozycja według zastrz. 20, znamienna tym, ze cząstki mają wielkość 1 do 4 pm.
22. 22. Kompozycja według zastrz. 15, znamienna tym, ze jako substancję aktywną zawiera substancję wybraną z grupy obejmującej proteinę lub peptyd, nukleotyd, oligonukleotyd lub kwas nukleinowy, w tym DNA i RNA.
23. 23. Kompozycja według zastrz. 22, znamienna tym, że jako substancję aktywną zawiera substancję wybraną z grupy obejmującej enzym, hormon wzrostu, czynnik wzrostu, przeciwciało monoklonalne, interferon, interleukin lub cytokinę.
24. 24. Kompozycja według zastrz. 15, znamienna tym, że jako substancję aktywną zawiera substancję wybraną z grupy obejmującej cyklosporynę A, insulinę, estrogen, progesteron, testosteron, estradiol lub tamoksifen.
25. 25. Kompozycja według zastrz. 15, znamienna tym, ze dodatkowo zawiera dopuszczalną fizjologicznie sól, regulującą straty wody w kompozycji tak, ze przy wilgotności otoczenia prężność pary wodnej wody krystalizacyjnej wynosi co najmniej 2 000 Pa w 20°C i nie jest zakłócana przy tworzeniu szkła podłoża.
26. 26. Kompozycja według zastrz. 15, znamienna tym, ze dodatkowo zawiera inhibitor reakcji Maillarda.
27. 27. Sposób wytwarzania kompozycji farmaceutycznej o wysokiej stabilności podczas suszenia i przechowywania, w postaci cząstek, wybranych z proszków odpowiednich do inhalacji, mikroigiełek i mikrowłókien, znamienny tym, ze stapia się związek zdolny do tworzenia postaci szklistej, stanowiący węglowodany wyższe niż monosacharydy, po czym wprowadza się substancję aktywną, a następnie stop oziębia się, przy czym proces stapiania prowadzi się w temperaturze wystarczającej do upłynnienia węglowodanów, lecz niepowodującej znaczącego osłabienia działania substancji aktywnej.
28. 28. Sposób wytwarzania kompozycji farmaceutycznej o wysokiej stabilności podczas suszenia i przechowywania, w postaci cząstek, wybranych z proszków odpowiednich do inhalacji, mikroigiełek i mikrowłókien, znamienny tym, ze stapia się związek zdolny do tworzenia postaci szklistej, stanowiący hydrofobową pochodną węglowodanową (HDC) mającą szkielet węglowodanowy o długości do pięciu jednostek cukrowych i w której więcej niż jedna grupa hydroksylowa węglowodanu jest zestryfi kowana bądź zeteryfikowana, po czym wprowadza się substancję aktywną, a następnie stop oziębia się, przy czym proces stapiania prowadzi się w temperaturze wystarczającej do upłynnienia HDC, lecz niepowodującej znaczącego osłabienia działania substancji aktywnej.
29. 29. Sposób wytwarzania kompozycji farmaceutycznej o wysokiej stabilności podczas suszenia i przechowywania, w postaci cząstek, wybranych z proszków odpowiednich do inhalacji, mikroigiełek i mikrowłókien, znamienny tym, ze rozpuszcza się lub zawiesza się w rozpuszczalniku substancję aktywną i związek zdolny do tworzenia postaci szklistej, stanowiący węglowodany wyższe niż monosacharydy, po czym roztwór bądź zawiesinę suszy się.
30. 30. Sposób według zastrz. 29, znamienny tym, z e stosuje się suszenie rozpyłowe.
31. 31. Sposób wytwarzania kompozycji farmaceutycznej o wysokiej stabilności podczas suszenia i przechowywania, w postaci cząstek, wybranych z proszków odpowiednich do inhalacji, mikroigiełek i mikrowłókien, znamienny tym, ze rozpuszcza się lub zawiesza się w rozpuszczalniku substancję aktywną i związek zdolny do tworzenia postaci szklistej,

    184 068 stanowiący hydrofobową pochodną węglowodanową (HDC) mającą szkielet węglowodanowy o długości do pięciu jednostek cukrowych i w której więcej niż jedna grupa hydroksylowa węglowodanu jest zestryfikowana bądź zeteryfikowana, po czym roztwór bądź zawiesinę suszy się.
32. 32. Sppsóówedhłg zz.atrz.31. znamienny tym, żżstosujesięsuszznierooppłowe.