PL195212B1 - Preparat bioaktywny w postaci proszku i sposób jego wytwarzania - Google Patents

Abstract

1. Preparat bioaktywny w postaci proszku zawierajacy wiele perforowanych mikrostruktur, zna- mienny tym, ze perforowane mikrostruktury zawieraja srodek powierzchniowo czynny wybrany z grupy obejmujacej fosfolipid, niejonowy detergent, niejonowy kopolimer blokowy, jonowy srodek powierzchniowo czynny, biokompatybilny fluorowany srodek powierzchniowo czynny i ich polaczenia; substancje bioaktywna wybrana z grupy obejmujacej srodki przeciwalergiczne, srodki rozszerzajace oskrzela, doplucne srodki powierzchniowo czynne, srodki przeciwbólowe, antybiotyki, srodki przeciw- zakazne, inhibitory lub antagonistów leukotrienów, srodki przeciwhistaminowe, srodki przeciwzapalne, srodki przeciwnowotworowe, srodki przeciwcholinergiczne, srodki znieczulajace, srodki przeciwgruzli- cze, srodki sercowo-naczyniowe, enzymy, steroidy, materialy genetyczne, wektory wirusowe, srodki antysensowne, bialka, peptydy i ich polaczenia, przy czym srednia geometryczna wielkosc czastek wynosi 1-30 µ m, srednia aerodynamiczna srednica wynosi ponizej 5 µ m, a gestosc nasypowa wynosi ponizej 0,5 g/cm 3 . PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest preparat bioaktywny w postaci proszku i sposób jego wytwarzania.

Preparat bioaktywny ma postać proszku zawierającego perforowane mikrostruktury z substancją czynną. Można go stosować w urządzeniach do inhalacji, takich jak inhalator z odmierzaną dawką, inhalator z suchym proszkiem lub nebulizator, do podawania miejscowo lub doukładowo, przez płuca lub przez nos.

Środki do docelowego dostarczania leku są pożądane, zwłaszcza w przypadku, gdy problem stanowi toksyczność lub biodostępność substancji farmaceutycznej. Określone sposoby podawania leku i środki, które zapewniają skuteczne osadzenie leku w miejscu działania, potencjalnie służą do ograniczenia do minimum toksycznych skutków ubocznych, obniżenia wymaganej wielkości dawki i zmniejszenia kosztów leczenia. Opracowanie takich układów do podawania leku do płuc jest od dawna celem przemysłu farmaceutycznego.

Trzy najczęściej stosowane obecnie układy do dostarczania leku miejscowo do płuc przez kanały powietrzne stanowią inhalatory z suchym proszkiem (ISP), inhalatory z odmierzaną dawką (IOD) i nebulizatory. IOD, najpopularniejszy sposób podawania drogą inhalacji, może być stosowany do podawania leków w postaci rozpuszczonej lub w dyspersji. Typowe IOD zawierają freon lub inny propelent o stosunkowo wysokiej prężności par, który wyrzuca rozpylony lek do przewodu oddechowego po uruchomieniu urządzenia. W przeciwieństwie do IOD działanie ISP jest zasadniczo w całości oparte na samodzielnych usiłowaniach pacjenta w celu wprowadzenia leku w postaci proszku do płuc. Nebulizatory tworzą aerozol przeznaczonego do wdychania leku przez nadanie energii ciekłemu roztworowi. Ostatnio opracowano również bezpośrednie doprowadzanie leków do płuc drogą wentylacji z udziałem cieczy lub przepłukiwania płuc, z użyciem fluorozwiązku jako ośrodka. Jakkolwiek każdy z tych sposobów i związanych z nimi układów może zapewnić skuteczność w wybranych sytuacjach, związane z nimi wady, w tym ograniczenia dotyczące formułowania, mogą ograniczyć ich stosowanie.

IOD jest zależny od siły pędnej układu propelenta stosowanego w jego produkcji. Tradycyjnie układ propelenta stanowiła mieszanina związków chlorofluorowęglowych (CFC) dobrana tak, aby zapewnić żądaną prężność par i trwałość zawiesiny. Obecnie CFC, takie jak Freon 11, Freon 12 i Freon 114 są najczęściej stosowanymi propelentami w preparatach aerozolowych do podawania przez inhalację. Jakkolwiek takie układy można stosować do dostarczania leku w postaci rozpuszczonej, to wybraną substancję bioaktywną zazwyczaj wprowadza się w postaci drobnych cząstek z wytworzeniem dyspersji. W celu ograniczenia lub wyeliminowania problemu z agregacją w takich układach często stosuje się środki powierzchniowo czynne do powlekania powierzchni substancji bioaktywnej, co ułatwia zwilżanie cząstek przez propelent aerozolu. Określa się, że zastosowane w ten sposób środki powierzchniowo czynne w celu utrzymania zasadniczo jednorodnej dyspersji, „stabilizują zawiesinę.

Niestety obecnie uważa się, że tradycyjne związki chlorofluorowęglowe zubożają atmosferę w ozon i w związku z tym są wycofywane z użycia. Doprowadziło to z kolei do opracowania preparatów aerozolowych do dostarczania leków do płuc, z użyciem tak zwanych propelentów przyjaznych dla środowiska. Klasy takich propelentów, które, jak się wydaje, wykazują ograniczoną zdolność zubożania w ozon w porównaniu z CFC, stanowią związki perfluorowane (PFC) i wodorofluoroalkany (HFA). Jakkolwiek wybrane związki z tych klas mogą działać skutecznie jako biokompatybilne propelenty, wiele środków powierzchniowo czynnych skutecznie stabilizujących zawiesiny leków w CFC nie wykazuje skuteczności w tych nowych układach propelentów. Z uwagi na to, że rozpuszczalność środka powierzchniowo czynnego w HFA zmniejsza się, dyfuzja środka powierzchniowo czynnego do granicy faz pomiędzy cząstką leku i HFA staje się wyjątkowo powolna, co prowadzi do złego zwilżania cząstek leku i utraty stabilności przez zawiesinę. Ta zmniejszona rozpuszczalność środków powierzchniowo czynnych w propelentach HFA powoduje prawdopodobnie zmniejszoną skuteczność działania jakiegokolwiek wprowadzonego środka bioaktywnego.

Zazwyczaj zawiesiny leków w ciekłych fluorozwiązkach, takich jak HFA, stanowią niejednorodne układy, które zwykle wymagają powtórnego zdyspergowania przed użyciem. Jednakże z uwagi na takie czynniki jak zdyscyplinowanie pacjenta uzyskanie stosunkowo jednorodnego rozkładu substancji farmaceutycznej nie zawsze jest proste lub skuteczne. Na dodatek znane preparaty zawierające mikronizowane cząstki mogą być podatne na agregację cząstek, co może spowodować nieodpowiednie doprowadzanie leku. Wzrost kryształów w zawiesinie na drodze dojrzewania fizycznego może również doprowadzić do niejednorodności wielkości cząstek, oraz może znacząco skrócić trwałość preparatu. Inny problem w przypadku zwykłych dyspersji 8 zawierających mikronizowane dyspergatory stanowi

PL 195 212 B1 rozrost cząstek. Rozrost może nastąpić w wyniku szeregu mechanizmów, takich jak flokulacja, fuzja, dyfuzja molekularna i koalescencja. W stosunkowo krótkim okresie czasu takie procesy mogą doprowadzić do rozrostu cząstek w preparacie w takim stopniu, że nie będzie już on dłużej przydatny. Jakkolwiek zwykłe układy stanowiące zawiesiny we fluorozwiązkach do IOD lub do wentylacji z udziałem cieczy są niewątpliwie znacznie korzystniejsze w porównaniu ze znanymi nośnikami nie stanowiącymi fluorozwiązków, zawiesiny leków można jeszcze ulepszyć, tak aby umożliwić otrzymanie preparatów o zwiększonej trwałości, które dodatkowo zapewniają wydajniejsze i dokładniejsze dozowanie w wymaganym miejscu.

Także w przypadku zwykłych preparatów proszkowych do stosowania w ISP często nie jest możliwe zapewnienie dokładnego, powtarzalnego dozowania w dłuższym okresie czasu. Należy wziąć pod uwagę, że zwykłe (czyli mikronizowane) proszki wykazują skłonność do agregacji z uwagi na oddziaływania hydrofobowe lub elektrostatyczne pomiędzy drobnymi cząstkami. Takie zmiany w wielkości cząstek oraz wzrost sił kohezyjnych w czasie powodują, że tworzą się proszki, które wykazują niepożądane profile rozkładu w płucach po uruchomieniu urządzenia. W szczególności agregacja drobnych cząstek niszczy aerodynamiczne właściwości proszku, co uniemożliwia dotarcie znaczących ilości przeprowadzonego w aerozol leku głębiej do kanałów powietrznych w płucach, gdzie działa on najskuteczniej.

W celu uniknięcia niepożądanego wzrostu sił kohezyjnych w znanych rozwiązaniach stosowano zazwyczaj większe cząstki nośnika w postaci laktozy, aby zapobiec agregacji drobnych cząstek leku. Takie układy nośnikowe umożliwiają luźne związanie się co najmniej części cząstek leku z powierzchnią laktozy i oddzielanie się ich podczas inhalacji. Jednakże znaczące ilości leku nie oddzielają się od dużych cząstek laktozy i osadzają się w gardle. Zatem takie układy nośnikowe są stosunkowo nieskuteczne w odniesieniu do udziału dostarczanych drobnych cząstek w przeliczeniu na jedno uruchomienie aparatu ISP. Inne rozwiązanie problemu agregacji cząstek zaproponowano w publikacji WO 98/31346, zgodnie z którym stosuje się cząstki o stosunkowo dużych wymiarach geometrycznych (np. korzystnie powyżej 10 pm) w celu zmniejszenia stopnia oddziaływań pomiędzy cząstkami, a tym samym zachowania sypkości proszku. Podobnie jak w przypadku znanych układów nośnikowych, zastosowanie większych cząstek zdecydowanie zmniejsza ogólną powierzchnię właściwą preparatu w postaci proszku, co, jak podano, powoduje poprawę sypkości frakcji drobnych cząstek. Niestety zastosowanie stosunkowo dużych cząstek może spowodować ograniczenia w podawaniu przy stosowaniu zwykłych aparatów ISP, oraz zapewnić dawkowanie mniejsze od optymalnego z uwagi na potencjalnie wydłużony czas rozpuszczania. Zatem w dalszym ciągu istnieje zapotrzebowanie na cząstki o zwykłej wielkości, odporne na agregację i zachowujące sypkość i zdolność otrzymanego proszku do rozpraszania.

W europejskim opisie patentowym nr 274431 ujawniono kompozycję zawierającą dwuwarstwowe cząstki, których rdzeń pokryty jest koacerwatem utworzonym ze środków powierzchniowo czynnych, wody i jednego lub większej liczby fizjologicznie czynnych związków. Jednakże wymóg tworzenia koacerwatu narzuca ograniczenia odnośnie fazy wodnej.

Istniała potrzeba opracowania preparatów umożliwiających dogodne podawanie do nosa lub do płuc proszków o stosunkowo wysokim udziale bardzo drobnych cząstek, oraz stabilizowanych preparatów nadających się do wytwarzania aerozolu, a następnie podawania do płucnych kanałów powietrznych potrzebującego tego pacjenta, a także proszków, które można stosować do wytwarzania stabilizowanych dyspersji. W szczególności potrzebne są proszki wykazujące stosunkowo małe siły kohezyjne, nadające się do stosowania w inhalatorach z suchym proszkiem.

Wynalazek dotyczy preparatu bioaktywnego w postaci proszku zawierającego wiele perforowanych mikrostruktur, charakteryzującego się tym, że perforowane mikrostruktury zawierają środek powierzchniowo czynny wybrany z grupy obejmującej fosfolipid, niejonowy detergent, niejonowy kopolimer blokowy, jonowy środek powierzchniowo czynny, biokompatybilny fluorowany środek powierzchniowo czynny i ich połączenia; substancję bioaktywną wybraną z grupy obejmującej środki przeciwalergiczne, środki rozszerzające oskrzela, dopłucne środki powierzchniowo czynne, środki przeciwbólowe, antybiotyki, środki przeciwzakaźne, inhibitory lub antagonistów leukotrienów, środki przeciwhistaminowe, środki przeciwzapalne, środki przeciwnowotworowe, środki przeciwcholinergiczne, środki znieczulające, środki przeciwgruźlicze, środki sercowo-naczyniowe, enzymy, steroidy, materiały genetyczne, wektory wirusowe, środki antysensowne, białka, peptydy i ich połączenia, przy czym średnia geometryczna wielkość cząstek wynosi 1 - 30 pm, średnia aerodynamiczna średnica wynosi poniżej 5 pm, a gęstość nasypowa wynosi poniżej 0,5 g/cm³.

Korzystnie w preparacie według wynalazku średnia porowatość mikrostruktur wynosi 0,5 - 80%.

PL 195 212 B1

Korzystnie w preparacie średnia wielkość porów w mikrostrukturach wynosi 20 - 200 nm.

Korzystny jest preparat, którego gęstość nasypowa wynosi poniżej 0,1 g/cm³.

Korzystny jest preparat, w którym perforowane mikrostruktury stanowią puste porowate mikrokulki.

Korzystnie średnia aerodynamiczna średnica mikrostruktur wynosi 0,5-5 pm.

W szczególności średnia geometryczna średnica mikrostruktur wynosi poniżej 5 pm.

Korzystnie preparat według wynalazku zawiera fosfolipid wybrany z grupy obejmującej dilauroilofosfatydylocholinę, dioleilofosfatydylocholinę, dipalmitoilofosfatydylocholinę, distearoilofosfatydylocholinę, dibehenoilofosfatydylocholinę, diarachidoilofosfatydylocholinę i ich połączenia.

Korzystny jest preparat, w przypadku którego temperatura przejścia fosfolipidu z fazy żelu w fazę ciekłokrystaliczną wynosi powyżej 40°C.

Korzystnie preparat zawiera substancję bioaktywną wybraną z grupy obejmującej fentanyl, morfinę, dopłucny środek powierzchniowo czynny, hormon uwalniający hormon luteinizujący, leuprolid, interferon, goserelinę, insulinę i hormony wzrostu.

Korzystnie preparat zawiera frakcję drobnych cząstek w ilości powyżej 20% wagowych.

Korzystniej preparat zawiera frakcję drobnych cząstek w ilości 25 - 80% wagowych.

W szczególności preparat zawiera frakcję drobnych cząstek w ilości 30 - 70% wagowych.

Korzystny jest preparat, w przypadku którego ilość osadzającego się w gardle proszku podawanego z urządzenia do inhalacji wynosi poniżej 40% wagowych.

Korzystny jest preparat, w przypadku którego stopień osadzenia w gardle wynosi poniżej 20% wagowych.

Korzystny jest preparat, w którym mikrostruktury są dostarczane w jednostkowej postaci dawkowanej.

Preparat według wynalazku ewentualnie zawiera porofor.

Korzystnie preparat zawiera porofor wybrany z grupy obejmującej związki fluorowane, niefluorowane oleje, sole amonowe, alkohole i węglowodory o temperaturze wrzenia poniżej 100°C, chloroform, octan etylu, aceton, azot, ditlenek węgla i kamforę lub lateks.

Wynalazek ponadto dotyczy sposobu wytwarzania preparatu bioaktywnego w postaci proszku zawierającego perforowane mikrostruktury, charakteryzującego się tym, że (a) dostarcza się ciekły strumień zasilający, zawierający substancję bioaktywną wybraną z grupy obejmującej środki przeciwalergiczne, środki rozszerzające oskrzela, dopłucne środki powierzchniowo czynne, środki przeciwbólowe, antybiotyki, środki przeciwzakaźne, inhibitory lub antagonistów leukotrienów, środki przeciwhistaminowe, środki przeciwzapalne, środki przeciwnowotworowe, środki przeciwcholinergiczne, środki znieczulające, środki przeciwgruźlicze, środki sercowo-naczyniowe, enzymy, steroidy, materiały genetyczne, wektory wirusowe, środki antysensowne, białka, peptydy i ich połączenia; środek powierzchniowo czynny wybrany z grupy obejmującej fosfolipid, niejonowy detergent, niejonowy kopolimer blokowy, jonowy środek powierzchniowo czynny, biokompatybilny fluorowany środek powierzchniowo czynny lub ich połączenia; oraz porofor. przy czym stosunek wagowy poroforu do fosfolipidu wynosi 1,0 - 60;

(b) rozpyla się ten ciekły strumień zasilający, z wytworzeniem zdyspergowanych kropelek cieczy;

(c) suszy się rozpryskowo te kropelki cieczy z wytworzeniem perforowanych mikrostruktur zawierających środek powierzchniowo czynny i substancję bioaktywną; przy nastawieniu w suszarce rozpryskowej temperatury wlotowej 60 -170°C, temperatury wylotowej 40 - 120°C, natężenia podawania strumienia zasilającego około 3 - 15 ml na minutę, i natężenia przepływu powietrza w rozpylaczu od 25 do około 50 l na minutę, przy czym perforowane mikrostruktury mają średnią geometryczną wielkość cząstek 1-30 pm, średnią aerodynamiczną średnicę poniżej 5 pm oraz gęstość nasypową poniżej 0,5 g/cm3; oraz (d) zbiera się perforowane mikrostruktury.

Korzystnie dostarcza się strumień zasilający stanowiący układ koloidalny wybrany z grupy obejmującej emulsje, odwrotne emulsje, mikroemulsje, emulsje wielofazowe, dyspersje cząstek i gęste zawiesiny.

Korzystnie dostarcza się strumień zasilający zawierający 2 - 50% wagowych poroforu wybranego z grupy obejmującej związki fluorowane, niefluorowane oleje, sole amonowe, alkohole i węglowodory o temperaturze wrzenia poniżej 100°C, chloroform, octan etylu, aceton, azot, ditlenek węgla i kamforę lub lateks.

Korzystnie suszenie prowadzi się w suszarce rozpryskowej o temperaturze na wylocie o co najmniej 20°C niższej od temperatury wrzenia poroforu.

PL 195 212 B1

Korzystnie wytworzone mikrostruktury zawierają fosfolipid.

Korzystnie stosuje się fosfolipid wybrany z grupy obejmującej dilauroilofosfatydylocholinę, dioleoilofosfatydylocholinę, dipalmitoilofosfatydylocholinę, distearoilofosfatydylocholinę, dibehenoilofosfatydylocholinę, diarachidoilofosfatydylocholinę i ich połączenia.

Korzystnie dostarcza się strumień zasilający zawierający porofor i fosfolipid w stosunku wagowym co najmniej 4,8.

W szczególności stosunek wagowy poroforu do fosfolipidu wynosi 10 - 50.

Korzystnie aerodynamiczna średnica zebranych mikrostruktur wynosi 0,5 - 5,0 pm.

Korzystnie średnia geometryczna średnica mikrostruktur wynosi 1-30 pm.

W szczególności średnia geometryczna średnica mikrostruktur wynosi poniżej 5 pm.

Korzystnie gęstość nasypowa mikrostruktur wynosi poniżej 0,1 g/cm³.

Korzystnie zebrane mikrostruktury stanowią puste porowate mikrokulki.

Korzystnie stosuje się porofor stanowiący fluorowany związek wybrany spośród bromku perfluorooktylu i perfluorobutyloetanu.

Korzystnie stosuje się porofor stanowiący sól amonową wybraną z grupy obejmującej węglan amonu, octan amonu i chlorek amonu oraz kamforę.

Preparaty według wynalazku zapewniają, w szerokim znaczeniu, ulepszone dostarczanie substancji czynnych do żądanego miejsca. W szczególności istnieje możliwość dostarczania substancji bioaktywnych do wybranych docelowych miejsc fizjologicznych, z użyciem proszków zawierających perforowane mikrostruktury. W korzystnym preparacie substancje bioaktywne są w postaci umożliwiającej podawanie do co najmniej części płucnych kanałów powietrznych potrzebującego tego pacjenta. W tym celu stosuje się proszki zawierające perforowane mikrostruktury i układy dozowania zawierające takie proszki. Ujawnione proszki można ponadto dyspergować w wybranych ośrodkach dyspergujących, z wytworzeniem stabilizowanych dyspersji. W przeciwieństwie do znanych proszków lub dyspersji do podawania leków, obecnie wykorzystano nowe techniki w celu zmniejszenia sił przyciągania pomiędzy cząstkami. Tak więc ujawnione proszki wykazują zwiększoną sypkość i dyspergowalność, a ujawnione dyspersje wykazują zmniejszoną skłonność do degradacji na skutek flokulacji, sedymentacji lub odstawania. Po nadto stabilizowane preparaty według wynalazku korzystnie zawierają ośrodek dyspergujący (np. fluorozwiązek), który ponadto służy do zmniejszania szybkości degradacji wprowadzonej substancji bioaktywnej. Zatem dyspersje lub proszki według wynalazku można stosować w inhalatorach z odmierzaną dawką, atomizerach z suchym proszkiem do inhalacji, nebulizatorach, albo z użyciem technik zakraplania ciekłej dawki (ZCD), w celu zapewnienia skutecznego podania leku.

W szczególnie korzystnej postaci, puste i/lub porowate perforowane mikrostruktury zasadniczo zmniejszają siły przyciągania międzycząsteczkowego, takie jak siły van der Waalsa, które dominują w znanych preparatach proszkowych i dyspersjach. Tak więc preparaty proszkowe zazwyczaj mają stosunkowo niską gęstość nasypową, co przyczynia się do sypkości preparatów przy zapewnianiu wymaganych właściwości umożliwiających podawanie leku drogą inhalacji. W szczególności zastosowanie perforowanych (lub porowatych) mikrostruktur lub mikrocząstek o stosunkowo małej gęstości znacząco zmniejsza siły przyciągania pomiędzy cząstkami, co zmniejsza siły ścinające i zwiększa sypkość otrzymanych proszków. Stosunkowo mała gęstość perforowanych mikrostruktur zapewnia również doskonałe właściwości aerodynamiczne przy stosowaniu do podawania leku drogą inhalacji. W przypadku stosowania w dyspersji właściwości fizyczne proszków umożliwiają otrzymanie trwałych preparatów. Ponadto, poprzez dobór składników dyspersji zgodnie z ujawnieniem, można jeszcze bardziej zmniejszyć siły przyciągania pomiędzy cząstkami, tak że otrzyma się preparaty o zwiększonej trwałości.

Perforowane mikrostruktury można otrzymać z dowolnego biokompatybilnego materiału, zapewniającego uzyskanie wymaganych właściwości fizycznych lub morfologii. Takie perforowane mikrostruktury będą korzystnie zawierać pory, puste przestrzenie, defekty lub inne przestrzenie międzywęzłowe, powodujące zmniejszenie sił przyciągających poprzez ograniczenie do minimum oddziaływań między powierzchniami i zmniejszenie sił ścinających. Zatem należy wziąć pod uwagę, że z podanymi ograniczeniami do wytwarzania matrycy mikrostruktury można stosować dowolny materiał lub dowolny kształt. W odniesieniu do wybranych materiałów pożądane jest, aby mikrostruktura zawierała, co najmniej jeden środek powierzchniowo czynny. Korzystnie taki środek powierzchniowo czynny będzie stanowić fosfolipid lub inny środek powierzchniowo czynny dopuszczony do podawania do płuc. Podobnie korzystne jest, aby mikrostruktura zawierała co najmniej jedną substancję czynną, którą może stanowić substancja bioaktywna. W odniesieniu do kształtu szczególnie korzystne są suszone rozpryskowo puste mikrokulki o stosunkowo cienkiej, porowatej ściance, określającej dużą pu6

PL 195 212 B1 stą przestrzeń wewnętrzną, choć możliwe są również inne struktury zawierające puste przestrzenie lub struktury perforowane.

Ujawnione perforowane mikrostruktury zmniejszają siły przyciągania międzycząsteczkowego, takie jak siły van der Waalsa, które dominują w znanych preparatach proszkowych. Oznacza to, że w przeciwieństwie do preparatów zawierających stosunkowo ciężkie, stałe cząstki lub nieporowate cząstki (np. mikronizowane), preparaty proszkowe według wynalazku wykazują zwiększoną sypkość i dyspergowalność z uwagi na mniejsze siły ścinające. Takie zmniejszenie sił kohezji częściowo wynika z nowego sposobu wytwarzania żądanych proszków.

Proszek zawierający perforowane mikrostruktury wytwarza się drogą suszenia rozpryskowego z użyciem dostępnych w handlu urządzeń. Strumień zasilający będzie korzystnie zawierać porofor, który można wybrać spośród fluorowanych związków i niefluorowanych olejów. Korzystnie temperatura wrzenia związków fluorowanych będzie wynosić powyżej około 60°C. Fluorowany porofor może zostać zachowany w perforowanych mikrostrukturach, co jeszcze bardziej zwiększa dyspergowalność otrzymanego proszku i poprawia trwałość zawierających go dyspersji. W celu zwiększenia rozpuszczalności substancji bioaktywnych (np. steroidów) w strumieniu zasilającym można ponadto stosować niefluorowane oleje, dzięki czemu zwiększa się stężenie substancji bioaktywnych w perforowanych mikrostrukturach.

Jak już zaznaczono powyżej, dyspergowalność proszków zawierających perforowane mikrostruktury można zwiększyć poprzez zmniejszenie lub ograniczenie do minimum sił przyciągających van der Waalsa pomiędzy składowymi perforowanymi mikrostrukturami.

Porofor można zdyspergować w nośniku z użyciem znanych technik wytwarzania jednorodnych dyspersji, takich jak obróbka ultradźwiękami, mieszanie mechaniczne lub homogenizacja pod wysokim ciśnieniem. Inne brane pod uwagę sposoby dyspergowania poroforów w roztworze zasilającym obejmują mieszanie dwóch płynów przed rozpylaniem, opisane dla techniki podwójnego rozpylania. Urządzenie rozpylające można dobrać tak, aby zoptymalizować żądane właściwości cząstek, takie jak wielkość cząstek. W szczególnych przypadkach można zastosować dyszę dwucieczową. W przypadku azotu lub gazowego dwutlenku węgla porofor można zdyspergować przez wprowadzenie go do roztworu pod zwiększonym ciśnieniem.

Proszki zawierające perforowane mikrostruktury mogą być dyspergowane w odpowiednim ośrodku dyspersyjnym, z wytworzeniem stabilizowanych dyspersji do dostarczania wybranego środka. Takie dyspersje są szczególnie przydatne w przypadku inhalatorów z odmierzaną dawką i nebulizatorów. W takim przypadku szczególnie korzystne ośrodki dyspersyjne stanowią fluorozwiązki (np. związki perfluorowęglowe lub fluorowęglowe), ciekłe w temperaturze pokojowej. Jak to zaznaczono wyżej, dobrze wiadomo, że liczne fluorozwiązki są bezpieczne i wykazują biokompatybilność w płucach. Ponadto, w przeciwieństwie do roztworów wodnych fluorozwiązki nie wpływają niekorzystnie na wymianę gazów. Stwierdzono również, że z uwagi na ich unikatowe właściwości zwilżające, fluorozwiązki mogą zapewnić przedostanie się cząstek dyspersji głębiej do płuc, a tym samym ulepszyć układ dozowania. Na dodatek wiele fluorozwiązków wykazuje również działanie bakteriostatyczne, co zmniejsza prawdopodobieństwo wzrostu drobnoustrojów w kompatybilnych preparatach.

Suchy proszek lub stabilizowana dyspersja zapewniają skuteczne podawanie substancji bioaktywnych. Stosowane tu określenie „substancja bioaktywna oznacza substancję użytą w związku z zastosowaniem terapeutycznym lub diagnostycznym, takim jak sposoby diagnozowania obecności lub nieobecności choroby u pacjenta i/lub sposoby leczenia choroby u pacjenta. Jako kompatybilne substancje bioaktywne można wprowadzić dowolny środek terapeutyczny lub diagnostyczny wprowadzić do stabilizowanej dyspersji. Przykładowo substancję bioaktywną można wybrać z grupy obejmującej środki przeciwalergiczne, środki rozszerzające oskrzela, środki zwężające oskrzela, dopłucne środki powierzchniowo czynne, środki przeciwbólowe, antybiotyki, inhibitory lub antagonistów leukotrienów, środki przeciwcholinergiczne, inhibitory komórek tucznych, środki przeciwhistaminowe, środki przeciwzapalne, środki przeciwno-wotworowe, środki znieczulające, środki przeciwgruźlicze, środki obrazujące, środki sercowo-naczyniowe, enzymy, steroidy, materiały genetyczne, wektory wirusowe, środki antysensowne, białka, peptydy i ich połączenia. Korzystnie substancje bioaktywne stanowią związki, które są podawane doukładowo (czyli do układu krążeniowego pacjenta), takie jak peptydy, białka lub nukleotydy. Jak to dokładniej opisano poniżej, substancję bioaktywną można wprowadzać do perforowanej mikrostruktury, mieszać z nią, powlekać lub łączyć w inny sposób.

Substancje bioaktywne podaje się do płuc przez dostarczanie proszku zawierającego wiele perforowanych mikrostruktur o gęstości nasypowej poniżej około 0,5 cm³, przeprowadzenie go w stan

PL 195 212 B1 aerozolu oraz podanie terapeutycznie skutecznej ilości leku w postaci aerozolu do co najmniej części kanałów nosowych lub płucnych, potrzebującego tego pacjenta.

Stosowane tu określenie „w postaci aerozolu oznacza gazową zawiesinę drobnych cząstek substancji stałej lub cieczy, o ile nie wynika to inaczej z ograniczeń związanych z kontekstem. Oznacza to, że aerozol lub lek w postaci aerozolu może być wytwarzany np. przez inhalator z suchym proszkiem, inhalator z odmierzaną dawką, atomizer lub nebulizator.

W ujawnionych proszkach wybrana substancja bioaktywna, może stanowić jedyny strukturalny składnik perforowanych mikrostruktur. Jednak perforowane mikrostruktury mogą zawierać jeden lub większą liczbę składników (czyli materiałów strukturotwórczych, środków powierzchniowo czynnych, zaróbek itp.) oprócz wprowadzonej substancji bioaktywnej. W szczególnie korzystnych postaciach perforowane mikrostruktury będą zawierać stosunkowo duże ilości środka powierzchniowo czynnego (powyżej około 10% wagowych) wraz z wprowadzoną jedną lub większą liczbą substancji bioaktywnych. Ponadto należy wziąć pod uwagę, że cząstki lub perforowane mikrostruktury mogą być powleczone, powiązane lub w inny sposób pokryte substancją lub substancją bioaktywną w nieintegrujący sposób. Bez względu na wybrany kształt należy uwzględnić, że jakąkolwiek odpowiednią substancję bioaktywną można stosować w naturalnej postaci, albo w postaci jednej lub większej liczby znanych soli.

Jakkolwiek proszki lub stabilizowane dyspersje są szczególnie przydatne do podawania substancji bioaktywnych do płuc, to można je również stosować do miejscowego lub doukładowego podawania związków do dowolnego miejsca w organizmie. Preparaty można podawać dowolnym z szeregu różnych sposobów, w tym, ale nie wyłącznie, przez podawanie do przewodu żołądkowojelitowego, do przewodu oddechowego, miejscowo, domięśniowo, śródotrzewnowo, donosowo, dopochwowo, doodbytniczo, dousznie, doustnie lub do oczu.

Ujawnione proszki zawierające perforowane mikrostruktury mogą być stosowane w stanie suchym (np. z ISP) lub w postaci stabilizowanej dyspersji (np. jako preparat do podawania z IOD, ZCD lub nebulizatora) w celu dostarczenia substancji bioaktywnych do nosowych lub płucnych kanałów powietrznych pacjenta. Perforowane mikrostruktury zawierają strukturotwórczą matrycę, która wykazuje, określa lub zawiera puste przestrzenie, pory, defekty, puste miejsca, przestrzenie, przestrzenie międzywęzłowe, otwory, perforacje lub dziurki. Absolutny kształt (w przeciwieństwie do morfologii) perforowanej mikrostruktury zasadniczo nie ma decydującego znaczenia, tak że możliwa jest dowolna konfiguracja, która zapewnia wymagane właściwości. Zatem korzystne mogą być kształty zbliżone mikrokulek. Możliwe są jednak również cząstki zapadnięte, zdeformowane lub popękane. Uwzględniając powyższe ograniczenia należy ponadto wziąć pod uwagę, że szczególnie korzystne są suszone rozpryskowo puste, porowate mikrokulki. W każdym przypadku ujawnione proszki z perforowanych mikrostruktur zapewniają szereg zalet, w tym, ale nie wyłącznie, zwiększenie trwałości zawiesiny, lepsza dyspergowalność, większa powtarzalność pobieranych próbek, wyeliminowanie cząstek nośnikowych i korzystniejsza aerodynamika.

Wiele z tych cech ma istotne znaczenie w przypadku zastosowania w inhalatorach z suchym proszkiem. W przeciwieństwie do znanych preparatów uzyskano unikatowe preparaty o zmniejszonej sile kohezji pomiędzy suchymi cząstkami, dzięki czemu zmniejsza się do minimum agregacja cząstek, co może spowodować zwiększenie skuteczności podawania leku. Tak więc ujawnione preparaty stanowią bardzo sypkie, suche proszki, które mogą łatwo tworzyć aerozole, dają się równomiernie dozować i wnikają głęboko do płuc lub kanałów nosowych. Ponadto perforowane mikrostruktury po podaniu w zaskakująco małym stopniu osadzają się w gardle.

Proszki zawierające perforowane mikrostruktury mają stosunkowo niską gęstość nasypową, co umożliwia otrzymanie proszków o większej powtarzalności pobieranych próbek w porównaniu ze znanymi preparatami. Obecnie, jak to wyjaśniono powyżej, wiele dostępnych w handlu preparatów w postaci suchych proszków, zawiera duże cząstki laktozy, zawierające mikronizowany lek na powierzchni. W takich znanych preparatach cząstki laktozy służą jako nośnik dla substancji czynnych oraz jako wypełniacz, stanowiący środek do częściowej regulacji dawki drobnych cząstek podawanych z urządzenia. Dodatkowo cząstki laktozy stanowią środki ułatwiające napełnianie w skali produkcyjnej jednostkowych pojemników suchymi cząstkami, stanowiąc dodatkową masę i objętość postaci dawkowanej.

Natomiast zgodnie z wynalazkiem otrzymuje się preparaty proszkowe o wyjątkowo niskiej gęstości nasypowej, co powoduje zmniejszenie minimalnej masy dawki proszku, łatwej do odmierzenia w warunkach przemysłowych, do stosowania w inhalatorach z suchym proszkiem. Większość pojemników z dawkami jednostkowymi, przeznaczonych dla ISP napełnia się do ustalonej objętości lub masy. W przeciwieństwie do znanych preparatów, w proszkach według wynalazku substancja czynna lub

PL 195 212 B1 substancja bioaktywna oraz zaróbki lub wypełniacze stanowią całą wdychaną cząstkę. Zazwyczaj otrzymuje się proszki o gęstości nasypowej poniżej 0,5 lub 0,3 g/cm³, korzystnie poniżej 0,1 g/cm³, a najkorzystniej poniżej 0,05 g/cm3. W wyniku zastosowania cząstek o bardzo małej gęstości nasypowej zmniejsza się minimalna masa proszku, którą można napełnić pojemnik dawki jednostkowej, co eliminuje konieczność stosowania cząstek napełniacza. Oznacza to, że stosunkowo niska gęstość proszków według wynalazku umożliwia powtarzalne podawanie stosunkowo niskich dawek substancji farmaceutycznej. Ponadto wyeliminwanie cząstek nośnika potencjalnie ogranicza do minimum osadzanie się w gardle oraz wystąpienie jakiegokolwiek „odruchu gardłowego, który może wystąpić, gdy duże cząstki laktozy, z uwagi na swą wielkość, uderzają w gardło i górne drogi oddechowe.

Perforowane mikrostruktury będą korzystnie stosowanie w stanie „suchym. Oznacza to, że mikrocząstki będą zawierać taką ilość wilgoci, która umożliwi zachowanie przez proszek chemicznej i fizycznej trwałości podczas przechowywania w temperaturze otoczenia, oraz łatwą dyspergowalność. Zatem zawartość wilgoci w mikrocząstkach wynosi zazwyczaj poniżej 6% wagowych, korzystnie poniżej 3% wagowych. W pewnych przypadkach zawartość wilgoci będzie wynosić zaledwie 1% wagowy. Oczywiście należy wziąć pod uwagę, że zawartość wilgoci jest co najmniej częściowo zależna od składu i stosowanych parametrów procesu, takich jak temperatura wlotowa, stężenie strumienia zasilającego, szybkość podawania przez pompę, rodzaj i stężenie poroforu oraz suszenie wykończeniowe.

Strukturotwórczą matrycę tworzącą perforowane mikro struktury można wytwarzać z dowolnego materiału o właściwościach fizycznych i chemicznych pasujących do wprowadzanych substancji czynnych. Choć do wytwarzania cząstek można stosować wiele różnych materiałów, to w szczególnie korzystnych postaciach farmaceutycznych matryca strukturotwórcza będzie zasocjowana ze środkiem powierzchniowo czynnym, takim jak fosfolipid lub fluorowany środek powierzchniowo czynny, albo będzie go zawierać. Jakkolwiek nie jest to warunek konieczny, wprowadzenie kompatybilnego środka powierzchniowo czynnego może poprawić sypkość proszku, zwiększyć skuteczność tworzenia aerozolu, poprawić trwałość dyspersji, oraz ułatwić wytwarzanie zawiesiny. Stosowane tu określenia „matryca strukturotwórcza lub „matryca mikrostruktury są równoważne i oznaczają dowolny stały materiał tworzący perforowane mikro struktury, który określa szereg pustych przestrzeni, otworów, pustych miejsc, defektów, porów, dziurek, pęknięć itp., zapewniających wymagane właściwości. W korzystnych postaciach perforowane mikrostruktury utworzone przez strukturotwórczą matrycę stanowią suszone rozpryskowo puste, porowate mikrokulki zawierające co najmniej jeden środek powierzchniowo czynny. Zmieniając składniki matrycy można regulować gęstość strukturotwórczej matrycy.

Perforowane mikrostruktury mogą być zasocjowane z jednym lub większą liczbą środków powierzchniowo czynnych, albo zawierać je. Ponadto można ewentualnie połączyć mieszalne środki powierzchniowo czynne w przypadku gdy mikrocząstki formułuje się w zawiesinie w fazie ciekłej. Zastosowanie środków powierzchniowo czynnych może dodatkowo zwiększyć trwałość dyspersji, sypkość proszku, ułatwić procedurę formułowania lub zwiększyć skuteczność podawania. Oczywiście możliwe jest stosowanie mieszanin środków powierzchniowo czynnych, w tym użycie jednego lub większej liczby środków w fazie ciekłej i jednego lub większej liczby środków zasocjowanych z perforowanymi mikrostrukturami. Określenie „zasocjowany lub zawierający oznacza, że matryca strukturotwórcza lub perforowana mikrostruktura może zawierać wbudowany, zaadsorbowany, zaabsorbowany środek powierzchniowo czynny, może nim być pokryta lub może być przezeń utworzona.

W ogólnym znaczeniu środek powierzchniowo czynny przydatny do stosowania zgodnie z wynalazkiem stanowi dowolny związek lub kompozycja, ułatwiające wytwarzanie perforowanych mikrocząstek, albo zapewniające zwiększoną trwałość zawiesiny, zwiększoną dyspergowalność proszku lub zmniejszoną agregację cząstek. Środek powierzchniowo czynny może stanowić pojedynczy związek lub dowolne połączenie związków, jak to jest np. w przypadku współśrodków powierzchniowo czynnych. Szczególnie korzystne środki powierzchniowo czynne są niefluorowane i są wybrane z grupy obejmującej nasycone i nienasycone lipidy, niejonowe detergenty, niejonowe kopolimery blokowe, jonowe środki powierzchniowo czynne i ich połączenia. W przypadku stabilizowanych dyspersji takie niefluorowane środki powierzchniowo czynne będą korzystnie stosunkowo nierozpuszczalne w ośrodku dyspergowania. Oprócz wyżej wymienionych środków powierzchniowo czynnych, również odpowiednie fluorowane środki powierzchniowo czynne są kompatybilne i mogą być stosowane w celu otrzymania żądanych preparatów.

Lipidy, w tym fosfolipidy, zarówno ze źródeł naturalnych, jak i syntetyczne, są szczególnie odpowiednie do stosowania zgodnie z wynalazkiem, tak że można je stosować w szerokim zakresie stężeń w celu otrzymania matrycy strukturotwórczej. Ogólnie do kompatybilnych lipidów należą te,

PL 195 212 B1 które wykazują temperaturę przejścia z żelu w fazę ciekłokrystaliczną powyżej około 40°C. Korzystnymi wprowadzanymi lipidami są nasycone lipidy o stosunkowo długim łańcuchu (C₁₈-C22), a korzystniejsze są fosfolipidy. Do przykładowych fosfolipidów przydatnych w stabilizowanych preparatach należą: dipalmitoilofosfatydylocholina, distearoilfosfatydylocholina, diarachidoilofosfatydylocholina, dibehenoilofosfatydylocholina, krótkołańcuchowe fosfatydylocholiny, długołańcuchowe nasycone fosfatydyloetanoloaminy, długołańcuchowe nasycone fosfatydyloseryny, długołańcuchowe nasycone fosfatydylogliceryny, długołańcuchowe nasycone fosfatydyloinozytole, glikolipidy, gangliozyd GM1, sfingomielina, kwas fosfatydowy, kardiolipina; lipidy zawierające łańcuchy polimerowe, np. glikolu polietylenowego, chityny, kwasu hialuronowego lub poliwinylopirolidonu; lipidy zawierające sulfonowane mono, di- i polisacharydy; kwasy tłuszczowe, takie jak kwas palmitynowy, kwas stearynowy, kwas oleinowy; cholesterol, estry cholesterolu i półbursztynian cholesterolu. Z uwagi na doskonałą biokompatybilność fosfolipidy i połączenia fosfolipidów z poloksamerami są szczególnie odpowiednie do stosowania w ujawnionych postaciach farmaceutycznych.

Do kompatybilnych niejonowych detergentów należą: estry sorbitanu, w tym trioleinian sorbitanu (Span® 85), seskwioleinian sorbitanu, monooleinian sorbitanu, monolaurynian sorbitanu, monolaurynian polioksyetyleno-(20)-sorbitanu i monooleinian polioksyetyleno-(20)-sorbitanu, eter oleilowopolioksyetylenowy (2), eter stearylowo-polioksyetylenowy (2), eter laurylo-polioksyetylenowy (4), estry gliceryny i estry sacharozy. Inne odpowiednie niejonowe detergenty można łatwo zidentyfikować posługując się publikacją McCutcheon^fs Emulsifiers and Detergents (McPublishing Co., Glen Rock, New Jersey). Do korzystnych kopolimerów blokowych należą dwublokowe i trójblokowe kopolimery polioksyetylenu i polioksypropylenu, w tym poloksamer 188 (Pluronic® F-68), poloksamer 407 (Pluronic® F127) i poloksamer 338. Można także stosować jonowe środki powierzchniowo czynne, takie jak sulfobursztynian sodu oraz mydła, sole kwasów tłuszczowych. W korzystnych postaciach mikrostruktury mogą zawierać kwas oleinowy lub jego sól z metalem alkalicznym.

Oprócz wyżej wymienionych środków powierzchniowo czynnych, w przypadku podawania RNA lub DNA szczególnie przydatne są kationowe środki powierzchniowo czynne lub lipidy. Do przykładowych odpowiednich kationowych lipidów należą: DOTMA, chlorek N-[1-(2,3-dioleiloksy)propylo]N,N,N-trimetyloamoniowy; DOTAP, 1,2-dioleiloksy-3-(trimetyloamonio)propan; i DOTB, 1,2-dioleilo-3-(4'-trimetyloamonio)butanoilo-sn-gliceryna. Można także stosować polikationowe aminokwasy, takie jak polilizyna i poliarginina.

Ponadto, oprócz środków powierzchniowo czynnych wymienionych powyżej można stosować wiele różnych środków powierzchniowo czynnych. Optymalny środek powierzchniowo czynny lub połączenie takich środków dla danego zastosowania można łatwo ustalić na podstawie badań empirycznych, które nie wymagają zbędnych doświadczeń. Na dodatek, jak to dokładniej opisano poniżej, środki powierzchniowo czynne stanowiące strukturotwórczą matrycę mogą być także przydatne do wytwarzania prekursorowych emulsji olej w wodzie (czyli strumienia zasilającego do suszenia rozpryskowego) stosowanych przy wytwarzaniu perforowanych mikrostruktur.

Nieoczekiwanie stwierdzono, że w przeciwieństwie do znanych preparatów, w ujawnionych zastosowaniach można wprowadzić stosunkowo duże ilości środków powierzchniowo czynnych (np. fosfolipidów) w celu poprawy dyspergowalności proszku, zwiększenia trwałości zawiesiny i zmniejszenie agregacji proszku. Oznacza to, że wagowo strukturotwórcza matryca perforowanych mikrostruktur może zawierać stosunkowo duże ilości środka powierzchniowo czynnego. Perforowane mikrostruktury będą korzystnie zawierać powyżej około 1%, 5%, 10%, 15%, 18% lub nawet 20% wagowych środka powierzchniowo czynnego. Korzystniej perforowane mikrostruktury będą zawierać powyżej około 25%, 30%, 35%, 40%, 45% lub 50% środka powierzchniowo czynnego. W jeszcze innych przykładowych postaciach perforowane mikrostruktury będą zawierać środek powierzchniowo czynny lub środki powierzchniowo czynne w ilości powyżej około 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% lub nawet 95% wagowych. W wybranych postaciach perforowane mikrostruktury będą zawierać zasadniczo 100% wagowych środka powierzchniowo czynnego, takiego jak fosfolipid. W takich przypadkach resztę strukturotwórczej matrycy (gdy jest to stosowne) będzie najczęściej stanowić substancja bioaktywna lub zaróbki albo dodatki nie wykazujące właściwości powierzchniowo czynnych.

Jakkolwiek takie poziomy środków powierzchniowo czynnych korzystnie stosuje się w perforowanych mikrostrukturach, można je również stosować do wytwarzania stabilizowanych układów, zawierających stosunkowo nieporowate lub zasadniczo pełne cząstki. Tak więc, chociaż korzystne są perforowane mikrostruktury zasocjowane z dużymi ilościami środka powierzchniowo czynnego, dopuszczalne mikrokulki można również otrzymać z użyciem cząstek o stosunkowo małej porowatości,

PL 195 212 B1 o takim samym stężeniu środka powierzchniowo czynnego (czyli powyżej około 20% wagowych). Takie postacie o wysokiej zawartości środka powierzchniowo czynnego są również przydatne.

W innych postaciach strukturotwórcza matryca określająca perforowaną mikrostrukturę zawiera ewentualnie syntetyczne lub naturalne polimery, albo ich połączenia. Do przydatnych polimerów należą polilaktydy, polilaktydyglikolidy, cyklodekstryny, poliakrylany, metyloceluloza, karboksymetyloceluloza, polialkohole winylowe, polibezwodniki, polilaktamy, poliwinylopirolidon, polisacharydy (dekstrany, skrobie, chityna, chitozan itp.), kwas hialuronowy, białka (albumina, kolagen, żelatyna itp.). Przez dobór odpowiedniego polimeru można dopasować skuteczność podawania perforowanych mikrostruktur i/lub trwałość dyspersji, tak aby zoptymalizować skuteczność działania substancji czynnej lub substancji bioaktywnej.

Oprócz wyżej wymienionych materiałów polimerowych i środków powierzchniowo czynnych pożądane być może dodanie innych zaróbek do preparatu do wytwarzania mikrokulek, w celu zwiększenia sztywności cząstek, wydajności produkcyjnej, skuteczności podawania i osadzania, trwałości i akceptacji przez pacjenta. Do takich dodatkowych zaróbek należą, ale nie wyłącznie, środki barwiące, środki maskujące smak, bufory, środki higroskopijne, przeciwutleniacze i stabilizatory chemiczne. Ponadto różne zaróbki można wprowadzać lub dodawać do matrycy cząstek, aby osiągnąć wymaganą strukturę i postać perforowanych mikrostruktur (np. mikrokulek, takich jak cząstki lateksu). Składniki usztywniające można usuwać techniką obróbki wtórnej, taką jak selektywna ekstrakcja rozpuszczalnikiem.

Inne zaróbki usztywniające, które można dodawać, stanowią, ale nie wyłącznie, węglowodany, w tym monocukry, dwucukry i wielocukry. Można np. stosować monocukry, takie jak dekstroza (bezwodna lub w postaci monohydratu), galaktoza, mannitol, D-mannoza, sorbitol, sorboza itp.; dwucukry, takie jak laktoza, maltoza, sacharoza, trehaloza itp.; trójcukry, takie jak rafinoza itp.; oraz inne węglowodany, takie jak skrobie (hydroksyetyloskrobię), cyklodekstryny i maltodekstryny. Przydatnymi zarobkami są również aminokwasy, a korzystna jest glicyna. Można również stosować mieszaniny węglowodanów i aminokwasów. Uwzględnia się również wprowadzanie soli, zarówno nieorganicznych (takich jak np. chlorek sodu, chlorek wapnia itp.), jak i organicznych (takich jak np. cytrynian sodu, askorbinian sodu, glukonian magnezu, glukonian sodu, chlorowodorek trometaminy itp.), oraz buforów. Uwzględnia się także sole i organiczne substancje stałe, takie jak węglan amonu, octan amonu, chlorek amonu lub kamfora.

Jeszcze inne korzystne perforowane mikrostruktury mogą zawierać, lub mogą być pokryte naładowanymi składnikami, które przedłużają czas przebywania w miejscu kontaktu lub ułatwiają przenikanie przez błonę śluzową. Przykładowo wiadomo, że anionowe ładunki sprzyjają przyczepności do błony śluzowej, a ładunki kationowe mogą znaleźć zastosowanie w połączeniu uformowanych mikrocząstek z ujemnie naładowanymi substancjami bioaktywnymi, takimi jak materiał genetyczny. Ładunki można wprowadzić drogą asocjacji lub wprowadzenia materiałów polianionowych lub polikationowych, takich jak polikwas akrylowy, polilizyna, polikwas mlekowy i chitosan.

Oprócz lub obok składników wymienionych powyżej, perforowane mikrostruktury będą zawierać co najmniej jedną substancję czynną lub bioaktywną. Stosowane tu określenie „substancja czynna po prostu dotyczy substancji, która umożliwia spełnianie przez perforowane mikrostruktury żądanych funkcji. Ponadto określenie „substancja czynna będzie obejmować również określenie „substancja bioaktywna. Określenie „substancja bioaktywna będzie obejmować dowolną substancję, która jest stosowana w związku z diagnozowaniem lub leczeniem choroby, stanu lub fizjologicznej nienormalności u pacjenta. Do szczególnie korzystnych substancji bioaktywnych do stosowania zgodnie z wynalazkiem należą środki przeciwalergiczne, peptydy i białka, dopłucne środki powierzchniowo czynne, środki zwężające oskrzela i przeciwzapalne steroidy do stosowania w leczeniu zaburzeń oddechowych, takich jak astma, drogą inhalacji.

W innych zastosowaniach perforowane mikrorostruktury mogą zawierać pigmenty, barwniki, tusze, farby, detergenty, środki słodzące do żywności, przyprawy, adsorbenty, absorbenty, katalizatory, środki inicjujące nukleację, zagęstniki, polimery, żywice, środki izolujące, wypełniacze, nawozy sztuczne, fitohormony, feromony owadzie, środki odstraszające owady, środki odstraszające dla zwierząt domowych, środki przeciwporostowe, środki przeciw szkodnikom, środki grzybobójcze, środki dezynfekujące, środki zapachowe, dezodoranty, oraz ich połączenia.

Perforowane mikrostruktury mogą składać się wyłącznie (czyli w 100% wagowych) z jednej lub większej liczby substancji czynnych lub substancji bioaktywnych. Jednakże w wybranych postaciach perforowane mikrostruktury mogą zawierać o wiele mniej substancji bioaktywnej, w zależności od jej aktywności. W przypadku materiałów bardzo aktywnych perforowane mikrostruktury mogą je zawierać

PL 195 212 B1 zaledwie w ilości 0,001% wag., choć korzystne jest stężenie wyższe od około 0,1% wag. W innych postaciach mikrostruktury mogą zawierać powyżej około 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30% lub nawet 40% substancji bioaktywnej. Korzystniej perforowane mikrostruktury mogą zawierać powyżej 50%, 60%, 70%, 75%, 80% lub nawet 90% substancji bioaktywnej. Dokładną ilość substancji czynnej lub substancji bioaktywnej, wprowadzanych do perforowanych mikrostruktur, zależy od wybranej substancji, wymaganej dawki, oraz postaci substancji, która ma być wprowadzona. Można to ustalić dobrze znanymi technikami farmakologicznymi, w połączeniu z ujawnieniem wynalazku.

Opisane perforowane mikrostruktury mogą służyć do formułowania różnych substancji bioaktywnych. Korzystnie wybraną substancję bioaktywną można podawać w postaci leku przeprowadzonego w stan aerozolu. Tak więc do szczególnie odpowiednich substancji bioaktywnych należy określony lek, który można formułować jako sypki, suchy proszek, lub który jest stosunkowo nierozpuszczalny w wybranym ośrodku dyspergowania. Dodatkowo korzystne jest, gdy formułowane substancje podawane są do płuc lub do nosa w fizjologicznie skutecznych ilościach. Do kompatybilnych substancji bioaktywnych należą hydrofilowe i lipofilowe środki ułatwiające oddychanie, dopłucne środki powierzchniowo czynne, środki rozszerzające oskrzela, antybiotyki, środki przeciwwirusowe, środki przeciwzapalne, steroidy, środki przeciwhistaminowe, inhibitory lub antagoniści leukotrienów, środki przeciwcholinergiczne, środki przeciwnowotworowe, środki znieczulające, enzymy, środki sercowonaczyniowe, materiały genetyczne, w tym DNA i RNA, wektory wirusowe, środki immunoaktywne, środki obrazujące, szczepionki, środki obniżające odporność, peptydy, białka, oraz ich połączenia. Do szczególnie korzystnych substancji bioaktywnych do inhalacji należą inhibitory komórek tucznych (środki przeciwalergiczne), środki rozszerzające oskrzela i steroidy przeciwzapalne, takie jak np. kromoglikat (np. w postaci soli sodowej) i albuterol (np. w postaci siarczanu).

W szczególności przykładowe leki lub substancje bioaktywne można wybrać spośród środków przeciwbólowych, takich jak kodeina, dihydromorfina, ergotamina, fentanyl lub morfina; środków przeciw anginie, takich jak diltiazem; inhibitorów komórek tucznych, takich jak sól sodowa kromolinu; środków przeciwzakaźnych, takich jak cefalosporyny, makrolidy, chinoliny, penicyliny, streptomycyna, sulfonamidy, tetracykliny i pentamidyna; środków przeciwhistaminowych, takich jak metapirylen; środków przeciwzapalnych, takich jak propionian flutikazonu, dipropinonan beklometazonu, flunisolid, budesonid, tripedan, kortyzon, prednison, prednisolon, deksametazon, betametazon lub acetonid triamcinolonu; środków przeciwkaszlowych, takich jak noskapina; środków rozszerzających oskrzela, takich jak efedryna, adrenalina, fenoterol, formoterol, izoprenalina, metaproterenol, salbutamol, albuterol, salmeterol, terbutalina; środków moczopędnych, takich jak amiloryd; środków przeciwcholinergicznych, takich jak ipatropium, atropina lub oksytropium; dopłucnych środków powierzchniowo czynnych, takich jak Sulfaxin, Exosurf, Survanta; ksantyn, takich jak aminofilina, teofilina, kofeina; terapeutycznych białek i peptydów, takich jak DNAza, insulina, glukagon, LHRH, nafarelina, goserelina, leuprolid, interferon, receptor rhu IL-1, czynniki aktywujące makrofagi, takie jak limfokiny i dipeptydy muramylowe, peptydy opioidowe i neuropeptydy, takie jak enkefaliny, endofiny, inhibitory reniny, cholecystokininy, DNAza, hormony wzrostu, inhibitory leukotrienów itp. Ponadto do ujawnionych dyspersji można wprowadzać substancje bioaktywne, które zawierają sekwencje RNA lub DNA, zwłaszcza te, które są przydatne w terapii genowej, szczepieniu genetycznym, genetycznej toleryzacji lub jako środki typu antysensowne. Do reprezentatywnych plazmidów należą, ale nie wyłącznie, pCMVb (dostępny z Genzyme Corp., Framington, MA) i pCMV-b-gal (promotor CMV połączony z genem Lac-Z z E.coli, który koduje enzym b-galaktozydazę).

W każdym przypadku jedną lub większą liczbę substancji czynnych lub substancji bioaktywnych można połączyć z perforowanymi mikrostrukturami lub wprowadzić do nich w dowolnej postaci, która zapewnia wymaganą skuteczność i odpowiada wybranym technikom produkcji. Określenie „łączyć lub „łączenie oznacza, że strukturotwórcza matryca lub perforowana mikrostruktura może zawierać wbudowaną, zaadsorbowaną, zaabsorbowaną substancję czynną lub bioaktywną, może nim być pokryta lub może być przezeń utworzona. Gdy jest to stosowne, substancje czynne można stosować w postaci soli (np. soli z metalami alkalicznymi lub aminami, albo soli addycyjnych z kwasami), albo w postaci estrów lub solwatów (hydratów). W takim przypadku postać substancji czynnych lub substancji bioaktywnych można dobrać tak, aby zoptymalizować aktywność i/lub trwałość substancji czynnych i/lub ograniczyć do minimum rozpuszczalność środka powierzchniowo czynnego w ośrodku zawiesiny i/lub ograniczyć do minimum agregację cząstek.

Ponadto perforowane mikrostruktury mogą ewentualnie zawierać połączenie dwu lub większej liczby substancji czynnych. Substancje mogą być połączone w jednym rodzaju perforowanej mikro12

PL 195 212 B1 struktury, albo znajdować się pojedynczo w odrębnych rodzajach perforowanych mikrostruktur. Przykładowo dwie lub większą liczbę substancji czynnych lub substancji bioaktywnych można wprowadzić do jednego strumienia zasilającego preparatu, który suszy się rozpryskowo i otrzymuje się pojedynczy rodzaj mikrostruktury zawierającej szereg substancji czynnych. Jednakże poszczególne substancje czynne można dodać do osobnych strumieni zasilających, które osobno suszy się rozpryskowo i otrzymuje się szereg rodzajów mikrostruktur o różnych składach. Poszczególne rodzaje można dodać do ośrodka zawiesiny lub do przedziału do dozowania suchego proszku w dowolnej wymaganej proporcji, oraz umieścić w aerozolowym układzie dozującym, jak to opisano poniżej. Ponadto, jak to zaznaczono powyżej, perforowane mikrostruktury (z dodatkiem lub bez połączonego środka) można połączyć z jedną lub większą liczbą zwykłych (czyli mikronizowanych) substancji czynnych lub substancji bioaktywnych, tak aby osiągnąć wymaganą trwałość dyspersji lub dyspergowalność proszku.

Do ujawnionych perforowanych mikrostruktur można wprowadzać wiele różnych substancji czynnych lub bioaktywnych. Zatem powyższe zestawienie korzystnych substancji czynnych jest jedynie przykładowe i nie ma znaczenia ograniczającego. Właściwą ilość substancji bioaktywnej oraz tryb czasowy podawania można ustalić dla danych preparatów na podstawie już istniejących informacji, bez zbędnego eksperymentowania.

Jak to wynika z powyższego opisu, różne składniki można łączyć z perforowanymi mikrostrukturami lub wprowadzać do nich. Podobnie różne techniki można stosować do wytwarzania cząstek o żądanej morfologii (np. perforowanych lub pustych/porowatych), dyspergowalności i gęstości. Perforowane mikrostruktury odpowiadające wynalazkowi można wytwarzać między innymi takimi technikami, jak suszenie rozpryskowe, suszenie próżniowe, ekstrakcja rozpuszczalnikiem, emulgowanie lub liofilizacja, oraz ich połączenia. Podstawowe cechy wielu z takich technik są dobrze znane i w świetle ujawnionych informacji nie będą wymagać zbędnego eksperymentowania w celu takiego dopasowania, aby można było wytwarzać żądane perforowane mikrostruktury.

Do wytwarzania perforowanych mikrostruktur zazwyczaj stosuje się suszenie rozpryskowe, choć możliwe są również inne sposoby. Jak wiadomo, suszenie rozpryskowe jest procesem jednoetapowym, w którym ciekły strumień zasilający przetwarza się w postać wysuszonego proszku. W przypadku zastosowań farmaceutycznych należy wziąć pod uwagę, że suszenie rozpryskowe jest stosowane do wytwarzania materiału proszkowego do podawania różnymi sposobami, w tym przez inhalację. Patrz np. M. Sacchetti i M. M. Van Oort, w: Inhalation Aerosols: Physical nad Biological Basis for Therapy. A. J. Hickey, red. Marcel Dekker, New York, 1996.

Ogólnie suszenie rozpryskowe polega na kontaktowaniu silnie rozproszonej cieczy i wystarczającej objętości gorącego powietrza, tak aby osiągnąć odparowanie i wysuszenie kropelek cieczy. Strumień zasilający do suszenia rozpryskowego może stanowić dowolny roztwór, zawiesina, gęsta zawiesina, dyspersja koloidalna lub pasta, którą można rozpylić z użyciem wybranego urządzenia do suszenia rozpryskowego. Korzystnie strumień zasilający będzie stanowić układ koloidalny, taki jak emulsja, odwrotna emulsja, mikroemulsja, emulsja wielofazowa, dyspersja cząstek lub gęsta zawiesina. Zazwyczaj surowiec rozpryskuje się do strumienia ciepłego, przefiltrowanego powietrza, które powoduje odparowanie rozpuszczalnika i kieruje wysuszony produkt do kolektora. Wyczerpane powietrze wraz z rozpuszczalnikiem następnie usuwa się. W celu otrzymania żądanego produktu można zastosować szereg różnego typu urządzeń. Przykładowo przy użyciu dostępnych w handlu suszarek rozpryskowych, produkowanych przez Buchi Ltd. lub Niro Corp, będzie się z powodzeniem wytwarzać cząstki o wymaganej wielkości.

Wiadomo, że takie suszarki rozpryskowe, a zwłaszcza ich elementy rozpylające, można zmodyfikować lub dopasować do specjalnych zastosowań, np. w celu równoczesnego rozpylania dwóch cieczy z użyciem podwójnej dyszy rozpylającej. W szczególności przez jedną dyszę można rozpylać emulsję woda w oleju, a przez drugą dyszę można współrozpylać roztwór zawierający środek zmniejszający przyczepność, taki jak mannitol. W innych przypadkach pożądane może być przetłaczanie roztworu zasilającego przez dyszę o specjalnej konstrukcji, z użyciem pompy do wysokociśnieniowej chromatografii cieczowej (HPLC). Dobór aparatu nie ma decydującego znaczenia i nie powinien sprawiać problemów w świetle ujawnionych informacji, pod warunkiem, że otrzyma się mikrostruktury o prawidłowej morfologii i/lub składzie.

Choć otrzymane suszone rozpryskowo cząstki proszku zazwyczaj mają kształt zbliżony do kulistego, są prawie równomierne pod względem wielkości i często są puste, może wystąpić pewien stopień nieregularności kształtu, w zależności od wprowadzonego leku i warunków suszenia rozpryskowego. Okazało się, że w wielu przypadkach trwałość dyspersji i dyspergowalność perforowanych miPL 195 212 B1 krostruktur poprawia się, gdy przy ich wytwarzaniu zastosuje się środek gazotwórczy (porofor). Szczególnie korzystne mogą być emulsje ze środkiem gazotwórczym jako fazą rozproszoną lub ciągłą. Środek gazotwórczy korzystnie dysperguje się w roztworze środka powierzchniowo czynnego, z użyciem np. dostępnego w handlu mikrofluidyzatora pod ciśnieniem około 35 - 103 MPa. Takim sposobem otrzymuje się emulsję, korzystnie stabilizowaną wprowadzonym środkiem powierzchniowo czynnym, zazwyczaj zawierającą submikronowe kropelki nie mieszającego się z wodą poroforu, zdyspergowane w ciągłej fazie wodnej. Wytwarzanie takich emulsji z użyciem tych i innych technik jest dobrze znane. Porofor stanowi korzystnie związek fluorowany (np. perfluoroheksan, bromek perfluorooktylu, perfluorodekalina, perfluorobutyloetan), który odparowuje podczas suszenia rozpryskowego, z pozostawieniem zasadniczo pustych, porowatych, aerodynamicznie lekkich mikrokulek. Jak to dokładniej opisano poniżej, do innych odpowiednich ciekłych poroforów należą niefluorowane oleje, chloroform, freony, octan etylu, alkohole i węglowodory. Jako odpowiednie porofory należy również uznać gazy, takie jak azot i dwutlenek węgla.

Poza wyżej wspomnianymi związkami możliwe jest również stosowanie substancji nieorganicznych lub organicznych, które można usunąć pod zmniejszonym ciśnieniem drogą sublimacji w etapie obróbki następczej. Takie sublimujące związki mogą być rozpuszczone lub zdyspergowane jako mikronizowane kryształy w suszonym rozpryskowo roztworze zasilającym, i stanowią takie substancje jak węglan amonu i kamfora. Inne związki odpowiednie do stosowania zgodnie z wynalazkiem stanowią usztywniające stałe struktury, które mogą być zdyspergowane w roztworze zasilającym lub wytworzone in situ. Takie struktury następnie wyekstrahowuje się po wytworzeniu wyjściowych cząstek, w etapie następczej ekstrakcji rozpuszczalnikiem. Przykładowo cząstki lateksu można zdyspergować, następnie wysuszyć wraz z innymi związkami tworzącymi ścianki, a potem wyekstrahować odpowiednim rozpuszczalnikiem.

Choć perforowane mikrostruktury korzystnie wytwarza się z użyciem poroforu w sposób opisany powyżej, jednak w pewnych przypadkach dodatek poroforu nie będzie potrzebny, a wodną dyspersję leku i/lub zaróbek oraz jednego lub większej liczby środków powierzchniowo czynnych będzie się bezpośrednio suszyć rozpryskowo. W takich przypadkach podatność kompozycji na warunki procesu (np. podwyższone temperatury) może doprowadzić do powstania pustych, stosunkowo porowatych mikrostruktur. Ponadto leki mogą charakteryzować się szczególnymi właściwościami fizykochemicznymi (np. wysoką krystalicznością, podwyższoną temperaturą topnienia, aktywnością powierzchni itp.), dzięki którym są one przydatne do zastosowania w takich technikach.

Gdy stosuje się porofor to okazuje się, że stopień porowatości i dyspergowalność perforowanej mikrostruktury zależy, co najmniej częściowo, od charakteru poroforu, jego stężenia w strumieniu zasilającym (np. w postaci emulsji) oraz warunków suszenia rozpryskowego. W odniesieniu do regulowania porowatości oraz, w przypadku zawiesin, dyspergowalności, nieoczekiwanie stwierdzono, że zastosowanie związków, dotychczas nie uważanych za porofory, może zapewnić otrzymanie perforowanych mikrostruktur o szczególnie pożądanych właściwościach. W szczególności nieoczekiwanie stwierdzono, że związki fluorowane o stosunkowo wysokiej temperaturze wrzenia (np. powyżej około 40°C) można zastosować do wytwarzania wyjątkowo porowatych cząstek. Takie perforowane mikrostruktury są szczególnie odpowiednie w terapii drogą inhalacji. Można zastosować fluorowane lub częściowo fluorowane porofory o temperaturze wrzenia powyżej około 40°C, 50°C, 60°C, 70°C, 80°C, 90°C lub nawet 95°C. Szczególnie korzystne porofory mają temperaturę wrzenia wyższą od temperatury wrzenia wody, czyli powyżej 100°C (np. perflubron, perfluorodekalina). Korzystne są ponadto środki o stosunkowo małej rozpuszczalności w wodzie (<10^s M), gdyż umożliwia to wytwarzanie trwałych emulsji/dyspersji o średniej ważonej średnicy cząstek poniżej 0,3 gm.

Jak to zaznaczono uprzednio, takie porofory będzie się korzystnie wprowadzać do strumienia zasilającego przed suszeniem rozpryskowym. Zgodnie z wynalazkiem taki strumień zasilający będzie również zawierał korzystnie jedną lub większą liczbę substancji czynnych lub bioaktywnych, jeden lub większą liczbę środków powierzchniowo czynnych oraz jedną lub większą liczbę zaróbek. Choć fluorowane porofory o wysokiej temperaturze wrzenia (>100°C) są korzystne, do wytwarzania perforowanych mikrostruktur można stosować niefluorowane porofory o zbliżonej temperaturze wrzenia (>100°C). Do przykładowych niefluorowanych poroforów przydatnych do stosowania zgodnie z wynalazkiem należą związki o wzorach

R¹-X-R² lub R¹-X

PL 195 212 B1 w których R¹ i R² oznaczają atom wodoru, alkil, alkenyl, alkinyl, grupę aromatyczną lub grupę cykliczną albo ich połączenia, a X oznacza grupę zawierającą atom węgla, siarki, azotu, chlorowca, fosforu lub tlenu albo ich połączenie.

Bez ograniczania wynalazku w jakikolwiek sposób hipotetycznie zakłada się, że gdy wodny strumień zasilający odparowuje podczas suszenia rozpryskowego, powstaje cienka skorupka na powierzchni cząstki. Okazuje się, że otrzymana ścianka lub skorupka, powstała w początkowych momentach suszenia rozpryskowego więzi jakiekolwiek wysokowrzące porofory w postaci setek zemulgowanych kropelek (o wielkości około 200-300 nm). W miarę postępu procesu suszenia ciśnienie wewnątrz cząstki zwiększa się w wyniku odparowania co najmniej części wprowadzonego poroforu i naciskania przezeń na stosunkowo cienką skorupkę. Takie odpowietrzenie lub odgazowanie bez wątpienia prowadzi do powstania porów lub innych defektów w mikrostrukturze. W tym samym czasie pozostałe składniki cząstki (ewentualnie obejmujące również część poroforu) migrują z wnętrza do powierzchni, w miarę jak cząstka zestala się. Ta migracja oczywiście ulega spowolnieniu w procesie suszenia na skutek wzrostu oporu przenoszenia masy, spowodowanego wzrostem lepkości wewnętrznej. Po zaniku migracji cząstka zestala się z pozostawieniem pustych przestrzeni, porów, defektów, pustych miejsc, przestrzeni, przestrzeni międzywęzłowych, otworów, perforacji i dziurek. Liczba porów lub defektów, ich wielkość, oraz otrzymana grubość ścianki, są w znacznym stopniu zależne od kompozycji i/lub charakteru wybranego poroforu (np. jego temperatury wrzenia), jego stężenia w emulsji, całkowitego stężenia części stałych oraz warunków suszenia rozpryskowego. Można zdecydowanie stwierdzić, że tego typu morfologia cząstek częściowo przyczynia się do poprawy dyspergowalności proszku, trwałości zawiesiny i aerodynamiki.

Nieoczekiwanie stwierdzono, że znaczące ilości takich poroforów o stosunkowo wysokiej temperaturze wrzenia zostają zatrzymane w otrzymanym produkcie suszonym rozpryskowo. Tak więc opisane, suszone rozpryskowo, perforowane mikrostruktury mogą zawierać aż 1%, 3%, 5%, 10%, 20%, 30% lub nawet 40% wagowych poroforu. W takich przypadkach wysoką wydajność produkcji osiąga się dzięki zwiększonej gęstości cząstek, spowodowanej przez pozostałości poroforu. Zatrzymany fluorowany porofor może wpłynąć na właściwości powierzchni perforowanych mikrostruktur, oraz ograniczyć do minimum agregację cząstek podczas obróbki i jeszcze zwiększyć trwałość dyspersji. Resztkowy fluorowany porofor w cząstce może również zmniejszyć siły kohezji pomiędzy cząstkami, poprzez utworzenie bariery lub osłabienie sił przyciągających powstałych w procesie produkcyjnym (np. sił elektrostatycznych). Takie zmniejszenie sił kohezyjnych może być szczególnie korzystne, gdy ujawnione mikrostruktury stosuje się w inhalatorze z suchym proszkiem.

Ponadto na ilość resztkowego poroforu można wpływać warunkami procesu (takich jak temperatura wylotowa), stężeniem poroforu lub jego temperaturą wrzenia. Gdy temperatura na wylocie jest wyższa od temperatury wrzenia, porofor ulatnia się z cząstki i wydajność produkcji zmniejsza się. Korzystnie temperatura wylotowa będzie zazwyczaj o 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 lub nawet o 100°C niższa od temperatury wrzenia poroforu. Korzystniej różnica temperatur pomiędzy temperaturą wylotową i temperaturą wrzenia wynosi 50 - 150°C. Porowatość cząstek, wydajność produkcyjna, elektrostatyczność i dyspergowalność można zoptymalizować w ten sposób, że najpierw identyfikuje się odpowiedni zakres parametrów procesu (np. temperatury wylotowej), odpowiedni dla wybranych substancji czynnych i/lub zaróbek. Następnie można dobrać korzystny porofor z uwzględnieniem maksymalnej temperatury na wylocie, tak aby różnica temperatur wynosiła od co najmniej 20°C do 150°C. W pewnych przypadkach różnica temperatur może przypadać poza tym zakresem, np. w przypadku gdy wytwarza się cząstki w warunkach nadkrytycznych lub z użyciem technik liofilizacji. Ponadto korzystne stężenie poroforu można wyznaczyć doświadczalnie bez zbędnego eksperymentowania, z użyciem technik podobnych do opisanych poniżej w przykładach.

Jakkolwiek resztkowy porofor może być korzystny w pewnych przypadkach, pożądane może być zasadnicze usunięcie poroforu z produktu suszonego rozpryskowo. W takim przypadku resztki poroforu można łatwo usunąć w dodatkowym etapie odparowania w suszarce próżniowej. Ponadto takie dodatkowe etapy obróbki można zastosować w celu otrzymania perforacji w cząstkach. Na przykład pory mogą powstać w wyniku suszenia rozpryskowego substancji bioaktywnej i zaróbki, którą można następnie usunąć z powstałych cząstek pod próżnią.

W każdym przypadku typowe stężenie poroforu w strumieniu zasilającym wynosi 2 - 50% objętościowych, korzystniej od około 10 do 45% objętościowych. W innych przypadkach stężenie poroforu będzie korzystnie wynosić powyżej około 5%, 10%, 15%, 20%, 25% lub nawet 30% objętościowych.

PL 195 212 B1

Jeszcze inne strumienie zasilające w postaci emulsji mogą zawierać 35%, 40%, 45% lub nawet 50% objętościowych wybranego związku o wysokiej temperaturze topnienia.

Inny parametr określający stężenie poroforu w strumieniu zasilającym stanowi stosunek stężenia poroforu do stężenia stabilizującego środka powierzchniowo czynnego (np. fosfatydylocholiny lub PC) w prekursorze lub emulsji zasilającej. W przypadku fluorowęglowych poroforów (np. bromku perfluorooktylu), oraz dla jasności, stosunek ten będzie określany jako stosunek PFC/PC. Ogólnie należy wziąć pod uwagę, że kompatybilne porofory i/lub środki powierzchniowo czynne można stosować jako zamienniki podanych przykładowych związków. W każdym przypadku typowy stosunek PFC/PC będzie wynosić około 1 - 60, korzystniej około 10 - 50. Korzystnie stosunek będzie wyższy niż około 5, 10, 20, 25, 30, 40 lub nawet 50. W nawiązaniu do tego na fig. 1 przedstawiono szereg zdjęć perforowanych mikrostruktur wykonanych z fosfatydylocholiny (PC), z użyciem różnych ilości bromku perfluorooktylu (PFC), związku fluorowęglowego o stosunkowo wysokiej temperaturze wrzenia, jako poroforu. Stosunek PFC/PC podano pod każdym podzestawem zdjęć, od 1A do 1F. Warunki wytwarzania i obrazowania przedstawiono dokładniej w przykładach I i II, poniżej. Na mikrofotografiach w kolumnie z lewej strony przedstawiono nienaruszone mikrokrystaliczny, a w kolumnie z prawej strony zilustrowano przekroje złamanych mikrostruktur z tych samych preparatów.

Jak to łatwo można zaobserwować z fig. 1, w wyniku zastosowania wyższych stosunków PFC/PC otrzymuje się struktury o bardziej pustej i porowatej strukturze. W szczególności sposobami, w których stosuje się PFC i PC w stosunku powyżej około 4, otrzymuje się struktury szczególnie pasujące do ujawnionych preparatów typu suchego proszku i dyspersji. Także fig. 3, mikrofotografia, która zostanie dokładniej opisana poniżej w przykładzie X, ilustruje korzystną porowatą morfologię otrzymaną przy zastosowaniu poroforów o wyższej temperaturze wrzenia (w danym przypadku perfluorodekaliny).

Choć porofory o stosunkowo wysokiej temperaturze wrzenia są korzystne, należy wziąć pod uwagę, że do wytwarzania kompatybilnych perforowanych mikrostruktur można stosować bardziej tradycyjne lub mniej tradycyjne porofory lub środki spęczniające. Porofor stanowi dowolna lotna substancja, którą można wprowadzić do roztworu zasilającego w celu otrzymania perforowanej, piankopodobnej struktury w otrzymanych suchych mikrokulkach. Porofor można usunąć w początkowym etapie suszenia lub w etapie dodatkowym, takim jak suszenie próżniowe lub ekstrakcja rozpuszczalnikiem. Do odpowiednich środków należą:

1. Rozpuszczone, niskowrzące (poniżej 100°C) środki mieszające się z roztworami wodnymi, takie jak chlorek metylenu, aceton, octan etylu i alkohole, stosowane w ilości do otrzymania nasyconego roztworu.

2. Gaz, taki jak CO₂ lub N₂, albo ciecze, takie jak CFC. HFA, PFC. HFC. HFB, kany i węglowodory stosowane pod zwiększonym ciśnieniem.

3. Emulsje nie mieszających się, (poniżej 100°C) cieczy, przydatnych do stosowania zgodnie z wynalazkiem, o ogólnych wzorach

R¹-X-R² lub R^1-X w których każdy z R¹ i R² oznacza atom wodoru, alkil, alkenyl, alkinyl, grupę aromatyczną, grupę cykliczną, lub ich połączenia, a X oznacza grupę zawierającą atom węgla, siarki, azotu, chlorowca, fosforu lub tlenu, albo ich połączenie. Do takich cieczy należą freony, CFC, HFA, PFC, HFC, HFB, fluoroalkany i węglowodory.

4. Rozpuszczone lub zdyspergowane sole albo substancje organiczne, które można usunąć pod zmniejszonym ciśnieniem drogą sublimacji w dodatkowym etapie, takie jak sole amonowe, kamfora itp.

5. Zdyspergowane substancje stałe, które można wyeskrahować po wytworzeniu wyjściowych cząstek, w dodatkowym etapie ekstrakcji rozpuszczalnikiem, takie jak cząstki zawierające lateks itp.

W przypadku stosowania tych środków spęczniających o niskiej temperaturze wrzenia dodaje się je zazwyczaj do strumienia zasilającego w ilościach około 1 - 40% objętościowych. Stwierdzono, że w przypadku około 15% objętościowych środka spęczniającego otrzymuje się suszony rozpryskowo proszek, który można zastosować do wytwarzania stabilizowanych dyspersji.

Bez względu na to, jaki porofor zostanie ostatecznie wybrany, stwierdzono, że kompatybilne perforowane mikrostruktury można wytworzyć w szczególnie wydajny sposób z użyciem minisuszarki rozpryskowej Buchi (model B-191, Szwajcaria). Temperatura na wlocie i temperatura na wylocie suszarki rozpryskowej nie mają decydującego znaczenia, z tym że powinny być one na takim poziomie, aby zapewnić osiągnięcie żądanej wielkości cząstek i otrzymanie produktu o wymaganej aktywności leku. Tak więc temperatury na wlocie i na wylocie dobiera się w zależności od charakterystyk topnie16

PL 195 212 B1 nia składników preparatu i składu strumienia zasilającego. Temperatura na wlocie może wynosić 60 170°C, a temperatura na wylocie 40 - 120°C, w zależności od składu strumienia zasilającego i żądanych właściwości cząstek. Korzystnie temperatury te wynoszą 90 - 120°C na wlocie i 60 - 90°C na wylocie. Szybkość przepływu w urządzeniu do suszenia rozpryskowego będzie zazwyczaj wynosić od około 3 do około 15 ml/minutę. Szybkość przepływu powietrza w elemencie rozpylającym będzie wynosić od 25 do około 50 litrów/minutę. Dostępne w handlu suszarki rozpryskowe są znane, a odpowiednie nastawy dla dowolnej określonej dyspersji można łatwo ustalić na podstawie zwykłych testów empirycznych, w nawiązaniu do poniższych przykładów. Oczywiście warunki można dopasować tak, aby zachować aktywność biologiczną większych cząsteczek, takich jak białka i peptydy.

Jakkolwiek perforowane mikrostruktury korzystnie wytwarza się z użyciem fluorowanych poroforów w postaci emulsji, w celu zwiększenia obciążenia substancjami czynnymi lub bioaktywnymi można zastosować niefluorowane oleje, bez pogorszenia mikrostruktury. W takim przypadku dobór niefluorowanego oleju oparty jest na rozpuszczalności substancji czynnej lub bioaktywnej, rozpuszczalności w wodzie, temperaturze wrzenia i temperaturze zapłonu. Substancja czynna lub bioaktywna będzie rozpuszczona w oleju lub zasadniczo zemulgowana w roztworze zasilającym. Korzystnie olej będzie wykazywać zasadniczą zdolność rozpuszczania wybranej substancji, niską rozpuszczalność w wodzie (<10³ M), temperaturę wrzenia wyższą niż woda oraz temperaturę zapłonu wyższą od temperatury na wylocie z suszarki. Dodawanie środków powierzchniowo czynnych i współrozpuszczalników do niefluorowanego oleju w celu zwiększania jego zdolności rozpuszczającej jest również objęte zakresem wynalazku.

Szczególnie korzystnie niefluorowane oleje można zastosować do rozpuszczania substancji czynnych lub bioaktywnych, które wykazują ograniczoną rozpuszczalność w kompozycjach wodnych. Zastosowanie niefluorowanych olejów jest szczególnie przydatne w zwiększaniu obciążania kompozycji steroidami, takimi jak dipropionian beklometazonu i acetonid triamicinolonu. Korzystnie olej lub mieszaninę olejów do rozpuszczania takich steroidów tworzących klatraty będą wykazywać współczynnik załamania światła 1,36 - 1,41 (np. maślan etylu, węglan butylu, eter dibutylowy). Ponadto warunki procesu, takie jak temperatura i ciśnienie, można dopasować tak, aby zwiększyć rozpuszczalność wybranej substancji. Dobór odpowiedniego oleju lub mieszaniny olejów oraz warunków obróbki, w celu osiągnięcia maksymalnego obciążenia kompozycji substancją będzie w zakresie wiedzy fachowców w świetle zawartych informacji i może być dokonany bez zbędnego eksperymentowania.

Szczególnie korzystne są suszone rozpryskowo preparaty zawierające środek powierzchniowo czynny, taki jak fosfolipid, oraz co najmniej jedną substancję czynną lub bioaktywną. W innych postaciach suszony rozpryskowo preparat może ponadto zawierać zaróbkę zawierającą grupę hydrofilową, taką jak np. węglowodan (taki jak glukoza, laktoza lub skrobia) oprócz wybranego środka powierzchniowo czynnego. W takim przypadku do stosowania zgodnie z wynalazkiem są przydatne różne skrobie i pochodne skrobi. Do innych dodatkowych składników mogą należeć zwykłe modyfikatory lepkości, bufory, takie jak bufory fosforanowe lub inne znane biokompatybilne bufory albo środki do nastawiania pH, takie jak kwasy lub zasady, bądź też środki osmotyczne (do zapewnienia izotoniczności, nadosmolarności lub podosmolarności). Do przykładowych odpowiednich soli należą fosforan sodu (jedno i dwuzasadowy), chlorek sodu, fosforan wapnia, chlorek wapnia i inne fizjologicznie dopuszczalne sole.

Bez względu na dobór składników pierwszy etap wytwarzania proszku stanowi zazwyczaj wytwarzanie strumienia zasilającego. Korzystnie wybrany lek rozpuszcza się w wodzie z wytworzeniem stężonego roztworu. Lek można również zdyspergować bezpośrednio w emulsji, zwłaszcza w przypadku środków nierozpuszczalnych w wodzie. Alternatywnie lek można wprowadzić w postaci dyspersji stałych cząstek. Stężenie stosowanej substancji czynnej lub bioaktywnej zależne jest od niezbędnej ilości środka w wytwarzanym proszku oraz działania stosowanego urządzenia dozującego (np. dawki drobnych cząstek dla IOD lub ISP). W zależności od potrzeb w tym roztworze można zdyspergować współśrodki powierzchniowo czynne, takie jak poloksamer 188 lub Span 80. Dodatkowo wprowadzić można również zaróbki, takie jak cukry i skrobie.

W wybranych przypadkach emulsję olej w wodzie wytwarza się następnie w osobnym zbiorniku. Stosowanym olejem jest korzystnie związek fluorowęglowy (np. bromek perfluorooktylu, perfluorodekalinę), który emulguje się z użyciem środka powierzchniowo czynnego, takiego jak długołańcuchowy nasycony fosfolipid. Przykładowo 1 g fosfolipidu można zhomogenizować ze 150 g gorącej wody destylowanej (np. o temperaturze 60°C) z użyciem odpowiedniego mieszadła mechanicznego zapewniającego wysokie naprężenia ścinające (np. miksera Ultra-Turrax, model T-25) przy szybkości 8000 obrotów/minutę, przez 2-5 minut. Zazwyczaj do zdyspergowanego środka powierzchniowo czynnego wkrapla się w trakcie mieszania 5 - 25 g związku fluorowęglowego. Otrzymaną emulsję związku fluPL 195 212 B1 orowęglowego w wodzie poddaje się obróbce w wysokociśnieniowym homogenizatorze w celu zmniejszenia wielkości cząstek. Zazwyczaj emulsję poddaje się obróbce pod ciśnieniem 83 - 124 MPa, 5 kolejnych przejść przez aparat utrzymywany w temperaturze 50-80°C.

Następnie roztwór substancji czynnej lub bioaktywnej i emulsję związku fluorowęglowego łączy się i wprowadza do suszarki rozpryskowej. Zwykle te dwa preparaty będą mieszać się ze sobą, gdyż emulsja będzie korzystnie zawierać ciągłą fazę wodną. Choć w opisywanym przypadku substancję bioaktywną rozpuszcza się osobno, należy wziąć pod uwagę, że substancję czynną lub bioaktywną można rozpuścić (lub zdyspergować) bezpośrednio w emulsji. W takich przypadkach emulsję substancji czynnej lub bioaktywnej po prostu suszy się rozpryskowo bez łączenia odrębnego preparatu leku.

W każdym przypadku warunki procesu, takie jak temperatura na wlocie i wylocie, szybkość podawania, ciśnienie rozpylania, szybkość przepływu suszącego powietrza oraz kształt dyszy można dopasować zgodnie ze wskazówkami producenta, tak aby osiągnąć wymaganą wielkość cząstek i wydajność otrzymywanych suchych mikrostruktur. Przykładowe nastawy są następujące: temperatura powietrza wlotowego 60 - 170°C; temperatura powietrza wylotowego 40 - 120°C; szybkość podawania od 3 do około 15 ml/minutę; oraz przepływ powietrza zasysającego 300 litrów/minutę i szybkość powietrza rozpylającego 25 - 50 litrów/minutę. Dobór odpowiedniego aparatu i warunków obróbki będzie w zakresie wiedzy fachowców w świetle zawartych informacji i może być dokonany bez zbędnego eksperymentowania. W każdym przypadku zastosowanie tych i zasadniczo równoważnych sposobów zapewnia wytwarzanie pustych, porowatych, aerodynamicznie lekkich mikrokulek o średnicach cząstek odpowiednich do osadzania aerozolu w płucach, mikrostruktur, które są zarówno puste, jak i porowate, o wyglądzie prawie zbliżonym do plastra miodu lub pianki. Szczególnie korzystnie perforowane mikrostruktury stanowią puste, porowate, suszone rozpryskowo mikrokulki.

Oprócz suszenia rozpryskowego perforowane mikrostruktury można wytwarzać drogą liofilizacji. Liofilizacja jest procesem suszenia sublimacyjnego, w którym woda ulega sublimacji z kompozycji po jej zamrożeniu. Szczególną zaletę związaną z liofilizacją stanowi to, że materiały biologiczne i leki, które są stosunkowo nietrwałe w roztworze wodnym, można suszyć bez stosowania podwyższonych temperatur (a tym samym z wyeliminowaniem niekorzystnego efektu termicznego), oraz przechowywać w stanie suchym, w którym problemy z trwałością są niewielkie. Takie techniki są przydatne zwłaszcza przy wprowadzaniu peptydów, białek, materiału genetycznego oraz innych naturalnych i syntetycznych makrocząsteczek do cząstek lub perforowanych mikrostruktur, bez obawy o pogorszenie aktywności fizjologicznej. Sposoby wytwarzania liofilizowanych cząstek są znane i powinno być jasne, że nie wymagają one zbędnego eksperymentowania w celu otrzymania mikrostruktur nadających się do dyspergowania. Liofilizowany placek, stanowiący drobną strukturę piankopodobną, można poddać mikronizacji dobrze znanymi sposobami, tak aby otrzymać cząstki o wielkości 3-10 pm.

Oprócz wyżej opisanych technik perforowane mikrostruktury lub cząstki można wytwarzać sposobem, zgodnie z którym roztwór zasilający (emulsję lub roztwór wodny), zawierający środki tworzące ścianki, szybko dodaje się do zbiornika z ogrzanym olejem (np. perflubronem lub innymi wysokowrzącymi FC) pod zmniejszonym ciśnieniem. Woda i lotne rozpuszczalniki z roztworu zasilającego gwałtownie wrą i odparowują. Takim sposobem wytwarza się perforowaną strukturę ze składników tworzących ścianki, podobną do dmuchanego ryżu lub dmuchanej kukurydzy. Korzystnie składniki tworzące ścianki są nierozpuszczalne w oleju. Otrzymane cząstki można następnie oddzielić od ogrzanego oleju drogą filtracji, po czym można je wysuszyć pod próżnią.

Ponadto perforowane mikrostruktury można także wytworzyć sposobem podwójnej emulsji. Zgodnie ze sposobem podwójnej emulsji najpierw dysperguje się lek w polimerze rozpuszczonym w rozpuszczalniku organicznym (np. w chlorku metylenu) przez obróbkę ultradźwiękami lub homogenizację. Emulsję pierwotną następnie stabilizuje się przez wytworzenie emulsji wielokrotnej w ciągłej fazie wodnej zawierającej emulgator, taki jak polialkohol winylowy. Następnie w wyniku odparowania lub ekstrakcji z zastosowaniem zwykłych technik i urządzeń usuwa się rozpuszczalnik organiczny. Otrzymane mikrokulki przemywa się, sączy i suszy przed połączeniem z odpowiednim ośrodkiem zawiesiny.

Bez względu na wybrany ostatecznie sposób wytwarzania perforowanych mikrostruktur otrzymane proszki wykazują szereg korzystnych właściwości powodujących, że są one szczególnie przydatne do stosowania w urządzeniach do terapii drogą inhalacji. W szczególności fizyczne właściwości perforowanych mikrostruktur zapewniają ich wyjątkową skuteczność do stosowania w inhalatorach z suchym proszkiem, oraz do wytwarzania stabilizowanych dyspersji, które można stosować w inhalatorach z odmierzaną dawką. Tak więc perforowane mikrostruktury zapewniają skuteczne podawanie do płuc substancji bioaktywnych.

PL 195 212 B1

W celu osiągnięcia maksymalnej dyspergowalności, trwałości dyspersji i optymalnego rozkładu przy podawaniu średnia geometryczna wielkość cząstek w postaci perforowanych mikrostruktur wynosi korzystnie około 0,5 - 50 pm, korzystniej 1 - 30 pm. Duże cząstki (czyli o wielkości ponad 50 pm) mogą nie być korzystne w tych zastosowaniach, w których używa się zawory lub małe otwory, gdyż duże cząstki mają skłonność do agregacji lub wydzielania się z zawiesiny, co potencjalnie może doprowadzić do zatkania się urządzenia. Szczególnie korzystnie średnia geometryczna wielkość cząstek (lub średnica) perforowanych mikrostruktur wynosi poniżej 20 pm lub poniżej 10 pm. Korzystniej średnia geometryczna średnica wynosi poniżej około 7 lub 5 pm, a jeszcze korzystniej poniżej około 2,5 pm. Inne korzystne postacie będą stanowić preparaty, w których średnia geometryczna średnica perforowanych mikrostruktur wynosi około 1 - 5 pm. Szczególnie korzystnie perforowane mikrostruktury będą stanowić proszek suchych, pustych, porowatych, mikrokulistych osłonek o średnicy około 1 - 10 lub 1 - 5 pm, przy grubości osłonki około 0,1 - 0,5 pm. Szczególną zaletą jest to, że stężenie cząstek w dyspersjach i składniki strukturotwórczej matrycy można dopasowywać tak, aby zoptymalizować charakterystykę podawania dla wybranej wielkości cząstek.

Jak to zaznaczono w całym opisie, porowatość mikrostruktur może odgrywać znaczącą rolę w osiąganiu dyspergowalności (np. w ISP) lub trwałości dyspersji (np. w IOD lub nebulizatorach). Średnią porowatość perforowanych mikrostruktur można wyznaczyć metodą mikroskopii elektronowej sprzężonej z nowoczesnymi technikami obrazowania. W szczególności można uzyskać mikrofotografie elektronowe reprezentatywnych próbek perforowanych mikrostruktur, które analizuje się cyfrowo w celu ilościowego określenia porowatości preparatu. Taka technika jest dobrze znana i może być zrealizowana bez zbędnego eksperymentowania.

Zgodnie z wynalazkiem średnia porowatość (czyli procent powierzchni cząstek otwartej do wewnętrznej i/lub środkowej pustej przestrzeni cząstek) perforowanych mikrostruktur może wynosić około 0,5 - 80%. Korzystniej średnia porowatość będzie wynosić około 2 - 40%. W zależności od wybranych parametrów produkcyjnych średnia porowatość może wynosić ponad 2%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25% lub 30% powierzchni mikrostruktury. W innych przypadkach średnia porowatość mikrostruktur może wynosić ponad 40%, 50%, 60%, 70% lub nawet 80%. Typowy zakres wielkości porów wynosi około 5 - 400 nm, przy czym średnia wielkość porów wynosi około 20 - 200 nm. Szczególnie korzystnie średnia wielkość porów będzie wynosić około 50 - 100 nm. Jak to można zobaczyć na fig. 1A1 do fig. 1F2, oraz jak to dokładniej opisano poniżej, znaczącą zaletę stanowi to, że wielkość porów i porowatość można dokładnie regulować przez dokładny dobór wprowadzanych składników i parametrów produkcyjnych.

Morfologia cząstek i/lub układ pustych przestrzeni w perforowanych mikrostrukturach również odgrywa ważną rolę w dyspergowalności lub kohezyjności ujawnionych preparatów w postaci suchych proszków. Nieoczekiwanie stwierdzono bowiem, że kohezyjny charakter drobnych proszków można obejść przez obniżenie elektrostatycznych sił przyciągających van der Waalsa oraz sił tworzących mostki w cieczy, zazwyczaj występujących między suchymi cząstkami. W szczególności zwiększoną dyspergowalność proszku można osiągnąć przez zaprojektowanie morfologii i gęstości cząstek, oraz regulowanie wilgotności i ładunku. W tym celu perforowane mikrostruktury zawierają pory, puste przestrzenie, puste miejsca, defekty lub inne przestrzenie międzywęzłowe, które zmniejszają zetknięcie powierzchni cząstek, a tym samym ograniczają siły między cząstkami. Na dodatek zastosowanie środków powierzchniowo czynnych, takich jak fosfolipidy, oraz fluorowanych poroforów może przyczynić się do poprawy sypkości proszków, poprzez złagodzenie ładunków i wielkości sił elektrostatycznych, oraz zawartości wilgoci.

Większość drobnych proszków (np. <5 pm) wykazuje słabą dyspergowalność, co może stwarzać problemy przy próbie dozowania, otrzymywania aerozolu i/lub pakowania proszków. Główne siły, które regulują oddziaływania cząstek, można zazwyczaj podzielić na siły dalekiego i krótkiego zasięgu. Siły dalekiego zasięgu obejmują zazwyczaj grawitacyjne siły przyciągające i siły elektrostatyczne, przy czym oddziaływanie zmienia się wraz z kwadratem odległości lub średnicy cząstek. Do ważnych sił bliskiego zasięgu w przypadku suchych proszków należą oddziaływania van der Waalsa, wiązania wodorowe i mostki cieczowe. Te dwa ostatnie rodzaje sił bliskiego zasięgu różnią się od innych tym, że występują wówczas, gdy już istnieje kontakt między cząstkami. Istotną zaletę stanowi to, że takie siły przyciągające można znacząco osłabić lub zmniejszyć poprzez zastosowanie opisanych perforowanych mikrostruktur.

W celu wyeliminowania tych sił przyciągających typowe znane preparaty proszkowe do ISP zawierały mikronizowane cząstki leku osadzone na dużych cząstkach nośnika (np. o wielkości 30 - 90 pm), takiego jak laktoza lub aglomerowane jednostki z cząstek czystego leku albo aglomeraty drobnych

PL 195 212 B1 cząstek laktozy z czystym lekiem, gdyż ulegają one o wiele łatwiej fluidyzacji niż cząstki samego leku. Ponadto niezbędna masa leku przypadająca na jedno uruchomienie urządzenia wynosi zazwyczaj mniej niż 100 pg, a zatem jest zbyt mała do odmierzenia. Z tego względu większe cząstki laktozy w znanych preparatach służą zarówno jako cząstki nośnika, jak i jako środek obciążający, ułatwiający dozowanie. W takich preparatach zastosowano duże cząstki, gdyż dyspergowalność proszku i zdolność do przeprowadzania w stan aerozolu zwiększa się ze wzrostem wielkości cząstek w wyniku zmniejszenia sił działających między cząstkami (French D.L., Edwards D.A., Niven R.W., J. Aerosol Sci. 27, 769-783 (1996)). Tak więc w znanych preparatach często stosuje się duże cząstki nośnika, aby ograniczyć podstawowe siły regulujące dyspergowalność, takie jak siły van der Waalsa, mostki cieczowe i siły przyciągania elektrostatycznego występujące między cząstkami.

Siły przyciągające van der Waalsa (VDW) są oddziaływaniami krótkiego zasięgu i zależą, co najmniej częściowo, od powierzchni zetknięcia między oddziaływującymi cząstkami. Gdy dwie suche cząstki zetkną się ze sobą, siły VDW rosną ze wzrostem powierzchni zetknięcia. W przypadku dwóch suchych cząstek wartość siły oddziaływań VDW, F°vdw, można wyliczyć z następującego równania:

Ί—Ό h^G) ^r ~'_8πά ^r1^r2 r + r gdzie h oznacza stałą Plancka, ω oznacza prędkość kątową, do oznacza odległość, przy której siła przyczepności osiąga maksimum, a r₁ i r2 oznaczają promienie dwóch oddziaływujących cząstek. Zatem jednym ze sposobów ograniczenia do minimum wzrostu i wielkości siły VDW w przypadku suchych proszków jest zmniejszenie powierzchni zetknięcia cząstek. Wartość do odzwierciedla tę powierzchnię zetknięcia. Minimalna powierzchnia zetknięcia dwóch przeciwległych ciał wystąpi w przypadku, gdy cząstki są idealnie kuliste. Dodatkowo powierzchnie zetknięcia można jeszcze bardziej zmniejszyć, gdy cząstki będą silnie porowate. Tak więc perforowane mikrostruktury powodują zmniejszenie powierzchni zetknięcia między cząstkami, a tym samym i odpowiednich sił przyciągających VDW. To zmniejszenie sił VDW wynika przede wszystkim z unikatowej morfologii cząstek proszków według wynalazku, a nie ze wzrostu geometrycznej średnicy cząstek. Szczególnie korzystne są proszki zawierające średnie lub małe cząstki (np. o średniej geometrycznej średnicy <10 pm), które wykazują stosunkowo niskie siły przyciągania VDW. Natomiast pełne, niekuliste cząstki, takie jak zwykłe mikronizowane leki o takiej samej wielkości cząstek będą wykazywać większe siły między cząstkami, a tym samym złą dyspergowalność proszku.

Ponadto, jak to zaznaczono powyżej, siły elektrostatyczne występują w przypadku proszków, gdy jedna lub obydwie cząstki są naładowane elektrycznie. Zjawisko to powodować będzie przyciąganie lub odpychanie cząstek, w zależności od podobieństwa lub niepodobieństwa ładunku. W najprostszej postaci oddziaływania ładunków elektrycznych można opisać prawem Coulomba. Jeden ze sposobów modulowania lub zmniejszania sił elektrostatycznych pomiędzy cząstkami dotyczy spowodowania, aby jedna lub obydwie cząstki miały nieprzewodzące powierzchnie. W związku z tym, jeśli perforowane mikrostruktury proszkowe zawierają zaróbki, środki powierzchniowo czynne lub substancje czynne, które są stosunkowo nieprzewodzące, to jakikolwiek ładunek wytworzony w cząstce będzie nierównomiernie rozmieszczony na jej powierzchni. W efekcie okres półtrwania ładunków na proszkach zawierających nieprzewodzące składniki będzie stosunkowo krótki, gdyż zachowanie zwiększonych ładunków będzie uzależnione od oporności elektrycznej materiału. Rezystywne lub nieprzewodzące składniki stanowią materiały, które nie będą działać jako wydajne donory lub akceptory elektronów.

Dedrjaguin i inni (Muller V.M., Yushchenko V.S. i Dedrjaguin B.V., J. Colloid Interface Sci. 1980, 77, 115-119), podali listę klasyfikującą grupy cząsteczkowe pod względem ich zdolności do przyjmowania lub oddawania elektronów. Przykładowe grupy można uszeregować następująco:

Donor: -NH2 > -OH > -OR > -COOR > -CH3 > -C6H5 > atom chlorowca > -COOH > -CO > -CN Akceptor

Wynalazek umożliwia zmniejszenia oddziaływań elektrostatycznych w ujawnionych proszkach dzięki zastosowaniu stosunkowo nieprzewodzących materiałów. Z powyższego szeregu wynika, że korzystnymi materiałami nieprzewodzącymi powinny być składniki chlorowcowane i/lub uwodornione. Takie materiały jak fosfolipidy i fluorowane porofory (które mogą zostać zachowane w pewnym stopniu w proszkach suszonych rozpryskowo) są korzystne, gdyż mogą zapewnić odporność cząstek na naładowanie. Należy zdawać sobie sprawę, że zachowanie resztkowego poroforu (np. fluorozwiązków)

PL 195 212 B1 w cząstkach, nawet w stosunkowo małych ilościach, może ułatwić ograniczanie naładowania perforowanych mikrostruktur, gdyż zazwyczaj następuje to podczas suszenia rozpryskowego i oddzielania w cyklonie. W oparciu o ogólne zasady elektrostatyki i podane ujawnienie będzie można zidentyfikować dodatkowe materiały, które służą do zmniejszania sił elektrostatycznych ujawnionych proszków, bez zbędnego eksperymentowania. Ponadto, w razie potrzeby, siłami elektrostatycznymi można manipulować w celu ich ograniczenia, z zastosowaniem technik elektryzowania i ładowania.

Oprócz wyżej opisanych nieoczekiwanych zalet wynalazek umożliwia także osłabianie lub zmniejszanie wiązań wodorowych lub cieczowych. Wiadomo, że zarówno wiązania wodorowe, jak mostki cieczowe mogą wynikać z obecności wilgoci zaabsorbowanej na proszku. Z reguły przy wyższej wilgotności w przypadku hydrofilowych powierzchni siły między cząstkami są większe. Stanowi to poważny problem w przypadku znanych preparatów farmaceutycznych do terapii drogą inhalacji, w których stosuje się zwykle stosunkowo hydrofilowe materiały, takie jak laktoza. Jednakże siły adhezji związane z zaadsorbowaną wodą można modulować lub zmniejszać przez zwiększenie hydrofobowości stykających się powierzchni. Zwiększenie hydrofobowości cząstek można osiągnąć przez odpowiedni dobór zaróbek i/lub zastosowanie powlekania po suszeniu rozpryskowym, np. w złożu fluidalnym. Do korzystnych zaróbek należą hydrofobowe środki powierzchniowo czynne, takie jak fosfolipidy, sole kwasów tłuszczowych i cholesterol. Uważa się, że będzie można zidentyfikować materiały wykazujące podobne pożądane właściwości bez zbędnego eksperymentowania.

Do oceny sypkości suchych proszków można zastosować takie metody jak pomiar kąta stoku naturalnego lub wskaźnika ścinania. Kąt stoku naturalnego określa się jako kąt utworzony, gdy stożek z proszku usypie się na płaskiej powierzchni. Proszki o kącie stoku naturalnego 45 - 20° są korzystne, gdyż kąt taki odpowiada odpowiedniej sypkości proszku. W szczególności proszki wykazujące kąt stoku naturalnego od 33 do 20° charakteryzują się stosunkowo niskimi siłami ścinającymi i są szczególnie przydatne w preparatach farmaceutycznych do stosowania w terapii drogą inhalacji (np. w aparatach ISP). Wskaźnik ścinania, choć bardziej czasochłonny w wyznaczaniu niż kąt stoku naturalnego, uważa się za bardziej wiarygodny i łatwiejszy do wyznaczenia. Doświadczalną procedurę, którą podali Amidon i Houghton (G.E. Amidon i M. E. Houghton, Pharm. Manuf., 2, 20, 1985) można zastosować do szacowania wskaźnika ścinania. Jak to podali S. Kocova i N. Pilpel, J. Pharm. Pharmacol., 8, 3355, 1973, wskaźnik ścinania wyznacza się na podstawie takich parametrów proszku, jak wytrzymałość plastyczna, kąt skuteczny tarcia wewnętrznego, wytrzymałość na rozciąganie oraz kohezja właściwa. Zgodnie z wynalazkiem pożądane są proszki o wskaźniku ścinania poniżej około 0,98. Korzystniej proszki będą wykazywać wskaźniki ścinania poniżej około 1,1. Szczególnie korzystnie wskaźnik ścinania będzie wynosić poniżej około 1,3 lub nawet poniżej około 1,5. Oczywiście można stosować proszki o innych wskaźnikach ścinania, pod warunkiem, że osiągnie się skuteczne osadzanie substancji czynnej lub bioaktywnej w miejscu przeznaczenia.

Wykazano dobrą korelację między sypkością proszków i gęstością nasypową. W znanej publikacji (C.F. Harwood, J. Pharm. Sci., 60, 161-163, 1971) utrzymywano, że wzrost gęstości nasypowej koreluje z lepszą sypkością, przewidywaną na podstawie wskaźnika ścinania materiału. Natomiast w przypadku opisanych perforowanych mikrostruktur nieoczekiwanie stwierdzono, że doskonałą sypkość wykazują proszki o stosunkowo niskiej gęstości nasypowej. Oznacza to, że puste, porowate proszki według wynalazku wykazują lepszą sypkość niż proszki zasadniczo pozbawione porów. Dzięki temu stwierdzono, że można wytwarzać proszki o gęstości nasypowej poniżej 0,5 g/cm³, które wykazują szczególnie korzystną sypkość. Jeszcze bardziej zaskakujące jest to, że stwierdzono, iż można wytwarzać proszki zawierające perforowane mikrostruktury o gęstości nasypowej poniżej 0,3 g/cm3, lub nawet poniżej 0,1 g/cm3, o doskonałej sypkości. Zdolność do wytwarzania proszków o małej gęstości nasypowej, odznaczających się doskonałą sypkością, jeszcze bardziej podkreśla nowy i nieoczekiwany charakter wynalazku.

Zmniejszone siły przyciągania (np. van der Waalsa, elektrostatyczne, wynikające z wiązań wodorowych oraz mostków cieczowych itp.) oraz doskonała sypkość wykazywana przez proszki zawierające perforowane mikrostruktury, powodują, że są one szczególnie przydatne w preparatach do terapii drogą inhalacji (np. w urządzeniach do inhalacji, takich jak ISP, IOD, nebulizatory). W połączeniu z doskonałą sypkością perforowana lub porowata i/lub pusta struktura takich mikrostruktur odgrywa również istotną rolę w zdolności do tworzenia aerozolu po uwolnieniu. Zjawisko to występuje zarówno w przypadku perforowanych mikrostruktur tworzących aerozol jako zawiesina, jak to jest w przypadku IOD lub nebulizatora, jak i w przypadku podawania perforowanych mikrostruktur w postaci suchego proszku, np. z ISP. Perforowana struktura i stosunkowo wysoka powierzchnia właściwa zdyspergowaPL 195 212 B1 nych mikrocząstek umożliwia przenoszenie ich w strumieniu gazu podczas inhalacji z większą łatwością i na większe odległości niż w przypadku nie perforowanych cząstek o porównywalnej wielkości.

W szczególności, z uwagi na wysoką porowatość, gęstość cząstek jest znacząco niższa od 1,0 g/cm³, zwykle wynosi poniżej 0,5 g/cm³, często jest rzędu 0,1 g/cm³ lub nawet wynosi zaledwie 0,01 g/cm³. W przeciwieństwie do geometrycznej wielkości cząstki, aerodynamiczna wielkość cząstki, d_aer, perforowanych mikrostruktur zależy w znaczący sposób od gęstości cząstki, ρ: daer = dgeo ρ, gdzie dgeo oznacza średnicę geometryczną. W przypadku cząstek o gęstości 0,1 g/cm3 daer będzie około 3 razy mniejsza od dgeo, co prowadzi do zwiększonego osadzania się cząstek w obszarach obwodowych płuc oraz odpowiednio zmniejszonego osadzania się w gardle. Średnia aerodynamiczna średnica perforowanych mikrostruktur wynosi korzystnie poniżej około 5 pm, korzystnie poniżej około 3 pm, a w szczególnie korzystnych postaciach poniżej około 2 pm. Takie rozkłady wielkości cząstek będą zapewniać zwiększone osadzanie substancji bioaktywnej głęboko w płucach, przy podawaniu z użyciem ISP, IOD lub nebulizatora. Ponadto przy średnicy geometrycznej większej od średnicy aerodynamicznej cząstki znajdą się bliżej ścianki pęcherzyka płucnego, dzięki czemu zwiększy się osadzanie cząstek o małej średnicy aerodynamicznej.

Jak to opisano poniżej w przykładach, rozkład wielkości cząstek aerozolowych preparatów według wynalazku można zmierzyć znanymi sposobami, np. z użyciem kaskadowego aparatu zderzeniowego lub przez pomiar czasu lotu. Ponadto wyznaczyć można wielkość dawki emitowanej z urządzeń do inhalacji metodą zaproponowaną w U.S. Pharmacopeia (Pharmacopeial Previews, 22 (1996), 3065). Te i inne podobne techniki umożliwiają wyliczenie „frakcji drobnych cząstek w aerozolu, które odpowiadają cząstkom, które najprawdopodobniej zostaną skutecznie osadzone w płucach. Określenie „frakcja drobnych cząstek dotyczy procentowego udziału całkowitej ilości substancji czynnej podawanej przez ustnik przy jednorazowym uruchomieniu aparatu ISP, IOD lub nebulizatora, na płytkach 2-7 ośmiosegmentowego aparatu zderzeniowego Andersena. Na podstawie tych pomiarów ustalono, że preparaty według wynalazku będą korzystnie zawierać frakcję drobnych cząstek w ilości stanowiącej około 20% wagowych perforowanych mikrostruktur lub więcej, korzystniej zawartość frakcji drobnych cząstek będzie wynosić od około 25 do 80% wagowych, a zwłaszcza od około 30 do 70% wagowych. W wybranych postaciach zawartość frakcji drobnych cząstek będzie wynosić powyżej około 30%, 40%, 50%, 60%, 70% lub 80% wagowych.

Stwierdzono również, że preparaty według wynalazku wykazują stosunkowo niskie stopnie osadzania, w porównaniu ze znanymi preparatami, w otworze wlotowym i na płytkach 0 oraz 1 aparatu zderzeniowego. Osadzanie na tych częściach można powiązać z osadzaniem się w gardle człowieka. W szczególności w przypadku większości dostępnych w handlu aparatów IOD i ISP symulowane osadzanie w gardle stanowi około 40-70% wagowych całkowitej dawki, podczas gdy w przypadku preparatów według wynalazku osadzanie wynosi zazwyczaj poniżej około 20% wagowych. Tak więc w korzystnych postaciach symulowane osadzanie w gardle wynosi poniżej około 40%, 35%, 30%, 25%, 20%, 15% lub nawet 10% wagowych. Znaczące zmniejszenie osadzania w gardle w przypadku preparatów według wynalazku spowoduje odpowiednie zmniejszenie związanych miejscowych skutków ubocznych, takich jak podrażnienie i kandydoza.

W odniesieniu do korzystnego profilu osadzania preparatów według wynalazku dobrze wiadomo, że propelenty w IOD zazwyczaj wyrzucają zawieszone cząstki z urządzenia z dużą prędkością w kierunku tyłu gardła. Z uwagi na to, że znane preparaty zazwyczaj zawierają znaczące ilości dużych cząstek i/lub agregatów, nawet 2/3 lub więcej emitowanych cząstek może zderzać się z gardłem. Niepożądany profil podawania zwykłych preparatów proszkowych obserwuje się także w warunkach małej prędkości cząstek, co ma miejsce w przypadku urządzeń ISP. Z reguły jest to problem występujący z natury przy wytwarzaniu aerozoli pełnych, gęstych cząstek, podatnych na agregację. Jak to opisano poniżej, nowe i nieoczekiwane właściwości stabilizowanej dyspersji powodują zaskakująco niskie osadzanie się w gardle, po podaniu z urządzenia do inhalacji, takiego jak ISP, IOD lub nebulizator.

Bez wiązania się jakąkolwiek określoną teorią okazało się, że zmniejszone osadzanie w gardle preparatów według wynalazku wynika ze zmniejszenia agregacji cząstek oraz z pustej i/lub porowatej morfologii wprowadzonych mikrostruktur. Okazuje się, że pusty i porowaty charakter zdyspergowanych mikrostruktur powoduje zmniejszenie szybkości cząstek w strumieniu propelenta (lub w strumieniu gazu w przypadku ISP), podobnie jak pusta/porowata bańka mydlana jest spowalniana szybciej niż piłka golfowa. Tak więc zamiast uderzać w tylną część gardła i przyklejać się do niej stosunkowo powolnie przemieszczające się cząstki są wdychane przez pacjenta. Ponadto, z uwagi na bardzo porowaty charakter cząstek, propelent znajdujący się w perforowanej mikrostrukturze szybko opuszcza

PL 195 212 B1 ją, tak że gęstość cząstek spada przed uderzeniem w gardło. Dzięki temu znacząco wyższy procent podawanej substancji bioaktywnej osadza się w płucnych kanałach powietrznych, gdzie może być ona skutecznie wchłaniana.

W odniesieniu do terapii drogą inhalacji należy wziąć pod uwagę, że proszki zawierające perforowane mikrostruktury są szczególnie odpowiednie do stosowania w ISP. Zwykłe ISP, czyli inhalatory z suchym proszkiem, zawierają sproszkowane preparaty i elementy, dzięki którym ustaloną dawkę leku, samego lub w postaci mieszaniny z cząstkami laktozy jako nośnika, rozprowadza się w postaci subtelnej mgły lub aerozolu suchego proszku do inhalacji. Lek formułuje się w taki sposób, aby łatwo dyspergował się w postaci odrębnych cząstek o wielkości 0,5 - 20 pm. Podawanie proszku osiąga się przez zassanie lub z użyciem pewnej zewnętrznej siły podającej, np. w wyniku zastosowania sprężonego powietrza. Preparaty ISP zazwyczaj pakuje się jako pojedyncze jednostki dawkowane, bądź też stosuje się układy zbiornikowe z możliwością dozowania wielu dawek, z ręcznym napełnianiem urządzenia dawką.

ISP zazwyczaj klasyfikuje się w oparciu o stosowany układ podawania dawki. Przy takim podziale dwa główne typy ISP stanowią urządzenia dozujące z dawką jednostkową i urządzenia dozujące ze zbiornikiem na proszek luzem. Określenie „zbiornik będzie tu używane w ogólnym znaczeniu i obejmuje obydwie konfiguracje, o ile nie wynika to inaczej z ograniczeń związanych z kontekstem. W każdym przypadku układy dozujące z dawką jednostkową wymagają dawki preparatu proszkowego, wprowadzanej do urządzenia jako dawka jednostkowa. W takim układzie preparatem wstępnie napełnia się pojemniki dozujące, które mogą być w opakowaniu z folii lub w postaci opakowania listkowego, tak aby zapobiec dostępowi wilgoci. Inne opakowania jednodawkowe stanowią twarde kapsułki żelatynowe. Większość pojemników z dawkami jednostkowymi przeznaczonych do ISP napełnia się porcją o ustalonej objętości. W efekcie występują ograniczenia fizyczne (związane z gęstością) dotyczące minimalnej dawki, którą można odmierzyć do opakowania jednostkowego, co podyktowane jest sypkością proszku i jego gęstością nasypową. Obecnie ilość proszku, którą można napełnić pojemnik z dawką jednostkową, wynosi 5-15 mg, co odpowiada obciążeniu lekiem w zakresie 25 - 500 pg/dawkę. Natomiast układy ze zbiornikiem na proszek luzem umożliwiają odmierzenie dokładnej ilości proszku przy pojedynczym podaniu, w ilości do około 200 dawek. W tym przypadku, podobnie jak w układach z dawką jednostkową, proszek odmierza się z użyciem celki lub komory o ustalonej objętości, którą napełnia się proszkiem. W związku z tym gęstość proszku stanowi główny czynnik ograniczający minimalną dawkę, którą można podać z takiego urządzenia. Obecnie stosowane urządzenia ISP ze zbiornikiem na proszek luzem mogą dozować jednorazowo od 200 pg do 20 mg proszku.

Urządzenia ISP są skonstruowane tak, że przy manipulowaniu nimi następuje rozerwanie kapsułki/opakowania listkowego, albo pobranie proszku w masie podczas uruchamiania, po czym dyspersja wydostaje się z ustnika lub dyszy w wyniku zasysania przez pacjenta. Gdy znane preparaty podaje się z urządzenia ISP, tworzy się aerozol agregatów laktozy z lekiem i pacjent wdycha mgłę suchego proszku. Podczas inhalacji cząstki nośnika poddawane są działaniu sił ścinających, na skutek czego część cząstek mikronizowanego leku odrywa się od powierzchni cząstek laktozy. Należy zdawać sobie sprawę, że cząstki leku przenoszone są następnie do płuc. Duże cząstki laktozy zderzają się z gardłem i górnymi drogami oddechowymi z uwagi na ograniczenia związane z wielkością i siłami bezwładności. Skuteczność podawania cząstek leku uzależniona jest od stopnia ich przyczepności do cząstek nośnika i ich właściwości aerodynamicznych.

Rozpad agregatów można zintensyfikować przez usprawnienia w składzie, procesie i konstrukcji urządzenia. Przykładowo drobne cząstki laktozy (DCL) często miesza się z nośnikiem laktozowym o grubszych ziarnach, tak że DCL będą przyłączać się do wysokoenergetycznych miejsc wiązania na cząstkach nośnika. Sposób taki zapewnia dostępność bardziej pasywnych miejsc do adhezji cząstek mikronizowanego leku. Stwierdzono, że taka trójskładnikowa mieszanina z lekiem zapewnia statystycznie znaczący wzrost frakcji drobnych cząstek. Inne sposoby obejmują specjalne warunki, w których cząstki leku miesza się z DCL z wytworzeniem zaglomerowanych jednostek. W celu dalszego zintensyfikowania osadzania cząstek wiele aparatów ISP skonstruowanych jest tak, aby spowodować rozpad agregatów dzięki przepuszczaniu postaci dawkowanej wokół przegród, albo przez kręte kanały, zakłócające przepływ strumienia.

Jakkolwiek dodatek DCL, aglomeracja z DCL i specjalne konstrukcje urządzeń zapewniają poprawę w rozpadzie agregatów w preparatach, klinicznie istotnym parametrem jest dawka drobnych cząstek otrzymywana przez pacjenta. Choć możliwa jest poprawa w rozpadzie agregatów, w przypadku obecnie stosowanych urządzeń ISP istnieje poważny problem, związany z tym, że następuje

PL 195 212 B1 wzrost zasysanej dawki przy zwiększonym działaniu zasysającym. Jest to spowodowane zwiększeniem frakcji drobnych cząstek, związanym ze zwiększonym rozpadem aglomeratów cząstek, gdy przepływ powietrza przez inhalator zwiększa się wraz ze wzrostem działania zasysającego. W efekcie pogarsza się dokładność dozowania, co prowadzi do komplikacji, gdy urządzenia stosuje się do podawania bardzo skutecznych leków wrażliwym osobnikom, takim jak dzieci, młodzież i osoby starsze. Ponadto niedokładność dawkowania związana ze zwykłymi preparatami może skomplikować procedury prawne związane z dopuszczeniem do stosowania.

W zdecydowanym przeciwieństwie do powyższego proszki według wynalazku zawierające perforowane mikrostruktury pozwalają obejść wiele problemów związanych ze znanymi preparatami nośnikowymi. Poprawę skuteczności działania ISP można bowiem osiągnąć przez odpowiednie dobranie cząstki, jej wielkości, aerodynamiki, morfologii i gęstości, a także regulowanie wilgotności i ładunku. Otrzymano preparaty, w których lek oraz zaróbki lub wypełniacze są korzystnie połączone z perforowanymi mikrostrukturami lub tworzą te struktury. Jak to podano wyżej, korzystnie otrzymuje się proszki o gęstości nasypowej poniżej 0,1 g/cm³, a często poniżej 0,05 g/cm³. Należy wziąć pod uwagę, że dzięki dostępności proszków o gęstości nasypowej niższej o rząd wielkości niż w przypadku zwykłych preparatów do ISP o wiele mniejsze dawki wybranej substancji bioaktywnej można wprowadzać do pojemnika dawki jednostkowej lub dozować z ISP typu zbiornikowego. Możliwość skutecznego dozowania małych ilości jest szczególnie istotna w przypadku niskodawkowych steroidów, długo działających środków rozszerzających oskrzela oraz leków białkowych lub peptydowych, proponowanych do podawania z ISP. Ponadto możliwość skutecznego podawania cząstek bez połączonych z nimi cząstek nośnika upraszcza formułowanie produktu i napełnianie oraz zmniejsza niepożądane skutki uboczne.

Jak to zaznaczono powyżej, puste porowate proszki według wynalazku wykazują doskonałą sypkość, której miarą jest kąt stoku naturalnego lub wskaźnik ścinania, w odniesieniu do równoważnych proszków zasadniczo pozbawionych porów. Tak więc doskonałą sypkość proszku, która, jak się okazało, jest funkcją gęstości nasypowej i morfologii cząstek, obserwuje się przy gęstości nasypowej poniżej 0,5 g/cm3. Korzystnie proszki mają gęstość nasypową poniżej około 0,3 g/cm3, 0,1 g/cm3 lub nawet poniżej około 0,05 g/cm3. Przyjmuje się, że perforowane mikrostruktury zawierające pory, puste przestrzenie, puste miejsca, defekty lub inne przestrzenie międzywęzłowe przyczyniają się do sypkości proszku poprzez zmniejszenie powierzchni styku pomiędzy cząstkami oraz zmniejszenie do minimum sił między cząstkami. Na dodatek zastosowanie fosfolipidów w korzystnych postaciach oraz zatrzymywanie fluorowanych poroforów może również przyczyniać się do zwiększenia sypkości proszków poprzez ograniczenie ładunków oraz zmniejszenie sił elektrostatycznych jak również ograniczenie zawartości wilgoci.

Oprócz wyżej wspomnianych zalet ujawnione proszki wykazują korzystne właściwości aerodynamiczne, dzięki czemu są one szczególnie odpowiednie do stosowania w urządzeniach ISP. W szczególności perforowana struktura i stosunkowo wysoka powierzchnia właściwa mikrocząstek umożliwia unoszenie ich w strumieniu gazu podczas inhalacji, łatwiej i na dłuższe odległości w porównaniu z nieperforowanymi cząstkami o porównywalnej wielkości. Z uwagi na wysoką porowatość i niską gęstość podawanie perforowanych mikrostruktur z urządzenia ISP zapewnia zwiększone osadzania się cząstek w obszarach obwodowych płuc oraz odpowiednio zmniejszonego osadzania się w gardle. Taki rozkład cząstek zwiększa głębokość osadzania w płucach podawanego środka, co jest korzystne w przypadku podawania doukładowego. Ponadto silnie porowate proszki według wynalazku, o małej gęstości są zdecydowanie korzystniejsze, w porównaniu ze znanymi preparatami do ISP, gdyż umożliwia to korzystne wyeliminowanie konieczności użycia cząstek nośnika. Ze względu na to, że duże cząstki laktozy jako nośnika będą zderzać się z gardłem i górnymi drogami oddechowymi z uwagi na wielkość, wyeliminowanie takich cząstek ogranicza do minimum osadzanie się w gardle i jakiegokolwiek „odruch gardłowy, związany ze zwykłymi środkami do ISP.

Należy wziąć pod uwagę, że perforowane mikrostruktury, oprócz zastosowania w układach z suchym proszkiem, można również wprowadzać do ośrodka zawiesiny w celu otrzymania stabilizowanych dyspersji. Stabilizowane dyspersje, poza innymi zastosowaniami, umożliwiają skuteczne podawanie substancji bioaktywnych do płucnych kanałów powietrznych pacjenta z użyciem urządzeń IOD, nebulizatorów lub z użyciem technik zakraplania ciekłej dawki (ZCD).

Podobnie jak w przypadku rozwiązań z ISP, podawanie substancji bioaktywnej z użyciem IOS, nebulizatora lub techniki ZDC może być wskazane przy leczeniu łagodnych, umiarkowanych lub poważnych, ostrych lub przewlekłych objawów, albo w celach profilaktycznych. Ponadto substancję bioaktywną można podawać w celu leczenia miejscowych lub układowych stanów lub zaburzeń. Zrozu24

PL 195 212 B1 miałe jest, że dokładna podawana dawka będzie zależeć od wieku i stanu pacjenta, konkretnego zastosowanego leku oraz częstości podawania, i ustalana będzie ostatecznie przez nadzorującego lekarza. Przy stosowaniu połączenia substancji bioaktywnych, dawka każdego składnika połączenia będzie zazwyczaj taka sama, jak w przypadku każdego składnika stosowanego pojedynczo.

Zwiększoną trwałość ujawnionych dyspersji lub zawiesin w znacznym stopniu osiąga się dzięki obniżeniu sił przyciągających van der Waalsa pomiędzy zawieszonymi cząstkami, oraz poprzez zmniejszenie różnic w gęstości między ośrodkiem zawiesiny i cząstkami. Wzrost trwałości zawiesiny można osiągnąć przez wytworzenie perforowanych mikrostruktur, które następnie dysperguje się w kompatybilnym ośrodku zawiesiny. Jak to zaznaczono powyżej, perforowane mikrostruktury zawierają pory, puste przestrzenie, puste miejsca, defekty lub inne przestrzenie międzywęzłowe, które umożliwiają swobodne przenika nie lub przesączenie się płynnego ośrodka zawiesiny przez granicę cząstki. Szczególnie korzystne są perforowane mikrostruktury, które są zarówno puste, jak i porowate, o wyglądzie prawie zbliżonym do plastra miodu lub pianki. Wyjątkowo korzystne są perforowane mikrostruktury stanowiące puste, porowate, suszone rozpryskowo mikrokulki.

Gdy perforowane mikrostruktury umieści się w ośrodku zawiesiny (np. w propelencie), ośrodek zawiesiny może wniknąć do cząstek, dzięki czemu powstanie „homodyspersja, w której nie można odróżnić fazy ciągłej od rozproszonej. Z uwagi na to, że określone lub „wirtualne cząstki (o objętości określonej przez mikrocząstkową matrycę) zawierające prawie w całości ośrodek, w którym są zawieszone, siły napędzające agregację cząstek (flokulację) są ograniczone do minimum. Na dodatek różnica w gęstości pomiędzy określonymi cząstkami i fazą ciągłą zostanie ograniczona do minimum, gdyż mikrostruktury wypełnione są ośrodkiem, co skutecznie spowalnia odstawanie lub sedymentację cząstek. W związku z tym perforowane mikrostruktury i stabilizowane zawiesiny są szczególnie odpowiednie w przypadku wielu technik wytwarzania aerozolu, takich jak stosowanie urządzeń IOD lub rozpylanie. Ponadto stabilizowane dyspersje można stosować w technikach zakraplania ciekłej dawki.

Typowe znane zawiesiny (np. do urządzeń IOD) zawierają głównie pełne cząstki i niewielkie ilości (< 1% wag.) środka powierzchniowo czynnego (np. lecytyny, Span-85, kwasu oleinowego) w celu zwiększenia odpychania elektrostatycznego między cząstkami polimeru, aby ograniczyć sterycznie, oddziaływania między cząstkami. Natomiast w przypadku zawiesin, celem nie jest zwiększenie odpychania między cząstkami, ale raczej zmniejszenie sił przyciągających między cząstkami. Podstawowymi siłami napędzającymi flokulację w ośrodkach niewodnych są siły przyciągania van der Waalsa. Jak to przedstawiono powyżej, u podstaw sił VDW leży mechanika kwantowa i można je przedstawić jako przyciąganie pomiędzy fluktuacyjnymi dipolami (czyli oddziaływaniami dipol indukowany-dipol indukowany). Siły dyspersyjne są oddziaływaniami wyjątkowo krótkiego zasięgu i zależne są od szóstej potęgi odległości między atomami. Gdy dwa makroskopowe ciała napotykają na siebie, przyciągania dyspersyjne pomiędzy atomami sumują się. Wynikowa siła jest oddziaływaniem znacznie dłuższego zasięgu i zależy od geometrii oddziaływujących ciał.

W szczególności w przypadku dwóch kulistych cząstek wielkość potencjału VDW, Va, można w przybliżeniu przedstawić wzorem

6H₀ (R, + R,) w którym Af oznacza efektywną stałą Hamakera, zależną od charakteru cząstek i ośrodka, H_o oznacza odległość między cząstkami, a R₁ i R2 stanowią promienie kulistych cząstek 1 i 2. Efektywna stała Hamakera jest proporcjonalna do różnicy pomiędzy polaryzowalnościami zdyspergowanych cząstek i ośrodka zawiesiny:

PART gdzie A_Sm i Apart oznaczają odpowiednio stałe Hamakera ośrodka dyspersji i cząstek. Gdy zawieszone cząstki i ośrodek dyspersji mają podobny charakter, A_Sm i Apart stają się bliższe siebie, a wartości Aeff i Va stają się mniejsze. Zatem poprzez zmniejszenie różnic pomiędzy stałą Hamakera związaną z ośrodkiem dyspersji i Hamakera związaną ze zdyspergowanymi cząstkami można zmniejszyć efektywną stałą Hamakera (a więc i odpowiednie siły przyciągające van der Waalsa).

Jednym ze sposobów ograniczenia różnic stałych Hamakera jest utworzenie „homodyspersji, w której zasadniczo nie można odróżnić fazy ciągłej od rozproszonej, jak to wspomniano powyżej. Poza wykorzystaniem morfologii cząstek w celu zmniejszenia efektywnej stałej Hamakera, składniki strukturotwórczej matrycy (określającej perforowane mikrostruktury) korzystnie dobiera się tak, aby

PL 195 212 B1 wykazywała ona stałą Hamakera stosunkowo zbliżoną do stałej wybranego ośrodka zawiesiny. Można wykorzystać rzeczywiste wartości stałych Hamakera ośrodka zawiesiny i składników cząstek do ustalania kompatybilności składników dyspersji i osiągnięcia dobrej wskazówki odnośnie trwałości preparatu. Alternatywnie można dobrać stosunkowo kompatybilne składniki perforowanej mikrostruktury i środków zawiesiny z użyciem charakterystycznych wartości fizycznych zbieżnych z mierzalnymi stałymi Hamakera, ale łatwiejszymi do wyznaczenia.

Stwierdzono, że wartości współczynnika załamania światła dla wielu związków korelują z odpowiednimi wartościami stałej Hamakera. W związku z tym łatwe do zmierzenia wartości współczynnika załamania światła mogą stanowić stosunkowo dobrą wskazówkę odnośnie tego, jakie połączenie ośrodka zawiesiny i zaróbek w cząstkach zapewni otrzymanie dyspersji o stosunkowo niskiej efektywnej stałej Hamakera i związanej z tym trwałości. Należy zdawać sobie sprawę, że z uwagi na to, iż współczynniki załamania światła związków są powszechnie dostępne lub łatwe do wyznaczenia, zastosowanie tych wartości umożliwia wytworzenie stabilizowanych dyspersji bez zbędnego eksperymentowania. W celach jedynie ilustracyjnych, współczynniki załamania światła szeregu związków kompatybilnych z ujawnionymi dyspersjami podano w tabeli I.

Tabela I

Związek	Współczynnik załamania światła
HFA-134a	1,172
HFA-227	1,223
CFC-12	1,287
CFC-114	1,288
PFOB	1,305
Mannitol	1,333
Etanol	1,361
n-oktan	1,397
DMPC	1,43
Pluronic F-68	1,43
Sacharoza	1,538
Hydroksyetyloskrobia	1,54
Chlorek sodu	1,544

Zgodnie z warunkami kompatybilności składników dyspersji korzystne jest wytwarzanie dyspersji w przypadku gdy składniki różnią się współczynnikami załamania światła o mniej niż około 0,5. Oznacza to, że współczynnik załamania światła ośrodka zawiesiny powinien różnić się od współczynnika załamania światła związanego z perforowanymi cząstkami lub mikro strukturami w granicach do około 0,5. Należy ponadto wziąć pod uwagę, że współczynniki załamania światła ośrodka zawiesiny i cząstek można zmierzyć bezpośrednio, albo wyliczyć w sposób przybliżony na podstawie współczynników załamania światła podstawowych składników w każdej z odpowiednich faz. W przypadku perforowanych mikrostruktur podstawowy składnik można ustalić na podstawie udziałów w procentach wagowych. W przypadku perforowanych mikrostruktur podstawowy składnik będzie się zazwyczaj ustalać na podstawie udziałów w procentach objętościowych. W wybranych przypadkach wartość różnicy współczynników załamania światła będzie korzystnie wynosić poniżej około 0,45, około 0,4, około 0,35 lub nawet poniżej około 0,3. Z uwagi na to, że mniejsze różnice współczynników załamania światła sugerują większą trwałość dyspersji, w szczególnie korzystnych przypadkach różnice współczynników załamania światła wynoszą poniżej około 0,28, około 0,25, około 0,2, około 0,15 lub nawet poniżej około 0,1. Uważa się, że będzie można ustalić, które zaróbki będą wyjątkowo kompatybilne, bez zbędnego eksperymentowania. Na ostateczny wybór korzystnych zaróbek będą miały wpływ również inne czynniki, w tym biokompatybilność, dopuszczenie do stosowania, łatwość wytwarzania i koszty.

Jak to opisano powyżej, ograniczenie do minimum różnic gęstości pomiędzy cząstkami i fazą ciągłą w znacznym stopniu zależy od perforowanego i/lub pustego charakteru mikrostruktur, tak że

PL 195 212 B1 ośrodek zawiesiny stanowi większość objętości cząstek. Określenie „objętość cząstki odpowiada objętości ośrodka zawiesiny, która byłaby wyparta przez wprowadzone puste/porowate cząstki w przypadku gdyby były one pełne, czyli objętości określonej granicą cząstki. Dla jasności, oraz jak to opisano powyżej, takie napełnione płynem cząstkowe objętości można określić jako „wirtualne cząstki. Korzystnie średnia objętość skorupki lub matrycy z substancji bioaktywnej/zaróbki (czyli objętość ośrodka rzeczywiście wypartego przez perforowaną mikrostrukturę) stanowi mniej niż 70% średniej objętości cząstki (lub mniej niż 70% cząstki wirtualnej). Korzystniej objętość matrycy mikrocząstki stanowi mniej niż 50%, 40%, 30% lub nawet 20% średniej objętości cząstki. Szczególnie korzystnie średnia objętość skorupki/matrycy stanowi mniej niż 10%, 5%, 3% lub 1% średniej objętości cząstki. Należy wziąć pod uwagę, że udział objętości takiej matrycy lub skorupki w gęstości wirtualnej cząstki jest zazwyczaj niewielki, gdyż w przeważającym stopniu decyduje o niej znajdujący się w cząstce ośrodek zawiesiny. Oczywiście w wybranych przypadkach zaróbki stosowane do wytwarzania perforowanych mikrostruktur można dobrać tak, aby gęstość otrzymanej matrycy lub skorupki była zbliżona do gęstości otaczającego ośrodka zawiesiny.

Należy ponadto wziąć pod uwagę, że dzięki zastosowaniu takich mikrostruktur gęstość pozorna wirtualnych cząstek może zbliżyć się do gęstości ośrodka zawiesiny, co zasadniczo wyeliminuje siły przyciągające van der Waalsa. Ponadto, jak to zaznaczono uprzednio, składniki matrycy mikrocząstek korzystnie dobiera się tak, aby w miarę możliwości i przy uwzględnieniu innych czynników, przybliżyć się do gęstości ośrodka zawiesiny. Tak więc w korzystnych przypadkach różnica gęstości wirtualnych cząstek i ośrodka zawiesiny będzie wynosić poniżej około 0,6 g/cm³. Oznacza to, że średnia gęstość cząstek wirtualnych (określonych granicą matrycy) będzie różnić się od gęstości ośrodka zawiesiny w granicach do około 0,6 g/cm3. Korzystniej wirtualne cząstki i wybrany ośrodek zawiesiny będą różnić się o wartość do 0,5, 0,4, 0,3 lub 0,2 g/cm3. W wyjątkowo korzystnych przypadkach różnica gęstości będzie wynosić poniżej około 0,1,0,05, 0,01 lub nawet poniżej 0,005 g/cm3.

Oprócz wyżej wspomnianych zalet, zastosowanie pustych, porowatych cząstek umożliwia wytwarzanie swobodnie płynących dyspersji o zdecydowanie wyższych udziałach objętościowych cząstek w zawiesinie. Wytwarzanie znanych dyspersji przy udziałach objętościowych zbliżonych do bliskiego upakowania zazwyczaj powoduje zdecydowany wzrost właściwości lepkosprężystych dyspersji. Tego typu właściwości reologiczne nie są odpowiednie dla dyspersji stosowanych w urządzeniach IOD. Udział objętościowy cząstek można zdefiniować jako stosunek pozornej objętości cząstek (np. objętości cząstek) do całkowitej objętości układu. Każdy układ wykazuje maksymalną wartość udziału objętościowego frakcji wypełnienia. Przykładowo dla cząstki w prostym układzie regularnym maksimum frakcji wypełnienia wynosi 0,52, a w przypadku układu płaskocentrycznego regularnego/heksagonalnego ścisłego upakowania maksimum frakcji wypełnienia dochodzi do około 0,74. W przypadku cząstek niekulistych lub układów polidyspersyjnych wyliczone wartości są różne. W związku z tym maksymalny udział wypełnienia często uważa się za parametr empiryczny danego układu.

Jednakże nieoczekiwanie stwierdzono, że opisane porowate struktury nie wykazują niepożądanych właściwości lepkosprężystych, nawet przy wysokich udziałach objętościowych, zbliżonych do ścisłego upakowania. Przeciwnie, pozostają one swobodnie płynącymi zawiesinami o małej lepkości, o bardzo małej lub żadnej wytrzymałości plastycznej w porównaniu z analgicznymi zawiesinami zawierającymi pełne cząstki. Uważa się, że niska lepkość ujawnionych zawiesin jest spowodowana, co najmniej w znaczącej części, stosunkowo niskim przyciąganiem van der Waalsa pomiędzy wypełnionymi płynem, pustymi, porowa tymi cząstkami. Dzięki temu w wybranych przypadkach udział objętościowy ujawnionych dyspersji wynosi ponad około 0,3. W innych przypadkach wartość stopnia wypełnienia może wynosić od 0,3 do około 0,5 lub około 0,5 - 0,8, przy czym górne wartości zbliżają się do stanu ścisłego upakowania. Ponadto, z uwagi na to, że sedymentacja cząstek w sposób naturalny zmniejsza się, gdy udział objętościowy dochodzi do ścisłego upakowania, wytwarzanie stosunkowo stężonych dyspersji może ponadto doprowadzić do zwiększenia trwałości preparatu.

Jakkolwiek można wytwarzać stosunkowo stężone zawiesiny, czynniki stabilizujące działają z równym powodzeniem przy znacznie niższych objętościach wypełnienia. Należy wziąć pod uwagę, że dyspersje o niskich udziałach objętościowych są wyjątkowo trudne do stabilizowania znanymi sposobami. Natomiast opisane dyspersje zawierające perforowane mikrostruktury z substancją bioaktywną są wyjątkowo trwałe nawet przy niskich udziałach objętościowych. Zatem możliwe jest wytwarzanie i stosowanie stabilizowanych dyspersji, a zwłaszcza dyspersji do inhalacji, przy udziałach objętościowych poniżej 0,3. W pewnych korzystnych przypadkach udział objętościowy wynosi około 0,0001 - 0,3,

PL 195 212 B1 korzystniej 0,001 - 0,01. W jeszcze innych korzystnych stabilizowanych zawiesinach udział objętościowy wynosi około 0,01 - 0,1.

Perforowane mikrostruktury można także stosować do stabilizowania rozcieńczonych zawiesin mikronizowanych substancji bioaktywnych. W takich przypadkach perforowane mikrostruktury można dodawać w celu zwiększenia udziału objętościowego cząstek w zawiesinie, a tym samym zwiększenia trwałości zawiesiny i zapobiegania odstawaniu lub sedymentacji. Ponadto w takich przypadkach perforowane mikrostruktury mogą również zapobiegać zbliżaniu się (agregacji) mikronizowanych cząstek leku. Perforowane mikrostruktury w takich przypadkach nie muszą zawierać substancji bioaktywnej. Mogą być one wytworzone raczej wyłącznie z różnych zaróbek, w tym środków powierzchniowo czynnych.

Stabilizowane zawiesiny lub dyspersje można wytwarzać przez dyspergowanie mikrostruktur w wybranym ośrodku zawiesiny, który można następnie umieścić w pojemniku lub zbiorniku. W takim przypadku stabilizowane preparaty według wynalazku można wytwarzać po prostu przez połączenie składników w wystarczającej ilości, tak aby osiągnąć wymagane końcowe stężenie dyspersji. Choć mikrostruktury dają się łatwo dyspergować bez użycia energii mechanicznej, zastosowanie energii w celu ułatwienia dyspergowania (np. w postaci ultradźwięków) jest dopuszczalne, zwłaszcza przy wytwarzaniu trwałych emulsji i emulsji odwrotnych. Alternatywnie składniki można zmieszać przez proste potrząsanie lub z użyciem mieszania innego typu. Proces korzystnie prowadzi się w warunkach bezwodnych, aby wyeliminować jakiekolwiek niekorzystne działanie wilgoci na trwałość zawiesiny. Po wytworzeniu dyspersja wykazuje zmniejszoną podatność na flokulację i sedymentację.

Jak to zaznaczono w opisie, dyspersje są korzystnie stabilizowane. W ogólnym znaczeniu określenie „stabilizowana dyspersja będzie oznaczać dowolną dyspersję, która jest odporna na agregację, flokulację lub odstawanie, w stopniu niezbędnym do zapewnienia skutecznego podawania substancji bioaktywnej. Choć wiadomo, że istnieje szereg sposobów, które można stosować do oceny trwałości danej dyspersji, korzystny sposób polega na określaniu czasu odstawania lub sedymentacji metodą fotosedymentacji dynamicznej. Jak to przedstawiono w przykładzie VII i na fig. 2, zgodnie z korzystnym sposobem zawiesinę cząstek poddaje się wirowaniu i mierzy się absorbancję zawiesiny w funkcji czasu. Szybki spadek absorbancji świadczy o złej trwałości zawiesiny. Uważa się, że będzie można przystosować tę procedurę do konkretnych zawiesin, bez zbędnego eksperymentowania.

W opisie czas odstawania określa się jako czas, w którym zawieszone cząstki leku podejdą do 1/2 objętości ośrodka zawiesiny. Podobnie czas sedymentacji można określić jako czas, w którym cząstki osiądą do 1/2 objętości ciekłego ośrodka. Oprócz zastosowania opisanej powyżej techniki fotosedymentacji stosunkowo prosty sposób określania czasu odstawania preparatów polega na umieszczeniu zawiesiny cząstek w zamkniętej szklanej fiolce. Fiolki miesza się lub wytrząsa w celu otrzymania stosunkowo jednorodnych dyspersji, po czym odstawia się i obserwuje za pomocą odpowiedniego przyrządu lub wzrokowo. Następnie rejestruje się czas niezbędny do tego, aby cząstki zawiesiny podeszły do 1/2 objętości ośrodka zawiesiny (czyli podniosły się do górnej połowy ośrodka zawiesiny), albo osiadły do 1/2 objętości (czyli opadły do dolnej 1/2 ośrodka). Preparaty zawiesinowe o czasie odstawania powyżej 1 minuty są korzystne i odznaczają się odpowiednią trwałością. Korzystniej stabilizowane dyspersje wykazują czas odstawania ponad 1,2, 5, 10, 15, 20 lub 30 minut. Szczególnie korzystne stabilizowane dyspersje wykazują czas odstawania ponad 1, 1,5, 2, 2,5 lub 3 godziny. Zasadniczo równoważne okresy czasu sedymentacji stanowią oznakę kompatybilnych dyspersji.

Jak to zaznaczono powyżej, stabilizowane dyspersje można korzystnie podawać do nosa lub płucnych kanałów powietrznych pacjenta w postaci aerozolu, np. z inhalatora z odmierzaną dawką. Zastosowanie takich stabilizowanych preparatów zapewnia doskonałą powtarzalność dawki i zwiększone osadzanie w płucach, jak to opisano powyżej. Aparaty typu IOD są dobrze znane i mogą z powodzeniem być stosowane do podawania zastrzeżonych dyspersji bez zbędnego eksperymentowania. IOD uaktywniane oddechem, a także te aparaty, obejmujące innego typu usprawnienia, które zostały lub zostaną opracowane, również pasują do opisanych stabilizowanych dyspersji. Jednakże należy podkreślić, że w korzystnych przypadkach stabilizowane dyspersje można będzie podawać z urządzeń IOD wieloma różnymi drogami, takimi jak, ale nie wyłącznie, podawanie miejscowe, do nosa, do płuc lub doustne. Takie sposoby są dobrze znane, a procedury dawkowania i podawania można łatwo dopasować do stabilizowanych dyspersji.

Kanisterki do IOD zawierają zazwyczaj pojemnik lub zbiornik, który może wytrzymać prężność par stosowanego propelenta, taki jak butelka z tworzywa sztucznego lub szkła powleczonego tworzywem sztucznym lub, korzystnie, puszka metalowa, np. puszka aluminiowa, która może być ewentualnie anodyzowana, powleczona lakierem i/lub powleczona tworzywem sztucznym, który to pojemnik

PL 195 212 B1 jest zamknięty zaworem dozującym. Zawory dozujące są skonstruowane tak, aby dozować przy każdym uruchomieniu odmierzoną ilość preparatu. Zawory zawierają uszczelki zapobiegające ulatnianiu propelenta przez zawór. Uszczelka może być wykonana z dowolnego odpowiedniego elastomerycznego materiału, np. z polietylenu o małej gęstości, kauczuku chlorobutylowego, białych i czarnych kauczuków butadienowo/akrylonitrylowych, kauczuku butylowego lub neoprenu. Takie zawory są dostępne w handlu od producentów dobrze znanym w przemyśle aerozolowym, np. z Valois, Francja (np. DF10, DF30, DF 31/50 ACT, DF60), Bespak plc, LTK (np. BK300, BK 356) oraz 3M-Neotechnic Ltd., LIK (np. Spraymiser).

Do każdego napełnionego kanisterka przymocowuje się odpowiedni element prowadzący lub element spustowy, tak aby użyć go jako inhalator z odmierzaną dawką, do podawania leku do płuc lub do jamy nosowej pacjenta. Odpowiedni element prowadzący obejmuje np. zaworowy element spustowy i cylindryczny lub stożkowaty kanał, przez który lek może być podawany z napełnionego kanisterka poprzez zawór dozujący, do nosa lub ust pacjenta, np. ustnikowy element spustowy. Inhalatory z odmierzaną dawką skonstruowane są w taki sposób, aby dozować ustaloną dawkę leku na jedno uruchomienie, taką jak np. dawka w zakresie od 10 do 5000 pg substancji bioaktywnej/uruchomienie. Zazwyczaj jednorazowo naładowany kanisterek umożliwi podanie dziesiątek lub nawet setek porcji lub dawek.

W odniesieniu do IOD zaletą jest to, że można zastosować dowolny biokompatybilny ośrodek zawiesiny o odpowiedniej prężności par, działający jako propelent. Szczególnie korzystne są te ośrodki zawiesiny, które można zastosować w inhalatorze z odmierzaną dawką. Oznacza to, że są one zdolne do tworzenia aerozoli po uruchomieniu zaworu dozującego i związanego z tym zwolnienia ciśnienia. Z reguły wybrany ośrodek zawiesiny powinien być biokompatybilny (czyli stosunkowo nietoksyczny) oraz nie reagujący z zawieszonymi perforowanymi mikrostrukturami, zawierającymi substancję bioaktywną. Korzystnie ośrodek zawiesiny nie będzie działać zasadniczo jako rozpuszczalnik jakiegokolwiek składnika wprowadzonego do perforowanych mikrokulek. W wybranych przypadkach stosuje się ośrodki zawiesiny wybrane z grupy obejmującej związki fluorowęglowe (również podstawione atomami innych chlorowców), wodorofluoroalkany, związki perfluorowęglowe, węglowodory, alkohole, etery, oraz ich mieszaniny. Ośrodek zawiesiny może stanowić mieszaninę różnych związków dobranych tak, aby osiągnąć określone właściwości.

Do szczególnie odpowiednich propelentów do stosowania w ośrodkach zawiesiny do IOD należą te propelenty gazowe, które można upłynnić pod ciśnieniem w temperaturze pokojowej i które w wyniku inhalacji lub stosowania miejscowego są bezpieczne, toksykologicznie obojętne i nie wywołują skutków ubocznych. Jako kompatybilny propelent można stosować dowolny węglowodór, związek fluorowęglowy, związek fluorowęglowy zawierający atomy wodoru, albo mieszaniny takich związków o prężności par wystarczającej do skutecznego wytworzenia aerozoli w wyniku uruchomienia inhalatora z odmierzaną dawką. Propelenty zazwyczaj określane jako wodorofluoroalkany lub HFA są szczególnie odpowiednie. Do odpowiednich propelentów należą np. krótkołańcuchowe węglowodory, związki Cm chlorofluorowęglowe, zawierające atomy wodoru, takie jak CH₂ClF, CCl₂F₂CHClF, CF3CHCF, CHF2CCF2, CHCFCHF2, CF3CH2Cl i CCF2CH3; związki Cm fluorowęglowe, zawierające atomy wodoru (czyli HFA), takie jak CHF2CHF2, CF3CH2F, CHF2CH3 i CF3CHFCF3; oraz związki fluorowęglowe, takie jak CF3CF3 i CF3CF2CF3. Korzystnie jako propelent stosuje się pojedynczy związek perfluorowęglowy lub związek fluorowęglowy, zawierający atomy wodoru. Do szczególnie korzystnych propelentów należy 1,1,1,2-tetrafluoroetan (CF3CH2F) (HFA-134a) i 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoro-n-propan (CF3CHFCF3) (HFA-227), perfluoroetan, monochlorodifluorometan, 1,1-difluoroetan, oraz ich mieszaniny. Pożądane jest, aby preparaty nie zawierały składników, które zubożają stratosferę w ozon. W szczególności pożądane jest, aby preparaty były zasadniczo wolne od związków chlorofluorowęglowych, takich jak CChF, CChF2 i CFaCCh.

Do konkretnych związków fluorowęglowych lub klas związków fluorowanych, które są przydatne w ośrodkach zawiesin, należą, ale nie wyłącznie, fluoroheptan, fluorocykloheptan, fluorometylocykloheptan, fluoroheksan, fluorocykloheksan, fluoropentan, fluorocyklopentan, fluorometylocyklopentan, fluorodimetylocyklopentany, fluorometylocyklobutan, fluorodimetylocyklobutan, fluorotrimetylocyklobutan, fluorobutan, fluorocyklobutan, fluoropropan, fluoroetery, fluorowane polietery i fluorotrietyloaminy. Związki te można stosować pojedynczo lub w mieszaninie z bardziej lotnymi propelentami. Znaczącą zaletę takich związków stanowi to, że są one zasadniczo przyjazne dla środowiska i niereaktywne pod względem biologicznym.

Oprócz wymienionych powyżej związków fluorowęglowych i wodorofluoroalkanów, różne związki chlorofluorowęglowe i podstawione związki fluorowane można również stosować jako ośrodki zaPL 195 212 B1 wiesiny. Można stosować takie związki jak FC-11 (CCI3F), FC-11B1 (CBrChF), FC-11B2 (CBrgCiF), FC12B2 (CF2Br2), FC21 (CHCI2F), FC21B1 (CHBrCIF), FC-21B2 (CHB^F), FC-31B1 (C^BrF), FC113A (CCI3CF3), FC-122 (CCI2F2CHCI2), FC-123 (CF3CHCI2), FC-132 (CHCIFCHCIF), FC-133 (CHCIFCHF2), FC-141 (CH2CICHCIF), FC-141B (CCI2FCH3), FC-142 (CHF2CH2CI), FC-151 (CH2FCH2CI), FC-152 (CH2FCH2F), FC-1112 (CCIF=CCIF), FC-1121 (CHCI=CFCI) i FC-1131 (CHCI=CHF), pomimo możIiwych obaw związanych z ochroną środowiska. DIatego też każdy z tych związków można zastosować, pojedynczo Iub w mieszaninie z innymi związkami (np. z mniej Iotnymi związkami fIuorowęgIowymi) do wytwarzania stabiIizowanych dyspersji do wdychania.

Poza wymienionymi rozwiązaniami stabiIizowane dyspersje można również stosować w połączeniu z nebuIizatorami w ceIu wytworzenia Ieku w postaci aerozoIu, który można podawać do płucnych kanałów powietrznych wymagającego tego pacjenta. NebuIizatory są dobrze znane i mogą być z powodzeniem zastosowane do podawania opisanych dyspersji, bez zbędnego eksperymentowania. NebuIizatory uaktywniane oddechem, a także te aparaty, obejmujące innego typu usprawnienia, które zostały Iub zostaną opracowane, również mogą być stosowane do podawania stabiIizowanych dyspersji.

Działanie nebuIizatora poIega na wytwarzaniu aerozoIu, czyIi na przeprowadzaniu cieczy w masie w małe kropeIki zawieszone we wdychanym gazie. Podawany (korzystnie do płucnych kanałów powietrznych) Iek w postaci aerozoIu będą stanowić drobne kropeIki ośrodka zawiesiny, połączone z perforowanymi mikrostrukturami zawierającymi substancję bioaktywną. StabiIizowane dyspersje będzie się zazwyczaj umieszczać w zbiorniku płynu, połączonym funkcjonaInie z nebuIizatorem. OkreśIone iIości podawanego preparatu, sposoby napełniania zbiornika itp., będą w znaczącym stopniu zaIeżeć od wyboru okreśIonego nebuIizatora, a także od wyobraźni fachowca. Oczywiście opisane preparaty według wynaIazku mogą być w pełni stosowane zarówno w nebuIizatorach jednodawkowych, jak i wieIodawkowych.

Tradycyjne, znane preparaty do rozpyIania stanowią zazwyczaj wodne roztwory wybranej substancji farmaceutycznej. W przypadku takich znanych preparatów do rozpyIania dawno stwierdzono, że rozkład wprowadzonej substancji terapeutycznej może znacząco zmniejszyć skuteczność. Przykładowo w przypadku zwykłych wodnych preparatów do wieIodawkowego nebuIizatora stały probIem stanowią zanieczyszczenia bakteryjne. Na dodatek rozpuszczony Iek może wytrącać się Iub uIegać degradacji w czasie, co niekorzystnie wpływa na profiI podawania. Dotyczy to zwłaszcza IabiInych biopoIimerów o dużej masie cząsteczkowej, takich jak enzymy Iub inne typy białek. Wytrącanie się wprowadzonej substancji bioaktywnej może doprowadzić do wzrostu cząstek, co powoduje znaczące zmniejszenie penetracji do płuc, a tym samym zmniejszenie biodostępności. Takie niezgodności w dawkowaniu znacząco zmniejszają skuteczność jakiegokoIwiek Ieczenia.

Obecnie te i inne probIemy można obejść dzięki dostarczeniu stabiIizowanych dyspersji z ośrodkiem zawiesiny, który korzystnie stanowi związek fluorowany (np. fIuorozwiązek, związek fIuorowęgIowy Iub związek perfluorowęgIowy). SzczegóInie korzystnie stosuje się fluorozwiązki, które są ciekłe w temperaturze pokojowej. Jak to zaznaczono powyżej, zastosowanie takich związków, jako fazy ciągłej Iub jako ośrodek zawiesiny, zapewnia szereg zaIet w porównaniu ze znanymi ciekłymi preparatami do inhaIacji. Od dawna dobrze wiadomo, że Iiczne fIuorozwiązki są bezpieczne i wykazują biokompatybiIność w płucach. Ponadto, w przeciwieństwie do roztworów wodnych fIuorozwiązki nie wpływają niekorzystnie na wymianę gazów po podaniu do płuc. Mogą one bowiem nawet poprawić wymianę gazów, oraz, z uwagi na ich unikatowe właściwości zwiIżające, fIuorozwiązki mogą zapewnić przedostanie się strumienia cząstek w postaci aerozoIu głębiej do płuc, a tym samym uIepszyć układ dozowania wymaganej substancji farmaceutycznej. Na dodatek stosunkowo niereaktywny charakter fluorozwiązków powoduje, że opóźniają one jakąkoIwiek degradację wprowadzonej substancji bioaktywnej. Ponadto wieIe fIuorozwiązków wykazuje również działanie bakteriostatyczne, w związku z czym zmniejsza prawdopodobieństwo wzrostu drobnoustrojów w stosowanych nebuIizatorach.

W każdym przypadku wytwarzanie aerozoIu z udziałem nebuIizatora wymaga doprowadzenia energii w ceIu zwiększenia powierzchni kropeIek i, w pewnych przypadkach, zapewnienia transportu rozpyIonego Iub przeprowadzonego w stan aerozoIu Ieku. Jeden ze znanych sposobów przeprowadzania w postać aerozoIu poIega na wypychaniu strumienia płynu, tak aby wytrysnął on z dyszy i utworzył kropeIki. W przypadku podawania z nebuIizatora dodatkowa energia zwykIe zużywana na wytworzenie kropeIek, które są na tyIe małe, aby zostały przeniesione głęboko do płuc. W związku z tym wymagany jest dodatek energii, dostarczanej np. przez strumień gazu o dużej prędkości Iub przez kryształ piezoeIektryczny. Dwa popuIarne typy nebuIizatorów, nebuIizatry strumieniowe i nebuIi30

PL 195 212 B1 zatory naddźwiękowe, są oparte na wyżej wymienionych sposobach dostarczania dodatkowej energii do płynu podczas jego rozpylania.

W odniesieniu do dopłucnego podawania substancji bioaktywnych do krążenia układowego, za pomocą nebulizatora, prowadzone obecnie badania skoncentrowane są na stosowaniu przenośnych, ręcznych nebulizatorów ultradźwiękowych, określanych również jako urządzenia do odmierzania roztworu. Takie urządzenia, ogólnie znane pod nazwą nebulizatorów jednobolusowych przeprowadzają w aerozol pojedynczy bolus leku w roztworze wodnym, o wielkości cząstek zapewniającej doprowadzenie głęboko do płuc, w jednym lub dwóch oddechach. Urządzenia te dzielą się na 3 ogólne kategorie. Pierwszą kategorię stanowią czysto piezoelektryczne nebulizatory jednobolusowe, takie jak nebulizatory, które opisali Mutterlein i inni (J. Aerosol Med. 1988, 1:231). W innej kategorii wymaganą chmurę aerozolu można wytworzyć z mikrokanałowych jednobolusowych nebulizatorów z wyciskaniem, takich jak urządzenia opisane w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3812854. Na koniec, trzecia kategoria obejmuje urządzenia, których przykłady podali Robertson i inni (WO 92/11050), którzy opisali jednobolusowe nebulizatory z cyklicznym sprężaniem. Większość urządzeń jest aktywowana ręcznie, z tym że występują również pewne urządzenia aktywowane oddechem. Urządzenia aktywowane oddechem uwalniają aerozol, gdy urządzenie wyczuje inhalację pacjenta przez obwód. Urządzenia aktywowane oddechem mogą być również włączone w obwód wentylatora, tak aby uwalniać aerozol do strumienia powietrza stanowiącego gaz podawany pacjentowi do wdychania.

Bez względu na typ stosowanego nebulizatora, zaleta wynalazku związana jest z tym, że biokompatybilne niewodne związki można zastosować jako ośrodki zawiesiny. Korzystnie będą one zdolne do wytworzenia aerozolu w wyniku doprowadzenia do nich energii. Zasadniczo wybrany ośrodek zawiesiny powinien być biokompatybilny (czyli stosunkowo nietoksyczny) oraz nie reagujący z zawieszonymi perforowanymi mikrostrukturami, zawierającymi substancję bioaktywną. Korzystnie stosuje się ośrodki zawiesiny wybrane z grupy obejmującej fluorozwiązki, związki fluorowęglowe (również podstawione atomami innych chlorowców), związki perfluorowęglowe, dwublokowe związki fluorowęglowe/węglowodorowe, węglowodory, alkohole, etery, oraz ich mieszaniny. Ośrodek zawiesiny może stanowić mieszaninę różnych związków dobranych tak, aby osiągnąć określone właściwości. Ponadto perforowane mikrostruktury są korzystnie nierozpuszczalne w ośrodku zawiesiny, co zapewnia stabilizację cząstek leku i skuteczną ochronę wybranej substancji bioaktywnej przed degradacją, która mogłaby nastąpić przy długotrwałym przechowywaniu w roztworze wodnym. Korzystnie wybrany ośrodek zawiesiny jest bakteriostatyczny. Preparat zawiesinowy chroni również substancję bioaktywną przed degradacją podczas rozpylania.

Jak to zaznaczono powyżej, ośrodek zawiesiny może zawierać dowolny z wielu różnych związków, takich jak węglowodory, związki fluorowęglowe i dwublokowe związki węglowodoro/fluorowęglowe. Zazwyczaj stosowane węglowodory albo wysokofluorowane lub perfluorowane związki mogą stanowić związki liniowe, rozgałęzione lub cykliczne, nasycone lub nienasycone. Zwykłe strukturalne pochodne takich związków fluorowęglowych lub węglowodorów są także objęte zakresem wynalazku. W wybranych przypadkach takie całkowicie lub częściowo fluorowane związki mogą zawierać jedne lub większą liczbę heteroatomów i/lub atomów bromu lub chloru. Korzystnie takie fluorozwiązki zawierają 2-16 atomów węgla i należą do nich, ale nie wyłącznie, liniowe, cykliczne lub policykliczne perfluoroalkany, bis (perfluoroalkilo)alkeny, perfluorowane etery, perfluorowane aminy, bromki perfluoroalkilu i chlorki perfluoroalkilu, takie jak dichlorooktan. Do wyjątkowo korzystnych fluorowanych związków stosowanych w ośrodku zawiesiny mogą należeć bromek perfluorooktylu C₈F₁7Br (PFOB lub perflubron), dichlorofluorooktan CgH^Ch i wodorofluoroalkan, perfluorooktyloetan C₈H17C2H₅ (PFOE). W innych przypadkach zastosowanie perfluoroheksanu lub perfluoropentanu jako ośrodka zawiesiny jest szczególnie korzystne.

Ogólnie do przykładowych fluorozwiązków, które można stosować zgodnie z wynalazkiem, należą chlorowcowane fluorozwiązki (czyli C_nF2n-nX, XC_nF2nX, gdzie n = 2-10, X = Br, Cl lub I), a zwłaszcza 1-bromo-F-butan n-C4F9Br, 1-bromo-F-heksan (n-C6H13Br), 1-bromo-F-heptan (n-C/H^Br), 1,4-dibromo-F-butan i 1,6-dibromo-F-heksan. Inne przydatne bromowane fluorozwiązki ujawniono w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3975512. Korzystne są także konkretne fluorozwiązki zawierające podstawniki chlorowe, takie jak chlorek perfluorooktylu (n-CeH^Cl), 1,8-dichloro-F-oktan (n-CIC₈F16Cl), 1,6-dichloro-F-heksan (n-ClC-F-Cl) i 1,4-dichloro-F-butan (n-ClC₄F₈Cl).

Związki fluorowęglowe, związki fluorowęglowo-węglowodorowe i fluorozwiązki zawierające inne grupy łączące, takie jak estry, tioetery i aminy, są także przydatne jako ośrodki zawiesiny. Na przykład przydatne są związki o wzorach ogólnych CnF2n+1OC_mF2m+1 lub CnF2n+1CH=CHC_mF2m+1 (takie jak np.

PL 195 212 B1

C₄FgCH=CHC₄F9 (F-44E), i-CsFgC^CHCaFis (F-136E) i CaFisC^CHCeFis (F-66E)), gdzie n oraz m są takie same lub różne i oznaczają liczby całkowite około 2-12. Do przydatnych fluorowęglowowęglowodorowych dwublokowych i trójblokowych związków należą związki o wzorach ogólnych ^Cn^F2n+1-^Cm^H2m+1 ^{i C}n^F2n+^1Cm^H2m+¹, g^dzⁱe n = ²-¹² oraz m = ²-¹⁶, oraz ^CpH2^p+1-^Cn^F2n^Cm^H2m+1, g^dzⁱe p = 1-12, m = 1-12 oraz n = 2-12. Do korzystnych związków tego typu należą C8 ^F 17C2H5, ^C6^F 13^C10^H21^, C8F1/C₈H17, C6F13CH=CHC6H13 i C₈F17CH=CHC1₀H21. Mogą być także stosowane podstawione etery lub polietery (np. XCnF2nOCmF2mX, XCFOCnF2nOCF2X, gdzie n oraz m = 1-4, X = Br, Cl lub I) i dwublokowe lub trójblokowe etery fluorowęglowo-węglowodorowe (np. C_nF2n+1-O-C_mH2m+1, gdzie n = 2-10, m = 216, lub CpH2p+1-O-CnF2n-O-C_mH2m+1, gdzie p - 2-12, m = 1-12 oraz n = 2-12), a także CnF2n+1-O-C_mF2m-O-CpH2p+1, gdzie n, m oraz p = 1-12. Ponadto, w zależności od zastosowania, opisane dyspersje mogą również zawierać perfluoroalkilowane etery lub polietery.

Można również stosować policykliczne i cykliczne fluorozwiązki, takie jak C10F18 (F-dekalina lub perfluorodekalina) perfluoroperhydrofenantren, perfluorotetrametylocykloheksan (AP-144) i perfluoron-butylodekalina. Do dodatkowych przydatnych fluorozwiązków należą perfluorowane aminy, takie jak F-tripropyloamina („FTPA) i F-tributylo-amina („FTBA), F-4-metylooktahydrochinolizyna („FMOQ), FN-metylodekahydroizochinolina („FMIQ), F-N-metylodekahydrochinolina („FHQ), F-N-cykloheksylopirolidyna („FCHP) i F-2-butylotetrahydrofuran („FC-75 lub „FC-77). Do jeszcze innych przydatnych fluorowanych związków należą perfluorofenantren, perfluorometylodekalina, perfluorodimetyloetylocykloheksan, perfluorodimetylodekalina, perfluorodietylodekalina, perfluorometyloadamantan i perfluorodimetyloadamantan. Przydatne są także inne fluorozwiązki, zawierające niefluorowe podstawniki, takie jak wodorek perfluorooktylu i podobne związki o różnej liczbie atomów węgla. Różne inne modyfikowane fluorozwiązki są objęte ogólną definicją przydatnych fluorozwiązków, odpowiednich do stosowania zgodnie z wynalazkiem. Z tego względu każdy z powyższych związków można zastosować pojedynczo lub w mieszaninie z innymi związkami, do wytwarzania stabilizowanych dyspersji.

Do konkretnych związków fluorowęglowych lub klas związków fluorowanych, które mogą być przydatne jako ośrodki zawiesin, należą, ale nie wyłącznie, fluoroheptan, fluorocykloheptan, fluorometylocykloheptan, fluoroheksan, fluorocykloheksan, fluoropentan, fluorocyklopentan, fluorometylocyklopentan, fluorodimetylocyklopentany, fluorometylocyklobutan, fluorodimetylocyklobutan, fluorotrimetylocyklobutan, fluorobutan, fluorocyklobutan, fluoropropan, fluoroetery, fluorowane polietery i fluorotrietyloaminy. Związki takie są zasadniczo przyjazne dla środowiska i niereaktywne pod względem biologicznym.

Jakkolwiek dowolny płynny związek zdolny do wytworzenia aerozolu w wyniku doprowadzenia energii można zastosować zgodnie z wynalazkiem, to wybrane ośrodki zawiesiny będą korzystnie wykazywać prężność pary poniżej około 0,5 MPa, a korzystniej poniżej około 0,2 MPa. O ile nie zaznaczono tego inaczej, wszystkie podane prężności par mierzy się w 25°C. W innych przypadkach związki stanowiące korzystne ośrodki zawiesiny będą wykazywać prężność par w zakresie od około 670 Pa do około 0,1 MPa, przy czym korzystniejsze będą związki wykazujące prężność par w zakresie od około 1070 Pa do około 0,08 MPa, a wyjątkowo korzystne będą związki wykazujące prężności par w zakresie od około 1330 Pa do około 0,05 Pa. Takie ośrodki zawiesiny można będzie zastosować w nebulizatorach na sprężone powietrze, w nebulizatorach ultradźwiękowych lub w mechanicznych atomizerach, w celu zapewnienia skutecznej terapii wentylacyjnej. Ponadto bardziej lotne związki można mieszać ze składnikami o niższej prężności pary w celu otrzymania ośrodków zawiesiny o określonych właściwościach fizycznych, dobranych w celu zapewnienia jeszcze większej trwałości lub zwiększenia biodostępności zdyspergowanej substancji bioaktywnej.

Można również stosować nebulizatory zawierające ośrodki zawiesiny wrzące w wybranym zakresie temperatury w warunkach otoczenia (czyli pod ciśnieniem 0,1 MPa). Przykładowo korzystne będą związki stanowiące ośrodki zawiesiny o temperaturze wrzenia powyżej około 0°C, powyżej 5°C, powyżej 10°C, powyżej 15°C lub powyżej 20°C. W innych przypadkach związek stanowiący ośrodek zawiesiny może wykazywać temperaturę wrzenia równą 25°C lub wyższą albo równą 30°C lub wyższą. W jeszcze innych przypadkach wybrany związek stanowiący ośrodek zawiesiny może wrzeć w temperaturze ludzkiego ciała (czyli 37°C) lub wyższej, np. powyżej 45°C, 55°C, 65°C, 75°C, 85°C lub powyżej 100°C.

Należy wziąć pod uwagę, że poza urządzeniami IOD i nebulizatorami stabilizowane dyspersje można także stosować w połączeniu z technikami zakraplania ciekłej dawki lub ZCD. Zakraplanie ciekłej dawki obejmuje bezpośrednie podawanie stabilizowanej dyspersji do płuc. Bezpośrednie podawanie substancji bioaktywnych do płuc jest szczególnie skuteczne w leczeniu zaburzeń, zwłaszcza w przypadku gdy złe krążenie naczyniowe chorych części płuc zmniejsza skuteczność dożylnego po32

PL 195 212 B1 dawania leku. W przypadku ZCD stabilizowane dyspersje korzystnie stosuje się w połączeniu z częściowym wentylowaniem cieczą lub całkowitym wentylowaniem cieczą. Ponadto można wprowadzać terapeutycznie korzystną ilość fizjologicznie dopuszczalnego gazu (takiego jak tlenek azotu lub tlen) do mikrodyspersji farmaceutycznej, przed podaniem, w trakcie podawania lub potem.

W technice ZCD dyspersje można podawać do płuc za pomocą dopłucnego przewodu podającego. Określenie „dopłucny przewód podający jest tu użyte w szerokim znaczeniu i obejmuje dowolne urządzenie lub aparat albo jego część, który zapewnia wkraplanie lub podawanie cieczy do płuc. W tym znaczeniu dopłucny przewód podający lub przewód podający oznacza dowolny otwór, prześwit, cewnik, rurkę, przewód, strzykawkę, element wykonawczy, ustnik, rurę wewnątrztchawiczą lub bronchoskop, które umożliwiają podawanie lub wkraplanie dyspersji co najmniej do części płucnych kanałów powietrznych wymagającego tego pacjenta. Przewód podający może, choć nie musi być połączony z wentylatorem cieczowym lub wentylatorem gazowym. W szczególnie korzystnych przypadkach przewód podający będzie stanowiła rura wewnątrztchawicza lub bronchoskop.

Dyspersje można podawać wentylowanym (czyli podłączonym do mechanicznego wentylatora) lub niewentylowanym pacjentom (czyli oddychającym samorzutnie). W związku z tym może być korzystne użycie lub włączenie mechanicznego wentylatora. Ponadto stabilizowane dyspersje można również stosować jako środek płuczący do usuwania złogów z płuc, lub do płukania w celach diagnostycznych. W każdym przypadku należy podkreślić, że wprowadzanie cieczy, zwłaszcza fluorozwiązków, do płuc pacjenta jest dobrze znane i może być stosowane bez zbędnego eksperymentowania.

Ośrodki zawiesiny nadające się do stosowania w technikach ZCD są podobne do podanych wyżej ośrodków do stosowania w nebulizatorach. W związku z tym ośrodki zawiesiny do dyspersji do stosowania w technikach ZCD są równoważne z ośrodkami wymienionymi powyżej w odniesieniu do nebulizatorów. W każdym przypadku w ZCD szczególnie korzystnie wybrany ośrodek zawiesiny będzie zawierać fluorozwiązek, który jest ciekły w warunkach otoczenia.

Opisane dyspersje korzystnie podaje się bezpośrednio do co najmniej części płucnych kanałów powietrznych ssaka. Określenia „bezpośrednie wkraplanie lub „bezpośrednie podawanie oznaczają wprowadzanie stabilizowanej dyspersji do jamy płucnej ssaka. Oznacza to, że dyspersję będzie się korzystnie podawać przez tchawicę pacjenta i do płuc, jako stosunkowo swobodnie płynącą ciecz przechodzącą przez przewód podający do płucnych kanałów powietrznych. W takim przypadku przepływ dyspersji może być wspomagany grawitacyjnie, albo może być wywołany przez wywarcie ciśnienia, np. za pomocą pompy lub przez naciśnięcie tłoka strzykawki. W każdym przypadku ilość podawanej dyspersji można monitorować za pomocą urządzeń mechanicznych, takich jak przepływomierze, albo wzrokowo.

Jakkolwiek stabilizowane dyspersje można podawać w objętości dochodzącej do funkcyjnej resztkowej pojemności (FRP) płuc pacjenta, to należy wziąć pod uwagę, że w wybranych przypadkach będzie się podawać do płuc o wiele mniejsze objętości (np. rzędu 1 ml lub poniżej). Na przykład, w zależności od leczonego zaburzenia, podawana objętość może być rzędu 1, 3, 5, 10, 20, 50, 100, 200 lub 500 ml. Korzystnie objętość cieczy będzie wynosić mniej niż 0,25 lub 0,5% FRP. Szczególnie korzystnie objętość cieczy wynosi 0,1% FRP lub poniżej. W przypadku podawania stosunkowo niewielkich objętości stabilizowanych dyspersji należy wziąć pod uwagę, że zwilżalność lub rozlewność ośrodka zawiesiny (zwłaszcza fluorozwiązków) może ułatwić równomierne rozprowadzenie substancji bioaktywnej w płucach. Jednakże w innych przypadkach korzystne może być podawanie zawiesin w objętościach powyżej 0,5, 0,75 lub 0,9% FRP. W każdym przypadku leczenie ujawnioną techniką ZCD stanowi nowy wariant w przypadku krytycznie chorych pacjentów podłączonych do mechanicznych wentylatorów, oraz stwarza nowe możliwości leczenia mniej chorych pacjentów poprzez podawanie przez bronchoskop.

Do stabilizowanych dyspersji dodawać można inne składniki. Przykładowo środki o działaniu osmotycznym, stabilizatory, środki chelatujące, bufory, modyfikatory lepkości, sole i cukry można dodawać w celu precyzyjnego ustalenia maksymalnej trwałości i łatwości podawania stabilizowanych dyspersji. Takie składniki można dodawać bezpośrednio do ośrodka zawiesiny, albo łączyć z perforowanymi mikrostrukturami lub wprowadzać do nich. Czynniki, takie jak sterylność, izotoniczność i biokompatybilność mogą decydować o zastosowaniu zwykłych dodatków do ujawnionych kompozycji. Zastosowanie takich środków jest dobrze znane, tak że konkretne ilości, stosunki i typy środków można łatwo ustalić empirycznie, bez zbędnego eksperymentowania.

Jakkolwiek stabilizowane dyspersje są szczególnie odpowiednie do podawania substancji bioaktywnych do płuc, to można je również zastosować do miejscowego lub układowego podawania

PL 195 212 B1 związków do dowolnego miejsca w organizmie. W związku z tym należy podkreślić, że korzystnie preparaty można podawać wieloma różnymi drogami, obejmującymi, ale nie wyłącznie, podawanie do przewodu żołądkowo-jelitowego, układu oddechowego, miejscowo, domięśniowo, śródotrzewnowo, donosowo, dopochwowo, doodbytniczo, dousznie, doustnie lub do oczu. Ogólnie stabilizowane dyspersje można także stosować do podawania leków miejscowo lub przez podawanie do jamy ciała innej niż płucna.

W szczególności jama ciała może być wybrana z grupy obejmującej otrzewną, jamę zatokową, odbyt, cewkę moczową, przewód żołądkowo-jelitowy, jamę nosową, pochwę, przewód słuchowy, jamę ustną, jamę policzkową i opłucną. Spośród innych wskazań stabilizowane dyspersje zawierające odpowiednią substancję bioaktywną (np. antybiotyk lub środek przeciwzapalny) można stosować do leczenia zakażeń oka, zapalenia zatok, zakażeń przewodu słuchowego, a nawet zakażeń lub zaburzeń przewodu żołądkowo-jelitowego. W tym ostatnim przypadku opisane dyspersje można stosować do selektywnego podawania substancji farmaceutycznych do wyściółki żołądka w celu leczenia zakażeń H. pylori lub innych zaburzeń związanych z wrzodami.

W odniesieniu do ujawnionych perforowanych mikrostruktur proszkowych i stabilizowanych dyspersji należy wziąć pod uwagę, że można je dogodnie dostarczać lekarzowi lub innemu specjaliście w dziedzinie ochrony zdrowia, w jałowym, wstępnym opakowaniu lub zestawie. W szczególności preparaty można dostarczać jako trwałe proszki lub wstępnie uformowane dyspersje, gotowe do podawania pacjentowi. Można je również dostarczać w postaci odrębnych składników, gotowych do zmieszania. W przypadku postaci gotowej do podawania proszki lub dyspersje można pakować w pojemniki lub zbiorniki jednorazowego użycia, a także w pojemniki lub zbiorniki wielokrotnego użycia. W każdym przypadku pojemnik lub zbiornik można połączyć z wybranym inhalatorem lub urządzeniem podającym, oraz zastosować w opisany sposób. W przypadku dostarczania pojedynczych składników (np. jako proszkowe mikrokulki oraz jako surowy ośrodek zawiesiny) stabilizowane preparaty można następnie wytworzyć w dowolnym momencie przed użyciem przez proste połączenie zawartości pojemników, zgodnie ze wskazówkami. Dodatkowo takie zestawy mogą zawierać szereg gotowych do zmieszania, lub wstępnie zapakowanych jednostek dawkowanych, tak że użytkownik może je podawać zależnie od potrzeb.

Jakkolwiek wynalazek dotyczy proszków i stabilizowanych dyspersji do użycia w zastosowaniach farmaceutycznych, należy wziąć pod uwagę, że perforowane mikrostruktury i ujawnione dyspersje można stosować w wielu zastosowaniach niefarmaceutycznych, w których proszek dysperguje się i/lub przeprowadza w aerozol. W szczególności jest to przydatne zwłaszcza w przypadku gdy substancja czynna lub bioaktywna musi zostać rozpuszczona, zdyspergowana lub solubilizowana tak szybko, jak to jest możliwe. W wyniku zwiększenia powierzchni właściwej porowatych mikrocząstek lub przez wprowadzenie odpowiednich zaróbek, w podany sposób, osiągnie się zwiększenie dyspergowalności i/lub trwałości zawiesiny. Do środków, w przypadku których pożądane jest szybkie dyspergowanie należą, ale nie wyłącznie, detergenty, środki do zmywania naczyń, spożywcze środki słodzące, przyprawy, korzenie, detergenty do flotacji minerałów, środki zagęszczające, nalistne nawozy sztuczne, fitohormony, feromony owadzie, środki odstraszające owady, środki odstraszające dla zwierząt domowych, środki przeciw szkodnikom, środki grzybobójcze, środki dezynfekujące, środki zapachowe, dezodoranty itp.

Możliwe są zastosowania w przypadkach wymagających silnie rozdrobnionych cząstek w niewodnym ośrodku dyspergującym (np. stałym, ciekłym lub gazowym). Jak to wyjaśniono w opisie, zastosowanie perforowanych mikrostruktur do wytwarzania „homodyspersji ogranicza oddziaływania między cząstkami. W związku z tym perforowane mikrokulki i stabilizowane zawiesiny są szczególnie przydatne w zastosowaniach, których wymagają: nieorganiczne pigmenty, barwniki, tusze, farby, materiały wybuchowe, materiały pirotechniczne, adsorbenty, absorbenty, katalizatory, środki inicjujące nukleację, polimery, żywice, izolatory, wypełniacze itp. Zapewnia to korzyści w porównaniu ze znanymi preparatami w zastosowaniach, które wymagają przeprowadzania w stan aerozolu lub rozpylania. W takich zastosowaniach niefarmaceutycznych preparat może być w postaci ciekłej zawiesiny (np. w propelencie) lub jako suchy proszek. Korzystne zastosowania dotyczące ujawnionych perforowanych mikrostruktur obejmują, ale nie wyłącznie, preparaty do druku strumieniowego, powłoki proszkowe, farby do natryskiwania, środki przeciw szkodnikom do oprysku itp.

W takich przypadkach do wytwarzania perforowanych mikrocząstek np. z tuszem można stosować przykładowo żywice polimeryczne, takie jak kopolimer styren-butadien, kopolimer styren-izopren, kopolimer styren-akrylonitryl, kopolimer etylen-octan winylu, kopolimer etylen-akrylan, kopolimer ety34

PL 195 212 B1 len-kwas akrylowy, kopolimer etylen-akrylan metylu, kopolimer etylen-akrylan etylu, kopolimer związek winylowy-metakrylan metylu, kopolimer kwas akrylowy-metakrylan metylu i kopolimer chlorek winylu-octan winylu.

Poniżej opisano figury rysunku.

Figura 1A1 - 1F2 ilustrują zmiany w morfologii cząstek w funkcji stosunku fluorowęglowego poroforu do fosfolipidu (PFC/PC) w suszonym rozpryskowo strumieniu zasilającym. Mikrofotografie otrzymanej metodami skaningowej mikroskopii elektronowej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej wykazują, że bez użycia FC lub przy niskim stosunku PFC/PC otrzymane, suszone rozpryskowo mikrostruktury zawierające siarczan gentamycyny nie są ani znacząco puste, ani porowate. Natomiast przy wysokich stosunkach PFC/PC cząstki zawierają liczne pory, są zasadniczo puste i mają cienkie ścianki.

Figura 2 przedstawia trwałość zawiesiny cząstek gentamycyny w Perflubronie w funkcji stosunku PFC/PC w kompozycji lub porowatości cząstek. Porowatość cząstek zwiększa się ze wzrostem stosunku PFC/PC. Maksymalną stabilność zaobserwowano przy stosunku PFC/PC 3 - 15, zapewniającym korzystną morfologię w przypadku perflubronu jako ośrodka dyspergującego.

Figura 3 przedstawia obraz ze skaningowego mikroskopu elektronowego perforowanych mikrostruktur zawierających sól sodową kromolinu, ilustrujący korzystną pusto/porowatą morfologię.

Figura 4A - 4D przedstawiają fotografie ilustrujące zwiększoną trwałość dyspersji w czasie, w porównaniu z handlowym preparatem soli sodowej kromolinu (Intal®, Rhone-Poulenc-Rorer). Na zdjęciach preparat handlowy, po lewej stronie, szybko rozwarstwia się, podczas gdy dyspersja po prawej stronie, wytworzona sposobem ujawnionym w opisie, pozostaje trwała w dłuższym okresie czasu.

Figura 5 przedstawia wyniki badań in vitro w kaskadowym aparacie zderzeniowym Andersona, porównujących preparat w postaci pustych, porowatych cząstek z siarczanem albuterolu, podawanym z urządzenia IOD w HFA-134a, albo z przykładowego urządzenia ISP. Skuteczne dostarczanie cząstek zaobserwowano w przypadku obydwu urządzeń. Maksymalną ilość cząstek dostarczanych przez IOD zaobserwowano na czwartej płytce, co odpowiada podawaniu do górnych dróg oddechowych. Dostarczanie przez ISP powoduje znaczące osadzanie się cząstek w dalszych segmentach aparatu, co odpowiada lepszemu podawaniu doukładowemu in vivo.

Wynalazek ilustrują poniższe przykłady.

P r zykła d I

Wytwarzanie pustych, porowatych cząstek siarczanu gentamycyny drogą suszenia rozpryskowego

40-60 ml następującego roztworu przygotowano do suszenia rozpryskowego:

50% wag. uwodorniona fosfatydylocholina, E-100-3 (Lipoid KG, Ludwigshafen, Niemcy)

50% wag. siarczan gentamycyny (Amresco, Solon, OH)

Bromek perfluorooktylu Perflubron (NMK, Japonia)

Woda dejonizowana

Perforowane mikrostruktury zawierające siarczan gentamycyny otrzymano techniką suszenia rozpryskowego z użyciem suszarki rozpryskowej B-191 Mini Spray-Drier (Buchi, Flawil, Szwajcaria), w następujących warunkach: zasysanie: 100%, temperatura na wlocie 85°C; temperatura na wylocie 61°C; pompa zasilająca: 10%; N₂, przepływ: 2800 litrów/godzinę. Badano zmiany w porowatości proszku w funkcji stężenia poroforu.

Otrzymano emulsje związku fluorowęglowego w wodzie, bromku perfluorooktylu, zawierającej fosfatydylocholinę (PC) i siarczan gentamycyny w stosunku wagowym 1:1, zmieniając jedynie stosunek PFC/PC. 1,3 g uwodornionej fosfatydylocholiny z jaj zdyspergowano w 25 ml dejonizowanej wody w mikserze Ultra-Turrax (model T-25) przy szybkości 8000 obrotów/minutę przez 2-5 minut (T = 6070°C). Perflubron w ilości 0-40 g wkroplono w trakcie mieszania (T = 60-70°C). Po zakończeniu wkraplania emulsję związku fluorowęglowego w wodzie mieszano dodatkowo nie krócej niż przez 4 minuty. Otrzymaną zgrubną emulsję homogenizowano następnie w homogenizatorze Avestin (Ottawa, Kanada) pod ciśnieniem 103 MPa, 5 przejść. Siarczan gentamycyny rozpuszczono w około 4-5 ml wody dejonizowanej, po czym zmieszano z emulsją perflubronu bezpośrednio przed suszeniem rozpryskowym. Proszki gentamycyny otrzymano następnie przez suszenie rozpryskowe w warunkach opisanych powyżej. Otrzymano sypki, bladożółty proszek w przypadku wszystkich preparatów zawierających peflubron. Wydajność każdego z szeregu preparatów wynosiła 35 - 60%.

Przykład II

Morfologia suszonych rozpryskowo proszkowych preparatów siarczanu gentamycyny

Silną zależność morfologii proszków, stopnia porowatości, oraz wydajności produktu od stosunku PFC/PC zaobserwowano z zastosowaniem skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). Szereg

PL 195 212 B1 mikrofotografii SEM ilustrujących te obserwacje, oznaczonych symbolami 1A1-1F1, przedstawiono w kolumnie z lewej strony na fig. 1. Jak to wynika z tych mikrofotografii, porowatość i chropowatość powierzchni jest wysoce zależna od stężenia poroforu, przy czym chropowatość powierzchni oraz liczba i wielkość porów zwiększają się wraz ze wzrostem stosunku PFC/PC. Przykładowo z kompozycji nie zawierającej bromku perfluorooktylu otrzymano mikrostruktury, które okazały się silnie zaglomerowane i łatwo przylegają do powierzchni szklanej fiolki. Podobnie gładkie mikrocząstki o kulistym kształcie otrzymano przy stosunkowo niskim (stosunek PFC/PC = 1,1 lub 2,2) udziale poroforu. Wraz ze wzrostem stosunku PFC/PC porowatość i chropowatość powierzchni zdecydowanie zwiększają się.

Jak to wynika ze zdjęć w prawej kolumnie na fig. 1, pustość mikrostruktur także zwiększa się w wyniku wprowadzenia dodatkowego poroforu. W szczególności na szeregu mikrofotografii zaznaczonych symbolami od 1A2 do 1F2 pokazano przekroje przełomu mikrostruktur, wykonanych metodą transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM). Każdy z tych obrazów otrzymano z użyciem tego samego preparatu mikrostruktury, który użyto do wykonania odpowiedniej mikrofotografii SEM w kolumnie z lewej strony. Okazało się, że pustość i grubość ścianki otrzymanych perforowanych mikrostruktur jest zdecydowanie zależna od stężenia wybranego poroforu. Tak więc okazało się, że pustość preparatu zwiększa się, a grubość ścianek cząstek zmniejsza się w miarę wzrostu stosunku PFC/PC. Jak to wynika z fig 1A1-1C2, zasadniczo pełne struktury otrzymano z preparatów zawierających niewiele fluorowęglowego poroforu lub nie zawierających go wcale. I odwrotnie, perforowane mikrostruktury otrzymane przy stosunkowo wysokim stosunku PFC/PC, około 45 (fig. 1F2) są wyjątkowo puste i mają stosunkowo cienkie ścianki, o grubości od około 43,5 do 261 nm. Obydwa typy cząstek nadają się do stosowania zgodnie z wynalazkiem.

P r z y k ł a d III

Wytwarzanie suszonych rozpryskowo cząstek siarczanu gentamycyny z użyciem różnych poroforów ml następującego roztworu przygotowano do suszenia rozpryskowego:

50% wag. uwodorniona fosfatydylocholina, E-100-3 (Lipoid KG, Ludwigshafen, Niemcy)

50% wag. siarczan gentamycyny (Amresco, Solon, OH)

Woda dejonizowana

Porofory

Perfluorodekalina FDC (Air Products, Allenton PA)

Bromek perfluorooktylu, Perflubron (Atochem, Paryż, Francja)

Perfluoroheksan, PFH (3M, St. Paul, MN)

1,1,2-Trichlorotrifluoroetan, Freon 113 (Baxter, McGaw Park, IL)

Puste, porowate mikrokulki z modelowym lekiem hydrofilowym, siarczanem gentamycyny, otrzymano drogą suszenia rozpryskowego. Porofor w tych preparatach stanowił zemulgowany olej fluorowęglowy (FC). Emulsje otrzymano z użyciem następujących FC: PFH, Freon 113, Perflubron i FDC. 1,3 g uwodornionej fosfatydylocholiny z jaj zdyspergowano w 25 ml dejonizowanej wody w mikserze Ultra-Turrax (model T-25) przy szybkości 8000 obrotów/minutę przez 2-5 minut (T = 60-70°C). FC w ilości 25 g wkroplono w trakcie mieszania (T = 60-70°C). Po zakończeniu wkraplania emulsję FC w wodzie mieszano łącznie nie krócej niż przez 4 minuty. Otrzymaną zgrubną emulsję homogenizowano następnie w homogenizatorze Avestin (Ottawa, Kanada) pod ciśnieniem 103 MPa, 5 przejść. Siarczan gentamycyny rozpuszczono w około 4-5 ml wody dejonizowanej, po czym zmieszano z emulsją FC. Proszki gentamycyny otrzymano przez suszenie rozpryskowe (Buchi, B-191 Mini SprayDrier). Każdą emulsję wprowadzano z szybkością 2,5 ml/minutę. Temperatury na wlocie i wylocie suszarki rozpryskowej wynosiły odpowiednio 85 i 55°C. Przepływ powietrza rozpylającego i przepływ zasysający wynosiły odpowiednio 2800 l/godzinę i 100%.

Sypki, bladożółty proszek otrzymano w przypadku wszystkich preparatów. Otrzymano różne proszkowe preparaty siarczanu gentamycyny o średniej objętościowo ważonej średnicy cząstek w zakresie 1,52 - 4,91 pm.

P r z y k ł a d IV

Wpływ poroforu na morfologię suszonych rozpryskowo proszkowych preparatów siarczanu gentamycyny.

Zaobserwowano silną zależność morfologii cząstek, porowatości i wydajności (ilości proszku wychwyconego w cyklonie) od temperatury wrzenia poroforu. Proszki otrzymane w przykładzie III obserwowano z użyciem skaningowego mikroskopu elektronowego. W wyniku suszenia emulsji fluorozwiązku (FC) o temperaturze wrzenia poniżej 55°C (temperatura wylotowa) (np. w przypadku perfluoroheksanu (PFH) lub Freonu 113) otrzymano bezkształtne (pomarszczone, zapadnięte) proszki, za36

PL 195 212 B1 wierające niewiele porów lub całkowicie bez porów. Jednakże z emulsji formułowanych z użyciem FC o wyższej temperaturze wrzenia (np. perflubronu, perfluorodekaliny, FDC) otrzymano kuliste, porowate cząstki. W przypadku proszków otrzymanych z użyciem poroforów o wyższej temperaturze wrzenia uzyskana wydajność była ponadto około 2 razy wyższa niż dla proszków otrzymanych z użyciem poroforów o stosunkowo niskiej temperaturze wrzenia. Wybrane porofory i ich temperaturę wrzenia podano w tabeli II.

Tabel a II

Porofor	Temperatura wrzenia (°C)
Freon 113	47,6
PFH	56
FDC	141
Perflubron	141

Przykład IV ilustruje, że właściwości fizyczne poroforu (np. temperatura wrzenia) znacznie wpływają na zdolność do wytwarzania perforowanych mikrostruktur. Szczególną zaletę wynalazku stanowi możliwość zmieniania morfologii mikrostruktury i porowatości poprzez modyfikację warunków i charakteru poroforu.

P r zykła d V

Wytwarzanie suszonych rozpryskowo cząstek siarczanu albuterolu z użyciem różnych poroforów

185 ml następującego roztworu przygotowano do suszenia rozpryskowego:

49% wag. uwodorniona fosfatydylocholina, E-100-3 (Lipoid KG, Ludwigshafen, Niemcy)

50% wag. siarczan albuterolu (Accurate Chemical, Westbury, NY)

1% wag. Poloxameru 188, gatunek NF (Mount Olive, NJ)

Woda dejonizowana

Porofory

Perfluorodekalina FDC (Air Products, Allenton PA)

Bromek perfluorooktylu, Perflubron (Atochem, Paryż)

Perfluorobutyloetan F4H2 (F-Tech, Japonia)

Perfluorotributyloamina FTBA (3M, St. Paul, MN)

Proszkowy preparat siarczanu albuterolu otrzymano przez suszenie rozpryskowe z użyciem suszarki rozpryskowej B-191 Mini Spray-Drier (Buchi, Flawil, Szwajcaria), w następujących warunkach:

zasysanie: 100% temperatura na wlocie 85°C temperatura na wylocie 61°C pompa zasilająca: 2,5 ml/minutę przepływ N2: 47 l/minutę

Roztwór zasilający otrzymano przez zmieszanie roztworów A i B przed suszeniem rozpryskowym.

Roztwór A: 20 g. Wody użyto do rozpuszczenia 1,0 g siarczanu albuterolu i 0,021 g poloxameru 188.

Roztwór B stanowi emulsja związku fluorowęglowego w wodzie, stabilizowana fosfolipidem, którą otrzymano w następujący sposób. Uwodornioną fosfatydylocholinę (1,0 g) zhomogenizowano w 150 g gorącej wody dejonizowanej (T = 50-60°C) w mikserze Ultra-Turrax (model T-25) przy szybkości 8000 obrotów/minutę przez 2-5 minut (T = 60-70°C). Perflubron (Atochem, Paryż, Francja) w ilości 25 g wkroplono w trakcie mieszania. Po zakończeniu wkraplania emulsję związku fluorowęglowego w wodzie mieszano przez co najmniej przez 4 minuty. Otrzymaną emulsję poddano następnie obróbce w homogenizatorze Avestin (Ottawa, Kanada) pod ciśnieniem 124 MPa, 5 przejść. Roztwory A i B połączono i wprowadzono do suszarki rozpryskowej w warunkach opisanych powyżej. Sypki, biały proszek zebrano w separatorze cyklonowym, stanowiącym zwykłe wyposażenie tego typu suszarki rozpryskowej. Otrzymano proszkowy preparat siarczanu albuterolu o średniej objętościowo ważonej średnicy cząstek w zakresie 1,28 - 2,77 pm, oznaczonej w aparacie Aerosizer (Amherst Process Instruments, Amherst, MA).

Pod mikroskopem SEM suszone rozpryskowo proszkowe preparaty siarczanu albuterolu były kuliste i silnie porowate.

Przykład V wykazuje ponadto, że do wytwarzania perforowanych mikrocząstek można zastosować wiele różnych poroforów. Szczególną zaletę wynalazku stanowi możliwość zmieniania morfologii

PL 195 212 B1 mikrostruktury i porowatości poprzez modyfikację składem i warunkami suszenia rozpryskowego. Ponadto z przykładu V wynika, że wynalazek umożliwia wytwarzanie wielu różnych cząstek, oraz że skutecznie można wprowadzić do nich wiele różnych substancji farmaceutycznych.

P r z y k ł a d VI

Wytwarzanie pustych porowatych proszków drogą suszenia rozpryskowego emulsji gaz w wodzie

Następujące roztwory otrzymano z użyciem wody do iniekcji.

Roztwór 1

3,90% wag./obj. m-HES hydroksyetyloskrobia (Ajinomoto, Tokio, Japonia)

3,25% wag./obj. chlorku sodu (Malinckrodt, St. Louis, MO)

2,83% wag./obj. dwuzasadowego fosforanu sodu (Malinckrodt, St. Louis, MO)

0,42% wag./obj. monozasadowego fosforanu sodu (Malinckrodt, St. Louis, MO)

Roztwór 2

0,45% wag./obj Poloxamer 188 (BASF, Mount Olive, NJ)

1,35% wag./obj. uwodornionej fosfatydylocholiny z jaj EPC-3 (Lipoid KG, Ludwigshafen, Niemcy).

Składniki roztworu 1 rozpuszczono w ciepłej wodzie z użyciem płytki mieszającej. Środki powierzchniowo czynne w roztworze 2 zdyspergowano w wodzie w mieszarce o intensywnym ścinaniu. Roztwory połączono, po czym przeprowadzono emulgowanie i nasycanie azotem przed suszeniem rozpryskowym.

Otrzymano suchy, sypki produkt w postaci pustych kulek, o średniej średnicy cząstek 2,6 ± 1,5 pm. SEM wykazała, że cząstki były kuliste i porowate.

Przykład ten ilustruje, że do wytwarzania mikrostruktur o żądanej morfologii można zastosować wiele poroforów (w danym przypadku azot). W rzeczywistości jedną z podstawowych zalet wynalazku stanowi możliwość zmieniania warunków wytwarzania, tak aby zachować aktywność biologiczną (np. białek), lub otrzymać mikrostruktury o wybranej porowatości.

P rz y k ł a d VII

Trwałość zawiesiny suszonych rozpryskowo proszkowych preparatów siarczanu gentamycyny

Trwałość zawiesiny określono jako odporność proszków na odstawanie w niewodnym ośrodku metodą fotosedymentacji dynamicznej. Każdą próbkę zdyspergowano w Perflubronie w stężeniu 0,8 mg/ml. Szybkość odstawania mierzono z użyciem fotosedymentacyjnego analizatora wielkości cząstek Horiba CAPA-700 (Irvin, CA), w następujących warunkach:

D(max) 3,00 pm

D(min) 0,30 pm

D(dyw) 0,10 pm

Szybkość rotora 3000 obrotów/minutę

X: 10 mm

Zawiesiny cząstek poddawano wirowaniu i mierzono absorbancję zawiesiny w funkcji czasu. Szybki spadek absorbancji świadczy o złej trwałości zawiesiny. Wykonano wykres absorbancji w funkcji czasu i powierzchnię pod krzywą scałkowano w przedziale od 0,1 do 1 minuty, który przyjęto jako przedział dla pomiaru względnej trwałości. Na fig. 2 przedstawiono graficznie trwałość zawiesiny w funkcji stosunku PFC/PC lub porowatości. W tym przypadku stwierdzono, że porowatość proszku zwiększa się ze wzrostem stosunku PFC/PC. Maksymalną trwałość zaobserwowano w przypadku preparatów o stosunkach PFC/PC od 3 do 15. W większości przypadków takie kompozycje zachowują trwałość przez okresy ponad 30 minut przy obserwacji wzrokowej. Poza tym zakresem zawiesiny szybko ulegały flokulacji, co wskazuje na zmniejszoną trwałość. Podobne wyniki zaobserwowano w przypadku metody wyznaczania udziału kożucha, w której stwierdzono, że w zawiesinach o stosunkach PFC/PC od 3 do 15 stwierdzono mniejszą grubość kożucha, co wskazuje na korzystną trwałość zawiesiny.

P rz y k ł a d VIII

Wytwarzanie pustych, porowatych cząstek siarczanu albuterolu drogą suszenia rozpryskowego

Puste, porowate cząstki siarczanu albuterolu otrzymano przez suszenie rozpryskowe z użyciem suszarki B-191 Mini Spray-Drier (Buchi, Flawil, Szwajcaria), w następujących warunkach: zasysanie: 100%; temperatura na wlocie 85°C; temperatura na wylocie 61°C; pompa zasilająca: 10%; przepływ N2: 2800 l/godzinę. Roztwór zasilający otrzymano przez zmieszanie roztworów A i B przed suszeniem rozpryskowym.

Roztwór A: 20 g. Wody użyto do rozpuszczenia 1,0 g siarczanu albuterolu (Accurate Chemical, Westbury, NY) i 0,021 g poloxameru 188, gatunek NF(BASF, Mount Olive, NJ).

Roztwór B stanowi emulsja związku fluorowęglowego w wodzie, stabilizowana fosfolipidem, którą otrzymano w następujący sposób. Fosfolipid, 1 g EPC-100-3 (Lipoid KG, Ludwigshafen, Niemcy)

PL 195 212 B1 zhomogenizowano w 150 g gorącej wody dejonizowanej (T = 50-60°C) w mikserze Ultra-Turrax (model T-25) przy szybkości 8000 obrotów/minutę przez 2-5 minut (T = 60-70°C). Bromek perfluorooktylu (Atochem, Paryż, Francja) w ilości 25 g wkroplono w trakcie mieszania. Po zakończeniu wkraplania emulsję związku fluorowęglowego w wodzie mieszano przez okres nie krótszy niż 4 minuty. Otrzymaną zgrubną emulsję poddano następnie obróbce w homogenizatorze Avestin (Ottawa, Kanada) pod ciśnieniem 124 MPa, 5 przejść.

Roztwory A i B połączono i wprowadzono do suszarki rozpryskowej w warunkach opisanych powyżej. Sypki, biały proszek zebrano w separatorze cyklonowym. Otrzymano puste, porowate cząstki siarczanu albuterolu o średnich objętościowo ważonych średnicach cząstek 1,18 ± 1,42 pm, oznaczonych w aparacie Aerosizer (Amherst Process Instruments, Amherst, MA). Skaningowa mikroskopia elektronowa (SEM) wykazała, że proszki są kuliste i silnie porowate. Zmierzona gęstość nasypowa proszku wynosiła poniżej 0,1 g/cm³.

Powyższy przykład ilustruje uniwersalny charakter wynalazku w odniesieniu do układu podawania leku, co umożliwia skuteczne wprowadzanie dowolnej z wielu substancji farmaceutycznych. Ilustruje to dodatkowo następny przykład.

P rz y k ł a d IX

Wytwarzanie pustych, porowatych cząstek BDP drogą suszenia rozpryskowego

Perforowane mikrostruktury zawierające dipropionian beklometazonu (BDP) otrzymano przez suszenie rozpryskowe z użyciem suszarki B-191 Mini Spray-Drier (Buchi, Flawil, Szwajcaria), w następujących warunkach: zasysanie: 100%; temperatura na wlocie 85°C; temperatura na wylocie 61°C; pompa zasilająca: 10°%; przepływ N2: 2800 l/godzinę. Roztwór zasilający otrzymano przez zmieszanie 0,11 g laktozy z emulsją związku fluorowęglowego w wodzie, bezpośrednio przed suszeniem rozpryskowym. Emulsję otrzymano w sposób opisany poniżej.

mg BDP (Sigma Chemicals, St. Louis, MO), 0,5 g EPC-100-3 (Lipoid KG, Ludwigshafen, Niemcy), 15 mg oleinianu sodu (Sigma) i 7 mg poloxameru 188 (BASF, Mount Olive, NJ) rozpuszczono w 2 ml gorącego metanolu. Metanol następnie odparowano i otrzymano cienką błonę mieszaniny fosfolipid/steroid. Mieszaninę fosfolipid/steroid zdyspergowano następnie w, 64 g gorącej dejonizowanej wody (T = 50-60°C) w mikserze Ultra-Turrax (model T-25) przy szybkości 8000 obrotów/minutę przez 2-5 minut (T = 60-70°C). Bromek perfluorooktylu (Atochem, Paryż, Francja) w ilości 8 g wkroplono w trakcie mieszania. Po zakończeniu wkraplania emulsję mieszano przez okres nie krótszy niż 4 minuty. Otrzymaną zgrubną emulsję poddano następnie obróbce w homogenizatorze Avestin (Ottawa, Kanada) pod ciśnieniem 124 MPa, 5 przejść. Emulsję następnie zastosowano do wytwarzania strumienia zasilającego, który wysuszono rozpryskowo w warunkach opisanych powyżej. Sypki, biały proszek zebrano w separatorze cyklonowym. Zmierzona gęstość nasypowa proszku wynosiła poniżej 0,1 g/cm3.

P rz y k ł a d X

Wytwarzanie pustych, porowatych cząstek soli sodowej kromolinu drogą suszenia rozpryskowego

Perforowane mikrostruktury zawierające sól sodową kromolinu otrzymano przez suszenie rozpryskowe z użyciem suszarki B-191 Mini Spray-Drier (Buchi, Flawil, Szwajcaria), w następujących warunkach: zasysanie: 100%; temperatura na wlocie 85°C; temperatura na wylocie 61°C; pompa zasilająca: 10%; przepływ N2: 2800 l/godzinę. Roztwór zasilający otrzymano przez zmieszanie dwóch roztworów A i B bezpośrednio przed suszeniem rozpryskowym.

Roztwór A: 20 g. Wody użyto do rozpuszczenia 1,0 g soli sodowej kromolinu (Sigma Chemicals, St. Louis, MO) i 0,021 g poloxameru 188, gatunek NF (BASF, Mount Olive, NJ).

Roztwór B stanowi emulsja związku fluorowęglowego w wodzie, stabilizowana fosfolipidem, którą otrzymano w następujący sposób. Fosfolipid, 1 g EPC-100-3 (Lipoid KG, Ludwigshafen, Niemcy) zhomogenizowano w 150 g gorącej wody dejonizowanej (T = 50-60°C) w mikserze Ultra-Turrax (model T-25) przy szybkości 8000 obrotów/minutę przez 2-5 minut (T = 60-70°C). Perfluorodekalinę (Air Products, Allentown, PA) w ilości 27 g wkroplono w trakcie mieszania. Po zakończeniu wkraplania emulsję związku fluorowęglowego w wodzie mieszano przez co najmniej 4 minuty. Otrzymaną emulsję poddano następnie obróbce w homogenizatorze Avestin (Ottawa, Kanada) pod ciśnieniem 124 MPa, 5 przejść.

Roztwory A i B połączono i wprowadzono do suszarki rozpryskowej w warunkach opisanych powyżej. Sypki, bladożółty proszek zebrano w separatorze cyklonowym. Otrzymano puste, porowate cząstki soli sodowej kromolinu o średniej objętościowo ważonej średnicy cząstek 1,23 ± 1,31 pm, oznaczonej w aparacie Aerosizer (Amherst Process Instruments, Amherst, MA). Jak to pokazano na fig. 3, skaningowa mikroskopia elektronowa (SEM) wykazała, że proszki są puste i porowate. Zmierzona gęstość nasypowa proszku wynosiła poniżej 0,1 g/cm3.

PL 195 212 B1

P r z y k ł a d XI

Wytwarzanie pustych, porowatych cząstek DNazy I drogą suszenia rozpryskowego

Puste, porowate cząstki DNazy I otrzymano przez suszenie rozpryskowe z użyciem suszarki B-191 Mini Spray-Drier (Buchi, Flawil, Szwajcaria), w następujących warunkach: zasysanie: 100%; temperatura na wlocie 80°C; temperatura na wylocie 61°C; pompa zasilająca: 10%; przepływ N2: 2800 l/godzinę.

Roztwór zasilający otrzymano przez zmieszanie dwóch roztworów A i B bezpośrednio przed suszeniem rozpryskowym.

Roztwór A: 20 g wody użyto do rozpuszczenia 0,5 g ludzkiej trzustkowej DNazy I (Calbiochem, San Diego CA) i 0,021 g poloxameru 188, gatunek NF (BASF, Mount Olive, NJ).

Roztwór B stanowi emulsja związku fluorowęglowego w wodzie, stabilizowana fosfolipidem, którą otrzymano w następujący sposób. Fosfolipid, 0,52 g EPC-100-3 (Lipoid KG, Ludwigshafen, Niemcy) zhomogenizowano w 87 g gorącej wody dejonizowanej (T = 50-60°C) w mikserze Ultra-Turrax (model T-25) przy szybkości 8000 obrotów/minutę przez 2-5 minut (T = 60-70°C). Perflubron (Atochem, Paryż, Francja) w ilości 13 g wkroplono w trakcie mieszania. Po zakończeniu wkraplania emulsję związku fluorowęglowego w wodzie mieszano przez co najmniej 4 minuty. Otrzymaną emulsję poddano następnie obróbce w homogenizatorze Avestin (Ottawa, Kanada) pod ciśnieniem 124 MPa, 5 przejść.

Roztwory A i B połączono i wprowadzono do suszarki rozpryskowej w warunkach opisanych powyżej. Sypki, bladożółty proszek zebrano w separatorze cyklonowym. Otrzymano puste, porowate cząstki DNazy I o średnich objętościowo ważonych średnicach cząstek 1,29 ± 1,40 pm, oznaczonych w aparacie Aerosizer (Amherst Process Instruments, Amherst, MA). Jak to pokazano, skaningowa mikroskopia elektronowa (SEM) wykazała, że proszki są puste i porowate. Zmierzona gęstość nasypowa proszku wynosiła poniżej 0,1 g/cm³.

Powyższy przykład ilustruje ponadto wyjątkową przydatność wynalazku w przypadku wielu różnych substancji bioaktywnych. Tak więc oprócz preparatów zawierających związki o stosunkowo małych, odpornych cząsteczkach, można wytwarzać także preparaty według wynalazku, do których można skutecznie wprowadzić większe, bardziej wrażliwe cząsteczki, np. białka i materiały genetyczne.

P r z y k ł a d XII

Test w aparacie zderzeniowym Andersena do oceny skuteczności działania urządzeń IOD i ISP

Testy IOD i ISP przeprowadzono zgodnie z ogólnie przyjętymi procedurami farmaceutycznymi. Zastosowana metoda jest zgodna z procedurą United States Pharmacopeia (USP) (Pharmacopeia Previews (1996), 22:3065-3098). Po 5 naciśnięciach w powietrze wykonano 20 naciśnięć z badanego IOD do aparatu zderzeniowego Andersena. Liczba naciśnięć przy ocenie preparatów do ISP uzależniona była od stężenia leku i wynosiła od 10 do 20.

Procedura ekstrakcji. Ekstrakcję ze wszystkich płytek, otworu wzbudzającego i elementu spustowego wykonywano w zamkniętych fiolkach z 10 ml odpowiedniego rozpuszczalnika. Filtr był zainstalowany, ale nie oceniano go, gdyż spoiwo poliakrylowe zakłócało analizę. Bilans masowy i rozkład wielkości cząstek wskazywały, że osadzanie się na filtrze jest tak małe, że można je pominąć. Do ekstrakcji dipropionianu beklometazonu zastosowano metanol. W przypadku siarczanu albuterolu i soli sodowej kromolinu zastosowano wodę dejonizowaną. W przypadku preparatów albuterolu do IOD do środka do esktrakcji płytek dodawano 0,5 ml 1N wodorotlenku sodu, który stosowano w celu przeprowadzenia albuterolu w postać fenolanu.

Procedura oznaczeń ilościowych. Wszystkie leki oznaczano ilościowo metodą spektrometrii absorpcyjnej (spektrofotometr Beckman DU640) w stosunku do krzywej dla wzorca zewnętrznego, z rozpuszczalnikiem ekstrakcyjnym jako ślepą próbą. Dipropionian beklometazonu oznaczano ilościowo przez pomiar absorpcji ekstraktu z płytek przy 238 nm. Preparaty albuterolu do IOD oznaczano ilościowo przez pomiar absorpcji ekstraktów przy 243 nm, a sól sodową kromolinu oznaczano ilościowo z użyciem piku absorpcji przy 326 nm.

Procedura obliczeń. W przypadku IOD masę leku w rdzeniu (element-3), elemencie spustowym (-2), otworze wzbudzającym (-1) oraz na płytkach (0-7) oznaczano ilościowo w sposób podany powyżej. Stopni -3 i -2 nie uwzględniano w przypadku ISP, gdyż urządzenie to stanowiło jedynie prototyp. Głównym celem było zbadanie właściwości aerodynamicznych proszku, który opuszcza to urządzenie. Dawkę drobnych cząstek i udział drobnych cząstek wyliczano zgodnie z metodą USP, wspomnianą powyżej. Osadzanie w gardle definiowano jako masę leku znalezioną w otworze wzbudzającym oraz na płytkach 0 i 1. Masowo średnią średnicę aerodynamiczną (MSSA) i standardową średnicę geometryczną (SSG) określano przez dopasowywanie doświadczalnej funkcji kumulacyjnej z rozkładem lo40

PL 195 212 B1 garytmiczno-normalnym, z użyciem dwuparametrowej rutyny dopasowywania. Wyniki tych doświadczeń przedstawiono w poniższych przykładach.

P r z y k ł a d XIII

Wytwarzanie inhalatorów z odmierzaną dawką, zawierających puste, porowate cząstki

Wstępnie odważone puste, porowate cząstki, otrzymane w przykładach I, VIII, IX i X, umieszczano w 10 ml puszkach aluminiowych i suszono w suszarce próżniowej w strumieniu azotu, przez 3-4 godziny w 40°C. Ilość proszku umieszczonego w puszce uzależniona była od ilości leku niezbędnej do osiągnięcia działania terapeutycznego. Następnie do puszek szczelnie mocowano zaciskowo zawór DF31/50act 50 I (Valois of America, Greenwich, CT) i napełniano je propelentem HFA-134a (DuPont, Wilmington, DE), z użyciem nadciśnienia, przez rdzeń. Ilość propelenta można wyznaczyć przez zważenie puszki przed i po napełnieniu.

P r z y k ł a d XIV

Wpływ porowatości proszku na skuteczność działania IOD

W celu zbadania wpływu porowatości proszku na trwałość zawiesiny i średnicę aerodynamiczną. Przygotowano urządzenia IOD w sposób podany w przykładzie XIII, z różnymi preparatami perforowanych mikrostruktur, stanowiącymi preparaty siarczanu gentamycyny, otrzymane w przykładzie I. Badano IOD zawierające 0,48% wagowych suszonych rozpryskowo proszków w HFA 134a. Jak to podano w przykładzie I, suszone rozpryskowo proszki wykazują zmienną porowatość. Preparatami napełniono przezroczyste fiolki szklane, aby umożliwić obserwację wzrokową.

Zaobserwowano silną zależność trwałości zawiesiny i średniej objętościowo ważonej średnicy aerodynamicznej od stosunku PFC/PC i/lub porowatości. Objętościowo ważona średnia średnica aerodynamiczna (OSSA) zmniejsza się, a trwałość zawiesiny zwiększa się ze wzrostem porowatości. Proszki, które w badaniach metodami SEM i TEM były pełne i gładkie, wykazują najgorszą trwałość zawiesiny i największą średnią średnicę aerodynamiczną. Preparaty do IOD wykonane z użyciem silnie porowatych i pustych perforowanych mikrostruktur wykazują największą odporność na kożuszenie i najmniejsze średnice aerodynamiczne. Zmierzone wartości OSSA dla suchych proszków wytworzonych w przykładzie I podano w tabeli III.

Tabel a III

PFC/PC	OSSA proszku (pm)
0	6,1
1,1	5,9
2,2	6,4
4,8	3,9
18,8	2,6
44,7	1,8

P r z y kła d XV

Porównanie szybkości kożuszenia preparatów soli sodowej kromolinu

Porównanie szybkości kożuszenia handlowego preparatu Intal (Rhone-Poulenc Rorer) i preparatu suszonych rozpryskowo pustych i porowatych cząstek w HFA-134a z przykładu X (patrz fig. 3) przedstawiono na fig 4A-4D. Na każdym ze zdjęć, wykonanych w 0 s, 30 s, 60 s i 2 godziny po wytrząsaniu preparat handlowy znajduje się z lewej strony, a dyspersja perforowanej mikrostruktury, wytworzona sposobem według wynalazku, z prawej strony. Podczas gdy handlowy preparat Intal wykazuje kożuszenie w ciągu 30 s od mieszania, prawie nie stwierdzono kożuszenia w przypadku suszonych rozpryskowo cząstek po 2 godzinach. Ponadto bardzo małe kożuszenie w preparacie perforowanych mikrostruktur występuje po 4 godzinach mieszania (nie pokazano). Przykład ten wyraźnie ilustruje zrównoważenie gęstości, które można osiągnąć, gdy puste, porowate cząstki napełnią się ośrodkiem zawiesiny (czyli gdy powstanie homodyspersja).

P r z y k ł a d XVI

Wyniki badania preparatów soli sodowej kromolinu do IOD w kaskadowym aparacie zderzeniowym Andersena

Wyniki testów w kaskadowym aparacie zderzeniowym dla dostępnego w handlu produktu (Intal®, Rhone-Poulenc Rorer) i analogicznego, suszonego rozpryskowo proszku w HFA-134a, otrzyPL 195 212 B1 manego w sposób podany w przykładach X i XIII, przedstawiono w tabeli IV. Testy przeprowadzono zgodnie z procedurą podaną w przykładzie XII.

Tabel a IV

IOD z solą sodową kromolinu
	MSSA (SSG)	Osadzanie w gardle (pm)	Udział drobnych cząstek (%)	Dawka drobnych cząstek (g)
Intal® CFC (n=4) (Rhone Poulenc); dawka 800 pg	4,7 ± 0,5 (1,9 ±0,06)	629	24,3 ±2,1	202 ± 27
Suszony rozpryskowo, pusty i porowaty proszek, HFA (Alliance) (n=3) dawka 300 pg	3,4 ± 0,2 (2,0 ±0,3)	97	67,3 ± 5,5	200 ±11

Stwierdzono, że preparaty do IOD, zawierające perforowane mikrostruktury, zapewniają większą skuteczność aerozolu niż Intal®. Przy porównywalnej dawce drobnych cząstek preparaty suszonego rozpryskowo kromolinu wykazują znacząco wyższy udział drobnych cząstek (~67%) oraz znacząco mniejsze osadzanie w gardle (sześciokrotnie), a także niższe wartości MSSA. Należy podkreślić, że skuteczne podawanie osiągnięte dzięki wynalazkowi zapewnia dawkę drobnych cząstek, która jest w przybliżeniu taka sama, jak w przypadku znanego preparatu dostępnego w handlu, mimo iż ilość podawanych perforowanych mikrostruktur (300 pg) stanowiła z grubsza 1/3 podanej dawki środka Intal® (800 pg).

P rz y k ła d XVII

Porównanie wyników w kaskadowym aparacie zderzeniowym Andersena dla mikrokulek siarczanu albuterolu, podawanych z urządzeń ISP i IOD

Właściwości aerodynamiczne in vitro pustych, porowatych mikrokulek siarczanu albuterolu, otrzymanych w przykładzie VIII zbadano z użyciem aparatu Andersen Mark II Cascade Impactor (Andersen Sampler, Atlanta, GA) oraz miernika Amherst Aerosizer (Amherst Instruments, Amherst, MA).

Badanie ISP. Około 300 pg suszonych rozpryskowo mikrokulek umieszczono w handlowym urządzeniu do inhalacji. Uaktywnienie, a następnie wytworzenie chmury suchego proszku osiągnięto w wyniku wprowadzenia 50 pl sprężonego HFA 134a przez długą rurę wzbudzającą. Sprężony HFA 134a wypycha powietrze przez rurę wzbudzającą do komory z próbką, a następnie tworzy chmurę aerozolu suchego proszku w powietrzu. Chmura suchego proszku została wprowadzona do kaskadowego aparatu zderzeniowego za pomocą strumienia powietrza zasysanego przez testowane urządzenie. Jedną porcję wprowadzono do komory na próbki aparatu Aerosizer w celu wykonania analizy wielkości cząstek. Dziesięć porcji wprowadzono z urządzenia do aparatu zderzeniowego. Przerwa pomiędzy podawaniem kolejnych porcji wynosiła 30 s. Wyniki przedstawiono ilościowo w sposób podany w przykładzie XII.

Badanie IOD. Preparat mikrokulek siarczanu albuterolu do IOD otrzymano w sposób podany w przykładzie XIII. Jedną porcję wprowadzono do komory na próbki aparatu Aerosizer w celu wykonania analizy wielkości cząstek. Dwadzieścia porcji wprowadzono z urządzenia do aparatu zderzeniowego. Przerwa pomiędzy podawaniem kolejnych porcji wynosiła 30 s. Wyniki przedstawiano ilościowo również w sposób podany w przykładzie XII.

Wyniki porównujące analizę wielkości cząstek samego proszku siarczanu albuterolu, oraz proszku siarczanu albuterolu uwolnionego z urządzenia ISP lub IOD podano poniżej w tabeli V. Proszek siarczanu albuterolu uwalniany z urządzenia ISP niczym nie różni się od samego proszku, co świadczy o tym, że podczas uwalniania agregacja zachodzi w nieznacznym stopniu lub nie zachodzi wcale. Zaobserwowano natomiast pewną agregację przy zastosowaniu urządzenia IOD, czego dowodem jest większa średnica aerodynamiczna cząstek uwalnianych z tego urządzenia.

Tabel a V

Próbka	Średnia wielkość (pm)	% poniżej 5,4 pm	95% poniżej (pm)
Sam proszek	1,2	100	2,0
IOD	2,4	96,0	5,1
ISP	1,1	100	1,8

PL 195 212 B1

Podobne wyniki otrzymano przy porównaniu dwóch postaci dawkowanych z użyciem aparatu Andersen Cascade Impactor (fig. 5). Suszony rozpryskowo proszek siarczanu albuterolu podawany z urządzenia ISP zapewniał osadzanie głębiej w płucach i ograniczone do minimum osadzanie w gardle, w porównaniu z proszkiem podawanym z IOD. Preparat do IOD wykazywał udział drobnych cząstek (UDC) 79% i dawkę drobnych cząstek (DDC) 77 pg/porcję, podczas gdy preparat do ISP wykazywał UDC 87% oraz DDC 100 pg/porcję.

Figura 5 i powyższy przykład ilustrują doskonałe płynięcie i właściwości aerodynamiczne suszonych rozpryskowo proszków według wynalazku, podawanych z ISP. W rzeczywistości jedną z głównych zalet wynalazku stanowi możliwość wytwarzania drobnych, aerodynamicznie lekkich cząstek, które z łatwością tworzą aerozol i wykazują doskonałe właściwości inhalacyjne. Proszki te wykazują unikatowe właściwości, zapewniające ich skuteczne i wydajne podawanie zarówno z urządzenia IOD, jak i ISP. Zalety te ilustruje ponadto następny przykład.

P r z y k ł a d XVIII

Porównanie wyników w kaskadowym aparacie zderzeniowym Andersena dla mikrokulek dipropionianu beklometazonu, podawanych z urządzeń ISP i IOD

Właściwości aerodynamiczne in vitro pustych, porowatych mikrokulek dipropionianu beklometazonu (BDP), otrzymanych w przykładzie IX, zbadano z użyciem aparatu Andersen Mark II Cascade Impactor (Andersen Sampler, Atlanta, GA) oraz miernika Amherst Aerosizer (Amherst Instruments, Amherst, MA).

Badanie ISP. Około 300 pg suszonych rozpryskowo mikrokulek umieszczono w handlowym urządzeniu do inhalacji. Uaktywnienie, a następnie wytworzenie chmury suchego proszku osiągnięto w wyniku wprowadzenia 50 pl sprężonego HFA 134a przez długą rurę wzbudzającą. Sprężony HFA 134a wypycha powietrze przez rurę wzbudzającą do komory z próbką, a następnie tworzy chmurę aerozolu suchego proszku w powietrzu. Chmura suchego proszku została wprowadzona do kaskadowego aparatu zderzeniowego za pomocą strumienia powietrza zasysanego przez testowane urządzenie. Jedną porcję wprowadzono do komory na próbki aparatu aerosizer w celu wykonania analizy wielkości cząstek. Dwadzieścia porcji wprowadzono z urządzenia do aparatu zderzeniowego. Przerwa pomiędzy podawaniem kolejnych porcji wynosiła 30 s.

Badanie IOD. Preparat mikrokulek dipropionianu beklometazonu (BDP) do IOD otrzymano w sposób podany w przykładzie XIII. Jedną porcję wprowadzono do komory na próbki aparatu Aerosizer w celu wykonania analizy wielkości cząstek. Dwadzieścia porcji wprowadzono z urządzenia do aparatu zderzeniowego. Przerwa pomiędzy podawaniem kolejnych porcji wynosiła 30 s.

Wyniki porównujące analizę wielkości cząstek samego proszku BDP, oraz proszku BDP uwolnionego z urządzenia ISP lub IOD podano w tabeli VI.

Tabel a VI

Próbka	Średnia wielkość (pm)	% poniżej 5,4 pm	95% poniżej (pm)
Sam proszek	1,3	100	2,1
IOD	2,2	98,1	4,6
ISP	1,2	99,8	2,2

Podobnie, jak w przykładzie XVII, proszek BDP uwalniany z urządzenia ISP niczym nie różni się od samego proszku, co świadczy o tym, że podczas uwalniania agregacja zachodzi w nieznacznym stopniu lub nie zachodzi wcale. Zaobserwowano natomiast pewną agregację przy zastosowaniu urządzenia IOD, której dowodem jest większa średnica aerodynamiczna cząstek uwalnianych z tego urządzenia.

Suszony rozpryskowo proszek BDP podawany z urządzenia ISP zapewniał osadzanie głębiej w płucach i ograniczone do minimum osadzanie w gardle, w porównaniu z proszkiem podawanym z IOD. Preparat do IOD wykazywał udział drobnych cząstek (UDC) 79% i dawkę drobnych cząstek (DDC) 77 pg/porcję, podczas gdy preparat do ISP wykazywał UDC 87% oraz DDC 100 pg/porcję.

Powyższy przykład ilustruje uniwersalny charakter wynalazku w odniesieniu do układu podawania leku, co umożliwia skuteczne wprowadzanie dowolnej z wielu substancji farmaceutycznych oraz skuteczne podawanie z różnego typu urządzeń dozujących (w danym przypadku IOD i ISP), stosowanych obecnie w farmacji. Doskonałą sypkość i właściwości aerodynamiczne suchych proszków, pokazane w poprzednich przykładach, ilustruje również następny przykład.

PL 195 212 B1

P r z y k ł a d XIX

Porównanie wyników w kaskadowym aparacie zderzeniowym Andersena dla mikrokulek siarczanu albuterolu i preparatu Ventolin Rotacaps® z urządzenia Rotahaler®

Następującą procedurę zastosowano do porównania właściwości inhalacyjnych preparatu Ventolin Rotacaps® (dostępnego w handlu) i pustych, porowatych mikrokulek siarczanu albuterolu, otrzymanych sposobem według wynalazku. Obydwa preparaty podawano z urządzenia Rotahaler® do ośmiostopniowego kaskadowego aparatu zderzeniowego Andersen Mark II, działającego przy przepływie 60 litrów/minutę. Wytwarzanie mikrokulek siarczanu albuterolu opisano w przykładzie VIII, a osadzanie siarczanu albuterolu w kaskadowym aparacie zderzeniowym analizowano w sposób opisany w przykładzie XII. Około 300 mg mikrokulek siarczanu albuterolu umieszczono ręcznie w pustych kapsułkach żelatynowych Ventolin Rotacap. Postępowano zgodnie z procedurą opisaną na wkładce do opakowania, przy napełnianiu i użyciu kapsułek z lekiem w urządzeniu Rotahaler®. Dziesieć porcji wprowadzono z urządzenia do aparatu zderzeniowego. Przerwa pomiędzy podawaniem kolejnych porcji wynosiła 30 s.

Wyniki porównawcze analizy w kaskadowym aparacie zderzeniowym preparatu Ventolin Rotacaps® i pustych, porowatych mikrokulek siarczanu albuterolu podawanych z urządzenia Rotahaler® podano w tabeli VII.

Tabel a VII

Próbka	MSSA (SSG)	Udział drobnych cząstek (%)	Dawka drobnych cząstek (pg/dawkę)
Ventolin Rotacaps® (n=2)	7,869 (1,6064)	20	15
Mikrokulki siarczanu albuterolu (n=3)	4,822 (1,9082)	63	60

Proszek w postaci pustych, porowatych cząstek siarczanu albuterolu, podawanych z urządzenia Rotahaler® zawierał znacząco (trzykrotnie) wyższy udział drobnych cząstek oraz wykazywał niższe wartości MSSA w porównaniu z preparatem Ventolin Rotacaps®. Tak więc dostępny w handlu preparat Ventolin Rotacaps® wykazywał udział drobnych cząstek (UDC) 20% i dawkę drobnych cząstek (DDC) 15 pg/porcję, podczas gdy preparat pustych, porowatych mikrokulek siarczanu albuterolu wykazywał UDC 63% oraz DDC 60 pg/porcję.

Powyższy przykład ilustruje doskonałą sypkość i właściwości aerodynamiczne suszonych rozpryskowo proszków, podawanych z urządzenia Rotahaler®. Ponadto przykład ten wykazuje, że drobne cząstki można skutecznie podawać bez cząstek nośnika.

Przykład XX

Rozpylanie porowatych struktur w postaci cząstek, zawierających fosfolipidy i sól sodową kromolinu w perfluorooktyloetylenie z użyciem nebulizatora MicroMist

Oparte na lipidzie mikrokulki (40 mg), zawierające 50% wagowych soli sodowej kromolinu (z przykładu X) zdyspergowano w 10 ml perfluorooktyloetanu (PFOE) przez wytrząsanie, i otrzymano zawiesinę. Zawiesinę rozpylono, tak aby ciekły związek fluorowęglowy został podany lub odparował, z użyciem jednorazowego nebulizatora Micromist (DeVilbiss) oraz sprężarki powietrza PulmoAide® (DeVilbiss). Jak to opisano powyżej w przykładzie XII, aparat Andersen Cascade Impactor zastosowano do pomiaru otrzymanego rozkładu wielkości cząstek. W szczególności zmierzono zawartość soli sodowej kromolinu drogą absorpcji UV przy 326 nm. Udział drobnych cząstek stanowi stosunek cząstek osadzonych w segmentach 2-7 do cząstek osadzonych we wszystkich segmentach aparatu zderzeniowego. Masa drobnych cząstek stanowi masę materiału osadzonego w segmentach 2-7. Frakcję osadzoną głęboko w płucach stanowi stosunek cząstek osadzonych w segmentach 5-7 aparatu zderzeniowego (korelujących z pęcherzykami płucnymi) do cząstek osadzonych we wszystkich segmentach. Masę osadzoną głęboko w płucach stanowi masa materiału osadzonego w segmentach 5-7. Wyniki podano w tabeli VIII.

Tabel a VIII

Udział drobnych cząstek	Masa drobnych cząstek	Frakcja osadzona głęboko w płucach	Masa osadzona głęboko w płucach
90%	6 mg	75%	5 mg

PL 195 212 B1

P r z y k ł a d XXI

Rozpylanie porowatych struktur w postaci cząstek, zawierających fosfolipidy i sól sodową kromolinu w perfluorooktyloetylenie z użyciem nebulizatora Raindrop®

Porcję opartych na lipidzie mikrokulek, zawierających 50% soli sodowej kromolinu, z przykładu XX, o wadze 40 mg, zdyspergowano w 10 ml perfluorooktyloetanu (PFOE) przez wytrząsanie, i otrzymano zawiesinę. Zawiesinę rozpylono, tak aby ciekły związek fluorowęglowy został podany lub odparował, z użyciem jednorazowego nebulizatora Raindrop® (Nellcor Puritan Bennet) z użyciem jednorazowego nebulizatora Micromist (DeVilbiss) oraz sprężarki powietrza PulmoAide® (DeVilbiss). Aparat Andersen Cascade Impactor zastosowano do pomiaru otrzymanego rozkładu wielkości cząstek, w sposób opisany powyżej w przykładach XII i XX. Wyniki podano w tabeli IX.

Tabel a IX

Udział drobnych cząstek	Masa drobnych cząstek	Frakcja osadzona głęboko w płucach	Masa osadzona głęboko w płucach
90%	4 mg	80%	3 mg

Przykład XXII

Rozpylanie wodnego roztworu soli sodowej kromolinu

Zawartość fiolki z tworzywa sztucznego, dawki jednostkowej roztworu do inhalacji, 20 mg soli sodowej kromolinu w 2 ml oczyszczonej wody (Dey Laboratories) rozpylono z użyciem jednorazowego nebulizatora MicroMist (DeVilbiss) oraz sprężarki powietrza PulmoAide® (DeVilbiss). Roztwór soli sodowej kromolinu rozpylano przez 30 minut. Aparat Andersen Cascade Impactor zastosowano do pomiaru otrzymanego rozkładu wielkości cząstek, w sposób opisany powyżej w przykładzie XII. Wyniki podano w tabeli X.

Tabel a X

Udział drobnych cząstek	Masa drobnych cząstek	Frakcja osadzona głęboko w płucach	Masa osadzona głęboko w płucach
90%	7 mg	80%	5 mg

W nawiązaniu do otrzymanych wyników można stwierdzić, że preparaty rozpylane z fluorowęglowego ośrodka zawiesiny, z przykładów XX i XXI zapewniają wyższy stopień osadzenia głęboko w płucach niż roztwór wodny. Taki wysoki stopień osadzania głęboko w płucach jest szczególnie pożądany przy podawaniu środków do układowego krążenia pacjenta.

Claims (33)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Preparat bioaktywny w postaci proszku zawierający wiele perforowannch mi^rc^j^tri^^tiu. znamienny tym, że perforowane mikrostruktury zawierają środek powierzchniowo czynny wybrany z grupy obejmującej fosfolipid, niejonowy detergent, niejonowy kopolimer blokowy, jonowy środek powierzchniowo czynny, biokompatybilny fluorowany środek powierzchniowo czynny i ich połączenia; substancję bioaktywną wybraną z grupy obejmującej środki przeciwalergiczne, środki rozszerzające oskrzela, dopłucne środki powierzchniowo czynne, środki przeciwbólowe, antybiotyki, środki przeciwzakaźne, inhibitory lub antagonistów leukotrienów, środki przeciwhistaminowe, środki przeciwzapalne, środki przeciwnowotworowe, środki przeciwcholinergiczne, środki znieczulające, środki przeciwgruźlicze, środki sercowo-naczyniowe, enzymy, steroidy, materiały genetyczne, wektory wirusowe, środki antysensowne, białka, peptydy i ich połączenia, przy czym średnia geometryczna wielkość cząstek wynosi 1-30 pm, średnia aerodynamiczna średnica wynosi poniżej 5 pm, a gęstość nasypowa wynosi poniżej 0,5 g/cm³.
2. 2. Preparat według zastrz. 1, znamienny tym, że średnia porowatość mikrostruktur wynosi 0,5 - 80%.
3. 3. Preparat według zastrz. 2, znamienny tym, że średnia wielkość porów w mikrostrukturach wynosi 20 - 200 nm.
4. 4. Preparat według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że jego gęstość nasypowa wynosi poniżej 0,1 g/cm3.

   PL 195 212 B1
5. 5. Preparat według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, że perforowane mikrostruktury stanowią puste porowate mikrokulki.
6. 6. Preparat według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, znamienny tym. że średnia aerodynamiczna średnica mikrostruktur wynosi 0,5-5 pm.
7. 7. Preparat według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, znamienny tym, że średnia geometryczna średnica mikrostruktur wynosi poniżej 5 pm.
8. 8. Preparat według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera fosfolipid wybrany z grupy obejmującej dilauroilofosfatydylocholinę, dioleilofosfatydylocholinę, dipalmitoilofosfatydylocholinę, distearoilofosfatydylocholinę, dibehenoilofosfatydylocholinę, diarachidoilofosfatydylocholinę i ich połączenia.
9. 9. Preparat według zastrz. 8, znamienny tym, że temperatura przejścia fosfolipidu z fazy żelu w fazę ciekłokrystaliczną wynosi powyżej 40°C.
10. 10. Preparat według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera substancję bioaktywną wybraną z grupy obejmującej fentanyl, morfinę, dopłucny środek powierzchniowo czynny, hormon uwalniający hormon luteinizujący, leuprolid, interferon, goserelinę, insulinę i hormony wzrostu.
11. 11. Preparat według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, albo 10, znamienny tym, że zawiera frakcję drobnych cząstek w ilości powyżej 20% wagowych.
12. 12. Preparat według zastrz. 11, znamienny tym, że zawiera frakcję drobnych cząstek w ilości 25 - 80% wagowych.
13. 13. Preparat według zastrz. 11, znamienny tym, że zawiera frakcję drobnych cząstek w ilości 30 - 70% wagowych.
14. 14. Preparat według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, albo 10, albo 11, albo 12, albo 13, znamienny tym, że ilość osadzającego się w gardle proszku podawanego z urządzenia do inhalacji wynosi poniżej 40% wagowych.
15. 15. Preparat według zastrz. 14, znamienny tym, że stopień osadzenia w gardle wynosi poniżej 20% wagowych.
16. 16. Preparat według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, albo 10, albo 11, albo 12, albo 13, albo 14, albo 15, znamienny tym, że mikrostruktury są dostarczane w jednostkowej postaci dawkowanej.
17. 17. Preparat według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera ewentualnie porofor.
18. 18. Preparat według zastrz. 17, znamienny tym, że zawiera porofor wybrany z grupy obejmującej związki fluorowane, niefluorowane oleje, sole amonowe, alkohole i węglowodory o temperaturze wrzenia poniżej 100°C, chloroform, octan etylu, aceton, azot, ditlenek węgla i kamforę lub lateks.
19. 19. Sposób wytwarzania preparatu bioaktywnego w postaci proszku zawierającego perforowane mikrostruktury, znamienny tym, że (a) dostarcza się ciekły strumień zasilający, zawierający substancję bioaktywną wybraną z grupy obejmującej środki przeciwalergiczne, środki rozszerzające oskrzela, dopłucne środki powierzchniowo czynne, środki przeciwbólowe, antybiotyki, środki przeciwzakaźne, inhibitory lub antagonistów leukotrienów, środki przeciwhistaminowe, środki przeciwzapalne, środki przeciwnowotworowe, środki przeciwcholinergiczne, środki znieczulające, środki przeciwgruźlicze, środki sercowo-naczyniowe, enzymy, steroidy, materiały genetyczne, wektory wirusowe, środki antysensowne, białka, peptydy i ich połączenia; środek powierzchniowo czynny wybrany z grupy obejmującej fosfolipid, niejonowy detergent, niejonowy kopolimer blokowy, jonowy środek powierzchniowo czynny, biokompatybilny fluorowany środek powierzchniowo czynny lub ich połączenia; oraz porofor, przy czym stosunek wagowy poroforu do fosfolipidu wynosi 1,0 - 60;

    b) rozpyla się ten ciekły strumień zasilający, z wytworzeniem zdyspergowanych kropelek cieczy;

    c) suszy się rozpryskowo te kropelki cieczy z wytworzeniem perforowanych mikrostruktur zawierających środek powierzchniowo czynny i substancję bioaktywną; przy nastawieniu w suszarce rozpryskowej temperatury wlotowej 60 - 170°C, temperatury wylotowej 40 - 120°C, natężenia podawania strumienia zasilającego około 3 - 15 ml na minutę, i natężenia przepływu powietrza w rozpylaczu od 25 do około 50 l na minutę, przy czym perforowane mikrostruktury mają średnią geometryczną wielkość cząstek 1-30 pm, średnią aerodynamiczną średnicę poniżej 5 pm oraz gęstość nasypową poniżej 0,5 g/cm³; oraz

    d) zbiera się perforowane mikrostruktury.
20. 20. Sposób według zastrz. 19, znamienny tym, że dostarcza się strumień zasilający stanowiący układ koloidalny wybrany z grupy obejmującej emulsje, odwrotne emulsje, mikroemulsje, emulsje wielofazowe, dyspersje cząstek i gęste zawiesiny.

    PL 195 212 B1
21. 21. Sposób według zastrz. 19 albo 20, znamienny tym, że dostarcza się strumień zasiiający zawierający 0 - 50% wsgswyzh oszsfszg wyOzsndgs a grupy sodjmgjącdj związki flgszswsnd, nidflgszswsnd sldjd, ósld amsnswd, alkshsld i węglswsOsry s temodrargrzd wrzdnia osniedj 100°C, chloroform, scran dtylg, acdrsn, azsr, Oirldndk węgla i kamforę lgO latekó.
22. 22. Sposób według zzstrz. 21, znamienny tym, że stigóznie przweaoi się w γζοργζókswdj s temodrargrzd na wylscid s cs najmnidj 20°C nieózdj sO temodratory wrzdnia osrsfsrg.
23. 23. Sposób według zzstrz. 19albo 22, albo22 ,albo 22, znamienny tym, że mikrzstrzgturz zzwidrają fsófslioiO.
24. 24. Sposób ww^d^^g azstrz. 22, a namienny tym, 1e atesuje aię we-^rzsy a arzpo asojmgjącdj OilagrsilsfsófaryOylschslinę, OisldsilsfsófaryOylschslinę, OioalmitoilsfsófatyOylschslinę, OiótearsilsfsófaryOylschslinę, OiodhdnsilsfsófaryOylschslinę, OiarachiOsilsfsófatyOylschslinę i ich osłączdnia.
25. 25. Sposób wedłup zzstrz. 22 albo 22, znamienny tym, że dostarzcz εις; stejmied zzsiiającc zawidrający osrsfsr i fsófslioiO w ótoógnkg wagswym cs najmnidj 4,8.
26. 26. Sposób według zzstrz. 22, znamienny tym, że stosugeń waagww poroforu do fc>sfolipidu wynsói 10 - 50.
27. 27. Sosóbo wdOUgg zaórrz. 19 alos 20, alos 21, alos 22, alos 23, alos 24, alos 25, alos 26, nnaminnny iym, ed adrsOynamiczna śrdOnica zdoranych mikrsórrgkter wynsói 0,5 - 5,0 gm.
28. 28. Sosóbo wdOUgg zaórrz. 19 alos 20, alos 21, alos 22, alos 23, alos 24, alos 25, alos 26, alos 27, znai^ny iyi, ed śrdOnia gdsmdrryczna śrdOnica mikrsórrgkter wynsói 1-30 om.
29. 29. Sosóbo wdOUgg zaórrz. 28, znai^ny iyi, ed śrdOnia gdsmdrryczna śrdOnica mikrsórrgkrgr wynsói osniedj 5 om.
30. 30. Sosóbo wdOUgg zaórrz. 19 alos 20, alos 21, alos 22, alos 23, alos 24, alos 25, alos 26, alos 27, alos 28, alos 29, znai^ny iyi, ed gęóteść naóyoswa mikrsórrgkter wynsói osniedj 0,1 g/cm³.
31. 31. Sosóbo wdOUgg zaórrz. 19 alos 20, alos 21, alos 22, alos 23, alos 24, alos 25, alos 26, alos 27, alos 28, alos 29, alos 30, znai^ny fyri, ed zdorand mikrsórrgkrgry óranswią ogóte osrswate mikrskglki.
32. 32. Sosóbo wdOUgg zaórrz. 19 alos 20, alos 21, alos 22, alos 23, alos 24, alos 25, alos 26, alos 27, alos 28, alos 29, alos 30, alos 31, znai^ny iyi, ed ótoógjd óię osrsfsr óranswiący flgsrswany związdk wyorany óosśrbO orsmkg odrflgsrsskrylg i odrflgsrsogrylsdrang.
33. 33. Sosóbo wdOUgg zaórrz. 19 alos 20, alos 21, alos 22, alos 23, alos 24, alos 25, alos 26, alos 27, alos 28, alos 29, alos 30, alos 31, znai^ny iyi, ed ótoógjd óię osrsfsr óranswiący óbl amsnswą wyoraną z grgoy sodjmgjącdj węglan amsng, scran amsng i chlsrdk amsng sraz kamfsrę.