PL196456B1

PL196456B1 - Sposób wytwarzania suchego, bezpostaciowego i stabilizowanego materiału biologicznego

Info

Publication number: PL196456B1
Application number: PL329467A
Authority: PL
Inventors: Rolf-Dieter Gabel; Markus Mattern; Gerhard Winter; Alexander Wirl; Heinrich Woog
Original assignee: Roche Diagnostics Gmbh
Priority date: 1997-11-03
Filing date: 1998-11-02
Publication date: 2008-01-31
Also published as: US6689755B1; HU9802516D0; ZA9810002B; JPH11228389A; AU743232B2; BR9804739A; KR100629378B1; CN1163288C; MY118853A; NO326204B1; HU221346B1; NO985096D0; TW575433B; HK1020689A1; PE127199A1; CZ297917B6; RU2233105C2; PL329467A1; HRP980575B1; IL126828A0

Abstract

1. Sposób wytwarzania suchego, bezpostaciowego i stabilizowanego materia lu biologicznego, znamien- ny tym, ze a) rozpuszcza si e w eglowodan i co najmniej dwa zwi azki dwubiegunowe, stanowi ace kwasy aminokar- boksylowe, w wodzie; b) zawiesza si e materia l biologiczny, wybrany z grupy bia lek, peptydów, glikoprotein, lipoprotein, enzy- mów, koenzymów, przeciwcia l, fragmentów przeciwcia l, sk ladników wirusów, komórek i sk ladników komórek, szczepionek, DNA i RNA, w mieszaninie z etapu (a); c) doprowadza si e pH roztworu z etapu (b) do warto sci oko lo 7,0-7,5; i d) suszy si e na drodze suszenia konwekcyjnego roztwór z etapu (c) w temperaturze oko lo 100°C do 180°C, do zawarto sci resztkowej wilgoci wynosz acej mniej ni z oko lo 8%, stosuj ac suszenie rozpy lowe, do wytworze- nia suchego, bezpostaciowego i stabilizowanego materia lu biologicznego maj acego temperatur e zeszklenia wy zsz a ni z oko lo 20°C i wielko sc cz astek w zakresie 0,0005 do 1 mm. 3. Sposób wytwarzania suchego, bezpostaciowego i stabilizowanego materia lu biologicznego, znamien- ny tym, ze a) rozpuszcza si e polietylenosorbitan i co najmniej trzy zwi azki dwubiegunowe, stanowi ace kwasy ami- nokarboksylowe, w wodzie; b) zawiesza si e materia l biologiczny, wybrany z grupy bia lek, peptydów, glikoprotein, lipoprotein, enzy- mów, koenzymów, przeciwcia l, fragmentów przeciwcia l, sk ladników wirusów, komórek i sk ladników komórek, szczepionek, DNA i RNA, w mieszaninie z etapu (a); c) doprowadza si e pH roztworu z etapu (b) do warto sci oko lo 7,0-7,5; i d) suszy si e na drodze suszenia konwekcyjnego roztwór z etapu (c) w temperaturze oko lo 100°C do 180°C, stosuj ac suszenie rozpy lowe, do wytworzenia suchego, bezpostaciowego i stabilizowanego materia lu biologicznego maj acego temperatur e zeszklenia wy zsza ni z 20°C lub równ a 20°C i zawarto sc resztkowej wilgoci wynosz aca mniej ni z oko lo 8%, a wielko sc cz astek w zakresie 0,0005 do 1 mm. PL PL PL PL

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 196456 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 329467 ^{(51) Int.Cl.}

A61K 9/14 (2006.01) B01D 1/14 (2006.01) B01D 1/18 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 02.11.1998

Sposób wytwarzania suchego, bezpostaciowego i stabilizowanego materiału biologicznego (73) Uprawniony z patentu:

Roche Diagnostics GmbH,Mannheim,DE (30) Pierwszeństwo:

03.11.1997,EP,97119112.7 (43) Zgłoszenie ogłoszono:

10.05.1999 BUP 10/99 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:

31.01.2008 WUP 01/08 (72) Twórca(y) wynalazku:

Rolf-Dieter Gabel,Schwetzingen,DE Markus Mattern,Heppenheim,DE Gerhard Winter,Dossenheim,DE Alexander Wirl,Heuchelheim,DE Heinrich Woog,Laudenbach,DE (74) Pełnomocnik:

Zofia Szczepańska, PATPOL Sp. z o.o.

(57) 1. Sposób wytwarzania suchego, bezpostaciowego i stabilizowanego materiału biologicznego, znamienny tym, że

a) rozpuszcza się węglowodan i co najmniej dwa związki dwubiegunowe, stanowiące kwasy aminokarboksylowe, w wodzie;

b) zawiesza się materiał biologiczny, wybrany z grupy białek, peptydów, glikoprotein, lipoprotein, enzymów, koenzymów, przeciwciał, fragmentów przeciwciał, składników wirusów, komórek i składników komórek, szczepionek, DNA i RNA, w mieszaninie z etapu (a);

c) doprowadza się pH roztworu z etapu (b) do wartości około 7,0-7,5; i

d) suszy się na drodze suszenia konwekcyjnego roztwór z etapu (c) w temperaturze około 100°C do 180°C, do zawartości resztkowej wilgoci wynoszącej mniej niż około 8%, stosując suszenie rozpyłowe, do wytworzenia suchego, bezpostaciowego i stabilizowanego materiału biologicznego mającego temperaturę zeszklenia wyższą niż około 20°C i wielkość cząstek w zakresie 0,0005 do 1 mm.

3. Sposób wytwarzania suchego, bezpostaciowego i stabilizowanego materiału biologicznego, znamienny tym, że

a) rozpuszcza się polietylenosorbitan i co najmniej trzy związki dwubiegunowe, stanowiące kwasy aminokarboksylowe, w wodzie;

c) doprowadza się pH roztworu z etapu (b) do wartości około 7,0-7,5; i

d) suszy się na drodze suszenia konwekcyjnego roztwór z etapu (c) w temperaturze około 100°C do 180°C, stosując suszenie rozpyłowe, do wytworzenia suchego, bezpostaciowego i stabilizowanego materiału biologicznego mającego temperaturę zeszklenia wyższą niż 20°C lub równą 20°C i zawartość resztkowej wilgoci wynoszącą mniej niż około 8%, a wielkość cząstek w zakresie 0,0005 do 1 mm.

PL 196 456 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania suchego, bezpostaciowego i stabilizowanego materiału biologicznego. Ten szybki i powtarzalny sposób prowadzi do wytwarzania suchych, bezpostaciowych produktów, które poza biologicznie czynnym, zwłaszcza terapeutycznie czynnym materiałem, zawierają mieszaninę substancji stabilizujących, na drodze suszenia konwekcyjnego. Sposobem według wynalazku wytwarza się bezpostaciowe, mikroskopowo jednorodne wyroby, w postaci proszków o jednorodnym geometrycznie, zwłaszcza kulistym, kształcie. Materiał biologicznie czynny, zwłaszcza białka, stabilizuje się na drodze suszenia rozpyłowego.

Dobrze wiadomo, że białka, zwłaszcza ludzkie białka, można stabilizować w stałych preparatach, za pomocą wielu substancji, korzystnie cukrów lub kombinacji cukrów z aminokwasami.

Opisano różne sposoby i preparaty do wytwarzania suchych, biologicznie lub terapeutycznie czynnych materiałów. Suche materiały oznaczają substancje i mieszaniny substancji o resztkowej zawartości wilgoci nie przekraczającej 8% wag., korzystnie nie przekraczającej 4% wag., szczególnie korzystnie nie przekraczającej 2%. Do wytwarzania takich preparatów powszechnie stosuje się suszenie sublimacyjne [F. Franks, Cryo Lett. 11, 93-110 (1990); M. J. Pikal, Biopharm. 3 (9), 26-30 (1990); M. Hora, Pharm. Research 8 (3), 285-291 (1992); F. Franks, Jap. J. Freezing Drying 38, 15-16 (1992)], z tym, że metody te wykazują określone wady wynikające z suszenia sublimacyjnego. Zużywają one duże ilości energii, wymagają stosowania czynników chłodniczych, z których część jest szkodliwych dla środowiska, a ponadto są czasochłonne, gdyż często niezbędne jest usuwanie stosunkowo dużych objętości lodu na drodze sublimacji. Etap zamrażania niezbędny w suszeniu sublimacyjnym może spowodować destabilizację wielu substancji, zwłaszcza białek. Z tego względu sposób taki nie nadaje się do stosowania w przypadku pewnych materiałów biologicznych.

Alternatywę dla suszenia sublimacyjnego przy wytwarzaniu suchych preparatów białkowych stanowią sposoby, w których materiał suszy się poprzez zastosowanie ciepła i/lub próżni [F. Franks, R.M.H. Hatley: Stability and Stabilization of Enzymes; red. W.J.J. von den Teel, A. Harder, R.M. Butlaar, Elsevier Sci. Publ. 1993, str. 45-54; B. Roser, Biopharm, 4(9), 47-53 (1991); J.F. Carpenter, J.H. Crowe, Cryobiol. 25, 459-470 (1988)]. W tym aspekcie przykładowo można wymienić suszenie próżniowe z udziałem lub bez podwyższonej temperatury, sposoby suszenia rozpyłowego w wielu różnych modyfikacjach, w tym połączone zastosowanie próżni i technik rozpylania, oraz suszenie w bębnie i inne sposoby cienkowarstwowe.

J. F. Carpenter, J.H. Crowe, Biochemistry 28, 3916-3922 (1989); K. Tanaka, T. Taluda, K. Miyajima, Chem. Pharm. Bull. 39 (5), 10-94 (1991) oraz dokumenty DE 3520228, EP 0229810, WO 91/18091 EP 0383569 i US 5290765, ujawniają preparaty, które zawierają cukry lub substancje cukropodobne. Jednakże z wytwarzaniem suchych preparatów zawierających węglowodany na drodze suszenia sublimacyjnego lub próżniowego, zwłaszcza preparatów cukrowych, związane są pewne wady. Należy do nich między innymi duże zużycie energii na suszenie w celu uzyskania dopuszczalnej resztkowej zawartości wilgoci, wydłużone czasy procesu w niskich temperaturach suszenia oraz powstawanie bardzo lepkich, zawierających wodą mas (określanych jako gumy) lub szklistych stopów o temperaturze zeszklenia niższej od temperatury pokojowej. Opisane wyżej wady znacząco wpływają na stabilność materiałów biologicznych w takich preparatach.

Z cytowanej wyż ej literatury w sposób oczywisty wynika również , ż e preparaty nadają ce się do stabilizowania białek, powinny wykazywać szklistą, to znaczy bezpostaciową strukturę o temperaturze zeszklenia wyższej od przewidywanej temperatury przechowywania. Temperaturę zeszklenia (Tg) stanowi temperatura, w której bezpostaciowa lub częściowo krystaliczna substancja stała przechodzi ze stanu szklistego w stan ciekły lub lepki i odwrotnie. Zachodzą wówczas zdecydowane zmiany w lepkoś ci oraz związane z tym zmiany we współ czynniku dyfuzji oraz w ruchliwoś ci kinetycznej materiałów biologicznych. Zmieniają się charakterystyki fizyczne, takie jak twardość i moduł sprężystości, a także funkcje termodynamiczne, takie jak objętość, entalpia i entropia. Tak np. temperatura zeszklenia kompozycji zawierającej cukier i jej resztkowa zawartość wody, są ze sobą powiązane fizycznie w taki sposób, że wzrost resztkowej zawartości wody prowadzi do obniżenia temperatury zeszklenia i odwrotnie. W zwią zku z tym na podstawie pomiaru temperatury zeszklenia, np. metodą kalorymetrii różnicowej (DSC) można ustalić, czy zawartość wody w preparacie jest odpowiednia do zapewnienia jego stabilizacji lub, jak to stwierdzono powyżej, proces suszenia zakończył się powodzeniem, czy też nie. Poza oznaczaniem temperatury zeszklenia metodą DSC obecność struktur bezpostaciowych

PL 196 456 B1 można także potwierdzić badaniami metodą dyfrakcji rentgenowskiej oraz mikroskopii optycznej i elektronowej.

Z tego względu pożądane był oby dostarczenie cał kowicie bezpostaciowych struktur substancji pomocniczych dla biologicznie lub farmaceutycznie czynnych materiałów, tak aby materiały biologiczne można było przechowywać w stabilnej postaci w temperaturze pokojowej i przez długi okres czasu. Substancja pomocnicza powinna wykazywać małą resztkową zawartość wilgoci, którą możnaby świadomie regulować, oraz możliwie jak najwyższą temperaturę zeszklenia.

W dokumencie WO 97/15288 opisano sposób stabilizacji materiałów biologicznych na drodze suszenia bez zamrażania, w którym uzyskuje się częściowo bezpostaciowe struktury substancji pomocniczej. Suszenie przeprowadza się jako suszenie próżniowe (w nieznacznie podwyższonych temperaturach, < 50°C), z tym że uzyskuje się niejednorodne produkty.

W dokumencie WO 96/32096 opisano sposób wytwarzania jednorodnego proszku do dyspergowania, zawierającego ludzkie białko, węglowodany i/lub aminokwasy oraz inne substancje pomocnicze, do wdychania, na drodze suszenia rozpyłowego. Jednakże w żadnym z przykładów nie uzyskano bezpostaciowych produktów.

W dokumencie EP 0 682 944 A1 opisano liofilizaty z farmaceutycznie dopuszczalnymi substancjami pomocniczymi, zawierające fazę z białkiem w bezpostaciowym mannitolu, oraz drugą fazę z krystaliczną alaniną. Jednakże preparaty takie nie mogą wystarczająco dobrze stabilizować materiałów biologicznych przez dłuższy okres czasu.

Wynalazek polega na opracowaniu powtarzalnego, szybkiego i ekonomicznie opłacalnego sposobu suszenia, w łagodnych warunkach, osadzonych materiałów biologicznych, zwłaszcza ludzkich białek, oraz na znalezieniu stabilizujących matryc odpowiednich do zastosowania w tym sposobie. Takim sposobem można wytwarzać całkowicie bezpostaciowe i jednorodne wyroby zapewniające stabilizację materiałów biologicznych przez długi okres czasu.

Cel wynalazku, dostarczenie wydajnego sposobu wytwarzania bezpostaciowych preparatów zawierających materiały biologiczne, uzyskuje się poprzez suszenie konwekcyjne, zwłaszcza na drodze suszenia rozpyłowego, w warunkach podanych niżej oraz z zastosowaniem mieszanin substancji podanych niżej.

Sposób wytwarzania suchego, bezpostaciowego i stabilizowanego materiału biologicznego, zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się tym, że

c) doprowadza się pH roztworu z etapu (b) do wartości około 7,0-7,5; i

d) suszy się na drodze suszenia konwekcyjnego roztwór z etapu (c) w temperaturze około

100°C do 180°C, do zawartości resztkowej wilgoci wynoszącej mniej niż około 8%, stosując suszenie rozpyłowe, do wytworzenia suchego, bezpostaciowego i stabilizowanego materiału biologicznego mającego temperaturę zeszklenia wyższą niż około 20°C i wielkość cząstek w zakresie 0,0005 do 1 mm.

Korzystnie, wytworzony suchy, bezpostaciowy i stabilizowany materiał biologiczny ma temperaturę zeszklenia wyższą niż około 40°C, a zawartość resztkowej wilgoci wynosi mniej niż około 4%.

Sposób wytwarzania suchego, bezpostaciowego i stabilizowanego materiału biologicznego, zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się także tym, że

c) doprowadza się pH roztworu z etapu (b) do wartości około 7,0-7,5; i

100°C do 180°C, stosując suszenie rozpyłowe, do wytworzenia suchego, bezpostaciowego i stabilizowanego materiału biologicznego mającego temperaturę zeszklenia wyższą niż 20°C lub równą 20°C i zawartość resztkowej wilgoci wynosząc ą mniej niż około 8%, a wielkość cząstek w zakresie 0,0005 do 1 mm.

PL 196 456 B1

Stwierdzono, że taki sposób suszenia jest szczególnie dogodny z uwagi na stabilność materiałów biologicznych w preparatach oraz zapewnia wydajności ponad 90%.

Mieszaniny substancji stosowanych w etapie (a) zawierają korzystnie mono-, oligo- i polisacharydy oraz związki dwubiegunowe, stanowiące kwasy aminokarboksylowe, obejmujące argininę, kwas asparaginowy, cytrulinę, kwas glutaminowy, histydynę, lizynę, ester etylowy acetylofenyloalaniny, alaninę, cysteinę, glicynę, izoleucynę, leucynę, metioninę, fenyloalaninę, tryptofan, walinę i/lub ich pochodne.

Do biologicznie czynnych materiałów, stosowanych w sposobie według wynalazku, należy jedna lub więcej substancji z grupy białek, peptydów, glikoprotein, lipoprotein, enzymów, koenzymów, przeciwciał, fragmentów przeciwciał, składników wirusów, komórek i składników komórek, szczepionek, DNA, RNA.

Gdy jest to odpowiednie, do roztworu lub zawiesiny materiału biologicznego i mieszaniny substancji z etapu (a) dodać można zwykłe substancje pomocnicze z grupy buforów, środków powierzchniowo czynnych, antyutleniaczy, środków zapewniających izotoniczność i środków konserwujących.

Na drodze suszenia rozpyłowego sposobem według wynalazku można modyfikować węglowodany, aminokwasy lub ich pochodne, które z trudem dają się suszyć, w taki sposób, że można je wysuszyć, albo zmieszać węglowodany, aminokwasy lub ich pochodne z substancją lub mieszaniną substancji zwiększającą Tg w taki sposób, że suszenie staje się możliwe, a uzyskana struktura substancji pomocniczej jest bezpostaciowa i wyjątkowo odpowiednia do osadzania materiałów biologicznych. Suszenie próżniowe porównywalnych preparatów powoduje uzyskanie niższych temperatur zeszklenia.

Stwierdzono, że w przypadku węglowodanów, zwłaszcza cukrów takich, jak np. sacharoza i fruktoza, które w rzeczywistości tworzą bezpostaciowe struktury po suszeniu roztworu wodnego lub organicznego w złożu z gorącym powietrzem, ale wykazują niskie temperatury zeszklenia (< 20°C) i w związku z tym zapewniają wyjątkowo niekorzystne pod wzglę dem ekonomicznym wydajności przy suszeniu, a ponadto wykazują niską stabilność przy przechowywaniu, co jest zwłaszcza związane z zachowaniem struktur bezpostaciowych, Tg zwiększa się w tak znacznym stopniu (do wartości > 20°C) w wyniku dodania związków dwubiegunowych lub ich pochodnych, że można je suszyć z dobrą wydajnością, a bezpostaciowa struktura węglowodanów lub całego preparatu zostaje zachowana lub stabilizuje się.

Ponadto nieoczekiwanie stwierdzono, że można dodawać związki dwubiegunowe lub ich pochodne, w celu uzyskania węglowodanów, takich jak np. mannitol, po rozpyleniu z roztworu wodnego lub organicznego w złożu z gorącym powietrzem, o strukturze bezpostaciowej, niezbędnej do stabilizowania materiałów biologicznych. Równocześnie uzyskuje się w ten sposób dobre wydajności. Wynik ten jest zaskakujący z tego względu, że nie uzyskuje się struktur bezpostaciowych, gdy suszenie prowadzi się bez dodania związków dwubiegunowych.

Z drugiej strony stwierdzono, że także związki dwubiegunowe lub ich pochodne, które jakkolwiek suszone po rozpyleniu roztworów wodnych lub organicznych w złożu z gorącym powietrzem, nie są uzyskiwane w postaci bezpostaciowej, uzyskuje się w postaci całkowicie bezpostaciowej w wyniku dodania węglowodanów lub ich pochodnych.

Struktury bezpostaciowe uzyskuje się również wtedy, gdy związki dwubiegunowe lub ich pochodne, które jakkolwiek suszone po rozpyleniu roztworów wodnych lub organicznych w złożu z gorącym powietrzem, nie są uzyskiwane w postaci całkowicie bezpostaciowej, przekształci się w odpowiednie mieszaniny jednego lub więcej związków dwubiegunowych. W celu uzyskania struktury bezpostaciowej nie ma potrzeby dobierać wyłącznie kombinacje związków dwubiegunowych z polarnymi rodnikami i niepolarnymi rodnikami; można bowiem stosować kombinacje związków dwubiegunowych wyłącznie z polarnymi lub wyłącznie z niepolarnymi rodnikami.

Ponadto stwierdzono, że jeden lub więcej związków dwubiegunowych z polarnymi lub niepolarnymi rodnikami, albo ich pochodne, które, jakkolwiek mogą być suszone rozpyłowo, nie są uzyskiwane w postaci bezpostaciowej, można przekształcić przez odpowiednie nastawienie pH roztworu lub zawiesiny przed suszeniem konwekcyjnym, w stan bezpostaciowy, przy czym pH doprowadza się do wartości około 7,0-7,5. Określone nastawianie pH roztworu przed suszeniem rozpyłowym może być również celowe w tych przypadkach (wariant a oraz b), gdy pomimo uzyskiwania struktur bezpostaciowych, stabilność białka w strukturze bezpostaciowej można jeszcze zwiększyć, albo też można

PL 196 456 B1 zwiększyć bezpostaciowość struktury rozpylanych produktów. Takie nastawianie pH może być także niezbędne ze względów fizjologicznych.

Specjalista może, w wyniku zastosowania odpowiedniej kombinacji wspomnianych wariantów, jeszcze bardziej zwiększyć osiągane efekty. Ujawnienie w opisie wynalazku umożliwia takie dobranie związku dwubiegunowego z polarnym lub niepolarnym rodnikiem, że wysuszona mieszanina substancji wykazuje podwyższoną i/lub bardziej bezpostaciową strukturę, w porównaniu z mieszaniną substancji bez odpowiedniego dodatku.

Produkty wytwarzane sposobem według wynalazku stanowią bezpostaciowe i mikroskopowo jednorodne proszki o wielkości cząstek w zakresie od 0,0005 do 1 mm, korzystnie od 0,001 do 0,1 mm. Sposób według wynalazku umożliwia korzystnie wytwarzanie kulistych cząstek o wielkości w zakresie, który można regulować i który jest zaskakująco dobrze powtarzalny. Uzyskane produkty wykazują temperaturę zeszklenia > 20°C, korzystnie > 40°C i resztkową zawartość wilgoci < 8% wag., korzystnie < 4% wag. Ponadto ich bezpostaciowa struktura zostaje zachowana przy przechowywaniu przez okres czasu co najmniej 12 miesięcy. W porównaniu z liofilizatami, produkty wykazują gęstość pozorną wyższą co najmniej 1,15 raza (o 15%), a w porównaniu z produktami suszonymi sublimacyjnie lub próżniowo wykazują znacząco niższą zawartość składników krystalicznych przy takim samym składzie.

Bezpostaciowe produkty, które korzystnie zawierają białka jako materiały biologiczne, wytwarza się sposobem według wynalazku na drodze suszenia konwekcyjnego, w szczególności przez suszenie rozpyłowe lub granulowanie rozpyłowe, wytwarzając roztwór lub zawiesinę materiału biologicznego i mieszaniny substancji, oraz przeprowadzając suszenie konwekcyjne przy temperaturze wlotowego powietrza 50-300°C, korzystnie < 200°C, przy czym wilgotność względna powietrza wylotowego w fazie ustalonej musi wynosić < 70%, korzystnie < 40%, tak aby uzyskać określoną zawartość wilgoci w produkcie, wynoszącą < 4%. W związku z tym sposób według wynalazku umożliwia świadome nastawianie wymaganej resztkowej zawartości wilgoci w produktach końcowych.

Suszenie konwekcyjne można przeprowadzić jako suszenie fluidalne, suszenie w unoszącym się powietrzu lub suszenie przelotowe. W sposobie według wynalazku stosuje się suszenie rozpyłowe.

Przy suszeniu rozpyłowym suszony materiał rozpyla się w znany sposób jako roztwór lub zawiesinę przez dysze lub za pomocą szybko wirującej tarczy rozpylającej, z wytworzeniem mgły kropelek w górnej części szerokiego cylindrycznego pojemnika. Uzyskana mgła miesza się z gorącym powietrzem lub gazem obojętnym, który przepuszcza się przez strefę rozpylania w suszarce. Gdy roztwór rozpyla się za pomocą dwumateriałowej dyszy lub tarczy, to w identycznych pod innymi względami warunkach, pomimo węższego rozkładu wielkości cząstek przy rozpylaniu za pomocą tarczy niż przy rozpylaniu przez dyszę, uzyskuje się grubsze cząstki.

Do odpowiednich urządzeń rozpylających należą wirujące dysze ciśnieniowe, dysze pneumatyczne (dysze dwumateriałowe/trójmateriałowe) oraz atomizery odśrodkowe. Jakkolwiek dysze pneumatyczne wymagają większych ilości energii w przeliczeniu na kg cieczy, są one szczególnie odpowiednie z uwagi na elastyczność działania, np. w celu uzyskania konkretnych zakresów wielkości cząstek i konkretnych kształtów cząstek. Sposób można także realizować poprzez zastosowanie techniki dyszy trójmateriałowej. Można w ten sposób równocześnie rozpylać dwie ciecze.

Umożliwia to realizację 2 wariantów rozpylania:

Wariant 1

Dwie ciecze wprowadza się osobno, tuż przed rozpylaniem miesza się je, a następnie rozpyla. Wariant taki stosuje się korzystnie w przypadku, gdy mieszaniny dwóch składników zachowują stabilność w fazie ciekłej tylko przez krótki okres czasu.

Wariant 2

Dwie ciecze wprowadza się osobno, rozpyla się osobno i miesza się przed wprowadzeniem do ustnika dyszy. Ten wariant można zastosować w przypadku dwóch nie mieszających się roztworów lub w przypadku, gdy stabilność składników zapewniona jest jedynie w stanie stałym.

W sposobie według wynalazku stosować można takie konkretne sposoby rozpylania, jak również klasyczne rozpylanie dwumateriałowe.

Sposób według wynalazku jest optymalny, gdy temperatura wlotowego powietrza wynosi od 100 do 180°C. W związku z tym, że istnieje również ryzyko rozkładu rozpylonego materiału osadzanego, gdy temperatura powietrza wlotowego wzrasta, wyższe temperatury > 200°C zazwyczaj nie są stosowane, choć mogą być oczywiście brane pod uwagę w pewnych zastosowaniach. Zaskakujące

PL 196 456 B1 jest to, że stabilność materiałów biologicznych w kompozycjach jest bardzo dobra, mimo iż temperatura gorącego powietrza stosowanego do suszenia zgodnie z wynalazkiem wynosi > 100°C.

W wyniku rozpylenia roztworu uzyskuje się po suszeniu przede wszystkim kuliste czą stki o regulowanym i powtarzalnym zakresie wielkości. Kuliste kształty o korzystnej charakterystyce sypkości oraz konkretne zakresy wielkości cząstek są szczególnie dogodne w wielu rodzajach zastosowań farmaceutycznych.

Czas suszenia prowadzonego sposobem według wynalazku nie przekracza 1 minuty.

Można także wytwarzać granulki przez natryskiwanie roztworu materiału biologicznego i mieszaniny substancji na nośnik o wielkości cząstek w zakresie 0,010-10 mm, korzystnie 0,1-1 mm.

Sposobem według wynalazku, poprzez stosowanie wymienionych mieszanin substancji, można zdecydowanie usprawnić suszenie kompozycji zawierających węglowodany. Kompozycje zawierające jako podstawowy składnik węglowodan, korzystnie cukier, oraz jeden lub więcej związków dwubiegunowych z polarnymi lub niepolarnymi rodnikami, albo ich pochodnych, charakteryzują się tym, że temperatura zeszklenia cukru zostaje znacząco podwyższona w wyniku dodania związku dwubiegunowego.

Kompozycje, w których głównymi składnikami są związki dwubiegunowe z polarnymi lub niepolarnymi rodnikami, albo ich pochodne, można przekształcić w trwałe formy bezpostaciowe w wyniku dodania węglowodanów.

Można także zamiast węglowodanów zastosować związki dwubiegunowe z polarnymi lub niepolarnymi rodnikami albo ich pochodne, lub ich mieszaniny. Takie kompozycje mogą zawierać co najmniej dwa związki dwubiegunowe lub ich pochodne z rodnikami polarnymi, co najmniej dwa związki dwubiegunowe lub ich pochodne z rodnikami niepolarnymi, albo co najmniej jeden związek dwubiegunowy z polarnym i niepolarnym rodnikiem.

Bezpostaciowe i suche kompozycje można także uzyskać odpowiednio nastawiając pH roztworu związku dwubiegunowego z polarnymi lub niepolarnymi rodnikami, albo jego pochodnych, samego lub w kombinacji.

Mieszaniny substancji, które można korzystnie zastosować zgodnie z wynalazkiem, zawierają co najmniej dwie substancje wybrane spośród sacharozy, L-argininy, L-fenyloalaniny, kwasu L-asparaginowego, L-izoleucyny, oraz ich pochodnych.

Stwierdzono, że poza kompozycjami wymienionymi w przykładach następujące mieszaniny substancji są szczególnie odpowiednie jako matryce do wytwarzania rozpylanych produktów według wynalazku.

Mieszanka (kompozycja) 1:

Sacharoza, L-arginina, L-fenyloalanina,

Mieszanka (kompozycja) 2:

L-Arginina, kwas L-asparaginowy i L-izoleucyna

Mieszanka (kompozycja) 3:

L-Arginina i L-fenyloalanina,

Mieszanka (kompozycja) 4:

L-Arginina, L-fenyloalanina i kwas L-asparaginowy.

Bezpostaciowe produkty, wytworzone sposobem według wynalazku, stosuje się do wytwarzania środków diagnostycznych lub terapeutycznych, poprzez dalszą ich obróbkę, gdy jest to wskazane, zwykłymi środkami pomocniczymi i zaróbkami.

P r z y k ł a d 1

Węglowodan i aminokwas (AA) rozpuszczono w wodzie w temperaturze pokojowej. Nastawianie pH może okazać się niezbędne, w zależności od stosowanego materiału biologicznego. Roztwór ten suszono następnie rozpyłowo.

Z poniższej tabeli 1 w sposób oczywisty wynika, że np. sacharozy i fruktozy nie można wysuszyć z ekonomicznie opłacalnymi wydajnościami, z uwagi na niską temperaturę zeszklenia (1.1 i 1.5), natomiast z roztworów z dodatkiem AA uzyskano po suszeniu suche proszki o drobnych cząstkach, z dobrymi wydajnościami (1.2 - 1.4 i 1.6). Ponadto z tabeli wynika, że węglowodany, takie jak mannitol, które po zwykłym suszeniu nie tworzą bezpostaciowych struktur, ale uzyskuje się w ich przypadku ekonomicznie opłacalne wydajności (1.7), po dodaniu związków dwubiegunowych lub ich pochodnych tworzą bezpostaciowe struktury i zapewniają dobre wydajności, co jest niezbędne dla stabilizacji materiałów biologicznych (1.8).

PL 196 456 B1

T a b e l a 1

Węglowodany z dodatkiem związków dwubiegunowych z polarnymi/niepolarnymi rodnikami

Przykład	Węglowodan mg/ml	Aminokwas mg/ml	Resztkowa zawartość wody %	Temperatura zeszklenia, °C Struktura kryształu Stan agregacji
(1.1)	Sacharoza 275	L-Arginina 0	2,8	<20°C
				rentgenograficznie bezpostaciowy lepka masa
(1.2)*	Sacharoza 100	L-Arginina 0	2,4	>20°C
				rentgenograficznie bezpostaciowy Proszek
(1.3)	Sacharoza 100	L-Fenyloalanina 5	2,8	>20°C
(1.4)	100	20	2,5	rentgenograficznie bezpostaciowy Proszek >20°C rentgenograficznie bezpostaciowy Proszek
(1.5)	Fruktoza 275	L-Fenyloalanina 0	2,3	<20°C
(1.6)	100	5	4,0	rentgenograficznie bezpostaciowy lepka masa >20°C
				rentgenograficznie bezpostaciowy Proszek
(1.7) (1.8) *	Mannitol 55 100	L-Arginina/ L-fenyloalanina 0 10/10	0,4 2,5	krystaliczny proszek >20°C rentgenograficznie bezpostaciowy Proszek

* pH nastawiono na 7,3 ± 0,2

P r z y k ł a d 2

Aminokwas i węglowodan rozpuszczono w wodzie w temperaturze pokojowej i wysuszono rozpyłowo. Z poniższej tabeli 2 w sposób oczywisty wynika, że sam AA tworzy strukturę krystaliczną (2.1 i 2.4), podczas gdy bezpostaciowe struktury uzyskuje się po dodaniu węglowodanu (2.2, 2.3, 2.5).

T a b e l a 2

Związki dwubiegunowe z polarnymi/niepolarnymi rodnikami z dodatkiem węglowodanów

Przy- kład	Aminokwas mg/ml	Węglowodan mg/ml	Resztkowa zawartość wody %	Temperatura zeszklenia, °C Struktura kryształu Stan agregacji
1	2	3	4	5
(2.1) (2.2)	L-Arginina 55 20	Metylohydroksy- propyloceluloza 2910 0 4	10,2 7,2	krystaliczny proszek >20°C rentgenograficznie bezpostaciowy Proszek

PL 196 456 B1 cd. tabeli 2

1	2	3	4	5
(2.3)	L-Arginina 20	Sacharoza 4	6,4	>20°C rentgenograficznie bezpostaciowy Proszek
(2.4) (2.5)	L-Fenyloalanina 55 20	Sacharoza 0 4	0,4 4,6	krystaliczny proszek >20°C rentgenograficznie bezpostaciowy Proszek

P r z y k ł a d 3

Aminokwasy rozpuszczono w wodzie w temperaturze pokojowej i wysuszono rozpyłowo. Z tabeli 3 w sposób oczywisty wynika, że w przypadku czystego AA uzyskuje się strukturę krystaliczną (3.1 - 3.4), podczas gdy po dodaniu drugiego AA uzyskuje się bezpostaciowych struktur (3.5 - 3.8). W przykładach 3.9 - 3.11 podano wartości Tg po suszeniu próżniowym. Wartości Tg po suszeniu rozpyłowym porównywalnych preparatów są znacząco niższe od wartości uzyskanych sposobem według wynalazku.

T a b e l a 3

Związki dwubiegunowe z polarnymi/niepolarnymi rodnikami z dodatkiem związków dwubiegunowych z polarnymi/niepolarnymi rodnikami

Przykład	Aminokwas mg/ml	Aminokwas mg/ml	Resztkowa zawartość wody %	Temperatura zeszklenia, °C Struktura kryształu Stan agregacji
(3.1)	L-Arginina 55	0	10,2	krystaliczny proszek
(3.2)	L-Izoleucyna 21,7	0	0,4	krystaliczny proszek
(3.3)	L-Fenyloalanina 55	0	0,4	krystaliczny proszek
(3.4)	Kwas L-asparaginowy 6,7	0	0,3	krystaliczny proszek
(3.5)	L-Fenyloalanina 20	L-Izoleucyna 4	1,2	>20°C rentgenograficznie bezpostaciowy Proszek
(3.6)	L-Arginina 20	L-Fenyloalanina 4	5,7	> 20°C rentgenograficznie bezpostaciowy Proszek
(3.7)	L-Arginina 4	Kwas L-asparaginowy 20	5,5	> 20°C rentgenograficznie bezpostaciowy Proszek
(3.8)	L-Arginina 40	Kwas L-asparaginowy/ L-Izoleucyna 22 10	4,2	> 20°C rentgenograficznie bezpostaciowy Proszek

PL 196 456 B1

Suszenie próżniowe

Przy- kład	Aminokwas mg/ml	Aminokwas mg/ml	Resztkowa zawartość wody %	Temperatura zeszklenia, °C
3.9	L-Arginina 33,4	L-Fenyloalanina 7,9	9,9	1,3
3.10	34,8	6,6	10,7	0,0
3.11	35,8	5,6	10,0	1,3

P r z y k ł a d 4

Aminokwas rozpuszczono w wodzie w temperaturze pokojowej i wysuszono rozpyłowo. Z tabeli 4 w sposób oczywisty wynika, że rentgenograficznie bezpostaciowa struktura tworzy się w wyniku określonego nastawienia pH (4.1 i 4.3); w innych przypadkach uzyskuje się jedynie strukturę krystaliczną (4.2 i 4.4).

T a b e l a 4

Związki dwubiegunowe z polarnymi/niepolarnymi rodnikami

Przy- kład	Aminokwas mg/ml	Aminokwas mg/ml	Resztkowa zawartość wody %	Temperatura zeszklenia, °C Struktura kryształu Stan agregacji
(4.1)	L-Arginina 55 pH 7,2 nastawione H3PO4	0	5,1	> 20°C rentgenograficznie bezpostaciowy Proszek
(4.2)	L-Arginina 55	0	10,2	krystaliczny proszek
(4.3)	Kwas L-asparaginowy 8,3 pH 7,2 nastawione NaOH	0	0,5	> 20°C rentgenograficznie bezpostaciowy Proszek
(4.4)	Kwas L-asparaginowy 6,7	0	0,3	krystaliczny proszek

P r z y k ł a d 5

Węglowodan, AA i inne substancje pomocnicze rozpuszczono w wodzie w temperaturze pokojowej, pH nastawiono na 7,3 ± 0,2 i przeprowadzono suszenie rozpyłowe.

W poniż szej tabeli 5 przedstawiono zoptymalizowane preparaty aktywnych leków wytworzone sposobem według wynalazku (5.2 - 5.6). Dla porównania włączono preparat placebo (5.1). W przypadku żadnego z preparatów nie stwierdzono po suszeniu rozkładu produktów, przy czym można było wykryć agregaty o wysokim ciężarze cząsteczkowym (HMW) i dimery EPO w ilości nie przekraczającej 0,2% w preparatach 5.2 - 5.6. Wielkość ta nie zwiększyła się nawet po przechowywaniu przez 3 miesiące (patrz przykład 5.3).

Natomiast preparat nie według wynalazku wykazuje bardzo dużą zawartość agregatów o wysokim ciężarze cząsteczkowym (HMW) i dimerów EPO, nawet bezpośrednio po suszeniu.

T a b e l a 5

Przy- ład	EPO/U Węglowodan mg/ml	Aminokwasy/ substancja pomocnicza mg/ml	Resztkowa zawartość wody %	Temperatura zeszklenia, °C Struktura kryształu Stan agregacji
1	2	3	4	5
(5.1)	Sacharoza 100	L-Arginina/L-Fenyloalanina/ Tween 20 20/ 20/ 0,2	2,8	>20°C rentgenograficznie bezpostaciowy Proszek

PL 196 456 B1 cd. tabeli 5

1	2	3	4	5
(5.2) (5.3)	EPO/Sacharoza 7000/ 50 7010/ 50	L-Arginina/L-Fenyloalanina/ Tween 20 10/ 10/ 10/ 10/ 0,1	3,5 2,4	>20°C rentgenograficznie bezpostaciowy Proszek >20°C rentgenograficznie bezpostaciowy Proszek
(5.4)	EPO/Sacharoza 14020/ 100	L-Arginina/L- Fenyloalanina/ Tween 20 20/ 20/ 0,2	2,9	>20°C rentgenograficznie bezpostaciowy Proszek
(5.5)	EPO/ 5010/ 0	L-Arginina/ kwas L-asparaginowy/ L-izoleucyna/ Tween 20 30/ 10/ 10/ 0,1	4,3	>20°C rentgenograficznie bezpostaciowy Proszek
(5.6)	EPO/ 5010/ 0	L-Arginina/ kwas L-asparaginowy/ L-fenyloalanina/ Tween 20 30/ 10/ 10/ 0,1	4,4	>20°C rentgenograficznie bezpostaciowy Proszek

Stabilność preparatu z przykładu 5.3 w lodówce, w temperaturze pokojowej i w 40°C w ciągu 3 miesię cy

	Agregaty HMW	Dimery EPO
5.3	Lodówka (4-6°C)	temp. pok. (20-22°C)	40°C	Lodówka (4-6°C)	temp. pok. (20-22°C)	40°C
Wyjściowa		<0,1%			<0,1%
Po 2 miesiącach	<0,1%	<0,1%	<0,1%	<0,1%	<0,1%	<0,1%
Po 3 miesiącach	<0,1%	<0,1%	<0,1%	<0,1%	<0,1%	<0,1%

Zawartość agregatów HMW i dimerów EPO w preparacie nie według wynalazku, bezpośrednio po suszeniu

Przykład	EPO/węglowodan U/mg/ml	Resztkowa zawartość wody, %	Agregaty HMW, %	Dimery EPO %
(5.7)	EPO/laktoza 7010/50	3,4	9	2

P r z y k ł a d 6.

Poniższe przykłady 6-12 ilustrują wpływ wybranych warunków zgodnie ze sposobem według wynalazku ma produkty końcowe. Zbadano następujące preparaty 1-4:

Mieszanka (preparat) 1:

Sacharoza, L-arginina i L-fenyloalanina (5:1:1)

Mieszanka (preparat) 2:

L-Arginina, kwas L-asparaginowy i L-izoleucyna (3:1:1)

PL 196 456 B1

Mieszanka (preparat) 3:

L-Arginina i L-fenyloalanina (1:1)

Mieszanka (preparat) 3:

L-Arginina, L-fenyloalanina i kwas L-asparaginowy (3:1:1)

Suszenie rozpyłowe mieszanek substancji 1-4

Materiały wyjściowe	Skład roztworu
Mieszanka	1	2	3	4
Sacharoza	50 mg/ml
L-Arginina	10 mg/ml	30 mg/ml	20 mg/ml	30 mg/ml
L-Fenyloalanina	10 mg/ml		20 mg/ml	10 mg/ml
Kwas L-asparaginowy		10 mg/ml		10 mg/ml
L-Izoleucyna		10 mg/ml

P r z y k ł a d 7

Suszenie rozpyłowe przy różnych temperaturach powietrza wlotowego mieszanki suszono rozpyłowo przy 3 różnych temperaturach powietrza wlotowego, a mianowicie 100, 140 i 180°C. Bardzo ważnym parametrem w suszeniu rozpyłowym jest względna zawartość wilgoci fazy stacjonarnej w suszarce rozpyłowej. Za fazę stacjonarną uważa się sekcję suszenia, w której proces suszenia rozpylonych cząstek jest zakończony i osiąga się maksimum naprężenia temperaturowego na wysuszone rozpylone cząstki. Względna zawartość wilgoci w fazie stacjonarnej decyduje o zawartości wilgoci w produkcie po suszeniu. Wybrana względna zawartość wilgoci w danym przypadku zależy od składu preparatu. Według wynalazku dla 4 mieszanek wybrano względną zawartość wilgoci na bardzo niskim poziomie, poniżej 40% (w szczególności około 10% w tym przypadku). Decyduje ona o tym, czy suszenie rozpyłowe mieszanek 1-4 jest w rzeczywistości w dalszym ciągu możliwe. W wyżej podanych warunkach suszenie rozpyłowe 4 mieszanek mogło przebiegać w sposób zadowalający. We wszystkich przypadkach uzyskano rozpylony produkt osadzający (SE) w postaci drobnego proszku, z dobrą wydajnością (> 90%). Nie tworzą się osady na stożku wieży i w przewodach, a wyładowanie produktu przebiega zadowalająco pomimo niskich stosunków pyłu do powietrza (<< 50 g/Nm³ (STP).

Względna zawartość wilgoci 10%

Temperatura powietrza wlotowego	Względna zawartość wilgoci, faza stacjonarna	Szybkość parowania wody	Substancja stała (z roztworu 7%)
°C	%	W przybliżeniu g/godzinę	W przybliżeniu g/godzinę
60	10	100	7,5
100	10	600	45,2
140	10	1000	75,3
180	10	1400	105,4

P r z y k ł a d 8

Badanie rozpylonego produktu osadzającego (SE) a) pH, gęstość, zawartość wody, osmolalność

Mieszanka	Temperatura powietrza wlotowego	Zawartość wody w SE	pH roztwór wyjściowy/SE	Gęstość roztwór wyjściowy/SE	Osmolalność roztwór wyjściowy/SE
	°C	%		g/cm³	mOsm/kg
1	2	3	4	5	6
Mieszanka 1	100	3,2	7,4/7,44	1,025/1,023	270/272

PL 196 456 B1 cd. tabeli

1	2	3	4	5	6
Mieszanka 1	140	3,0	7,4/7,44	1,025/1,022	270/270
Mieszanka 1	180	3,0	7,4/7,43	1,025/1,020	270/273
Mieszanka 2	100	3,9	7,4/7,44	1,017/1,021	292/270
Mieszanka 2	180	2,6	7,4/7,44	1,017/1,022	292/279
Mieszanka 3	100	2,4	7,4/7,43	1,013/1,010	216/213
Mieszanka 3	180	2,7	7,4/7,43	1,013/1,011	216/212
Mieszanka 4	100	3,6	7,4/7,38	1,018/1,023	274/254
Mieszanka 4	180	2,7	7,4/7,37	1,018/1,023	274/254

Rozpylony produkt osadzający rozpuszczony w wodzie wykazuje identyczne wartości pH, gęstości i osmolalności, jak roztwór wyjściowy. Zawartość wody w rozpylonym produkcie osadzającym spada nieznacznie przy wzroście temperatury powietrza wlotowego, mimo iż względną zawartość wilgoci w fazie stacjonarnej utrzymywano na stałym poziomie. W szczególności mieszanka 1 wykazywała prawie stałą zawartość wody przy wszystkich temperaturach powietrza wlotowego.

b) Struktura krystaliczna

Niezależnie od temperatury powietrza wlotowego wszystkie rozpylone produkty osadzające były w porównaniu z wyjściowymi mieszankami rentgenograficznie bezpostaciowe.

c) Mikrografie elektronowe

Mikrografie elektronowe rozpylonych produktów osadzających z mieszanki 1 wykazują, że cząstki SE są w postaci prawie idealnych pełnych kul, z powierzchnią zmieniającą się od tekstury przypominającej piłeczkę golfową do gładkiego wyglądu przy wzroście temperatury powietrza wlotowego. W celu wykazania, że kule są pełne, rozpylone produkty osadzające rozdrobniono. Pełny kształt kuli można niedwuznacznie wydedukować z fragmentów. Charakter rozpylania, z dyszy lub tarczy rozpylającej, również nie wywiera wpływu na kształt cząstek SE.

d) Rozkład wielkości cząstek

Mieszankę 1 zastosowano w celu wykazania, że rozkład wielkości cząstek pozostaje zasadniczo niezmieniony przy różnych szybkościach rozpylania.

Temperatura powietrza wlotowego	Względna zawartość wilgoci, faza stacjonarna	Szybkość rozpylania	Wielkość cząstek d10/d50/d90	Wielkość cząstek RRSB-d'
°C	%	g/godzinę	μιΐτ	μιΐτ
100	10	640,0	0,8/3,7/9,7	5,7
140	10	1035,0	0,6/5,3/12,6	6,6
180	10	1455,0	0,7/4,0/11,9	6,3

Ustalono ponadto, że praktycznie identyczne rozkłady wielkości cząstek uzyskuje się przy tej samej temperaturze powietrza wyjściowego i w przybliżeniu takiej samej szybkości rozpylania.

Temperatura powietrza wlotowego	Względna zawartość wilgoci, faza stacjonarna	Szybkość rozpylania	Wielkość cząstek d10/d50/d90	Wielkość cząstek RRSB-d'
°C	%	g/godzinę	μm	μm
100	10	566,0	0,7/4,0/10,5	5,8
100	10	640,0	0,8/3,7/9,7	5,7
140	10	1067,5	0,8/4,0/11,6	6,2
140	10	1035,0	0,6/5,3/12,6	6,6

P r z y k ł a d 9

Pomiary temperatury zeszklenia (Tg) metodą kalorymetrii różnicowej

PL 196 456 B1

W celu oznaczenia temperatur zeszklenia wysuszonych próbek, oraz pików krystalizacji i topnienia, zastosowano aparat DSC 7 z Perkin-Elmer ^berlingen) z niskotemperaturową regulacją CCA 7 ciekłym azotem oraz przetwornikiem sygnału TAC 7/DX. Próbki o wadze 5-20 mg odważano w tygielkach aluminiowych (Perkin-Elmer) zważonych uprzednio na automatycznej mikrowadze AD4 (Perkin-Elmer). Następnie tygielki szczelnie zamykano pokrywką (Cover, Perkin-Elmer) wykorzystując do tego uniwersalną prasę zamykającą (Perkin-Elmer), umieszczano w celce pomiarowej przedmuchanej azotem i wykonywano pomiar przy szybkości ogrzewania 10°C/minutę.

Tg mieszanki 1 oznaczono metodą DSC. Przy zawartości wody < 4% odpowiednie Tg były korzystnie znacznie wyższe od temperatury pokojowej, co oznacza, że mieszanki są bardzo przydatne do stabilizacji materiału biologicznego, zwłaszcza ludzkich białek.

Temperatura powietrza wlotowego	Zawartość wody w SE	Tg
°C	%	°C
100	3,2	57,6
140	3,0	58,8
100	3,8	57,0
140	7,5	28,2

P r z y k ł a d 10

Różne względne zawartości wilgoci w fazie stacjonarnej

Na przykładzie mieszanki 1 pokazano, jak daleko względna zawartość wilgoci w fazie stacjonarnej wpływa, przy ustalonych pozostałych warunkach, na zawartość wilgoci w produkcie, a tym samym na Tg.

Temperatura powietrza wlotowego	Względna zawartość wilgoci, faza stacjonarna	Zawartość wody	Tg
°C	%	%	°C
140	4	1,5	67,7
140	10	3,0	58,8
140	25	5,9	31,7
140	33	6,5	29,1
140	36	7,5	28,2

P r z y k ł a d 11

Wpływ wyjściowego stężenia roztworu na rozpylony produkt osadzający Wzrost wyjściowego stężenia roztworu, możliwy zasadniczo aż do granic rozpuszczalności określanych przez substancje pomocnicze powoduje, że uzyskuje się rozpylony produkt osadzający praktycznie o takich samych właściwościach fizycznych, jak w przypadku roztworu o stężeniu 7%. Ilustruje to poniższa tabela, dotycząca mieszanki 1

Temperatura powietrza wlotowego	Stężenie roztworu	Tg/zawartość wody/pH	Wielkość cząstek d10/d50/d90	Wielkość cząstek RRSB-d'
°C	%	°C/%	μπτ	μπτ
100	15	57,3/3,6/7,5	0,8/4,6/12,9	6,7
100	15	52,8/3,4/7,44	0,7/4,6/10,8	6,0
100	7	57,6/3,2/7,38	0,8/3,7/9,7	5,7

P r z y k ł a d 12

a) Badanie różnych jednostek rozpylających (dwumateriałowa dysza, tarcza rozpylająca) z zastosowaniem mieszanki 1.

Zastosowanie różnych jednostek rozpylających wywiera wpływ na rozkłady wielkości cząstek rozpylanych produktów osadzających

PL 196 456 B1

Temperatura powietrza wlotowego	Jednostka rozpylająca	Ciśnienie rozpylania lub prędkość obrotów	Wielkość cząstek d10/d50/d90	Wielkość cząstek RRSB-d'	Gradient linii w siatce RRSM
°C	(im	MPa/obroty/min	(m	(m	1
100	dwumateriałowa dysza	0,3 MPa	0,8/3,7/9,7	5,7	1,018
140	dwumateriałowa dysza	0,3 MPa	0,6/5,3/12,6	6,6	1,052
180	dwumateriałowa dysza	0,3 MPa	0,7/4,0/11,9	6,3	0,994
100	tarcza	maks.	1,7/11,9/23,3	15,3	1,238

Rozpylanie przez tarczę nie nadaje się do wytwarzania produktów SE wdychanych do płuc, w przypadku których wymagana wielkość cząstek wynosi < 10 μm. Ponadto elastyczność w umożliwianiu zmieniania zakresów wielkości cząstek w przypadku dyszy dwumateriałowej jest znacznie większa niż dla tarczy. Wadę stanowi to, że w przypadku sterylnej pracy z rozpylaniem dwumateriałowym trzeba sterylizować ośrodek rozpylający na drodze filtracji. Inne parametry fizyczne produktów SE, w tym ich wygląd, nie zależą od sposobu rozpylania. Jako czynniki rozpylające zastosować można znane czynniki, takie jak sprężone powietrze lub obojętne gazy, takie jak np. gazy szlachetne (neon, argon itp.) albo dwutlenek węgla.

b) Kombinacje różnych dyszy

Kombinacje określonych dyszy (dyszy trójmateriałowych) użyto do równoczesnego podawania i rozpylania dwóch cieczy.

Rozpylone produkty osadzające uzyskane przy zastosowaniu obydwu wariantów trójmateriałowych dyszy wykazywały parametry fizyczne odpowiadające parametrom produktów osadzających uzyskanych w wyniku rozpylania dwóch składników. Nawet Tg i rentgenograficzne postaci bezpostaciowe były identyczne.

P r z y k ł a d 13

Powtarzalność w przypadku identycznych/różnych wielkości partii

Proces jest powtarzalny w przypadku zarówno o identycznych jak i różnych wielkościach partii, o czym świadczy przykład z mieszanką 1. Produkty SE uzyskane we wszystkich przypadkach wykazują parametry fizyczne rozpylanych produktów osadzających mieszczące się w bardzo wąskich granicach. W związku z tym można wykorzystać wyniki uzyskane w przypadku partii próbnych bezpośrednio w przypadku partii większych, uzyskując tym samym gotowy proces produkcyjny.

Temperatura powietrza wlotowego	Wielkość partii	Struktura krystaliczna	Wielkość cząstek d10/d50/d90	Wielkość cząstek RRSB-d'	Tg DSC/zawartość wody
°C	jednostki		(m	(m	°C/%
100	1000	rentgenograficznie bezpostaciowy	0,8/3,7/9,7	5,7	57,6/3,2
140	1000	rentgenograficznie bezpostaciowy	0,6/5,3/12,6	6,6	58,8/3,0
180	1000	rentgenograficznie bezpostaciowy	0,7/4,0/11,9	6,3	57,0/3,0
140	2000	rentgenograficznie bezpostaciowy	0,8/4,0/11,6	6,2	58,8/2,8
100	300	rentgenograficznie bezpostaciowy	0,7/4,0/10,5	5,8	57,0/3,2

PL 196 456 B1

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania suchego, bezpostaciowego i stabilizowanego materiału biologicznego, znamienny tym, że

a) rozpuszcza się węglowodan i co najmniej dwa związki dwubiegunowe, stanowiące kwasy aminokarboksylowe, w wodzie;

b) zawiesza się materiał biologiczny, wybrany z grupy białek, peptydów, glikoprotein, lipoprotein, enzymów, koenzymów, przeciwciał, fragmentów przeciwciał, składników wirusów, komórek i składników komórek, szczepionek, DNA i RNA, w mieszaninie z etapu (a);

c) doprowadza się pH roztworu z etapu (b) do wartości około 7,0-7,5; i

d) suszy się na drodze suszenia konwekcyjnego roztwór z etapu (c) w temperaturze około 100°C do 180°C, do zawartości resztkowej wilgoci wynoszącej mniej niż około 8%, stosując suszenie rozpyłowe, do wytworzenia suchego, bezpostaciowego i stabilizowanego materiału biologicznego mającego temperaturę zeszklenia wyższą niż około 20°C i wielkość cząstek w zakresie 0,0005 do 1 mm.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wytworzony suchy, bezpostaciowy i stabilizowany materiał biologiczny ma temperaturę zeszklenia wyższą niż około 40°C, a zawartość resztkowej wilgoci wynosi mniej niż około 4%.
3. Sposób wytwarzania suchego, bezpostaciowego i stabilizowanego materiału biologicznego, znamienny tym, że

a) rozpuszcza się polietylenosorbitan i co najmniej trzy związki dwubiegunowe, stanowiące kwasy aminokarboksylowe, w wodzie;

b) zawiesza się materiał biologiczny, wybrany z grupy białek, peptydów, glikoprotein, lipoprotein, enzymów, koenzymów, przeciwciał, fragmentów przeciwciał, składników wirusów, komórek i składników komórek, szczepionek, DNA i RNA, w mieszaninie z etapu (a);

c) doprowadza się pH roztworu z etapu (b) do wartości około 7,0-7,5; i

d) suszy się na drodze suszenia konwekcyjnego roztwór z etapu (c) w temperaturze około 100°C do 180°C, stosując suszenie rozpyłowe, do wytworzenia suchego, bezpostaciowego i stabilizowanego materiału biologicznego mającego temperaturę zeszklenia wyższą niż 20°C lub równą 20°C i zawartość resztkowej wilgoci wynoszącą mniej niż około 8%, a wielkość cząstek w zakresie 0,0005 do 1 mm.
4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że wytworzony suchy, bezpostaciowy i stabilizowany materiał biologiczny ma temperaturę zeszklenia wyższą niż około 40°C, a zawartość resztkowej wilgoci wynosi mniej niż około 4%.