RU2259817C2 - Composition for delivering stable injectable liquids and method for delivery - Google Patents

Composition for delivering stable injectable liquids and method for delivery Download PDF

Info

Publication number
RU2259817C2
RU2259817C2 RU2003113537/15A RU2003113537A RU2259817C2 RU 2259817 C2 RU2259817 C2 RU 2259817C2 RU 2003113537/15 A RU2003113537/15 A RU 2003113537/15A RU 2003113537 A RU2003113537 A RU 2003113537A RU 2259817 C2 RU2259817 C2 RU 2259817C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
particles
composition according
glass
sugar
preceding paragraphs
Prior art date
Application number
RU2003113537/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003113537A (en
Inventor
Брюс Джозеф РОУЗЕР (GB)
Брюс Джозеф РОУЗЕР
ДЕ КАСТРО Аркадио ГАРСИА (GB)
ДЕ КАСТРО Аркадио ГАРСИА
Джеймс МЭЙКИ (US)
Джеймс МЭЙКИ
Original Assignee
Кембридж Байостэбилити Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кембридж Байостэбилити Лтд. filed Critical Кембридж Байостэбилити Лтд.
Priority to RU2003113537/15A priority Critical patent/RU2259817C2/en
Publication of RU2003113537A publication Critical patent/RU2003113537A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2259817C2 publication Critical patent/RU2259817C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: the present innovation deals with delivering a stable biologically active compound for a subject including glass particles that contain the mentioned biologically active compound at their diameter ranged 0.1-100 mcm and suspended in liquid that includes, at least, one biocompatible perfluorocarbon where these mentioned particles are not dissolved. The innovation enables to create completely stable compositions being ready for injections.
EFFECT: higher efficiency.
11 cl, 2 dwg, 11 ex

Description

Предпосылки к созданию изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

Вакцины или готовые для инъекции лекарственные препараты в растворе являются, в действительности, нестабильными и их необходимо охлаждать. Фармацевтическая промышленность обычно решает проблемы относительно нестабильности препаратов путем сушки лекарственных средств лиофилизацией. Данный способ является дорогостоящим, неудобным и по сути опасным, так как перерастворение высушенных лекарственных препаратов может привести к ошибочным дозам или к загрязнению растворов. За последние 100 лет были предприняты попытки разработать надежные, стабильные, готовые для инъекции жидкие композиции, однако усилия не увенчались успехом. В действительности, только низкомолекулярные лекарственные препараты могут существовать в водных растворах в течение подходящего срока хранения.Vaccines or ready-to-inject drugs in solution are, in fact, unstable and need to be cooled. The pharmaceutical industry typically solves problems regarding drug instability by drying drugs by lyophilization. This method is expensive, inconvenient and essentially dangerous, since reconstitution of dried drugs can lead to erroneous doses or to contamination of solutions. Over the past 100 years, attempts have been made to develop reliable, stable, ready-to-inject liquid compositions, but the efforts have not been successful. In fact, only low molecular weight drugs can exist in aqueous solutions for a suitable shelf life.

Данная проблема представляется особенно острой в области производства вакцин. Было подсчитано, что во сем мире к 2005 году должно быть введено 3,6 биллиона доз вакцин. Всемирной организацией здравоохранения (WHO) было заявлено, что стандартные формы вакцин, которые необходимо охлаждать все время, не представляется возможным применять на практике ("Revolutionizing Immunizations". Jodar L., Aguado T., Lloyd J. and Lambert P-H. Genetic Engineering News Feb. 15.1998). В настоящее время в развитых странах применяется сеть холодильников, образующих "охлаждающую цепочку", которая вытягивается от производящих вакцины предприятий до провинциальных городов. Расходы на охлаждающую цепочку для индустрии вакцин и неправительственных организаций здравоохранения, проводящих кампании по иммунизации населения, являются огромными. WHO было установлено, что истинные расходы по хозяйственно-техническому обслуживанию охлаждающей цепочки составляют свыше 200 миллионов долларов США ежегодно. Кроме того, кампании по иммунизации могут проводиться только для тех людей, которые находятся вблизи от последнего звена охлаждающей цепочки.This problem is particularly acute in the field of vaccine production. It has been estimated that 3.6 billion vaccine doses should be administered in this world by 2005. The World Health Organization (WHO) has stated that standard vaccine forms that need to be cooled all the time cannot be put into practice ("Revolutionizing Immunizations." Jodar L., Aguado T., Lloyd J. and Lambert PH. Genetic Engineering News Feb. 15.1998). Currently, in developed countries, a network of refrigerators is used, forming a "cooling chain", which extends from vaccine-producing enterprises to provincial cities. The cost of the cooling chain for the vaccine industry and nongovernmental health organizations conducting public immunization campaigns is huge. WHO has found that the true cost of the maintenance of the cooling chain is over $ 200 million annually. In addition, immunization campaigns can only be carried out for people who are close to the last link of the cooling chain.

Кампании по вакцинации населения требуют медицинского обученного персонала, чтобы гарантировать правильность введения дозы и отсутствие ее разрушения. Потребность в воссоздании некоторых вакцин, таких как против кори, желтой лихорадки и BCG, в данной области также представляет собой серьезную проблему. Проблему следует решать очень четко, чтобы обеспечить введение правильной дозировки и, кроме того, не внести возможный источник загрязнения, что часто приводит к неблагоприятным клиническим последствиям. Кроме того, часто требуется введение более одной вакцины в течение проведения кампании и для этого может потребоваться множество инъекций, так как отдельные смеси или "мультивалентные" вакцины могут быть недоступны вследствие химической несовместимости некоторых из компонентов. WHO выдвинул на первый план решение указанных проблем при активной поддержке исследований, направленных на создание стабильных вакцин следующего поколения, для которых не требуется охлаждение ("Pre-Filled Monodose Injection Devices: A safety standard for new vaccines, or a revolution in the delivery of immunizations?" Lloyd J. and Aguado M.T. WHO publication. May. 1998. "General policy issues: injectable solid vaccines: a role in future immunization?" Aguado M.T., Jodar L., Lloyd J., Lambert P.H. WHO publication No A59781).Vaccination campaigns for the population require trained medical personnel to ensure that the dose is administered correctly and that it is not destroyed. The need to reconstitute certain vaccines, such as measles, yellow fever and BCG, is also a serious problem in this area. The problem should be solved very clearly in order to ensure the introduction of the correct dosage and, in addition, not to introduce a possible source of contamination, which often leads to adverse clinical consequences. In addition, more than one vaccine is often required during a campaign and may require multiple injections, as individual mixtures or “multivalent” vaccines may not be available due to the chemical incompatibility of some of the components. WHO has highlighted the solution of these problems with the active support of research aimed at creating stable next-generation vaccines that do not require refrigeration ("Pre-Filled Monodose Injection Devices: A safety standard for new vaccines, or a revolution in the delivery of immunizations ? "Lloyd J. and Aguado MT WHO publication. May. 1998." General policy issues: injectable solid vaccines: a role in future immunization? "Aguado MT, Jodar L., Lloyd J., Lambert PH WHO publication No A59781).

Идеальным решением данной проблемы является создание полностью стабильных, готовых к инъекции композиций. Такие стабильные вакцины могут быть упакованы в устройства для введения или, для проведения кампаний по массовой иммунизации, могут быть транспортированы в больших объемах и введены посредством безыгольного инжектора. Чрескожная доставка сухих, твердых частиц с помощью безыгольной газоинжекционной системы была описана в публикации (Sarphie DF, Burkoth TL. Method for providing dense particle compositions for use in transdermal particle delivery. Международная публикация PCT Pub No. WO 9748485 (1996)) and transdermal vaccination with dry DNA vaccines is apparently very effective ("PowderJects Hepatitis B DNA Vaccine First To Successfully Elicit Protective Immune Response In Humans" at http://www.powderject.com/pressrelases.htm (1998)).The ideal solution to this problem is to create completely stable, ready-to-inject compositions. Such stable vaccines can be packaged in administration devices or, for mass immunization campaigns, can be transported in large volumes and administered via a needleless injector. Transdermal delivery of dry, particulate matter using a needleless gas injection system has been described in (Sarphie DF, Burkoth TL. Method for providing dense particle compositions for use in transdermal particle delivery. International publication PCT Pub No. WO 9748485 (1996)) and transdermal vaccination with dry DNA vaccines is apparently very effective ("PowderJect 's Hepatitis B DNA Vaccine First To Successfully Elicit Protective Immune Response In Humans" at http://www.powderject.com/pressrelases.htm (1998)).

Сверхзвуковая ударная волна газа гелия, который применяют, чтобы привести в рабочее состояние такие порошковые инжекторы, имеет ограниченную силу и не может доставить дозу тонких частиц внутримышечно. Это происходит вследствие того, что низкомолекулярные частицы не могут приобрести соответствующую движущую силу для глубокого проникновения. В то время, как интрадермальная доставка DNA вакцин, нанесенных на частицы коллоидного золота, является достаточной для достижения иммуногенности, общие вакцины, дополненные нерастворимыми солями алюминия или кальция, вызывают недопустимое раздражение кожи. Их следует вводить внутримышечно. Для введения таких вакцин требуется гибкая система, способная обеспечить широкий диапазон глубины доставки, от внутрикожного до глубокого внутримышечного, подобно системе доставки, достигаемой с помощью иглы и шприца. Для проведения кампаний по массовой вакцинации населения задача была решена путем разработки жидкостного безыгольного инжектора, способного ускорить поток узкой (~0,15 мм диаметра) струи жидкости, используя давления около 3000 фунтов на квадратный дюйм, в виде «жидкого гвоздя». Данное устройство позволяет доставлять дозу безболезненно через кожу глубоко в подкожный слой или в мышечную ткань путем пробивания мельчайшего отверстия через эпидермис. Большая движущая сила, придаваемая жидкой струе, обеспечивает глубокое проникновение. До сих пор инъецируемые лекарственные препараты и вакцины были основаны на воде, но из-за проблем нестабильности, обсуждаемых выше, область стабильных в воде продуктов, доступных для данной методики, является весьма ограниченной.The supersonic shock wave of helium gas, which is used to bring such powder injectors into operation, has limited power and cannot deliver a dose of fine particles intramuscularly. This is due to the fact that low molecular weight particles cannot acquire the corresponding driving force for deep penetration. While intradermal delivery of DNA vaccines applied to colloidal gold particles is sufficient to achieve immunogenicity, general vaccines supplemented with insoluble aluminum or calcium salts cause unacceptable skin irritation. They should be administered intramuscularly. The administration of such vaccines requires a flexible system capable of providing a wide range of delivery depths, from intradermal to deep intramuscular, similar to the delivery system achieved with a needle and syringe. To conduct mass vaccination campaigns, the problem was solved by developing a liquid needleless injector capable of accelerating the flow of a narrow (~ 0.15 mm diameter) stream of liquid using pressures of about 3,000 psi, in the form of a "liquid nail". This device allows you to deliver a dose painlessly through the skin deep into the subcutaneous layer or into muscle tissue by punching a tiny hole through the epidermis. The large driving force imparted by the liquid stream provides deep penetration. Injectable drugs and vaccines have so far been based on water, but due to the instability problems discussed above, the range of water-stable products available for this technique is very limited.

В настоящее время известно, что широкая область биоактивных молекул может быть стабилизирована путем высушивания в стеклообразном сахаре (Roser B. "Protection of proteins and the like" патент Великобритании No. 2187191. Roser B. and Colaco C. "Stabilization of biological macromolecular substances and other organic compounds" Международная публикация РСТ Pub No. WO 91/18091. Roser B. and Sen S. "New stabilizing glasses". РСТ патентная заявка No. 9805699.7. 1998). Такие сухие, стабилизированные активные вещества не подвергаются воздействию неблагоприятной среды, такой как высокие температуры и ионизирующая радиация.It is now known that a wide range of bioactive molecules can be stabilized by drying in glassy sugar (Roser B. "Protection of proteins and the like" UK patent No. 2187191. Roser B. and Colaco C. "Stabilization of biological macromolecular substances and other organic compounds "PCT International Publication Pub No. WO 91/18091. Roser B. and Sen S." New stabilizing glasses ". PCT Patent Application No. 9805699.7. 1998). Such dry, stabilized active substances are not exposed to adverse environments such as high temperatures and ionizing radiation.

Механизм, лежащий в основе значительной стабилизации молекул с помощью сахаров, заключается в стеклообразовании. Поскольку раствор сахара, содержащий активную молекулу, сушат, он может или кристаллизоваться при достижении предела растворимости сахара, или может образовать сверхнасыщенный сироп. Свойство сахара препятствовать кристаллизации является важным для хорошего стабилизатора. Пригодным для этого сахаром является трегалоза (Green JL. & Angel CA. Phase relations and vitrification in sacchsride water solutions and the trehalose anomaly J.Phys.Chem. 93, 2880-2882 (1989)), но она не является единственным сахаром. Кроме того, сушка постепенно приводит к отвердеванию сиропа, который достигает стеклообразного состояния при низком содержании остаточной воды. Незаметно активные молекулы переходят из жидкого водного раствора в твердый раствор в сухом стеклообразном сахаре. Химическая диффузия является незначительной в стеклообразном сахаре и поэтому химические реакции, в сущности, прекращаются. Поскольку денатурация представляет собой химическое изменение, оно не может происходить в стеклообразном сахаре, и в результате молекулы стабилизируются. В таком виде молекулы могут оставаться неизмененными, если выполняется другое условие. Этим условием является наличие второго важного свойства хорошего стабилизатора, а именно он должен быть инертным и нереактивным. Многие стеклообразные вещества невозможно получить, поскольку они реагируют с продуктом при хранении. Очевидные проблемы встречаются с редуцирующими сахарами, которые могут образовывать стеклообразные сахара с благоприятными физическими свойствами, но затем их альдегидные группы атакуют аминогруппы на продуктах, осуществляя типичную реакцию Мейлларда. Данный факт является основной причиной того, что многие высушенные лиофилизацией фармацевтические препараты требуют хранения при охлаждении. Нереактивные сахара дают стабильные продукты, которые не требуют охлаждения совсем.The mechanism underlying the significant stabilization of molecules with sugars is glass formation. Since the sugar solution containing the active molecule is dried, it can either crystallize when the sugar solubility limit is reached, or it can form a supersaturated syrup. The ability of sugar to inhibit crystallization is important for a good stabilizer. A suitable sugar for this is trehalose (Green JL. & Angel CA. Phase relations and vitrification in sacchsride water solutions and the trehalose anomaly J.Phys.Chem. 93, 2880-2882 (1989)), but it is not the only sugar. In addition, drying gradually leads to the hardening of the syrup, which reaches a glassy state with a low content of residual water. Unobtrusively active molecules pass from a liquid aqueous solution to a solid solution in dry glassy sugar. Chemical diffusion is negligible in glassy sugar and therefore the chemical reactions essentially cease. Since denaturation is a chemical change, it cannot occur in glassy sugar, and as a result, the molecules stabilize. In this form, the molecules can remain unchanged if another condition is met. This condition is the presence of the second important property of a good stabilizer, namely it must be inert and non-reactive. Many glassy substances cannot be obtained because they react with the product during storage. Obvious problems are encountered with reducing sugars, which can form glassy sugars with favorable physical properties, but then their aldehyde groups attack the amino groups on the products, carrying out a typical Maillard reaction. This fact is the main reason that many lyophilized pharmaceuticals require refrigerated storage. Non-reactive sugars produce stable foods that do not require cooling at all.

Биомолекулы, иммобилизованные в стеклообразном сахаре, также являются стабильными в неводных промышленных растворителях, в которых они сами по себе, а также и сахар не растворяются (Cleland JL. and Jones AJS. "Excipient stabilization of polypeptides treated with organic solvents" патент США No. 5589167 (1994)). Поскольку стеклообразный сахар служит непроницаемым барьером в нерастворяющей жидкости, биомолекулы в твердом растворе в таком сахаре защищены как от химической реактивности растворителя, так и от окружающей среды. В том случае, если жидкость сама является стабильной, чувствительные продукты в суспендированных стеклообразных частицах создают стабильную двухфазную, жидкую композицию. Промышленные растворители типа, описанного Cleland and Jones (1994), имеют ограниченное применение в технологии. Замещение биосовместимой неводной жидкости должно привести к созданию стабильных жидких композиций, состоящих даже из самых нестабильных лекарственных средств, вакцин и диагностикумов.Biomolecules immobilized in glassy sugar are also stable in non-aqueous industrial solvents in which they alone, as well as sugar, do not dissolve (Cleland JL. And Jones AJS. "Excipient stabilization of polypeptides treated with organic solvents" US Pat. 5589167 (1994)). Since glassy sugar serves as an impenetrable barrier in a non-solvent liquid, biomolecules in solid solution in such sugar are protected both from the chemical reactivity of the solvent and from the environment. In the event that the liquid itself is stable, sensitive products in suspended glassy particles create a stable biphasic, liquid composition. Industrial solvents of the type described by Cleland and Jones (1994) have limited use in technology. Substitution of a biocompatible non-aqueous liquid should lead to the creation of stable liquid compositions consisting of even the most unstable drugs, vaccines and diagnostics.

Первое производство стабильных неводных жидкостей, предназначенных для использования в доставке лекарственного средства и вакцины (B.J.Roser and S.D.Sen "Stable particle in liquid formulations". РСТ патентная заявка No. GB98/00817), относилось к композициям из порошков стабилизирующих стеклообразных веществ, содержащих активное вещество, суспендированное в инъецируемых маслах, таких как кунжутное, арахисовое или соевое масло, или в сложных эфирах, таких как этилолеат. Суспендированные частицы стеклообразного сахара имеют чрезвычайно гидрофильную природу, в то время как масла являются гидрофобными. Из-за сильной тенденции гидрофильной и гидрофобной фаз к разделению частицы стеклообразного сахара стремятся к объединению. Для того чтобы стабилизировать такого типа суспензии "вода в масле", часто требуется применение растворимых в масле поверхностно-активных веществ, растворенных в непрерывной масляной фазе.The first production of stable non-aqueous fluids intended for use in drug and vaccine delivery (BJRoser and SDSen "Stable particle in liquid formulations". PCT patent application No. GB98 / 00817) related to compositions of powders of stabilizing glassy substances containing active a substance suspended in injectable oils, such as sesame, peanut or soybean oil, or in esters, such as ethyl oleate. Suspended particles of glassy sugar are extremely hydrophilic in nature, while oils are hydrophobic. Due to the strong tendency of the hydrophilic and hydrophobic phases to separate, glassy sugar particles tend to combine. In order to stabilize this type of water-in-oil suspension, the use of oil-soluble surfactants dissolved in a continuous oil phase is often required.

Указанные поверхностно-активные вещества с низким ГЛБ (гидрофильный/липофильный баланс) собираются у поверхности раздела между гидрофильными частицами и маслом и покрывают их амфифильным слоем, который в большей степени совместим с непрерывной масляной фазой. Поскольку каждая частица стеклообразного сахара отделяется от ее соседей сухим маслом, никакое химическое взаимодействие между частицами не возникает. Поэтому может существовать несколько различных популяций частиц, причем каждая содержит отличную потенциально взаимодействующую молекулу, в одном и том же масляном препарате без их взаимодействия друг с другом. Сложные мультивалентные вакцины могут быть получены таким же способом.These low HLB surfactants (hydrophilic / lipophilic balance) are collected at the interface between the hydrophilic particles and the oil and coated with an amphiphilic layer, which is more compatible with the continuous oil phase. Since each particle of glassy sugar is separated from its neighbors by dry oil, no chemical interaction between the particles occurs. Therefore, there may be several different populations of particles, each containing an excellent potentially interacting molecule, in the same oil preparation without their interaction with each other. Complex multivalent vaccines can be obtained in the same way.

Однако впоследствии было найдено, что данный способ имеет определенные недостатки, которые мешают принятию универсального решения. Данные недостатки включают в себя неизбежную седиментацию суспендированных частиц, которые имеют плотность примерно 1,5 г/см3, в менее плотном маслянистом растворителе. Заявители признают существование такой проблемы и стремятся решить ее путем снижения размера частиц до размера ниже 1 мкм в диаметре, чтобы частицы оставались суспендированными посредством термодинамических сил, таких как броуновское движение. Требование в отношении размера частиц, который должен составлять ниже 1 мкм в диаметре, является недостатком предлагаемых композиций. Получение таких порошков с маленькими частицами никоим образом не является легкой задачей. Улучшенные модели распылительной сушилки дают возможность получить такие порошки, однако малый размер частиц будет препятствовать использованию коллекторов циклонного типа, в результате чего возникает потребность в системе фильтров для возвращения продукта.However, it was subsequently found that this method has certain disadvantages that interfere with the adoption of a universal solution. These disadvantages include the inevitable sedimentation of suspended particles, which have a density of about 1.5 g / cm 3 , in a less dense oily solvent. Applicants acknowledge the existence of such a problem and seek to solve it by reducing the particle size to a size below 1 μm in diameter so that the particles remain suspended by means of thermodynamic forces, such as Brownian motion. The requirement for particle size, which should be below 1 μm in diameter, is a disadvantage of the proposed compositions. The preparation of such powders with small particles is in no way an easy task. Improved models of the spray dryer make it possible to obtain such powders, however, the small particle size will impede the use of cyclone-type collectors, resulting in the need for a filter system to return the product.

Теоретически, снижения размера частиц до субмикронного также можно достичь после того, как частицы суспендировали в масле с помощью аппарата для микрогомогенизирования под высоким давлением, такого как микрофлюидизатор (Constant Systems Inc.). Такая процедура подразумевает включение дополнительной стадии в способ, и заявители обнаружили, что она не является очень эффективной для разрушения микросфер стеклообразного сахара, высушенных распылением, которые обладают весьма высокой механической прочностью из-за их сферической формы. Она предполагает выполнение множественных прохождений через аппарат. И даже после такой процедуры большего размера частицы остаются нетронутыми, и для их удаления требуется последующая стадия фильтрации или седиментации. Кроме того, высокая вязкость суспензий в обычных маслянистых растворителях затрудняет их отбор в шприц, и вводить их нужно медленно. Такое обстоятельство препятствует быстрому прохождению потоков через тонкие отверстия, такие, которые имеют место в системе жидкостного безыгольного инжектора.Theoretically, particle size reduction to submicron can also be achieved after the particles are suspended in oil using a high pressure microhomogenization apparatus such as a microfluidizer (Constant Systems Inc.). Such a procedure involves the inclusion of an additional step in the process, and the applicants have found that it is not very effective for breaking the glassy sugar microspheres, spray dried, which have very high mechanical strength due to their spherical shape. It involves performing multiple passes through the apparatus. And even after such a larger procedure, the particles remain intact, and a subsequent filtration or sedimentation step is required to remove them. In addition, the high viscosity of the suspensions in conventional oily solvents makes it difficult to select them into the syringe, and they need to be introduced slowly. This circumstance prevents the rapid passage of flows through thin holes, such as those that occur in a liquid needleless injector system.

Кроме того, было обнаружено, что суспендированные в масле частицы, особенно такие, которые содержат поверхностно-активное вещество с низким ГЛБ, впоследствии трудно экстрагировать в водную среду, поскольку, к удивлению, они удерживают прочно связанное, водоотталкивающее покрытие из масла вокруг частиц, даже после промывки в водном буфере. Для того, чтобы частицы оставили масляную фазу и перешли в водную фазу, требуется очень энергичное встряхивание и смешивание или добавление более водорастворимого детергента (на этот раз с высоким ГЛБ). Такая процедура может создать большие проблемы, поскольку размер частиц при этом снижается. Конечным результатом является скорее загрязненная смешанная эмульсия, чем две чистые разделенные фазы. В организме такая эмульсия может способствовать медленному и непредсказуемому высвобождению активного вещества скорее, чем произойдет требуемая быстрая и прогнозируемая доставка. Экстракция in vitro в водную среду приводит к распространению масла наверху водной фазы, содержащей растворенное активное вещество. Такой результат может быть неприемлемым для некоторых употреблений in vitro, таких как диагностические наборы или системы автоматического анализа. В конце концов, большинство природных, FDA-одобренных масел, которые можно клинически применять, подвержены фотодеградации, окислению или другим видам разрушения и требуют тщательного хранения в темноте при относительно низких температурах. Кроме того, они не являются полностью химически инертными, так что они могут медленно взаимодействовать с суспендированными частицами.In addition, it was found that particles suspended in oil, especially those containing a low HLB surfactant, are subsequently difficult to extract into the aqueous medium because, surprisingly, they retain a firmly bound, water-repellent coating of oil around the particles, even after washing in water buffer. In order for the particles to leave the oil phase and go into the aqueous phase, very vigorous shaking and mixing or the addition of a more water-soluble detergent (this time with a high HLB) is required. Such a procedure can create big problems because the particle size is reduced. The end result is a contaminated mixed emulsion rather than two pure separated phases. In the body, such an emulsion can contribute to a slow and unpredictable release of the active substance rather than the required fast and predictable delivery. In vitro extraction into the aqueous medium leads to the spread of oil at the top of the aqueous phase containing the dissolved active substance. This result may not be acceptable for some in vitro uses, such as diagnostic kits or automatic analysis systems. In the end, most natural, FDA-approved oils that can be clinically used are susceptible to photodegradation, oxidation or other forms of degradation and require careful storage in the dark at relatively low temperatures. In addition, they are not completely chemically inert, so that they can slowly interact with suspended particles.

Объединенная фармацевтическая компания исследовала применение порошков водорастворимых веществ в поразительных новых, неводных перфторуглеродных жидкостях (Kirkland WD Composition and method for delivering active agents, Патент США No. 5770181 (1995)). Данный патент, в основном, касается функции PFC в качестве пероральных, увеличивающих контрастность агентов для диагностической визуализации кишечника. Водорастворимые порошки, которые применяли в данном случае, добавляли для того, чтобы улучшить аппетит или усилить эффект контраста PFC в желудочно-кишечном тракте. Однако Kirkland предположил, что указанные жидкости также могут быть использованы для доставки лекарственных средств, хотя в патенте примеры не были приведены. В частности, в патенте приведен только срок хранения коммерчески доступных порошков. В настоящее время заявителями обнаружено, что для получения чрезвычайно стабильных двухфазных PFC жидких композиций, как для пероральной, так и парентеральной доставки, могут быть получены хрупкие активные частицы, стабилизированные в микросферах стеклообразного сахара. Данное обстоятельство в значительной степени расширяет возможности применения патента Kirkland до доставки парентеральных лекарственных средств и вакцин в виде готовых для введения композиций, для которых не требуется охлаждение любого типа. Особое значение представляет собой обнаружение того факта, что такие качества, как низкая вязкость, высокая плотность и низкое поверхностное натяжение PFC, способствуют тому, что данные стабильные суспензии могут быть доставлены с помощью автоматических устройств, таких как жидкостные безыгольные инжекторы. Данный факт приводит к возникновению двух возможных дополнительных областей применения помимо указанной, а именно кампании по массовой иммунизации и также самовведение.The United Pharmaceutical Company has investigated the use of water-soluble powder in amazing new, non-aqueous perfluorocarbon fluids (Kirkland WD Composition and method for delivering active agents, US Patent No. 5770181 (1995)). This patent mainly relates to the function of PFC as oral, contrast enhancing agents for diagnostic imaging of the intestine. The water-soluble powders used in this case were added in order to improve appetite or enhance the effect of PFC contrast in the gastrointestinal tract. However, Kirkland suggested that these fluids could also be used for drug delivery, although no examples were given in the patent. In particular, the patent discloses only the shelf life of commercially available powders. BACKGROUND OF THE INVENTION Applicants have now discovered that, in order to obtain extremely stable biphasic PFC liquid compositions for both oral and parenteral delivery, brittle active particles stabilized in glassy sugar microspheres can be obtained. This circumstance greatly expands the possibilities of applying the Kirkland patent to the delivery of parenteral drugs and vaccines in the form of ready-to-administer compositions for which cooling of any type is not required. Of particular importance is the discovery that qualities such as low viscosity, high density, and low surface tension of PFCs help these stable suspensions to be delivered using automatic devices such as liquid needleless injectors. This fact leads to the appearance of two possible additional fields of application besides the indicated one, namely, the campaign on mass immunization and also self-administration.

Перфторуглеводороды (PFC) являются новыми, чрезвычайно стабильными жидкостями, полученными путем исчерпывающего фторирования определенных органических соединений. Они не могут быть классифицированы как гидрофильные или гидрофобные, так как они, фактически, не смешиваются ни с маслом, ни с водой или любым другим растворителем, является ли он полярным или неполярным, исключая другие PFC (Rewiewed in Krafft MP & Riess JG. "Highly fluorinated amphiphiles and colloidal systems, and their applications in the biomedical field. A contribution. "Biochimie, 80, 489-514, 1998). Кроме того, они не участвуют ни в гидрофобных взаимодействиях с маслами, ни в гидрофильных взаимодействиях с водой или гидрофильными материалами. В результате, как видно, грубое разделение фаз, при котором гидрофильные частицы прочно собираются вместе в масле, не происходит в PFC. Для получения стабильных суспензий не требуются поверхностно-активные вещества, но фторуглеводородные (FHC) поверхностно-активные вещества имеются в распоряжении (Krafft & Riess, 1998), и они являются активными при очень малых концентрациях в PFC жидкостях. При таких очень низких концентрациях FHC поверхностно-активные вещества способствуют образованию истинных монодисперсных систем определенных частиц, которые проявляют тенденцию агрегировать в их отсутствие. PFC жидкости сами по себе являются полностью химически нереактивными, и типы таких жидкостей с низким молекулярным весом не аккумулируют в организме, но, будучи летучими, в итоге испаряются при дыхании.Perfluorocarbons (PFCs) are new, extremely stable fluids obtained by exhaustively fluorinating certain organic compounds. They cannot be classified as hydrophilic or hydrophobic, since they are in fact not miscible with oil, nor with water or any other solvent, whether it is polar or non-polar, excluding other PFCs (Rewiewed in Krafft MP & Riess JG. " Highly fluorinated amphiphiles and colloidal systems, and their applications in the biomedical field. A contribution. "Biochimie, 80, 489-514, 1998). In addition, they do not participate either in hydrophobic interactions with oils, or in hydrophilic interactions with water or hydrophilic materials. As a result, it is seen that coarse phase separation, in which hydrophilic particles are firmly assembled together in oil, does not occur in PFC. Surfactants are not required to obtain stable suspensions, but fluorocarbon (FHC) surfactants are available (Krafft & Riess, 1998) and are active at very low concentrations in PFC fluids. At such very low concentrations of FHC, surfactants contribute to the formation of true monodisperse systems of certain particles, which tend to aggregate in their absence. PFC fluids themselves are completely chemically non-reactive, and the types of such fluids with low molecular weight do not accumulate in the body, but, being volatile, eventually evaporate when breathing.

Поскольку они являются превосходными растворителями для газов, PFC уже использовали в больших количествах при весьма специальных случаях клинического применения. Их способность обменивать двуокись углерода на растворенный кислород оказалась лучше, чем способность гемоглобина. Впервые результаты были продемонстрированы на «бескровных крысах» исследователем R.P.Geyer в 1968 (Geyer RP, Monroe RG & Taylor K. "Survival of rats totally perfused with perfluorocarbon-detergent preparation." In: Organ Perfusion and Preservation, J.V.Norman, J.Folkman, L.E.Hardison, L.E.Riodolf and F.J.Veith eds. Appleton-Century-Crofts, New York. 85-95 (1968)). В настоящее время перфтороктилбромид, в виде эмульсии PFC в воде и под торговым названием OxygentTM (Alliance Pharmaceutical Corp.), применяют вместо крови для переливания при определенных хирургических процедурах. Кроме того, PFC используют в качестве жидкостей для ингаляции в легкие с целью лечения респираторного дистресс синдрома у недоношенных детей.Since they are excellent solvents for gases, PFC has already been used in large quantities in very special cases of clinical use. Their ability to exchange carbon dioxide for dissolved oxygen was better than the ability of hemoglobin. The results were first demonstrated on “bloodless rats” by the RPGeyer researcher in 1968 (Geyer RP, Monroe RG & Taylor K. "Survival of rats totally perfused with perfluorocarbon-detergent preparation." In: Organ Perfusion and Preservation, JVNorman, J. Folkman, LEHardison , LERiodolf and FJVeith eds. Appleton-Century-Crofts, New York. 85-95 (1968)). Currently, perfluorooctyl bromide, in the form of a PFC emulsion in water and under the trade name Oxygent TM (Alliance Pharmaceutical Corp.), is used instead of blood for transfusion in certain surgical procedures. In addition, PFCs are used as liquids for inhalation into the lungs for the treatment of respiratory distress syndrome in premature infants.

Было найдено, что их высокая плотность в сочетании с химической инертностью является весьма ценным качеством. Перфторфенантрен под торговым названием VitreonTM (Vitrophage Inc.) используют для того, чтобы предотвратить коллапс капсулы глаза в течение операции и осуществить перестановку отслоенной сетчатки. Кроме того, PFC используют в качестве контрастных сред для визуализации методом ядерно-магнитного резонанса (MRI), и с этой целью исследователями было показано, что гидрофильные порошки могут быть суспендированы в них для того, чтобы улучшить визуализацию или сделать их более приятными (Kirkland W.D. "Composition and method for delivering active agents" патент США No. 5770181, 1998). Данный патент также предполагает использовать PFC в качестве непрерывной фазы для доставки сыпучих водорастворимых лекарственных препаратов. Поскольку число парентеральных лекарственных препаратов, которые являются стабильными в виде сухих порошков при комнатной температуре, ограничено, данный патент неприменим к большинству инъецируемых лекарственных препаратов. Однако использование стабилизации лекарственного средства в порошках стеклообразных сахаров в виде микросфер, как описано у исследователей Roser and Garcia de Castro (1998), а также инъецируемых PFC делает такой способ применимым к фактически всем парентеральным лекарственным препаратам и вакцинам.It was found that their high density in combination with chemical inertness is a very valuable quality. Perftorfenantren under the tradename Vitreon TM (Vitrophage Inc.) is used to prevent collapse of the capsule in eye surgery for detached and implement permutation retina. In addition, PFCs are used as contrast media for nuclear magnetic resonance imaging (MRI) imaging, and to this end, researchers have shown that hydrophilic powders can be suspended in them to improve visualization or make them more pleasant (Kirkland WD "Composition and method for delivering active agents" (U.S. Patent No. 5770181, 1998). This patent also contemplates using PFC as a continuous phase for the delivery of bulk water-soluble drugs. Since the number of parenteral drugs that are stable as dry powders at room temperature is limited, this patent does not apply to most injectable drugs. However, the use of drug stabilization in glassy sugar powders in the form of microspheres, as described by Roser and Garcia de Castro (1998), as well as injectable PFCs, makes this method applicable to virtually all parenteral drugs and vaccines.

Изобретение относится к композиции для доставки стабильного биологически активного соединения субъекту, включающей частицы стекла, содержащие указанное биологически активное соединение и характеризуемой тем, что частицы суспендированы в жидкости, которая включает, по меньшей мере, один перфторуглерод, в котором указанные частицы не растворяются.The invention relates to a composition for delivering a stable biologically active compound to a subject, comprising glass particles containing said biologically active compound and characterized in that the particles are suspended in a liquid that includes at least one perfluorocarbon in which said particles are not soluble.

Стекло предпочтительно включает сахарное стекло, металкарбоксилатное стекло и/или фосфатное стекло.The glass preferably includes sugar glass, metal carboxylate glass and / or phosphate glass.

Таким образом изобретение представляет в качестве композиции для доставки лекарственного средства двухфазную систему с перфторуглеродами в качестве непрерывной фазы, содержащей дискретную фазу стекла в суспензии, в качестве препаратов для доставки лекарственных средств.Thus, the invention provides, as a composition for drug delivery, a two-phase system with perfluorocarbons as a continuous phase containing a discrete glass phase in suspension, as drugs for drug delivery.

Краткое описание сущности изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Настоящее изобретение включает в себя использование двухфазной системы с PFC в виде непрерывной фазы, содержащей дискретные фазы стеклообразного вещества в суспензии, в качестве препаратов для доставки лекарственного средства. Препараты, основанные на перфторуглероде, имеют основные преимущества, заключающиеся в том, что различные PFC могут быть смешаны с образованием конечных смесей с плотностями, колеблющимися приблизительно от 1,5 до 2,5 г/см3. Такой подход дает возможность получить частицы с плотностями, соответствующими суспензионной жидкости, для того, чтобы данные частицы не всплывали на поверхность или не падали на дно контейнера, но оставались в виде стабильной суспензии. Поэтому частицы не должны быть субмикронного размера, как это требуется для препаратов, основанных на масле, чтобы предотвратить седиментацию, но они могут в значительной степени отличаться по размеру. Предельный размер частиц определяется только тем, для чего применяется или безыгольной инъекции, могут содержать частицы размером в области от 0,1 до 100 микрометров, или предпочтительно от 1 до 10 микрометров. Такой подход позволяет в значительной степени упростить способ производства частиц и избежать необходимости получения частиц с чрезвычайно малым размером путем измельчения. Частицы могут быть получены с помощью обычной сушки распылением или сушки лиофилизацией с последующей простой сушкой или мокрым измельчением. В случае, когда требуется высокое содержание твердых частиц, в суспензии, желательно, чтобы частицы были сферическими по форме. Частицы неправильной формы проявляют намного выше тенденцию «связываться» вместе, тормозя свободное течение, в то время как сферические частицы обладают свойственной им «смазывающей способностью», дающей возможность достичь содержания твердых частиц свыше 20%. Предпочтительно содержание твердых частиц составляет от 1% до 40%, или более предпочтительно от 10% до 15%. Такие частицы легко получить посредством сушки распылением, сушки лиофилизацией и отвердения эмульсии. Для суспендированных порошков, если они получены соответствующим образом, не требуются поверхностно-активные вещества, образующие стабильные суспензии, из которых частицы сахарного стекла растворяются почти мгновенно при встряхивании с водой. Если незначительную агрегацию воспринимать как проблему, то небольшое количество FHC поверхностно-активного вещества, как описано у Krafft and Riess (1998), можно добавить к PFC жидкости до или после добавления стабильного порошка. В случаях использования поверхностно-активного вещества, оно предпочтительно содержится в концентрации от 0,01 масс.% до 10 масс.%, оптимально возможно около 1%. Подобно PFC, указанные FHCs, в действительности, являются крайне инертными и нереактивными. Таким образом, сольватации частиц и химической реакции между суспендированными частицами и PFC фазой не происходит. Так как частицы подходящего стекла и PFC жидкость являются стабильными с экологической точки зрения, деградации вследствие освещения, высоких температур, кислорода и т.д. не происходит. Они имеют незначительную in vivo и in vitro токсичность, и они были широко проверены и одобрены распорядительными органами для введения животным и человеку в больших объемах с целью восполнения кровопотери. Было сообщено, что в то время, как высокомолекулярные PFC накапливаются в печени, низкомолекулярные образцы, применяемые согласно настоящему изобретению, элиминируются из организма при дыхании.The present invention includes the use of a two-phase system with PFC in the form of a continuous phase containing discrete phases of a glassy substance in suspension, as drugs for drug delivery. Perfluorocarbon-based preparations have the main advantages that various PFCs can be mixed to form final mixtures with densities ranging from about 1.5 to 2.5 g / cm 3 . This approach makes it possible to obtain particles with densities corresponding to the suspension liquid, so that these particles do not float to the surface or fall to the bottom of the container, but remain in the form of a stable suspension. Therefore, the particles should not be submicron in size, as required for oil-based preparations, to prevent sedimentation, but they can vary significantly in size. The maximum particle size is determined only by what is used or needleless injection, may contain particles with a size in the range from 0.1 to 100 micrometers, or preferably from 1 to 10 micrometers. This approach allows to greatly simplify the method of particle production and to avoid the need to obtain particles with an extremely small size by grinding. Particles can be obtained by conventional spray drying or lyophilization drying followed by simple drying or wet grinding. In the case where a high solids content is required in the suspension, it is desirable that the particles are spherical in shape. Irregular particles exhibit a much higher tendency to “bond” together, inhibiting free flow, while spherical particles have their own “lubricating ability”, which makes it possible to achieve a solids content of over 20%. Preferably, the solids content is from 1% to 40%, or more preferably from 10% to 15%. Such particles are readily obtained by spray drying, freeze drying and hardening of the emulsion. Suspended powders, if prepared appropriately, do not require surfactants to form stable suspensions, from which sugar glass particles dissolve almost instantly when shaken with water. If minor aggregation is seen as a problem, then a small amount of FHC surfactant, as described by Krafft and Riess (1998), can be added to PFC fluids before or after the addition of stable powder. In cases where a surfactant is used, it is preferably contained in a concentration of from 0.01 mass% to 10 mass%, optimally about 1% is possible. Like PFCs, these FHCs are, in fact, extremely inert and non-reactive. Thus, solvation of particles and a chemical reaction between the suspended particles and the PFC phase does not occur. Since particles of a suitable glass and PFC liquid are environmentally stable, degradation due to lighting, high temperatures, oxygen, etc. not happening. They have negligible in vivo and in vitro toxicity, and they have been extensively tested and approved by regulatory authorities for administration to animals and humans in large volumes in order to replenish blood loss. It has been reported that while high molecular weight PFCs accumulate in the liver, the low molecular weight samples used according to the present invention are eliminated from the body by respiration.

Низкое поверхностное натяжение и низкая вязкость указанных PFC дают им возможность течь очень легко через узкие отверстия, которые могут быть в иглах для подкожных инъекций, автоматических системах или жидкостных безыгольных инжекторах. PFC являются превосходными диэлектриками, и поэтому можно легко получить монодисперсные суспензии частиц, несущих на поверхности такой же малый электростатический заряд. Они являются сухими и полностью негигроскопичесными жидкостями. Степень сухости суспендированных порошков поддерживается низким содержанием воды, предупреждая растворение или деградацию включенных активных частиц. Данные соединения не обладают свойствами растворителей, что делает их идеальными для суспендирования гидрофильных или гидрофобных частиц, и это означает, что конечные суспензии являются совместимыми, фактически, с любыми материалами, применяемыми в контейнерах или устройствах для доставки. Такие качества соединений противоположны качествам препаратов, основанных на масле, которые могут вызвать серьезные повреждения шприцов, например, при набухании резиновых уплотнений на поршнях. PFC могут быть получены с плотностями, упругостями пара и летучестями в области, указанной в таблице (таблица 1). Высокие плотности соединений приводят к оседанию в самых обычных буферах, допуская легкое отделение от полученных частиц, которые растворяются в водной фазе, расположенной сверху. Данное обстоятельство способствует использованию указанных соединений in vitro, например для диагностики.The low surface tension and low viscosity of these PFCs allow them to flow very easily through narrow openings that may be in hypodermic needles, automatic systems, or liquid needleless injectors. PFCs are excellent dielectrics, and therefore it is easy to obtain monodisperse suspensions of particles that carry the same small electrostatic charge on the surface. They are dry and completely non-hygroscopic liquids. The dryness of the suspended powders is maintained by a low water content, preventing the dissolution or degradation of the included active particles. These compounds do not have solvent properties, which makes them ideal for suspending hydrophilic or hydrophobic particles, and this means that the final suspensions are compatible with, in fact, any materials used in containers or delivery devices. Such qualities of the compounds are opposite to those of oil-based formulations, which can cause severe damage to syringes, for example, when rubber seals swell on pistons. PFCs can be obtained with densities, vapor elasticities, and volatilities in the region indicated in the table (table 1). High densities of compounds lead to sedimentation in the most common buffers, allowing easy separation from the resulting particles, which dissolve in the aqueous phase located on top. This circumstance promotes the use of these compounds in vitro, for example, for diagnosis.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Таблица 1
Свойства некоторых PFC
Table 1
Properties of some PFCs
Перфтор-Perfluoro Мол. ВесLike Weight Плотность (кг/л)Density (kg / l) Вязкость (мПа·с)Viscosity (MPa · s) Поверхностное натяжение мН/мSurface tension mN / m Упругость пара (мбар)Steam Elasticity (mbar) гексанhexane 338338 1,6821,682 0,6560.656 11,111.1 294294 n-октанn-octane 438438 1,751.75 1,271.27 16,9816.98 5252 декалинdecalin 462462 1,9171,917 5,105.10 17,617.6 8,88.8 фенантренphenanthrene 624624 2,032.03 28,428,4 1919 <1<1

Применение PFC в качестве растворителей для доставки фармакологических агентов или биоактивных агентов было ранее предложено Kirkland (1995). Данный патент был приведен в качестве примера в отношении, действительно, только стабильных коммерчески доступных ароматизирующих или шипучих порошков и тому подобное. Он не содержит примеров каких-либо стабилизированных биоактивных препаратов, таких как вакцины или фармацевтические препараты. Кроме того, в нем не рассматривается возможность получения инъецируемого (парентерального) препарата с помощью PFC в качестве суспензионного растворителя для активных частиц. Для того, чтобы добиться получения стабильной композиции, содержащей, по сути, неустойчивые биомолекулы, с продолжительным сроком хранения, используя PFC в качестве неводного растворителя, частицы получают, предпочтительно, с содержанием стеклообразующего агента, способного стабилизировать включенное активное вещество. Указанный агент может быть из ряда сахаров, включая трегалозу, лактит, палатинит и т.д., как описано в международной публикации РСТ No. WO 91/18091, или более предпочтительно другими более эффективными сахарными спиртами, состоящими из моносахаридов, или с текло образующими агентами, описанными в патентной заявке Великобритании No. 9820689.9.The use of PFC as solvents for the delivery of pharmacological agents or bioactive agents was previously proposed by Kirkland (1995). This patent has been cited as an example in relation to, indeed, only stable commercially available flavoring or effervescent powders and the like. It does not contain examples of any stabilized bioactive drugs, such as vaccines or pharmaceuticals. In addition, it does not consider the possibility of obtaining an injectable (parenteral) preparation using PFC as a suspension solvent for active particles. In order to obtain a stable composition containing essentially unstable biomolecules with a long shelf life using PFC as a non-aqueous solvent, the particles are preferably prepared with a glass-forming agent capable of stabilizing the active substance included. The specified agent may be from a number of sugars, including trehalose, lactitol, palatinite, etc., as described in PCT international publication No. WO 91/18091, or more preferably other more effective sugar alcohols consisting of monosaccharides, or with the flow-forming agents described in UK Patent Application No. 9820689.9.

Для того чтобы частицы не всплывали в плотной PFC фазе, целесообразно включить в частицы регулирующий плотность агент, например неорганическую соль. Таким агентом может быть растворимая соль, такая как натрия или калия хлорид или сульфат или, более предпочтительно, нерастворимый материал, такой как сульфат бария, фосфат кальция, двуокись титана или гидроокись алюминия. Нерастворимые, нетоксичные материалы являются предпочтительными, поскольку высвобождение больших количеств ионных солей в организме может вызвать значительную локальную боль и раздражение. В некоторых случаях, таких как препараты вакцин, нерастворимыми материалами может быть часть активного препарата в качестве адъюванта. Регулятор плотности может находиться в твердом растворе в частицах сахарного стекла или в нерастворимом, сыпучем материале в суспензии в сахарном стекле. Частицы сахарного стекла, корректно приготовленные, имеют плотность, приблизительно соответствующую жидкости PFC, имеют нейтральную плавучесть, и не плавают на поверхности, не оседают вниз, но остаются в стабильной суспензии без образования комков.In order for the particles not to float in the dense PFC phase, it is advisable to include in the particles a density controlling agent, for example an inorganic salt. Such an agent may be a soluble salt, such as sodium or potassium chloride or sulfate, or, more preferably, insoluble material, such as barium sulfate, calcium phosphate, titanium dioxide or aluminum hydroxide. Insoluble, non-toxic materials are preferred since the release of large amounts of ionic salts in the body can cause significant local pain and irritation. In some cases, such as vaccine preparations, insoluble materials may be part of the active drug as an adjuvant. The density regulator may be in solid solution in sugar glass particles or in an insoluble, granular material in suspension in sugar glass. Correctly prepared sugar glass particles have a density approximately equal to PFC liquid, have neutral buoyancy, and do not float on the surface, do not settle down, but remain in a stable suspension without the formation of lumps.

Так как PFC жидкости являются хорошими диэлектриками с величиной удельного сопротивления обычно выше, чем 1013 Ом·см, небольшие заряды на поверхности суспендированных частиц могут оказывать значительное воздействие на стабильность суспензии. Для того чтобы предохранить суспендированные частицы от агрегации, обусловленной слабыми силами с малым радиусом действия, их производят с наполнителем, таким как лизин или аспарагиновая кислота, способным передать слабый, остаточный, электростатический заряд сухим частицам. В результате агрегация частиц предотвращается путем отталкивания их заряда, подобно тому, что происходит в стабильных коллоидах. В качестве альтернативы, небольшие количества FHC поверхностно-активных веществ, таких как перфтордекановая кислота, могут быть растворены преимущественно в PFC с образованием дисперсных, предпочтительно монодисперсных, суспензий.Since PFC fluids are good dielectrics with a resistivity value typically higher than 10 13 Ohm · cm, small charges on the surface of suspended particles can have a significant effect on the stability of the suspension. In order to protect suspended particles from aggregation due to weak forces with a short range, they are produced with a filler, such as lysine or aspartic acid, capable of transferring a weak, residual, electrostatic charge to dry particles. As a result, the aggregation of particles is prevented by repelling their charge, similar to what happens in stable colloids. Alternatively, small amounts of FHC surfactants, such as perfluorodecanoic acid, can be dissolved predominantly in PFC to form dispersed, preferably monodisperse, suspensions.

Такие частицы могут быть произведены рядом способов, включая воздушную сушку, сушку распылением или сушку лиофилизацией, и не должны быть очень маленькими, а могут представлять собой гетерогенную смесь частиц с размерами, колеблющимися между 0,1 мк и 100 мк в диаметре. В некоторых случаях подходящими могут быть частицы даже миллиметрового размера.Such particles can be produced in a number of ways, including air drying, spray drying or freeze drying, and should not be very small, but may be a heterogeneous mixture of particles with sizes ranging between 0.1 microns and 100 microns in diameter. In some cases, even millimeter-sized particles may be suitable.

Применение таких стабильных суспензий не ограничивается ни парентеральным введением, как указано в примере выше, ни пероральным введением, как приведено у Kirkland (1995). Так как PFC жидкий растворитель является нетоксичным и нереактивным, он представляет собой идеальный растворитель для доставки к слизистой оболочке, включая внутрилегочную доставку, назальную, глазную, ректальную и вагинальную доставку. Значительным достижением данного изобретения является возможность производить стабильные, стерильные и нераздражающие композиции для доставки к слизистой оболочке даже очень нестабильных лекарственных препаратов или вакцин. Кроме того, по природе PFC жидкость является самой сухой и полностью негигроскопичной, что в значительной степени содействует поддержанию стерильности данных препаратов в течение продолжительного срока хранения и периодического использования, поскольку микроорганизмы не могут расти в отсутствие воды.The use of such stable suspensions is not limited to either parenteral administration, as described in the example above, or oral administration, as described in Kirkland (1995). Since PFC liquid solvent is non-toxic and non-reactive, it is an ideal solvent for delivery to the mucous membrane, including intrapulmonary delivery, nasal, ophthalmic, rectal and vaginal delivery. A significant achievement of this invention is the ability to produce stable, sterile and non-irritating compositions for delivery to the mucous membrane of even very unstable drugs or vaccines. In addition, by its nature, PFC fluid is the driest and most non-hygroscopic, which greatly contributes to maintaining the sterility of these preparations for a long shelf life and periodic use, since microorganisms cannot grow in the absence of water.

Поскольку летучие перфторуглеводороды и хлорфторуглероды давно применяли в качестве пропеллантов в ингаляторах, предназначенных для доставки лекарственных средств в легкие, то стабильные PFC композиции, описанные в данном тексте, являются идеальными для получения мелких туманоподобных STASIS капелек жидкости для внутрилегочной доставки. Для такого использования размер частиц, которые составляют прерывистую суспендированную фазу в PFC капельках, имеет большое значение и не должен превышать размер от 1 до 5 мкм, предпочтительно от 0,1 до 1 мкм в диаметре. Для доставки к другим слизистым поверхностям, например, носа или глаза, размер частиц является менее важным и может составлять вплоть до 100 мкм или даже несколько мм в диаметре.Since volatile perfluorocarbons and chlorofluorocarbons have long been used as propellants in inhalers designed to deliver drugs to the lungs, the stable PFC compositions described in this text are ideal for producing small fog-like STASIS droplets of liquid for intrapulmonary delivery. For such use, the size of the particles that make up the intermittent suspended phase in PFC droplets is important and should not exceed a size of 1 to 5 μm, preferably 0.1 to 1 μm in diameter. For delivery to other mucous surfaces, such as the nose or eyes, the particle size is less important and can be up to 100 microns or even several mm in diameter.

Содержание воды в микрочастицах предпочтительно не более чем 4%, предпочтительно менее 2% и идеально менее чем 1%.The water content of the microparticles is preferably not more than 4%, preferably less than 2% and ideally less than 1%.

Описание чертежейDescription of drawings

Фигура 1Figure 1

Щелочная фосфатаза (Sigma Aldrich Llt.) была стабилизирована в стекле, основанном на манните, 33,3%, лактате кальция, 33,3%, и деградированном желатине, 33,3% (Вусо С, Croda Colloids Ltd.), высушена распылением в виде микросфер и хранилась при 55°С либо как сухой порошок, либо как стабильная суспензия в перфтордекалине. Активность оставалась примерно на 100%-ном уровне (103% в течение 20 дней и 94% в течение 30 дней). Потеря активности была больше в сухом порошке, который не был суспендирован в PFC (около 80% активности оставалось).Alkaline phosphatase (Sigma Aldrich Llt.) Was stabilized in glass based on mannitol, 33.3%, calcium lactate, 33.3%, and degraded gelatin, 33.3% (Wuso C, Croda Colloids Ltd.), spray dried in the form of microspheres and was stored at 55 ° C either as a dry powder or as a stable suspension in perfluorodecalin. Activity remained at approximately 100% level (103% for 20 days and 94% for 30 days). The loss of activity was greater in a dry powder that was not suspended in PFC (about 80% of the activity remained).

Фигура 2Figure 2

Коммерческая противостолбнячная вакцина (#Т022 любезно предоставлена Evans Medeva plc) была получена в виде порошка подходящей плотности, используя добавленный фосфат кальция в 20% растворе трегалозы. Она была высушена лиофилизацией с помощью распыления в жидком азоте, используя сопло с двумя струями текучей среды, с последующей лиофилизацией замороженного порошка, состоящего из микросфер, в сублимационной сушилке фирмы Labconco с первоначальной температурой при -40°С в течение всего времени основной сушки. Гуморальный иммунный ответ шести групп из 10 морских свинок измеряли через 4, 8 и 12 недель после инъецирования одной и той же дозой ASSIST стабилизированной противостолбнячной вакцины, перерастворенной в забуференном физиологическом растворе/ или в виде безводных препаратов в масле или PFC.A commercial tetanus vaccine (# T022 courtesy of Evans Medeva plc) was obtained in the form of a powder of suitable density using added calcium phosphate in a 20% trehalose solution. It was dried by lyophilization by spraying in liquid nitrogen using a nozzle with two jets of fluid, followed by lyophilization of a frozen powder consisting of microspheres in a Labconco freeze dryer with an initial temperature at -40 ° C for the entire duration of the main drying. The humoral immune response of six groups of 10 guinea pigs was measured 4, 8, and 12 weeks after injection with the same dose of ASSIST of a stabilized tetanus vaccine reconstituted in buffered saline / or as anhydrous preparations in oil or PFC.

Иммунные ответы ко всем высушенным препаратам были ниже, чем к контрольной свежей вакцине (данные не показаны), указывая на значительную потерю иммуногенности при сушке распылением. Антигенные свойства токсоида, оцененные посредством поглощения ELISA, не изменялись в процессе сушки. На основании полученных данных было сделано заключение, что для осуществления защиты адъюванта гидроокиси алюминия при сушке потребуется больше усилий.Immune responses to all dried preparations were lower than to the fresh control vaccine (data not shown), indicating a significant loss of immunogenicity when spray dried. The antigenic properties of the toxoid, evaluated by ELISA uptake, did not change during the drying process. Based on the data obtained, it was concluded that more effort will be required to protect the aluminum hydroxide adjuvant during drying.

Иммунный ответ животных к STASIS вакцине, плотность которой подводили с помощью фосфата кальция (группа 3), в основном, был таким же, как и ответ к контрольной вакцине, перерастворенной в водном буфере (группа 1), и к вакцине порошка в масле (группа 2), в то время как иммунный ответ контрольных животных, инъецируемых неводными растворителями только (группы 4 & 5), не был показан.The animal's immune response to the STASIS vaccine, whose density was administered using calcium phosphate (group 3), was basically the same as the response to the control vaccine, reconstituted in aqueous buffer (group 1), and to the powder in oil vaccine (group 2), while the immune response of control animals injected with non-aqueous solvents only (groups 4 & 5) was not shown.

Десять нижеследующих примеров представлены для описания осуществления изобретения.Ten of the following examples are presented to describe the implementation of the invention.

ПРИМЕР 1:EXAMPLE 1:

Высушенные распылением частицы в PFC.Spray dried particles in PFC.

Частицы были получены посредством сушки распылением из водного раствора с помощью распылительной сушилки фирмы Labplant модели SD 1, используя сахара и другие наполнители. Обычные композиции были следующие:Particles were obtained by spray drying from an aqueous solution using a Labplant model SD 1 spray dryer using sugars and other excipients. The usual compositions were as follows:

А. МаннитA. Mannit 15% мас./об.15% w / v Лактат кальция в водеCalcium Lactate in Water 15% мас./об.15% w / v В. трегалозаB. trehalose 15% мас./об.15% w / v Фосфат кальция в водеCalcium Phosphate in Water 15% мас./об.15% w / v

Частицы были получены, используя сопло с двумя струями текучей среды с отверстием 0,5 мм по внутреннему диаметру. Было обнаружено, что оптимальный поток воздуха из сопла составлял половину максимального потока, и температура в сушильной камере составляла 135°С на входе и 70-75°С на выходе. Частицы собирали в стеклянный циклон и подвергали вторичной сушке в вакуумной печи, осуществляя спад температуры до 80°С, в течение свыше 4 часов. После охлаждения их суспендировали в PFC, используя обработку ультразвуком. Показано, что для обработки приблизительно 75% порошка было достаточно осуществить 30-секундное выделение ультразвуковой энергии из титанового зонда в ультразвуковое отделение MSE МК 2, или поместить порошок вплоть до 10 минут в ультразвуковую баню Decon FS200 Frequency sweep.Particles were obtained using a nozzle with two jets of fluid with a hole of 0.5 mm in inner diameter. It was found that the optimal air flow from the nozzle was half the maximum flow, and the temperature in the drying chamber was 135 ° C at the inlet and 70-75 ° C at the exit. Particles were collected in a glass cyclone and subjected to secondary drying in a vacuum oven, with a temperature drop to 80 ° C, over 4 hours. After cooling, they were suspended in PFC using sonication. It was shown that for processing approximately 75% of the powder, it was enough to carry out a 30-second release of ultrasonic energy from the titanium probe into the ultrasonic compartment of MSE MK 2, or place the powder for up to 10 minutes in an ultrasonic bath Decon FS200 Frequency sweep.

Образованная суспензия была монодисперсной и состояла из сферических стеклообразных частиц, колеблющихся по размеру приблизительно от 0,5 до 30 микрон со средней величиной приблизительно 10 микрон, измеренных с помощью микроскопа. Частицы, основанные на манните/лактате кальция, поднимались вверх слоя, состоящего из PFC, в течение нескольких минут, но легко вновь подвергались суспендированию при слабом встряхивании. Частицы, основанные на трегалозе/фосфате кальция, были подобраны по плотности посредством PFC и образовывали стабильную суспензию.The suspension formed was monodisperse and consisted of spherical glassy particles ranging in size from about 0.5 to 30 microns with an average of about 10 microns measured with a microscope. Particles based on calcium mannitol / calcium lactate rose upward in the PFC layer for several minutes, but were easily resuspended by gentle shaking. Particles based on trehalose / calcium phosphate were selected by density using PFC and formed a stable suspension.

Высушенные распылением порошки частиц сахарного стекла суспендировали в перфторгексане, перфтордекалине и перфторфенантрене при концентрации 1, 10, 20 и 40% мас./об. Было обнаружено, что они образуют монодисперсные суспензии с незначительной тенденцией к агрегации. Добавление 0,1% перфтордекановой кислоты к PFC приводило к подавлению незначительной тенденции агрегировать на поверхностях. Было найдено, что указанные суспензии легко проходили через 25 g иглу путем аспирации или выброса.Spray dried powders of sugar glass particles were suspended in perfluorohexane, perfluorodecalin and perfluorophenanthrene at a concentration of 1, 10, 20 and 40% w / v. It was found that they form monodisperse suspensions with a slight tendency to aggregation. The addition of 0.1% perfluorodecanoic acid to PFC suppressed a slight tendency to aggregate on surfaces. It was found that these suspensions easily passed through a 25 g needle by aspiration or discharge.

ПРИМЕР 2:EXAMPLE 2:

Стабильность суспензии фермента, стабилизированного стеклом в PFCStability of a Glass Stabilized Enzyme Suspension in PFC

Щелочную фосфатазу (Sigma Aldrich Ltd.) сушили распылением в аппарате фирмы Labplant, как описано выше. Композиция содержала 33,3% мас./мас. маннита, 33,3% мас./мас. фосфата кальция и 33,3% мас./мас. деградированного желатина (Вусо С, Croda colloids Ltd.). Высушенный фермент хранили при температуре 55°С в виде сухого порошка или в виде суспензии в перфтордекалине. Фермент, включенный в такие микросферы, состоящие из сахарного стекла, основанного на манните, суспендированного в перфтордекалине, сохранял ферментативную активность, близкую к 100%, в течение более 30 дней при 55°С (Фиг.1).Alkaline phosphatase (Sigma Aldrich Ltd.) was spray dried in a Labplant apparatus as described above. The composition contained 33.3% w / w. mannitol, 33.3% w / w calcium phosphate and 33.3% w / w. degraded gelatin (Wuso C, Croda colloids Ltd.). The dried enzyme was stored at 55 ° C as a dry powder or as a suspension in perfluorodecalin. The enzyme included in such microspheres consisting of mannitol-based sugar glass suspended in perfluorodecalin retained enzymatic activity close to 100% for more than 30 days at 55 ° C (Figure 1).

ПРИМЕР 3:EXAMPLE 3:

Эффективность in vivoIn vivo efficacy

Предклинические испытания подобной композиции, содержащей клиническую противостолбнячную вакцину (любезно предоставленную Medeva plc), были предприняты совместно с Национальным институтом по биологическим стандартам и контролю (метрологическая лаборатория с правом проверки и аттестации средств измерений Всемирной организации здравоохранения). Результаты такого испытания показали, что стабильный STASIS препарат был полностью эквивалентен основанной на воде жидкой вакцине в отношении ее способности иммунизировать морских свинок для развития защитного иммунного ответа (фигура 2). Полученные данные подтверждают, что суспензия в PFC представляет собой готовую к инъекции композицию с такой же биодоступностью in vivo, как обычная основанная на воде жидкая композиция.Preclinical trials of such a composition containing a clinical tetanus vaccine (kindly provided by Medeva plc) were undertaken jointly with the National Institute for Biological Standards and Control (a metrology laboratory with the right to verify and certify measuring instruments of the World Health Organization). The results of such a test showed that the stable STASIS preparation was completely equivalent to a water-based liquid vaccine with respect to its ability to immunize guinea pigs to develop a protective immune response (Figure 2). The data obtained confirm that the suspension in PFC is a ready-to-inject composition with the same in vivo bioavailability as a conventional water-based liquid composition.

ПРИМЕР 4:EXAMPLE 4:

Частицы, полученные с помощью лиофильной сушки с распылениемParticles obtained by freeze drying with spray

Частицы были получены путем распыления жидких капелек в жидком азоте и затем вакуумной сушки замороженного порошка. Полученные частицы были менее плотными, чем высушенные распылением порошки, и образовывали пасты в PFC при концентрациях выше, чем 20% мас./об. При более низких концентрациях они образовывали монодисперсную суспензию после обработки ультразвуком.Particles were obtained by spraying liquid droplets in liquid nitrogen and then vacuum drying the frozen powder. The resulting particles were less dense than the spray dried powders and formed pastes in PFC at concentrations higher than 20% w / v. At lower concentrations, they formed a monodisperse suspension after sonication.

Обычные используемые композиции были следующие:Commonly used compositions were as follows:

ВеществоSubstance Конечная концентрация мас./мас.The final concentration wt./wt. А. ТрегалозаA. Trehalose 100%100% В. ТрегалозаB. Trehalose 50%fifty% Фосфат кальцияCalcium phosphate 49,5%49.5% Гидроокись алюминияAluminum hydroxide 0,5%0.5%

ПРИМЕР 5:EXAMPLE 5:

Измельченные гидрофобные частицыGround hydrophobic particles

Гидрофобные производные сахара октаацетат сахарозы и октаацетат трегалозы легко достигали стеклообразного состояния либо при резком охлаждении расплава, либо при быстром высушивании из раствора хлороформа или дихлорметана. Их использование было описано в качестве матрикса контролируемого высвобождения для доставки лекарственного препарата (Roser et al "Solid delivery systems for controlled release of molecules incorporated therein and methods of making same", международная публикация PCT Pub No WO 96/03978, 1994).The hydrophobic sugar derivatives sucrose octaacetate and trehalose octaacetate easily reached a glassy state either by abrupt cooling of the melt or by rapid drying from a solution of chloroform or dichloromethane. Their use has been described as a controlled release matrix for drug delivery (Roser et al "Solid delivery systems for controlled release of molecules incorporated therein and methods of making the same", international publication PCT Pub No WO 96/03978, 1994).

Порошок октаацетата трегалозы был получен путем плавления в муфельной печи и резкого охлаждения расплава на пластине из нержавеющей стали. Полученные стеклянные диски были измельчены в ступке с пестиком и затем в высокоскоростном гомогенизаторе с получением мелкого порошка. Порошок суспендировали в перфторгексане, перфтордекалине и перфторфенантрене при концентрации 1 и 10% мас./об. Было показано, что они образуют хорошо диспергированные суспензии. Было найдено, что такие суспензии легко проходят через 23 g иглу.Trehalose octaacetate powder was obtained by melting in a muffle furnace and quenching the melt on a stainless steel plate. The resulting glass discs were ground in a mortar and pestle and then in a high speed homogenizer to obtain a fine powder. The powder was suspended in perfluorohexane, perfluorodecalin and perfluorophenanthrene at a concentration of 1 and 10% w / v. It has been shown that they form well dispersed suspensions. It was found that such suspensions easily pass through a 23 g needle.

ПРИМЕР 6:EXAMPLE 6:

Перерастворение в водных средахReconstitution in aqueous media

Исходя из природы растворимых частиц сахарного стекла и свойств PFC, было предположено, что активные вещества в таких суспензиях должны быстро высвобождаться в организме. Для того, чтобы достичь полного высвобождения включенного активного вещества, были получены частицы, содержащие:Based on the nature of the soluble sugar glass particles and the properties of PFC, it was suggested that the active substances in such suspensions should be rapidly released in the body. In order to achieve complete release of the incorporated active substance, particles were obtained containing:

ТрегалозуTrehalose 20% мас./об.20% w / v Лактат кальцияCalcium lactate 20% мас./об.20% w / v ЛизинLysine 0,5% мас./об.0.5% w / v Краситель Mordant Blue 9Dye Mordant Blue 9 1% мас./об.1% w / v

Композицию сушили с распылением, как описано выше, и добавляли к перфторфенантрену и перфтордекалину с получением 20% мас./об темно-синих, непрозрачных суспензий. Было найдено, что при добавлении воды к равному объему суспензий и встряхивании весь синий краситель действительно высвобождался в водную фазу, которая образовывала прозрачный синий слой, находящийся на поверхности почти бесцветного PFC с чистой, четкой границей между ними.The composition was spray dried as described above and added to perfluorophenanthrene and perfluorodecalin to give 20% w / v dark blue, opaque suspensions. It was found that when water was added to an equal volume of suspensions and shaken, all of the blue dye was indeed released into the aqueous phase, which formed a transparent blue layer located on the surface of an almost colorless PFC with a clean, clear border between them.

ПРИМЕР 7:EXAMPLE 7:

Отсутствие реактивности между частицами в суспензииLack of reactivity between particles in suspension

Поскольку индивидуальные микросферы в PFC суспензии физически изолированы от всех других частиц, потенциально реактивные вещества могут находиться вместе в такой же суспензии в отдельных частицах без какого-либо риска их взаимодействия. Когда сахарное стекло растворяется, и молекулы собираются вместе, происходит взаимодействие.Since individual microspheres in a PFC suspension are physically isolated from all other particles, potentially reactive substances can be together in the same suspension in separate particles without any risk of their interaction. When sugar glass dissolves and the molecules come together, an interaction occurs.

Для того, чтобы продемонстрировать это, была получена суспензия, содержащая два типа частиц, один (а) с ферментом щелочной фосфатазой и другой (b) с ее бесцветным субстратом, паранитрофенилфосфатом.In order to demonstrate this, a suspension was prepared containing two types of particles, one (a) with an alkaline phosphatase enzyme and the other (b) with its colorless substrate, paranitrophenyl phosphate.

Композиции имели следующий состав:The compositions had the following composition:

а) Трегалозаa) Trehalose 10% мас./об.10% w / v Сульфат натрияSodium sulfate 10% мас./об.10% w / v Щелочная фосфатазаAlkaline phosphatase 20 ед./мл20 units / ml В 5 мМ трис/HCl буфере, рН 7,6In 5 mM Tris / HCl buffer, pH 7.6 b) Трегалозаb) Trehalose 10% мас./об.10% w / v Сульфат натрияSodium sulfate 10% мас./об.10% w / v ПаранитрофенилфосфатParanitrophenyl Phosphate 0,44% мас./об.0.44% w / v

В 100 мМ глициновом буфере, рН 10,2, содержащем 1 мМ каждого из Zn++ и Mg++ хлорида.In 100 mM glycine buffer, pH 10.2, containing 1 mM each of Zn ++ and Mg ++ chloride.

Было обнаружено, что в суспензии порошков в перфтордекалине, содержащей 10% мас./об. порошка "а" и 10% мас./об. порошка "b", не развивается никакой цветной реакции, но она остается белой в течение 3 недель при 37°С.It was found that in a suspension of powders in perfluorodecalin containing 10% wt./about. powder "a" and 10% wt./about. powder "b", no color reaction develops, but it remains white for 3 weeks at 37 ° C.

При добавлении воды и встряхивании порошки растворялись в нижней водной фазе. Ферментативная реакция протекала в течение нескольких минут, производя интенсивное желтое окрашивание, обусловленное образованием п-нитрофенола, как в свежеприготовленном образце, так и в таком образце, который поддерживали при температуре 37°С в течение 3 недель.When water was added and shaken, the powders dissolved in the lower aqueous phase. The enzymatic reaction proceeded for several minutes, producing intense yellow staining due to the formation of p-nitrophenol, both in the freshly prepared sample and in such a sample, which was maintained at a temperature of 37 ° C for 3 weeks.

ПРИМЕР 8:EXAMPLE 8:

Высвобождение продукта в модели "тканевого пространства"Product release in tissue space model

Для того, чтобы проиллюстрировать возможное поведение PFC суспензий при инъекции in vivo, была приготовлена модель светопроницаемого, гидратированного тканевого пространства путем получения 0,2% агарозных гелей в полистироловых склянках. В агарозный гель вносили 0,1 мл перфтордекалиновой суспензии из примера 5 посредством 25g иглы. В результате образуется расплющенный белый шар суспензии. Через следующие 5-10 минут белая краска перешла из нижней части шара вверх, оставляя прозрачный шар PFC позади. Так как фермент и субстрат высвобождались при растворении частиц стекла, они взаимодействовали между собой, при этом образовывался продукт реакции желтого цвета п-нитрофенол, который затем диффундировал через агарозу в течение следующего 1 часа.In order to illustrate the possible behavior of PFC suspensions upon in vivo injection, a model of translucent, hydrated tissue space was prepared by preparing 0.2% agarose gels in polystyrene bottles. 0.1 ml of the perfluorodecaline suspension of Example 5 was added to the agarose gel using a 25g needle. The result is a flattened white ball of suspension. After the next 5-10 minutes, the white paint moved up from the bottom of the ball, leaving the transparent PFC ball behind. Since the enzyme and substrate were released upon dissolution of the glass particles, they interacted with each other, resulting in the formation of a yellow reaction product p-nitrophenol, which then diffused through agarose for the next 1 hour.

ПРИМЕР 9:EXAMPLE 9:

Доведение плотности до соответствующего уровняBringing density to the appropriate level

Частицы сахарного стекла (т.е. трегалозы), полученные любым из обычных способов сушки, имели типичные величины плотностей около 1,5 г/см3. Тестированные перфторуглероды обычно имели плотности, колеблющиеся от 1,68 до 2,03 г/см3 (таблица 1). По этой причине при получении суспензии частицы сахарного стекла имеют тенденцию держаться на поверхности PFC слоя, что приводит к получению препарата, в котором активное вещество распределено неоднородно. Однако порошки можно модифицировать для получения стабильной суспензии в PFC, в которой они имеют нейтральную плавучесть и не оседают и не плавают на поверхности. Таких результатов можно достичь путем добавления материалов с высокой плотностью до стадии образования частиц. Такие материалы могут быть водорастворимыми или нерастворимыми в воде.Sugar glass particles (i.e., trehalose) obtained by any of the conventional drying methods had typical densities of about 1.5 g / cm 3 . The tested perfluorocarbons usually had densities ranging from 1.68 to 2.03 g / cm 3 (table 1). For this reason, upon receipt of the suspension, sugar glass particles tend to adhere to the surface of the PFC layer, resulting in a preparation in which the active substance is not uniformly distributed. However, the powders can be modified to obtain a stable suspension in PFC, in which they have neutral buoyancy and do not settle and do not float on the surface. Such results can be achieved by adding high density materials to the particle formation stage. Such materials may be water soluble or insoluble in water.

Нерастворимые в воде материалыWater insoluble materials

Трикальцийфосфат имеет плотность 3,14 г/см3, принят как адъювант для вакцин и практически нерастворим в воде. Порошки, содержащие около 50% фосфата кальция, имеют повышенную плотность, около 2 г/см3, и 20% твердых частиц образуют стабильные суспензии в перфторфенантрене.Tricalcium phosphate has a density of 3.14 g / cm 3 , is accepted as an adjuvant for vaccines and is practically insoluble in water. Powders containing about 50% calcium phosphate have an increased density of about 2 g / cm 3 and 20% of the solid particles form stable suspensions in perfluorophenanthrene.

Примеры порошков, которые при содержании 20% твердых частиц в PFC образуют стабильные суспензии, включают в себя:Examples of powders which, when they contain 20% solids in PFC, form stable suspensions include:

1 В перфтордекалине1 In perfluorodecalin

ВеществоSubstance Конечная концентрация мас./мас.The final concentration wt./wt. А. ТрегалозаA. Trehalose 50%fifty% Фосфат кальцияCalcium phosphate 50%fifty% В. ТрегалозаB. Trehalose 47,5%47.5% Лактат кальцияCalcium lactate 10,0%10.0% Фосфат кальцияCalcium phosphate 42,5%42.5%

2 В перфторфенантрене2 In perfluorophenanthrene

ВеществоSubstance Конечная концентрация мас./мас.The final concentration wt./wt. МаннитMannitol 18,2%18.2% ИнозитInositol 18,2%18.2% Лактат кальцияCalcium lactate 18,2%18.2% Фосфат кальцияCalcium phosphate 45,4%45.4%

Другие используемые нерастворимые в воде материалы, которые увеличивали плотность, включали в себя сульфат бария и двуокись титана. Любой нетоксичный и нерастворимый материал с соответствующей плотностью мог быть использован.Other water-insoluble materials used that increased density included barium sulfate and titanium dioxide. Any non-toxic and insoluble material with an appropriate density could be used.

Водорастворимые материалыWater soluble materials

Растворимые соли, такие как сульфат натрия с плотностью 2,7 г/см3, также могут быть использованы в качестве повышающих плотность агентов. Приведены следующие стабильные суспензии порошка в перфтордекалине:Soluble salts such as sodium sulfate with a density of 2.7 g / cm 3 can also be used as density increasing agents. The following stable suspensions of powder in perfluorodecaline are given:

ВеществоSubstance Конечная концентрация мас./мас.The final concentration wt./wt. ТрегалозаTrehalose 50%fifty% Сульфат натрияSodium sulfate 50%fifty%

Другие нетоксичные водорастворимые материалы с высокой плотностью также могут быть использованы. Было найдено, что такие композиции вызывают дискомфорт после подкожной инъекции морским свинкам, возможно из-за быстрого растворения ионной соли при высоких концентрациях.Other non-toxic, high-density, water-soluble materials may also be used. It was found that such compositions cause discomfort after subcutaneous injection in guinea pigs, possibly due to the rapid dissolution of the ion salt at high concentrations.

ПРИМЕР 10:EXAMPLE 10:

Влияние подобранной плотности на активные вещества в суспензияхThe effect of the selected density on the active substances in suspensions

Определенные вакцины получают адсорбированными на нерастворимых гелях или частицах, которые служат в качестве адъювантов. Для этих целей широко использовали гидроокись алюминия и фосфат кальция. Такие нерастворимые адъюванты могут сами по себе быть использованы для увеличения плотности частиц, которые должны быть суспендированы. В таком случае материал с высокой плотностью не является полностью инертным, но фактически адсорбирует активную макромолекулу из раствора. Нужно было показать, что такая адсорбция не денатурирует активное вещество. Для того, чтобы это проверить, использовали щелочную фосфатазу в качестве модели активного вещества/вакцины.Certain vaccines are adsorbed on insoluble gels or particles that serve as adjuvants. For these purposes, aluminum hydroxide and calcium phosphate were widely used. Such insoluble adjuvants may themselves be used to increase the density of particles to be suspended. In this case, the high-density material is not completely inert, but actually adsorbs the active macromolecule from the solution. It was necessary to show that such adsorption does not denature the active substance. In order to verify this, alkaline phosphatase was used as a model of the active substance / vaccine.

Был приготовлен следующий растворThe following solution was prepared

Адъювант типаAdjuvant type фосфата кальцияcalcium phosphate 10% мас./об. (Superphos Kemi a/s)10% w / v (Superphos Kemi a / s) ТрегалозаTrehalose 10% мас./об.10% w / v ZnCl2 ZnCl 2 1 мМ1 mm Щелочная фосфатазаAlkaline phosphatase 20 ед./мл20 units / ml

В 5 мМ трис-HCl буфере, рН 7,6In 5 mM Tris-HCl buffer, pH 7.6

Затем раствор тщательно перемешивали в течение 10 минут при 37°С, чтобы осуществить адсорбцию щелочной фосфатазы с помощью фосфата кальция. Изменение уровня абсорбции в минуту определяли, осуществляя стадии центрифугирования фосфата кальция, взятия пробы супернатанта и ферментативной кинетики, используя в качестве субстрата п-нитрофенилфосфат и измерение поглощения при длине волны 405 нм. Раствор сушили распылением с получением тонкого порошка. В супернатанте измеряли какую-либо десорбцию фермента после повторной гидратации порошка. Порошок был суспендирован при концентрации 20% мас./об. в перфторфенантрене и было обнаружено, что он образует стабильную суспензию.The solution was then thoroughly mixed for 10 minutes at 37 ° C in order to adsorb alkaline phosphatase using calcium phosphate. The change in absorbance per minute was determined by the steps of centrifuging calcium phosphate, sampling the supernatant and enzymatic kinetics, using p-nitrophenyl phosphate as a substrate and measuring the absorbance at a wavelength of 405 nm. The solution was spray dried to obtain a fine powder. Any desorption of the enzyme after re-hydration of the powder was measured in the supernatant. The powder was suspended at a concentration of 20% w / v. in perfluorophenanthrene and it was found that it forms a stable suspension.

Тестируемый образецTest sample dпоглощение/мин (405 нм)d absorption / min (405 nm) Исходный раствор (25 мкл)Stock solution (25 μl) 0,4090.409 Супернатант из раствора выше (25 мкл)The supernatant from the solution above (25 μl) 0,0340,034 Повторно гидратированный порошокRehydrated Powder (25 мкл 20% мас./об. в воде)(25 μl 20% w / v in water) 0,4250.425 Супернатант из раствора выше (25 мкл)The supernatant from the solution above (25 μl) 0,0040.004 20% мас./об. порошок в20% w / v powder in перфтордекалине (25 мкл)perfluorodecaline (25 μl) 0,4300.430

В результате эксперимента было показано: плотность частиц может быть подогнана до плотности PFC растворителя путем включения адъюванта фосфата кальция. В процессе получения частиц значительной десорбции или потери ферментативной активности не наблюдали.As a result of the experiment, it was shown: the particle density can be adjusted to the density of the PFC solvent by incorporating an adjuvant of calcium phosphate. In the process of obtaining particles, significant desorption or loss of enzymatic activity was not observed.

Claims (12)

1. Композиция для доставки стабильного, биологически активного соединения субъекту, включающая частицы стекла, содержащие указанное биологически активное соединение, отличающаяся тем, что частицы имеют диаметр в диапазоне 0,1-100 мкм и суспендированы в жидкости, которая включает, по меньшей мере, один биосовместимый перфторуглерод, в котором указанные частицы не растворяются.1. A composition for delivering a stable, biologically active compound to a subject, comprising glass particles containing said biologically active compound, characterized in that the particles have a diameter in the range of 0.1-100 μm and are suspended in a liquid that includes at least one biocompatible perfluorocarbon in which these particles do not dissolve. 2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что частицы получены сушкой распылением.2. The composition according to claim 1, characterized in that the particles are obtained by spray drying. 3. Композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что частицы включают смесь, содержащую сахар и фосфат металла.3. The composition according to claim 1 or 2, characterized in that the particles include a mixture containing sugar and metal phosphate. 4. Композиция по любому из предшествующих пунктов, в которой указанное стекло включает сахарное стекло, металкарбоксилатное стекло и/или фосфатное стекло.4. The composition according to any one of the preceding paragraphs, wherein said glass comprises sugar glass, metal carboxylate glass and / or phosphate glass. 5. Композиция по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что частицы содержат вещество, способствующее стеклообразованию.5. The composition according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the particles contain a substance that promotes glass formation. 6. Композиция по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что жидкость включает поверхностно-активное вещество.6. The composition according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the liquid includes a surfactant. 7. Композиция по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что частицы включают сахарное стекло, образованное из сахара, выбранного из группы, состоящей из трегалозы, сахарозы, рафинозы, стахиозы, глюкопиранозилсорбита, глюкопиранозилманнита, палатинита, лактита, моносахаридного спирта или молекул сахара, модифицированных гидрофобными боковыми цепями, выбранными из группы, состоящей из октаацетата сахарозы или октаацетата трегалозы.7. The composition according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the particles include sugar glass formed from sugar selected from the group consisting of trehalose, sucrose, raffinose, stachyose, glucopyranosyl sorbitol, glucopyranosyl mannitol, palatinite, lactitol, monosaccharide alcohol or sugar molecules, modified with hydrophobic side chains selected from the group consisting of sucrose octaacetate or trehalose octaacetate. 8. Композиция по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что частицы включают фосфаты двухвалентных металлов или карбоксилаты металлов.8. The composition according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the particles include phosphates of divalent metals or metal carboxylates. 9. Композиция по п.5 или любому другому пункту, зависимому от него, отличающаяся тем, что указанное соединение, способствующее стеклообразованию, выбирают из группы, состоящей из пептида, белка, декстрана, поливинилпирролидона, боратного иона, лактата кальция, полифосфата натрия и силиката или ацетата (солей).9. The composition according to claim 5 or any other item dependent on it, characterized in that said compound promoting glass formation is selected from the group consisting of peptide, protein, dextran, polyvinylpyrrolidone, borate ion, calcium lactate, calcium polyphosphate and sodium silicate or acetate (salts). 10. Композиция по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что плотность частиц соответствует плотности жидкости.10. The composition according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the particle density corresponds to the density of the liquid. 11. Композиция по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что включает наполнитель, который передает указанным частицам слабый остаточный электростатический заряд таким образом, что указанные частицы отталкиваются друг от друга.11. The composition according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that it includes a filler that transfers these particles a weak residual electrostatic charge so that these particles repel each other. 12. Композиция по п.11, где указанным наполнителем является аминокислота.12. The composition of claim 11, wherein said excipient is an amino acid.
RU2003113537/15A 2000-10-13 2000-10-13 Composition for delivering stable injectable liquids and method for delivery RU2259817C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003113537/15A RU2259817C2 (en) 2000-10-13 2000-10-13 Composition for delivering stable injectable liquids and method for delivery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003113537/15A RU2259817C2 (en) 2000-10-13 2000-10-13 Composition for delivering stable injectable liquids and method for delivery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003113537A RU2003113537A (en) 2004-09-20
RU2259817C2 true RU2259817C2 (en) 2005-09-10

Family

ID=35847939

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003113537/15A RU2259817C2 (en) 2000-10-13 2000-10-13 Composition for delivering stable injectable liquids and method for delivery

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2259817C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6190701B1 (en) Composition and method for stable injectable liquids
AU2001211986B2 (en) Composition and method for stable injectable liquids
AU2001211986A1 (en) Composition and method for stable injectable liquids
EA001873B1 (en) Stable particle in liquid formulations
US20110045079A1 (en) Dry powders of cellular material
KR102624471B1 (en) Gas-filled microvesicles
KR20030020294A (en) Powder Compositions
CA2438108C (en) Improved drug formulation of soluble glass particles suspended in a liquid
AU2005203369B2 (en) Pharmaceutical liquid suspensions
RU2259817C2 (en) Composition for delivering stable injectable liquids and method for delivery
JP4027881B2 (en) Compositions and methods for stable injections
JP4382706B2 (en) Pharmaceutical liquid suspension
EP1452171B1 (en) Pharmaceutical liquid suspensions
KR100743442B1 (en) Pharmaceutical liquid suspensions
US11717570B2 (en) Gas-filled microvesicles
NZ525026A (en) A two-component composition comprising particles of sugar glass and a biocompatible liquid perfluorocarbon
NZ538681A (en) A pharmaceutical composition comprising active biological ingredient carried by particles that form a stable suspension in a liquid indefinitely
CN100594937C (en) Stable injection composition and method therefor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20111014