RU2818017C2 - Способ получения пероральной формы субстанции, содержащей инсулин - Google Patents

Abstract

Группа изобретений относится к способу получения пероральной формы субстанции, содержащей инсулин, при котором смешивают кристаллический рекомбинантный инсулин, антиоксидант, выбранный из бета-каротина, астаксантина, дигидрокверцетина, абисила, дополнительный антиоксидант, такой как токоферола ацетат и/или аскорбиновая кислота, неионогенное поверхностно-активное вещество, фосфолипиды и сорбит в расчетном количестве, соединяют полученную смесь с органическим растворителем путем перемешивания в реакторе в условиях перехода органического растворителя в газообразное состояние, удаляют его и получают порошковую массу, в которой в кристаллической структуре сорбита образуется фосфолипидная пленка, далее порошковую массу измельчают до получения мелкодисперсного порошка с размером частиц 160-200 мкм, который капсулируют с добавлением полиэтиленгликоля, и также относится к субстанции для профилактики осложнений диабета 1-го типа, полученной указанным способом, включающей кристаллический рекомбинантный инсулин, антиоксидант, выбранный из бета-каротина, астаксантина, дигидрокверцетина, абисила, дополнительный антиоксидант‚ такой как токоферола ацетат и/или аскорбиновая кислота, неионогенное поверхностно-активное вещество, сорбит с фосфолипидной пленкой, образованной в его кристаллической структуре, в эффективном количестве. Группа изобретений обеспечивает создание пероральной формы субстанции, включающей инсулин, направленного действия, пригодной для профилактики осложнений диабета 1-го типа. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Область техники

Изобретение относится к медицине, а именно к химико-фармацевтической промышленности, к созданию пероральной формы субстанции инсулина и ее доставки для профилактики осложнений диабета первого типа.

Предшествующий уровень техники

За последнее время появилось много информации о результатах исследований, которые продемонстрировали эффективность и безопасность пероральной формы инсулина. Предполагается, что такая форма применения инсулина говорит о безопасности препарата и обусловлен его кишечной формой. Всасываясь в кишечнике, инсулин попадает в печень, что похоже на естественный транспорт инсулина в организме. Поэтому пероральную форму инсулина можно считать более физиологичной, чем инъекционную, что способствует большей эффективности его применения.

Известны успешные клинические испытания препарата ORMD-0801 (компания Oramed Pharmaceuticals), который может стать коммерчески доступным пероральным препаратом инсулина.

Однако формы используемого инсулина (пероральные или инъекционные) также зависят от типа заболевания, а соответственно и состава препарата. Т.к. при диабете 1 типа организм не вырабатывает инсулин, лечение такого диабета осуществляют путем ведения инсулина с помощью инъекций. Считается, что пероральные лекарственные средства не подходят для лечения диабета 1 типа, поскольку инсулин будет расщепляться в пищеварительной системе.

Чтобы улучшить эффективность пероральной формы инсулина (замедлить ее распад в пищеварительном тракте), пытаются ускорить всасывание инсулина через мембрану тонкого кишечника.

Из уровня техники известны публикации, в которых раскрываются разные предлагаемые составы пероральной формы инсулина и способы их получения.

Так в публикации CN 11297269 от 18.06.2021 г., кл. A61K 38/28 раскрывается композиция, которую готовят из инсулина и/или аналогов инсулина и фармацевтической композиции для стимулирования всасывания в тонком кишечнике, при этом фармацевтическая композиция для стимулирования всасывания в тонком кишечнике состоит из лаурилсульфата натрия, хитозана и цитрата натрия. В соответствии с фармацевтической композицией для стимулирования всасывания в тонком кишечнике готовят составной адъювант, и после объединения составного адъюванта с инсулином и/или аналогами инсулина можно улучшить всасывание эффективного компонента в тонком кишечнике.

Также известна публикация CN 110974943 от 10.04.2020, кл. A61K 38/28, в которой указано, что лекарственный препарат содержит: (а) внутренний сердцевинный слой, содержащий инсулин или его биологически активное производное в качестве активного ингредиента; (b) клейкий внешний слой сердцевины, сформированный на внутреннем слое сердцевины; (с) защитный слой покрытия, сформированный на внешнем сердцевинном слое; и (d) покрывающий слой с локализованным высвобождением лекарственного средства, сформированный на подкладочном слое покрытия, при этом подложка покрывающего слоя выбрана из одного или нескольких из этилцеллюлозы, Eudragit RS (Reed-Solomon), или воска; и слой покрытия для локализованного высвобождения лекарственного средства содержит Eudragit L100 и Eudragit SI00, которые смешивают в массовом соотношении (0-1):(1-4) и используют в качестве материала подложки покрытия для локализованного высвобождения лекарственного средства.

Известны наноструктурированные композиции для пероральной доставки инсулина и способы их получения раскрытые в патенте РФ 2753018 от 11.08.2021 г., международной публикации WO 2019148810 от 08.08.2019 кл. A61K 38/28; A61K 47/36 и др. Основным недостатком указанных известных форм инсулина является сложность технологии приготовления такой композиции и возможность использования не для всех типов диабета. Как уже было упомянуто ранее, при нарушении работы поджелудочной железы, а если быть точнее ее бета-клеток, инсулин не производится, поэтому возникает сахарный диабет 1 типа.

В случае отсутствия реакции клеток и тканей организма на инсулин зачастую из-за ожирения или неправильной секреции гормона, начинается развитие сахарного диабета 2 типа.

Существо заявленного решения

Технической проблемой, на решение которой направлена заявляемая группа изобретений, связана с устранением недостатков известных аналогов.

Техническим результатом от использования изобретения является создание пероральной формы субстанции, включающей инсулин, направленного действия, пригодной для профилактики осложнений диабета 1-го типа.

Указанный технический результат достигается за счет способа получения пероральной формы субстанции, содержащей инсулин, при котором смешивают кристаллический рекомбинантный инсулин, антиоксидант, антиокислитель, неионогенное поверхностно-активное вещество, фосфолипиды и сорбит в расчетном количестве, соединяют полученную смесь с органическим растворителем путем перемешивания в реакторе в условиях перехода органического растворителя в газообразное состояние, удаляют его и получают порошковую массу, в которой в кристаллической структуре сорбита образуется фосфолипидная пленка, далее порошковую массу измельчают до получения мелкодисперсного порошка, который капсулируют с добавлением полиэтиленгликоля.

При этом в качестве антиоксиданта используют вещество из группы: бета-каротин, астакстантин, дегидрокверцитин, абисил и др. Указанный антиоксидант служит для прерывания аутоиммунной реакции организма на бета-клетки поджелудочной железы, приводящей их со временем к апоптозу и блокированию выработки инсулина.

В качестве антиокислителя используют вещество из группы: токоферола-ацетат, аскорбиновая кислота и др. Антиокислитель служат для защиты молекул антиоксиданта от окисления, так как последний является очень активным веществом в окислительно-востановительных реакциях.

Наличие антиокислителя и инсулина в составе субстанции позволяет выполнить две функции, а именно, доставить молекулы инсулина клеткам организма и со временем восстановить работу бета-клеток поджелудочной железы, тем самым способствовать выделению инсулина.

В качестве неионогенного поверхностно-активного вещества используют Твин-60 или Твин-80.

В качестве органического растворителя используют хлороформ, в котором растворяются кристаллический бета-каротин и внешняя мембрана клеток растительных масел для высвобождения фосфолипидов. В качестве источника фосфолипидов используют такие" растительные масла, как льняное масло, масло черного тмина и др. При этом антиоксидант и фосфолипиды берут в количествах, обеспечивающих их совместную растворимость в органическом растворителе.

Для перемешивания указанных компонентов используют предназначенное для этого оборудование (реактор, например, марки Mixing, вакуумный насос). В выбранных условиях, например, температуре не выше +50°С, времени перемешивания, например, не более 3х часов, органический растворитель переходит в иное агрегатное состояние - газообразное, что позволяет удалить его посредством вакуумного насоса, с последующим конденсированием и сбором в первоначальном виде для повторного использования.

Используемый сорбит имеет кристаллическую структуру, которую в результате технологического процесса заполняют полученные фосфолипиды в виде пленки, выстилающей все поры структуры.

Полученную порошковую массу измельчают до получения мелкодисперсного порошка на молотковой мельнице с ситом 160-200 мк. Заданная дисперсия порошка важна для процесса капсулирования и быстрого растворения его в тонком кишечнике при контакте с жидкой фазой (вода) с образованием липосом.

Инсулин представляет собой гипогликемический полипептидный гормон с молекулярной массой около 6000, который образуется в бета-клетках островков Лангерганса поджелудочной железы. Оказывает многогранное влияние на обмен веществ практически во всех тканях. Основное действие инсулина -регулирование углеводного обмена, в частности - утилизация глюкозы в организме. Инсулин увеличивает проницаемость плазматических мембран для глюкозы и других макронутриентов, активирует ключевые ферменты гликолиза, стимулирует образование из глюкозы гликогена в печени и мышцах из глюкозы гликогена, усиливает синтез жиров и белков.

Нарушение секреции инсулина вследствие деструкции бета-клеток - абсолютная недостаточность инсулина - является ключевым звеном патогенеза сахарного диабета 1-го типа. Нарушение действия инсулина на ткани - относительная инсулиновая недостаточность - имеет важное место в развитии сахарного диабета 2-го типа.

Очищенный он представляет собой аморфный порошок, бесцветный, растворимый в подкисленной или щелочной воде, в слабом спирте или глицерине, нерастворимый в эфире, хлороформе, абсолютном спирте, полностью растворимый в растворах фосфата натрия.

Попадая в портальный кровоток, инсулин сначала достигает печени, где примерно половина его инактивируется. Таким образом, портальная инсулинемия намного выше, чем в периферической крови, что кажется необходимым для остановки потока глюкозы в печень.

Проблема, возникающая при использовании экзогенного инсулина, связана с тем, что «инсулин неактивен при пероральном введении», потому что он разрушается протеолитическими ферментами пищеварения; отсюда необходимость в парентеральном введении и невозможностью реально имитировать эндокринную поджелудочную железу, потому что физиологически инсулин сначала достигает печени, будучи разбавленным в периферическом кровообращении.

Заявляемое изобретение позволяет получить пероральную форму субстанции инсулина, пригодную для профилактики осложнений диабета 1-го типа.

Авторами данного изобретения предложен состав субстанции, полученной указанным способом, которая обеспечивает получение указанного технического результата, и которая включает кристаллический рекомбинантный инсулин, антиоксидант, антиокислитель, ионогенное поверхностно-активное вещество, сорбит с фосфолипидной пленкой, образованной в его кристаллической структуре, в эффективном количестве, оказывающей эффективное воздействие при профилактике осложнений диабета 1-го типа.

При добавлении в субстанцию полиэтиленгликоля (ПЭГ 400) ее можно капсулировать и использовать для перорального введения.

В качестве частного случая выполнения состава предложенной субстанции, содержащей инсулин, может выступать субстанция, включающая следующие вещества при их соотношении, мг/г:

• Кристаллический рекомбинантный инсулин	8-10
• Бета-каротин	20-30
• Альфа-токоферол ацетат	20-25
• Аскорбиновая кислота	10-13
• Фосфолипиды	80-100
• Твин-80	20-25
• Сорбит	842-797

Количественные характеристики составляющих компонентов получены опытным путем.

Указанная субстанция помещается в твердые желатиновые кишечнорастворимые капсулы №3 (процесс капсулирования). Такой тип капсул необходим для доставки субстанции в тонкий кишечник. Здесь происходит растворение оболочки желатиновой капсулы и после контакта фосфолипидной пленки с жидкой фазой образуются липидные везикулы-липосомы. Липосомы (фосфолипидные пузырьки) давно исследуются как перспективная лекарственная форма, существенным образом меняющая распределение лекарственного вещества и защищающая его от воздействия ферментов. Это микросферы размером от 25 нм до 1 мкм, которые служат контейнерами для лекарственных веществ, причем полярные соединения располагаются во внутреннем водном объеме, а гидрофобные хорошо растворяются в мембране. Свойства липосом и их поведение определяются, прежде всего, наличием у них замкнутой мембранной оболочки. Несмотря на молекулярную толщину (около 4 нм), липидный бислой отличается исключительной механической прочностью и гибкостью. В жидкокристаллическом состоянии бислоя его компоненты обладают высокой молекулярной подвижностью, так что в целом мембрана ведет себя как достаточно жидкая, текучая фаза. Благодаря этому липосомы сохраняют целостность при различных повреждающих воздействиях, а их мембрана обладает способностью к самозалечиванию возникающих в ней структурных дефектов. Липосомы меняют размер и форму в ответ на изменение осмотической концентрации внешнего водного раствора. При сильном осмотическом стрессе целостность бислоя может нарушиться и липосомы могут раздробиться на частицы меньшего размера. Мембрана липосом состоит из природных фосфолипидов, что определяет многие их привлекательные качества. Они нетоксичны, биодеградируемые, при определенных условиях могут поглощаться клетками, их мембрана может сливаться с клеточной мембраной, что осуществляет внутриклеточную доставку их содержимого. Эффективность липосомальных лекарственных препаратов во многом определяется количеством включенного в них лекарственного вещества. Однако многочисленные технологии получения липосомальных лекарств обеспечивают включение в липосомы не более 50% действующего начала (лекарственной субстанции). Изучено влияние способа получения липосомального препарата, соотношение его составных частей и вспомогательных веществ на степень включения субстанций в липосомы. Установлено, что наиболее оптимальным способом, обеспечивающим включение в липосомы максимального количества лекарственных субстанций, является способ получения сухих пролипосомальных препаратов, при контакте которых с жидкой фазой (вода)образуются липосомы.

В отличие от известных из уровня техники способов, заявляемое изобретение позволяет получать эффективные липосомальные препараты жирорастворимых субстанций (100% включение). Высокая степень включения молекул лекарственных субстанций в липосомы позволяет обеспечить высокую степень биодоступности вещества, которая определяется разницей между объемом вводимой субстанциии и ее объемом в органе-мишени. Сухая пролипосомальная субстанция представляет собой тонкодисперсный порошок, заключенный в твердую желатиновую капсулу №3, кишечнорастворимую, которая содержит сорбент (сорбит), в кристаллической структуре которого образована фосфолипидная пленка (толщиной 4 нм). При приеме такой капсулы, она проходит систему ЖКТ, достигая тонкий кишечник. Здесь происходит разрушение желатиновой оболочки капсулы, при контакте с жидкой фазой, фосфолипидная пленка схлопывается с самопроизвольным образованием липосом (сотни тысяч частиц размером с минус 8-9 степенью). У липосом выражена высокая степень захвата гидрофильных (водорастворимых) или гидрофобных молекул (не растворимых в воде) лекарственных субстанций, причем степень захвата зависит от их молекулярного веса. Для бета-каротина она составляет 6-8 молекул, а для инсулина 2 молекулы. Далее липосомы, нагруженные молекулами лекарственной субстанци, содержащей инсулин, через воротную вену поступают в печень и далее в большой круг кровообращения. Для преодоления макрофагальной системы используется защитная пленка из полиэтиленгликоля, например ПЭГ-400, который добавляется в субстанцию на стадии капсулирования. Таким способом, и за счет динамики кровообращения, достигается высокая степень биодоступности субстанции.

Субстанция предлагается в качестве биологически активной добавки к пище для профилактики осложнений при диабете 1-го типа.

Применение заявляемой субстанции показано на Примере, который является одним из возможных случаев применения и не ограничивает такое применение.

Пример.

Для подтверждения эффективности применения заявляемой субстанции при профилактике осложнений диабета 1-го типа использовали две группы мышей:

- первая группа - самки мышей линии balb/c возраста 11 недель (18 особей);

- вторая группа (контрольная группа) - самки мышей линии balb/c возраста 11 недель (12 особей).

Заявляемым способом была приготовлена субстанция следующего состава, мг на 1 капсулу массой 0,17 г:

Инсулин кристаллический рекомбинантный	2 мг
Бета-каротин	6 мг
Альфа-токоферола ацетат	5 мг
Аскорбиновая кислота	2,5 мг
фосфолипиды, получаемые из семян льна	20 мг
Твин-80	3 мг
Полиэтиленгликоль ПЭГ 400	1,5 мг
Сорбит	130 мг,

Субстанция была растворена в 3 или 1 мл автоклавированной mQ (деионизированная вода). Путем вортексирования получили гомогенный раствор.

Спустя 2 минуты после приготовления раствора, его вводили перорально при помощи 2 мл шприца без иглы особям первой группы. Объем вводимой субстанции составлял 150 мкл, в которой содержалось 0.75 ME инсулина.

Группе контроля (из 12 особей) вводили перорально mQ в соответствующем объеме.

До введения субстанции, а также в различные временные интервалы после введения, проводили измерения уровня глюкозы в крови животных путем забора ее из хвостовой артерии, с использованием ветеринарного анализатора глюкозы TaiDoc 4239.

Уровень глюкозы в крови мышей линии balb/c после перорального введения раствора пролипосомальной формы инсулина показан на фиг.1.

Спустя 75 минут после введения раствора, у животных возникли признаки гипогликемической комы (потеря сознания, отсутствие способности передвигаться, учащенное сердцебиение), что было подтверждено снижением уровня глюкозы в крови (3.0 мМ - при норме 4.8-6.5 мМ). Животным с симптомами гипогликемии ввели перорально 1М раствора глюкозы. Все животные выжили после эксперимента и чувствовали себя нормально.

Таким образом, было подтверждено, что активное вещество - инсулин было доставлено в клетки организма, т.е. подтверждено фармакологическое действие предлагаемой субстанции. Данный эксперимент позволяет предлагать заявленную пероральную субстанцию инсулина в качестве как профилактического, так и лечебного средства.

Claims (9)

1. Способ получения пероральной формы субстанции, содержащей инсулин, при котором смешивают кристаллический рекомбинантный инсулин, антиоксидант, выбранный из бета-каротина, астаксантина, дигидрокверцетина, абисила, дополнительный антиоксидант, такой как токоферола ацетат и/или аскорбиновая кислота, неионогенное поверхностно-активное вещество, фосфолипиды и сорбит в расчетном количестве, соединяют полученную смесь с органическим растворителем путем перемешивания в реакторе в условиях перехода органического растворителя в газообразное состояние, удаляют его и получают порошковую массу, в которой в кристаллической структуре сорбита образуется фосфолипидная пленка, далее порошковую массу измельчают до получения мелкодисперсного порошка с размером частиц 160-200 мкм, который капсулируют с добавлением полиэтиленгликоля.

2. Способ по п.1‚ отличающийся тем, что в качестве неионогенного поверхностно-активного вещества используют вещество, выбранное из Твин-80, Твин-60.

3. Способ по п.1‚ отличающийся тем, что в качестве органического растворителя используют растворитель‚ в котором растворяются фосфолипиды и антиоксиданты.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве фосфолипидов используют фосфолипиды, полученные из растительных масел.

5. Способ по п.4‚ отличающийся тем, что в качестве растительного сырья фосфолипидов используют льняное масло, масло черного тмина.

6. Способ по п.1‚ отличающийся тем, что антиоксиданты и фосфолипиды берут в количествах, обеспечивающих их совместную растворимость в органическом растворителе.

7. Субстанция для профилактики осложнений диабета 1-го типа, полученная способом по п.1, включающая кристаллический рекомбинантный инсулин, антиоксидант, выбранный из бета-каротина, астаксантина, дигидрокверцетина, абисила, дополнительный антиоксидант‚ такой как токоферола ацетат и/или аскорбиновая кислота, неионогенное поверхностно-активное вещество, сорбит с фосфолипидной пленкой, образованной в его кристаллической структуре, в эффективном количестве.

8. Субстанция по п.7, отличающаяся тем, что дополнительно включает полиэтиленгликоль.

9. Субстанция по любому из пп.7, 8, отличающаяся тем, что она составлена для перорального введения.