TW201424776A - 光動力療法藥物之遞送薄膜 - Google Patents
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Abstract
在此揭示光動力療法藥物之遞送薄膜,此光動力療法藥物之遞送薄膜有一聚合物基質,且光動力療法藥物係分散於該聚合物基質中。該光動力療法藥物為5-胺基酮戊酸或其藥學上可接受鹽類。於一實施例中,聚合物基質的乾重為約0.45-4.7重量份;且其係由0.4-4重量份的聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯共聚物、0.02-0.2重量份的丙烯酸與二乙烯乙二醇交聯之聚合物、0.03-0.5重量份的纖維素衍生物以及水所組成;以上皆以1重量份的光動力療法藥物為基準。
Description
本發明是有關於一種光敏性藥物與光動力療法藥物的藥物遞送系統。更具體來說,本發明是關於一種薄膜,其可透過穿皮膜方途徑來遞送光動力療法藥物如5-胺基酮戊酸(5-aminolevulinic acid,簡稱5-ALA或ALA)或其藥學上可接受鹽類。
光動力療法(photodynamic therapy,簡稱PDT)是一種常用於皮膚科的技術,可用來治療非黑色素瘤皮膚癌(non-melanoma skin cancer)、光化性角化症(actinic keratosis)、疣(warts)、青春痘(acne vulgaris)、尋常性牛皮癬(psoriasis vulgaris)、局部硬皮症(localized scleroderma)等疾病。光動力療法亦可用於非皮膚科的其他疾病中,如生殖器疣(genital warts)、巴氏食道症(Barrett’s esophagus)、肛門與外陰道癌(anal and vulvar carcinoma)以及視網膜的黃斑部病變(macular degeneration)。光動力療法主要是將光敏藥劑(photosensitizing agent)或其前驅物施用至病灶部位,接著以特定波長的光線照射該部位,以活化該光敏藥劑
或將其轉換為具有細胞毒性之形式,藉以毒殺病灶部位的細胞或削弱其複製潛力。由於過度增生的組織偏好吸收光敏劑,且光源是直接以病灶部位為標的,光動力療法能夠實現雙重選擇性且可將對於鄰近健康細胞/組織的傷害降到最低。
5-胺基酮戊酸是一種臨床上核准的光動力療法藥劑。5-胺基酮戊酸不具備光動力活性,但在原血紅素(heme)生合成路徑中之酵素的作用下,可將5-胺基酮戊酸代謝成為天然的光敏劑一原紫質IX(protoporphyrin IX,簡稱PpIX)。5-胺基酮戊酸的內原性合成(endogenous synthesis)會因原血紅素合成的回饋控制而受到調控;此種回饋機制可確保所生成的原紫質IX能夠有效地轉換成原血紅素,而不會在細胞中累積過量的原紫質IX。然而,當施予外源性5-胺基酮戊酸時,會避過上述的自然調控,因而導致原紫質IX的過量合成。5-胺基酮戊酸是一種不具選擇性的化合物,且因此外源性5-胺基酮戊酸會穿透進入所有的細胞中。雖然幾乎所有人類的細胞都會表現原血紅素生合成過程中所涉及的酵素,但快速增生的細胞(如腫瘤細胞)中比較容易出現較高的原紫質IX累積量;此一現象可能肇因於多種機制,譬如鐵的可用率、亞鐵螯合酶(ferrochelatase;該校素負責將亞鐵離子插入原紫質IX中,因而會導致原血紅素的形成)的活性降低、以及導致原紫質IX生成之酵素(如:胺基酮戊酸脫水酶(aminolevulinate dehydratase)、紫質膽素原去胺酶(porphobilinogen deaminase)以及尿紫質元去羧酶
(uroporphyrinogen decarboxylase))的活性提升。當從外源性5-胺基酮戊酸生成原紫質IX之後,會以特定波長的光線照射標的部位(如,腫瘤),所述光線能夠活化原紫質IX,進而造成氧化性損害(oxidative damage)並誘發細胞毒性。
5-胺基酮戊酸是極性分子且其pH值與生理pH值(pH 7.3-7.4)相仿,主要可作為帶電的兩性離子(charged zwitterion),這也導致其脂質溶解度較低且生物可用性較差。此外,5-胺基酮戊酸在溶液中較不穩定。這些缺點限制了5-胺基酮戊酸在光動力療法領域中的應用性。
有鑑於上述問題,相關領域亟需提出一種新穎的5-胺基酮戊酸給藥劑型,此種劑型應易於使用且具有較長的儲存期,藉以拓展5-胺基酮戊酸在光動力療法領域中的臨床應用性。
發明內容旨在提供本揭示內容的簡化摘要,以使閱讀者對本揭示內容具備基本的理解。此發明內容並非本揭示內容的完整概述,且其用意並非在指出本發明實施例的重要/關鍵元件或界定本發明的範圍。
本申請案的目的之一在於提供一種載有5-胺基酮戊酸的薄膜,此薄膜具有合宜的機械性質(如結構完整性與可撓性)以及生物黏著性。本發明的另一目的是提供載有5-胺基酮戊酸的薄膜,且此薄膜具有適當的
藥物穩定度而能夠有較長的儲存期。在較佳的情形中,所述的載有5-胺基酮戊酸的薄膜具有較高的藥物負載量,因而能夠提升其療效。
本發明的一態樣是關於一種光動力療法藥物之遞送薄膜,所述的光動力療法藥物如5-胺基酮戊酸或其藥學上可接受鹽類。
依據本發明一實施方式,所述光動力療法藥物之遞送薄膜主要由一聚合物基質所組成,且該光動力療法藥物分散於該聚合物基質中。該聚合物基質之乾重為約0.45-4.7重量份,且係由0.4-4重量份的聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯共聚物、0.02-0.2重量份的丙烯酸與二乙烯乙二醇交聯之聚合物、0.03-0.5重量份的纖維素衍生物以及水所組成,以上重量份皆以1重量份的該光動力療法藥物為基準。
於一實施方式中,所述光動力療法藥物為5-胺基酮戊酸鹽酸鹽。
於另一實施方式中,所述聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯共聚物為泊洛沙姆(poloxamer)407(即Pluronic® F127)、泊洛沙姆403(即Pluronic® P123)或泊洛沙姆235(即Pluronic® P85)。
在又一實施方式中,所述的丙烯酸與二乙烯乙二醇交聯之聚合物為為卡波普®971P NF(Carbopol® 971P NF)或卡波普®981(Carbopol® 981)。
在又另一實施方式中,所述纖維素衍生物為羧甲基纖維素(carboxymethyl cellulose,簡稱CMC)如
CMCH。
於某些實施方式中,所述光動力療法藥物之遞送薄膜的平均厚度為50-300μm。此外,根據本發明多種實施方式,該光動力療法藥物之遞送薄膜的含水率為該光動力療法藥物之遞送薄膜總重的約2-10wt%。於其他實施方式中,該光動力療法藥物之遞送薄膜的藥物負載量為為每平方公分光動力療法藥物之遞送薄膜載有3-20mg的光動力療法藥物。在某些實施方式中,所述光動力療法藥物之遞送薄膜的藥物穩定度為經4個月的儲存後仍保有至少90%的該光動力療法藥物。
本發明的另一態樣是關於一種上述光動力療法藥物之遞送薄膜(即,載有5-胺基酮戊酸的薄膜)之製備方法。根據本發明的原理與精神,在製備所述的載有5-胺基酮戊酸的薄膜時,不需使用塑化劑(plasticizer),如聚乙二醇400(polyethylene glycol 400,簡稱PEG 400)、酞酸二乙酯(diethyl phthalate)與甘油三乙酸酯(triacetin)。此外,在製備所述的載有5-胺基酮戊酸的薄膜時,使用水,特別是去離子水,作為唯一的溶劑。在更佳的情形中,於製備過程中,將所用的一或多種溶液的酸鹼值控制在pH 2-5的範圍中,上述的控制過程並未添加一或多緩衝劑或其他pH調節劑,而是藉由選擇適當的一或多成膜高分子與調整其濃度來實現。
根據本發明某些實施方式,上述光動力療法藥物之遞送薄膜的製備方法包含以下步驟。首先,將1重量份的光動力療法藥物、0.4-4重量份的聚氧乙烯-聚
氧丙烯-聚氧乙烯共聚物、0.02-0.2重量份的丙烯酸與二乙烯乙二醇交聯之聚合物以及0.03-0.5重量份的纖維素衍生物和5-20重量份的水混合以得到一鑄模液。接著,將鑄模液施佈於一基材上以形成一濕膜。其後在約20-30℃之乾燥溫度與約40-60%的相對濕度下乾燥該濕膜以得到該光動力療法藥物之遞送薄膜。
根據本發明某些實施方式,所述的基材可以是聚乙烯薄層、聚酯薄層或離型紙。
在某些實施方式中,所述濕膜之厚度為約10-1,000密耳(mils);較佳為約50密耳。
於某些實施方式中,所述鑄模液之pH值為約2-5;較佳為約2-3.5。
根據本發明某些實施方式,該鑄模液中不含塑化劑。
於某些實施方式中,該鑄模液中使用水作為唯一的溶劑。
根據本發明某些實施方式,經所述乾燥步驟所得之光動力療法藥物之遞送薄膜的含水率為該光動力療法藥物之遞送薄膜總重的約2-10wt%。
在參閱下文實施方式後,本發明所屬技術領域中具有通常知識者當可輕易瞭解本發明之基本精神及其他發明目的,以及本發明所採用之技術手段與實施態樣。
為讓本發明的上述與其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂,所附圖式之說明如下:第1圖為根據本發明一實驗例所得之高效能液相層析測定結果;第2圖為根據本發明一實驗例所得之毛細管電泳分析測定結果;第3圖為根據本發明一實驗例所得之高效能液相層析測定結果與毛細管電泳分析測定結果之比較分析;第4A、4B與4C圖以折線圖說明根據本發明一實驗例所得之薄膜樣本的藥物穩定度分析結果;第5圖為直條圖,用以闡明本發明一實驗例,小鼠經治療後3至24小時,其皮膚中原紫質IX螢光累積之情形;第6圖為直條圖,用以闡明本發明另一實驗例,以1、2或3片所述薄膜治療之小鼠,其皮膚中原紫質IX螢光累積之情形;第7圖為本發明又一實驗例所得之全長皮膚樣本的冷凍超薄切片樣本照片;第8圖以照片闡明根據本發明一實驗例以光動力療法治療之小鼠的腫瘤生長情形;第9圖以照片闡明根據本發明另一實驗例以光動力療法治療之小鼠的腫瘤生長情形;以及第10圖以照片闡明根據本發明又一實驗例以光動力療法治療之小鼠的腫瘤生長情形。
為了使本揭示內容的敘述更加詳盡與完備,下文針對了本發明的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述;但這並非實施或運用本發明具體實施例的唯一形式。實施方式中涵蓋了多個具體實施例的特徵以及用以建構與操作這些具體實施例的方法步驟與其順序。然而,亦可利用其他具體實施例來達成相同或均等的功能與步驟順序。
除非本說明書另有定義,此處所用的科學與技術詞彙之含義與本發明所屬技術領域中具有通常知識者所理解與慣用的意義相同。此外,在不和上下文衝突的情形下,本說明書所用的單數名詞涵蓋該名詞的複數型;而所用的複數名詞時亦涵蓋該名詞的單數型。
雖然用以界定本發明較廣範圍的數值範圍與參數界是約略的數值,此處已盡可能精確地呈現具體實施例中的相關數值。然而,任何數值本質上不可避免地含有因個別測試方法所致的標準偏差。在此處,「約」通常係指實際數值在一特定數值或範圍的正負10%、5%、1%或0.5%之內。或者是,「約」一詞代表實際數值落在平均值的可接受標準誤差之內,視本發明所屬技術領域中具有通常知識者的考量而定。除了實驗例之外,或除非另有明確的說明,當可理解此處所用的所有範圍、數量、數值與百分比(例如用以描述材料用量、時間長短、溫度、操作條件、數量比例及其他相似者)均經過「約」的修飾。因此,除非另有相反的說明,本說明書與附隨
申請專利範圍所揭示的數值參數皆為約略的數值,且可視需求而更動。至少應將這些數值參數理解為所指出的有效位數與套用一般進位法所得到的數值。
局部給藥(topical drug delivery)係指針對某些疾患給予區域性的局部治療,且治療藥物並非用於全身性給藥(systemic delivery)。之的局部給藥系統包括:固態劑型,如薄膜(film)或貼片(patch));半固態劑型,例如軟膏(ointment)、乳霜(cream)、凝膠(gel)或糊劑(paste);以及液態劑型,如,乳液(emulsion)、懸浮液(suspension)或溶液(solution)。如上所述,5-胺基酮戊酸在溶液中並不穩定,且因此,在多數的5-胺基酮戊酸療法中,需要在開始治療前當場配製含有5-胺基酮戊酸之半固態或液態劑型;但此種操作方式較為麻煩。有鑑於此,在給予5-胺基酮戊酸治療時,含有較為穩定之5-胺基酮戊酸的固態劑型是較佳的選擇。一種習知的5-胺基酮戊酸的薄膜之製備方法是將活性成分(即,5-胺基酮戊酸)連同成膜高分子與塑化劑一起溶解或分散於水和/或有機溶劑中;接著將溶液或分散液施佈於一基材上以形成一薄膜;然後再利用烘箱(oven)在較高的溫度下乾燥該薄膜。舉例來說,美國專利US 7,951,395(下稱‘395專利)揭露一種5-胺基酮戊酸貼布,其所用的分散液是將成膜高分子-EUDRAGIT® NE、塑化劑-乙醯檸檬酸三乙酯(acetyl tributyl citrate,簡稱ATBC)與5-胺基酮戊酸分散於丙酮中所得,而後將所拉成的薄膜在60℃下加熱45分鐘以得到所述貼布。然而,加入
塑化劑會影響5-胺基酮戊酸的穩定性。此外,使用有機溶劑或共溶劑常會對環境造成負擔,且可能會導致使用者出現發炎或刺激等副作用。更有甚者,加熱乾燥步驟無可避免地會消耗大量能量,因而增加5-胺基酮戊酸薄膜的製備成本。
有鑑於上述問題,相關領域亟需一種新穎的製備方法,以製備用於局部給藥的載有5-胺基酮戊酸的薄膜。根據本發明多種實施方式,所述的製備方法使用水作為唯一的溶劑,不但能夠改善薄膜的生物可用性,還能夠提升藥物穩定度,以便長期儲存。此外,藉由仔細選擇一或多成膜高分子的種類及濃度以及調製整鑄模液的pH值,本發明所提出的製備方法可在不使用塑化劑的情形下,得出具有理想機械特性之薄膜並可改善5-胺基酮戊酸的穩定度;上述機械特性如5-胺基酮戊酸薄膜之抗拉強度(tensile strength)、伸長率(percent elongation)、彈性係數(elastic modulus)、耐折強度(folding endurance)、型態等等。更有甚者,根據本發明某些實施方式,所述薄膜係於室溫下乾燥,不但可以減低製備過程所消耗的能量與所需成本,亦可提升5-胺基酮戊酸的穩定性。
因此,本發明的一態樣是關於一種以泊洛沙姆為主的光動力療法藥物之遞送薄膜。下文將分別詳述此種以泊洛沙姆為主的薄膜及其製備方法。
關於以泊洛沙姆為主的薄膜,此薄膜主要係由以泊洛沙姆為主的聚合物基質所構成,並有1重量份
的光動力療法藥物分散於其中。所述的以泊洛沙姆為主的聚合物基質其乾重為約0.45-4.7重量份,且是由0.4-4重量份的聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯共聚物、0.02-0.2重量份的丙烯酸與二乙烯乙二醇交聯之聚合物、0.03-0.5重量份的纖維素衍生物以及少量的水所組成。
根據本發明某些實施方式,上述光動力療法藥物為5-胺基酮戊酸或其藥學上可接受鹽類;如,5-胺基酮戊酸鹽酸鹽。
所述的聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯共聚物就是一般通稱的泊洛沙姆(poloxamer)。根據本發明某些實施方式,該聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯共聚物為泊洛沙姆407、泊洛沙姆403或泊洛沙姆235。泊洛沙姆407(商品名:PLURONIC® F127)所含的聚氧丙烯分子量為約4,000g/mol且聚氧乙烯含量為約70%;而泊洛沙姆403(商品名:PLURONIC® F123)所含的聚氧丙烯分子量為約4,000g/mol且聚氧乙烯含量為約30%。泊洛沙姆235(商品名:PLURONIC® P85)所含的聚氧丙烯分子量為約2,300g/mol且聚氧乙烯含量為約50%。
具體來說,該以泊洛沙姆為主的薄膜中所含的泊洛沙姆含量為約0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5或4重量份。根據本發明某些實驗例,相較於1重量份的光動力療法藥物,泊洛沙姆的含量為約3(樣本編號98)、1.5(樣本編號97)、0.8(樣本編號89)、0.7(樣本編號96)、0.6(樣本編號73)或0.4(樣本編號76)重量份。
所述的丙烯酸與二乙烯乙二醇交聯之聚合物是一種高分子量的丙烯酸聚合物;亦稱為卡波姆(carbomer),其商品名為CARBOPOL®。於本發明某些實施方式中,所述丙烯酸與二乙烯乙二醇交聯之聚合物為CARBOPOL® 971P NF或其顆粒形式(即,CARBOPOL® 71G NF)、CARBOPOL® 981、CARBOPOL® 934、CARBOPOL® 940、CARBOPOL® 941或CARBOPOL® 974。發明人所進行的試驗顯示,此處提出之薄膜的成膜性質主要取決於丙烯酸與二乙烯乙二醇交聯之聚合物的用量,而非其具體種類。
舉例來說,在該以泊洛沙姆為主的薄膜中,卡波姆的含量為約0.02、0.025、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19或0.2重量份。根據本發明某些實驗例,卡波姆的含量為約0.16(樣本編號98)、0.07(樣本編號97)、0.04(樣本編號89)、0.03(樣本編號96)、或0.02(樣本編號73)重量份,以上皆以1重量份的光動力療法藥物為基準。
纖維素衍生物,包含其醚類或酯類衍生物,已廣泛地運用於藥學配方中。於本發明多種實施方式中,使用纖維素的醚類衍生物,譬如羧甲基纖維素。舉例來說,在該以泊洛沙姆為主的薄膜中,纖維素衍生物的含量為約0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45或0.5重量份。根據本發明某些實驗例,纖維素衍生物的含量為約0.4
(樣本編號73)、0.29(樣本編號76)、0.16(樣本編號98)、0.07(樣本編號97)、0.04(樣本編號89)或0.03(樣本編號96)重量份,以上皆以1重量份的光動力療法藥物為基準,本發明所屬技術領域中具有通常知識者當可想見,泊洛沙姆、卡波姆與纖維素衍生物等皆可分別作為形成基質的材料。然而,本案發明人所進行的眾多試驗結果顯示,利用單一成膜材料;譬如僅使用泊洛沙姆407、僅使用CARBOPOL® 971P NF或僅使用羧甲基纖維素;無法製得可攜載5-胺基酮戊酸成分的薄膜。於某些實驗例中,鑄模液的黏稠度不夠而無法得到濕膜;而在其他實驗例中,乾燥後的薄膜易於斷裂或無法與鑄模基材分離。根據習知的方法,會加入塑化劑來改善薄膜的機械特性,如抗拉強度與伸長率等。然而,加入塑化劑會降低藥物的穩定度。有鑑於此,本發明提出了一種新穎的配方,其中在以泊洛沙姆為主的薄膜中採用泊洛沙姆為主要的基質成分,並添加相對少量的卡波姆與纖維素衍生物,以分別提供懸浮(或分散)以及膠合(或黏稠度修飾)等性質。此外,纖維素衍生物亦可使得此處提出的以泊洛沙姆為主的薄膜具備生物黏著性。下文提出的實驗例顯示,加入卡波姆以及纖維素衍生物之後,可使得以泊洛沙姆為主的薄膜具備理想的機械性質,進而提升薄膜的操作特性。具體來說,根據本發明之以泊洛沙姆為主的薄膜具有足夠的結構完整性,而能供獨立使用處理。因此,於本發明某些實施方式中,所述薄膜
不需要額外的襯底層(backing layer);然本發明不限於此。
根據本發明某些實施方式,此種以泊洛沙姆為主的薄膜的製備方法包含以下步驟。
首先,需先製備一鑄模液。一般來說,此處係將適當比例的聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯共聚物、丙烯酸與二乙烯乙二醇交聯之聚合物、纖維素衍生物以及光動力療法藥物和水混和。
根據本發明實施例,上述固定比例的高分子材料之比例分別是約0.4-4重量份的聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯共聚物、約0.02-0.2重量份的丙烯酸與二乙烯乙二醇交聯之聚合物、約0.03-0.5重量份的纖維素衍生物;各組成份的實施例以及具體重量份與上文參照光動力療法藥物之遞送薄膜所述者相似,此處為求簡潔,不再贅述。此外,在製備鑄模液時,所使用的水量約為5-20重量份;舉例來說,水的用量可為約5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5或20重量份。以上各重量份皆是以1重量份的光動力療法藥物為基準。
根據本發明多種實施方式,所述的聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯共聚物、丙烯酸與二乙烯乙二醇交聯之聚合物以及纖維素衍生物皆分別可溶於水;於一非限制性的實施例中,先將上述高分子材料以固定比例混合後,再加入光動力療法藥物。在此實施例中,光動力療
法藥物的添加量佔高分子水溶液總重的約5-20wt%。舉例來說,當所用的三種高分子總重為約4.7重量份時,可將其溶於約14.3重量份的水中,以得到約19重量份的高分子水溶液;其後再加入1重量份的光動力療法藥物;則此時光動力療法藥物的添加量佔高分子水溶液總重的約5wt%。
根據本發明多種實施方式,鑄模液的pH值為約2-5;較佳為約2-3.5。具體來說,鑄模液的pH值可為約2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9或5。當可想見,針對對於pH值較為敏感的活性化合物(如5-胺基酮戊酸),用以攜帶5-胺基酮戊酸之載體的pH值對於活性成分的安定性會有極大的影響。傳統上,會在鑄模液中添加塑化劑,並使用緩衝液以將鑄模液的酸鹼值控制在較低的pH值範圍中。然而,此種緩衝液可能也會對活性化合物的安定性帶來不利的影響。本發明的創新進步特徵之一就是藉由審慎選擇鑄模液的組成份和/或其濃度,而將鑄模液保持在較低的pH值範圍內;如此一來,不但能夠提升5-胺基酮戊酸的安定性,亦能排除使用緩衝劑的需求,因而能夠更進一步改善5-胺基酮戊酸的安定性。
其後,將本發明所提出的鑄模液施佈於一基材上,因而形成一濕膜。舉例來說,可利用相關領域已知的任何薄膜塗布裝置(film applicator)將鑄模液施佈到基材上。具體來說,將鑄模液移到基材的平滑表面上,
之後利用薄膜塗布裝置沿著上述表面塗布,因而得到具有所欲厚度的均勻濕膜。
根據本發明多種實施方式,所述基材可以是由聚乙烯或聚酯所形成的塑膠薄片或是離型紙(release paper)。亦可使用其他適當的材料作為基材,譬如玻璃片與金屬薄片,這些基材亦屬於本發明之範疇。
可視實際需要改變濕膜的厚度。於某些實施例中,濕膜的厚度為約10-1,000密耳(即,約25.4至2,540mm);較佳為50-500密耳(即,約127至1,270mm)。舉例來說,濕膜的厚度可為約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、150、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950或1,000密耳。
之後將上述濕膜乾燥。根據本發明某些實施方式,在約20-30℃的乾燥溫度下讓濕膜乾燥;較佳的乾燥溫度為室溫,即約25-27℃。在乾燥過程中,可將乾燥環境的相對濕度控制在約40-60%的範圍中;較佳為約50%。舉例來說,相對濕度可為約40、45、50、55或60%。在實際操作中,可在具有溫度與濕度控制的烘箱中進行此一乾燥過程。
根據習知的製造方法,通常會濕膜進行加熱乾燥。舉例來說,上文所述的‘395專利揭示可在相對交高的溫度(如,60℃)乾燥該濕膜。然而,5-胺基酮戊酸在此類較高的溫度下的降解速率非常快;因此,這種慣用的在高於室溫的溫度下進行乾燥的方法會嚴重地影響
5-胺基酮戊酸的安定性。另一方面,鑄模液的成膜特性以及乾膜的薄膜品質卻又和較高的溫度成正相關;舉例來說,將低乾燥加熱溫度通常會導致乾膜出現裂痕或氣泡。換句話說,為了保持5-胺基酮戊酸的安定性以及形成品質優良的薄膜,必須仔細拿捏乾燥溫度。本發明藉由提供具有適當組成份的鑄模液,而能採用相對低溫(約20-30℃)的乾燥溫度,因而克服了以上問題。
根據本發明多種實施方式,在上述乾燥步驟中,可實質上降低以泊洛沙姆為主的薄膜中的水份,因而能夠提升5-胺基酮戊酸的安定性。舉例來說,在實驗例中,可將水份含量降低到約2-10wt%(相較於乾燥後薄膜的總重)。根據本發明某些實驗例,以泊洛沙姆為主的薄膜中,水份的含量為約2.8%(樣本編號98)、3.57%(樣本編號97)或3.33%(樣本編號96)。
在非必要的實施方式中,先將乾燥後的薄膜與所述基材分離,而後再裁切成適當大小。或者是,將乾燥的薄膜連同下方基材一起裁切成所欲的尺寸。可將乾燥後的薄膜保存在密封包裝中,並儲存於4℃的條件下。舉例來說,可將乾燥後的薄膜放置於鋁箔包裝袋中,在以熱封口機將其密封。
於某些實施方式中,乾燥後的此種以泊洛沙姆為主的薄膜之平均厚度為約50-300μm。具體而言,薄膜的平均厚度可以是約50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290或300μm。
根據本發明某些實驗例,所述之以泊洛沙姆為主的薄膜的平均厚度為約142μm(樣本編號98)、159μm(樣本編號97)或181μm(樣本編號96)。
在某些其他實施方式中,以泊洛沙姆為主的薄膜之藥物負載量為每平方公分的薄膜含有約3-20mg的光動力療法藥物。薄膜藥物負載量之計算方式為將測量所得之總藥物含量(單為為mg)除以薄膜面積(單位為cm2)。舉例來說,所述的藥物負載量可以是約3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5或20mg/cm2。根據一實驗例,以泊洛沙姆為主的薄膜(樣本編號96)之藥物負載量為約15mg/cm2。
根據本發明多種實施方式,上述以泊洛沙姆為主的薄膜之藥物穩定度為經過4個月儲存後,仍保有至少90%的活性成分(樣本編號96)。
當可想見,此處所述之鑄模液中所用的基質形成組份(包括泊洛沙姆、卡波姆與纖維素衍生物)都是水溶性材料。由於5-胺基酮戊酸或其鹽類亦可溶於水,鑄模液中的所有組成份會形成一均質的混合物。此種均質特性可以避免或至少可以降低活性成分(即,5-胺基酮戊酸或其鹽類)由乾燥後的薄膜析出之可能性。
相反地,根據上述‘395專利所述,其所用的基質形成組份(包括EUDRAGIT® NE與乙醯檸檬酸三乙酯)係溶解於丙酮中;而後再將含有5-胺基酮戊酸的分
散液和該丙酮溶液混合。在此種情形中,活性成分(即5-胺基酮戊酸)是以粒子的形式存在,而這些親水性的5-胺基酮戊酸粒子會從疏水性之NE/ATBC基質的表面部分向外延伸。此種結構特徵和‘395專利中所述之5-胺基酮戊酸貼片的釋放特性相關(參見‘395專利公告本第5欄第28-40行)。
下文提出多個實驗例來說明本發明的某些態樣,以利本發明所屬技術領域中具有通常知識者實作本發明,且不應將這些實驗例視為對本發明範圍的限制。據信習知技藝者在閱讀了此處提出的說明後,可在不需過度解讀的情形下,完整利用並實踐本發明。此處所引用的所有公開文獻,其全文皆視為本說明書的一部分。
下文實驗例中所示的實驗結果皆表示成平均值±平均值標準誤差(standard error of the mean;簡稱SEM)。在進行統計分析時,採用單向ANOVA分析法;除非另有說明,P<0.05時具有統計上的顯著差異。
實驗例1
載有5-胺基酮戊酸的薄膜之組成份的最佳化
在初步研究中,製備了多種不同的鑄模液/分散液,其含有5-胺基酮戊酸、不同的成膜高分子且可非必要地含有塑化劑和/或其他添加物。
以下以製備本發明所述之光動力療法藥物之遞送薄膜的步驟,來說明製備方法。
在混合前,先分別製備泊洛沙姆、卡波姆與
羧甲基纖維素(CMC)的儲備原液。具體而言,將40g的泊洛沙姆加入60g的去離子水中,並在4℃下以磁石攪拌以得到澄清的溶液,即完成40wt%泊洛沙姆儲備原液之製備。另外,將6g的卡波姆加入至94g的冷水中並以高扭力轉子混合,以得到6wt%的卡波姆儲備原液。此外,將4g的CMCH和96g的去離子水混合,即可得到4wt%的CMCH儲備原液。
在製備鑄模液時,根據每一種組成份在鑄模液中所欲的最終濃度,將儲備原液和水以適當的比例混合。舉例來說,將25g的CMCH儲備原液和12.92g的去離子水混合後,以磁石攪拌;接著依序加入3.75g的泊洛沙姆儲備原液和8.33g的卡波姆儲備原液,所得到的鑄模液中會含有3%泊洛沙姆、1%卡波姆與2% CMC。若鑄模液需含有3%泊洛沙姆、1%卡波姆、2% CMC以及5%的5-胺基酮戊酸,將25g的CMCH儲備原液、3.75g的泊洛沙姆儲備原液以及8.33g的卡波姆儲備原液依序和10.42g的去離子水混合,而後再將2.5g的5-胺基酮戊酸HCl加入該混合物中。
利用濕膜塗布器,將新鮮配製好的鑄模液施佈於基材(譬如PE-PET薄層或離型紙)上以形成一濕膜,可將所述的濕膜塗布器的塗布高度設定為50-500密耳。
在形成濕膜後,將濕膜連同下方基材一起放置於排氣烘箱(溫度:20℃;相對濕度:50%)中,以使得濕膜中的溶劑(即,水)能夠蒸散。一般來說,經過約12個小時就能移除濕膜中大多數的水份。之後將乾燥
之載有5-胺基酮戊酸的薄膜包裝於鋁箔包中,再以熱封口機密封。將密封後的包裝袋儲存於4℃的環境下,以待日後使用。
初步分析中所製備的部分鑄模液/分散液之組成份如表1所示。根據上述方法製備並施佈這些鑄模液/分散液之後,接著分析其成膜性質與薄膜品質,其結果亦摘要整理於表1。
由表1所示的結果可以看出,並非所有常用的成膜高分子都能用來形成載有5-胺基酮戊酸的薄膜。舉例來說,羥丙基甲基纖維素(hydroxypropyl methylcellulose,簡稱HPMC)通常可和PEG-400一起塑化而形成薄膜。然而,樣本編號27之HPMC/PEG-400/5-胺基酮戊酸薄膜無法與基材(PE/PET薄片)分離。此外,初步分析亦顯示HPMC可能不適合作為5-胺基酮戊酸的
載體,因為含有HPMC的薄膜(如,樣本編號4與16-23)經常出現析出物。再者,添加塑化劑如甘油三乙酸酯、甘油、PEG-400等通常會導致5-胺基酮戊酸的降解,此點由樣本編號25-27的失敗結果可以證明。
羥丙基纖維素(hydroxypropyl cellulose,簡稱HPC)也不適合作為5-胺基酮戊酸的載體,因為含有HPC的薄膜乾燥後黏性較強,因此在將這些薄膜由基材分離時,容易破裂(樣本編號41-47)。另一方面,在乾燥過程中,由含有HPC之鑄模液形成的載有5-胺基酮戊酸的薄膜經常會破裂(樣本編號52-56)。
當利用甲基纖維素(methylcellulose,簡稱MC)作為5-胺基酮戊酸之載體時,通常會在乾燥完成後立刻出現析出物(樣本編號57-60),且在薄膜中間可觀察到黃色聚集物,這代表5-胺基酮戊酸並未均勻分散於整個基質中。
基於以上結果,可得知泊洛沙姆(譬如F127、P123與P85)、卡波姆(如,CP971和CP981)以及羧甲基纖維素是較適當的5-胺基酮戊酸載體。在找出適合用以製備載有5-胺基酮戊酸的薄膜之成膜高分子之後,下一步是要將製程參數最佳化,所述的製程參數如鑄模液/分散液的具體組成與酸鹼值,以及薄膜的藥物負載量。發明人先前所進行的研究顯示,相較於溫度或含水率等因素,鑄模液/分散液的酸鹼值是影響5-胺基酮戊酸安定性的最關鍵因素。因此,本發明的主要任務之一在於配製出pH值在2到5之間(含端點)的成膜組成物。
表2摘要整理了根據本發明多種實施方式所得到的某些較佳的鑄模液/分散液組成,其中P代表PLURONIC® F127、C代表CARBOPOL® 971P NF且M代表羧甲基纖維素。
實驗例2
載有5-胺基酮戊酸的薄膜之機械性質
根據實驗例1所述的方法製備出薄膜後,利用膜厚計來測量乾燥後薄膜之厚度。先利用測量頭與磁性基座(magnetic base)來校准膜厚計。A校准之後,利用膜厚計測量薄膜上六個點的厚度,接著再加以平均以得到薄膜厚度。
藉由觀察薄膜的外觀(如,是否出現裂縫、薄膜完整性等)與離型性質,來評估乾燥薄膜的可操作性(handleability)。此外,彎折薄膜以評估其可撓性。
薄膜含水率的測定方式是將薄膜連同電子秤一起放置於烘箱中並持續紀錄其重量變化,直到重量不再變化時,以該數值作為乾重,並以乾重相較於初始重量來計算含水率。
根據本發明實施例的某些薄膜之含水率與機械性質摘要整理於表3。
由表3所示的資料可以得知,根據本發明多種實施方式之載有5-胺基酮戊酸的薄膜具備理想的機械性質,而使得這些薄膜可供單獨操作。此外,該些載有5-胺基酮戊酸的薄膜具有可撓性。除了上述理想的機械性質之外,此處提出的載有5-胺基酮戊酸的薄膜能夠攜帶足量的活性成分(即,5-胺基酮戊酸鹽酸鹽),不論是以5-胺基酮戊酸含量還是以薄膜的藥物負載量來看都是如此。舉例來說,樣本編號96之薄膜的藥物負載量為約15mg/cm2。
實驗例3
載有5-胺基酮戊酸的薄膜之藥物含量分析
在鑄模液與薄膜製備完成後,立刻測量鑄模液與藥學劑型中5-胺基酮戊酸的含量。傳統上,會利用
高效能液相層析法(high-performance liquid chromatography,簡稱HPLC)來測量5-胺基酮戊酸。然而,HPLC技術耗時費力;因此,在本發明中,創新採用毛細管電泳分析法(capillary electrophoresis,簡稱CE)來決定鑄模液或乾燥薄膜中5-胺基酮戊酸的含量。本實驗例進行了高效能液相層析法與毛細管電泳分析法兩種分析方法,以比較毛細管電泳分析法相對於高效能液相層析法的可靠性。
實驗例3-1 高效能液相層析法
在針對薄膜中5-胺基酮戊酸之含量進行高效能液相層析法之前,先測量薄膜(1cm2)重量,並和去離子水混合,藉以溶解薄膜基質並得到含有5-胺基酮戊酸之水溶液,以作為分析樣本溶液。如欲測定鑄模液中5-胺基酮戊酸之含量,則直接以鑄模液作為分析樣本溶液。
將20μL的分析樣本溶液、1400μL之乙醯丙酮試劑(乙醯丙酮:乙醇:去離子水=15:30:55(v/v))以及180μL之10%甲醛溶液依序加入4mL的茶色玻璃樣品瓶中,經震盪混合後,於100℃熱水浴中反應10分鐘,隨後置於冰浴冷卻30分鐘以上,避光待測。高效能液相層析法所用的條件如下表4所示。
第1圖所示為樣本89之高效能液相層析測定結果,如圖所示,5-胺基酮戊酸之螢光衍生物在C18管柱的滯留時間為4.2分鐘,其後以波鋒面積進行5-胺基
酮戊酸的回歸定量分析。
實驗例3-2 毛細管電泳法
將實驗例3-1所述的分析樣本溶液離心,再用PVDF膜(0.22μm)過濾上清液,之後將濾液以PBS(40mM,pH 2.5)稀釋。
毛細管電泳分析採用商業化的毛細管電泳分析系統(G1600A,購自Agilent Technologies,MA,USA),其管柱上配備有光二極體陣列偵測器。使用Visualized Agilent 3D-CE ChemstationsTM軟體來進行資料處理與溫度控制(25℃)。進行毛細管電泳分離採用的管柱為未塗覆之毛細熔融矽管柱(uncoated fused-silica capillary),長度為48.5公分,其中40公分可供偵測器偵測,內徑為50μm、外徑為375μm(購自Beckman Coulter,CA,USA)。
以壓力950mbar的溶液沖洗新的毛細管,溶液沖洗條件依序為:甲醇40分鐘,去離子水20分鐘,
0.1N氫氧化鈉40分鐘,去離子水20分鐘,pH 9.3的40mM硼酸鹽緩衝液(背景電解質(background electrolyte,簡稱BGE))60分鐘;完成上述沖洗後,始可進行分析。
每次分析前以950mbar壓力使BGE潤洗管柱2分鐘;待測5-胺基酮戊酸樣品以酸性磷酸緩衝溶液(PBS 40mM,pH 2.5)稀釋後,以50mbar壓力注射50秒(約80nL,共佔8.5%總毛細管體積);再以50mbar注射BGE 5秒以減少樣本損失。電泳儀給予24kV穩定電壓,毛細管末端則採用吸光度200nm之UV光來偵測5-胺基酮戊酸及其降解產物,整個分析流程約15分鐘,毛細管電泳分離過程電滲透流不會超過77μA。每次分析後,須依序以甲醇、0.1N氫氧化鈉及去離子水各清洗管柱1分鐘。
第2圖為樣本89之毛細管電泳法測定結果,如圖所示,5-胺基酮戊酸在毛細管柱的滯留時間為3.5分鐘,5-胺基酮戊酸降解產物DHPY、PY在毛細管柱的停留時間分別是5.1以及5.2分鐘,之後以波鋒面積進行5-胺基酮戊酸的回歸定量分析。
實驗例3-3 高效能液相層析法與毛細管電泳法分析結果之比對
根據實驗例3-1與3-2所述的方法,分別針對表1所列樣品中的30個樣品進行分析,接著比對兩種分析方法的結果,其結果如第3圖所示。由第3圖可以看出,兩種分析方法所得到的結果呈現高度線性相關
(R2 0.9),此一結果顯示本案提出的毛細管電泳分析法能夠可靠地分析樣本中5-胺基酮戊酸的含量。
由於毛細管電泳分析法能夠直接將5-胺基酮戊酸和其降解產物DHPY與PY分離開來,且可直接採用UV波段吸光定量,在分析流程上比起高效能液相層析法來得便利。此外,毛細管電泳分析的分析流程僅需約15分鐘,可大幅節省實驗時間。
實驗例4
載有5-胺基酮戊酸的薄膜之藥物穩定度分析
由於實驗例3的結果顯示,本發明提出的毛細管電泳分析法能夠可靠地分析樣本中5-胺基酮戊酸的含量,本實驗例中採用毛細管電泳法分析來定量在指定儲存條件下儲存一定時間後,薄膜中所含的5-胺基酮戊酸含量,以評估薄膜的藥物穩定度。
本實施例由實施例1所述的上百種薄膜配方中選用三大類共10種薄膜,包括樣本編號73、74、85、81、82、83、84、89、103、104等;將上述薄膜分別以鋁箔袋封裝後,儲存於三種儲存條件下,以評估5-胺基酮戊酸藥物之穩定度;所述的三種儲存條件分別是4℃、4℃加乾燥劑(Silica gel)以及25℃。
在經過指定時間後,測定樣本中5-胺基酮戊酸含量,並將此含量表示為相對於製備當日測得之最初5-胺基酮戊酸之百分比;在本說明書中以此一百分比數值來表示藥物穩定度。
第一大類包括樣本編號為73、74、75、81的四種薄膜,這些薄膜是以泊洛沙姆403(即Pluronic® P123)為主要成膜成分,四者間僅有卡波普®981(Carbopol® 981)含量不同,分別是0.1、0.5、0.8與1.0%(詳見上表1)。這四種薄膜在不同儲存條件下的藥物穩定度分析結果如第4A圖所示。
由第4A圖所示的結果可以看出,所測試的四種薄膜樣本在三種儲存條件下儲存4個月時,薄膜中5-胺基酮戊酸的相對含量(即,藥物穩定度)皆可達到約90%以上。在儲存6個月時,保存於4℃或4℃加乾燥劑環境下的薄膜仍可保有約90%之藥物穩定度;此一結果略優於25℃保存條件下的薄膜藥物穩定度(約80%)。此外,當儲存時間超過6個月以上的時候,保存於4℃下並添加乾燥劑的薄膜之藥物穩定度略優於僅保存於4℃下的薄膜;以樣本編號73之薄膜為例,其在4℃添加乾燥劑的條件下儲存長達1年後,仍可保持約90%的藥物穩定度。
第二大類薄膜是以泊洛沙姆235(即Pluronic® P85)為主要的成膜成分,包括樣本編號82、83、84,這三種薄膜之間只有卡波普®981(Carbopol® 981)含量不同,分別是0.5、0.8與1.0%(詳見上表1);其藥物穩定度分析結果如第4B圖所示。
參見第4B圖,在儲存了4個月時,第二大類薄膜的藥物穩定度與第一大類薄膜類似,在三種儲存條件下的藥物穩定度皆為約90%以上。然而,當儲存時間
超過4個月之後,保存於25℃下的薄膜其藥物穩定度大幅下降;樣本編號82與83號之薄膜在25℃下儲存6個月時,藥物穩定度皆低於80%。另一方面,當在4℃或4℃加乾燥劑的條件下儲存8到12個月時,第二大類薄膜仍有至少80%的藥物穩定度,其中又以加上乾燥劑的保存效果較佳。
第三大類薄膜的主要成膜成分是泊洛沙姆(poloxamer)407(即Pluronic® F127),包括樣本編號為103、104與89的三種薄膜,這三種薄膜之5-胺基酮戊酸藥物含量分別是5、10與20%,其他成分之用量皆相同(詳見上表1);其藥物穩定度分析結果如第4C圖所示。
由第4C圖的結果可以發現,不同儲存條件對於第三大類薄膜之藥物穩定度的影響不大;以樣本編號89之薄膜為例,即使儲存達9個月時,儲存於25℃條件下之薄膜的藥物穩定度仍和於4℃或4℃加乾燥劑條件下儲存之薄膜不相上下。
實驗例5
載有5-胺基酮戊酸的薄膜之儲架期與半衰期分析
本實驗例將實驗例4所得到的10種薄膜樣本之5-胺基酮戊酸穩定度資料,分別代入零階反應速率積分方程式([A]=[A]0-kt)以及一階反應速率積分方程式(ln[A]=ln[A]0-kt)後,作圖並進行資料線性回歸,
求得反應動力常數k,隨後再分別代入零階(t=([A]0-[A])/k)與一階(t=ln([A]/[A]0)/-k)反應方程式,求得5-胺基酮戊酸之儲架期(T0.9)與半衰期(T1/2)。茲將各樣本之儲架期與半衰期摘要整理於下表5中。
儲架期(T0.9)與半衰期(T1/2)分別是指一藥物劑型中活性成分的含量衰退至製備完成時的初始活性成分含量之90%與50%時,所需的時間。由表5的資料可知,當儲存於25℃且未額外添加乾燥劑時,所選的
10種薄膜樣本之儲架期為約2至8個月;當將儲存溫度降低為4℃時,可將儲架期略微延長至3到10個月;而在4℃儲存的同時添加乾燥劑的情形下,則可大幅將儲架期延長為7到17個月。由薄膜中活性成分的半衰期亦可觀察到不同儲存條件對於藥物穩定度的影響;在4℃、4℃加乾燥劑以及25℃等三種條件下,所選樣本薄膜的半衰期分別是16-64個月、36-111個月以及11-49個月。
綜合實驗例4、5的結果可以得知,此處提出的載有5-胺基酮戊酸的薄膜確實具有較長的儲存期限。相較於先前技術必須在進行光動力療法前配製新鮮的含藥劑型並儘速施用,此處提出的薄膜劑型大幅提升了5-胺基酮戊酸在光動力療法領域中的臨床應用性。
實驗例6
局部施用載有5-胺基酮戊酸的薄膜可誘發活體內原紫質IX累積
本實驗例與下文其他實驗例所採用的動物試驗皆經過台北醫學大學(台北,中華民國)倫理審查委員會之審核通過,且符合國家動物衛生福利相關規範。
實驗例6-1 不同5-胺基酮戊酸載藥量之單片薄膜的原紫質IX累積螢光強度分析
雄性BALB/cByJ小鼠(6-8週;體重17-20g)係來自國家動物實驗中心(台北,中華民國),動物皆飼育於標準動物籠中,並提供標準實驗室囓齒類動物飼料
與飲用水供任食,採用12小時的光/暗循環。
在飼育一週後,對小鼠進行皮下腫瘤之誘發。剔除小鼠背部區域毛髮後,將100μL含有2×105個C-26結腸癌細胞的PBS溶液以皮下注射至小鼠背部。在接種後,每日紀錄身體質量與腫瘤體積。
當腫瘤體積到達約100mm3時(通常是注射後7-9天),將根據本發明之載有5-胺基酮戊酸的薄膜(樣本編號89;1cm2)施用於腫瘤部位的皮膚上。具體而言,先以20μL的去離子水浸潤載有5-胺基酮戊酸的薄膜,其後立刻將其施覆至腫瘤部位的皮膚。在薄膜上方覆蓋一透明的薄膜襯底(TegadermTM,購自3M,台灣),以將薄膜固定於皮膚上。在以載有5-胺基酮戊酸的薄膜治療期間,切斷光源之照射。當經過一預定時間(如,1、3或6小時)之後,將薄膜由小鼠皮膚上移除,並以超純水擦拭皮膚,以移除任何殘留的藥物。
利用Spex SkinSkan分光螢光計(購自JY Inc.,Edison,NJ,US)以非侵入性的方式來測量小鼠上皮細胞中的原紫質IX螢光。由於原紫質IX在藍光激發下會發出紅色螢光,本實驗將分光螢光計的激發波長(λEx)設定為400nm以激發原紫質IX,並測量放射波長(λEm)為635nm之螢光強度。在施覆載有5-胺基酮戊酸的薄膜之前,先標記處理部位並測量該處的螢光強度;並於處理結束後再次測量標記部位的螢光強度,藉以探究此處提出之載有5-胺基酮戊酸的薄膜作為藥物遞送系統之功效。分光螢光計會針對標記部位進行五次連續測量,並
將測得之數值平均後作為該部位的平均螢光強度。
本實驗例採用三種不同的薄膜,其分別攜載了20、30與50%的5-胺基酮戊酸;第5圖以直條圖呈現經處理後3至24小時間,不同實驗組別中小鼠上皮細胞中原紫質IX螢光的累積量。
由第5圖的資料可以看出,在施用此處提出之載有5-胺基酮戊酸的薄膜之前,小鼠上皮細胞中原紫質IX的量非常低(0小時)。載有20%之5-胺基酮戊酸的薄膜在施用後3小時,小鼠上皮細胞中累積的中原紫質IX達到最高,之後則隨著時間逐漸下降。相較之下,載有30%與50%之5-胺基酮戊酸的薄膜分別在施用後6小時與9小時達到最高中原紫質IX累積量,在此高峰期之後,小鼠上皮細胞中累積的中原紫質IX含量也會逐漸降低。
實驗例6-2 1至3片載有5-胺基酮戊酸之薄膜的原紫質IX累積螢光強度分析
為了進一步探究多片載藥薄膜和原紫質IX螢光強度之間的關係,此處利用上文實驗例6-1所述的方法處理小鼠,當腫瘤體積達到約1,500mm3時,分別在腫瘤部位上施覆1至3片含有20%之5-胺基酮戊酸的薄膜(1cm2)。本實施例所用的原紫質IX螢光強度測量方法亦與上文實驗例6-1所述者相同,測量結果以長條圖之形式呈現於第6圖。
第6圖的結果顯示,所施用的薄膜片數似乎
與原紫質IX在活體內的累積量無關,因為不論是對標的部位給予2片或3片含藥薄膜,相較於僅給予1片含藥薄膜,小鼠上皮細胞內累積的原紫質IX螢光強度並無統計上的顯著差異。
實驗例6-3 小鼠全長皮膚切片的螢光組織分析
實驗例6-1與6-2所用的分光螢光計僅能偵測位於表皮層中的螢光訊號;因此,在本實驗例中製備了全長皮膚樣本的冷凍切片,以探討給予多層含藥薄膜是否有助於5-胺基酮戊酸的穿皮膜遞送。
依上文實驗例6-2所述的方法處理小鼠,並於給藥後3小時犧牲小鼠,以取得標記部位之腫瘤與皮膚組織切片。將組織包埋於放置在鋁箔冷凍切片包埋模具中的Tissue-Tek® OCTTM Compound(購自Sakura Tissue-Tek,Torrence,CA)內;其後將組織包埋塊連同包埋模具完全浸入液態氮中,以確保組織能夠完全冷凍。接著將冷凍的組織塊儲存於-80℃下,直到可供進行冷凍切片為止。
在進行冷凍切片之前,將所有工具以及冷凍恆溫切片機(cryostat microtome)預冷至-20℃。接著,將冷凍的組織切片放置於冷凍恆溫切片機的中央,並讓冷凍組織切片的溫度和冷凍恆溫切片機的溫度逐漸達到平衡。其後,利用刀具將冷凍組織切片切出5μm厚的切片,並將切片放置於玻璃片上。在冷凍切片的過程中需
避光處理,以避免外部的光源刺激激發了光敏藥物之活性。在冷凍切片後兩個小時內需進行共軛顯微分析。欲偵測原紫質IX時,利用藍光二極體雷射光束(405nm/50mW)來激發待測物,並利用共軛顯微鏡來偵測635nm的發射訊號,並搭配影像擷取裝置以取得螢光顯微照片,代表性的顯微照片如第7圖所示。
由第7圖的顯微照片可以看出,以一或兩片含藥薄膜來處理小鼠時,原紫質IX主要累積在表皮層中,且真皮層中幾乎很難觀察到原紫質IX螢光信號。相較之下,以三片含藥薄膜重複堆疊在標的部位時,可在小鼠真皮層內觀察到非常明顯的紅色螢光訊號,這意味著同時施用多層此處提出之載有5-胺基酮戊酸的薄膜,有助於5-胺基酮戊酸的穿皮膜遞送。
由實驗例6中多個實驗的結果可知,此處提出的載有5-胺基酮戊酸能夠將5-胺基酮戊酸傳皮膜遞送至動物體內,以提升活體內5-胺基酮戊酸代謝物(如,原紫質IX)的含量。
實驗例7
載有5-胺基酮戊酸的薄膜或凝膠於光動力療法中對腫瘤的治療效果
根據上文實驗例6-1所述的方法處理小鼠,經7-9天後腫瘤生長至約100mm3時,先以Spex SkinSkan分光螢光計偵測腫瘤部位的螢光值(OD 635nm)作為對照組。
之後分別將1×1cm2的含藥薄膜(樣本編號84與81)以及0.1mL的含藥凝膠(含藥凝膠A與含藥凝膠B;其中兩種含藥凝膠所含的主要高分子分別與樣本編號84與81所含的主要成膜高分子相同)施覆至腫瘤部位,並以透氣膠帶將含藥薄膜或凝膠固定於小鼠腫瘤部位上。給藥處理期間,需將小鼠避光,給藥後6小時將薄膜或凝膠取下,並以分光螢光計偵測腫瘤部位的螢光值(OD 635nm)。其後,利用紅光照射腫瘤部位,照光劑量為100J/cm2;並於照光後再次以分光螢光計偵測腫瘤部位的螢光值(OD 635nm)。於給藥後24小時與48小時分別觀察並紀錄腫瘤生長情形。
實驗例7-1 含藥薄膜與含藥凝膠之治療效果比較
表6摘要整理了經含藥凝膠或含藥薄膜處理後之小鼠表皮的原紫質IX累積螢光強度。由表6的資料可以看出,採用根據本發明所提出的含藥薄膜作為給藥載體,相較於採用凝膠劑型,能夠達到較高的原紫質IX累積螢光強度。舉例來說,含藥凝膠A和含藥薄膜84號都是以泊洛沙姆235(即Pluronic® P85)為主要的高分子成分,且都包含5%的5-胺基酮戊酸;但在給藥後6小時,以含藥凝膠A處理之小鼠表皮累積的原紫質IX螢光強度是70.7395×10-4;相較之下,以含藥薄膜84號處理之小鼠表皮累積的原紫質IX螢光強度則提高到了88.2516×10-4。
第8圖的照片呈現經上述含藥薄膜或含藥凝膠處理後之小鼠腫瘤生長情形。由第8圖所示的照片可以看出,在照光治療後,腫瘤表面出現潰爛及後續結痂之情形,代表此處所提出的治療方法能夠抑制腫瘤生長。
此外,在治療後48小時測量各處理組之腫瘤大小,結果是:含藥凝膠A為123.58mm3;含藥凝膠B為128.797mm3;含藥薄膜84號為75mm3;含藥薄膜81號為146.97mm3。
實驗例7-2 含藥薄膜添加四環素藥物後對腫瘤的治療效果
在樣本編號81號的薄膜中,添加不同種類與濃度的四環素藥物。然後根據上文實驗例7-1所述的方法處理小鼠,並測定小鼠表皮內原紫質IX的累積螢光強度,其結果如表7所示。表7中所述的四環素藥物縮寫分別代表:DH:脫氧羥四環黴素(doxycycline hyclate);TH:四環黴素鹽酸鹽(tetracycline hydrochloride);CH:氯
四環素鹽酸鹽(chlortetracycline hydrochloride)。
比較表6與表7的數據可以發現,當薄膜中添加各種四環素藥物時,相較於僅使用81號含藥薄膜,可略微提高小鼠表皮內累積的原紫質IX螢光強度;但此種變化未達到統計上的顯著差異。此外,照光後腫瘤表面也出現了潰爛與結痂之情形(照片未示出)。
實驗例7-3 施用1至3片含藥薄膜對腫瘤的治療效果
本實驗例根據上文實驗例7-1所述的方法處理小鼠後,在腫瘤部位分別給予1片、2片、3片的81號含藥薄膜或1片84號含藥薄膜,並於給藥後6小時照光治療,以觀察腫瘤生長情形。
參見第10圖,圖中以照片呈現在治療開始前以及治療後24小時,以1至3片81號含藥薄膜處理之小鼠的腫瘤生長情形。在使用1片81號含藥薄膜處理的組別中,原始腫瘤大小為89.57mm3,在處理過後24小時腫瘤部位出現明顯紅腫的情形。在使用兩片81號含藥
薄膜處理的組別中,原始腫瘤大小為98.10mm3,處理開始後24小時可觀察到腫瘤部位有明顯紅腫與焦黑的現象。在使用3片81號含藥薄膜處理的組別中,原始腫瘤大小為109.23mm3,治療過後24小時腫瘤部位有明顯焦黑的情形。比較第10圖中各處理組別的治療效果可以發現,採用多片含藥薄膜進行治療可得到較佳的腫瘤治療效果。
此外,第11圖的照片分別是在治療開始前以及治療後24與48小時,以1片84號含藥薄膜處理之小鼠的腫瘤生長情形。由第11圖可以看出,在處理後24小時,腫瘤部位出現明顯紅腫與焦黑的現象,而在處理後48小時可觀察到明顯的結痂情形。
由實驗例7中所提出的多種不同處理方式可以發現,此處提出的載有5-胺基酮戊酸的薄膜確實能夠和光動力療法配合使用,而用以治療腫瘤甚至其他疾病。
實驗例8
同時載有5-胺基酮戊酸與四環素藥物的薄膜之藥物穩定度分析
此處採用表1所述之樣本編號81、84與89之薄膜組成,分別在其中添加不同濃度的四環素藥物後根據實驗例1所述的方法製成薄膜。將薄膜裁切成約20-30mg重的大小,封裝於不透明的鋁箔袋後以熱封口機封口處理,並儲存於4℃的環境下。在儲存0、7、14、
21或30天時,取出薄膜樣本秤重並置於甲醇內,以經超音波震盪15分鐘。將上述甲醇溶液稀釋一定量比例後,以UV-vis偵測吸收值(N=3)並根據實驗例計算其中四環素藥物的藥物穩定度,其分析結果分別摘要整理於表8-10中。
以表8所述的1%TH組別為例,用以製備此薄膜的鑄模液中含有3%泊洛沙姆403(即Pluronic® P123)、1%的CP981、2%羧甲基纖維素(CMC)與1%四環黴素鹽酸鹽;而此一薄膜在經過30天的儲存後,其中所含的四環黴素鹽酸鹽仍有約97%的藥物穩定度。
將表8-10的試驗結果綜合觀之,在本實驗例所述的儲存條件下,同時含有5-胺基酮戊酸與四環素藥物的薄膜中,其四環素藥物在儲存21或30天之後,仍有至少80%的藥物穩定度。另外,直接觀察儲存30天後的各薄膜外觀,也未發現明顯的析出或沈澱。
總結而論,本發明的實施方式提出了一種創新的載有5-胺基酮戊酸的薄膜及其製備方法。所述的薄膜具有理想的藥物負載量以及較長的儲架期。此處提出
的薄膜亦展現了合宜的可操作特性以及機械性質。因此,所述薄膜便於使用且可裁切成所欲的適當大小與形狀。再者,此種薄膜的製備過程對環境較為友善,不需使用有機溶劑與塑化劑。製備過程中採用的室溫乾燥或低溫乾燥步驟,而非傳統上使用的高溫加熱乾燥;此種方式不但能提升藥物穩定度,還能降低製造成本。
除此之外,本揭示內容所提出的多個實驗例證實,此種載有5-胺基酮戊酸的薄膜能夠作為一種有效的遞送載體,可在活體內導致5-胺基酮戊酸或其代謝物之累積,並可搭配光動力療法來治療腫瘤。
雖然上文實施方式中揭露了本發明的具體實施例,然其並非用以限定本發明,本發明所屬技術領域中具有通常知識者,在不悖離本發明之原理與精神的情形下,當可對其進行各種更動與修飾,因此本發明之保護範圍當以附隨申請專利範圍所界定者為準。
Claims (16)
- 一光動力療法藥物之遞送薄膜,主要由一聚合物基質所組成,且該光動力療法藥物分散於該聚合物基質中,其中:該光動力療法藥物為5-胺基酮戊酸或其藥學上可接受鹽類;以及該聚合物基質之乾重為約0.45-4.7重量份,且係由0.4-4重量份的聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯共聚物、0.02-0.2重量份的丙烯酸與二乙烯乙二醇交聯之聚合物、0.03-0.5重量份的纖維素衍生物以及水所組成,以上重量份皆以1重量份的該光動力療法藥物為基準。
- 如請求項1所述之光動力療法藥物之遞送薄膜,其中該光動力療法藥物為5-胺基酮戊酸鹽酸鹽。
- 如請求項1所述之光動力療法藥物之遞送薄膜,其中該聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯共聚物為泊洛沙姆407(泊洛沙姆407)、泊洛沙姆403(泊洛沙姆403)或泊洛沙姆235(泊洛沙姆235)。
- 如請求項1所述之光動力療法藥物之遞送薄膜,其中該丙烯酸與二乙烯乙二醇交聯之聚合物為卡波普®971P NF(Carbopol® 971P NF)或卡波普®981(Carbopol® 981)。
- 如請求項1所述之光動力療法藥物之遞送薄膜,其中該纖維素衍生物為羧甲基纖維素。
- 如請求項1所述之光動力療法藥物之遞送薄膜,其中該光動力療法藥物之遞送薄膜的平均厚度為約50-300μm。
- 如請求項1所述之光動力療法藥物之遞送薄膜,其中該光動力療法藥物之遞送薄膜的含水率為其總重的約2-10wt%。
- 如請求項1所述之光動力療法藥物之遞送薄膜,其中該光動力療法藥物之遞送薄膜的藥物負載量為每平方公分之光動力療法藥物之遞送薄膜載有約3-20mg的該光動力療法藥物。
- 如請求項1所述之光動力療法藥物之遞送薄膜,其中該光動力療法藥物之遞送薄膜的藥物穩定度為經4個月的儲存後仍保有至少90%的該光動力療法藥物。
- 一種製備請求項1所述之光動力療法藥物之遞送薄膜的方法,包含以下步驟:製備一鑄模液,其係將1重量份的光動力療法藥物、0.4-4重量份的聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯共聚物、0.02-0.2重量份的丙烯酸與二乙烯乙二醇交聯之聚合物以及0.03-0.5重量份的纖維素衍生物和5-20重量份的水混合;將該鑄模液施佈於一基材上以形成一濕膜;以及在約20-30℃之乾燥溫度與約40-60%的相對濕度下乾燥該濕膜以得到該光動力療法藥物之遞送薄膜。
- 如請求項10所述之方法,其中該基材為一聚乙烯薄層、一聚酯薄層或一離型紙。
- 如請求項10所述之方法,其中該濕膜之厚度為約10-1,000密耳。
- 如請求項10所述之方法,其中該鑄模液之pH值為約2-5。
- 如請求項10所述之方法,其中該鑄模液中不含塑化劑。
- 如請求項10所述之方法,其中該鑄模液中使用水作為唯一的溶劑。
- 如請求項10所述之方法,其中經該乾燥步驟所得之該薄膜的含水率為該光動力療法藥物之遞送薄膜總重的約2-10wt%。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ307444B6 (cs) * | 2015-04-22 | 2018-08-29 | Jakub Rak | Mukoadhezivní polymerní film pro fotosenzitivní terapii v ústní dutině s obsahem fotosenzitizérů |
-
2013
- 2013-12-30 TW TW102148997A patent/TWI515023B/zh not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ307444B6 (cs) * | 2015-04-22 | 2018-08-29 | Jakub Rak | Mukoadhezivní polymerní film pro fotosenzitivní terapii v ústní dutině s obsahem fotosenzitizérů |
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TWI515023B (zh) | 2016-01-01 |
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