Система доставки лекарства - RU2202340C2

Описание

Данное изобретение касается системы доставки лекарства, включающей спрессованное твердое лекарственное средство, способа получения лекарственного средства, а также применения твердого лекарственного средства согласно изобретению.

Введение лекарственных средств в легкие путем ингаляции или инсуффляции осуществляли, например, путем применения соответствующего лекарства в виде аэрозоля или путем ингаляции порошка. Поскольку аэрозоли часто содержат фторуглеводороды или другие углеводороды, желательно заменить аэрозоли порошками.

В ЕР 0407028 описано введение лекарственных средств путем ингаляции порошкообразных форм. Недостаток такого введения и описанного лекарственного средства заключается в том, что твердый резервуар не является безопасным в обращении, так как для сжатия применяются только низкие давления. Сжатое вещество является хрупким и может разрушиться при небрежном обращении.

Международные заявки WO 94/14490 и WO 93/29165 касаются системы введения порошка или мелких частиц путем ингаляции. Согласно WO 93/24165 устройство позволяет получать частицы из спрессованной таблетки, которая имеет изотропную субструктуру. В соответствии с WO 94/14490 спрессованное лекарство изготавливают с применением давлений до 500 МПа, что составляет величину на несколько порядков выше, чем в ЕР 0407028. Спрессованное тело, описанное в WO 94/14490, имеет преимущества по сравнению со спрессованным телом в соответствии с ЕР 0407028. Оно, например, не вызывает затруднений в обращении, так как вследствие плотного сжатия не рассыпается. Кроме того, оно не имеет тенденции к поглощению воды по сравнению с менее сжатым телом, описанным в ЕР 0407028.

Липосомы являются хорошо известными носителями, используемыми в фармацевтических композициях. Преимущества применения медикаментов, содержащих липосомы, были предметом нескольких обзоров. Легочное введение липосом обеспечило, в основном, прогресс в лечении инфекционных болезней и астмы (сравните, например, Н.Schreier, Pulmonary applications of liposomes, in "Medical applications of liposomes", Paphadjopoulos and Lasic (eds), Elsevier, 1997; R.J. Gonzalez-Rothi and H.Schreier, Pulmonary delivery of liposome encapsulated drugs in asthma therapy, Сlin. Immunother. 4, 331-337, 1995; H.Schreier, R. J. Gonzalez-Rothi, A.A.Stecenko, Pulmonary delivery of liposomes, J.Controlled Release 24, 209-223, 1993). Больное легкое особенно доступно для местной терапии при ингаляции лекарственных аэрозолей (И.Schreier and S.M.Sawyer, Liposomel DNA vectors for cystic fibrosis gene therapy, Current applications, limitations and future directions, Adv. Drug. Del. Rev. 19, 73-87, 1996; L. Gagne and H. Schreier, Aerosolization of plasmid DNA, Protective effects of solute condensing agents, and liposome carriers, Proceed. Intern. Symp. Control. Rel. Bioact. Mater., 1997). В то время как антиастматические и антиаллергенные агенты, вводимые при помощи калиброванных дозирующих ингаляторов (КДИ), нашли широкое применение, аэрозольные антимикробиолы, например, аминогликозиды, для лечения кистозного фиброза, рибавирин для лечения респираторных синцитиальных вирусных инфекций у детей и пентамидин для лечения легочных пневмоцистных инфекций у пациентов с ослабленным иммунитетом стали использовать только недавно (WO 96/27393, Н.Schreier, К.J.McNicol, M.Ausborn, D. W. Soucy, H.Derendorf, A.A.Stecenko, R.J.Gonzalez-Rothi, Pulmonary delivery of amikacin liposomes and acute liposome toxicity in the sheep, Int. J.Pharmaceut. 87, 183-193, 1992).

Другие носители в виде частиц, сравнимые с липосомами, известны из уровня техники. Они включают микросферы, наночастицы, большие пористые частицы, молекулы с полимерным покрытием, нанесенным при помощи пульсирующего лазера, искусственные оболочки вирусов и т.д.

Если используются альтернативные носители в виде частиц, они обычно получаются известными методами. Так, микросферы, которые используются для введения большого числа терапевтических или косметических агентов, изготавливают, как описано, например, в WO 95/15118.

В некоторых случаях можно использовать наночастицы, при условии, что они могут содержать достаточное количество активного вещества и могут быть введены в нижние дыхательные пути согласно данному изобретению. Они могут быть получены способами, известными из уровня техники, как, например, описано Heyder (GSF Munchen) в "Drugs Delivered to the lung", Abstracts IV, Hilton Head Island Conference, May 1998.

Для образования препаратов в виде частиц по изобретению пригодны также способы с применением осаждения при помощи пульсирующего лазера (ПЛО) и полимерная мишень для нанесения покрытий на порошкообразные лекарства. Они описаны, например, Talton et al, "Novel Coating Method for Improved Dry Delivery", Univ. of Florida UF 1887 (1998).

Еще одна подходящая система доставки использует большие пористые частицы, описанные David A. Edvards et al. в "Large Porous Particles for Pulmonary Drug Delivery" (Science, 20. June 1997, vol. 276, p.1868-1871).

Там, где ниже упоминаются липосомы, следует иметь в виду, что изобретение может быть воплощено с применением этих альтернативных носителей в виде частиц вместо липосом или вместе с ними.

Введение лекарственных средств в легкие осложнено (i) необходимостью приучить пациентов координировать дыхание и вдыхание аэрозолей, (ii) быстрым поглощением большинства лекарственных средств, вызывающим необходимость частой дозировки, что часто вызывает системные побочные эффекты, (iii) плохой растворимостью лекарств в воде, которая может вызвать локальное раздражение и воспаление дыхательных путей или полное прекращение использования аэрозолей, и (iv) плохим цитозольным проникновением лекарства с целью воздействия на внутриклеточные патогены. Эти проблемы иллюстрирует спорное применение аэрозолей рибавирина, которое требует избыточной аэрозолизации ("аэрозольный тент"), частого мониторинга клапанов, смены трубок и эндотрахеального отсасывания для предотвращения осаждения лекарства, а клинические результаты в лучшем случае являются умеренными. Другим терапевтически нежелательным аспектом введения лекарств в легкие является быстрая абсорбция большинства лекарств из легкого, что вызывает необходимость частого дозирования, например, бронходиляторов и кортикостероидов. Носители в виде частиц, особенно липосомы, снимают некоторые проблемы, возникающие при обычном применении аэрозолей, благодаря их способности (i) служить солюбилизирующей матрицей для слабо растворимых веществ; (ii) действовать как резервуары, поддерживающие выделение лекарства в легкие, и (iii) облегчать внутриклеточное введение лекарств, особенно в альвеолярные макрофаги. Следовательно, липосомы могут обеспечить средство для (i) предотвращения локального раздражения легочной ткани и снижения токсичности, (ii) пролонгирования локальных концентраций терапевтических средств и (iii) для создания высоких внутриклеточных концентраций лекарства, например, в инфицированных альвеолярных макрофагах. Лекарства, которые считаются подходящими для легочного введения при помощи липосом, включают противораковые лекарственные средства (антимикробные агенты, пептиды, ферменты, антиастматические и антиаллергенные соединения, а также кромолин натрия). Рассматривались как подходящие также иммуномодуляторы, иммуноподавляющие агенты, антивирусные и антимикобактериальные агенты, а также генные конструкции.

Цель настоящего изобретения состоит в создании системы доставки лекарственных средств для введения в лепоте активных веществ, ассоциированных с липосомами или другими подобными носителями в виде частиц. Другой целью данного изобретения является создание плотноспрессованного лекарственного средства, пригодного для генерации вдыхаемых частиц, содержащих активные вещества.

Система доставки лекарства согласно настоящему изобретению включает плотноспрессованное твердое лекарственное средство, характеризующееся практически изотропной структурой в твердом состоянии, содержащее активное вещество, причем это средство пригодно для генерации вдыхаемых частиц, содержащих указанные активные вещества, и плотноспрессованное твердое лекарственное вещество содержит, по меньшей мере, одно активное вещество, которое ассоциировано с частицами носителя, например, липосом. Данное изобретение основано на неожиданном обнаружении того факта, что липосомы могут выдерживать высокие давления, которые нужно применять для формирования плотноспрессованного твердого лекарственного средства, содержащего липосомы. Далее удивительно, что носители, особенно липосомы, в которые было введено активное вещество или которые ассоциированы с активным веществом, не теряют его и не разрушаются полностью, когда порошок, содержащий, например, липосомы, получается, например, измельчением методами, осуществляемыми в устройстве, описанном в WO 93/24165, этого плотноспрессованного лекарственного средства. Предпочтительно применять давления в 500 МПа в соответствии с заявкой WO 94/14490.

Неожиданно оказалось, что липосомы, ассоциирующиеся с активным веществом, переносят целыми и очевидно неповрежденными как процесс сжатия (как в WO 97/14490), так и процесс измельчения (как в WO 93/24165).

В соответствии с данным изобретением предпочтительно, чтобы активное вещество, которое ассоциировано с носителями, было расположено внутри указанного носителя или на нем. Предпочтительно активное вещество вводить, например в липосомы или нагружать липосомы активным веществом, то есть активное вещество инкапсулировано липосомами. Однако при нагружении вполне может получиться так, что активное вещество также вводится во внешнюю мембрану, окружающую липосому, или даже попадает на внешнюю поверхность мембраны липосомы, поэтому в этом случае активное вещество выделяется не только из внутренней части липосомы, но также из мембраны или оболочки липосомы.

Природа конкретного носителя, особенно липосом, в принципе не является критической для системы доставки лекарственного средства по изобретению. В плотноспрессованном лекарственном средстве согласно данному изобретению могут присутствовать все виды липосом, включая отрицательно заряженные, нейтральные и катионные липосомы и липидные комплексы, как описано в WO 96/27393. Липосомы, описанные в нашей более ранней заявке, при осуществлении данного изобретения теперь можно использовать ЕР 0639373.

Предпочтительно, чтобы липосомы, которые ассоциированы с, по меньшей мере, одним активным веществом, соединялись с, по меньшей мере, одним вспомогательным веществом, например, наполнителем. Предпочтительным вспомогательным веществом является фармацевтически приемлемый наполнитель, например, выбранный из физиологически приемлемых сахаров или солей. Особенно предпочтительны вспомогательные вещества, выбранные из лактозы, трегалозы, глюкозы, маннита, хлористого натрия и их композиций. Предпочтительно применять в качестве вспомогательного материала лактозу в соотношении, по меньшей мере, 100 вес.ч. лактозы на 1 вес.ч. липосомы. В предпочтительном варианте лекарственное средство системы доставки согласно изобретению прессуется путем изостатического прессования при давлениях от 50 до 500 МПа.

По меньшей мере одно активное вещество в принципе может быть любым веществом, обладающим фармакологическим или биологическим действием, от, например, молекул небольшого размера до искусственных хромосом человека, если только их можно ввести или ассоциировать с липосомами. В частности, по меньшей мере, одно активное вещество выбирается из группы, включающей:
- b₂-симпатомиметики с коротким сроком действия, такие как салбутанол, требуталин, фенотерол, бамбутерол,
- b₂-симпатомиметики с большим сроком действия, такие как салметерол, формотерол,
- кортикостероиды для ингаляции, такие как будезонид, беклометазон, флутиказон,
- антихолинергические агенты, такие как бромид ипатропия, бромид окситропия, нестероидные антиаллергенные агенты, например, DSCG, недоромил,
- противовоспалительные агенты, особенно антибиотики и/или антисептики, например, повидониодид,
и их комбинации.

Далее, по меньшей мере, одно активное вещество лекарственного средства в системе доставки лекарств согласно данному изобретению может быть выбрано из:
- b-лактамных антибиотиков, таких как пенициллины, цефалоспорины, имипинем; аминогликозидов, таких как тобрамицин, гентамицин; ингибиторов жиразы, таких как офлоксацин, ципрофлоксацин,
- антивирусных агентов, таких как ганцикловир, азидотимидин,
- антимикотических агентов, таких как полием, азол,
- вакцин против кори, краснухи, дифтерии, коклюша, полиомиелита и т.п.,
- вакцин, состоящих практически из вирусных или бактериальных компонентов,
- вакцин, содержащих ДИК, кодирующую поколение специфических антигенов,
- опиоидов для облегчения и лечения болевых ощущений, таких как морфин, оксикодон, гидроморфон, бупренорфин, фентанил, алфентанил, сульфентанил и т. п.,
- антиинфекционных агентов, таких как олиго/полирибо- и/или олиго/поли-дезоксирибонуклеиновые кислоты,
- пептидов, полипептидов, таких как инсулин, низкомолекулярный и высокомолекулярный гепарин,
- гормонов, таких как факторы роста, гормоны щитовидной железы, половые гормоны, кальцитонин,
и их композиций.

Если не принимать дополнительных предосторожностей, изобретение подходит для гигроскопичных агентов в меньшей степени, это агенты, которые легко окисляются, а некоторые являются нестабильными на свету. Однако часто возможно добавлять подходящие защитные вещества к липосомной мембране, образующей амфифилики, к внутренним веществам липосомы и/или к вспомогательным веществам или носителям для защиты и стабилизации даже таких чувствительных агентов, используемых по изобретению.

Для того чтобы получить частицы из плотноспрессованного лекарственного средства по изобретению, можно применять любой подходящий метод для получения порошка из твердого предшественника. Особенно предпочтительны такие методы, как способы микронизации или истирания, особенно описанные в ЕР 0407028, а также в WO 94/14490.

Частицы, образующиеся из плотноспрессованного лекарственного средства, предпочтительно имеют размер от 0,1 до 50 мкм, более предпочтительно от 1 до 8 мкм, для введения в легкие. При использовании в качестве назальных препаратов соответствующий размер частиц равен предпочтительно 1-15 мкм. Способ получения лекарственного средства, используемого в системе доставки лекарств согласно данному изобретению, включает стадии получения носителя в виде частиц, особенно липосом, и нагрузки его известным per se методом. Возможно смешивать нагруженные частицы носителя с, по меньшей мере, одним вспомогательным веществом и затем формовать изделия методом изостатического формования. Предпочтительно, чтобы применяемое давление находилось в пределах 50-500 МПа. Формованное изделие предпочтительно используют в устройстве, описанном в WO 93/24165. Особенно предпочтительна круглая таблетка, описанная в WO 94/14490.

Когда носитель представляет собой липосомы, высушенная липидная пленка, например, из фосфатидилхолина и фосфатидилглицерина может, например, быть диспергирована в водном растворе, предпочтительно, в физиологическом растворе. Соответствующее активное вещество находится в том же растворе, как и (возможно) вспомогательное вещество. Дисперсию обрабатывают, тщательно смешивая ингредиенты, например, путем встряхивания. Затем дисперсию подвергают одному или нескольким циклам замораживание-оттаивание и эмульгирование, предпочтительно, путем экструзии через мембрану. Циклы замораживание-оттаивание и эмульгирование повторяют несколько раз. Для удаления незакапсулированного активного вещества применяют методы разделения липосом и активного лекарства. Эти методы известны специалистам и выбираются в зависимости от размера активного вещества, которое должно быть закапсулировано. Если, например, от липосомной дисперсии нужно отделить низкомолекулярное активное вещество, это может быть осуществлено путем диализа смеси. Конечную дисперсию затем обрабатывают, например, путем последовательных замораживания и замораживания-сушки. Твердый материал, предпочтительно полученный лиофилизацией, тритурируют с получением грубого гранулята липосом. Этот гранулят смешивают с вспомогательным веществом и затем прессуют под давлением между 50 и 500 МПа. Таким способом получают твердые, не являющиеся хрупкими таблетки, имеющие гладкую поверхность.

Плотноспрессованное твердое лекарственное вещество, которое используют в системе доставки лекарства согласно изобретению, пригодно для получения частиц, которые могут быть введены вдуванием и/или ингаляцией. Плотноспрессованное твердое лекарственное средство можно использовать при обычном лечении болезней и нарушений работы дыхательных путей, а также болезней и нарушений работы органов. Лекарственное средство согласно изобретению может быть использовано в генной терапии и/или вакцинации.

Генная терапия развивается как клинически жизнеспособная терапевтическая схема лечения генетических, неопластических и инфекционных болезней. Ярким примером является кистозный фиброз, генетическая болезнь, являющаяся результатом иммунизации регуляторного гена трансмембранной проводимости кистозного фиброза. Вследствие этого введению в легкие липосомных носителей генных конструкций в последнее время уделяется большое внимание. Однако экспериментально было установлено, что повторяющееся циклическое введение ДНК вместе с липосомами или без них через обычный распылитель вредно для ДНК и приводит к полному разрушению в течение нескольких минут от начала распыления. В добавление к этому, с учетом других соображений общей стабильности, связанной с липосомами, генная терапия требует доставки довольно больших доз комплексов ДНК или ДНК, инкапсулированной в липосомы. Однако концентрированные растворы комплексов ДНК/липид имеют тенденцию к агрегации и осаждению, что делает распыление водных дисперсий непрактичным. Система доставки лекарств согласно данному изобретению, использующая плотноспрессованное лекарственное средство по изобретению, способна, однако, преодолеть недостатки других методов введения ДНК/липосомы, известных из уровня техники. Другими объектами генной терапии могут быть лечение недостатка фактора IX и гена а₁-антитрипсина, а также лечение гемофилии, которая связана с дефицитом образования фактора VIII или образования других важных протеинов в каскадной системе свертывания крови. Конечно, следует понимать, что вышеупомянутые объекты генной терапии упоминаются только для иллюстрации изобретения. Не следует считать, что они ограничивают объем изобретения.

Можно также осуществлять вакцинацию путем доставки соответствующих структур или веществ при помощи системы доставки лекарств согласно данному изобретению. В этом случае обычные наполнители для вызывания иммуноответа могут вводиться при помощи носителей, таких как липосомы, содержащиеся в плотноспрессованном лекарственном средстве по изобретению. Нижеследующие примеры предназначены для более подробного пояснения изобретения и не ограничивают объем данного изобретения.

Пример I
Сухую липидную пленку, содержащую 5,76 г фосфатидилхолина и 0,64 г фосфатидилглицерина, диспергировали в 160 мл в физиологическом растворе с фосфатным буфером (PBS), содержащем 3,8 г флуоресцеинового изотиоцианат-декстрана (FITC-декстран) и 28,8 г альфа-лактозы. Дисперсию встряхивали вручную в течение 2 ч, затем подвергали циклическим замораживанию-оттаиванию и эмульгировали путем экструзии через мембраны с размером пор 100 нм (Poretic) в течение 10 мин под давлением не более 3000 ф/дюйм² (20684 кПа) с использованием гомогенизатора EmulsiFex-C5 (Avestin). Цикл замораживание и оттаивание и экструзия повторяли три раза. Для удаления незакапсулированного FITC-декстрана дисперсию липосом подвергали диализу с применением раствора лактозы (1800 г альфа-лактозы/10 л PBS), используя картридж с полым волокном с молекулярным весом 18000 при скорости истечения 8-10 мл/мин. После трех циклов диализа интенсивность флуоресценции оставалась постоянной и равной примерно 50% от первоначальной величины, измеряемой на спектрофотометре Hitachi F-2000. Конечную дисперсию замораживали в смеси сухого льда и этанола и помещали в лиофилизатор (Edwars Supermodulyo). Замороженный препарат замораживали-сушили при -40^oС и давлении 0,07 мбар в течение 48 ч с последующей вторичной сушкой при 25^oС в течение 4 ч. Вакуум заменяли сухим азотом. Выход составлял 41,7 г. Лиофилизованный остаток тритурировали с получением свободно текущего крупного гранулята липосом. Этот гранулят смешивали с лактозой в отношении 1:10 вес./вес. в процессе изостатического прессования под давлением 150 МПа в течение примерно 60 с. Получали твердые таблетки, не являющиеся хрупкими, имеющие гладкую поверхность, их устанавливали в пластмассовый держатель устройства, описанного в WO 93/24165, и хранили при комнатной температуре в пластмассовом контейнере. Таблетки использовали 20 раз. Определяли общую массу, получаемую из таблетки во время одного использования, и содержание FIТС-декстрана. Общая масса, введенная в организм, составляла 9,66±0,99 мг, содержание FIТС-декстрана равнялось 208±63 F.U.

Пример II
Вышеописанную процедуру повторяли, используя липосомы, полученные в соответствии с ЕР 0639373, следующим образом:
В стеклянной колбе объемом 1000 мл, снабженной стеклянными гранулами для увеличения поверхности, растворяли 51,9 мг холестерина и 213 мг лецитина гидрированного соевого масла в достаточном количестве смеси метанола и хлороформа в отношении 2:1. Затем выпаривали растворитель под вакуумом до образования пленки на внутренней поверхности колбы и на стеклянных гранулах. Отдельно в 12 мл воды растворяли 2,4 г ПВП йода (содержащего около 10% доступного йода).

В отдельном сосуде в 400 мл воды растворяли 8,77 г хлористого натрия и 1,78 г Na₂HPO₄•2H₂O. Затем добавляли воду до общего объема 980 мл и затем для достижения рН 7,4 добавляли примерно 12 мл 1Н соляной кислоты. Этот раствор затем разбавляли водой до 1000 мл.

В четвертом сосуде в 12 мл воды растворяли 900 мг сахарозы и 57 мг динатрийсукцината.

Затем к липидной пленке в колбе добавляли раствор ПВП-йода и смесь встряхивали до растворения пленки. Это привело к образованию липосом из гидратированных липидов в колбе. Полученный продукт центрифугировали и выгружали надосадочную жидкость. Добавляли 12 мл раствора сахарозы и снова подвергали продукт центрифугированию. Затем снова отделяли надосадочную жидкость. На этой стадии можно использовать дополнительную стадию промывки с использованием раствора сахарозы или буферного раствора хлористого натрия. При последней стадии центрифугирования и выгрузки надосадочной жидкости добавляли 12 мл буферного раствора хлористого натрия, и липосомы гомогенно распределялись в этом растворе. Продукт затем переносили в пробирки, каждая содержала 2 мл дисперсии липосом, и затем пробирки подвергали замораживанию-сушке.

После стадии замораживания-сушки в каждой пробирке содержалось около 40 мг твердых веществ. Затем твердые липосомы подвергали сжатию вместе с лактозой, как описано в примере I.

Круглые таблетки применяли в истирающем устройстве, описанном в WO 93/24165, при каждом их использовании вводили примерно 10 мг порошка. Содержание ПВП-йода в порошке соответствовало теоретической (рассчитанной) величине в пределах ошибки опыта.

Реферат

Система доставки лекарственных средств в легкие представляет собой плотно спрессованное твердое лекарственное средство, содержащее активное вещество. Активное вещество ассоциировано с липосомами или подобным носителем в виде частиц. Плотноспрессованное твердое лекарственное средство характеризуется практически изотропной структурой в твердом состоянии и пригодно для образования вдыхаемых частиц. Для получения плотноспрессованного твердого лекарственного средства липосомы смешивают со вспомогательным веществом и затем формуют изделие путем изостатического прессования при давлениях от 50 до 500 МПа. Частицы для введения в легкие вдуванием или ингаляцией получают из плотноспрессованного твердого лекарственного средства путем его микронизации или истирания. Новая система доставки лекарственных средств с использованием липосом предотвращает локальное раздражение легочной ткани, пролонгирует локальные концентрации терапевтических средств и создает высокие внутриклеточные концентрации лекарства. 3 с. и 11 з.п. ф-лы.

Формула