Аэрозольные препараты пептидов и белков - RU2175866C2

Чертежи

Описание

Изобретение относится к лекарственным препаратам, содержащим медицински полезные пептиды и белки, для ингаляции из аэрозольного ингалятора.

Предпосылки к созданию изобретения
Ряд лекарств вводят в аэрозольных препаратах через глотку или нос. Широко применяемый способ дозирования такого аэрозольного препарата включает приготовление такого суспензионного препарата лекарства, как тонкоизмельченный порошок в ожиженном газе, известном как пропеллент. Работающие под давлением дозирующие ингаляторы или pMDI's обычно используют для доставки таких препаратов пациенту. Поверхностно-активные вещества или сурфактанты обычно включают для облегчения диспергирования лекарства в пропелленте и для предотвращения агрегации микронизированных частиц лекарства.

До последнего времени были приняты для использования во всех фармацевтических аэрозольных препаратах хлорфторуглеродсодержащие пропелленты (CFC's). Типичными поверхностно-активными диспергирующими веществами, используемыми в CFC препаратах, были, например, сорбитантриолеат, олеиновая кислота, лецитины и этанол. Так как CFC замешаны в разрушении озонового слоя, появилось новое поколение пропеллентов, чтобы занять их место.

Гидрофторалкановые (HFA) пропелленты, такие как 1,1,1,2-тетрафторэтан (Р134а), 1,1,1,2,3,3,3-гептафторпропан (Р227) и 1,1-дифторэтан (Р152а) считаются наиболее перспективными новыми пропеллентами. Они не только приемлемы для окружающей среды, но также имеют низкую токсичность и давления паров, подходящие для использования в аэрозолях. Однако сурфактанты, обычно используемые в CFC-аэрозольных препаратах, не особенно подходят для использования с новым поколением пропеллентов, и поэтому в последние годы предложены некоторые альтернативные сурфактанты для использования специфически с HFA пропеллентами, среди них полиэтоксилированные сурфактанты и фторированные сурфактанты.

Лекарства на основе пептидов традиционно не входят в число тех лекарств, которые вводят из аэрозольных препаратов, хотя были предложены различные аэрозольные препараты. Например, патент США номер 5284656 описывает препарат колониестимулирующего фактора гранулоцитов (G-SCF), содержащий тонкоизмельченный порошок, включающий G-SCF, суспендированный в пропелленте, со вспомогательной добавкой сурфактанта, такого как триолеат сорбитана, соевый лецитин или олеиновая кислота. Патент США номер 5364838 описывает препарат инсулина, в котором сухой порошок инсулина суспендирован в пропелленте с низкой точкой кипения с разбавителем, таким как олеиновая кислота.

Краткое описание изобретения
Нами неожиданно обнаружено, что различные вещества, которые усиливают абсорбцию полипептидов в дыхательных путях, также исключительно пригодны как сурфактанты для использования с HFA пропеллентами.

Изобретение относится к фармацевтическому аэрозольному препарату, содержащему (а) HFA пропеллент с молекулярной массой до 40 кД; (б) фармацевтически активный полипептид, диспергируемый в пропелленте, и (в) сурфактант, которым является C_8-16 - жирная кислота или ее соль, соль желчной кислоты, фосфолипид или алкил-сахарид, такой сурфактант усиливает системную абсорбцию полипептида в нижних дыхательных путях и присутствует в соотношении суфрактант: полипептид от 1:10 до 1:0,2. Сурфактанты, используемые в настоящем изобретении, являются удивительно подходящими для использования с HFA пропеллентами; их способности для усиления абсорбции полипептида придают им двойную функциональность, что делает их особенно полезными для применения в настоящих полипептидных аэрозольных препаратах.

Из жирных кислот и их солей предпочтительны соли C_8-16 -жирных кислот. Примерами предпочтительных солей жирных кислот являются натриевые, калиевые и лизиновые соли каприлата (C₈), каприната (C₁₀), лаурата (C₁₂) и миристата (C₁₄). Так как природа противоиона не имеет особого значения, потенциально пригодны любые из солей жирных кислот. Особенно предпочтительной солью жирной кислоты является капринат натрия.

Подходящими солями желчных кислот могут быть, например, соли холевой кислоты, хенодезоксихолевой кислоты, гликохолевой кислоты, таурохолевой кислоты, гликохенодезоксихолевой кислоты, таурохенодезоксихолевой кислоты, дезоксихолевой кислоты, гликодезоксихолевой кислоты, тауродезоксихолевой кислоты, литохолевой кислоты и урсодезоксихолевой кислоты.

Из солей желчных кислот предпочтительны соли тригидроксижелчных кислот. Более предпочтительными солями являются соли холевой, гликохолевой и таурохолевой кислот, особенно их натриевые и калиевые соли. Наиболее предпочтительной солью желчной кислоты является таурохолат натрия.

Подходящими фосфолипидами могут быть, например, одноцепочечные фосфолипиды, например, лизофосфатилилхолин, лизофосфатилилглицерин, лизофосфатилилэтаноламин, лизофосфатидилинозит и лизофосфатидилсерин или двухцепочечные фосфолипиды, например, диацилфосфатидилхолины, диацилфосфатидилглицерины, диацилфосфатидилэтаноламины, диацилфосфатидилинозиты и диацилфосфатидилсерины.

Из фосфолипидов предпочтительны диацилфосфатидилглицерины и диацилфосфатидилхолины, например, диоктаноилфосфатидилглицерин и диоктаноилфосфатидилхолин.

Подходящими алкил-сахаридами могут быть, например, алкилглюкозиды или алкилмальтозиды, такие как децилглюкозид и додецилмальтозид.

Наиболее предпочтительными сурфактантами являются соли желчных кислот.

Пропеллент может содержать один или несколько из следующих: 1,1,1,2-тетрафторэтан (Р134а), 1,1,1,2,3,3,3-гептафторпропан (Р227) и 1,1-дифторэтан (Р152а), например, возможно в смеси с одним или несколькими другими пропеллентами. Предпочтительно пропеллент содержит Р134а или Р227 или смесь Р134а и Р227, например, согласованную по плотности смесь Р134а и Р227.

Полипептид может быть любым медицински или диагностически полезным пептидом или белком малого до среднего размера, например, вплоть до молекулярной массы (MW) около 40 кД, для которого желательно системное введение. Механизмы улучшения абсорбции полипептида, соответствующие настоящему изобретению, в основном, применимы и могли бы применяться для всех таких полипептидов, хотя степень, до которой улучшается их абсорбция, может изменяться в соответствии с MW и физико-химическими свойствами полипептида и используемым специфическим сурфактантом. Предполагается, что полипептиды, имеющие молекулярную массу вплоть до 30 кД, должны быть наиболее полезными в настоящем изобретении, такие как полипептиды, имеющие молекулярную массу вплоть до 25 кД или вплоть до 20 кД, и особенно вплоть до 15 кД или вплоть до 10 кД.

Полипептид является предпочтительно пептидным гормоном, таким как инсулин, глюкагон, C-пептид инсулина, вазопрессин, десмопрессин, коктикотропин (АСТН), кортикотропин-высвобождающий гормон (CRH), гонадотропин-высвобождающий гормон (GnRH), агонисты и антагонисты гонадотропин-высвобождающего гормона, гонадотропин (лютеинизирующий гормон или LHRH), кальцитонин, паратиреоидный гормон (РТН), биоактивные фрагменты РТН, такие как РТН (34) и РТН (38), соматотропный гормон (GH) (например, соматотропный гормон человека (hGH), соматотропин-высвобождающий гормон (GHRH), соматостатин, окситоцин, предсердный натри-уретический фактор (ANF), тиротропин-высвобождающий гормон (TRH), дезоксирибонуклеаза (DNaзa), пролактин и фолликулостимулирующий гормон (FSH) и аналоги любого из вышеупомянутых.

Другие возможные полипептиды включают факторы роста, интерлейкины, полипептидные вакцины, ферменты, эндорфины, гликопротеины, липопротеины и полипептиды, вовлеченные в путь коагуляции крови, которые оказывают свое фармакологическое воздействие системно. Предполагается, что большинство, если не все, из полипептидов от малого до среднего размера могут быть эффективно доставлены способами этого изобретения.

Предпочтительным полипептидом является инсулин.

В дополнение к лекарству, пропелленту и сурфактанту небольшое количество этанола (обычно до 5%, но возможно до 20% по массе) может быть включено в препараты настоящего изобретения. Этанол обычно включают в аэрозольные композиции, так как он может улучшать функцию дозирующего клапана и, в некоторых случаях, также улучшать стабильность дисперсии.

Композиция может, конечно, содержать другие добавки, когда необходимо, включая другие фармацевтические активные вещества, адъюванты, носители, ароматизирующие вещества, буферы, антиоксиданты, химические стабилизаторы и т.п. Как примеры подходящих добавок могут быть упомянуты, например, лактоза, глюкоза, фруктоза, галактоза, трегалоза, сахароза, мальтоза, рафиноза, мальтит, мелецитоза, стахиоза, лактит, палатинит, крахмал, ксилит, маннит, миоинозит и т.п. и их гидраты, и аминокислоты, например аланин, глицин и бетаин, и пептиды, и белки, например альбумин.

Предпочтительным носителем является мелецитоза.

Препарат настоящего изобретения является особенно полезным из-за двойной функциональности используемых специфических сурфактантов. Сурфактанты, предлагаемые настоящим изобретением, являются не только удивительно способными образовывать тонкие дисперсии в новом поколении пропеллентов, но, что очень важно, также улучшают абсорбцию полипептида. Настоящие препараты устойчивы и обеспечивают высокую биодоступность полипептидов с хорошей воспроизводимостью.

Сурфактанты, используемые в настоящем изобретении, могут улучшать абсорбцию полипетида путем, например:
(1) Усовершенствования параклеточной проницаемости полипептида за счет индуцирования структурных изменений в плотных контактах между эпителиальными клетками.

(2) Усовершенствования трансклеточной проницаемости полипептида путем взаимодействия с белковыми или липидными составляющими мембраны или их экстрагирования.

(3) Взаимодействия между усилителем и пептидом, которое увеличивает растворимость полипептида в водном растворе. Это может происходить за счет предотвращения образования полипептидных агрегатов (димеров, тримеров, гексамеров) или за счет солюбилизации полипептидных молекул в мицеллах усилителя.

(4) Уменьшения вязкости или растворения слизистого барьера, выстилающего альвеолы и проходы легких, за счет чего открывается доступ к эпителиальной поверхности для непосредственной абсорбции полипептида.

(5) Снижения активности ингибиторов протеазы в легких и тем самым повышения устойчивости полипептида и усиления его абсорбции.

Сурфактанты могут функционировать только по одному из перечисленных выше механизмов или по двум и более. Сурфактант, действующий путем нескольких механизмов, является более благоприятным для повышения эффективной абсорбции полипептида, чем тот, который использует только один или два.

Под выражением "усиливает абсорбцию" подразумевают, что количество полипептида, абсорбированного в системную циркуляцию в присутствии сурфактанта, выше, чем при его отсутствии.

Сурфактант присутствует в настоящем изобретении в соотношении сурфактант: полипептид в пределах приблизительно от 1:10 до 1:0,2, предпочтительно от 1:4 до 1:1, более предпочтительно от 1:4 до 1:2,5. Предпочтительная концентрация полипептида в препаратах настоящего изобретения от 0,1 до 25 мг/мл.

Насколько это возможно, полипептид предпочтительно состоит из частиц, имеющих диаметр менее чем около 10 микрон, например 0,01-10 микрон или 0,1-6 микрон, например 0,1-5 микрон. Предпочтительно по меньшей мере 50% полипептида состоит из частиц в желательных пределах размеров. Например, по меньшей мере 60%, предпочтительно по меньшей мере 70%, более предпочтительно по меньшей мере 80% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 90% полипетида состоит из частиц в желательных пределах размеров.

Поэтому полипептид для использования в настоящем изобретении должен быть переработан до включения в препараты для того, чтобы получить частицы в желательных пределах размеров. Например полипептид может быть микронизирован, например, в подходящей мельнице, такой как струйная мельница. Альтернативно, частицы в желательных пределах размеров могут быть получены, например способами сушки при распылении или регулируемой кристаллизации, например кристаллизации с использованием надкритических жидкостей.

Целесообразно, чтобы сурфактант для использования в настоящем изобретении также состоял из частиц в желательном диапазоне размеров. Соответственно, полипептид и сурфактант смешивают в водном буфере и сушат, чтобы получить твердый порошок, который затем необязательно микронизируют. Микронизированный порошок добавляют к фракции пропеллента (и, необязательно, этанола) при низкой температуре. После смешивания лекарства добавляют остающиеся сурфактант и пропеллент и, необязательно, этанол и суспензией заполняют подходящие контейнеры.

Полипептидный аэрозольный препарат настоящего изобретения пригоден для местного или системного лечения заболеваний и может быть введен, например, через верхние и нижние дыхательные пути, включая введение через нос. Таким образом, настоящее изобретение предоставляет также указанный полипептидный аэрозольный препарат для применения в терапии; применение полипептидного аэрозольного препарата в производстве медикамента для лечения заболеваний через дыхательные пути и способ лечения пациента, который нуждается в лечении, включающий введение указанному пациенту терапевтически эффективного количества полипептидного аэрозольного препарата настоящего изобретения.

Заболеваниями, которые можно лечить порошком настоящего изобретения, являются некоторые из тех, которые можно лечить порошкообразным полипептидом в каждом случае: например, препараты, содержащие инсулин, соответствующие настоящему изобретению, могут быть использованы, например, при лечении диабетов; препаратов, содержащие кортикотропин, могут быть использованы, например, при лечении воспалительных заболеваний; препараты, содержащие GnRH, могут быть полезными, например, при лечении мужского бесплодия. Показания для всех упомянутых полипептидов хорошо известны. Полипептидные аэрозольные препараты настоящего изобретения могут быть также использованы в профилактических мероприятиях.

Следующие примеры представлены для иллюстрации, но не ограничивают изобретения.

Препараты инсулина в Р134а и/или Р227 готовят с различными сурфактантами, чтобы оценить качество полученных суспензий. В следующих примерах суспензии по их качеству расценивают как "приемлемые" или "хорошие". Приемлемая суспензия характеризуется одним или более из таких признаков, как медленное расслоение или разделение, готовность к повторному диспергированию, слабая флоккуляция и отсутствие кристаллизации или морфологических изменений, так что дисперсия является достаточно устойчивой, чтобы обеспечить однородное дозирование. Хорошая дисперсия даже еще более устойчива.

Пример 1
Способ
Инсулин (25-35 частей, как указано ниже) добавляют в химический стакан с водой и растворяют. Сурфактант (65-75 частей, как указано ниже) добавляют и растворяют и доводят pH до 7,4. Раствор концентрируют испарением воды. Полученный твердый осадок измельчают, просеивают и микронизируют в струйной мельнице. 40 или 50 мг порошка загружают в покрытый пластиком стеклянный пузырек. Пузырек охлаждают приблизительно до -40^oC смесью сухого льда (твердого диоксида углерода) и изопропанола и добавляют 10 мл охлажденного Р134а (приблизительно -40^oC). Пузырек закрывают дозирующим клапаном и затем энергично встряхивают около 30 секунд. Примеры с 1g по 1n дополнительно обрабатывают в ультразвуковой ванне около 10 минут (см. табл. 1)
Пример 2
Капринат натрия (25 частей) и инсулин (75 частей) микронизируют и затем смешивают в сухом состоянии. 40 мг этой смеси добавляют в покрытый пластиком стеклянный пузырек. Пузырек охлаждают приблизительно до -40^oC смесью сухого льда и изопропанола и добавляют 10 мл охлажденного (приблизительно до -40^oC) Р134а. Пузырек закрывают дозирующим клапаном и затем энергично встряхивают около 30 секунд. Получают хорошую суспензию.

Пример 3
Способ
Инсулин (25-35 частей, как указано ниже) добавляют в химический стакан с водой и растворяют. Сурфактант (65-75 частей, как указано ниже) добавляют и растворяют и доводят pH до 7,4. Раствор концентрируют испарением воды. Полученный твердый осадок измельчают, просеивают и микронизируют в струйной мельнице. 40 или 50 мг порошка загружают в покрытый пластиком стеклянный пузырек. Пузырек охлаждают приблизительно до -40^oC смесью сухого льда и изопропанола и добавляют 10 мл охлажденного (приблизительно до -40^oC) Р227. Пузырек закрывают дозирующим клапаном и затем энергично встряхивают около 30 секунд. Примеры с 3g по 3n дополнительно в ультразвуковой ванне около 10 минут обрабатывают (см. табл. 2).

Пример 4
Микронизированные препараты, содержащие DNазу, сурфактант (таурохолат натрия или диоктаноилфосфатидилглицерин) и мелецитозу (отношение DNаза: сурфактант: мелецитоза - 1: 0,33: 98,67, общая масса 50 мг), добавляют в покрытый пластиком стеклянный пузырек, охлаждают приблизительно до -40^oC. Охлажденный пропеллент 134а или пропеллент 227 (приблизительно -40^oC приблизительно 10 мл) добавляют и пузырьки закрывают дозирующим клапаном и обрабатывают в ультразвуковой ванне приблизительно 10 минут.

Идентичные препараты готовят с добавлением 5% (масс./масс.) этанола перед обработкой в ультразвуковой ванне.

Качество суспензий оценивают сразу же и после хранения при комнатной температуре в течение 20 часов. Во всех случаях наблюдают хорошие суспензии.

Пример 5
Капринат натрия и инсулин микронизируют раздельно и затем смешивают в сухом состоянии. Отношение каприната натрия к инсулину - 25:75. 80 мг этой смеси добавляют в аэрозольный сосуд.

Аэрозольный сосуд охлаждают приблизительно до -40^oC смесью сухого льда и изопропанола и добавляют 10 мл охлажденного (приблизительно до -40^oC) Р134а. Аэрозольный сосуд закрывают дозирующим по 50 мкл клапаном и затем обрабатывают в течение пары минут в ультразвуковой ванне.

Размеры частиц инсулина в аэрозоле, выделяемом из контейнера, измеряют с помощью инерционного сепаратора "Andersen" при 28,3 л/мин. Фракция тонких частиц (менее чем 6 мкм) составляет 41% от выделенной дозы. Измерение частиц повторяют после хранения в течение двух месяцев при комнатной температуре и никакого ухудшения не наблюдают. Фракция тонких частиц составляет 46%.

Пример 6
50 аэрозольных образцов, содержащих инсулин и таурохолат натрия (отношение 75:25, 8 мг/мл) готовят следующим образом. Вещества взвешивают в химическом стакане. Химический стакан охлаждают приблизительно до -40^oC смесью диоксида углерода и изопропанола. Добавляют пропеллент (Р134а, приблизительно -40^oC), смесь перемешивают в течение нескольких минут с ultraturrax, затем вливают в технологический сосуд и еще добавляют пропеллент (Р134А, приблизительно -40^oC). (Общий объем 500 мл). Препарат перемешивают с помощью ultraturrax и загружают в дозирующие ингаляторы, 10 мл в каждый. Ингаляторы закрывают дозирующими клапанами.

Аэрозоли хранят при различающихся условиях:
5^oC, сухие условия - 2, 8 и 13 недель
30^oC, относительная влажность 30% - 11 недель
Качество суспензий оценивают. Во всех случаях наблюдаются хорошие суспензии.

Дополнительно оценивают стабильность инсулина измерением с использованием стандартных хроматографических методик концентрации продуктов разложения дезамидоинсулина и других относящихся к инсулину примесей. Во всех случаях содержание примесей находится в допустимых пределах (менее чем 5% дезамидоинсулина и менее чем 3% других относящихся к инсулину примесей).

Пример 7
Работающий под давлением дозирующий ингалятор, заполненный препаратом из примера 5, задействуют и выделенный аэрозоль собирают в промежуточном устройстве. Поток воздуха (8 л/мин) пропускают через промежуточное устройство в выделяющую систему, действию которой подвергают в течение пяти минут каждую из пяти собак. Целевая ингалированная доза составляет 1 ед. инсулина/кг. Биодоступность определяют сравнением кривой содержания его в плазме после ингаляции и кривой содержания в плазме после внутривенного вливания на ранних стадиях. Биодоступность составляет 66% лекарств, достигающего легких.

Пример 8
Работающие под давлением дозирующие ингаляторы заполняют препаратом из примера 6 или соответствующим препаратом без усилителя. Каждый ингалятор задействуют и выделенный аэрозоль собирают в промежуточном устройстве. Поток воздуха (8 л/мин) пропускают через промежуточное устройство в выделяющую систему, действию которой подвергают в течение двух минут каждую из пяти собак. Целевая ингалированная доза составляет 1 ед. инсулина/кг. Образцы крови собирают перед дозированном и через различные временные интервалы вплоть до 245 минут после начала дозирования. Концентрацию инсулина в плазме измеряют радиоиммуноанализом.

Из препаратов без усилителя инсулин, в основном, абсорбируется относительно медленно с пиковыми уровнями инсулина в плазме, случающимися между 50 и 100 минутами после введения некоторым из животных. У других животных пиковые уровни инсулина в плазме наблюдаются между 10 и 20 минутами после введения.

При абсорбции из препаратов, соответствующих изобретению, пиковый уровень инсулина в плазме достигается у всех животных в пределах 10 минут после введения с последующим другим пиком около 25 минут у всех животных.

Обычно более быстрая абсорбция инсулина из препаратов, соответствующих изобретению, ближе к кривым натурального инсулина в плазме после приема пищи у здоровых людей. Более того, отсутствие отклонений среди животных показывает, что желательный уровень абсорбции инсулина более легко и более надежно достигается при использовании препаратов настоящего изобретения.

Реферат

Фармацевтический аэрозольный препарат содержит гидрофторалкановый пропеллент, фармацевтически активный полипептид с молекулярной массой до 40 кД и сурфактант. Полипептид диспергируется в пропелленте. Сурфактантом является С₈-С₁₆ - жирная кислота или ее соль, соль желчной кислоты, фосфолипид или алкил-сахарид. Сурфактант усиливает системную абсорбцию полипептида в нижних дыхательных путях и присутствует в соотношении сурфактант:полипептид от 1:10 - 1: 0,2. Полипептидный аэрозольный препарат используется для местного или системного лечения заболеваний дыхательных путей. Настоящие препараты устойчивы и обеспечивают высокую биодоступность полипептидов с хорошей воспроизводимостью. 3 с. и 40 з.п. ф-лы, 2 табл.

Формула