具有s形释放曲线的聚丙交酯-聚乙交酯微粒的制备
【技术领域】
[0001] 本发明涉及由聚（D，L丙交酯-共-乙交酯）（PLGA)聚合物形成的生物可降解微 粒的制备，和如何实现活性药物化合物自微粒的S形释放。具体地，本发明涉及内部/油相 至外部/水相的乳化，随后猝灭和单一干燥步骤用于制备具有优选碱性/亲核化合物的优 选释放曲线的微粒，化合物诸如利培酮。可选地，本发明还适于具有差的水溶性并且需要大 于20%w/w的高载药量的疏水化合物。释放曲线可通过调节具有用于内部/油相的有机溶 剂的外部/水相的饱和度，和猝灭步骤的温度来控制。具体地，初始延滞期和基本上S形释 放曲线可通过使用在乳化步骤用于内部相的溶剂使外部水相过饱和，结合猝灭期间的低温 实现。
【背景技术】
[0002] 虽然文献聚焦在生物大分子的可注射的长效药物（depot)的重要的挑战，但是疏 水化合物是非常有意义的一类药物并且在它们自身领域（right)中提出了独特的挑战。估 计全部新的化学个体中至多40%显示差的溶解性。术语"疏水化合物"粗略地描述了在 水中表现差的溶解性，但是通常，并不总是溶于各种有机溶剂的非均相组（heterogeneous group)的小分子（小于1300)。通常，术语微溶的（l-10mg/ml)、非常微溶的（0· 1-lmg/ml) 和几乎不可溶的（〈〇.lmg/ml)被用于分类这样的化合物。另外，"碱性化合物"意思是当化 合物溶解在水中时，其产生具有大于纯水的氢离子活性和大于7. 0的pH的溶液。碱性化合 物也可以是疏水化合物。
[0003] 控释的剂型通过增加治疗活性同时减少副作用的强度和治疗期间所需的给药次 数提高了药物治疗的效果。对于（i)具有宽的治疗窗，（ii)需要低的每日剂量，和（iii) 将被用于疾病的长期治疗的某些药物，可注射的控释的长效药物一一诸如载药的生物可降 解的聚合物微粒一一可以提供这样的可选递送策略，潜在地解救用其他方式不可递送的药 物。
[0004] 直径范围为从大约10至125μm的生物可降解的微粒（微胶囊和微球）可令人满 意地充当延长释放的药物递送系统。由某些治疗剂和适合的生物可降解基质组成的微粒可 悬浮在粘性稀释剂中并且被肌肉内（IM)或皮下注射。
[0005] 多种生物可降解聚合物已经被用于不同药物的控释。对于肠胃外药物递送系统的 研发，适合的生物可降解聚合物的选择和设计是第一个挑战步骤。已经提出若干类别的合 成聚合物，其包括聚（酯）、聚（酐）、聚（碳酸酯）、聚（氨基酸）、聚（酰胺）、聚（氨基甲 酸酯）、聚（原酸酯）、聚（亚氨基碳酸酯）和聚（磷腈）。
[0006] 已知各种方法，疏水化合物可通过其以微粒的形式被封装（Christian ffischke和StevenP.Schwendeman，"Principlesofencapsulatinghydrophobic compoundsinPLA/PLGAmicroparticles"，InternationalJournalofPharmaceutics 364(2008)298-327)。最完善的（well-estabilished)概括如下：
[0007] -o/V乳液技术（溶剂蒸发和/或萃取）
[0008] 由于相当大数目的疏水化合物溶于多种不与水混溶的有机溶剂中，并且当然较差 地溶于水中，将这样的药物封装在生物可降解的聚合物中的最简单的方法之一是通过水包 油（0/V)乳液/溶剂蒸发和/或萃取技术。0/V方法涉及将聚合物（在大部分情况中是 PLGA)溶解在不与水混溶的、挥发性的有机溶剂（诸如二氯甲烷（DCM)、四氢呋喃（THF)和 乙酸乙酯）中，并且然后将化合物溶解在制备的溶液中或可选地将化合物溶解在混溶共溶 剂中并混合。共溶剂通常用于在主要有机溶剂中不显示高溶解性的药物。然后，得到的有 机油相乳化在含有合适乳化剂的水溶液（连续相）中。包括在水相中的乳化剂起到水包油 乳液的稳定剂的作用。然后通过蒸发或萃取过程使乳液经历溶剂去除，以使油滴固化。一 般而言，挥发性溶剂可通过蒸发至气相或在任何情况下通过萃取至连续相从这样的乳液移 除。在前者的情况中，保持乳液在降低的压力下或在大气压下，并且减小搅拌速率，同时增 加温度以使挥发性溶剂蒸发。在后者的情况中，乳液被转移至大量的水（有或没有表面活 性剂）或其它猝灭介质中，与油滴相关的溶剂扩散出来至水或其它猝灭介质中。溶剂蒸发 和萃取的组合也是可应用的。然后将如此获得的固体微球清洗并筛分收集。然后在合适的 条件下一一诸如真空干燥或冻干一一将其干燥。
[0009] -s/o/w乳液技术
[0010] 当药物不能溶解在载体溶剂或溶剂混合物中，或当采用共溶剂系统不能够避免大 量药物损失至连续相中时，通常使用该技术。在该方法中，药物被分散在油相中，油相由有 机溶剂或溶剂和溶解在该相中的聚合物的混合物组成。由于某些活性试剂在有机溶剂中的 低但不同的溶解性，药物的某部分也可以以s/o/w制剂的形式在溶液中。s/o/w方法需要 非常低的药物颗粒尺寸，以允许药物晶体的完全封装。除了需要小尺寸药物材料外，s/〇/ W技术的其它缺点可能是在封装过程期间药物显示沉淀（比悬浮介质更高的密度）或飘浮 (由于低润湿性由气泡粘合至疏水表面引起）的倾向，以及在产品研发的稍后阶段，在放大 至大规模制造期间，预期也可能出现困难。可能由药物合成一一例如在药物晶体结构或润 湿特性中--的变化引起的改变预计将影响来自s/o/w颗粒的释放曲线。此外，相比于由 ο/w技术制备并显示均匀药物分散的致密微球，可能出现释放的差异。
[0011] -〇/〇 方法
[0012] 虽然被分类为疏水化合物，但是一些活性物质在水性介质如外部水相中表现明显 的溶解性。因此，预期ο/w方法由于在封装过程期间活性试剂从分散相至较大体积的连续 相的通量导致低的封装效率。为了克服该问题，可使用〇1/〇2乳液方法。药物和聚合物溶解 在有机溶剂（如，乙腈）中，并且然后溶液被乳化进入由乳化剂（HLB通常〈8)的油溶液一一 如棉籽油或矿物油一一组成的连续相中。〇1相溶剂（即，乙腈）在外部油相中被萃取（在 棉子油中乙腈溶解度为10% )，其对于聚合物和药物两者应当是非溶剂。可选的方法涉及 结合s/o/w和〇/〇方法学的概念的s/o/o技术。然而，对于在油中进行的方法，连续相的移 除需要特殊处理，例如用己烷或石油醚清洗颗粒。乳化过程可通过机械搅拌、高剪切混合器 和/或静态混合器实现。
[0013] -喷雾干燥
[0014] 微粒通过将药物在聚合物的有机溶液中的溶液或悬浮液喷雾获得。喷雾干燥被定 义为通过将进料喷入热的气态干燥介质（例如，热空气）中进料从流体状态（溶液或分散 体）至干燥的颗粒形式的转化。其为连续的一步方法操作，其中可区分四个不同的阶段， 即：进料的雾化、喷雾和空气的混合、溶剂蒸发、和产品分离。各种雾化系统是可用的，根据 喷嘴设计其可被分类为旋转式雾化、加压雾化和双液雾化。喷雾干燥技术能够克服乳液基 封装方法引起的大体积溶剂污染的水相的问题，然而它面临关于从小规模转移到大规模生 产的技术的可扩展性问题。
[0015] 存在大量证据支持药物从缓释肠胃外系统的释放主要由递送系统的特性控制并 主要依赖于扩散（早期）和水解侵蚀（后期）的组合的假设（Cheng-juKim,Controlled ReleaseDosageFormDesign,TECHNOMICpublications；XiaolingLi,BhaskaraR. Jasti,DesignofControlledReleaseDrugDeliverySystems,McGraw-Hi11) 〇释放曲线 通常图解为累积释放，表达为作为时间的函数，存在于微粒中的活性试剂的总量的百分比。 不同的临床应用和/或不同的活性试剂可需要不同类型的释放曲线。例如，一种类型的释 放曲线包括随时间基本上线性的释放曲线。另一种类型的释放曲线是S形释放曲线，其特 征在于初始延滞期，陡峭的中间释放期，和平坦的最终释放期。
[0016] 药物释放机制形式PLGA微粒已经被发现是聚合物侵蚀和药物扩散的组合 (N.Faisant等人，"PLGA-basedmicroparticles:elucidationofmechanismand anew,simplemathematicalmodelquantifyingdrugrelease",Eur.J.Pharm. Aci.，15(2002)355-366)。影响生物可降解微粒产品的释放曲线的一个关键变量是最终微 粒产品中聚合物或聚合基质材料的分子量。聚合物的分子量影响聚合物的生物降解速率。 对于活性试剂释放的扩散机制（扩散控制的），聚合物应当保持完整直到全部活性试剂从 微粒释放，然后降解。活性试剂也可随着聚合基质材料生物侵蚀（降解控制的）从微粒释 放。通过聚合材料的适当选择，可制成微粒制剂，其中得到的微粒表现扩散释放性质和生物 降解释放性质二者。
[0017] 药物从颗粒尺寸>10μπι的生物可降解PLGA微粒释放由基质/主体侵蚀控制， 并且当需要S形释放曲线时选择这些系统（Μ.Kdrber,"PLGAErosion:Solubi1ity-〇r Diffusion-Controlled?〃，PharmRes(2010) 27:2414-2420)。通过水解聚合物主链中不 稳定的酯键，使不溶于水的聚合物的聚合物链破碎为较小的、溶于水的分子。然后物理分散 在聚合物基质的间隙的药物释放。聚合物降解的副产物是乳酸和乙醇酸，其一般发现在体 内代谢循环中。在聚合物Mw下降到发生质量损失的临界值以下的延滞时间之后预期开始 药物释放。已知不同的聚合物类型需要不同的时间用于完全降解，在较大分子量和高得多 的丙内酯含量时，和