制备包含稳定活性物的产品和包含相同活性物的组合物的方法

专利名称：制备包含稳定活性物的产品和包含相同活性物的组合物的方法
技术领域：
本发明广泛涉及一种制备包含活性成分(具体是生物材料)的产品的方法，其中所述活性成分是稳定的。本发明还涉及包括所述产品的组合物，且具体是包括治疗性生物材料的组合物。
背景技术：
许多用于人类和动物疾病治疗和预防或用作食品补充剂的生物材料如蛋白质和全细胞只有有限的保存期限。所述有限的保存期限被认为是蛋白质在储藏温度时的不稳定性的结果。虽然一些蛋白质和细胞培养物的所述保存期限可通过在低温(即4°C -8°C )保存它们得以延长，通常保存期限少于18个月。生物活性蛋白一般折叠成复杂的各蛋白独特的三维结构形式。所述蛋白一般在3种水平上组织；具有一级结构，由共价结合的氨基酸残基直链组成(肽链)；二级结构，其中所述肽链折叠为规则形状(如α螺旋和折叠片层)；和三级结构，其中所述折叠的链本身进一步折叠形成压缩结构。此外，一些由多于一条多肽链组成的蛋白质保持紧密排列以形成所谓四级结构。正是所述三级和/或四级结构决定了蛋白质最终生物活性。所述蛋白质最终结构可被许多环境因子影响，例如温度，pH，某种辅因子或金属的存在或缺失，氧气、酶、氧化或还原试剂的存在和水或湿气的存在。当条件没有优化时，蛋白质可能不能正确折叠或可能变性，从而丧失其生物功能或至少减弱。广义而言，动物、植物和微生物的细胞可被认为是复杂的蛋白质材料，因为其含有附在细胞膜和/或细胞壁内的众多蛋白质，所述膜或壁转而在所述细胞表面呈递其他蛋白质。因为具有蛋白质，细胞生存力取决于其存在的环境；例如温度，ΡΗ，某种辅因子或金属的存在或缺失，某些营养物、代谢废料、氧气、酶、氧化或还原试剂的存在或缺失和水或湿度的存在可单独或共同地作用以影响生存力。本领域有许多已知技术用于稳定蛋白质，其中一些简要讨论如下。真空冷冻干燥(低压冻干法)常用于制备在真空中等使用的蛋白质。传统冷冻干燥涉及冷冻所述生物蛋白溶液并从中移去冰晶体，这是通过在真空中将其转变为水蒸汽(升华)。此方法常导致所述蛋白的天然结构受损。为了有助于增加冷冻干燥制得的生物蛋白的稳定性，可在产品制剂中使用添加剂如缓冲或稳定剂。然而，冷冻干燥期间，当所述溶液的温度经过一天缓慢降至_20°C时，所述添加剂可能在不同的凝固点固化。结果，所述终产物可能是细软块状物质，其实际是由各代表单独组分的不同层组成。大体上，所述加入以保护所述生物蛋白的添加剂可从中物理或化学分离，使得它们不能用作保护剂。食品和乳品业中制作干果浓缩物和奶粉的常用替代方法为例如热喷雾干燥。此方法包括从喷雾塔上方向下喷洒溶液细雾与向上的热气流相对。所述热气在水滴到达所述塔底部时从中除去水。喷雾干燥通常在进口空气温度超过190°c下操作且所述产品温度可能远超60°C。在这种操作环境下大多数所述生物蛋白或细胞变性，如细菌细胞。
其他本领域已知的蛋白制备方法为超临界液体干燥法。该方法中，生物试剂如肽、蛋白和核酸维持在水溶液中直至形成颗粒。形成颗粒时用受控氢结合溶剂如乙醇和异丙醇除去所述水溶剂。流化床喷雾干燥是改良的热喷雾干燥技术。该方法常在所述药学和化学工业中用于片剂造粒和/或用于干燥热稳定材料。此方法包括从喷头上向下喷洒含活性物的溶液细雾于大量干燥赋形剂上。同时，向上的热气流穿过所述大量赋形剂以形成流化床。所述热气流在所述流化床底部从所述流化湿固体中移去水。
流化床喷雾干燥技术可应用于在约50°C -60°C热稳定的药物蛋白。然而，所述蛋白的天然结构可能受到影响且因此所述蛋白可能失去所有或至少一些生物活性。可能存在与上述流化床喷雾干燥相关的其他问题；例如，位于加工室顶部附近的所述喷嘴需要在所述赋形剂材料的流化床表面上有明显的空隙从而所述该材料不会阻塞喷嘴；显著量的所述涂覆材料或含有所述活性成分的液体，可能阻塞所述喷嘴的过滤系统导致加工损失；且该顶部喷雾流化床操作可能仅适宜造粒而不是喷涂目的。所述流化床喷雾干燥法通常也产生不同形状和大小的粗糙和不规则颗粒。颗粒之间的接触造成研磨效果，可导致所述蛋白的变性。本发明开发前商业使用的技术中，微囊化技术可能被认为对于制备生物蛋白和细胞最有用。通常不需要主要设备且批量大小可小到10g-20g，这使其可用于制备可能非大量的生物蛋白。此方法使用有机溶剂溶解所述生物蛋白质，之后用水包油包水(w/o/w)或水包油包固体(s/o/w)乳液法将其包埋在聚合物微球体中。通过简单过滤除去水后将蛋白捕获入所述固体微球体并将溶剂蒸发掉。微囊化技术在造纸工业中已用于制造碳或自粘贴纸且至少在日本用明胶微胶囊生产食品例如人工鱼卵和装饰品以获得鱼或肉味。虽然微囊化可被认为是制备用于储藏和将来使用的生物蛋白质和全细胞的合适方法，但是该技术在药物和生物技术产业仍处于发展阶段。所述技术的明显困境在于蛋白质很可能被所用溶剂和所需的乳化/匀化过程变性。此外，依本方法生产的产品质量可能被认为不理想，因为有痕量溶剂残留在所述微胶囊核心，其可能妨碍用本技术生产的产品的商业化。本发明者基于热喷雾干燥和微囊化技术开发了一种替代方法，其中活性成分如蛋白质可稳定的时间延长。

发明内容
第一方面，本发明提供用于制备包括至少一种活性成分的产品的方法，所述方法包括(i)提供包括至少一种活性成分、糖类和水混溶性溶剂的涂布液；(ii)提供包括一种或多种水溶性凝胶形成化合物的颗粒；(iii)以所述颗粒在仪器的加工室内以螺旋路径向上移动的方式在所述室内流化所述颗粒；(iv)在所述颗粒上喷洒所述涂布液以产生包覆颗粒；(V)使所述包覆颗粒干燥。
所述至少一种活性成分可能不稳定。所述至少一种活性成分可能在光、热、空气和/或湿气存在下不稳定。所述至少一种活性成分可为生物材料，如蛋白质、肽、活细胞或微生物。所述至少一种活性成分可为不稳定的生物材料。所述至少一种活性成分可为对光、热、空气和/或湿气敏感的生物材料。所述至少一种活性成分可为细胞因子。所述至少一种活性成分可选自下组白介素、干扰素、ΕΡ0、艾塞那肽(Exenatide)G-CSF、人生长激素和胸腺素。
所述至少一种活性成分可选自下组抗癌剂、消炎剂、溶血剂、抗糖尿病剂、抗过敏剂和抗真菌剂。所述加工室在进行所述方法期间的温度可为约30°C -45°C或约35°C -40°C。所述涂布液在接触所述颗粒前可以是微滴的形式。所述涂布液可在进入所述加工室一秒钟以内在所述颗粒上变为固态。在步骤(iii)之前，所述颗粒可在所述加工室内流化并通过在其中施加热量而干燥。所述颗粒可通过加热到约30°C _80°C而干燥。步骤(iii)中，所述颗粒可旋转。可通过将向上的移动旋转气流引入所述加工室进行步骤(iii)，从而使所述颗粒以螺旋路径向上移动。可通过经位于所述加工室底部或接近该底部的导向部件吸气进行步骤(iii)，其中离开所述导向部件的所述气体以旋转路径向上移动，从而使所述颗粒以螺旋路径向上移动。所述导向部件可包括吸入气体的入口和排出气体的出口，所述导向部件包括作用于穿过所述入口和所述出口气体的气体导向元件，从而该气体从所述出口排出并以旋转路径向上移动。所述导向部件可包括至少两种适合围绕共同轴旋转的部件，其中第一部件含能吸入气体的入口且其中第二部件含一种或多种从所述第二部件表面向外凸出的气体导向元件，其中所述第二部件位于所述第一部件上方且使用时吸入入口的气体作用在所述一种或多种气体导向元件上，使所述第二部件旋转，从而使从所述导向部件排出的气体以旋转路径向上移动。所述气体可为空气或惰性气体，例如氮气。所述气体在进入所述加工室时的温度可为约30°C -45°C或35°C -40°C。步骤(iii)或步骤(iv)开始前，所述加工室内的空气可用惰性气体更换，如氮气。步骤(iv)可包括从所述加工室底部向所述颗粒喷洒所述涂布液。步骤(iv)可包括向上喷洒所述涂布液从而该涂布液沿着所述颗粒流动形成的圆柱移动。步骤(iv)可包括对所述颗粒向上喷洒所述涂布液，以约10° -70°的角度，或以约20° -60°的角度，或以约30° -50°的角度，或以约35° -45°的角度，或以约40°的角度。
步骤(iv)可包括从所述加工室内多个喷雾出口喷洒所述涂布液。步骤(iv)中所述涂布液的温度可为约0°C -50°C、或10°C -50°C、或15°C -45°C,或30°C -45°C、或35°C _40°C。在一个实施方式中，所述涂布液可为室温如约20°C。步骤(V)可包括使所述包覆颗粒加热干燥。步骤(iv)和(V)可在平衡条件下进行。所述方法还可包括一种或多种其他涂层步骤，其用选自下组的涂层进一步包被所述颗粒肠溶衣、膜涂层、防湿涂层和掩味涂层。所述涂布液还可包括选自下组的其他成分氨基酸如赖氨酸、精氨酸、半胱氨酸和亮氨酸，蛋白质例如人血清白蛋白、卵清蛋白，螯合剂如EDTA和EDTA钠，缓冲液如磷酸钠缓冲液、柠檬酸/柠檬酸盐缓冲液、tris缓冲液，防腐剂如羟基苯甲酸和其衍生物，稳定剂，抗 氧化剂如维生素E、抗坏血酸，和润滑剂如水、硅树脂和硅酸盐。所述水混溶性溶剂可为二元醇，例如甘油或丙二醇。所述糖类可为糖聚合物。所述糖类可选自下组果糖、葡萄糖、转化糖、乳糖醇、乳糖、麦芽糖醇、麦芽糖、甘露醇、山梨糖醇、蔗糖、海藻糖、甘露醇及其组合。所述一种或多种水溶性凝胶形成化合物可选自下组丙烯酸盐及其衍生物、白蛋白、藻酸盐、卡波姆、角叉菜胶、纤维素及其衍生物、右旋糖苷、右旋糖、糊精、明胶、聚乙烯基吡咯烷酮、淀粉、预凝胶淀粉及其组合。所述方法可在反向流化床反应器内进行。所述仪器的加工室可为内封式。所述仪器的加工室可为无菌环境。所述仪器的加工室可为惰性环境。所述颗粒可为微粒。第二方面，本发明提供用所述第一方面的方法制备时包含至少一种活性成分的产
品O所述至少一种活性成分可选自下组白介素、干扰素、ΕΡ0、艾塞那肽G-CSF、人生长激素和胸腺素。所述至少一种活性成分可选自下组抗癌剂、抗炎症剂、溶血剂、抗糖尿病剂、抗过敏剂和抗真菌剂。第三方面，本发明提供用所述第二方面的产品给对象递送至少一种活性成分。对象可以是人或动物。所述产品可适于注射、口服或经鼻给药、舌下给药、局部给药或阴道或直肠给药。所述产品的剂型可选自下组用于注射的组合物、舌下片剂、口服片剂、缓释舌下片剂、用于填充到胶囊中的微胶囊、微胶囊、预混料、阴道栓、用于鼻喷剂或鼻滴剂的预构建的固体药剂、水滴剂、洗眼剂或滴眼液和皮肤清洗溶液。所述产品的剂型可选自下组缓释片剂或微胶囊。第四方面，本发明提供用所述第一方面的方法稳定至少一种活性成分。第五方面，本发明提供用所述第一方面的方法制备缓释剂型。为了所述第二、第三、第四和第五方面的目的，所述至少一种活性成分可为如所述第一方面定义和如本文所述的活性成分。第六方面，本发明提供用于制备包括至少一种活性成分的产品的仪器，所述仪器包括设有一个或多个出口用于引导液体进入其中的加工室，位于所述加工室底部的入口和出口，因此允许气体穿过所述加工室移动，其中所述入口提供有导向组件从而当气体吸入所述入口时，离开所述导向组件的气体以旋转路径向上移动。所述导向部件可为如本文所述的导向部件。附图
简要说明下面参照附图，仅以举例的方式描述本发明的优选实施方式，其中图I显示用甲福明二甲双胍和依本发明方法制备的口服(舌下)艾塞那肽产品治疗的人类对象的禁食血浆葡萄糖水平。
·
图2显示用甲福明二甲双胍和依本发明方法制备的口服(舌下)艾塞那肽产品治疗的人类对象饭后2小时的血浆葡萄糖水平。定义以下是有助于理解本发明内容的一些定义。这些是一般定义，不应将本发明的范围单单限制于这些术语，其提出是为了更好地理解下列描述。通篇说明书中，除非内容需要另外说明，术语“包括”或其变体如“包含”或“含有”应理解为指示包括所述步骤或元件或整数或者步骤或元件或整数的组合而不排除任何其他步骤或元件或者元件或整数的组合。因此，在本说明书的内容中，术语“包括”表示“主要包括而不是唯一必然包括”。在本说明书的内容中，术语“约”理解为数字范围，本领域技术人员会认为其与实现相同功能或结果的内容中列举的值等同。在本说明书的内容中，本文所用术语"一种"和"一个"表示一种或一种以上的(即至少一种)本文语法对象。例如，"一个元件"表示一种元件或者一种以上的元件。本说明书的内容中，术语“微粒”理解为包括直径约为50-800微米的颗粒，优选约为200-400微米。本说明书的内容中，术语“平衡条件”理解为输入湿气量与由于输入热量造成从颗粒中蒸发损失的湿气量相同。本说明书的内容中，术语“活性成分”以其最广泛的含义构成且包含例如，药、包括其部分的活细胞、蛋白质、肽、核酸、病毒、病毒颗粒、微生物等，或用于任何目的(包括治疗目的)的可给予对象如人或动物的任何其他物质或材料。本说明书的内容中，术语“不稳定”理解为其所指材料在具体条件如常压下易于发生不必要的物理或化学变化。发明详述本发明广泛涉及一种制备包含活性成分的产品的方法。所述产品通过可称为“微胶囊”的方法获得。在某些实施方式中，本发明提供用于稳定/保存不稳定材料的方法，例如光、热、空气和/或湿气敏感的材料，特别是生物材料如蛋白质、肽、活细胞、和微生物。本发明方法开发了稳定/保存用于给予人或动物的蛋白质和肽的具体应用。通过本发明方法生产的所述稳定化产品在给予对象时产生组成型蛋白质和肽改善的效果。本发明的方法可在仅30°C _40°C的操作温度下进行，意味着其与许多热敏感的活性成分可相容。
一方面，本发明提供用于制备包括至少一种活性成分的产品的方法，所述方法包括(i)提供包括至少一种活性成分、糖类和水混溶性溶剂的涂布液；(ii)提供包括一种或多种水溶性凝胶形成化合物的颗粒；(iii)以所述颗粒在仪器的加工室内以螺旋路径向上移动的方式在所述室内流化所述颗粒；(iv)在所述颗粒上喷洒所述涂布液以产生包覆颗粒；(V)使所述包覆颗粒干燥。概括的说，所述方法涉及在合适的加工室内向可接受的微粒赋形材料(颗粒，优 选微粒)上喷洒含结合至少一种糖类的活性成分和水混溶性溶剂的液体，其中所述颗粒在包被时通过所述室以螺旋路径/轨迹向上移动。所述颗粒在所述加工室内的移动类似飓风中空气的移动。所述颗粒的包覆产生微囊化且因此稳定/保存了所述活性成分。所述加工室中所述颗粒的螺旋形轨迹提供了平滑、均匀的所述涂布液的涂层，其形成含活性成分和其他水溶性材料如糖和氨基酸的水凝胶。所述涂布液和颗粒的性质使本方法生产的产品能具体用于缓释递送应用，如粘膜和舌下递送治疗活性成分。在该应用中，所述水溶性材料接触唾液时溶解，从而在所述涂层表面产生微孔，其促进了所述微胶囊分解入液体凝胶。所述凝胶在粘膜表面排成一行，从而递送所述活性成分并优化吸收。因此，依本发明方法制备的产品代表用于治疗活性成分的便捷固体口服递送形式，其可取代注射需求。本发明的方法还可成功制备具有十亿分之几活性成分的剂型，其中所述成分分布均匀。细胞因子的体内作用通常是催化性且因此为了实现所需的生物活性，仅需纳克或皮克量。将该小量均匀分布在固体物质中尤其困难且在药物工业上没有先例。通过利用本发明方法，活性成分可包埋在排阻水、光、氧气和微生物的保护环境中。在生物材料如蛋白质和肽的情况中，稳定性可持续最多4年时间而不用冷冻。所述至少一种活性成分可能不稳定。在一个实施方式中，所述至少一种活性成分对光、热、空气和/或湿气敏感。所述至少一种活性成分可能是任何生物材料，包括但不限于蛋白质、肽、活细胞、微生物和核酸。所述生物材料可能不稳定，例如对光、热、空气和/或湿气敏感。在一个实施方式中，所述至少一种活性成分为细胞因子如白介素或干扰素。在其他实施方式中，所述至少一种活性成分为抗癌剂、消炎剂、溶血剂、抗过敏剂、抗糖尿病剂或抗真菌剂。所述至少一种活性成分可以是肽，例如艾塞那肽。本领域技术人员会认识到本发明方法也可应用在除上述以外的广泛范围的其他活性成分，例如因无论任何原因需要稳定化/保护的任何材料。具体的，本发明方法可应用于旨在给予人或动物的任何不稳定的治疗材料。所述涂布液包括至少一种活性成分、糖类和水混溶性溶剂。所述糖类可为例如甘露醇、海藻糖、异麦芽酮、木糖醇、右旋糖、右旋糖苷、果糖、葡萄糖、转化糖、乳糖醇、乳糖、麦芽糖醇、麦芽糖、麦芽糊精、山梨糖醇、蔗糖、或其任何组合。然而，本领域技术人员应理解可使用其他糖类，这取决于例如溶液内包含的所述活性成分的性质和所述产品的预期用途。应理解本文所用术语“糖类”包括糖醇，从而术语“糖类”与“糖类或糖醇”同义。在一些本发明的实施方式中，可应用含不同组分的多个涂层。例如，当制备含干扰素的微胶囊时，所用第一涂布液可在丙二醇和水中含明胶或卵清蛋白。第二(或活性)涂层可包含干扰素、甘氨酸、亮氨酸、右旋糖苷、磷酸缓冲液、白蛋白、葡萄糖、海藻糖和麦芽糊
不目O适用于本发明方法的水混溶性溶剂包括被认为基于合理的危险/收益比例可安全接触人或动物体组织的任何和所有水混溶性溶剂。所述水混溶性溶剂优选二元醇如丙三醇或丙二醇或其混合物。考虑到所述产品的预计用途，其他合适的水混溶性溶剂对本领域技术人员是显而易见的。所述涂布液可包括其他组分，包括但不限于更多的蛋白质、氨基酸、稀释剂、螯合齐U、缓冲液、防腐剂、稳定剂、抗氧化剂、润滑剂和可补充其内含的具体活性物的功能或使之稳定的其他添加剂。本领域技术人员会认识到其他存在组分的性质主要取决于所述活性成分和所述产品的预计用途。具体额外组分的进一步示例包括但不限于赖氨酸、甘氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、精氨酸和半胱氨酸；人血清蛋白、白蛋白、卵白蛋白和明胶；磷酸钠缓冲液、柠檬酸/柠檬酸盐缓冲液、tris缓冲液、羟基苯甲酸衍生物；维生素E、抗坏血酸；水混溶性硅树脂/硅酸盐；柠檬酸、EDTA和EGTA。本领域技术人员应理解，各种替代蛋白、氨基酸、稀释剂、螯合剂、缓冲液、防腐剂、稳定剂、抗氧化剂和润滑剂也可适用于本发明，同样取决于所述活性成分的性质和所述产品的预计用途。所述颗粒包括水溶性凝胶形成化合物，其可为天然或合成的聚合物或单体，优选在相对较高湿度含量时不变为液体或半固体。合适的水溶性凝胶形成化合物包括但不限于丙烯酸盐或其衍生物、白蛋白、藻酸盐、卡波姆、角叉菜胶、纤维素或其衍生物、右旋糖苷、糊精、明胶、聚乙烯基吡咯烷酮、淀粉或其组合。在一个实施方式中，所述水溶性凝胶形成化合物为明胶、预凝胶淀粉、羧甲基纤维素或其组合。所述水溶性凝胶形成化合物可形成部分所述颗粒的核心。本文中该核心可指“水凝胶”核心。所述颗粒还可包括用于影响水环境下所述产品溶解率的一种或多种简单糖。所述产品的溶解率可随着所述颗粒核心中存在的简单糖百分比提高而增加，或随着所述颗粒核心中存在的简单糖百分比降低而减少。此夕卜，通过在所述核心中包含一种或多种水溶性凝胶形成化合物，和/或增加所述水溶性凝胶形成化合物的分子量，可产生优化的缓释固体剂型。本发明方法所用的颗粒优选直径约50-800微米的微粒、或约100-600微米、或约200-400微米，然而应理解也可使用其他尺寸的颗粒，这取决于所述活性成分和所述产品的预计用途。小颗粒比大颗粒溶解更快，这是因为水能更快地渗透表面进入所述核心从而引起凝胶形成。同样，使用不同尺寸颗粒的混合物可优化持续缓释效果。本方法所用的颗粒组合物保证包含所述活性成分的所述涂布液有效结合所述颗粒的表面而没有显著的结块或损失。本发明方法涉及以所述颗粒在仪器的加工室内以螺旋路径向上移动的方式在所述室内流化所述颗粒。所述颗粒也可同时旋转。所述加工室内所述颗粒的螺旋轨迹在颗粒上形成平滑、均匀的涂布液涂层。平滑、均匀的涂层是有利的，因为其能最小化可能发生在粗糙、不均匀包覆颗粒间的研磨相互作用。该研磨作用可能对所述活性成分产生有害效应，特别是在所述活性成分为蛋白质或肽的情况下。所述颗粒的螺旋移动可通过引起所述加工室内的气体(其可包括空气或惰性气、体)螺旋路径移动来实现。这可通过将向上移动的旋转气流引入所述加工室实现。所述向上移动的旋转气流从所述加工室底部带起颗粒，使其以螺旋路径向上移动。在一个实施方式中，所述颗粒的螺旋移动通过用位于或接近所述加工室底部的导向组件吸气实现。可通过将所述加工室置于负压条件下经所述导向组件吸取气体。所述导向组件适于引起所吸入气体以旋转路径向上移动，进而带起所述颗粒使之以旋转路径向上移动。在一个实施方式中，所述导向部件包括吸入气体的入口和排出气体的出口，所述导向部件包括作用于穿过所述入口和所述出口气体的气体导向元件，从而该气体从所述出口排出并以旋转路径向上移动。在另一个实施方式中，所述导向部件包括至少两种适合围绕共同轴旋转的部件，其中第一部件含能吸入气体的入口且其中第二部件含一种或多种从所述第二部件表面向外凸出的气体导向元件，其中所述第二部件位于所述第一部件上方且使用时吸入入口的气体作用在所述一种或多种气体导向元件上，使所述第二部件旋转从而使从所述导向部件排出的气体以旋转路径向上移动。在此实施方式中，所述第一组件可为圆盘形式，且所述第二组件可为圆盘或锥形的形式。使用中，所述第二组件可升起、与所述第一组件分离并旋转， 从而从所述导向组件中排出的气体以旋转路径向上移动。所述入口可位于所述第一组件的中心。所述一种或多种气体导向元件可位于面向所述第一组件的所述第二组件的下表面。所述气体导向元件可为多个弯叶片。所述第一部件的直径可大于所述第二部件的直径。所述导向部件还可包括位于第一和第二部件之间的第三部件，所述第三部件包含与所述第一部件的入口相连的入口，还包括一种或多种从所述第三部件表面向外射出的气体导向元件，其中使用时各入口吸入的气体作用在所述一种或多种气体导向元件上，使所述第二和第三部件旋转，从而使从所述导向部件排出的气体以旋转路径向上移动。使用中，所述第二和第三组件可升起从而所述第一、第二和第三组件分离并旋转，使得从所述导向组件中排出的气体以旋转路径向上移动。所述第三组件的气体导向元件可为多个弯叶片。所述第三组件可为圆盘形式。所述第三部件的直径可大于所述第二部件的直径并小于所述第一部件的直径。所述一种或多种气体导向元件可位于面向所述第一部件的所述第三部件的下表面。在另一个实施方式中，所述导向组件包括至少四种组件，其以第一圆盘、第二圆盘、第三圆盘和锥形形式的可围共同轴旋转的层叠结构提供，其中所述第一、第二和第三圆盘各包括可吸入气体至其中的中心入口，且其中所述第二圆盘、第三圆盘和锥形的表面各包括多种从其表面射出的气体导向元件，其中使用时各入口吸入的气体作用在所述一种或多种气体导向元件上，使所述第二圆盘、第三圆盘和锥形旋转，从而使从所述导向部件排出的气体以旋转路径向上移动。在此实施方式中，所述第一圆盘的直径可大于所述第二圆盘，所述第二圆盘的直径可大于所述第三圆盘，且所述第三圆盘的直径可大于所述锥形的端面，从而当所述圆盘和锥形层叠在一起时所述气体导向部件总体外观为所述第一圆盘作为底所述锥形作为顶的圆锥。所述一种或多种气体导向元件可位于所述第二和第三圆盘的下表面和所述锥形面对所述第三圆盘的表面上。所述气体导向元件可为多个弯叶片。使用中，所述第二圆盘、第三圆盘和锥形可升起从而所述第一圆盘、第二圆盘、第三圆盘和锥形分离并旋转，使得从所述导向组件中排出的气体以旋转路径向上移动。本发明的另一个实施方式中，所述导向部件包括3种中心具有孔以界定穿过其路径的圆形部件。所述圆形部件适于围共同轴旋转，且从位于所述加工室最低点的组件开始直径变小。所述圆形部件的直径比例近似2 : 1.5 : I。所述圆形部件顶上是固体锥形组件，其适于围绕与所述圆形部件相同的轴旋转。所述锥形部件的直径小于直接位于其下的圆形部件的直径。所述两种直接位于所述锥形组件的圆形组件的边缘倾斜，从而当所述两种圆形组件和所述锥形组件放在一起时，所述三部分形成具有连续平面的较大锥形。除了位于所述加工室最低点的圆形部件，上述圆形部件的底面包含多个从所述外边缘向所述中心孔延伸的常规弯叶片。所述叶片用作引导空气流向所述孔。使用时，对所述加工室使用负压可向上吸引气体穿过所述圆形部分。在流过所述圆形部分的连续气体存在下，所述锥形部分升起、彼此分离并旋转。所述旋转部分和所述弯叶片的组合效应引起气体离开所述导向组件并以旋转路径向上移动，或换句话说类似飓风中空气移动的路径。所述向上移动的旋转气流从所述加工室底部升起颗粒，使其以螺旋路径向上移动。之前段落所述的导向部件在本文中可称为“火箭驱动器”。喷洒所述涂布液的步骤通常从所述加工室底部向上进行。因此，所述涂布液以与 穿过所述加工室的颗粒相同的常规移动方向喷洒。在一个实施方式中，向上喷洒所述涂布液从而该涂布液沿着所述加工室内颗粒流动所形成的圆柱移动。所述加工室内所述颗粒的螺旋路径移动形成具有外表面的圆柱形。在此实施方式中，向上喷洒所述涂布液从而所述液体沿着颗粒圆柱的外表面移动。在另一实施方式中，对所述颗粒向上喷洒所述涂布液，以约20° -60°的角度，或以约30° -50°的角度，或以约35° -45°的角度(相对所述加工室的底部)。喷洒所述涂布液的确切角度将取决于所述加工室的尺寸。例如，使用高窄加工室时所需角度很可能是40° -50°的量级。或者，使用较宽较短加工室时所需角度很可能低于40°。通过有关所述加工室尺寸的常规试验和实验，本领域技术人员能决定喷洒所述涂布液的最适角度。所述涂布液的温度可为约(TC -50°c、或为10°C -50°c、或为15°C -45°C、或为30°C -45°C、或为35°C _40°C。或者，所述涂布液进入所述加工室时可为室温。基于预期的批量规模，所述加工室可包含一个或多个喷射所述涂布液的喷枪。使用多喷枪时，不同枪可装入不同涂料。所述喷枪可在本方法进行期间的任何时候联用激活、连续激活或依次激活。这给生产具有多涂层和不同活性成分的产品提供了显著的灵活性。与瓶子中的冻干粉相反，本发明方法可生产在单一固体药剂中具有许多活性成分的产品。通过一次包埋一种活性成分且随后混合所获的微胶囊，本发明方法可在单一药剂中使化学和/或物理不相容成分联合。 本发明方法所用喷枪可调整，从而所述涂布液在接触所述颗粒前转变为微滴。可通过控制喷洒速率和进入所述加工室的气体体积来改变所述微滴尺寸。喷洒后，所述涂布液转变为包围在颗粒周围的连续玻璃膜(“生物玻璃”)。从液体转变为玻璃固体很迅速(少于I秒钟)所以不会影响所述活性成分的稳定性。所述活性成分不会受到热量损伤，因为其通过水蒸发的潜热而消散。其他涂层步骤可按需进行以获得具有特定性质的产品。例如，所述干燥步骤前或后，所得产品可用其他涂层包被。本领域技术人员会了解这在一些情况下是有利的，例如产品需要口服给予时，可使用肠溶衣以保护产品免于在胃里降解。通常，进行这类其他涂层的涂布速率与所述初始涂布液包被所述颗粒时所用的相似。
本发明方法优选在封闭无菌环境中进行，或换句话说，在没有或基本没有污染物的环境中。常规污染物包括微生物等，然而本领域技术人员易理解实施本发明方法时也需要排除任何其他有害污染物。实施本方法的环境优选没有或基本没有氧气，从而最小化活性成分的氧化可能性。没有氧气或基本没有氧气的环境可通过用惰性气体如氮气置换所述加工室中所含的氧气实现。然而应理解也可使用其他惰性气体如二氧化碳或氩。本发明方法可涉及所述加工室中过重的颗粒。在正常流化床操作中，设备制造商建议不超过所述加工室容量的50% w/v。例如，若所述加工室为100L，则加工材料重量不应高于50kg。然而，本发明方法允许加工重量相对室体积高于100% w/v。因此，与正常流化床喷涂系统相比，任何批次中颗粒的加工重量可至少加倍或甚至增至三倍，带来生产效率的显著改善和资本显著节约。 为了最小化对所述活性成分的损伤，本方法可在平衡条件下进行。在这方面，输入的湿气量与通过输入热量引起的蒸发而损失的颗粒湿气量相等。因此，本方法可在潮湿和热中和环境下进行。在“潮湿和热中和环境”中，所述条件为所述微粒的表面没有湿气。无湿气环境可通过恒温下设定与蒸发速率相同的喷洒速率来实现。本发明方法可在任何合适的流化床喷洒仪器中进行。下述实施例中使用由中国北京BDA的维他法穆(Vitapharm)技术发展有限公司设计,海格(Hinge)工程公司制造的“火箭驱动器”，其置于BWI胡特林(BWI Huttlin)公司(德国施泰嫩的D-79585戴姆勒街(Daimlerstrasse) 7号)制造的CPU驱动Turbo jet 流化床涂布器中。本领域技术人员熟悉所述BWI胡特林仪器。应理解可对所述仪器进行改良以利于高效的微囊化。例如，本文所述实施例使用的仪器可按如下定制 重新设计喷嘴从而在操作所述仪器清洗或解阻期间可以移除所述喷嘴的中心部分(其向所述加工室递送所述涂布液)。此改进使所述仪器可连续操作。 所有接触表面进行彻底镜面抛光从而有助于在标准就地清洗(Cleaning-In-Place)循环后进行加热灭菌。 将导入所述加工室的空气替换为再循环惰性气体如氮气，这可用于与空气相反的流体化作用。此改进可使敏感活性成分的氧化最小化并增加厌氧细菌的稳定性。 所述标准仪器中存在的中央回风柱用上述火箭驱动器导向组件替换。在一个实施方式中，本发明方法(2_3Kg批量)可按如下进行I.具有合适组合物的固体水凝胶颗粒(微粒)用真空装载入装有所述火箭驱动器的胡特林Turbojet 流化床涂布器并流化。流化作用在500-1000m3/小时空气的速率下进行。2.所述微粒加热到约30°C -80°C持续约一小时，更优选约60°C，使用低速加工空气(其通过所述火箭驱动器进入所述加工室)从而颗粒在低速移动下流化。低速移动流化确保所述微粒内部干燥且最小化颗粒内部摩擦。3.然后所述微粒的温度降至约35°C _45°C，且进入所述加工室的加工空气速度增加直到所述微粒以螺旋轨迹向上移动。4.当所述微粒的温度达到约35°C-45°C时，用惰性气体如氮气替代所述加工空气。此步骤可进行至少约5分钟以确保加工室内的所有空气替换为所述惰性气体。5.所述活性成分固定在合适的涂层液中。所述基础溶液加热到约38°C以使固体完全溶解。将要喷洒涂层前在所述基础溶液中加入所述活性成分(约60rpm混合)并混合均匀。6.然后当所述微粒以螺旋轨迹向上移动时将所需量的涂层液喷洒到所述流化微粒上，优选尽可能最高速度。以每分钟约20克-40克涂布液的速度进行涂布。所述涂布液从所述加工室的底部以约40° -50°的角度(相对于所述加工室的底部)向移动的微粒喷洒。7.当微粒没有过量湿气时，所述涂布速度优选为每分钟约25克-35克涂布液，从而确保所述微粒以螺旋方式连续移动。因此，所述涂布液(含活性成分如蛋白或肽)在无湿气的氮气环境中连续脱水。所述产品通常干燥至水活性低于O. 25。应理解上述加工步骤和参数可改变以适合生产各种产品或含不同活性物的产品。 可对以下示例做出改变入口加工空气温度、产品温度、流化空气体积、液体喷洒速度、涂布液温度、涂布液粘度、涂布液固体含量、所述微粒总核心表面积、所述微粒核心的水溶性、入口空气湿度、压缩空气喷雾压力、仪器过滤孔尺寸和自动除尘频率。某参数改变后，本领域技术人员易鉴别其他参数所需的任何相应调整以抵消最初改变。本发明方法中，批量大小可按照所述加工室的体积和是否需要超负荷而改变。本文所述实施例中的批量大小通常为3kg。本文中，“批量大小”指本方法中所用的总固体且包括含在所述微粒、涂布液和任何所用其他涂布液中的固体。因此，本文所用的具体成分的百分比以所述总批量大小的百分比形式表示。本发明还涉及含至少一种本发明方法制备的活性成分的产品。所述产品优选包含生物材料，然而本领域技术人员应理解所述产品可包含对光、热、湿气或空气可能敏感的或因无论任何原因而需要稳定/保护的任何材料。本发明还涉及使用本发明方法稳定至少一种活性成分。本发明还涉及使用所述第二方面的产品将至少一种活性成分递送给人或动物。依本发明方法生产的产品能具体应用于将活性成分递送给人和动物中，优选生物活性成分。所述产品可适于注射、口服或经鼻给药、舌下给药、局部给药、阴道给药或直肠给药。所述产品的剂型可选自下组用于注射的组合物、舌下片剂、口服片剂、缓释舌下片剂、用于填充到胶囊中的微胶囊、微胶囊、预混料、阴道栓、用于鼻喷剂或鼻滴剂的预构建的固体药剂、水滴齐 、洗眼剂或滴眼液和皮肤清洗溶液。通过使用水溶性凝胶形成化合物，依本发明所生产的产品能高度有效地通过舌下和粘膜方式缓释递送活性成分。因此，本发明另一方面涉及用本发明方法制备缓释剂型的应用。在一个实施方式中，依本发明递送的制剂包括蛋白和肽，优选用于治疗性应用的蛋白和肽，例如细胞因子如白介素和干扰素。本发明还涉及用于制备含至少一种活性成分的仪器，其包括设有一个或多个出口用于引导液体进入其中的加工室，位于所述加工室底部的入口和出口，因此允许气体穿过所述加工室移动，其中所述入口提供有导向组件从而当气体吸入所述入口时，离开所述导向组件的气体以旋转路径向上移动。所述仪器可用于实施本发明方法。本发明的仪器所用的导向组件可为与所述第一方面有关的如上所述导线组件。所述出口可位于所述加工室的顶部。实施例实施例I-含350ng人重组白介素2 (IL2)/200mg片剂的缓释白介素2片剂批量大小3kg容器大小1. 5L涂布温度38°C±2°C喷洒速率30克/分钟常规微粒核心大小700μπι-425μπι(30% )，425 μ m_180 μ m(55 % )， < 180ym(15% )水凝胶微粒核心甘露醇(70% )、CMC钠(2% )、聚乙烯基吡咯烷酮(2% )、明胶(13% )和淀粉(13% )。涂布液甘露醇(10% )、丙二醇(3. 5% )、琥珀酰明胶(O. 6% )、甘氨酸(O. 3% )、抗坏血酸(O. 3% )、白蛋白(0.05% )、标准磷酸钠缓冲液(至pH 7)和注射用水(至100% )。所述方法如下进行I.甘氨酸、甘露醇、琥珀酰明胶、丙二醇、抗坏血酸和缓冲液溶于注射用水中，然后用O. 2微米膜滤器过滤。加入白蛋白，然后加入注射用水补充重量。2.按厂商说明对装有所述火箭驱动器的胡特林Turbojet 流化床涂布器的加工室加热处理灭菌一小时。3.然后将所述仪器切换至循环过滤氮气模式。4.通过真空将所述微粒装载入所述加工室、流化且随后加热到约60°C持续一小时。5.然后将所述微粒的温度降至40°C。6.然后以300m3空气/小时的速率流化所述加工室的内容物，所述速率按需要缓慢上升至900m3空气/小时。这使所述微粒以螺旋路径向上移动。7.然后将灭菌IL2(人重组IL2(2. 25mg))加入所述涂布液，然后所述涂布液在平衡条件下向所述微粒以30g/分钟的速率从所述加工室的底部向上喷洒。8.所得产品干燥至少于O. 25%水活性含量。9.然后依本领域标准程序压缩所述产物至200mg片剂。10.然后将所述片剂包装到氮气冲洗的铝/铝箔填充物中并储存在不超过25°C的温度中。方法验证结果使用同一设备、操作参数和同一批活性物和赋性剂材料在同一天生产两批IL2350ng片剂。早上和下午生产的批次分别指定批次编号BX20100831-1和BX20100831-2。还用两批次IL2微胶囊生产片剂。各片剂质量为200mg。片剂规格=350ng IL2±30%
权利要求
1.一种制备含至少一种活性成分的产品的方法，所述方法包括 (i)提供含至少一种活性成分、糖类和水混溶性溶剂的涂层液； (ii)提供含一种或多种水溶性凝胶形成化合物的颗粒； (iii)以所述颗粒在仪器的加工室内以螺旋路径向上移动的方式在所述室内流化所述颗粒； (iv)在所述颗粒上喷洒所述涂层液以产生包覆颗粒； (v)使所述包覆颗粒干燥。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述至少一种活性成分不稳定。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少一种活性成分在光、热、空气和/或湿气存在下不稳定。
4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一种活性成分为生物材料。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述生物材料选自下组蛋白质、肽、活细胞和微生物。
6.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述至少一种活性成分选自下组抗癌剂、抗炎剂、溶血剂、抗糖尿病剂、抗过敏剂和抗真菌剂。
7.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述至少一种活性成分为细胞因子。
8.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述至少一种活性成分选自下组白介素、干扰素、EPO、艾塞那肽、G-CSF、人生长激素和胸腺素。
9.如权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，所述糖类选自下组果糖、葡萄糖、转化糖、乳糖醇、乳糖、麦芽糖醇、麦芽糖、甘露醇、山梨糖醇、蔗糖、海藻糖、甘露醇及其组合。
10.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其特征在于，所述一种或多种水溶性凝胶形成化合物选自下组丙烯酸盐及其衍生物、白蛋白、藻酸盐、卡波姆、角叉菜胶、纤维素及其衍生物、右旋糖苷、右旋糖、糊精、明胶、聚乙烯基吡咯烷酮、淀粉、预凝胶淀粉及其组合。
11.如权利要求1-10中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(iii)之前将所述颗粒在所述加工室中流化并应用其中的热来干燥。
12.如权利要求1-11中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(iii)中所述颗粒旋转。
13.如权利要求1-12中任一项所述的方法，其特征在于，通过将向上移动的旋转气流引入所述加工室中进行步骤(iii)，从而使所述颗粒以螺旋路径向上移动。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，通过位于所述加工室底部或接近该底部的导向部件吸气进行步骤(iii)，其中离开所述导向部件的所述气体以旋转路径向上移动，从而使所述颗粒以螺旋路径向上移动。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述导向部件包括吸入气体的入口和排出气体的出口，所述导向部件包括作用于穿过所述入口和所述出口气体的气体导向元件，从而从所述出口排出的气体以旋转路径向上移动。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述导向部件包括至少两种适合围绕共同轴旋转的部件，其中第一部件含能吸入气体的入口且其中第二部件含一种或多种从所述第二部件表面向外凸出的气体导向元件，其中所述第二部件位于所述第一部件上方且使用时吸入入口的气体作用在所述一种或多种气体导向元件上，使所述第二部件旋转，从而使从所述导向部件排出的气体以旋转路径向上移动。
17.如权利要求13-16中任一项所述的方法，其特征在于，所述气体在进入所述加工室时的温度为约30°C -45°C。
18.如权利要求1-17中任一项所述的方法，其特征在于，在开始步骤(iii)或步骤(iv)之前用惰性气体替代所述加工室内的空气。
19.如权利要求1-18中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(iv)包括从所述加工室底部向所述颗粒喷洒所述涂层液。
20.如权利要求1-18中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(iv)包括向上喷洒所述涂层液从而所述涂层液沿着所述颗粒流动所形成的圆柱移动。
21.如权利要求1-18中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(iv)包括以约10° -70°的角度对所述颗粒向上喷洒所述涂层液。
22.如权利要求1-21中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(iv)中所述涂布液的温度为约 15°C -45°C。
23.如权利要求1-22中任一项所述的方法，其特征在于，所述涂层液在接触所述颗粒前是微滴形式。
24.如权利要求1-23中任一项所述的方法，其特征在于，所述涂层液在进入所述加工室一秒钟以内在所述颗粒上变为固态。
25.如权利要求1-24中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(iv)和(V)在平衡条件下进行。
26.如权利要求1-25中任一项所述的方法，其特征在于，其中所述颗粒是微粒。
27.—种产品,所述产品用如权利要求1-26中任一项所述的方法制备时含有至少一种活性成分。
28.如权利要求27所述的产品将至少一种活性成分递送给对象的应用。
29.如权利要求28所述的应用，其特征在于，所述产品适于注射、口服或经鼻给药、舌下给药、局部给药或阴道或直肠给药。
30.如权利要求29所述的应用，其特征在于，所述产品的剂型选自下组用于注射的组合物、舌下片剂、口服片剂、缓释舌下片剂、用于填充到胶囊中的微胶囊、微胶囊、预混料、阴道栓、用于鼻喷剂或鼻滴剂的预构建的固体药剂、水滴剂、洗眼剂或滴眼液和皮肤清洗溶液。
31.如权利要求28所述的应用，其特征在于，所述产品的剂型选自下组缓释片剂或微月父囊。
32.如权利要求1-26中任一项所述的方法在稳定至少一种活性成分中的应用。
33.如权利要求1-26中任一项所述的方法在制备缓释剂型中的应用。
34.一种制备含至少一种活性成分的产品的仪器，所述仪器包括设有一个或多个出口用于引导液体进入其中的加工室，位于所述加工室底部的入口和出口，因此允许气体穿过所述加工室移动，其中所述入口提供有导向组件从而当气体吸入所述入口时，离开所述导向组件的气体以旋转路径向上移动。
35.如权利要求34所述的仪器，其特征在于，所述导向部件包括吸入气体的入口和排出气体的出口，所述导向部件包括作用于穿过所述入口和所述出口气体的气体导向元件，从而从所述出口排出的气体以旋转路径向上移动。
36.如权利要求34所述的仪器，其特征在于，所述导向部件包括至少两种适合围绕共 同轴旋转的部件，其中第一部件含能吸入气体的入口且其中第二部件含一种或多种从所述第二部件表面向外凸出的气体导向元件，其中所述第二部件位于所述第一部件上方且使用时吸入入口的气体作用在所述一种或多种气体导向元件上，使所述第二部件旋转，从而使从所述导向部件排出的气体以旋转路径向上移动。
全文摘要
本发明广泛涉及一种制备包含活性成分具体是生物材料的产品的方法，其中所述活性成分是稳定的。本发明还涉及包括所述产品的组合物，具体是包括治疗性生物材料的组合物。
文档编号A23L3/00GK102791151SQ201180002271
公开日2012年11月21日 申请日期2011年2月18日 优先权日2011年2月18日
发明者高世英 申请人:高世英