专利名称：工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用一种在超临界或亚临界条件下工作的反溶剂技术制备一种物质的微粒的工艺，更具体地说，涉及利用超临界流体溶液增强分散(SEDSTM)工艺制备一种直径小于10μm的蛋白质或多肽的微粒的工艺。
背景技术：
超临界流体有独特性能，因为它们兼备液体一样的溶解本领和气体一样的输送性能，它们有比理想气体大的可压缩性。因此，接近于临界值的温度或压力的小变化将导致该流体的密度、因而其溶解本领的大变化。可以利用这些特征来提供高度可控的溶剂化性能。
二氧化碳是最广泛使用的超临界流体，这是由于有利的临界参数(Tc＝31.1℃，Pc＝73.8bar)、成本和无毒性的缘故。
已经发展了用超临界流体使微粒沉淀的两个原理，即超临界溶液迅速膨胀(RESS)和超临界反溶剂(SAS)或气体反溶剂(GAS)沉淀。
在RESS工艺中，超临界流体的溶解本领对压力小变化的敏感性用来触发微粒的机械法沉淀。然而，RESS不适合于与在超临界流体中溶解度低的肽和蛋白质等物质一起使用。
SAS或GAS工艺可以用来使一种在超临界流体中不可溶的物质的微粒沉淀，只要该超临界流体是与该物质溶解于其中的液体混溶的即可。
WO 95/01221、WO 96/00610、WO 98/36825、WO 99/44733、WO99/59710、WO 01/03821和WO 01/15664描述了超临界流体溶液增强分散(SEDSTM)工艺，除超临界流体的反溶剂性能外，该工艺还偶合了一种物理机械功能。SEDSTM技术涉及经由一种同轴喷嘴共同导入一个微粒形成容器的一种含有该要沉淀的物质的溶液和该超临界流体的连续流动，导致该溶液的实质上同时分散和混合，迅速超饱和以及微粒核化与形成。通过改变该SEDSTM工艺中使用的工艺条件，就可以控制所得到微粒的性能。
使用超临界二氧化碳的蛋白质沉淀迄今为止主要局限于使该蛋白质溶解于有机溶剂例如二甲基亚砜(DMSO)和N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中。然而，用这样的溶剂溶解蛋白质会导致该蛋白质的伸展或变性。这会引起疗效损失(Winters等人，Precipitation of Proteinsin Supercritical Carbon Dioxide，1996，J.Pharm Sci，85，586-594，Jackson等人，Beware of Proteins in DMSO，Biochem etBiophysica Acta 1078，231-235)。
进而，超临界流体对该有机溶剂的快速萃取倾向于促进该微粒的附聚，因为它们会由于迅速的核化和微粒生长而从该溶液中沉淀出来。
蛋白质从水溶液中沉淀出来会避免由于有机溶剂例如DMSO的存在而引起的对该蛋白质的损害。然而，超临界二氧化碳在水溶液中的不良溶解性，反之亦然，是反溶剂技术例如SEDSTM与很多物质例如蛋白质的水溶液一起使用的一个重大障碍。使用反溶剂技术例如SEDSTM使微粒从水溶液中沉淀出来，导致与从溶剂例如DMSO中沉淀出来相比时形成大的微粒。当例如该沉淀的微粒要用来作为由患者吸入的肺用药剂时，大微粒的形成是所不希望的。在这样的情况下，该微粒较好有10μm以下的粒径。
WO 96/00610公开了使用SEDSTM技术从蛋白质在水和乙醇中的溶液中的该蛋白质微粒制备。在WO 96/00610中，用一种三通道同轴喷嘴来使该蛋白质的一种水溶液在临分散于超临界二氧化碳中之前与该乙醇混合。据认为，乙醇的存在改善了二氧化碳与水之间的溶解度匹配，从而改善了该SEDSTM工艺的效率。
WO 99/52507描述了把一种活性物质掺入一种载体基体中的工艺，其中，制备了一种包含一个连续非水相和一个不连续水相的稳定油包水乳状液，该活性物质存在于该不连续水相中而该载体存在于要么水相要么非水相中。然后，通过使用例如SEDSTM技术使该稳定油包水乳状液与一种反溶剂流态气体接触，形成包含该活性物质和载体的微粒。
WO 97/14407描述了通过把该药物在一种有机溶剂中的溶液喷雾到一种含有一种溶解于水相中的表面改性剂的压缩气体、液体或超临界流体中，制备平均粒径为100nm～300nm的水不可溶药物微粒的工艺。据说水相的存在减少了所沉淀微粒的附聚。
US 6,299,906描述了一种工艺，其中，一种药物溶解于任选地含有一种表面改性剂的压缩二甲醚中，并将所得到的溶液喷雾到一种反溶剂中。
尽管水作为一种溶剂的使用对于很多物质例如蛋白质来说是理想的，但所沉淀微粒中痕量水会导致紧密结合微粒附聚物的形成。这是所不希望的，因为这样的附聚物难以崩裂而且在效果上造成大粒度分布。当该颗粒状产品旨在用来作为可吸入药剂时，紧密结合附聚物的形成尤其是一个缺点。在这些应用中，要求形成粒度均匀的小(较好亚微米)微粒以确保该药剂的精确剂量。因此，所形成的任何微粒附聚物都应当是松散结合的，以使得它们能在对患者(例如通过使用吸入器)给药之前容易地崩裂。进而，沉淀微粒的附聚会引起该SEDSTM装置中使用的过滤系统中的阻塞，造成该装置压力过高。因此，此类附聚物的存在妨碍一种连续/延伸沉淀工艺的发展。
水在超临界流体例如二氧化碳中的不良溶解性也导致水的相对低萃取作用，因而微粒的低沉淀作用。这样的条件有利于大(＞1μm)微粒的形成。
因此，目前需要一种能从水介质中形成微粒(尤其粒度均匀的亚微米微粒)、避免以上所述部分或全部困难的工艺。
发明内容
按照本发明的第一方面，提供的是一种物质微粒的制备工艺，包含(a)制备一种包含水、该物质和一种调谐剂的第一液体，其中，该调谐剂在水中的溶解度随温度升高而降低；和(b)利用一种反溶剂流态气体技术，在能导致包含该物质的微粒沉淀的温度和压力的条件下，使第一液体与包含一种反溶剂流态气体和一种有机溶剂的第二液体接触，其中，第一液体的温度在第一液体接触第二液体时等于或高于第一液体的浊点温度。
具体实施例方式
我们已经令人惊讶地发现，第一液体中调谐剂的存在提供粒度均匀的亚微米微粒。与该调谐剂不存在的工艺相比，本发明工艺也减少了紧密结合微粒附聚物的形成。附聚作用的减少使得按照本发明的工艺能通过减少诸如附聚物的过滤器阻塞而引起的流态气体反溶剂技术中使用的装置的压力过高风险而作为一种连续/延伸工艺执行。当该微粒用吸入法对患者给药时，紧密结合附聚物形成的减少是有利的，因为更易于精确控制所提供的剂量，而且减少附聚作用改善了该微粒向肺中的分散。
较好，该微粒的质量平均直径(MMD)小于10μm、更好小于1μm、特别是100～900nm、更特别是200～500nm。该MMD可以用业内众所周知的方法例如用一台LS Coulter粒度分析仪测定。
该微粒可以呈一种结晶、半结晶或无定形形式。
用按照本发明的工艺制备的微粒有均匀粒度。因此，该微粒一般显示出狭窄粒度分布。
调谐剂(Modulator)该调谐剂有当温度(T)升高时降低的水溶解度，即ds/dT＜0。具体地说，在按照本发明的工艺的运行温度范围内，该调谐剂的水溶解度随温度上升而降低。因此，适用的调谐剂是那些在大约10℃～该工艺的步骤(b)中使用的第二液体的温度的范围内有随温度升高而降低的水溶解度者。步骤(b)中第二液体的温度将取决于所采用的特定反溶剂流态气体和反溶剂技术。当二氧化碳是该反溶剂流态气体并以超临界状态使用时，该调谐剂较好有随温度从10℃升高到60℃、更好从30℃升高到50℃而降低的水中溶解度。
包含水、该物质和该调谐剂的第一液体有低于或等于第一液体与按照本发明的工艺的步骤(b)中使用的第二液体接触时的温度的浊点温度。
该浊点温度是一种含有该调谐剂的溶液遭遇到该调谐剂随该溶液温度升高而变得不可溶引起的相分离的温度。在该浊点温度，该调谐剂的溶液将由于该调谐剂与该溶液的相分离而变得混浊。在适合于本发明工艺中使用的调谐剂的情况下，该浊点将典型地处在一个高于制备第一液体所使用的温度的温度。因此，该调谐剂最初将在加热第一液体时溶解于第一液体中，而在本工艺的步骤(b)中与第二液体接触之前第一液体将随着其温度超过浊点而变得混浊，因为该调谐剂的ds/dT＜0且该调谐剂与第一液体的相分离发生。相分离时，第一液体包含一种含有该物质的连续水相，在所述连续水相内分散着调谐剂的分立区域。正是该连续水相中调谐剂分立区域的存在导致第一液体变混浊。
第一液体的浊点温度可以用常规技术测定。例如，可以把第一液体的一个样品置于一种适用玻璃容器中，将该溶液逐渐加热(例如以5℃/min)。在加热期间观察该样品，浊点就是该溶液开始变得混浊或“浑浊”的温度。该观察可以用眼睛进行，或替而代之，使用一种适用监测装置例如监测该样品的光透射或激光散射来进行。浊点温度的测定可以对第一液体的一个小样品进行，例如，在一台显微镜的加热台上加热一根含有第一液体的一个样品的毛细管，同时在加热期间通过显微镜观察该液体。
无意受理论约束，但据认为，由于把第一液体加热到一个等于或高于该浊点温度的温度而引起的相分离导致第一液体中含有该物质的连续水相内富调谐剂相区域的形成。当与第二液体接触时，据认为，富调谐剂相的存在增大了第二液体与含有该物质的水相之间的表面接触，从而促进了含有该物质的小型水基亚单元的形成，通过将水萃取到第二液体中，该物质的微粒就从该亚单元沉淀出来。
适当地，该调谐剂选自一种柠檬酸三烷酯、一种水溶性聚合物和一种表面活性剂，其中每一种都显示出ds/dT＜0。适用的水溶性聚合物包括水溶性聚醚，例如聚环氧乙烷(PEO)、聚环氧丙烷(PPO)或其共聚物；或水溶性非离子型纤维素醚，尤其乙氧基化或丙氧基化纤维素醚，例如乙基·甲基纤维素(EMC)、羟乙基纤维素(HEC)、乙基·羟甲基纤维素(EHMC)、乙基·羟乙基纤维素(EHEC)、羟甲基纤维素(HMC)、羟丙基纤维素(HPC)和羟丙基·甲基纤维素(HPMC)。
这里在提到该调谐剂时使用的“水溶性”这一术语系指一种在25℃的水中的溶解度为至少1mg/ml的调谐剂。
适用的表面活性剂包括含有亚乙氧基基团的非离子型聚合物或低聚物表面活性剂，例如，含有(环氧乙烷)低聚物的非离子型纤维素一环氧乙烷型表面活性剂。含有亚乙氧基的适用非离子型表面活性剂包括含有例如1～100个亚乙氧基基团或链的那些。一般来说，较好的是有例如4～8个亚乙氧基基团的较短亚乙氧基链长的表面活性剂，因为含有这些的溶液具有25～80℃范围内的浊度温度。该表面活性剂也可以包含其它亚烷氧基基团例如亚丙氧基基团或链。然而，一般来说，该亚乙氧基基团将占该表面活性剂的至少50wt％、较好至少80wt％。
显示出ds/dT＜0的其它适用表面活性剂和水溶性聚合物公开于“Surfactants和Polymers in Aqueous Solution”，Jnsson，B.Lindman，B.Holmberg，K.和Kronberg，B.(1998)John Wiley&Sons Ltd，UK。
较好，该调谐剂是一种柠檬酸三烷酯。该三烷酯较好是柠檬酸与一种链烷醇、较好一种C1-6链烷醇、更好一种C1-4链烷醇或尤其一种C2-3链烷醇之间生成的一种酯。该链烷醇可以是一种直链、支链或环状链烷醇，例如甲醇、丙醇、异丙醇、环己醇或(尤其)乙醇。任选地，该柠檬酸三烷酯的羟基基团可以用一种适用羧酸例如乙酸进行酯化。特别好的是该调谐剂是柠檬酸三乙酯。
第一液体中可以使用调谐剂混合物，只要第一液体显示出一个浊点温度即可。
适用地，第一液体有25～60℃、例如25～50℃范围内的浊点温度，因为这使得该工艺能在相对温和的条件下运行，从而使本发明工艺能用来制备对高温敏感的物质例如某些当暴露于热时会降解的蛋白质或化合物的微粒。
第一液体中存在的调谐剂的数量可以在广阔区间内变化，例如，调谐剂与该物质的重量比可以是50∶1～1∶200、较好50∶1～1∶50。所使用调谐剂的浓度必然会依赖于第一液体中该调谐剂和该物质的性能。
在本发明的一种实施方案中，该调谐剂(尤其柠檬酸三乙酯)是以等于或高于该物质浓度的浓度存在于第一液体中的。例如，该调谐剂与该物质的重量比可以是1∶1～10∶1、例如1∶1～5∶1、较好1∶1～3∶1。
在本发明的一种实施方案中，该调谐剂是可溶于第二液体中的，因为我们发现这使得该调谐剂能在与第二液体接触时从第一液体中萃取出来，从而产生实质上没有该调谐剂(例如含有不到1wt％调谐剂、适当地不到0.5wt％、较好不到0.1wt％该调谐剂)的该物质微粒。
“可溶于第二液体”这一术语系指该调谐剂在步骤(b)的工艺运行条件下在第二液体中的溶解度为每份第二液体中至少0.003份、例如每份第二液体中至少0.05份、如每份第二液体中至少0.01份，其中，份是按重量计的。在这种实施方案中，较好的是该调谐剂在第二液体中的溶解度等于或较好高于在该工艺的步骤(b)的运行条件下水在第二液体中的溶解度。我们已经发现这确保了实质上该调谐剂全部与该水一起萃取到第二液体中。
在这种实施方案中，较好的是该调谐剂(例如水溶性聚合物或非离子型表面活性剂)的分子量小于1000。我们已经发现，分子量小于1000的调谐剂一般来说在反溶剂流态气体中有更好的溶解度，从而减少了该物质微粒中存在的调谐剂的数量。
较好，该物质是实质上不溶于该调谐剂中的，因为这减少了在第一液体与第二液体接触时该物质被萃取到第二液体中的可能性。所谓“实质上不溶”系指该物质在该工艺的步骤(b)的运行条件下在该调谐剂中的溶解度为每份调谐剂中不足0.001份、例如每份调谐剂中不足0.0001份，其中，份是按重量计的。
我们已经发现，当调谐剂是柠檬酸三乙酯时，它是实质上可与某些超临界流体例如二氧化碳混溶的(这系指该柠檬酸三乙酯是可混溶于、或实质上以所有比例混溶于超临界二氧化碳中的，或系指该柠檬酸三乙酯在工艺运行条件下在该二氧化碳中有足以表现得就像这两种材料可以互相混溶的溶解度)。这导致柠檬酸三乙酯非常迅速地从第一液体中萃取出来并提供实质上无柠檬酸三乙酯的该物质的亚微米级微粒。当要求实质上纯粹的该物质的微粒时，这种实施方案是特别有用的。
在另一种实施方案中，该调谐剂是实质上不溶于第二液体的。所谓“实质上不溶”系指该调谐剂在该工艺的步骤(b)的操作条件下在第二液体中的溶解度为每份第二液体中不足0.001份、例如每份第二液体中不足0.0001份，其中，份是按重量计的。
在这种实施方案中，该调谐剂在第二液体中的不溶性促进了包含该物质和该调谐剂的复合微粒的形成。当诸如该物质是一种药理学活性材料且该调谐剂是一种非离子型纤维素醚例如HEC(一种有用的药物上可接受赋形剂)时，这种实施方案是有利的。
步骤(b)本发明工艺的步骤(b)是用一种流态气体反溶剂技术进行的。适用的流态气体反溶剂技术包括但不限于诸如Gallagher等人，Supercritical Fluid Science和Technology，ACS Symp Ser 406，1989，pp 334中所述的GAS(气体反溶剂沉淀)；Tom，J.W.Lim，G-B.Debenedetti，P.G.和Prud′homme，R.K.(1993)Applications ofsupercritical fluids in the controlled release of drugs.Supercritical engineering science，American Chemical society，240-256中所述的SEDSTM(GAS技术的一种改进版)、ASES(气溶胶溶剂萃取系统)、SAS(超临界反溶剂)；和Dixon，D.J.Jonston，K.P.Bodmeier，R.A.(1993)Polymeric materials formed by precipitationwith a compressed fluid anti-solvent，AIChE Joumal，39，127-139中所述的PCA(用压缩流态反溶剂的沉淀)。
在一种较好实施方案中，步骤(b)是一种SEDSTM工艺进行的。当使用一种SEDSTM工艺时，采用一种包含一个微粒形成容器的装置，并有所述容器的温度和压力控制手段，同时还有向所述容器中共同导入包含该流态气体和该有机溶剂的第二液体以及第一液体的手段，使得第一液体中水的分散和萃取因该反溶剂流态气体的作用而实质上同时发生。SEDSTM工艺的一种适用装置描述于WO 95/01221、WO96/00610、WO 98/36825、WO 99/44733、WO 99/59710、WO 01/03821和WO 01/15664，这些均列为本文参考文献。
第一液体与该有机溶剂之间的接触可以，例如，通过采用WO96/00610中所述的多通道同轴注入装置，要么与该流态气体反溶剂的分散和萃取实质上同时发生，要么稍微提前发生。替而代之，利用WO95/01221之
图1中所述的装置，可以使第一液体与包含该流态气体反溶剂和该有机溶剂的第二液体直接接触。第一液体、该有机溶剂和该流态气体反溶剂之间接触的时间安排将取决于该物质的类别、以及该工艺的颗粒状终端产品的所希望性能的类别。
当该物质是对与有机溶剂的接触敏感的(例如蛋白质)时，理想的是，使第一液体与包含该反溶剂流态气体和有机溶剂的第二液体直接接触。替而代之，可以使用例如WO 96/00610中所述的多通道喷嘴，使第一液体先接触该有机溶剂，随后立即接触该反溶剂流态气体。这最大限度减少该物质与该有机溶剂之间接触的时间，从而最大限度减少该物质的任何降解。
这里使用的“流态气体”这一术语系指一种处于其超临界状态和亚临界状态的材料以及压缩气体。
这里使用的“反溶剂”这一术语系指实质不可溶于该反溶剂流态气体中的物质。一般来说，理想的是，该物质在第二液体中有低溶解度以最大限度减少该物质流失到该反溶剂流态气体和有机溶剂中，当该物质是一种药理学活性物质时，情况尤其如此。适当地，该物质在该工艺的步骤(b)的运行条件下在第二液体中的溶解度为每份第二液体中不足0.001份、较好每份第二液体中不足0.0001份，其中，份是重量份。
这里使用的“超临界流体”这一术语系指一种处于其超临界状态、即同时在其临界压力(Pc)和临界温度(Tc)以上的材料。实际上，该流体的压力可能在(1.01～7.0)Pc范围内，且其温度可能在(1.01～4.0)Tc范围内。
“亚临界流体”这一术语系指一种高于其临界压力且接近于其临界温度的材料。实际上，一种亚临界流体的温度可能在0.9Tc～Tc的范围内。
如同将会认识到的一样，对本文中使用的“第二液体”这一术语的提法意在覆盖该流态气体反溶剂和该有机溶剂的组合。因此，当该反溶剂流态气体处于超临界状态时，第二液体将显示出由于该超临界反溶剂的存在而与超临界流体相联系的性能。因此，“第二液体”意在涵盖超临界流体、亚临界流体和压缩气体，因步骤(b)采用的反溶剂流态气体技术中使用的条件而异。
反溶剂流态气体反溶剂流态气体适当地是二氧化碳、氧化亚氮、六氟化硫、乙烷、乙烯、丙烷、正戊烷、氙、氯三氟甲烷、氟碳化合物例如三氟甲烷、四氟乙烷和七氟丙烷、氯氟碳化合物或氮中一种或多种。该反溶剂流态气体较好是二氧化碳。较好的是，该反溶剂流态气体是一种超临界流体，例如超临界二氧化碳。
有机溶剂该有机溶剂是可溶的或较好可与该反溶剂流态气体混溶的。该有机溶剂较好是一种水溶性的或更好是一种水混溶性有机溶剂。
适当地，该有机溶剂选自低级醇、酮和酯中一种或多种。适用的低级醇是那些含有可多达六个碳原子者，例如甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇。适用的酮包括例如丙酮或甲乙酮。适用的酯包括乙酸(C1-4)烷酯，例如乙酸乙酯。一种较好的有机溶剂是乙醇。
第二液体中需要的有机溶剂数量将取决于本工艺的步骤(b)中使用的运行条件、所使用的特定反溶剂流态气体和第一液体中所含的水在该反溶剂流态气体中的溶解度。第二液体中的有机溶剂起到改良该反溶剂流态气体的溶剂性能的作用，从而增强了该反溶剂流态气体对第一液体中水的萃取。有些材料是对与有机溶剂接触敏感的，因此，一般来说，理想的是，第二液体应当含有能使第一液体中的水实质上全部在本工艺步骤(b)中被反溶剂流态气体萃取所需要的最低数量有机溶剂。然而，有机溶剂数量应当低于使该流态气体反溶剂饱和所需要的数量。在本发明的一种实施方案中，相对于第一液体中存在的水量而言，有摩尔过量的有机溶剂。
如同此前所述，按照本发明的工艺的步骤(b)是在亚临界条件下、或更好在超临界条件下进行的。本工艺的步骤(b)的准确运行条件取决于许多因素，例如所采用的反溶剂流态气体。当二氧化碳是该反溶剂流态气体时，适用的压力在约80～约400巴的范围内、适当地在100～250巴范围内、较好在110～150巴范围内，而温度可以在约35～约80℃的范围内、适当地在40～70℃范围内、较好在45～60℃范围内，只要该运行温度等于或高于第一液体的浊点温度即可。
从按照本发明的工艺的步骤(b)产生的沉淀微粒可以用惯常手段收集，例如，在该微粒形成容器中使用一个过滤系统来使该微粒与该流态气体、水和乙醇分离开。
用本发明工艺制备的微粒的附聚作用减少，意味着与不使用调谐剂的工艺相比，本工艺可以有利地长时间/实质上连续地运行，因为用来收集该沉淀微粒的过滤系统不会迅速阻塞。按照本发明的工艺运行的时间将取决于所希望的微粒数量以及过滤器堵塞引起的任何局限。适用的工艺运行约5分钟～约48小时、适用地15分钟～24小时、较好30分钟～12小时的范围。
鉴于以上所述本发明第一较好实施方案中的优势，提供的是一种物质的均匀微粒的制备工艺，所述微粒有小于10μm的MMD粒度，更好该微粒是亚微米(即＜1μm MMD)的，包含(a)制备一种包含水、该物质和一种调谐剂的第一液体，其中，该调谐剂在水中的溶解度随温度升高而降低；和(b)用一种SEDSTM工艺，使第一液体与一种包含一种反溶剂流态气体和一种有机溶剂(较好一种水可混溶有机溶剂)的第二液体接触；其中i)该物质是可溶于水的；ii)该有机溶剂是可溶于该反溶剂流态气体的；iii)该物质是实质上不可溶于第二液体(且较好实质上不可溶于该调谐剂)的；iv)所使用的有机溶剂的数量低于使该反溶剂流态气体饱和所需有机溶剂的数量；和v)第一液体的温度在第一液体接触第二液体时等于或高于第一液体的浊点温度。
在条件i)和ii)中，“可溶”这一术语系指该物质/有机溶剂在本发明工艺的步骤(b)的运行条件下的溶解度为每份水/反溶剂中至少0.003份、较好每份水/反溶剂中至少0.005份、例如每份水/反溶剂中至少0.01份，其中，份是重量份。
在条件iii)中，“实质上不可溶”这一术语系指该物质在本工艺步骤(b)的运行条件下在第二液体中的溶解度为每份第二液体中不足0.001份、较好每份第二液体中不足0.0001份，其中，份是重量份。
条件iv)是避免形成一种含有超临界溶剂饱和反溶剂例如乙醇饱和二氧化碳的两相系统和一种含有例如水、溶剂和溶解物质的液相所必需的。
特别好的是，该反溶剂流态气体是处于超临界状态的二氧化碳，该有机溶剂是乙醇，且该调谐剂是柠檬酸三乙酯。
当第一液体接触第二液体时，第一液体处在或高于第一液体的浊点温度。第一液体可以用任何适用方法加热。例如，该液体可以在转移到第二液体中之前加热。方便的是，当第一液体借助于一种导管例如一种喷嘴导入第二液体中时，第一液体可以由第一液体经由该导管输送时来自第二液体的热传导加热。当该浊点温度与第二液体的温度之间有显著差异时这种加热方法是特别适用的，因为这最大限度减少了为确保第一液体在它接触第二液体时处在或高于该浊点温度而需要的第一液体在该导管中的停留时间。
按照本发明的工艺，与无调谐剂而进行的工艺相比，提供高产率的亚微米微粒。可能形成的任何较大微粒(例如MMD大于10μm的微粒)可以用惯常技术例如过筛除去。。
如此前所述，本发明减少了紧密结合微粒附聚物的形成。然而，当按照本发明制备的微粒有亚微米尺度时，微粒-微粒吸引力例如范德华力会引起松散结合微粒附聚物的形成。然而，我们已经发现，所形成的任何这样的附聚物是非常松散结合的，而且，例如通过使该微粒悬浮于一种载体液体中或使该微粒通过一种给药器具例如喷雾器，就容易地崩裂。
在本发明的一种实施方案中，按照本发明工艺产生的微粒随后可以接触一种包含一种实质上干燥的反溶剂流态气体(可以处于超临界或亚临界状态)的组合物，以期得到干燥的该物质微粒。所谓“实质上干燥”系指一种流态气体含有不足1wt％、例如不足0.1wt％水。
在本发明的另一种实施方案中，该物质的微粒适当地用一种包含一种反溶剂流态气体尤其一种超临界反溶剂(例如超临界二氧化碳)和一种第二溶剂(例如乙醇)的组合物处理。该微粒随后处理的一种适用工艺详见WO 2000/30614，后者列为本文参考文献。这样的处理工艺的使用，使该微粒的物理特征能进行改性，例如通过使该微粒的结晶状态改性和/或通过生成该微粒的溶剂合物来改性。这样的处理可以有利地提高该微粒的稳定性。
物质在本发明的各实施方案中，该物质可以悬浮在第一液体中。然而，较好的是该物质完全溶解于第一液体中，因为这提供了更均匀的微粒并促进该物质亚微米微粒的形成。因此，较好的是把第一液体制备成为一种包含溶解于该水中的该物质和该调谐剂的单相溶液。因此，第一液体较好制备成为一种清澈溶液。所谓“溶液”这一术语，系指第一液体是一种均质单相，即该物质和调谐剂充分溶解于该水中而给出一种清澈溶液。第一液体可以包含除该调谐剂和物质外的成分，例如添加剂，以最大限度减少该物质对工艺设备的吸附。例如，当该物质是清蛋白时，可以有利地包括一种添加剂例如Polysorbate 80(吐温-80)，以最大限度减少该清蛋白吸附到用来制备该微粒的装置的表面上。一般来说，较好的是选择该工艺的步骤(b)中的条件，使之能导致实质上所有添加剂都能萃取到该反溶剂流态气体中，以给出纯度高的该物质微粒。较好的是，为用于该工艺步骤(a)而制备的第一液体应当没有水不可混溶液体例如水不可混溶有机溶剂，因为这样的材料的存在可能导致当第一液体与第二液体接触时该物质的非故意萃取和流失。进而，这样的水不可混溶液体的存在还可能导致敏感物质的降解。
该物质可以是一种有机材料或无机材料或其混合物。较好该物质是一种药理学活性物质、药理学惰性材料例如赋形剂或添加剂或其混合物，例如两种或更多种药理学活性物质或者一种或多种药理学活性物质和一种或多种药理学惰性材料的混合物。
适用的药理学活性物质包括β2-激动剂、糖皮质类固醇、抗胆碱能药、白三烯拮抗药、白三烯合成抑制剂、荷尔蒙、蛋白质、多肽、及其混合物。
适合于本发明中使用的β2-激动剂的实例包括但不限于福莫特罗(例如福莫特罗富马酸盐二水合物)、沙美特罗(例如沙美特罗xinafoate)、特布他林(例如特布他林硫酸盐)、沙丁胺醇(沙丁胺醇硫酸盐)、班布特罗(例如班布特罗盐酸盐)、利米特罗、非诺特罗、瑞普特罗、吡布特罗、比托特罗、克仑特罗、丙卡特罗、溴沙特罗、吡库特罗、马布特罗、异丙肾上腺素、奥西那林和肾上腺素。
糖皮质类固醇当用于本发明中时较好是一种抗炎性糖皮质类固醇。可以用于本发明中的此类糖皮质类固醇的实例包括倍他米松、氟替卡松(例如呈丙酸盐形式)、布地奈德、替泼尼旦、地塞米松、倍氯米松(例如呈二丙酸盐形式)、泼尼松龙、氟轻松(例如作为丙酮化合物)、曲安西龙(例如作为丙酮化合物)、莫米松(例如其糠酸盐)、氟米松、氟尼缩松、环索奈德、地夫可特和可的伐唑。适用的蛋白质和多肽包括胰岛素、干扰素、抗体、降钙素、疫苗、甲状旁腺激素、粒细胞集群刺激因子、促滤泡蛋白质等。这些的组合，例如皮质类固醇与β-激动剂的组合，也是所期待的。适用蛋白质和多肽的实例包括适用于用吸入法对患者给药的那些。
当使用药理学活性物质的混合物时，该混合物的每一种成分都溶解于第一液体中。然后，使所得到的溶液与第二液体接触，形成包含该药理学活性材料的微粒。因该活性成分的物理性能和步骤(b)中使用的条件而异，所得到的微粒可以包含每种活性物质各自的微粒的混合物。替而代之，该微粒可以成形为一种复合材料，其中，每个微粒都包含各活性成分的混合物，可以使用的活性物质的适用混合物包括例如糖皮质类固醇与β2-激动剂如布地奈德与福莫特罗的混合物。
当该物质是一种药理学惰性材料时，它较好是一种药物上可接受的赋形剂，例如一种载体、一种添加剂或一种稀释剂，包括抗氧剂。适用的药物上可接受赋形剂包括但不限于单糖例如葡萄糖、果糖和半乳糖、二糖(蔗糖、海藻糖、麦芽糖、纤维二糖和乳糖，较好作为一水合物的乳糖)、三糖(例如棉子糖、松三糖)、寡糖、多糖或多元醇。多糖可以是纤维素、淀粉、糊精或葡聚糖，或这些当中任何一种的化学衍生物。该多元醇较好是一种糖醇，例如山梨糖醇和甘露糖醇。适用的添加剂包括那些能提高一种药物的活体内吸收者，例如溶解度增强剂。
此前提到的物质可以呈药理学上可接受的酯、盐、溶剂合物(例如水合物)、或此类酯或盐的溶剂合物的形式。该物质也可以呈外消旋混合物的形式或者作为一种或多种旋光异构体。
如同此前提到的，该物质可以包含多种物质的混合物，例如包含两种或多种药理学活性物质的混合物，或者包含一种或多种药理学活性物质和一种或多种药理学惰性物质的混合物。
当该物质是一种或多种药理学活性物质时，它可以在运用本发明工艺之前与一种或多种药物上可接受的赋形剂或添加剂预混(例如，使该药理学活性物质和药物上可接受的赋形剂/载体溶解于第一液体中)。如果该活性物质是高药效的，则这是特别有利的。一种药理学活性物质和一种药物上可接受赋形剂从第一液体中共沉淀出来，可用于例如改良该药理学活性物质的溶解和/或吸收特征。例如，该物质可以包含胰岛素和一种吸收增强剂例如牛磺胆酸钠。
较好，该物质在25℃水中的溶解度为高于1mg/ml、较好高于10mg/ml、最好高于20mg/ml。
第一液体中材料的数量一定会依赖于该物质的性质。一般来说，理想的是，该物质在第一液体中的浓度是尽可能高的，同时使该物质保持在第一液体的溶液中。适当地，第一液体含有足够数量的该物质，以形成该物质在第一液体中的饱和溶液或近饱和溶液，因为这提高了第一液体每单位体积形成的微粒数量。
按照本发明的第二方面，提供的是用按照本发明第一方面的工艺得到的一种物质的微粒。如同此前所述，该微粒可以包含一种单一物质、两种或多种物质的混合物、或一种包含该物质的微粒和该调谐剂的组合物。该微粒可以进一步配制，以提供如此前所述的组合物。例如，一种包含按照本发明第二方面的药理学活性剂的微粒和一种或多种药物上可接受的赋形剂的医药组合物，其中，任选地，该赋形剂是利用按照本发明第一方面的工艺制备的。
按照本发明的第三方面，提供的是一种医药组合物，包含一种药理学活性物质和一种药物上可接受的赋形剂、载体或稀释剂，其中，该药理学活性物质和药物上可接受的赋形剂、载体或稀释剂中至少一种是按照本发明第一方面的工艺制备的。
该医药组合物可以包含微粒，所述微粒包含一种利用按照本发明的工艺制备的、与一种或多种适用药物上可接受赋形剂混合的药理学活性物质。在这种情况下，该赋形剂微粒也可以利用诸如SEDSTM技术按照本发明生产，或可以用另一种适用技术制备。也可以按照本发明制备含有一种或多种赋形剂的微粒，并使其与含有一种或多种药理学活性物质的微粒混合。在这种情况下，活性物质的微粒也可以按照本发明制备，还可以用另一种适用技术制备。
当按照本发明的第二方面和第三方面的微粒和组合物包含一种药理学活性物质时，该微粒可以用于医药目的，包括但不限于治疗和预防处理，和用于诊断目的。
当按照本发明制备的微粒用于医药目的时，它们可以经由各种各样途径给药，其中包括但不限于经口、经直肠、经扁桃体、经颊、经鼻、经阴道、非经肠、经肌内、经皮下、经眼内、经肺或经皮给药。
如此前在较好实施方案中提到的，按照本发明第二方面的微粒有亚微米粒度，包含适合于经肺给药的药理学活性蛋白质或多肽(尤其胰岛素)。
这样的微粒及其配方可以，例如，适合用于治疗呼吸障碍，例如鼻或肺的过敏性和/或炎性症状，用于治疗肠道疾病，例如炎性大肠疾病，或用于治疗糖尿病。
附图简述图1显示使用一种SEDSTM工艺而无柠檬酸三乙酯调谐剂存在时从水中沉淀出来的溶菌酶微粒。
图2显示使用一种SEDSTM工艺而有柠檬酸三乙酯调谐剂存在时从水中沉淀出来的溶菌酶微粒。
图3显示使用一种其中第二液体是二氧化碳和乙醇的SEDSTM工艺从一种水/柠檬酸三乙酯溶液中沉淀、制备的溶菌酶微粒。
图4显示使用一种SEDSTM工艺在柠檬酸三乙酯调谐剂的存在下从水中沉淀出来的清蛋白微粒。
本发明将用以下实施例说明，但不受该实施例限制实施例1实施例1.1溶菌酶(100mg，Sigma-Aldrich公司)在常温(大约22℃)下溶解于300mg柠檬酸三乙酯的水(5ml)溶液中。在25℃，柠檬酸三乙酯在水中的溶解度是5.7g/100ml。
这种溶液在WO 95/01221的图1和所附文本中所述的SEDSTM装置的室中，通过一个同轴喷嘴(喷嘴尖端直径0.1mm)，与用乙醇改性的二氧化碳混合。二氧化碳和乙醇是以以下指出的流量率同时导入该喷嘴的一个通道中的。该溶菌酶加热到50℃，给出一种浑浊溶液(随着该溶液的温度超过该溶液的浊点温度时，柠檬酸三乙酯的相分离引形成室中。
所形成的溶菌酶微粒收集在该室底部。使柠檬酸三乙酯溶解于超临界二氧化碳中从而除去，导致实质上没有柠檬酸三乙酯的溶菌酶微粒。该实验进行期间无明显压力升高。
SEDSTM装置的运行条件是温度50℃压力100bar二氧化碳流量率 10ml/min该溶液流量率0.05ml/min乙醇流量率 1.0ml/min从所产生的2％(w/v)溶菌酶溶液制备的MMD小于1μm的溶菌酶微粒的百分率是36％。图2是所制备溶菌酶微粒的SEM。
当以上所述工艺用不存任何柠檬酸三乙酯的水溶液重复时，按照LS Coulter粒度测定，实测MMD小于1μm的微粒的百分率是12％。
实施例1.2实施例1.1中所述的工艺用下列条件重复90bar，50℃，二氧化碳流量率9ml/min，含有溶菌酶和柠檬酸三乙酯的水溶液的流量率0.045ml/min，乙醇的流量率0.9ml/min。这导致MMD小于1μm的溶菌酶微粒的百分率为89％。这些微粒的SEM显示于图3中。
实施例2把含有10mg/ml的清蛋白水溶液5ml溶解在含有300mg柠檬酸三乙酯和200mg Polysorbate 80的水溶液(5ml)中(以最大限度减少清蛋白吸附到工艺设备上)(清蛋白来自Fluka公司)。该工艺像实施例1中所述那样进行，但用如下运行参数温度50℃，压力200bar(以确保Polysorbate 80的充分萃取)，二氧化碳的流量率18ml/min，清蛋白溶液的流量率0.08ml/min，乙醇的流量率1.8ml/min。
来自本实验的图4中SEM分析清楚地显示所形成的均匀亚微米微粒。
实施例3 胰岛素微粒的制备(无牛磺胆酸钠)在常温下，把人胰岛素(87mg)溶解于0.02M HCl(2ml)和0.02M NaOH(2ml)中，把pH调整到pH7。边搅拌边添加、溶解柠檬酸三乙酯(240mg)。该工艺按照实施例1进行但用如下参数温度50℃，压力125bar，二氧化碳流量率15ml/min，胰岛素溶液流量率0.05ml/min，乙醇流量率1.4ml/min。
对所得到微粒的SEM分析显示，形成了在0.2～2μm范围内的微粒，大多数微粒有亚微米粒度。
实施例4 胰岛素和牛磺胆酸钠微粒的制备在常温下，把人胰岛素(345mg)溶解在0.02M HCl(9ml)和0.02M NaOH(9ml)中，把pH调整到7。在搅拌下添加牛磺胆酸钠(115mg，来自Prodotti Chimici E.Alimentari SPA)，然后添加柠檬酸三乙酯(1.07g)。工艺按照实施例1进行，但用如下参数温度50℃，压力125bar，二氧化碳流量率18ml/min，胰岛素溶液流量率0.05ml/min，乙醇流量率2ml/min。
对微粒的SEM分析显示，形成了在0.1～0.5μm范围内的微粒，大多数微粒有亚微米粒度。
实施例5 溶菌酶和牛磺胆酸钠微粒的制备把溶菌酶(153mg，来自Serva公司)溶解于水(6ml)中，在搅拌下添加牛磺胆酸钠(15.3mg，来自Prodotti Chimici E.AlimentariSPA)在水(1.5ml)中的溶液，然后添加柠檬酸三乙酯(450mg)。该工艺按照实施例1进行，但用如下参数温度50℃，压力100bar，二氧化碳流量率15ml/min，溶菌酶溶液流量率0.05ml/min，乙醇流量率1ml/min。
SEM分析显示形成了均匀的亚微米微粒。
权利要求
1.一种物质微粒的制备工艺，包含(a)制备一种包含水、该物质和一种调谐剂的第一液体，其中，该调谐剂在水中的溶解度随温度升高而降低；和(b)利用一种反溶剂流态气体技术，在能导致包含该物质的微粒沉淀的温度和压力的条件下，使第一液体与包含一种反溶剂流态气体和一种有机溶剂的第二液体接触，其中，第一液体的温度在第一液体接触第二液体时等于或高于第一液体的浊点温度。
2.按照权利要求1的工艺，其中，该微粒有小于10μm的质量平均直径。
3.按照以上权利要求中任何一项的工艺，其中，该调谐剂选自柠檬酸三烷酯、水溶性聚合物和表面活性剂，这些当中每一种都显示出ds/dT＜0，式中s是水中溶解度且T是温度。
4.按照以上权利要求中任何一项的工艺，其中，该调谐剂是柠檬酸三乙酯。
5.按照以上权利要求中任何一项的工艺，其中，第一液体有25～60℃范围内的浊点温度。
6.按照以上权利要求中任何一项的工艺，其中，该调谐剂可溶于第二液体中。
7.按照权利要求1～5中任何一项的工艺，其中，该调谐剂实质上不可溶于第二液体中。
8.按照以上权利要求中任何一项的工艺，其中，该反溶剂流态气体技术选自GAS、SEDSTM、SAS和PCA。
9.按照以上权利要求中任何一项的工艺，其中，步骤(b)中的反溶剂流态气体处于超临界状态。
10.按照以上权利要求中任何一项的工艺，其中，该有机溶剂是一种水可混溶有机溶剂。
11.按照权利要求9的工艺，其中，该有机溶剂是乙醇。
12.按照以上权利要求中任何一项的工艺，其中，步骤(a)中的第一液体制备成一种单一相溶液，包含溶于水中的该物质和调谐剂。
13.按照权利要求1用于制备一种物质的均匀微粒的工艺，所述微粒有小于10μm的质量平均直径，包含(a)制备一种包含水、该物质和一种调谐剂的第一液体，其中，该调谐剂在水中的溶解度随温度升高而降低；和(b)用一种SEDSTM工艺，使第一液体与一种包含一种反溶剂流态气体和一种有机溶剂的第二液体接触；其中i)该物质是可溶于水的；ii)该有机溶剂是可溶于该反溶剂流态气体的；iii)该物质是实质上不可溶于第二液体的；iv)所使用的有机溶剂的数量低于使该反溶剂流态气体饱和所需有机溶剂的数量；和v)第一液体的温度在第一液体接触第二液体时等于或高于第一液体的浊点温度。
14.按照以上权利要求中任何一项的工艺，其中，该物质完全溶解于第一液体中。
15.按照以上权利要求中任何一项的工艺，其中，该物质是一种药理学活性物质或一种药理学惰性材料。
16.按照以上权利要求中任何一项的工艺，其中，该物质是一种药理学活性蛋白质或多肽。
17.按照以上权利要求中任何一项的工艺，其中，该物质是胰岛素。
18.按照以上权利要求中任何一项的工艺，其中，该物质包含两种或多种物质。
19.按照权利要求18的工艺，其中，该物质包含一种糖皮质类固醇和一种β2-激动剂。
20.按照权利要求19的工艺，其中，该物质包含布地奈德和福莫特罗。
21.按照权利要求18的工艺，其中，该物质包含胰岛素和一种吸收增强剂。
22.按照权利要求21的工艺，其中，该物质包含胰岛素和牛磺胆酸钠。
23.按照权利要求1的工艺，其中，让步骤(b)中形成的微粒与一种包含一种实质上干燥的反溶剂流态气体的组合物接触。
24.一种物质的微粒，其是用按照权利要求1的工艺得到的。
25.一种医药组合物，包含一种药理学活性物质和一种药物上可接受的赋形剂、载体或稀释剂，其中，该药理学活性物质和药物上可接受的赋形剂、载体或稀释剂中至少一种是用按照权利要求1的工艺制备的。
全文摘要
一种物质例如蛋白质或多肽的微粒的制备工艺，包含(a)制备一种包含水、该物质和一种调谐剂的第一液体，其中该调谐剂在水中的溶解度随温度升高而降低；和(b)利用一种反溶剂流态气体技术在能导致包含该物质的微粒沉淀的温度和压力条件下使第一液体与一种包含一种流态气体和一种有机溶剂的第二液体接触，其中，当第一液体接触第二液体时第一液体的温度等于或高于第一液体的浊点温度。还要求保护的是按照该工艺得到的微粒和含有该微粒的组合物。
文档编号A61K31/167GK1487825SQ0280410
公开日2004年4月7日 申请日期2002年1月21日 优先权日2001年1月26日
发明者G·E·松德霍姆, G E 松德霍姆, M·德米尔布克, 锥 伎, S·莫沙谢, 承 申请人:阿斯特拉曾尼卡有限公司