通过喷雾冷冻干燥制备亲脂活性物质的制剂的方法

专利名称：通过喷雾冷冻干燥制备亲脂活性物质的制剂的方法
技术领域：
本发明涉及通过对亲脂活性物质，诸如天然大麻素(cannabinoid)化合物，尤其是Δ9-四氢大麻酚(THC)进行喷雾冷冻干燥制备具有改善的稳定性和流动性的药物制剂的方法。本发明进一步涉及获得的具有特定颗粒性质的制剂。
WO 03/082246中描述了基于稳定性糖的亲脂性物质的固态分散体的应用，该分散体优选通过对借助于将糖在水中的溶液与亲脂性物质在与水混溶的有机溶剂中的溶液混合获得的混合物进行冷冻干燥而获得。在该专利申请中，证实了寡-果糖菊粉因其高玻璃化转变温度而成为极佳的稳定化载体。还证实混入足量的菊粉玻璃状物可以防止易受氧化损害的化学化合物发生氧化。此外，可以将冻干物质进行干法制粒而获得用于直接压制的自由流动粉末。上述制品可以用于制备口服剂型和制备适合于肺部给药的产品。在该专利申请中还使用了喷雾干燥，但当使用这项干燥技术时，没有获得真正和完整的固态分散体，导致在储存过程中的分解速率高于应用冷冻干燥时的情形。
尽管WO 03/082246中所述的方法产生了通过冷冻干燥制备的具有极佳特性的产品，但是它存在严重的缺陷，即它不易于按比例扩大。用于冷冻干燥的在水中的亲水性糖和在与水可混溶的有机溶剂中的亲脂性化合物的混合物在一段时间期限后存在发生相分离的倾向，因为它在热力学上是亚稳定的。仅当在低于Tg’下快速冷冻该溶液时，才能防止相分离。一旦将溶液冷冻，则分子的运动性就降低至相分离不再可能发生的程度。此外，当干燥产品和处于玻璃态时，相分离是不可能的。然而，只有当将冷却过程快速进行时，才防止了在生产过程中的相分离。当溶液的冷却缓慢时，亲脂性或亲水性溶质的相分离因在较低温度下相分离倾向增加而可能发生。因此，在溶质之一发生相分离前将溶液冷却至低于Tg’的温度是最重要的。如果相分离发生，那么无法获得真正的固态分散体，并且由未受保护的亲脂性化合物簇组成的斑块会在固体分散体中出现。这会导致通过形成真正的固体分散体时获得的优点(诸如针对储存过程中的氧化和分解有改善的稳定性)丧失。
因此，混合物的冷冻应在将两种溶液混合后极短的时间时进行。这一过程易于在小规模下进行，但难以对大体积实施该过程，因为冷冻时间会过长。因此，按比例扩大正常的冷冻干燥过程仅可能在使用多个小规模批量时进行。或者，必须接受发生一定程度的相分离而导致产品的稳定性下降这一事实。
本发明的目的在于制备具有良好稳定性、快速水溶出性和生物利用度改善的可以在工业化规模上生产的亲脂性物质的制剂。本发明的另一个目的在于制备具有极细球形颗粒的制剂，所述的球形颗粒具有有利的分散和空气动力学特性，这将使得它们例如高度适合于肺部给药。
在本发明的框架内，表达方式亲脂性活性化合物指的是在水中具有低于1mg/ml的溶解度的活性化合物。本发明尤其可用于在水中具有这类低溶解度的活性化合物，更尤其可用于在水中的溶解度低于0.5mg/ml或者甚至低于0.1mg/ml的化合物。亲脂性活性化合物的实例为Δ9-四氢-大麻酚、地西泮和环孢素A。
令人意外地发现，可以大规模进行从水中的糖溶液和可与水混溶的有机溶剂中的亲脂性化合物溶液的混合物中喷雾冷冻干燥亲脂性化合物，得到糖玻璃状物，如此得到的产品具有所需特性、甚至优于按照WO03/082246中披露的冷冻干燥法获得的产品的特性，诸如良好的稳定性、最佳空气动力学颗粒大小和用于肺部给药的空气动力学颗粒大小分布，而没有任何颗粒大小的减小，在用于肺部给药时较易解聚集。
在喷雾干燥技术中，将此前不久混合的溶液的小液滴喷入冷(远低于Tg’的温度)气(例如空气)或冷流体(例如液氮)中。气溶胶小滴的大小取决于不同因素，诸如颗粒的预定用途和溶液中使用的固体物质的量。一般来说，气溶胶小滴的大小在1-5000μm，优选1-500μm，且最优选5-500μm。使用这种冷冻干燥技术可以冷冻大体积溶液，且可以进一步将其冷冻干燥成粉末。此外，可以应用高浓度的溶质，条件是足够快速地进行喷雾而防止两种溶液混合后的相分离。
现有技术中已知喷雾干燥技术。Y-F Maa和S.J.Prestrelski(《最新药物生物技术》(Current Pharmaceutical Biotechnology)2000，1，283-302)和Y-F Maa等《药物研究》(Pharm.Res.)1999，16，249-54描述了不同粉末生产技术在生物药物粉末中的应用，诸如基于蛋白质/肽的药物制剂，将其视为含有亲水性活性物质的粉末。在第一篇公开文献中推断，为方便和简便起见，冻干和喷雾干燥为形成生物药物粉末可选用的方法。当某些蛋白质热不稳定且不耐受热空气产生的热变性时，对这些蛋白质而言，喷雾冷冻干燥可能是可选用的方法。第二篇公开文献中将制备吸入粉末中的喷雾干燥和喷雾冷冻干燥这两种方法作了比较。在该公开文献中，强调的是喷雾冷冻干燥法可能涉及更为重要的情况，这些情况可能比喷雾干燥法更能够影响蛋白质的稳定性。在这两篇文献中，稳定性与干燥方法对干燥过程中形成的产品质量的影响相关。然而，两篇文献均未涉及储存过程中粉末产品的稳定性。
本发明涉及制备药物组合物的方法，该药物组合物包括亲脂性化合物，以及糖、糖醇、糖类的混合物或糖醇类的混合物的玻璃状物，其中将亲脂性化合物混入该糖玻璃状物，其特征在于a)将所述的亲脂性化合物溶于与水可混溶的有机溶剂中，并将所述的糖、糖醇、糖类的混合物或糖醇类的混合物溶于水；b)将溶解的亲脂性化合物和溶解的糖、糖醇、糖类的混合物或糖醇类的混合物混合，使得获得均匀混合物；c)将所述的混合物喷雾冷冻干燥。
两种溶液的混合优选恰在将活性化合物和糖(类)或糖醇(类)的混合物液滴喷雾前以连续或半连续的方式进行。本发明框架内的半连续方式指的是分批制备两种溶液，但混合和喷雾干燥优选连续进行，直到完全使用了所述溶液为止。混合与喷雾冷冻干燥之间的时间优选短于15分钟，更优选短于10分钟且最优选低于5分钟。
恰在喷雾冷冻干燥前的混合物中干物质含量优选高于5％，更优选高于8％且甚至更优选高于10％。恰在喷雾冷冻干燥前的混合物中活性物质的含量优选高于0.5％，更优选高于1.0％，甚至更优选高于2.0％且最优选4.0％或4.0％以上。
就喷雾冷冻干燥工艺而言，可以使用几种设备，诸如US5,922,253中所述的设备。
在本发明框架内，表达方式“糖”包括多糖类，表达方式“糖醇类”包括聚(或多)糖醇类。所形成的糖玻璃状物优选在正常环境条件下具有高于50℃的玻璃化转变温度。在本发明中优选的糖类为非还原糖类。非还原糖为不带有或不能形成反应性醛或酮基的糖。非还原糖类的实例为海藻糖和果聚糖类(fructanes)，诸如菊粉。
用于本发明的优选非还原糖类为果聚糖类或果聚糖类的混合物。将“果聚糖”理解为指含有多个脱水果聚糖单位的任何寡糖或多糖。果聚糖类可以具有多分散链长分布，并且可以带有直链或支链。优选所述的果聚糖类主要含β-1，2键，如在菊粉中，但它们也可以含有β-2，6键，如在左聚糖中(levan)。合适的果聚糖类可以直接来源于天然来源，但也可以经历修饰。
修饰的实例为本身已知的导致链长延长或缩短的反应。除天然存在的多糖类外，工业化制备的多糖类，诸如带有缩短的链的水解产物和带有修饰链长的分级分离产物也适合于本发明。可以以酶促方式(例如使用内切菊粉酶(endoinulase))、化学方式(例如使用水性酸)、物理方式(例如热方式)或通过使用非均一催化(例如使用酸离子交换剂)进行水解反应以便获得链长缩短的果聚糖。
特别可以通过在低温下结晶、使用柱色谱法分离、膜过滤和使用醇来选择性沉淀而对果聚糖类，诸如菊粉进行分级分离。例如，可以通过结晶，从已经除去单糖类和二糖类的果聚糖中获得其它果聚糖类，诸如长链果聚糖类。链长已经被以酶促方式延伸的果聚糖类也可以用作本发明中的果聚糖。此外，可以使用还原的果聚糖类，它们是其还原端基(一般为果糖基)已经被例如使用硼氢化钠或氢在有过渡金属催化剂存在下还原了的那些果聚糖。
还可以使用已经被化学修饰的果聚糖类，诸如交联的果聚糖类和羟基烷基化的果聚糖类。将所有这些果聚糖类中的平均链长表示为数均聚合度(DP)。将缩写DP定义为寡聚物或聚合物中糖单位的平均数目。
在本发明中甚至更优选的还原糖类为菊粉或菊粉的混合物。菊粉为在该分子的由β-1，2键合的果糖单位与还原端上的α-D-吡喃葡萄糖单位组成的寡糖类和多糖类，并且具有不同聚合度(DP)。优选的菊粉为DP大于6的菊粉或其中每种菊粉的DP大于6的菊粉混合物。甚至更优选DP为10-30的菊粉或菊粉混合物。最优选DP为15-25的菊粉或菊粉混合物。菊粉特别出现在百合科和菊科植物的根和根茎中。对菊粉生产而言，最重要的来源为耶路撒冷蓟(Jerusalemartichoke)、大丽花和菊苣根。工业化生产主要从菊苣根开始。来源于不同天然来源的菊粉之间的主要差别在于聚合度(DP)，它可以在耶路撒冷蓟中的约6至菊苣根中的10-14以及大丽花中的20以上之间改变。菊粉为寡糖或多糖，在非晶形条件下，它具有作为药物制剂中辅助物质应用的有利物化特性。
这些物化特性为(可调节的)高玻璃化转变温度、无还原性醛基和一般地比较低速率的结晶。此外，菊粉为无毒性的且价廉。
亲脂性化合物与糖或糖醇的重量比一般在1∶1-1∶200的范围内，更优选在1∶10-1∶50的范围内，并且最优选在1∶12-1∶25的范围内。
适合于与糖、水和亲脂性化合物形成稳定时间足够长的混合物的有机溶剂为可与水混合的溶剂，诸如二甲亚砜(DMSO)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、乙腈、乙酸乙酯、1，4-二烷和低级醇类。由于溶剂必须通过喷雾干燥或冷冻干燥除去，这些溶剂优选还具有在干燥温度下的合理蒸气压。因此，优选低级1，4二烷和定义为C1-C6醇类的醇类，其中烷基链可以为支链或非支链的。更优选的醇类为C2-C4醇类，诸如乙醇、正丙醇和叔丁醇。最优选的溶剂为1，4-二烷和叔丁醇。
待配制的优选化合物为天然的大麻素化合物。在本发明框架内，表达方式“天然大麻素化合物”包括可以通过将天然大麻素类衍生化获得的、以及如天然大麻素类一样不稳定的大麻素类的非天然衍生物。优选的天然大麻素化合物为Δ9-四氢-大麻酚。
本发明在另一个方面中还涉及药物组合物，其中包含亲脂性化合物以及糖、糖醇、糖类的混合物或糖醇类的混合物的玻璃状物，这是通过喷雾冷冻干燥获得的，其中将亲脂性化合物掺入糖玻璃状物中，其特征在于所述的组合物由具有6-5000μm，优选6-500μm，甚至更优选8-25μm的几何平均颗粒大小和跨距小于4的球形颗粒组成。本发明框架内使用的球形的含义是颗粒的外周长不具有锐利的边缘，并且二维投影的长径比(aspect ratio)超过0.6。(参见A.M.Bouwman等，《粉末技术》(Powder Technology)2004，146，66-72和P.Schneiderhhn，Eine vergleichende Studie über Methoden zurquantitativen Bestimmung von Abrundung und Form an Sandkrnen，Heidelberger Beitrge zur Mineralogie und Petrographie 1954，4，82-85.)。在本发明的组合物中，优选不在亲脂性化合物与所述的糖、所述的糖醇、糖类的混合物或糖醇类的混合物之间形成宾-主复合物(guest-host complex)。
所得颗粒的孔率为70％或70％以上，优选80％或80％以上，更优选85％或85％以上，并且最优选90％或90％以上。
所得颗粒的比表面积大于40m2/g，优选大于80m2/g，并且最优选大于100m2/g。
甚至在本发明的另一个方面中还涉及药物组合物，它包含亲脂性化合物和糖、糖醇、糖类的混合物或糖醇类的混合物的玻璃状物，这是通过喷雾冷冻干燥获得的，其中将亲脂性化合物混入糖玻璃状物内，其特征在于所述的组合物由具有1-5μm的平均空气动力学颗粒大小和小于5的跨距的球形颗粒组成。
上述颗粒大小是直接通过喷雾冷冻干燥法获得的，但没有任何颗粒大小减小步骤，诸如研磨。本发明的产品含有低于10％量的降解产物和低于15％的相分离百分比。在使用水性溶解介质进行的确保漏槽状态的溶解试验中，所述物质在45分钟内溶解。颗粒的物理特性(例如颗粒的空气动力学颗粒大小分布、形状和脆性)使得尤其适合于生产分散成可以用于肺部给药的气溶胶。当因分散过程中的断裂而导致颗粒大小减小时，会增加在肺周围沉积的机会。
下列实施例仅用于进一步以举例方式更具体地说明本发明，因此并不认为这些实施例以任何方式来限定本发明的范围。
实施例1.材料和方法实施例1a.材料下列材料具有分析级，并且按照提供的方式使用甲醇、乙醇和叔丁醇(TBA)。具有数均聚合度(DP)为23的TEX803！型菊粉由Sensus，Roosendaal，The Netherlands提供。Δ9-四氢大麻酚为UnimedPharmaceuticals Inc.，Marietta，USA的赠品。在所有情况下均使用脱矿质水。地西泮获自Sigma-Aldrich Chemie GmbH，Steinheim，Germany。环孢素A获自Bufa B.V.，Uitgeest，The Netherlands。
实施例1b.方法溶解实验使用USP溶解仪I(吊篮)在0.25％SDS(w/v)溶液中按照一式三份进行溶解实验。
喷雾冷冻干燥后的孔率测定按照下列操作测定喷雾冷冻干燥后的孔率(ε)。将菊粉溶于6/4v/v的水/TBA混合物中。菊粉浓度(c)在13.3mg/ml-100mg/ml之间改变。将这些溶液通过管缓慢泵出以产生等同大小的液滴。通过对填充5.00ml体积所必需的液滴数量进行计数以测定生成的液滴的体积(Vdrop)。通过将液滴滴入充满液氮的槽内将其冷冻。用联带有校准尺的数字式照相机给冷冻溶液球体拍照。将Sigma Scan Pro 5.0(JandelScientific，Erkrath，Germany)用于测定冷冻液滴的横断面积。随后计算直径。按照相同操作测定喷雾冷冻干燥颗粒的直径(dp)。使用下列等式计算孔率 就菊粉的密度而言，取ρ菊粉为1.534g/cm3(H.J.C.Eriksson等《国际药物杂志》(Int.J.Pharm.)2002，249，59-70)。
扫描电子显微镜术(SEM)将双面粘性胶带置于铝试样座上，在其上加少量粉末。使用喷射涂布器(Balzer AG，type 120B，Balzers，Liechtenstein)给颗粒涂敷约10-20nm金/钯。使用JEOL扫描电子显微镜(JEOL，typeJSM-6301F，Japan)在1.5kV加速电压下进行扫描。在2000的放大倍数下取所有显微照片。
激光衍射使用Sympatec HELOS压紧KA激光衍射仪(Sympatec GmbH，Clausthal-Zellerfeld，Germany)测定几何颗粒大小分布。使用RODOS干粉分配器在0.5巴下或使用吸入器接管(INHALER，Sympatec GmbH，Clausthal-Zellerfeld，Germany)与基于空气分级器技术的测试吸入器以60L/分钟将粉末分散3秒(A.H.de Boer等《国际药物杂志》(Int.J.Pharm.)2002，249，233-245；A.H.de Boer等《国际药物杂志》(Int.J.Pharm.)2003，260，187-200)。使用100mm透镜并基于Fraunhofer理论进行计算。所有给出的数据均为至少4次测定的平均值。
差示扫描量热法通过受调节的差示扫描量热法(MDSC)在差示扫描量热计(DSC2920，TA Instruments，Gent，Belgium)上测定喷雾冷冻干燥粉末的热性能。使用0.318℃的调节幅度、60秒的调节期限和2℃/分钟的加热速率。使用铟进行校准。使用标准铝样品盘。在测定过程中，用氮气以35mL/分钟的流速净化样品池。在扫描前，以2℃/分钟将样品盘加热至50℃以除去所有残留的水分。随后将样品冷却至-20℃，然后扫描至高达180℃。将玻璃化转变温度(Tg)定义为在反向信号中比热改变的拐点。
BET分析使用Tristar表面分析仪Micromeritics InstrumentCorporation，Norcross(GA)，USA测定77K下5-点氮吸附等温线。将BET理论(S.Brunauer等《美国化学协会杂志》(J.Am.Chem.Soc.)1938，60，309-319)用于计算表面积。对所有取自真空干燥器的喷雾冷冻干燥粉末进行一式两份分析。对每一药物上样而言，均分析不同的两批样品。
稳定性研究为了研究纯THC的降解，向20mL玻璃小瓶中加入70μL含有2.52mg THC的THC在甲醇中的溶液。将它们在流动的干燥氮气环境中保持过夜以使甲醇蒸发。所得的THC薄层铺展在小瓶底部(4.5cm2)。给在小瓶中的含有THC的喷雾冷冻干燥和冷冻干燥的物质称重。将所有样品均储存在20℃/45％RH和60℃/8％RH的气候室(climatechamber)内。以不同时间间隔取样(n＝3)，并且使用由van Drooge等所述的方法通过HPLC进行分析(《欧洲药物科学杂志》(Eur.J.Pharm.Sci.)2004，21，511-518)。简单的说，用甲醇提取样品。利用Waters 717+自动采样器将50μL上清液注射在前置柱(precolumn)(HPLC前置柱插入物，μBondapak C18 Guardpak)上，随后是Chrompack Nucleosil 100 C18柱(4.6×250mm)。使用UV检测器(Shimadzu SPD-M6A)测定214nm处的吸光度。使用积分仪(Waters741数据模块)和Kromasystem 2000软件分析色谱图和峰面积。将洗脱液(甲醇/水92/8(v/v)+5滴浓硫酸/升洗脱液)的流速设定在1.0mL/分钟。在未处理的THC的色谱图上，在7.5分钟的保留时间处观察到了大型峰。在每一系列HPLC-运行中，均包括一定的校准样品。
级联冲击器分析使用Astra型(Erweka，Heusenstamm，Germany)多级液体冲击器(MSLI)测试粉剂的体外沉积。按照欧洲药典2002年第4版所述的操作将60L/分钟的流速使用3秒。将水与乙醇的混合物(90％v/v水)用作溶剂，因为使用纯水会产生不均匀溶液和因THC的低水溶性而导致不适当的冲洗。在每个冲击器级上均充入20mL溶剂。在最终阶段，将干燥的玻璃滤器(Gelman Sciences，A/E型，Michigan，USA)用于保留通过第四级的颗粒。在受控环境条件(20℃/50％RH)下使用基于空气分级器技术的上述测试吸入器(A.H.de Boer等，《国际药物杂志》(Int.J.Pharm.)2003，260，187-200)，并在每次实验中进行10次吸入。将所有使用的粉末均在20℃和45％RH下的气候室内进行预平衡。分析两批独立产生的喷雾冷冻干燥物。将沉积定义为与级联冲击器分析中使用的粉末重量相比的粉末重量分数，并且由药物负荷和菊粉浓度计算。使用蒽酮试验分析不同阶段中各自的菊粉浓度(T.A.J.Scott等《分析化学》(Analytical Chemistry)1953，25，1656-1661)。将1.00mL样品与2.00mL在浓硫酸中的蒽酮测糖试剂(Anthronereagent)0.1％w/v混合。因混合焓而将样品加热至其沸点。然后将沸腾的混合物冷却至室温。45分钟后，涡旋样品并且在平板读出器(Benchmark Platereader，Bio-Rad，Hercules，USA)中在630nm处分析200μL样品。在每次试验中，均建立适宜的喷雾冷冻干燥粉末在适宜介质中的两条11点校准曲线。在每次实验中，收率均大于90％。
实施例2.形成菊粉玻璃状物的THC喷雾冷冻干燥粉末的制备为了生产喷雾冷冻干燥的粉末，制备不同浓度的菊粉水溶液和10-mg/mL THC在TBA中的溶液(表I)。
表I用于生产固态分散体的不同混合物的组成
随后以6/4的水/TBA体积比混合这些溶液。用B üchi 190微型喷雾干燥器(Büchi，Flawil，Switserland)的0.5mm喷嘴喷射含有THC和菊粉二者的溶液。液体加料速率为10.5mL/分钟，并且将雾化气流设定在400Ln/小时。喷嘴的出口位于液氮上约10cm。通过喷嘴夹套泵入热水以避免喷嘴内部的溶液冷冻。将所得混悬液(该溶液在液氮中的冷冻液滴)转入冷冻干燥器(Christ，α2-4型冻干器，Salm和Kipp，Breukelen，The Netherlands)。一旦所有氮均蒸发，就施加真空。在第一个24小时过程中，将压力设定在0.220毫巴，且贮存温度设定在-35℃(冷凝器温度-53℃)。在第二个24小时过程中，使贮存温度逐步升至20℃，同时使压力降至0.05毫巴。在将样品从冷冻干燥器中取出后，将它们储存在室温下真空干燥器中的硅胶上至少1天。正如在表I中观察到的，通过喷雾冷冻干燥不同菊粉浓度的溶液、同时保持THC浓度恒定来改变药物负荷。当通过冷冻干燥制备固态分散体(用于比较)时，遵循前人所述的冷冻干燥操作(D.J.Van Drooge等《欧洲药物科学杂志》(Eur.J.Pharm.Sci.)2004，21，511-518)。该操作使用与喷雾冷冻干燥物质的干燥过程中所应用的相同仪器设置。
实施例3.含有喷雾冷冻干燥的THC的粉末的特征喷雾冷冻干燥的固态分散体以白色粉末形式出现，它具有在约20-85mg/cm3范围内的低堆密度和在94％-99％范围内的极高整体孔率，这取决于溶液中总固体的浓度。此外，粉末易于向上涡旋，这是其适合吸入的第一个指征。
附

图1中显示了不同粉末的SEM图像(有代表性的对于4、8、12、16、20和30wt-％的药物负荷的SEM图像分别命名为A、B、C、D、E和F)。
在所有情况中它们均表现出高孔率和粗糙表面。当药物负荷增加时，表面结构没有改变，而在最高药物负荷下观察到了一定程度的更多破碎的颗粒，表明具有高脆性。
由于操作上的难题而导致不能直接测定喷雾冷冻干燥颗粒的孔率。然而，可以使用较大的球体进行估计。研究了溶质浓度对液滴形成、冷冻和干燥后颗粒大小的影响。将结果列在表II中。
表II冷冻干燥过程中颗粒的大小(相对于液滴大小而言)和孔率
液滴大小为3.45mm，并且与菊粉浓度无关。在冷冻后，观察到直径有较小程度的增加，表明在冷冻时含有菊粉的水/TBA溶液轻度膨胀。这种膨胀与菊粉浓度无关。此外，正如能够预计到的，对浓度较低的溶液进行喷雾冷冻干燥时产生了较高孔率的颗粒。然而，在对冷冻溶液球体冻干后，所有颗粒均显著较小。在干燥过程中，对最浓溶液而言，颗粒直径下降至液滴大小的84.1％，并且对使用较低菊粉浓度的颗粒而言，下降得甚至更多(79.7-66.9％)。这一结果暗示由浓度较低的溶液制备的颗粒在干燥过程中收缩得更多，这是因其较高的孔率及其由此产生的较低强度所致。
使用激光衍射，应用两种不同的分散方法分析所有含有THC的粉末的几何体积中值直径(x50)。首先，使用RODOS分散器以0.5巴的相对低压力分散物质，以便将测定过程中的分散力减小到最低程度。第二步，借助于测试吸入器以60L/分钟分散粉末，以便测定实际离形吸入器的几何颗粒大小。这些测试条件相当于级联冲击器分析过程中的条件。使用RODOS测定值发现，除30wt-％药物负荷外，所有其它粉末的几何体积中值直径均或多或少地相当于来自SEM图像的估计值(参见附图2通过激光衍射测定的喷雾冷冻干燥粉末的中值体积直径，其中在0.5巴下使用RODOS分散体(阴影柱)，在60L/分钟下使用测试吸入器分散体3秒(空心柱)(误差条表示标准偏差，n≥4))。
在30wt-％的药物负荷下，颗粒大小看起来较小。显然颗粒因其较高的孔率而易碎，使得使用RODOS产生的相对低的分散力已经足够大而能致使这些粉末破碎和解聚集。在使用测试吸入器分散粉末时所产生的更大的分散力使得颗粒较小(参见附图2)。在这种情况中，较小孔率和较低脆性的颗粒(较低的药物负荷)也被打碎和解聚集。显然它们的脆性足以使得被所施加的分散力破碎。破碎可以有利地在吸入过程中获得高肺泡沉积(进一步参见)。
所有粉末的BET比表面积均在约70-110m2/g的范围内。这些极高的比表面积与按照上述对喷雾冷冻干燥物质所报导的数据一致。
最后，根据受调节的差示扫描量热法(MDSC)对粉末进行表征。在表III中，提供了THC、非晶形菊粉和不同固态分散体的玻璃化转变温度(Tg)。正如上述报导的，THC在非晶形状态下也保持高于Tg，因为它可以抵抗结晶。对纯的THC观察到了9.3℃的Tg。在本研究中使用的菊粉类型具有155℃的Tg。结果表明，在菊粉玻璃状物中混入THC不会影响菊粉的Tg。
表III.在含有不同药物负荷的固态分散体中发现的玻璃化转变温度。通过喷雾冷冻干燥制备所有混合物。
仅在最高药物负荷下可以辨别出THC的Tg。这表明，在该药物负荷下，或者THC分子均匀分散在菊粉中，但形成渗滤系统；或者THC不再均匀分散在整个菊粉载体中。在任一情况中，THC分子均毗邻，产生纯THC的Tg。
实施例4.喷雾冷冻干燥菊粉玻璃状物粉末中THC的稳定性作为药物负荷的函数含有THC的作为白色粉末出现的喷雾冷冻干燥固态分散体在预定时间内没有表现出着色，这是菊粉玻璃状物有效稳定不稳定的THC的第一个指征。在附图3中显示了对THC稳定化的更为深入的研究结果(THC含量为在含有4和8wt-％THC的喷雾冷冻干燥粉末和纯THC样品中的储存时间的函数。A在20℃/45％RH下储存；阴影方块纯THC；空心方块4wt-％；实心方块8wt-％。B在60℃/8％RH下储存；阴影方块纯THC；空心方块4wt-％；实心方块8wt-％)。将含有4和8wt-％THC的喷雾冷冻干燥粉末中的THC含量作为时间的函数初步绘图。发现纯的THC在暴露于20℃/45％RH空气中时在约50天内完全降解(参见附图3A)。然而，当将其混入玻璃状菊粉基质时，在300天后可以回收到约80％的THC。当选择更为恶劣的60℃/8％RH的储存条件时，纯的THC在15天内完全降解(参见附图3B)。同样，玻璃状菊粉基质使THC降解减速。在4和8％药物负荷之间没有观察到降解速率上的差异。对两种药物负荷而言，显然菊粉基质有效防止了THC受到其环境影响，因此得到了非常强的稳定化。
为了更具体地研究药物负荷对固态分散体中THC稳定化的影响，评价了宽范围药物负荷的喷雾冷冻干燥粉末。为了研究冷冻速率对THC稳定化的影响，对用冷冻干燥代替喷雾冷冻干燥产生的固态分散体进行稳定性研究。似乎在20℃/45％RH条件下，所有喷雾冷冻干燥粉末甚至在最高达30wt-％的药物负荷下也有效地稳定了THC(参见附图420℃/45％RH下固态分散体中THC的稳定性作为药物负荷的函数。给出了THC的回收率(黑色方块3.5个月后喷雾冷冻干燥的批次；白色菱形1.5个月后冷冻干燥的物质，标准偏差均≤15％)。所有喷雾冷冻干燥的粉末在储存3.5个月后均含有超过85％的原始THC含量。当将冷冻干燥的饼块暴露在相同环境中时，尽管仅储存1.5个月，但是显著更多的THC被降解。尤其是在高药物负荷下，喷雾冷冻干燥产生了显著更好的稳定化物质。可以推断，喷雾冷冻干燥是生产固态分散体的最佳方法，不仅因为易于获得颗粒，而且因为对所评价的所有药物负荷而言，THC均得到强烈稳定化。
实施例5.批量大小/冷冻速率对菊粉中冷冻干燥的THC稳定性的影响使用液氮冷冻含有溶于水和TBA混合物中的菊粉(TEX！803型，聚合度为23)和THC的100mL溶液。需要几分钟才能完全冷冻100mL这类溶液。此外，冷冻含有0.4mL或2mL该溶液的小瓶。在冻干后，获得了理论药物负荷为4％的固态分散体。将两批物质均放入真空干燥器内1天。在缓慢冷却的批次中THC的稳定性极其有限，因为一旦将该物质从冷冻干燥器中转入真空干燥器，则它就变成紫色，表明THC降解。为了测试THC的长期稳定性，将两批物质均暴露在20℃和45％相对湿度(RH)中。将结果描绘在附图5中批量大小对THC稳定性的影响。
缓慢冷冻的批次的直接降解看起来显著(约22％)。此外，与通过小瓶冷冻获得的物质相比，长期稳定性较差。由此可以推断出缓慢冷却导致了根本未稳定化的一部分THC以及较差地稳定化的另一部分THC，而小瓶冷冻产生了具有改善的稳定性的物质。
实施例6.喷雾冷冻干燥的含THC粉末的体外沉积性能如附图2中阴影条中的体积中值直径所报导的几何颗粒大小表明，使用喷雾冷冻干燥产生的颗粒对应用于肺部药物递送而言仍相当大。一般来说，具有约1mg/cm3密度的1-5μm颗粒被认为适合于吸入。在使用吸入器接管分散后，使用激光衍射测定的粉末几何颗粒大小近似于这一尺寸。然而，尺寸限度指的是空气动力学直径daero，它由几何直径dgeo、颗粒密度ρp(估计值如表II中所示)和参比密度ρr(将水的密度定为1g/cm3)确定。对球形颗粒而言，形状系数χ等于1，并且对非球形颗粒而言，形状系数χ大于1。按照下列等式计算空气动力学直径daero=dgeo·ρpρr·χ]]>由于在本研究中的颗粒极其多孔，即ρp极小，所以空气动力学直径显著小于几何直径。当推定颗粒为球形时，空气动力学直径近似为几何直径的40-20％，这取决于颗粒的孔率和密度。因此，对粉末进行级联冲击器分析是非常有意思的，因为结果将由空气动力学直径决定。此外，级联冲击器分析结果被认为可以对有关体内吸入的适合性进行预测。
在级联冲击器分析中使用空气分级器型吸入器，因为激光衍射分析表明小颗粒将离开吸入器，这是因对该类型的吸入器而言强分散力所致(A.H.de Boer等《国际药物杂志》(Int.J.Pharm.)2003，260，187-200)。
正如可以在附图6中观察到的(使用具有不同药物负荷的喷雾冷冻干燥粉末获得的级联冲击器结果(交叉影线＝4％THC，虚线＝8％THC；黑色＝12％THC，灰色＝16％THC，白色＝20％THC)(一式两份的两批独立生产的批次，误差条表示最高和最低值))，所有粉末均表现出非常高的细粒分数。细粒分数(fine particle fraction，FPF)在本文中被定义为第3、第4和过滤阶段总和与总剂量之比，它在所有粉末中均极高。这暗示了所有粉末均表现出极佳的吸入性能，因为推定FPF代表体内吸入过程中深度(周围)的肺部沉积。所有粉末均表现出相似的吸入性能，但具有4％药物负荷的粉末除外。因为未知的原因，该粉末在吸入器内高度保留且FPF仅为35％。然而，所有其它物质均表现出较低的吸入器保留和40-50％的细粒分数。这些结果表明，喷雾冷冻干燥粉末与基于空气分级器的吸入器组合对肺部递送而言是极具希望的。此外，使用未配制的物质进行这些体外吸入模拟仅使用喷雾冷冻干燥的粉末，而不使用可以进一步改善雾化性能的额外的赋形剂或配制技术。
实施例7.批量大小/冷冻速率对地西泮混入方式的影响为了研究冷冻速率对混入方式的影响，借助于小瓶冷冻干燥(冷冻小瓶中的2ml体积)和喷雾冷冻干燥将亲脂性模型药物地西泮混入菊粉(TEX！803型)。当冷冻过程中发生相分离时，非晶形固态分散体中的各相应该表现出玻璃化转变温度(Tg)。将差示扫描量热法(DSC)用于测定Tg的数量。在获自DSC测定的差示热分析图中，将含有高药物负荷(35wt-％)的固态分散体与非晶形地西泮和非晶形菊粉的物理混合物进行比较。将结果描绘在附图7中(固态分散体和含有地西泮与菊粉的物理混合物的差示热分析图)。
在物理混合物(痕量1)中，可以区分出两个Tg。在小瓶冷冻干燥的固态分散体中，也可以分辨出两个Tg，然而，地西泮的Tg显著性较低，这表明相分离仅是局部的。不过，当通过喷雾冷冻干燥生产固态分散体时，仅能够区分1个Tg。由此可以推断，通过快速冷却可以防止冷冻过程中菊粉与亲脂性药物之间的相分离(少量液体)。
实施例8.具有不同药物负荷的含有喷雾冷冻干燥的环孢素的粉末的制备通过将环孢素A(CsA)溶于叔丁醇(TBA)并且将菊粉(DP23)溶于脱矿物水而制备5批不同的组合物。当将TBA/CsA溶液与水/菊粉溶液按40％(v/v)TBA/CsA和60％(v/v)水/菊粉的比例混合时，调整CsA在TBA和菊粉在水中的浓度，以获得5％、10％、20％、30％和50％(w/w CsA/菊粉)药物负荷，其总浓度为65mg/ml。还生产了在TBA/水溶液中的纯CsA的批次，不过，总浓度较低，为3mg/ml。在纯CsA批次中使用的CsA在TBA中的部分浓度与5％(w/w)制剂的部分浓度相当。在按40∶60(v/v)的比例混合TBA/CsA溶液与水/菊粉溶液后，在液氮筒上喷雾所得溶液。使用具有0.5mm孔口、3ml/分钟流体流速和500 l/小时雾化气流速率的双流体喷嘴喷雾溶液。在完成喷雾操作时，将含有冷冻TBA/水滴的液氮筒转入冻干机。在大部分液氮蒸发后，开始冻干操作。为了使过量溶剂升华，将样品暴露在-35℃的贮存温度和0.220毫巴压力下。24小时后，在3小时期限内使温度和压力逐步增加至20℃和0.05毫巴，以便蒸发玻璃状制剂中吸收的溶剂。随后将所有生产的制剂均储存在真空干燥器内。
如实施例1b中所述进行溶解实验。将所有制剂在吊篮中称重至用量为30mg CsA，即在所有溶解实验中均溶解30mg CsA。将溶解实验结果描绘在附图8中。为了溶解纯的CsA，称重30mg并加入70mg纯的菊粉(也是喷雾冷冻干燥的)。将该样品在附图8中表示为“物理混合物(Ph.mix)”。从结果中可以推断出，将CsA混入菊粉(DP23)与未混入CsA(CsA Ph.Mix)相比增加了溶解速率，药物负荷高达50％(w/w)。尽管5和10％(w/w)的制剂比20、30和50％更快地溶解，但是甚至在后面的药物负荷下，效果也显而易见。
权利要求
1.制备药物组合物的方法，该药物组合物包含亲脂性化合物以及糖、糖醇、糖类混合物或糖醇类混合物的玻璃状物，其中将亲脂性化合物混入糖玻璃状物中，其特征在于a.将所述的亲脂性化合物溶于与水可混溶的有机溶剂中，并将所述的糖、糖醇、糖类混合物或糖醇类混合物溶于水；b.将溶解的亲脂性化合物和溶解的糖、糖醇、糖类混合物或糖醇类混合物混合，使得获得均匀混合物；c.将所述的混合物喷雾冷冻干燥。
2.权利要求1的方法，其中按照连续或半连续的方式进行所述的步骤b和c。
3.权利要求1-2的方法，其特征在于所述的糖或糖类混合物为非还原性糖或非还原性糖类的混合物。
4.权利要求1-3的方法，其特征在于所述的糖或糖类混合物为果聚糖或果聚糖类混合物。
5.权利要求4的方法，其特征在于所述的果聚糖或果聚糖类混合物为菊粉或菊粉混合物，优选DP大于6的菊粉或其中每种菊粉的DP大于6的菊粉混合物。
6.权利要求1-5的方法，其特征在于所述的有机溶剂为1，4-二烷或C1-C6醇，优选C2-C4醇。
7.权利要求1-6的方法，其特征在于所述的亲脂性化合物为天然大麻素化合物。
8.权利要求7的方法，其特征在于所述的天然大麻素化合物为Δ9-四氢大麻酚。
9.权利要求1-6的方法，其特征在于所述的亲脂性化合物为地西泮。
10.权利要求1-6的方法，其特征在于所述的亲脂性化合物为环孢素A。
11.通过权利要求1-10所述方法可获得的药物组合物。
12.包含亲脂性化合物和糖、糖醇、糖类混合物或糖醇类混合物的玻璃状物的药物组合物，它是通过喷雾冷冻干燥获得的，其中亲脂性化合物被混入糖玻璃状物中，其特征在于所述的组合物由具有6-5000μm的平均几何颗粒大小的球形颗粒组成。
13.包含亲脂性化合物和糖、糖醇、糖类混合物或糖醇类混合物的玻璃状物的药物组合物，它是通过喷雾冷冻干燥获得的，其中亲脂性化合物被混入糖玻璃状物中，其特征在于所述的组合物由具有1-5μm的平均空气动力学颗粒大小的球形颗粒组成。
14.权利要求12-13的药物组合物，其特征在于所述组合物的孔率为80％或80％以上。
15.权利要求12-14的药物组合物，其特征在于所述的亲脂性化合物不与所述的糖、糖醇、糖类混合物或糖醇类混合物形成宾-主复合物。
16.权利要求12-15的药物组合物，其特征在于所述的糖或糖类混合物为非还原性糖或非还原性糖类的混合物。
17.权利要求12-16的药物组合物，其特征在于所述的糖玻璃状物在正常环境条件下的玻璃化转变温度高于50℃。
18.权利要求12-17的药物组合物，其特征在于所述的糖或糖类混合物为果聚糖或果聚糖类的混合物。
19.权利要求18的药物组合物，其特征在于所述的果聚糖或果聚糖类混合物为菊粉或菊粉混合物，优选DP大于6的菊粉或其中每种菊粉的DP大于6的菊粉混合物。
20.权利要求19的药物组合物，其特征在于所述的菊粉或所述混合物中的每种菊粉的DP为10-30，优选15-25。
21.权利要求12-20的药物组合物，其特征在于所述的亲脂性化合物为天然大麻素化合物。
22.权利要求21的药物组合物，其特征在于所述的天然大麻素化合物为Δ9-四氢大麻酚。
23.权利要求12-20的药物组合物，其特征在于所述的亲脂性化合物为地西泮。
24.权利要求12-20的药物组合物，其特征在于所述的亲脂性化合物为环孢素A。
全文摘要
本发明涉及制备药物组合物的方法，该药物组合物包含亲脂性化合物和糖、糖醇、糖类混合物或糖醇类混合物的玻璃状物，其中将亲脂性化合物混入该糖玻璃状物中，其特征在于a.将所述的亲脂性化合物溶于与水可混溶的有机溶剂中，并将所述的糖、糖醇、糖类混合物或糖醇类混合物溶于水；b.将溶解的亲脂性化合物和溶解的糖、糖醇、糖类混合物或糖醇类混合物混合，使得获得均匀混合物；c.将所述的混合物喷雾冷冻干燥。本发明进一步涉及所形成的含有亲脂性化合物诸如Δ
文档编号A61K9/19GK101056622SQ200580038470
公开日2007年10月17日 申请日期2005年11月8日 优先权日2004年11月10日
发明者D·J·范德鲁吉, W·L·J·辛里奇斯, H·W·福瑞林克, G·S·兹尔斯特拉, B·H·J·迪克霍夫 申请人:索尔瓦药物有限公司, 格罗宁根大学