用于提高通过粘膜送递的生物活性剂生物利用率的方法和组合物的制作方法

专利名称：用于提高通过粘膜送递的生物活性剂生物利用率的方法和组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于向粘膜表面送递生物活性剂的组合物。该组合物提高了生物活性剂、特别是疏水性生物活性剂的生物利用率。
背景技术：
经口送递可能是最有吸引力的生物活性剂送递途径，这是因为它涉及非侵入型技术，且具有较高的患者顺应性。经口送递的主要缺点是大多数分子经由胃肠道粘膜的生物利用率较低。生物利用率指的是药物从所给药的剂型到达体循环的真实速率和总量(程度)。
生物利用率主要受到大分子在粘膜表面环境中的溶解作用和稳定性、以及大分子穿过该表面的转运作用(在吸收过程中)的限制。前者提高了亲水性生物活性剂在粘膜表面水性体液中的溶解度，而后者有利于疏水性分子穿过细胞膜的非极性脂质双分子层，以进入血流。某些粘膜表面环境的非水性性状也使生物利用率复杂化了，例如在肺粘膜表面上的肺表面活性物质的两性特征。
特别是疏水性生物活性剂具有剂型和生物利用率方面的缺点。剂型通常是利用诸如油类等疏水性溶剂或乙醇制成的液体。经常要向疏水性生物活性剂混悬液中加入去污剂，以确保乳液的形成。通过将生物活性剂置于混悬液或不连续的液滴阵列中，乳液能够提高生物利用率。来自乳液制剂的生物利用率仍然是有限的。在这些液滴或悬浮颗粒体积减小到足以被吸收的程度之前，肠的蠕动通常已使这些制剂从最接近小肠的吸收孔移动过去。而且，由于相分离和分隔作用，乳液的制备和贮存都是成问题的。随着提高了生物利用率的剂型的出现，很多疏水性生物活性剂的状况都会得到改善，例如环孢菌素A(CyA)、头孢菌素、两性霉素、灰黄霉素，和其他抗真菌剂与抗生素、紫杉酚和维生素。更多种类的生物活性剂包括但不限于表1中所列。
表1止喘药抗心律失常药 安定药异丙喘宁 普萘洛尔 氯丙嗪氨茶碱etanolol 苯并二氮茶碱 维拉帕米 丁酰苯(butyrophenomes)叔丁喘宁 卡托普利 羟嗪卡马西平 异山梨醇 甲丙氨酯麻黄碱 吩噻嗪异丙肾上腺素利血平肾上腺素噻吨(thioxanthines)去甲肾上腺素强心苷激素 类固醇洋地黄抗利尿剂 泼尼松洋地黄毒苷皮质类固醇曲安西龙毛花洋地黄苷C 睾酮 氢化可的松地高辛雌激素地塞米松甲状腺素 倍他米松生长激素 泼尼松龙ACTH孕酮促性腺激素盐皮质激素抗高血压药治疗糖尿病药 抗组胺药阿普雷沙林氯磺丙脲(diabinese) 派力苯沙明etanolol 胰岛素氯苯吡胺苯海拉明杀寄生虫药 抗癌剂镇静剂和止痛剂吡喹酮 硫唑嘌呤 吗啡甲硝哒唑博莱霉素 地劳迪德戊双脒 byclophosphamide 可待因阿霉素可待因样合成物柔红霉素 度冷丁长春新碱 脱氢吗啡苯巴比妥巴比妥酸盐抗生素 免疫治疗剂 疫苗两性霉素 干扰素 流行性感冒青霉素 白介素-2 呼吸道合胞体病毒四环素 单克隆抗体 流感嗜血杆菌疫苗红霉素 γ球蛋白头孢噻吩 抗病毒剂亚胺培南 杀真菌剂 阿昔洛韦及其衍生物cefofaxime 两性霉素B Winthrop-51711羧苄青霉素 myconazole 利巴韦林万古霉素 胞壁酰二肽 金刚乙胺/金刚烷胺庆大霉素 克霉唑 叠氮胸苷及其衍生物妥布霉素 腺嘌呤阿拉伯糖苷哌拉西林 抗低血压剂 脒型蛋白酶抑制剂拉氧头孢 多巴胺阿莫西林 右旋苯丙胺 其他氨苄西林 受体激动剂和拮抗剂头孢唑啉头孢羟氨苄头孢西丁其他氨基苷类其他头孢菌素作为使用最频繁的疏水性生物活性剂之一，CyA事实上在水性溶剂中是不可溶的，而可溶于乙醇或不挥发性油中。CyA的两种最常用的剂型是以油制剂形式给药的，必须在吸收前形成微乳液。这两种制剂是Neoral和Sandimmune，二者在生物利用率方面具有本质不同，前者更有效地形成微乳液，其生物利用率明显更好。见英国专利2257359A号。这两种制剂都不能被制成无水的剂型，例如片剂或药粉，不过从药物的制备和贮存考虑，无水剂型是相当有利的。
CyA不仅在移植物患者中用作免疫抑制剂，而且用于治疗哮喘、皮炎和关节炎，因此具有独特的重要性。见EP 577544；EP 504760，Tominaga等(1995)《Gen.Pharmac.》26353-356；Arima等(1994)《Jpn.J.Allergol.》431316-1325。治疗哮喘、其他肺部疾患、或通过吸入法给药的剂型最常见为气雾剂，也就是含水液滴的微细雾状形式。用于吸入法送递疏水性生物活性剂的若干剂型和装置已有描述。它们包括小颗粒的气雾剂脂质体、雾化乙醇；和超声波喷雾器。见EP 267050；EP 577544；和Arima等(1994)。最近，为了避免使用气雾剂推进剂，很多干燥药粉吸入器用于干燥药粉的肺部给药。
已有各种制剂可用于以雾化方式给药至粘膜表面，特别是通过吸入法(鼻咽和肺)。用于吸入法给药的药物组合物一般含有生物活性剂的液体制剂和将该液体以雾化形式送递的分割装置。美国专利5011678号描述了适用的组合物，其中含有一种药学活性物质、一种生物相容性的两亲型类固醇和一种生物相容性的(氢/氟化)碳推进剂。美国专利5006343号描述了适用的组合物，其中含有脂质体、药学活性物质和一定量的肺泡表面活性蛋白，它可有效地促进脂质体通过肺部表面的转运。
使用雾化制剂的一个缺点是，药剂在水性混悬液或溶液中的保存会导致聚集作用和活性与生物利用率的丧失。冷冻可以部分地防止活性的丧失；不过，这就限制了这些制剂的应用。特别是在肽和激素的情况下更是如此。例如，合成的促性腺激素释放激素类似物(如激动剂萘夫西林(nafarelin)或拮抗剂ganirelex等)被设计成高效、疏水性与膜结合性都较高。这些化合物所具有的疏水性质足以使其在水溶液中发生聚集作用，并生成有序结构，使粘度随时间而增加。于是，鼻内或肺内制剂的生物利用率被抑制在较低水平。
本发明的公开本发明包括生物利用率有所提高的组合物的制备方法，该组合物可用于生物活性剂的粘膜送递。本发明进一步包括由此得到的组合物。在一种实施方式中，组合物含有粉末形式的生物活性剂和疏水性衍生(取代)的碳水化合物(hydrophobically-derivatizedcarbohydrates，HDC)。在另一种实施方式中，该剂型含有粉末形式的生物活性剂、HDC和表面活性剂。该组合物可形成生物活性剂在一种HDC玻璃状物中的固溶体、混悬液或乳液，其中含有或不含有改性剂和/或其他添加剂。
本发明也包括生物活性剂在水性溶剂中的混悬液组合物的制备方法，和由此得到的组合物。该方法包括得到上述组合物，和将该玻璃状物分散在一种适于给药的水性溶剂中。由此得到的组合物也适合作为固体剂型使用。
本发明所述的组合物也适用于药剂、特别是疏水性药剂的送递，以及其他生物活性剂的送递，例如调味剂、染料、杀虫剂和化妆品。
附图的简要说明

图1描绘了疏水性生物活性剂模型释放进入一种含有去污剂的介质[3％(w/v)十二烷基硫酸钠的0.9％盐水溶液]中的百分率，用于模拟粘膜表面活性环境，该生物活性剂是结合在单一HDC载体中的染料分散红1(DR1)。所示HDC为掺入了1.4％(w/w)DR1的海藻糖八乙酸酯。在5天的试验期间内，同一制剂显示没有DR1释放进入盐水溶液中。
图2描绘了掺入于一种混合HDC载体中的DR1释放进入一种含有去污剂的介质[3％(w/v)十二烷基硫酸钠的0.9％盐水溶液]中的百分率，以模拟粘膜表面活性环境。所示HDC混合物为结合了1.4％(w/w)DR1的海藻糖八乙酸酯/海藻糖八丙酸酯(比例为10∶1)。在5天的试验期间内，同一制剂显示没有DR1释放进入盐水溶液中。
图3描绘了掺入至一种固体剂型中的疏水性生物活性剂模型褪黑激素释放进入一种含有去污剂的介质[5％(w/v)吐温80的0.9％盐水溶液]中的百分率，以模拟粘膜表面活性环境。所示HDC为结合了4％(w/w)褪黑激素的海藻糖八-3，3-二甲基丁酸酯。在5天的试验周期内，同一制剂显示没有褪黑激素释放进入盐水溶液中。
图4描绘了疏水性分子模型油红O(Oil Red O，ORO)在10小时内从含有不同浓度表面活性剂的固体剂型中平均释放之间的关系。所用HDC为海藻糖八乙酸酯(TOAC)，表面活性剂为CremophorRH60。
图5描绘了大鼠中CyA的生物利用率。空心的正方形代表QA供试制剂(HDC中CyA加表面活性剂)以10mg/kg剂量给药后所检测到的血液CyA水平。实心的三角形代表QB供试制剂(HDC中单独的CyA)以10mg/kg剂量给药后所检测到的血液CyA水平。实心的正方形代表以20mg/kg剂量给药的CyA的市售油制剂，其血液水平数据校正为相当于10mg/kg剂量。
图6描绘了阿昔洛韦固体剂型对犬口服给药的生物利用率。空心圆代表Q1供试制剂(含有5％阿昔洛韦的海藻糖八乙酸酯和表面活性剂载体)以10mg/kg剂量给药后所检测到的阿昔洛韦血液水平。空心的三角形代表Q2供试制剂(含有25％阿昔洛韦的海藻糖八乙酸酯和表面活性剂固体剂型载体)以10mg/kg剂量给药后所检测到的阿昔洛韦血液水平。实心菱形代表以10mg/kg剂量给药的阿昔洛韦商品制剂。
图7描绘了固体剂型的胰岛素对大鼠口服给药的生物利用率。实心的正方形代表Q1胰岛素制剂(含有10％胰岛素的海藻糖八乙酸酯载体)给药后所检测到的血液葡萄糖水平。实心的三角形代表Q2胰岛素制剂[含有10％胰岛素的海藻糖八乙酸酯和表面活性剂(10％Epikuron 200∶10％油酸混合物)载体]给药后所检测到的血液葡萄糖水平。实心菱形代表10％胰岛素的商品制剂给药后所检测到的血液葡萄糖水平。
图8描绘了丙酸氟替卡松(FP)的固体剂型对猪肺部给药的生物利用率。实心的三角形代表Q1供试制剂(含有5％生物活性剂的海藻糖八乙酸酯载体)肺部给药后所检测到的血浆丙酸氟替卡松水平。实心的正方形代表Q2供试制剂[含有5％生物活性剂的混合HDC海藻糖八乙酸酯/八异丁酸酯(75∶25比例)载体]肺部给药后所检测到的血浆丙酸氟替卡松水平。实心菱形代表含5％氟替卡松的乳糖商品制剂肺部给药后所检测到的血浆丙酸氟替卡松水平。
图9描绘了胰岛素的固体剂型对犬肺部给药的生物利用率。实线代表Q1供试制剂(含有20％多肽的海藻糖八乙酸酯载体)肺部给药后所检测到的血浆胰岛素水平。虚线代表单用供试多肽肺部给药后所检测到的血浆胰岛素水平。
本发明的最佳实施方式本发明的组合物易于制成适用作剂型的玻璃状物，该剂型可以提高生物活性剂粘膜送递的生物利用率。现已发现，本发明所述的专用于送递至不同粘膜表面的剂型提高了生物活性剂、特别是疏水性药物的生物利用率。例如，如下所示，模拟肺表面活性物质的溶液使生物活性剂从本发明所述不含有表面活性剂的组合物中释放出来。相比之下，同样的这些制剂在盐水中不能释放。另一种选择是，为了提高生物活性剂从本发明所述剂型中释放出来，以送递至粘膜表面，如胃肠道和眼，向组合物中加入表面活性剂可提高生物利用率。该方法用动物模型系统描绘在图中，其中CyA(环孢菌素A)从含有表面活性剂的剂型中进行送递比对照提高了。这些结果如下实施例所示。
本发明包括用于制备剂型的玻璃状物的制备方法，该剂型提高了生物活性剂通过粘膜送递的生物利用率。该玻璃状物在HDC的固溶体、混悬液或乳液相中既含有生物活性剂，又含有表面活性剂。亲水性表面活性剂、也就是亲水亲油平衡(HLB)高的表面活性剂，易于与这些在加工和贮存过程中比较稳定的HDC玻璃状物形成一连续相。现已发现，这些玻璃状物在含水缓冲液中比在不含表面活性剂的基质中能够释放更多的生物活性剂。这些“固溶体”是高度稳定的；它们在室温下长达4周没有发生相分离的征兆，掺入于其中的疏水性生物活性剂通过有机溶剂萃取法可以定量地萃取出来，HPLC分析显示没有降解的迹象。所得玻璃状物可以以玻璃状形式或晶体形式、或其混合物形式存在。该玻璃状物也可以是无定形的基质。本文所用的“玻璃状物”或“玻璃样”指的是所有这些实施方式。
本发明因此包括生物活性剂与HDC的粉末形式组合物。本发明进一步包括生物活性剂、HDC与表面活性剂的粉末形式组合物。这些粉末既可以通过熔化HDC掺入生物活性剂制得，也可以通过蒸发HDC与生物活性剂的非水性溶液制得。由熔化得到的组合物可以通过本领域的任意已知方法加工成粉末，例如碾磨。粉末适合用作固体剂型，或者可进一步加工成片剂或其他剂型。
本发明进一步包括疏水性生物活性剂、HDC与表面活性剂的组合物。该组合物制成固体悬浮体、溶液或乳液。由此得到的组合物适合用作剂型或者可以加工成其他剂型，例如药粉。
本发明也包括疏水性生物活性剂在水溶液中的稳定制剂组合物的制备方法，和由此得到的组合物。该方法包括得到上述玻璃状物，并将固体相分散到水性溶剂中。由此得到的组合物也适合用作药物剂型。
适合用在本发明中的生物活性剂是多种多样的。表1中举例说明了一些。不同种类的生物活性剂包括但不限于抗炎的生物活性剂，止痛剂，抗关节炎的生物活性剂，解痉剂，抗抑郁剂，精神抑制药，安定药，抗焦虑的生物活性剂，麻醉拮抗剂，抗震颤麻痹药，胆碱能激动剂，化学疗法的生物活性剂，免疫抑制剂，抗病毒剂，抗生素，食欲抑制剂，止吐剂，抗胆碱能剂，抗组胺剂，抗偏头痛剂，冠状、脑或外周血管舒张剂，激素制剂，避孕剂，抗血栓形成剂，利尿剂，抗高血压剂，心血管的生物活性剂，阿片样物质，等等。可以使用任何适当的生物活性剂。本发明特别适用于疏水性生物活性剂。适当的浓度和剂量水平是本领域所已知的，例如《ThePhysician’s Desk Reference》所述。
HDC构成了一组无毒的碳水化合物衍生物。HDC易于由骤冷的熔化物或蒸发的有机溶剂形成玻璃状物。也可使用本领域已知的、就其他碳水化合物剂型述及的方法对HDC进行加工。
本发明所用的HDC指的是多种疏水性衍生的碳水化合物，其中至少一个羟基被一种疏水性部分取代，这种疏水性部分包括但不限于酯和醚。大量适用的HDC及其合成法的例子描述在《Developmentin Food Carbohydrate》，第2版，C.K.Lee，Applied SciencePublishers，London(1980)；和PCT公开96/03978号。其他合成法例如描述在Akoh等(1987)《食品科学杂志》521570；Khan等(1933)《四面体快报》347767；Khan(1984)《(纯粹与应用化学》56833-844；Khan等(1990)《碳水化合物研究》198275-283。HDC的具体例子包括但不限于山梨糖醇六乙酸酯、α-葡萄糖五乙酸酯、β-葡萄糖五乙酸酯、1-O-辛基-β-D-葡萄糖四乙酸酯、海藻糖八乙酸酯(TOAC)、海藻糖八丙酸酯(TOP)、海藻糖八-3，3-二甲基丁酸酯(TO33DMB)、海藻糖二异丁酸六乙酸酯、海藻糖八异丁酸酯、乳糖八乙酸酯、蔗糖八乙酸酯、纤维素二糖八乙酸酯、棉子糖十一乙酸酯、蔗糖八丙酸酯、纤维素二糖八丙酸酯、棉子糖十一丙酸酯、四-O-甲基海藻糖、海藻糖八新戊酸酯、海藻糖六乙酸二新戊酸酯和二-O-甲基-六-O-酰基蔗糖及其混合物。其中碳水化合物是海藻糖的一个适用的HDC例子是

式1中，R代表一个羟基，或其更弱亲水性的衍生基团，例如酯或醚，或其任意的官能改性，其中至少一个R不是羟基、而是疏水性衍生基团。适当的官能改性包括但不限于用一个杂原子(如N或S)取代氧原子。取代的程度也可以改变，并可以是截然不同的衍生和/或键合的混合。羟基的完全取代是没有必要的，它为改变载体物理性质(例如溶解度)提供了可能性。R可以是C2以上的任意链长，可以是直链、支链、环状或改性及其混合物。式1描绘的是二糖海藻糖，不过这里所讨论的任何碳水化合物可以是碳水化合物主链，并且配糖键位置和糖链长度可以是变化的。一般，根据合成的成本和效率，实际中使用五糖；不过，本发明对糖类的特殊类型、配糖键或链长没有限制。对HDC的各种其他方面特征是没有限制的。例如，每种HDC的糖类成分也可以是变化的，HDC内糖之间的配糖键的位置和性质可以改变，且取代的类型可以是变化的。
能够通过化学结构的轻微变更而改变HDC性质，这使它们专门适合用作生物活性剂送递载体，与聚合物系统相比时尤其如此，后者通常依赖于结晶性区域来改变它们的性质，特别是生物侵蚀。可以对HDC载体进行加工使其具有精确的性质，例如精确定义的生物活性剂释放率。通过对一种特定碳水化合物作不同改性或结合几种不同的HDC，可以实现这种设计。
已发现纯的单一HDC玻璃状物在室温和高达至少60％的湿度下是稳定的，甚至掺入了某些生物活性剂的HDC玻璃状物混合物在室温和高达至少95％的湿度下也是稳定的。即使掺入10％(w/v)极度吸湿性的生物活性剂(如合成的皮质类固醇类)，所得HDC玻璃状物暴露在相对湿度高达95％和室温的环境下一个月仍保持稳定，加入到水性溶剂中后5-10分钟内依然立即释放生物活性剂。
向制剂中加入相同水平的其他HDC，所得混合HDC玻璃状物在95％相对湿度下也同样能抗反玻璃化作用。可设计复合HDC玻璃状物的溶解率的能力使它们特别适合用作受控型释放送递载体，用于粘膜送递中。
HDC玻璃状物既可以由溶剂的蒸发形成，也可以由HDC熔化物的骤冷形成。由于某些HDC玻璃状物的软化点低，可以在加工过程中将不耐热的生物活性剂(如生物活性剂和生物分子)掺入到HDC熔化物中，而不会分解。令人惊奇的是，已经证实，所形成的组合物在水溶液中侵蚀时，这些生物活性剂具有零级释放动力学。若组合物呈玻璃状，表面反玻璃化过程后即进行释放。HDC载体易于制成任意形状或形式的模型，例如本文所述。可以通过本领域任意的已知方法进行制模，例如挤塑、模塑等。HDC适合用作送递载体，这是由于它们对可以掺入其中的任意溶质都是无毒的和惰性的。
置于含水环境中时，玻璃状形式的组合物发生不均匀的表面侵蚀，这使组合物特别适合进行粘膜送递。尽管不囿于任意一种理论，一种可能的组合物降解机制是，随着界面发生过饱和，原初表面发生反玻璃化，随后表面层以低速侵蚀和/或溶解。通过仔细地选择成分，可对组合物进行设计，使其具有所需的反玻璃化速率，并且由于反玻璃化层对于生物活性剂的释放不构成屏障，因此可以达到所需的生物活性剂释放速率。
我们现已发现，在制成组合物的过程中，通过掺入表面活性剂，可以促进疏水性生物活性剂掺入组合物中和从其中释放出来。HLB高的表面活性剂是适合的，也就是HLB至少约为3的那些亲水性表面活性剂。优选地，表面活性剂在室温下是干燥的。适用的表面活性剂包括但不限于甘油单硬脂酸酯、山梨聚糖单月桂酸酯、聚氧乙烯-4-月桂基醚、聚乙二醇400单硬脂酸酯、聚氧乙烯-4-山梨聚糖单月桂酸酯、聚氧乙烯-20-山梨聚糖单棕榈酸酯、聚氧乙烯-40-硬脂酸酯、油酸钠和月桂基硫酸钠。适用的表面活性剂也包括天然来源的和合成制备的肺表面活性剂。一种适用的人工肺表面活性剂例如Bangham等(1979)《生物化学与生物物理学学报》573552-556所述。表面活性剂的适用浓度可以凭经验，从实施例4所述得到。
在一种实施方式中，剂型是粉末形式。它们特别适合用在通过吸入法送递的系统中。优选地，粉末的粒径约为0.1至10微米。更优选地，粒径约为0.5至5微米。最优选地，粒径约为1至4微米。特别是对肺部给药来说，优选的粒径约为2.5至3微米。对口服给药来说，颗粒可以是任意大小的。
在对粉末进行进一步加工的基础上，可以将组合物制成多种剂型。它们包括但不限于混悬液、凝胶或乳油、填充胶囊、子宫托、凝胶/聚合物基质和片剂。
例如，粉末可以悬浮在果汁或其他可口的液体中用于口服给药。粉末可以悬浮在生理学上可接受的眼部给药用溶液中。适用于眼部给药的剂型包括但不限于微球体与巨球体制剂和盐水滴眼剂、含有它们的乳油和软膏。有多种生理学上可接受的凝胶、乳油和液体都是本领域所已知的。组合物可以含有其他常规用于药物组合物的成分，包括但不限于调味剂，香料，激素(如雌激素)，维生素(如A、C或E)，α-羟基或α-酮酸(如丙酮酸、乳酸或乙醇酸)，羊毛脂，凡士林，芦芸(aloe vera)，对羟基苯甲酸甲酯或丙酯，色素，等等。
在组合物的一种制备方法中，将生物活性剂和HDC(和可选的表面活性剂)混合，熔化，以生成均匀的混合物，然后迅速地骤冷，得到掺入了生物活性剂和表面活性剂(如果加入了的话)的玻璃状物。HDC熔化物是很多有机分子的极好溶剂。这一点使它们特别适用于送递难以配制的生物活性物质。组合物中可以掺入超过20％重量百分比的有机分子。值得注意的是，HDC是惰性的，它对于掺入其中的溶质或生物活性剂不显示反应性。
在组合物的另一种制备方法中，将HDC和生物活性剂(和可选的表面活性剂)溶解在至少一种溶剂中，通过蒸发溶剂形成掺入了生物活性剂(和表面活性剂)的玻璃状物。适用的溶剂包括但不限于二氯甲烷、氯仿、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、丙酮、乙醇、丙醇和高级醇。溶剂的性质是没有实质意义的，因为它在送递系统的形成过程中是要被除去的。一旦溶剂被蒸发，HDC浓缩形成掺入了生物活性剂的玻璃状物，其性质近似于由熔化物骤冷所形成的玻璃状物。
组合物的其他制备方法包括但不限于喷雾干燥、冷冻干燥、风干、真空干燥、流化床干燥、碾磨、共沉淀和超临界流体蒸发。在这些方法中，首先将HDC、生物活性剂和任何其他成分溶解或悬浮在适当的溶剂中。在碾磨的情况下，将由各成分通过溶剂蒸发或熔化物骤冷形成的玻璃状物以干燥形式碾磨，并按照本领域的任意已知方法进行加工。在共沉淀的情况下，将各成分在有机条件下混合，并如上述过程操作。
在喷雾干燥的情况下，将各成分在适当的溶剂条件下混合，利用准割喷嘴干燥，以在干燥腔中得到极度均匀的小滴。适用的喷雾干燥机械包括但不限于Buchi、NIRO、APV和实验室-车间喷雾干燥器，使用方法参照制造商的说明书。
下列实施例意在阐述本发明，而不是限制本发明。
实施例1生物活性剂模型从单一的HDC固体剂型中释放进入模拟粘膜表面活性环境利用染料分散红(DR1)作为生物活性剂模型，在体外模型中评价它们掺入于含有单一HDC的组合物中时的生物利用率，其中采用含有去污剂的介质[3％(w/v)十二烷基硫酸钠的0.9％盐水溶液]来模拟粘膜表面活性环境。所示HDC为掺入了1.4％(w/w)DR1的海藻糖八乙酸酯。在组合物中掺入染料的方法是将该染料溶解在HDC的熔化物中，使熔化物在不锈钢模(1.3cm直径)中骤冷，以形成固体剂型。利用Distek(2100型)溶解系统，按USP(卷23)第2类溶解研究来评价染料从固体剂型中释放进入模拟粘膜环境中的情况，利用惠普(8453型)二极管阵列分光光度计在502nm下用分光光度法定量测定所释放的染料。所得结果见图1。在5天的试验周期内，同一固体剂型显示没有DR1释放进入盐水溶液。
实施例2生物活性剂模型从混合的HDC固体剂型中释放进入模拟粘膜表面活性环境在如实施例1所述的体外模型中评价掺入于混合HDC固体剂型中的生物活性剂的生物利用率。所示组合物为掺入了1.4％(w/w)DR1的海藻糖八乙酸酯/海藻糖八丙酸酯(比例1∶10)。如实施例1所述测定DR1从固体剂型中释放进入含有去污剂的介质[3％(w/v)十二烷基硫酸钠的0.9％盐水溶液]的情况，该介质模拟粘膜表面活性环境。所得结果如图2所示，同样，在5天的试验期间内，同一固体剂型显示没有DR1释放进入盐水溶液中。
实施例3疏水性药物生物活性剂从HDC固体剂型中释放进入模拟粘膜表面活性环境如实施例1所述，在体外模型中评价掺入于固体剂型中的疏水性药物生物活性剂-褪黑激素的生物利用率。所示固体剂型为掺入了4％(w/w)褪黑激素的海藻糖八-3，3-二甲基丁酸酯。用来模拟粘膜表面活性环境的含去污剂介质是5％(w/v)吐温80的0.9％盐水溶液。所得结果见图3，同样，对褪黑激素从同一制剂中释放进入没有表面活性剂的盐水溶液中的研究表明，在5天的试验期间内，没有褪黑激素的释放。
实施例4掺入的表面活性剂对疏水性生物活性剂模型从HDC固体剂型中释放的作用利用掺入于含有海藻糖八乙酸酯和一种表面活性剂的固体剂型中的油红O作为疏水性生物活性剂模型，试验所掺入的表面活性剂对疏水性生物活性剂模型从固体剂型中释放的作用。基本过程如下将1％(w/w)疏水性染料油红O(ORO)与10-40％(w/w)表面活性剂(Cremophor RH60)及海藻糖八乙酸酯混合，在约200℃的加热炉中熔化。使熔化物打漩，直至观察到所有的ORO溶解，将熔化物在金属盘上的10mm黄铜环中迅速骤冷，凝固后取下所得玻璃皿状固体剂型。利用体外USP(卷23)第2类溶解试验，在0.1M HCl溶解介质中评价染料从固体剂型中的释放情况。含有900ml 0.1M HCl的USP 2溶解仪器在37℃下以100rpm搅拌，每小时取约5ml样本，在10mm池中用UV光谱学方法在523nm下测定，以0.1M HCl池作为对照。在试验过程中，随着介质的不断损失，要校正测定数据。所得结果总结在图4中。10小时后在溶液中检测到的ORO量与制剂中的表面活性剂量之间存在线性关系(图4)。用其他表面活性剂也得到类似结果，例如其他氢化蓖麻油和山梨聚糖及起泡性表面活性剂商品。
实施例5肽经口送递的生物利用率研究每组六只的三组大鼠给以两种不同固体剂型QA和QB的肽大环内酯环孢菌素A(CyA)，并与目前最好的商品制剂进行比较。QA和QB制剂都是通过溶剂蒸发法制备的，即将海藻糖八乙酸酯(HDC)中的CyA溶于CH2Cl2，制成10％溶液，QB中加入Lutrol F127(表面活性剂，ICI)，QA中不加入。碾磨干燥的组合物，将所得粉末分散在羧甲基纤维素悬浮介质中(每ml介质3mg CyA)，以10mg/kg剂量经口管饲法给药。商品制剂用羧甲基纤维素悬浮介质以1∶14稀释，经口管饲法对对照组的六只大鼠给药；商品制剂的22mg/kg较高剂量校正为图5中的结果。以24小时以上的时间间隔通过心脏穿刺法取血样，使用商业上的免疫测定法进行测定。
所得结果总结在图5中。与文献中报道的单用CyA给药所得结果相比，QA和QB制剂都表现出显著提高了的生物利用率，而文献中的结果显示，直至给药后2小时，血液中的药物也没有达到可检测的水平。含有表面活性剂的QA制剂的生物利用率甚至要好于QB制剂，其曲线(AUC1-24和Cmax)基本上类似于最好的商品制剂(96％相对生物利用率)。(图5)实施例6有机分子经口送递的生物利用率研究将阿昔洛韦以两种不同的新制剂Q1和Q2对犬经口途径给药，并与目前最好的商品制剂(Zovirax)比较。Q1和Q2制剂都用溶剂除去法制得，即，将阿昔洛韦与海藻糖八乙酸酯溶于二甲基亚砜(DMSO)的有机溶液进行冷冻干燥，该溶液中还加入了Lutrol F127(表面活性剂，ICI)。碾磨干燥的固体制剂，以200mg阿昔洛韦的标定剂量作为明胶胶囊方式经口给药。定期取血样，利用经过认证的高效液相色谱分析法对阿昔洛韦进行色谱分析。所得血液阿昔洛韦水平如图6所示。与作为对照给药的商品制剂相比，Q1和Q2制剂的生物利用率都显著提高了(图6)。
实施例7蛋白质的配制和经口送递将生物活性多肽胰岛素配制在海藻糖八乙酸酯中(10％填充量)，加入或不加入表面活性剂(2.5％牛磺胆酸钠、40％Lutrol或10％Epikuron 200∶10％油酸混合物)，方法是通过溶剂蒸发法，即，将胰岛素与HDC的DMSO溶液进行冷冻干燥。用示差扫描量热法(DSC)在56.6℃下测量所得组合物(Q2)的Tg。玻璃状物中表面活性剂的掺入显示对所配制的送递载体的Tg没有影响(加入了10％Epikuron 200∶10％油酸混合物的海藻糖八乙酸酯制剂(Q1)的Tg为56.3℃)。经口管饲法对大鼠给以100 i.u.所配制的胰岛素，结果表现为血液葡萄糖水平降低，说明经口给药的胰岛素从掺入或没有掺入表面活性剂的固体剂型中被吸收了，而对照制剂对血糖水平没有影响(图7)。
实施例8体内有机分子肺部送递的生物利用率研究将皮质类固醇氟替卡松配制成在海藻糖八乙酸酯或海藻糖八异丁酸酯中的固体剂型，载体既可以是单一的HDC，也可以是HDC混合物(比例为90∶10或75∶25)，方法是将熔化物骤冷。HDC在150-170℃下熔化，在120-140℃下将皮质类固醇溶于熔化物，然后将熔化物在冷却的黄铜盘上骤冷。然后碾磨所得玻璃状物，得到微细粉末，其平均粒径为5μm(±2μm)，将它作为干燥粉末固体剂型对犬和猪的肺部给药。通过在适当的时间间隔用色谱法测定动物血液中的皮质类固醇，来分析氟替卡松的吸收。与用常规的乳糖制剂给药的皮质类固醇对照相比，在犬和猪中都观察到该固体剂型提高了肺部的生物利用率。所得猪中皮质类固醇的肺部送递结果如图8所示，海藻糖八乙酸酯/八异丁酸酯(75∶25)的混合HDC(Q2)和海藻糖八乙酸酯单一HDC(Q1)两种固体剂型的Cmax值分别为1103和686，Tmax值分别为0.08和0.25。
实施例9含有多肽的固体剂型在体内肺部送递的生物利用率研究利用溶剂蒸发法将含有多肽激素胰岛素的固体剂型配制在海藻糖八乙酸酯玻璃状物中(20％填充量)，即，将胰岛素与HDC的10％w/w DMSO溶液进行冷冻干燥。对所配制的玻璃状物进行加工，得到粒径为3-5μm的微细粉末。利用Wright’s粉剂饲喂仪，将所得固体剂型以1 i.u./kg剂量对犬进行肺部送递给药。通过血液胰岛素水平的免疫测定法直接测量多肽的吸收。所得结果如图9所示，与未经配制的多肽的对照给药相比，HDC配制的多肽的肺部生物利用率得到提高。
尽管出于清楚理解的目的，借助举例说明和实施例的方式对上述发明进行了详细描述，然而，某些变化和修改也是可以实施的，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，上述说明和实施例不应被解释为对本发明范围的限制，本发明范围由所附的权利要求书界定。
权利要求
1.一种通过粘膜送递的生物利用率有所提高的组合物，该组合物含有有效量的一种生物活性剂和一种疏水性衍生的碳水化合物的紧密混合物。
2.根据权利要求1的组合物，其中该组合物是粉末形式的。
3.根据权利要求1或2的组合物，其中还含有一种表面活性剂。
4.根据权利要求3的组合物，其中该表面活性剂是一种具有亲水亲油平衡的表面活性剂。
5.根据权利要求4的组合物，其中该亲水亲油平衡至少约为3。
6.根据权利要求5的组合物，其中该表面活性剂选自由下列物质组成的组甘油单硬脂酸酯、山梨聚糖单月桂酸酯、聚氧乙烯-4-月桂基醚、聚乙二醇400单硬脂酸酯、聚氧乙烯-4-山梨聚糖单月桂酸酯、聚氧乙烯-20-山梨聚糖单棕榈酸酯、聚氧乙烯-40-硬脂酸酯、油酸钠和月桂基硫酸钠。
7.根据权利要求1或3的组合物，其中粘膜送递是经由吸入法送递的。
8.根据权利要求7的组合物，其中粘膜送递是经由肺部送递的。
9.根据权利要求1或3的组合物，其中粘膜送递是经由胃肠道送递的。
10.根据权利要求1或3的组合物，其中粘膜送递是经由眼部送递的。
11.根据权利要求2的组合物，其中该粉末含有粒径大小分布为约0.1至10微米的颗粒。
12.根据权利要求2的组合物，其中该粉末含有粒径大小分布为约0.5至5微米的颗粒。
13.根据权利要求2的组合物，其中该粉末含有大小分布为约1至4微米的颗粒。
14.根据权利要求1的组合物，其中该紧密混合物是通过将生物活性剂与疏水性衍生的碳水化合物溶解或悬浮在至少一种溶剂中、并从混合物中蒸发该溶剂而得到的。
15.根据权利要求14的组合物，其中蒸发作用是喷雾干燥、冷冻干燥、风干、真空干燥、流化床干燥、共沉淀、或超临界流体蒸发。
16.根据权利要求1或3的组合物，其中该紧密混合物是通过将生物活性剂与疏水性衍生的碳水化合物混合、加热该混合物得到碳水化合物的熔化物、再使该熔化物骤冷形成玻璃状物而得到的。
17.根据权利要求2的组合物，其中该粉末是通过碾磨该玻璃状物而得到的。
18.根据权利要求1或3的组合物，其中该生物活性剂是从选自由下列生物活性剂组成之组的一类物质中得到的抗炎的生物活性剂，止痛剂，抗关节炎的生物活性剂，解痉剂，抗抑郁剂，抗精神病剂，安定药，抗焦虑的生物活性剂，麻醉拮抗剂，抗震颤麻痹药，胆碱能激动剂，化学疗法的生物活性剂，免疫抑制剂，抗病毒剂，抗生素，食欲抑制剂，止吐剂，抗胆碱能剂，抗组胺剂，抗偏头痛剂，冠状、脑或外周血管舒张剂，激素制剂，避孕剂，抗血栓形成剂，利尿剂，抗高血压剂，心血管的生物活性剂和阿片样物质。
19.根据权利要求18的组合物，其中该生物活性剂是一种疏水性分子。
20.根据权利要求1或3的组合物，其中该疏水性衍生的碳水化合物选自由下列物质组成的组山梨糖醇六乙酸酯、α-葡萄糖五乙酸酯、β-葡萄糖五乙酸酯、1-O-辛基-β-D-葡萄糖四乙酸酯、海藻糖八乙酸酯(TOAC)、海藻糖八丙酸酯(TOP)、海藻糖八-3，3-二甲基丁酸酯(TO33DMB)、海藻糖二异丁酸六乙酸酯、海藻糖八异丁酸酯、乳糖八乙酸酯、蔗糖八乙酸酯、纤维素二糖八乙酸酯、棉子糖十一乙酸酯、蔗糖八丙酸酯、纤维素二糖八丙酸酯、棉子糖十一丙酸酯、四-O-甲基海藻糖、海藻糖八新戊酸酯、海藻糖六乙酸二新戊酸酯和二-O-甲基-六-O-酰基蔗糖及其混合物。
21.根据权利要求1或3的组合物，其中该疏水性衍生的碳水化合物是海藻糖，并含有
其中R代表一个羟基，或其更弱亲水性的衍生基团，包括酯或醚，或其任意的官能改性，其中至少一个R不是羟基、而是疏水性衍生基团；其中该官能改性包括用一个杂原子、如N或S取代氧原子，R可以是C2以上的任意链长，可以是直链、支链、环状或改性形式及其混合物。
22.一种含有权利要求2的粉末的组合物，其悬浮在一种含水液体中。
23.根据权利要求2的组合物，其中该含水液体选自由下列物质组成的组口服的可口液体、盐水、乳油、软膏和凝胶。
24.一种含有权利要求2的粉末的固体剂型，其中将该粉末压制成片剂。
全文摘要
本发明包括用于通过粘膜送递提高生物利用率的组合物,该组合物优选含有粉末形式的有效量生物活性剂和疏水性衍生化碳水化合物的紧密混合物。该组合物也可以含有一种优选用于胃肠道粘膜和眼部送递的表面活性剂。
文档编号A61K47/26GK1242702SQ9718117
公开日2000年1月26日 申请日期1997年12月31日 优先权日1997年12月31日
发明者I·桑德森, J·卡平格, B·J·罗瑟, C·科拉克 申请人:扇形支撑剑桥有限公司