Фармацевтическая композиция на основе макозинона для лечения туберкулеза, включая его формы с множественной и широкой лекарственной устойчивостью.
MACOZINONE-BASED PHARMACEUTICAL COMPOSITION FOR TREATMENT OF TUBERCULOSIS INCLUDING MULTI- AND EXTENSIVELY DRUG-RESISTANT FORMS THEREOF

Область техники
Настоящее изобретение относится к фармацевтическим композициям для лечения микобактериозов на основе 2-[4-(циклогексилметил)пиперазин-1-ил]-8-нитро-6-(трифторметил)-4Н-1,3-бензотиазин-4-он (макозинона), более конкретно настоящее изобретение относится к твердой пероральной гастроретентивной лекарственной форме макозинона и ее применению для лечения микобактериозов.
Уровень техники
В последние десятилетия проблема повышения эффективности лечения туберкулеза и других микобактериозов приобрела особую актуальность в связи с повышением уровня заболеваемости как в России, так и во всем мире.
С точки зрения бремени болезней и смертности, туберкулез (далее - ТВ) является неоспоримо наиболее важной и сложной угрозы для здоровья человека. По данным ВОЗ в 2018 году в мире было зарегистрировано около 10 млн случаев туберкулезной инфекции (Global tuberculosis report 2019, World Health Organization), которая занимает одно из ведущих мест в списке причин смерти инфекционных больных. В 2018 году в мире было зарегистрировано около 1,5 млн случаев смерти от туберкулезной инфекции, туберкулез остается одной из 10 основных причин смерти во всем мире, при этом показатели смертности существенно выше (примерно в 2 раза), чем у широко распространенного ВИЧ/СПИД. Несмотря на постепенное снижение общего количества больных в мире, социальная значимость и опасность этого заболевания остается очень высокой, особенно из-за увеличения распространенности первичной резистентности штаммов возбудителя к известным лекарственным препаратам.
За последние двадцать лет лекарственно-устойчивый туберкулез достиг тревожного уровня. Положение обостряется в связи с тем, что появление и распространение новых лекарственных препаратов через некоторое время регулярно сопровождается последовательным возникновением устойчивых к ним форм микобактерий; новая устойчивость часто "наслаивается" на предыдущую, в результате приобретая множественный характер. Достаточно часто осуществляется заражение de novo штаммами, которые уже приобрели множественную лекарственную устойчивость. В 1990-х годах было отмечено значительное повышение числа случаев регистрации туберкулеза, вызванного штаммами с множественной лекарственной устойчивостью (МЛУ - формы), которые приобрели резистентность к основным препаратам первой линии терапии изониазиду и рифампицину. По данным ВОЗ в 2018 году зарегистрировано около полумиллиона новых случаев с рифампицин-резистентной формой туберкулеза, 78% из которых имели множественную лекарственную устойчивость). В последние десятилетие многие МЛУ - штаммы М. tuberculosis стали приобретать дополнительные мутации резистентности - уже к препаратам второй линии, что привело к появлению и распространению нового типа (класса) мутантов возбудителя, получивших обозначение как штаммы с широкой лекарственной устойчивостью (ШЛУ-штаммы). В дополнение к изониазиду и рифампицину, ШЛУ-штаммы М. tuberculosis также устойчивы к фторхинолонам и к инъекционным аминогликозидам (Jassal М., Bishai WR. Extensively drug-resistant tuberculosis. -Lancet Infect Dis. 2009 Jan; 9(1):19-30. doi: 10.1016/S1473-3099(08)70260-3. Epub 2008 Nov 5). К настоящему времени более 50 стран сообщили о выделении в клинике ШЛУ-штаммов возбудителя туберкулеза, что обусловливает необходимость и важность поиска новых лекарств для лечения заболевания, вызванного как "традиционными", чувствительными к лекарственным средствам, так и устойчивыми к ним штаммами.
В связи с особенностями патогенеза туберкулеза, наличия в организме как активно делящихся, так и покоящихся форм микобактерий, а также с учетом увеличения количества устойчивых к тем или иным лекарствам штаммов и вариантов возбудителя, в настоящее время в мировой практике основным способом лечения туберкулеза является комплексное применение нескольких препаратов, что повышает вероятность достижения надлежащего терапевтического эффекта в случае приобретения штаммом возбудителя устойчивости к одному из лекарств. Необходимость одновременного использования нескольких препаратов накладывает ограничения на приемлемые для клинического использования лекарственные формы таких препаратов. Поэтому препараты первого-второго ряда в настоящее время представляют собой исключительно пероральные твердые формы (таблетки, капсулы).
В связи с быстрым распространением в мире штаммов возбудителя этого заболевания, устойчивых не только к традиционным препаратам (изониазиду, рифампицину, салицилатам и антибиотикам широкого спектра действия, включая современные фторхинолоны), но и к недавно введенным в клиническую практику препаратам последних поколений (деламанид, бедаквилин), существенно растет потребность здравоохранения в новых противотуберкулезных соединениях с новым механизмом действия (Balganesh, T.S., P.M. Alzari, and S.T. Cole. Trends Pharmacol Sci, 2008. 29(11): p.576-81.). Такие средства также могут найти применение при лечении других микобактериальных инфекций.
Перспективным путем повышения эффективности лечения туберкулеза и других микобактериозов в последние годы продолжает оставаться поиск и создание принципиально новых противотуберкулезных препаратов путем скрининга новых природных молекул или химической модификации известных структур. В мире проводится активный поиск новых активных веществ, подавляющих развитие патогенных микобактерий.
К настоящему времени научными исследованиями на доклиническом и клиническом уровне показано, что для лечения микобактериальных заболеваний у людей и млекопитающих весьма перспективным является новый класс химических соединений -2-аминозамещенные-1,3-бензотиазин-4-оны. Способы химического синтеза этого нового класса противомикобактериальных соединений и их применение для лечения микобактериозов известны из документов WO 2012066518 и WO 2016151011.
При этом высокую эффективность проявило, в частности, соединение 2-[4-(циклогексилметил)пиперазин-1-ил]-8-нитро-6-(трифторметил)-4Н-1,3-бензотиазин-4-он (PBTZ169, МНН Макозинон) (Makarov V, Lechartier В, Zhang М, Neres J, van der Sar AM, Raadsen SA, et al. Towards a new combination therapy for tuberculosis with next generation benzothiazinones. EMBO Mol Med. 2014; 6(3):372-83; Shi J, Lu J, Wen S, Zong Z, Huo F, Luo J, Liang Q, Li Y, Huang H, Pang Y. 2018. In vitro activity of PBTZ169 against multiple Mycobacterium species. Antimicrob Agents Chemother 62:e01314-18. https://doi.org/10.1128/AAC.01314-18.), которое в настоящий момент является одним из перспективных кандидатов для разработки нового противотуберкулезного лекарственного средства.
Соединения данного класса имеют уникальный механизм ингибирования микобактерий - подавление активности фермента декапренил-фосфорибоза-2'-эпимеразы (DprE1), необходимой для синтеза компонента клеточной стенки микобактерий. Этот механизм высоко специфичен именно для штаммов микобактерий. При этом макозинон активен в отношении всех протестированных штаммов М. tuberculosis, включая клинические изоляты от пациентов с МЛУ и ШЛУ формами туберкулеза. Минимальная ингибирующая концентрация in vitro для макозинона находится в диапазоне 0,3-80 нг/мл для быстро растущих культур, от 1 до 30 нг/мл для всего комплекса М. tuberculosis, а в концентрации 80-100 нг/мл макозинон подавлял развитие всех протестированных ШЛУ-штаммов (Активность in vitro лекарственного кандидата PBTZ169, гидрохлорид в отношении клинических штаммов Mycobacterium tuberculosis с широкой лекарственной устойчивостью. Л.Н. Черноусова с соавт. Туберкулез и болезни легких 2016, номер 9, том 94; Лекарственно-устойчивый туберкулез: перспективы ускоренной диагностики и химиотерапии Л.Н.Черноусова и соавт. Бактериология, 2017, том 2, №1, с. 25-34). В экспериментах на животных также доказано значительное превосходство макозинона в терапевтической эффективности по сравнению с изониазидом, особенно при длительных (более 2 месяцев) курсах перорального введения. За счет уникального специфического механизма действия против бактериального возбудителя макозинон обладает низким уровнем токсичности для млекопитающих, что является одним из условий для вновь синтезируемых перспективных лекарств против микобактериозов, лечение которых осуществляется, как правило, очень длительными курсами продолжительностью в несколько месяцев.
Однако, макозинон, как перспективный новый фармацевтически активный ингредиент, обладает некоторыми существенными недостатками, которые препятствуют разработке на его основе эффективного лекарственного препарата для приема внутрь.
Макозинон практически не растворим в воде, и одновременно характеризуется низкой липофильностью (вещество практически не растворимо в большинстве органических растворителей, в том числе в гексане, гептане, хлороформе). Макозинон является слабым основанием (рКа=5,9) с выраженной зависимостью растворимости от значений рН: имеет очень низкую растворимость в воде при рН 1-2 (не выше 70-80 мкг/мл) при более высоких значениях рН она резко снижается и при рН>5 вещество теряет растворимость и кристаллизуется, что препятствует его транспорту через мембраны клеток кишечника
Как следствие сочетания указанных особенностей физико-химических свойств макозинон обладает крайне низкой пероральной биодоступностью; в экспериментах на животных уровень его биодоступности зарегистрирован на уровне от 1-2%.
С учетом перечисленных особенностей макозинон следует отнести к фармакологически активным веществам IV класса по общепринятой классификации BCS,то есть веществам с плохой растворимостью в воде и низкой проницаемостью через биологические мембраны.
Но даже в пределах своего класса макозинон имеет такие существенные для фармацевтической разработки особенности, как низкая липофильность, узкое окно биодоступности в желудочно-кишечном тракте. Кроме того, макозинон имеет относительно невысокий (по оценкам по результатам клинических исследований - менее 60%) уровень метаболической трансформации в организме. С учетом этого макозинон не удается отнести ни к одному из 4-х известных классов другой широко используемой при фармацевтической разработке международной классификации с учетом характеристик распределения вещества (BDDCS)
Указанные особенности принципиально влияют на выбор общих подходов к конструированию эффективного лекарственного средства на основе этого перспективного и высокоактивного соединения.
Из области техники хорошо известно, что вещества класса IV по классификации BCS всегда требуют разработки специальных приемов для обеспечения их эффективного применения в клинике, причем практически невозможно заранее предсказать какой из множества существующих и известных компетентному и квалифицированному специалисту в данной области приемов будет наиболее перспективным. Конечный результат такой разработки часто представляет собой уникальное сочетание активного вещества и вспомогательных веществ, причем разработка лекарственной формы фармакологически активных веществ IV класса по классификации BCS является крайне сложной и нетривиальной задачей для специалиста (BCS class IV drugs: Highly notorious candidates for formulation development/Ghadi R, Dand N. // J.Control Release, 2017. - 28; 248: 71-95).
Таким образом, на пути внедрения в практику и борьбы с тяжелым и смертельно опасным социально значимыми инфекционными заболеваниями нового перспективного противотуберкулезного средства макозинон, обладающего уникально высокой бактерицидной активностью в отношении МЛУ и ШЛУ-штаммов М.tuberculosis, имеются существенные барьеры, обусловленные целым рядом особенностей физико-химических свойств этого вещества, отличающих его не только от других известных противотуберкулезных препаратов но и не описанных в таком сочетании для каких-либо других фармакологически активных молекул.
Поэтому, существует необходимость разработки и создания нового эффективного перорального лекарственного препарата на основе соединения макозинон с более высокой биодоступностью и соответствующего современным принципам и схемам комплексной терапии туберкулезной инфекции.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является разработка и создание новой и эффективной фармацевтической пероральной композиции (лекарственной формы) активного вещества макозинона (PBTZ169), характеризующейся достаточным уровнем биодоступности и терапевтической эффективности при преимущественно однократном в сутки приеме внутрь, являющейся перспективной для применения в клинической практике для профилактики и/или лечения инфекционных заболеваний человека или животных, возбудителями которых являются микобактерий, в частности М. tuberculosis, и пригодной для серийного производства в промышленных масштабах.
Техническим результатом данного изобретения является разработка и получение содержащей макозинон - 2-[4-(циклогексилметил)пиперазин-1-ил]-8-нитро-6-(трифторметил)-4Н-1,3-бензотиазин-4-он или его фармацевтически приемлемую соль, в частности, гидрохлорид, фармацевтической композиции в форме гастроретентивной таблетки с модифицированным высвобождением активного вещества, с повышенной относительной биодоступностью, обеспечивающей в условиях однократного приема внутрь длительное, до 24 часов, поддержание терапевтически значимой концентрации действующего вещества в организме, обладающей высокой комплаентностью и пригодностью для использования в схемах комплексной терапии туберкулезной инфекции. Техническим результатом настоящего изобретения также является разработка технологически простого способа получения указанной лекарственной формы (гастроретентивной таблетки), пригодного для масштабирования на традиционное по применяемому оборудованию фармацевтическое производство.
Указанный технический результат достигается путем разработки и получения гастроретентивной набухающей мукоадгезивной таблетки для регулируемого высвобождения макозинона в желудке и верхнем отделе тонкого кишечника, представляющей собой комбинированную систему, включающую комплекс макозинона или его фармацевтически приемлемой соли в терапевтически эффективном количестве и циклодекстрина в виде гранул, дополнительно покрытых слоем мукоадгезивного полимера и запресованных в полимерную матрицу на основе, по меньшей мере, двух гидрофильных растворимых и/или нерастворимых набухающих и мукоадгезивых полимеров и, по меньшей мере, одно дополнительное фармацевтически приемлемое вспомогательное вещество.
В частных вариантах воплощения изобретения макозинон или его фармацевтически приемлемая соль представляет собой мелкокристаллический порошок с размером частиц от 30 до 500 мкм.
В частных вариантах воплощения изобретения фармацевтически приемлемая соль представялет собой гидрохлорид, гидросульфат, этансульфонат или метансульфонат.
В частных вариантах воплощения изобретения циклодекстрин представляет собой 2-гидроксипропил-β-циклодекстрин, 6-монодезокси-6-моноамина-β-циклодекстрин, γ-циклодекстрин, 2-гидроксипропил-γ-циклодекстрин и/или сульфобутил-β-циклодекстрин. В более предпочтительных вариантах воплощения изобретения циклодекстрин представляет собой 2-гидроксипропил-β-циклодекстрин.
В частных вариантах воплощения изобретения покрывающий гранулы мукоадгезивный полимер представляет собой растворимую карбоксиметилцеллюлозу со степенью замещения не менее 0,7. В некоторых вариантах воплощения изобретения слой мукоадгезивного полимера дополнительно включает солюбилизатор. В других частных вариантах воплощения изобретения солюбилизатор представялет собой среднемолекулярный полиэтиленгликоль, моноэфир полиоксиэтилированного сорбитана и высших жирных кислот. В частных вариантах воплощения изобретения в которой среднемолекулярный полиэтиленгликоль представялет собой ПЭГ 6000 или ПЭГ 8000. В некоторых вариантах воплощения изобретения моноэфир полиоксиэтилированного сорбитана и высших жирных кислот представляет собой Полисорбат 80.
В частных вариантах воплощения изобретения гидрофильный растворимый мукоадгезивный полимер матрицы представляет собой растворимое производное целлюлозы или высокомолекулярный полиэтиленоксид с молекулярной массой в диапазоне от 1000000 до 4000000 дальтон. В некоторых вариантах воплощения изобретения производное целлюлозы представялет собой гидроксиэтцеллюлозу или гидроксипропилметилцеллюлозу.
В частных вариантах воплощения изобретения нерастворимый мукоадгезивный полимер матрицы представляет собой высокополимерный карбомер. В некоторых вариантах воплощения изобретения карбомер представляет собой карбопол.
В частных вариантах воплощения изобретения дополнительное фармацевтически приемлемое вещество представляет собой наполнитель, связующий, скользящий или смазывающий ингредиент.
В частных вариантах воплощения изобретения массовое соотношение макозинона или его фармацевтически приемлемой соли и циклодекстрина в комплексе составляет от 0,5:1 до 1:2.
В частных вариантах воплощения изобретения содержание комплекса макозинона или его фармацевтически приемлемой соли с циклодекстрином составляет 50-80% масс. в пересчете на общую массу таблетки. В некоторых частных вариантах воплощения изобретения количество макозинона составялет 125-500 мг.
В частных вариантах воплощения изобретения таблетка имеет исходную длину не менее 20 мм и ширину не менее 10 мм.
В частных вариантах воплощения изобретения таблетка имеет индекс набухания в водной среде через 6 часов 95- 150%.
В частных вариантах воплощения изобретения таблетка по изобретению имеет силу адгезии в условиях in vitro в 0,01 н растворе соляной кислоты, которая обеспечивает ее удержание на поверхности слизистой оболочки на протяжении не менее, чем 5 часов.
В частных вариантах воплощения изобретения таблетка имеет прочность на раздавливание после таблетирования 190-210 Н.
В частных вариантах воплощения изобретения таблетка характеризуется тем, что скорость высвобождения макозинона in vitro в 0,01 н растворе соляной кислоты составляет 25-50 мг/час.
В частных вариантах воплощения изобретения таблетка характеризуется тем, что высвобождение активного вещества in vitro в среде растворения 0,01 н HCl через 6 часов составляет 30-50%.
Указанный технический результат достигается также посредством применения гастроретентивной набухающей мукоадгезивной таблетки по изобретению для профилактики и/или лечения заболевания, возбудителем которого являются микобактерий.
В некоторых вариантах воплощения изобретения микобактерий представляют собой М. tuberculosis.
В частных вариантах воплощения изобретения заболевание представляет собой туберкулез. В некоторых вариантах воплощения изобретения туберкулез имеет множественную и/или широкую лекарственно устойчивую форму.
В частных вариантах воплощения изобретения таблетка вводится субъекту перорально один раза в сутки.
В частных вариантах воплощения изобретения субъектом является человек.
Изобретение также включает способ получения гастроретентивной таблетки по изобретению, включающий три стадии:
а) получение гранул макозинона или его фармацевтически приемлемой соли в виде комплекса с циклодекстрином;
б) включение гранул, полученных на стадии а), в состав вторичных гранул с покрытием их слоем смеси биоадгезивного агента и солюбилизатора;
в) запрессовывание сухих вторичных гранул, полученных на стадии б), в матрицу таблетки на основе одного сильно набухающего и одного выраженно мукоадгезивного полимера.
Определения и термины
Различные термины, относящиеся к объектам настоящего изобретения, используются выше и также ниже в описании, в формуле изобретения и реферате. Если иное не оговаривается, все технические и научные термины, используемые в данной заявке, имеют то же самое значение, которое понятно для специалистов в данной области. Ссылки на методики, используемые при описании данного изобретения, относятся к хорошо известным методам, включая изменения этих методов и замену их эквивалентными методами, известными специалистам.
В описании данного изобретения термины «включает» и «включающий» интерпретируются как означающие «включает, помимо всего прочего». Указанные термины не предназначены для того, чтобы их истолковывали как «состоит только из».
Макозинон. Химическое соединение макозинон (или PBTZ169) представляет собой 2-[4-(циклогексилметил)пиперазин-1-ил]-8-нитро-6-(трифторметил)-4Н-1,3- бензотиазин-4-он, (CAS 1377239-83-2) характеризующееся следующей структурной формулой:
20
23
3
4
3
(брутто формула - CHFNOS, молекулярная масса 456.5) а также его фармацевтически приемлемые соли, гидраты, комплексы, полиморфные варианты. Макозинон (в расчете на основание) в композициях по изобретению может содержаться в количествах от 125 до 1000 мг, преимущественно - от 250 до 500 мг.
Гидрохлорид макозинона (PBTZ169 HCl) (2-[4-(циклогексилметил)пиперазин-1-ил]-8-нитро-6-(трифторметил)-4Н-1,3-бензотиазин-4-он гидрохлорид) имеет структурную формулу:
20
24
3
4
3
брутто формула - CHClFNOS, молекулярная масса 492,5; более подробно свойства соединения указаны в таблице 1.
Термин таблетка с модифицированным высвобождением в настоящем документе описывает композицию (лекарственную форму) характеризующуюся после приема внутрь замедленным и регулируемым высвобождением активного вещества в заданном участке желудочно-кишечного тракта, преимущественно в желудке и верхнем отделе тонкого кишечника в отличие от лекарственных форм немедленного высвобождения, которое после приема внутрь неконтролируемо и незамедлительно происходит непосредственно в желудке.
Термин фармацевтически приемлемый означает материал, компонент, которые биологически совместимы с организмом человека. Используемый здесь термин фармацевтически приемлемая соль относится к таким солям, которые, в рамках проведенного медицинского заключения, пригодны для использования в контакте с тканями человека и животных без излишней токсичности, раздражения, аллергической реакции и т.д., и отвечают разумному соотношению пользы и риска. Некоторыми примерами солей согласно настоящему изобретению, в частности, являются гидрохлорид, гидросульфат, этан-сульфонат или метансульфонат.
Термин терапевтически эффективное количество подразумевает такое количество соединения, которое при введении в качестве моно- или комбинированной терапии является достаточным для предотвращения и/или лечения инфекционных заболеваний человека или животных, возбудителями которых являются микобактерий.
Под термином дозировка в данном документе понимается содержание действующего (активного) вещества в количественном выражении на единицу объема или единицу массы в соответствии с лекарственной формой, а именно единичное количество активного компонента в одной единице лекарственной формы, например в таблетке.
Фармакокинетическая кривая - кривая, отражающая изменение во времени концентрации активного вещества или его метаболита в плазме крови или каком-либо органе или ткани в организме. Характеристиками фармакокинетической кривой, используемыми в настоящем изобретении, являются показатели:
AUC - площадь под кривой, отражающей изменение во времени концентрации активного вещества или его метаболита в плазме крови или каком-либо органе или ткани в организме в определенный отрезок времени после введения лекарства;
max
Т - зарегистрированное во время испытания момент от введения препарата до достижения максимальной концентрации в плазме крови (биологической жидкости организма);
1/2
Т - момент времени с начала испытания, когда зарегистрированная максимальная концентрация вещества в крови (биологической жидкости организма) уменьшится в 2 раза;
MRT - вычисленная по зарегистрированным фармакокинетическим показателям продолжительность существования (задержки) лекарственного вещества или метаболита в организме;
отн
F - определяемый по сравнению показателей AUC параметр, описывающий степень биодоступности лекарственного вещества для использованной в исследовании лекарственной формы в сопоставлении с другой испытанной в таких же условиях лекарственной формой.
Циклодекстрины (ЦД) представляют собой класс циклических олигосахаридов, получаемых ферментативным расщеплением крахмалов и состоящих из 6 (α-циклодекстрины, α-CD), 7 (β-циклодекстрины, β-CD) или 8 (γ-циклодекстрины, γ-CD) остатков α-D(+)-глюкопиранозы (декстрозы), соединенных в макроциклы α-D-1,4-гликозидными связями таким образом, что молекула циклодекстрина имеет форму усеченного конуса с гидрофобной внутренней полостью. При обработке крахмала микробным ферментом циклодекстринглюканотрансферазой могут быть также получены так называемые крупнокольцевые (large-ring) циклодекстрины, содержащие девять, десять, одиннадцать и более (до 30-60) остатков глюкозы в цикле - так называемые δ-циклодекстрины, ε-циклодекстрины, ξ-циклодекстрины и т.д.). Структурные формулы трех основных типов циклодекстринов (α-CD, β-CD, γ-CD). Коническая форма молекулы циклодекстрина стабилизирована водородными связями между ОН-группами, а также α-D-1,4-гликозидными связями. Все ОН-группы в циклодекстринах находятся на внешней поверхности молекулы. Поэтому внутренняя полость циклодекстринов является гидрофобной и способна образовывать в водных растворах комплексы включения с различными молекулами органической и неорганической природы. В комплексах включения кольцо циклодекстрина является молекулой-"хозяином", включенное вещество называют "гостем".
Комплексы включения в водных растворах диссоциируют на циклодекстрин и исходное вещество, проявляя основные свойства последнего. При нагревании выше 50-60°С комплексы обычно распадаются полностью и обычно восстанавливают свою структуру при охлаждении.
Пригодный для создания фармацевтической композиции по изобретению циклодекстрин может быть, в частности, выбран из 2-гидроксипропил-р-циклодекстрина, 6-моно-дезокси-6-моноамина-β-циклодекстрина, γ-циклодекстрина, 2-гидроксипропил-γ-цикло-декстрина, сульфобутил-β-циклодекстрина или их смеси, при этом количественное соотношение макозинон : циклодекстрин в заявляемой фармацевтической композиции может составлять от 0,5:1 до 1:5.
Микобактериоз - инфекционное заболевание человека или животных, вызванное патогенными штаммами рода микобактерий (Mycobacterium). В рамках настоящего изобретения может быть обусловлен, в частности, одним или несколькими возбудителями, выбранными из Mycobacterium tuberculosis (возбудитель туберкулеза человека и животных), Mycobacterium bow's, Mycobacterium kansasii, Mycobacterium scrofulaceum, Mycobacterium aviumintracellulare complex, Mycobacterium leprae или Mycobacterium paratuberculosis.
MЛУ-штаммы - штаммы возбудителя туберкулеза с множественной лекарственной устойчивостью, приобретшие устойчивость к лекарственным препаратам первой линии терапии согласно клиническим рекомендациям ВОЗ.
ШЛУ-штаммы - штаммы возбудителя туберкулеза с широкой лекарственной устойчивостью, приобретшие дополнительно к МЛУ-характеристикам устойчивость к лекарственным препаратам второй и последующих линий терапии согласно клиническим рекомендациям ВОЗ.
Фармацевтическая композиция - сочетание активного действующего (лекарственного) вещества и фармацевтически приемлемых вспомогательных веществ, обеспечивающих создание лекарственного препарата.
Лекарственный препарат - фармацевтическая композиция в конкретной лекарственной форме, обеспечивающей применение лекарственного вещества для достижения необходимого терапевтического эффекта.
Матрица - полимерная основа таблетки с модифицированным высвобождением. Матрица может быть получена на основе гидрофильных (гидрофильная матрица) и/или гидрофобных полимеров, которые могут быть растворимыми или нерастворимыми в воде.
Гастроретентивная таблетка - лекарственная форма в виде таблетки, способная в силу особенностей конструирования длительное время задерживаться в желудке.
Монолитная система доставки (таблетка) - в рамках данного изобретения под монолитной (однородной) системой доставки (таблетки) понимается таблетка, полученная путем одновременного эффективного смешивания активного действующего вещества (фармацевтической субстанции) с компонентами, образующими матрицу таблетки, с последующим таблетированием полученной смеси с образованием системы с равномерно распределенными в ней компонентами (веществами).
Представленные ниже примеры, относящиеся к получению фармацевтической композиции для лечения микобактериальной инфекции, в частности обусловленной Mycobacterium tuberculosis, в соответствии с настоящим изобретением, а также к способу их получения не ограничивают объем притязаний, а приводятся лишь для иллюстрации настоящего изобретения.
Краткое описание чертежей.
Фигура 1. Зависимость растворимости гидрохлорида макозинона HCI (мкг/мл) от значений рН среды.
Среды растворения с рН 1.2, 4.5 и 6.8 - в соответствии с ГФ или Европейской фармакопеей для испытания растворимости лекарственных форм. Температура растворов 37,5°С. Испытания в аппарате типа «лопастная мешалка» (аппарат №2), скорость вращения - 150 об/мин; объем среды растворения 1000 мл.
Фигура 2. Целевая кумулятивная кривая высвобождения макозинона из гастроретентивной таблетки с модифицированным высвобождением для таблетки с содержанием макозинона 500 мг. Заливкой отмечен допустимый диапазон варьирования экспериментально регистрируемых показателей.
Фигура 3. Высвобождение во времени макозинона HCI из лекарственной формы немедленного высвобождения - твердых желатиновых капсул, дозировка 80 мг (препарат сравнения по примеру 9), в растворы с различным значением рН.
Среды растворения с различными значениями рН - в соответствии с ГФ или Европейской фармакопеей для испытания растворимости лекарственных форм. Температура растворов 37,5°С. Испытания в аппарате типа «лопастная мешалка» (аппарат №2). скорость вращения - 150 об/мин; объем среды растворения 1000 мл.
Фигура 4. Кривые изменения содержания макозинона в плазме крови животных при испытании различных пероральных лекарственных форм. Испытания на собаках породы Beagle (по 5 собак в группе) в условиях перорального введения препаратов).
По оси ординат - концентрация макозинона в плазме крови, нг/мл, по оси абсцисс-время после введения, час.
А - Кривые на основе фактических данных. Б - расчетные кривые изменения содержания макозинона в органе мишени (легкие) с учетом экспериментальных данных о тканевой биодоступности (задержки активного вещества в органах и тканях животных)
Горизонтальной штриховой линией (7 и 8, соответственно) отмечен расчетный минимальный порог терапевтически эффективной концентрации
Обозначения кривых:
1, 4 - препарат немедленного высвобождения - твердые желатиновые капсулы, доза 480 мг, рассчитано, 6 капсул с дозировкой 80 мг, (препарат сравнения, пример 9);
2, 5 - гастроретентивная таблетка состава GR10, 500 мг (таблетка по изобретению, пример 6);
3, 6 - гастроретентивная таблетка состава GR20, 500 мг (препарат сравнения, пример 11).
Подробное раскрытие изобретения.
Настоящее изобретение решает комплексную задачу, а именно изобретение направлено на разработку эффективного лекарственного препарата (фармацевтической композиции в конкретной лекарственной форме) на основе гидрохлорида макозинона для перорального применения для лечения инфекционных заболеваний, вызванных микобактериями, в частности, М.tuberculosis (включая резистентные формы), предназначенного для режима однократного приема в течение суток, причем такая композиция должна обеспечивать поддержание в организме терапевтически эффективной концентрации указанного активного вещества на протяжении между двумя очередными приемами лекарства.
Проблема разработки эффективного лекарственного средства для лечения туберкулеза (в том числе его резистентных форм) крайне актуальна. Причем в настоящее время терапия туберкулеза предполагает лечение несколькими препаратами одновременно («коктейль» препаратов), поэтому наряду с эффективностью и биодоступностью также немаловажным фактором является комплаентность препарата (пригодность и приемлемость для пациентов и медицинского персонала) при использовании в условиях клинического стационара в схеме сочетания с несколькими препаратами, обладающими разными фармакокинетическими и фармакодинамическими свойствами.
Из уровня техники известен основной принцип терапии форм туберкулеза, вызванных МЛУ/ШДУ штаммами возбудителей, основанный на одновременном приеме нескольких лекарственных средств с исключением из схемы неэффективных препаратов и (или) комбинаций препаратов. В связи с постоянным возрастанием в мире доли штаммов микобактерий, приобретших устойчивость к традиционным лекарственным средствам, в последние годы во многих странах ведется активная разработка, испытания и внедрение в клиническую практику новых активных молекул, эффективно подавляющих рост и развитие лекарственно устойчивых патогенных бактерий
В последние годы в ряде стран мира зарегистрированы и используются два новых активных противотуберкулезных соединения, которые согласно Международным рекомендациям по лечению лекарственно-устойчивого туберкулеза от 2019 года (WHO consolidated guidelines on drug-resistant tuberculosis treatment/2019/ ISBN: ISBN 978-92-4-155052-9) рекомендованы в качестве эффективных для этой цели лекарств - деламанид и бедаквилин. Однако уже к настоящему времени эффективность использования новых лекарств стала снижаться. В частности, к настоящему времени накапливаются клинические и лабораторные данные о том, что частота мутаций устойчивости к деламаниду (активно применяемому в терапии туберкулеза с 2014 года) уже превысила частоту мутаций устойчивости к рифампицину и примерно достигла одинакового уровня с мутациями к изониазиду. Как показали специальные эпидемиологические исследования, в популяциях пациентов, больных туберкулезом и не получавших ранее совсем недавно вышедший на рынки развитых стран новый противотуберкулезный препарат бедаквилин, до 6-7% больных уже несут штаммы, устойчивые не только к бедаквилину, но и перекрестно устойчивые еще к одному стандартному препарату из комбинированной схемы лечения - клофазимину.
Более того, особенности физико-химических свойств и связанной с ними фармакокинетики бедаквилина (крайне длительное, на протяжении почти 5 месяцев по окончании приема) медленное снижение его концентрации в тканях усугубляет проблему спонтанной селекции в организме устойчивых к этому препарату вариантов возбудителя.
К недостаткам бедаквилина можно также отнести наличие ограничений по дозировке таблеток и необходимость одновременного приема 4 таблеток (с дозировкой 100 мг), что ухудшает его комплаентность в комплексной терапии.
Помимо указанных проблем с возрастающим накоплением в популяции устойчивых штаммов микобактерий, к недостаткам деламинада можно также отнести необходимость двукратного в сутки приема лекарства.
Синтезированный недавно новый по механизму антимикробного действия на микобактерий (подавление синтеза клеточной стенки) новый класс химических соединений -производных бензотиазинонов в настоящее время рассматривается в качестве более перспективного кандидата на роль препарата для включения в схему лечения лекарственно устойчивых форм туберкулеза.
В частности, макозинон (PBTZ169), характеризуется значительно более высокой эффективностью подавления всех испытанных ШЛУ-вариантов возбудителя (минимальная ингибирующая концентрация (МИК) макозинона - 80-110 нг/мл, тогда как для бедаквилина - порядка 500-600 нг/мл).
Однако исследование физико-химических свойств данного нового класса химических веществ выявило уникальные характеристики этих соединений, существенно отличающие их от подавляющего большинства известных лекарственных средств и значительно затрудняющих разработку на их основе пригодных для клинического применения лекарственных форм.
В частности, макозинон оказался практически не растворим в воде (Piton J, VocatA, Lupien A, Foo CS,Riabova O, Makarov V, Cole ST. 2018. Structure-based drug design and characterization of sulfonyl-piperazine benzothiazinone inhibitors of DprE1 from Mycobacterium tuberculosis. Antimicrob Agents Chemother 62:e00681-18.https://doi.org/10.1128/AAC.00681-18). Даже выбранные в качестве наиболее приемлемых потенциальных кандидатов соли оснований этих веществ, такие как гидрохлорид макозинона, оказались также практически не растворимыми в большинстве полярных и неполярных растворителей. Одновременно это соединение имеет относительно низкую липофильность, характеризуется резким снижением и так крайне низкой растворимости в воде в зоне нейтральных значений рН, и как следствие - низкой проницаемостью через мембраны клеток эпителия кишечника, не зависящей от наличия белков или гликопротеидов - переносчиков. По совокупности этих свойств такие соединения относятся к наиболее проблемному для фармацевтической разработки классу IV по международной классификации BCS (Biopharmaceutics Classification System (BCS)-based biowaiver applications: anti-tuberculosis medicines WHO Prequalification of Medicines Programme Guidance Document February 2009)
А с учетом характерным для слабых оснований, к которым относится макозинон, резким снижением растворимости при переходе от кислых значений рН к нейтральным (фиг. 1), он дополнительно относится к немногочисленной в этом классе группе веществ с очень узким окном биодоступности в желудочно-кишечном тракте.
Отмеченные особенности физико-химических свойств делают это соединение также необычным и по сочетанию фармакокинетических характеристик ADME (абсорбции, распределения, экскреции и метаболизма). После всасывания в организм при пероральном введении макозинон подвергается метаболической трансформации в печени с образованием ряда метаболитов, антимикробная активность которых значительно уступает активности исходной молекулы. Эффективно связываясь с белками плазмы крови, макозинон, тем не менее, быстро элиминируется из организма, преимущественно через печень (с желчью). После перорального введения в организм животных и человека макозинон характеризуется очень "быстрой" фармакокинетикой: максимум содержания в крови достигается в среднем через 45-90 мин после введения, а снижение концентрации ниже терапевтически эффективной происходит уже через 6-8 часов. Сходную фармакокинетику имеют и известные обладающие "остаточной" бактерицидной активностью метаболиты макозинона.
Учитывая крайне низкую растворимость и одновременно относительно невысокую интенсивность метаболической трансформации (менее 70% поступившего в организм вещества), макозинон фактически нельзя отнести ни к одному из известных классов веществ по международной классификации BDDCS (обычно используемой именно при фармацевтической разработке и учитывающей в качестве ведущих параметры растворимости и степени метаболической трансформации) (The biopharmaceutics classification system (BCS) and the biopharmaceutics drug disposition classification system (BDDCS): Beyond guidelines / A.Charalabidis et al. - International Journal of Pharmaceutics, V. 566, 2019, P. 264-281).
Результатом сочетания этих уникальных свойств макозинона является крайне низкая его биодоступность при приеме внутрь (не выше 2-4%).
Указанное сочетание характеристик активного вещества делает крайне сложной и нетривиальной сформулированную выше задачу настоящего изобретения,
Как правило, лекарственные вещества IV класса со столь низкими показателями растворимости и проницаемости используют в клинике в виде лекарственных форм для парентерального введения (инъекционные или инфузионные препараты), как например используемые в лечении туберкулеза антибиотики карбопенемы. Однако с учетом сложного и комплексного режима терапии туберкулеза, особенно его лекарственно устойчивых форм, применение инъекционных препаратов признано низко комплаентным и такие лекарства отнесены к препаратам резерва (используются при неэффективности 4-5 - компонентной терапии устойчивых форм).
Препараты же первой линии (этамбутол, изониазид, пиразинамид, рифампицин, рифабутин, рифапентин) во всех современных схемах терапии туберкулеза представляют собой перорально принимаемые твердые лекарственные формы (таблетки или капсулы). Таблетированные лекарственные формы являются более предпочтительными (они составляют 96,2% предпочтений респондентов) в связи с длительностью приема данной группы лекарственных средств (Global drug facility product catalogue / Global Drug Facility. Stop ТВ Partnership.World Health Organization, Geneva 2016; Противотуберкулезные лекарственные формы: ассортимент, основные преимущества, перспективы технологического совершенствования / М.Е. Ким и др // Фармация и фармакология №3, 2016. - С. 38-55).
Значительно затрудняет процесс разработки эффективной пероральной лекарственной формы макозинона являющаяся следствием его очень низкой биодоступности и неоптимального фармакокинетического профиля необходимость использовать высокие дозировки активного вещества в составе конечного препарата. Терапевтически достоверный положительный эффект при испытании в клинике с участием больных туберкулезом пациентов был достигнут только на уровне дозировок порядка 640-1280 мг на пациента. Если учесть, что максимальная приемлемая (с учетом заданных фармакопеями ЕР, USP, российской ГФ XIV параметров растворения) дозировка в единице разработанной твердой лекарственной формы немедленного высвобождения (капсул) составила всего 80 мг по активному ингредиенту, становится понято, что использование подобных лекарственных форм в реальной клинической практике становится невозможным из-за явной их некомплаентности.
Авторами настоящего изобретения были предпринятые попытки добиться существенного повышения растворимости макозинона за счет таких известных традиционных подходов, как:
- использования его различных солей (из которых лучшие показатели имел гидрохлорид макозинона);
- дополнительного измельчения кристаллов;
- добавления к порошкам известных поверхностно-активных веществ (ПАВ), таких как лаурилсульфат натрия, твины, Тритон Х-100.
Однако все эти приемы не привели к сколь либо существенному возрастанию растворимости субстанции.
В этих же экспериментах было показано, что растворимость макозинон HCl не меняется при изменении размера частиц в порошках субстанции в диапазоне от 0,04 до 0,8 мм, получаемыми путем ситового анализа. При этом мелкокристаллические порошки фармацевтической субстанции гидрохлорида макозинона отличаются неудовлетворительными технологическим характеристиками, крайне низкой сыпучестью и одновременно высокой склонностью частиц к агрегации и адгезии к поверхностям оборудования. Из испытанных ПАВ в незначительной степени (не более, чем на 10-15%) показатель растворения субстанции гидрохлорида макозинона улучшился, преимущественно за счет снижения способности кристаллов к агрегации, при введении в растворы небольших количеств (до 0,005-0,01%) третично-аммонийных детергентов (например, бензетония хлорида), но использование подобных веществ в составе фармацевтических композиций ограничивается дополнительными неблагоприятными побочными эффектами таких ПАВ.
Как отмечено выше, лимитирующими факторами, снижающими терапевтическую эффективность макозинона, являются не только его низкая растворимость в воде и невысокая проницаемость через мембраны, но и узкое "окно биодоступности" (резкое снижение растворимости при перемещении вещества из кислой среды желудка в нижележащие отделы желудочно-кишечного тракта) и связанная с этим недостаточная продолжительность периода всасывания. Также следует учитывать, что макозинон в организме быстро и эффективно связывается с белками плазмы крови и неравномерно распределяется по органам и тканям, с преимущественной задержкой в легких, селезенке, печени.
Отрицательным моментом в этом плане является обнаруженный для макозинона относительно быстрый метаболизм уже при первичном прохождении препарата по портальному кругу. При этом обнаруженные и идентифицированные метаболиты являются существенно менее активными в отношении возбудителя, что дополнительно снижает терапевтическую эффективность лекарства.
Следствием отмеченных особенностей процесса биоабсорбции и распределения явно неоптимальным является фармакокинетический профиль препарата, предназначенного, прежде всего, для лечения хронических форм микобактериальных инфекций, при котором важно обеспечить длительный период поддержания эффективной подавляющей бактерии концентрации в органах и тканях.
Для проведения клинических исследований авторами настоящего изобретения была разработана лекарственная форма немедленного высвобождения в виде твердой желатиновой капсулы, содержащей гранулированный порошок макозинон (пример 9). Однако, в ходе проведения исследований была выявлена низкая пригодность такой формы препарата для клинического применения. Так, по результатам клинических фармакокине-тических исследований этой лекарственной формы (капсул дозировкой 80 мг) с участием добровольцев было показано, что время достижения максимальной концентрации в плазме крови этого вещества, принятого однократно peros в дозировках 320, 640 г, и 1280 мг составляет 1-2 часа, период полувыведения составляет 10-12 часов. В диапазоне повышающихся дозировок свыше 320 мг в сутки фармакокинетика становится не линейной и применение дозировок выше 1280 мг становится нецелесообразным с учетом возрастающего риска нежелательных побочных явлений. Предварительные оценки по результатам исследования данной пероральной лекарственной формы на добровольцах показали, что биодоступность активного вещества не превышает 4-5% (расчетно) даже при достижении дозировок 640 мг (8 капсул) или 1280 мг на человека.
В клинических исследованиях 2-й фазы с участием пациентов больных туберкулезом в неосложненной форме было показано, что позитивные терапевтические эффекты после 2-недельного курса терапии были зарегистрированы (причем не у всех пациентов в когорте) только при дозировках препарата не менее 640 мг.
Отмеченные особенности фармакокинетики активного вещества делает необходимым введение препарата с частотой не менее двух или даже трех раз в сутки, что снижает его комплаентность в условиях госпитального терапии, повышает стоимость курсового лечения, а с учетом необходимости использования высоких разовых дозировок препарата - также повышает риск развития побочных эффектов. Дальнейшее повышение разовой и курсовой дозы для препаратов немедленного высвобождения с такой дозировкой становится неприемлемым в силу явной некомплаентности с учетом обязательного комплексного характера противотуберкулезной терапии (обязательного одномоментного сочетания 3-х или 4-х пероральных препаратов разных классов).
Авторами настоящего изобретения неожиданно было установлено, что все вышеуказанные недостатки и ограничения преодолеваются в результате разработки гастроретентивной набухающей мукоадгезивной таблетки для регулируемого высвобождения макозинона в желудке и верхнем отделе тонкого кишечника, представляющей собой комбинированную систему, включающую комплекс терапевтически эффективного количества макозинона или его фармацевтически приемлемой соли с циклодекстрином в виде гранул, покрытых слоем мукоадгезивного полимера и запресованных в полимерную матрицу на основе, по меньшей мере, двух гидрофильных растворимых и/или нерастворимых набухающих и мукоадгезивых полимеров и, по меньшей мере, одно дополнительное фармацевтически приемлемое вспомогательное вещество. В результате проведенных исследований неожиданно было установлено, что данная лекарственная форма макозинона (гастроретентивная таблетка) не только характеризуется повышенной биодоступностью, но и способна обеспечить поддержание эффективно действующей на бактерии М.tuberculosis концентрации и эффективное терапевтическое воздействие макозинона на клетки возбудителя туберкулеза в организме человека в условиях однократного в сутки приема.
Примеры осуществления изобретения
Приведенные в описании примеры не исчерпывают собой весь перечень фармацевтических композиций и способов их получения, которые были изготовлены в процессе фармацевтической разработки гастроретентивной таблетки. Помимо фармацевтических композиций по описываемому изобретению приводятся также примеры использованной в экспериментах по исследованию фармакокинетики лекарственной формы немедленного высвобождения (капсулы), а также нескольких фармацевтических композиций гастроретентивных таблеток, которые отличались от таблеток по изобретению по основным принципам конструирования.
Пример 1. Пример описывает результаты исследования зависимости растворимости гидрохлорида макозинона от значений рН среды.
Фигура 1 демонстрирует зависимость растворимости макозинон HCl (мкг/мл) от значений рН среды. Среда растворения 0,01 н HCl. Объем среды растворения 1000 мл. Температура растворов 37,5°С.Испытания проводились в аппарате типа «лопастная мешалка» (аппарат №2). скорость вращения - 150 об/мин.
Из этих данных видно, что крайне ограниченная растворимость в воде гидрохлорида макозинона при рН 1,2 (соответствует значению рН в желудке натощак), резко снижается в буфере с рН 4,5 (соответствует условиям верхнего отдела тонкого кишечника в условиях натощак) и практически теряет растворимость при значениях рН 6,5, которое соответствуют среднему отделу тонкой кишки. Именно такая зависимость определяет наличие узкого окна биодоступности для данного активного вещества в кишечнике, поскольку уже в среднем отделе двенадцатиперстной кишки, наиболее высоко эффективно всасывающем ксенобиотики, рН повышается до значений 6-6,5, при которых макозинон теряет растворимость.
В этих же экспериментах было показано, что растворимости макозинон HCl не меняется при изменении размера частиц в порошках субстанции в диапазоне от 0,04 до 0,8 мм.
Пример 2. Пример описывает критические показатели качества, задаваемые и контролируемые при разработке и испытании гастроретентивных таблеток макозинон HCl.
Пример 3. Способ оценки мукоадгезивных свойств таблеток по усилию отрыва таблетки от слизистой оболочки.
Используемое оборудование - анализатор текстуры (ТА.ХТ plus, Stable Micro Systems, Великобритания).
Биоматериал - препараты слизистой оболочки свиного желудка.
Каждое испытание мукоадгезии проводится на свежеприготовленном препарате слизистой свиного желудка.
Таблетку прикрепляют к плоскому торцу металлического штока диаметром 10±1 мм с помощью кусочка двусторонней липкой ленты.
Прикрепляют образцы слизистой к предметному стеклу при помощи цианакрилатного клея.
Зонд анализатора текстуры с таблеткой опускают до контакта со слизистой со скоростью 0,5 мм/с, осуществляют прижатие таблетки к слизистой с усилием 100 г в течение 300 с, а затем возвращают в исходное положение со скоростью 0,5 мм/с. Испытания проводят не менее, чем на 3 образцах при температуре 32±2°С. Показания прибора, регистрируемые в автоматическом режиме в программе Exponent, используют для построения кривых напряжение - деформация.
При помощи программного обеспечения прибора рассчитывают напряжение отрыва и работу адгезии для анализа полученных данных.
max
Максимальное напряжение σ рассчитывают по формуле:
max
max
σ=F/S,
max
где F - максимальное достигнутое значение силы на стадии отрыва, S - площадь адгезионного контакта (площадь поверхности таблетки, контактировавшая со слизистой). Работу разрушения адгезионного соединения рассчитывают как:
где F - текущее значение силы, l - перемещение штока. Интегрирование проводится численно, например, методом трапеций.
Пример 4. Способ оценки биоадгезивной (мукоадгезивной) способности методом «смывания» («wash-off»).
Используемые оборудование - тестер растворения, типа «лопастная мешалка» (USP, Apparatus 2); Стаканы емкостью 1000 мл. Специальные держатели, надеваемые на лопасти мешалки.
Среда для испытания - 0,01 н HCl.
Биоматериал - фрагменты слизистой оболочка желудка свиньи.
Фрагменты слизистой оболочки тыльной стороной приклеивают к держателям с помощью цианакрилатного клея.
В лабораторном штативе на смоченный водой фрагмент слизистой помещают таблетку и прижимают под грузом 10 г в течение 5 минут. Держатели с прикрепленной таблеткой закрепляют на лопастях мешалки, помещают ее в среду для испытаний в стакане и включают мешалку. Испытания проводят при скорости перемешивания 25 об/мин. Фиксируют время отрыва каждой таблетки.
Пример 5. Определение степени высвобождения макозинона из таблеток с модифицированным высвобождением.
Испытание проводят в сосуде емкостью 500 мл с использованием тестера растворения с лопастной мешалкой. Среда растворения -0,01 н HCl.
С учетом предела насыщения раствора для крайне плохо растворимого вещества гидрохлорида макозинона режим отбора установлен таким образом, чтобы в сосуде за время растворения концентрация вещества не достигала насыщающей (<100 мкг/мл).
Режим отбора: через 1 час, 2 часа, 3 часа, 4 часа, 5 часов, 6 часов и т.д из стакана отбирают по 300 мл раствора и заменяют его на такой же объем растворителя. В каждой отобранной пробе определяют концентрацию и количество rrii макозинона предусмотренным нормативным методом количественного определения (ВЭЖХ или иным валидированным методом).
i
Для определения суммарного количества высвободившегося вещества за все время отбора суммируют все вычисленные значения m:
где Ci - концентрации вещества в каждой из отобранных аликвот объемом по 300 мл и Сk - концентрация вещества в последней отобранной пробе (для которой не проводится восполнение отобранного объема).
Таблетка по изобретению должна обеспечивать модифицированное замедленное высвобождение макозинона в среде желудка таким образом, чтобы концентрация макозинона в этой среде не достигала предела его растворения (80-100 мкг/мл). Рассчитанная по результатам сопоставления in vitro и in vivo данных по растворению и фармакокинетике макозинона скорость высвобождения макозинона из таблетки должна находится в диапазоне 25-50 мг/час. На Фиг. 2. приведена используемая при контроле критических параметров качества таблетки (пример 2, табл.2) целевая расчетная кумулятивная кривая ожидаемого высвобождения макозинона во времени в среде растворения 0,01 н HCl из гастроретентивных таблеток с содержанием макозинона 500 мг при испытании in vitro (испытания в аппарате типа «лопастная мешалка», объем среды растворения 500 мл).
Примеры фармацевтических композиций (лекарственных форм) по изобретению
Пример 6. Гастроретентивная таблетка состава GR 10 - комплексная система, с использованием гранул на основе гидроксипропил-бета циклодекстрина (комплекс включения) и внегранульной матрицей на основе смеси карбопол + ГЭЦ.
Краткое описание состава и технологии
Приготовление гастроретентивной таблетки (GR10) по изобретению на основе набухающей и мукоадгезивной матрицы (Карбопол + ГЭЦ + КМЦ) с использованием комплекса включения на основе циклодекстрина осуществляется следующим образом.
Гастроретентивная таблетка готовится раздельным методом в три основных этапа: 1) Получение комплекса на основе активной фармацевтической субстанции (АФС) гидрохлорида макозинона и гидроксипропил-бета-циклодекстрина в виде "первичных" гранул;
2) Получение "вторичного" гранулята с использованием готовых циклодекстриновых гранул с покрытием первичных гранул смесью связующего с выраженными мукоадгезивными свойствами (КМЦ) и низкополимерного ПЭГ, выполняющего функции солюби-лизатора, способствующего в водной среде более быстрой эрозии матрицы таблетки и высвобождению циклодекстриновых гранул, содержащих активное вещество;
3) Получение таблетки с введением в межгранульное пространство образующих матрицу таблетки набухающих полимерных компонентов - карбопола и гидроксиэтилцеллюлозы (которые одновременно также обладают и мукоадгезивными свойствами).
Краткое описание технологии производства
Для получения таблеток используют технологию влажной грануляции.
• Подготовка сырья
• Взвешивание сырья
Каждое наименование сырья взвешивают в отдельные чистые емкости.
Приготовление растворов увлажнителя.
Для приготовления циклодекстриновых гранул в качестве раствора увлажнителя используют воду очищенную (соотношение смесь-увлажнитель - 2,5:1).
Приготовление смеси для таблетирования
Этап 1 Приготовление циклодекстриновых гранул (приготовление комплекса включения гидрохлорида макозинона с гидроксипропил-бета-циклодекстрином для использования в составе гастроретентивных таблеток по изобретению.
Приготовление сухой смеси
В миксер-гранулятор загружают макозинона гидрохлорид (49 г) и Гидроксипропилбетадекс (гидроксипропил-бета-циклодекстрин) (25 г) и перемешивают при скорости вращения 300 об/мин до однородного состояния (контроль визуальный).
Гранулирование
При постоянном перемешивании смеси в миксер-гранулятор вносят раствор увлажнителя (вода очищенная) при соотношении смесь-увлажнитель = 2,5:1. Перемешивают при скорости вращения мешалки 600 об/мин в течение 3-5 минут до образования гранул (контроль визуальный).
Сушка гранул
Гранулы сушат в сушильном шкафу Остаточная влажность смеси - 2,28%. Температура при измерении влажности - 105°С.
Калибровка гранул
Гранулы просеивают через сито с размером ячеек 0,5 мм. Остатки протирают вручную через сито с размером ячеек 0,5 мм.
Этап 2. Получение модифицированных гранул
Приготовление сухой смеси
В миксер-гранулятор вносят полученные циклодекстриновые гранулы, и добавляют натрия КМЦ, ПЭГ. Проводят перемешивание компонентов до однородного состояния в течение около 1 минуты (контроль визуальный).
Гранулирование
При постоянном перемешивании смеси в миксере-грануляторе вносят раствор увлажнителя (водный раствор Полисорбата-80 в соотношении Полисорбат-80: вода очищенная 1:16,9). Перемешивают в течение не более 2-3 минут до образования мелкого рассыпчатого гранулята (контроль визуальный).
Сушка гранулята
Гранулят сушат в сушильном шкафу. Остаточная влажность смеси не более 1,2% (температура при измерении влажности - 105°С).
Калибровка гранулята
Гранулят просеивают через сито с размером ячеек 0,71 мм. Остатки протирают вручную через сито с размером ячеек 0,71 мм.
Этап 3. Получение таблетки путем прессования гранул в матрицу
В смеситель вносят прокалиброванный гранулят, Карбопол и ГЭЦ.
Перемешивают до однородного состояния в течение 5 минут (контроль визуальный). В смеситель загружают лубрикант стеарилфумарат натрия просеянный и проводят перемешивание компонентов в течение 3 минут до однородного состояния (контроль визуальный). Смесь для таблетирования выгружают в маркированную емкость.
Процесс таблетирования проводят на таблеточном прессе с использованием овального двояковыпуклого пресс-инструмента размером 20,00 мм × 10,00 мм.
Полученные после прессования таблетки контролируют по технологическим показателям: твердость, истираемость, высота, отклонения от средней массы 20 таблеток (отклонение от средней массы отдельных таблеток не должно превышать 5%), а также по характеристикам, установленных спецификацией по примеру 2 (табл. 2) на гастроретентивную форму таблеток.
Отличительной особенностью композиции (таблетки) по изобретению является использование для ее создания отдельно приготавливаемого в виде гранул комплекса, содержащего гидрохлорид макозинона и бета-гидроксипропил-циклодекстрин, способный образовывать с различными молекулами комплексы включения,
При изготовлении циклодекстриновых гранул массовые соотношение субстанции макозинона гидрохлорида и циклодекстрина могут варьироваться (например, 2:1, 1:1 или 1:2), но с сохранением количественного соотношения массы циклодекстриновых гранул и остальных компонентов, что позволяет при необходимости получать таблетки с разной дозировкой по активному веществу (например, 500, 250 или 125 мг).
Принципиально важным отличительным моментом при конструировании гастроретентивной таблетки по изобретению является использование комбинированной системы доставки основного вещества, в которой предварительно изготовленные первичные циклодекстриновые гранулы (циклодекстриновый комплекс нерастворимого макозинона) включают во вторичные гранулы на основе смеси связующего компонента с высокими биоадгезивными свойствами (КМЦ) и легко водорастворимого солюбилизатора (ПЭГ). Сочетание двух этих разных по типу дезинтегрантов: КМЦ - дезинтегранта капиллярного типа, обеспечивающего быстрое проникновение воды внутрь вторичных гранул и ПЭГ - дезинтегранта набухающего типа, способствуют ускорению поступления воды внутрь вторичных гранул, их разрушению (эрозии) и высвобождению из них комплекса активного вещества с ЦД.
На третьем этапе технологии для обеспечения длительного сохранения формы и размеров таблетки после поступления в желудок, полученные сложные по составу гранулы после этапа сухого смешивания спрессовывают вместе с комбинированной по составу смесью образующих несущую матрицу таблетки высоко гигроскопичных, набухающих и одновременно биодгезивных полимерных компонентов - нерастворимого в воде Карбопола - полиакрилового кросс-сшитого полимера набухающего типа с умеренными биоадгезивными свойствами и частично растворимого в воде высоко биоадгезивного гелеобразующего полимера - гидроксиэтилцеллюлозы (одновременно проявляющего свойства дезинтегранта капиллярного типа).
При попадании в водную среду такая сложная по составу таблетка быстро набухает за счет совместного поглощения воды, как гранулами, так и компонентами матрицы (Карбополом и ГЭЦ). Переходящие в гелеобразную формы полимеры, в первую очередь компоненты матрицы, придают набухшей таблетке высокую мукоадгезивную способность прикрепляться к слизистой оболочке желудка, а за счет образования поверхностного слоя геля также замедляют высвобождение растворившихся количеств макозинона из таблетки, тем самым не давая превысить в среде желудка его насыщающую концентрацию. В дальнейшем вода поступает в более глубокие слои таблетки, приводя к постепенному разрушению (с участием солюбилизатора - водорастворимого ПЭГ) вторичных гранул, из которых, в свою очередь, начинают высвобождаться входящие в состав полимерной матрицы «первичные» гранулы на основе циклодекстрина, за счет повышенной растворимости активного вещества из которых обеспечивается не только повышение концентрации макозинона, но и увеличение его растворимости в верхних отделах кишечника с рН 4,5-6.
Пример 7. Гастроретентивная таблетка состава GR 18 - комбинированная система, с использованием модифицированных мукоадгезивом гранул на основе гидроксипропил-бета циклодекстрина и внегранульной матрицы на основе комбинации полимеров ПЭО и ГПМЦ.
Краткое описание состава и технологии
Краткое описание технологии производства
Для получения таблеток используют технологию влажной грануляции.
• Подготовка сырья
• Взвешивание сырья
Каждое наименование сырья взвешивают в отдельные чистые емкости.
Приготовление раствора увлажнителя
Для приготовления циклодекстриновых гранул в качестве раствора увлажнителя используют воду очищенную (соотношение смесь-увлажнитель - 2,5:1).
Для приготовления гранулята в качестве увлажнителя используют раствор Поли-сорбата-80: вода очищенная в соотношении 25:1.
• Приготовление смеси для таблетирования
Этап 1. Приготовление циклодекстриновых гранул
Приготовление сухой смеси В миксер-гранулятор загружают макозинона гидрохлорид, гидроксипропил-бета-циклодекстрин. Проводят перемешивание компонентов до однородного состояния (контроль визуальный).
Гранулирование
При постоянном перемешивании смеси в миксере-грануляторе вносят раствор увлажнителя (вода очищенная). Проводят перемешивание в течение 2-3 минут до образования гранул (контроль визуальный).
Сушка гранул
Гранулы сушат в сушильном шкафу (сушилке с псевдоожиженным слоем). Остаточная влажность смеси -2,28%. Температура при измерении влажности - 105°С.
Калибровка гранул
Гранулы просеивают через сито с размером ячеек 0,5 мм. Остатки протирают вручную через сито с размером ячеек 0,5 мм.
Этап 2. Получение модифицированных гранул
Приготовление сухой смеси В миксер-гранулятор вносят полученные циклодекстриновые гранулы, натрия КМЦ, ПЭГ. Проводят перемешивание компонентов до однородного состояния в течение 1 минуты (контроль визуальный).
Гранулирование
При постоянном перемешивании смеси в миксере-грануляторе вносят раствор увлажнителя (водный раствор Полисорбата-80). Проводят перемешивание в течение 2-3 минут до образования мелкого рассыпчатого гранулята (контроль визуальный).
Сушка гранулята
Гранулят сушат в сушильном шкафу (сушилке с псевдоожиженным слоем). Остаточная влажность смеси - 1,83%. Температура при измерении влажности - 105°С.
Калибровка гранулята
Гранулят просеивают через сито с размером ячеек 0,71 мм. Остатки протирают вручную через сито с размером ячеек 0,71 мм.
Этап 3. Получение таблетки путем прессования гранул в матрицу
В смеситель вносят прокалиброванный гранулят, ГПМЦ и ПЭО. Проводят перемешивание до однородного состояния в течение 5 минут (контроль визуальный).
Затем в смеситель загружают стеарилфумарат натрия просеянный и проводят перемешивание компонентов в течение 3 минут до однородного состояния (контроль визуальный).
Смесь для таблетирования выгружают в маркированную емкость.
• Таблетирование
Процесс таблетирования проводят на таблеточном прессе с использованием овального двояковыпуклого пресс-инструмента размером 20,00 мм × 10,00 мм. В начале процесса проводят настройку таблеточного пресса на производство таблеток со средней массой 1100,0 мг.
Полученные после прессования таблетки контролируют по технологическим показателям: твердость, истираемость, высота, отклонения от средней массы 20 таблеток (отклонение от средней массы отдельных таблеток не должно превышать 5%), а также по характеристикам, установленных спецификацией по примеру 2 (табл. 2) на гастроретентивную форму таблеток.
Данный пример описывает вариант таблетки по изобретению, получаемый по такой же трехэтапной технологии на основе первичных циклодекстриновых гранул с макозиноном, подвергающимся на второй стадии грануляции с последующим прессованием в смеси с компонентами набухающе-адгезивной матрицы, но в отличие от примера 6 в данном случае в качестве компонентов матрицы используется сильно набухающий полимер полиэтиленоксид, степень набухания которого, в отличие от Карбопола, не меняется при повышении значений рН, и другое высокоадгезивное производное целлюлозы - ГПМЦ.
Поскольку мукоадгезивные свойства ПЭО невысоки, но степень набухания является высокой, таблетки по данному примеру имеют меньшую степень мукоадгезии, но более интенсивно набухают при помещении в водную среду.
Пример 8. Пример характеризует влияние образования комплекса субстанции макозинона гидрохлорида с гидроксипропил-бета-циклодекстрином (по примерам 6 и 7) на параметры растворения активного вещества из полученных по изобретению циклодекстриновых гранул (этап 1 описываемого в примерах 6 или 7 способа изготовления).
Таким образом, в составе комплекса с гидроксипропил-бета-циклодекстрином растворимость макозинона существенно возрастает, при этом наиболее важным является прирост (более чем на 200%) растворимости в биорелевантной среде FaSSIF, имитирующей состав кишечного сока именно в верхнем отделе двенадцатиперстной кишки (основной зоне всасывания активного вещества). Важно также, что растворимость комплекса с циклодекстрином в среде FeSSIF (имитаторе кишечного сока в среднем отделе тонкого кишечника) также остается в 2-3 раза более высокой по сравнению с исходной солью активного вещества. Фактически это обеспечивает расширение относительно узкого «окна биодоступности» макозинона в составе комплекса с циклодекстрином.
Очевидно, что эта особенность циклодекстринового комплекса вносит значительный вклад в достижение полученного технического результата - существенного повышения биодоступности активного вещества при использовании гастроретентивной таблетки по изобретению.
Примеры фармацевтических композиций в качестве препаратов сравнения Пример 9. Приготовление лекарственной формы макозинона немедленного высвобождения - твердых желатиновых капсул с дозировкой 80 мг макозинона гидрохлорида (в пересчете на свободное основание), препарат сравнения в экспериментах по исследованию фармакокинетики в экспериментах на собаках.
Краткое описание технологии:
Подготовка сырья
Каждый вид сырья просеивают отдельно: макозинона гидрохлорид, через сито с размером ячеек 0,5 мм; кросповидон, повидон, лактозы моногидрат, кремния диоксид коллоидный через сито с размером ячеек 1,0 мм; магния стеарат через сито с размером ячеек 0,32 мм. Просеянное сырье собирают в производственные емкости, взвешивают на весах
Приготовление увлажнителя
Готовят увлажнитель, смешивая 0,69 кг повидона и 3,9 кг воды очищенной до полного растворения.
Получение массы для капсулирования
В смеситель-гранулятор вносят просеянные макозинона гидрохлорид (8,1 кг), кросповидон (0,7 кг), лактозы моногидрата (16,6 кг) и перемешивают в течение 10 минут.К полученной смеси в 2 приема добавляют увлажнитель тонкой струей при постоянном медленном перемешивании; после внесения первой порции увлажнителя мешалку смесителя переключают на режим «быстрые обороты» на 10-20 секунд, а затем снова в режиме медленного перемешивания вводят остаток увлажнителя и перемешивают смесь в режиме «быстрые обороты» в течение 40-60 секунд. По окончании процесса, влажный гранулят пропускают через сито 8,0 мм и высушивают в сушилке «кипящего слоя» при температуре 40-55°С до остаточной влажности не более 4%.
Полученный гранулят дополнительно подвергают сухому гранулированию на калибраторе с диаметром отверстий 1,2 мм.
Сухие гранулы опудривают смесью (0,7 кг кросповидона, 0,83 кг кремния диоксида коллоидного, 0,14 кг магния стерата)
Капсулирование
Готовой смесью заполняют твердые желатиновые капсулы (размер №0), до массы содержимого капсулы 300 мг.
Исследование показателя растворения лекарственной формы макозинона гидрохлорида в виде капсул по примеру 9 (Фиг. 3) показало, что растворимость этого вещества в составе гранулята, заполняющего капсулы, незначительно повышается по сравнению с кристаллической субстанцией (см. пример 1), и в среде растворения 0,01 н HCl предел растворимости составляет 70-80 мкг/мл. Также не изменился и характер зависимости растворения от значений рН среды: растворимость значительно снижалась в стандартном ацетатном буфере с рН 4,5 и оказалась ниже 10 мкг/мл в фосфатном буфере с рН 6,8. При этом по мере повышения рН зарегистрирована тенденция к агрегации частиц и частичному выпадению их в осадок.
Пример 10. Гастроретентивная таблетка состава GR 08, гастроретентивная набухающая и биодгезивная (мукоадгезивная) таблетка с модифицированным высвобождением плохо растворимого в воде активного вещества (препарат сравнения по аналогу по принципу гастроретенции).
Данный пример описывает вариант гастроретентивной таблетки, в основу которого принят известный из уровня техники аналог, разработанный для плохо растворимого активного вещества с быстрым (как и у макозинона) выведением из организма (ацикловира) и использующий такой же, что и таблетка по изобретению, принцип задержки лекарственной формы в желудке - за счет сочетания в одной таблетке способности значительно набухать и способности к мукоадгезии (Development and characterization of gastroretentive sustained-release formulation by combination of swelling and mucoadhesive approach: a mechanistic study / R. Sankar, Subheet Kumar Jain. // Drug Design, Development and Therapy 2013:7 1455-1469).
Состав по примеру 10 отличается от состава по изобретению (GR10 или GR18 по примерам 6 и 7) как по принципу конструирования, так и по технологии изготовления лекарственной формы, в которой используется «моногранульная» (монолитная) система с одновременным включением в состав гранул активной фармацевтической субстанции макозинона гидрохлорида и всех других вспомогательных веществ, в том числе образующих основу матрицы полимеров - Карбопола и полиэтиленоксида.
Краткое описание технологии производства
Для получения таблеток используют технологию влажной спиртовой грануляции.
• Подготовка сырья
Взвешивание сырья
Каждое наименование сырья взвешивают в отдельные чистые емкости.
Приготовление раствора увлажнителя
В качестве раствора увлажнителя используют 7%-ый раствор Повидона К-30 в изопропиловом спирте.
• Приготовление смеси для таблетирования
Приготовление сухой смеси
В миксер-гранулятор загружают макозинона гидрохлорид, целлюлозу микрокристаллическую 101, Карбопол, ПЭО. Проводят перемешивание компонентов до однородного состояния в течение 1 минуты (контроль визуальный).
Гранулирование
При постоянном перемешивании смеси в миксере-грануляторе вносят раствор увлажнителя. Проводят перемешивание в течение 2-3 минут до образования мелкого рассыпчатого гранулята (контроль визуальный).
Сушка гранулята
Гранулят сушат в сушильном шкафу (или сушилке с псевдоожиженным слоем). Остаточная влажность смеси - 1,80%. Температура при измерении влажности - 105°С.
Калибровка гранулята Гранулят просеивают через сито с размером ячеек 1,0 мм (0,710 мм). Остатки протирают вручную через сито с размером ячеек 0,710 мм.
Опудривание
В смеситель вносят прокалиброванный гранулят и Аэросил просеянный. Проводят перемешивание до однородного состояния в течение 5 минут (контроль визуальный).
В смеситель загружают магния стеарат просеянный и проводят перемешивание компонентов в течение 3 минут до однородного состояния (контроль визуальный).
Смесь для таблетирования выгружают в маркированную емкость.
• Таблетирование
Процесс таблетирования проводят на таблеточном прессе с использованием овального двояковыпуклого пресс-инструмента размером 20,00 мм × 10,00 мм. В начале процесса проводят настройку таблеточного пресса на производство таблеток со средней массой 1100,0 мг.
Полученные после прессования таблетки контролируют по технологическим показателям: твердость, истираемость, высота, отклонения от средней массы 20 таблеток (отклонение от средней массы отдельных таблеток не должно превышать 5%), а также по характеристикам, установленных спецификацией по примеру 2 (табл. 2) на гастроретентивную форму таблеток.
Пример 11. Таблетка состава GR 20: вариант гастроретентивной таблетки, по схеме конструирования «моногранульная» (монолитная) система с гранулами на основе КМЦ + МКЦ и матрицей на основе ГПМЦ (препарат сравнения с монолитной матрицей, использованный в сравнительном эксперименте по исследованию фармако-кинетики на собаках).
Основное отличие от таблетки по изобретению: таблетка изготовлена, как и в примере 10, с так называемой «монолитной» матрицей, все компоненты которой, включаются в исходно приготавливаемый гранулят. Высвобождение активного вещества в этом случае происходит за счет сочетания процессов диффузии через материал матрицы и высвобождения за счет постепенного разрушения матрицы.
Краткое описание технологии производства.
Для получения таблеток используют технологию влажной грануляции.
• Подготовка сырья
Взвешивание сырья
Каждое наименование сырья взвешивают в отдельные чистые емкости.
Приготовление раствора увлажнителя
В качестве раствора увлажнителя используют воду очищенную с Полисорбат-80 (соотношение смесь: вода - 1,55:1).
• Приготовление смеси для таблетирования Приготовление сухой смеси
В миксер-гранулятор загружают макозинона гидрохлорид, целлюлозу микрокристаллическую 101, Повидон К-90, ГПМЦ и натрия КМЦ. Проводят перемешивание компонентов до однородного состояния в течение 1 минуты (контроль визуальный).
Гранулирование
При постоянном перемешивании смеси в миксере-грануляторе вносят раствор увлажнителя. Проводят перемешивание в течение 2-3 минут до образования мелкого рассыпчатого гранулята (контроль визуальный).
Сушка гранулята
Гранулят сушат в сушильном шкафу (сушилке с псевдоожиженным слоем). Остаточная влажность смеси -2,03%. Температура при измерении влажности - 105°С.
Калибровка гранулята
Гранулят просеивают через сито с размером ячеек 0,710 мм. Остатки протирают вручную через сито с размером ячеек 0,710 мм.
Опудривание
В смеситель загружают прокалиброванный гранулят и стеарилфумарат натрия просеянный и проводят перемешивание компонентов до однородного состояния в течение 3 минут (контроль визуальный).
Смесь для таблетирования выгружают в маркированную емкость.
• Таблетирование
Процесс таблетирования проводят на таблеточном прессе с использованием овального двояковыпуклого пресс-инструмента размером 20,00 мм × 10,00 мм. В начале процесса проводят настройку таблеточного пресса на производство таблеток со средней массой 1100,0 мг.
Полученные после прессования таблетки контролируют по технологическим показателям: твердость, истираемость, высота, отклонения от средней массы 20 таблеток (отклонение от средней массы отдельных таблеток не должно превышать 5%), а также по характеристикам, установленных спецификацией по примеру 2 (табл. 2) на гастроретентивную форму таблеток.
Пример 12. Гастроретентивная таблетка состава GR 12: вариант матричной таблетки набухающе-адгезивного типа с модифицированным высвобождением макозинона, сходный с таблеткой по изобретению (GR10 или GR18 по примерам 6 и 7) по схеме конструирования с использованием комбинированной (немонолитной) системы и полимерной матрицы, но в которой первичные гранулы получают без использования циклодекстрина - на основе производных целлюлозы (КМЦ + МКЦ). В качестве внегранульной матрицы в данной таблетке использована смесь тех же полимеров, что и при получении таблетки состава GR08 (пример 10) карбопол + ПЭО.
Таблетка по данному примеру предназначается для оценки влияния циклодекстрина на высвобождение (растворимость) активного вещества.
Таблетка состава GR12 изготовлена по аналогичной с вариантом по изобретению (примеры 6 или 7) трехэтапной схеме конструирования гастроретентивной таблетки, при которой приготовленные отдельно гранулы, содержащие активное вещество, включают в состав вторичных гранул с мукоадгезивом и солюбилизатором, которые на третьем этапе путем сухого смешивания и прессования объединяются с образующими матрицу полимерными компонентами, которые распределяются между гранулами. Высвобождение активного вещества макозинон в этом случае, как и для таблетки по изобретению происходит преимущественно путем первоначальной эрозии матрицы (высвобождения гранул) с последующим растворением вещества из высвободившихся гранул.
Краткое описание технологии производства.
Для получения таблеток используют технологию влажной грануляции.
• Подготовка сырья
Взвешивание сырья
Каждое наименование сырья взвешивают в отдельные чистые емкости.
Приготовление раствора увлажнителя
Для приготовления гранул в качестве раствора увлажнителя используют воду очищенную (соотношение смесь-увлажнитель - 1,1:1).
Для приготовления гранулята в качестве увлажнителя используют раствор Поли-сорбата-80: вода очищенная в соотношении 55:1.
• Приготовление смеси для таблетирования
Этап 1. Приготовление гранул
Приготовление сухой смеси
В миксер-гранулятор загружают макозинона гидрохлорид, Кросповидон XL-10. Проводят перемешивание компонентов в течение 1 минуты до однородного состояния (контроль визуальный).
Гранулирование
При постоянном перемешивании смеси в миксере-грануляторе вносят раствор увлажнителя (вода очищенная). Проводят перемешивание в течение 2-3 минут до образования гранул (контроль визуальный).
Сушка гранул
Гранулы сушат в сушильном шкафу (сушилке с псевдоожиженным слоем). Остаточная влажность смеси -2,79%. Температура при измерении влажности - 105°С.
Калибровка гранул
Гранулы просеивают через сито с размером ячеек 0,5 мм. Остатки протирают вручную через сито с размером ячеек 0,5 мм.
Этап 2. Получение модифицированных гранул
Приготовление сухой смеси
В миксер-гранулятор вносят полученные гранулы, натрия КМЦ, ПЭГ. Проводят перемешивание компонентов в течение 1 минуты до однородного состояния (контроль визуальный).
Гранулирование
При постоянном перемешивании смеси в миксере-грануляторе вносят раствор увлажнителя (раствор Полисорбата-80: вода очищенная). Проводят перемешивание в течение 2-3 минут до образования мелкого рассыпчатого гранулята (контроль визуальный).
Сушка гранулята
Гранулят сушат в сушильном шкафу (сушилке с псевдоожиженным слоем). Остаточная влажность смеси -2,95%. Температура при измерении влажности - 105°С.
Калибровка гранулята
Гранулят просеивают через сито с размером ячеек 0,71 мм. Остатки протирают вручную через сито с размером ячеек 0,71 мм.
Этап 3. Получение таблеток путем прессования гранул в матрицу
В смеситель вносят прокалиброванный гранулят, Карбопол и ПЭО. Проводят перемешивание до однородного состояния в течение 5 минут (контроль визуальный).
В смеситель загружают стеарилфумарат натрия просеянный и проводят перемешивание компонентов в течение 3 минут до однородного состояния (контроль визуальный). Смесь для таблетирования выгружают в маркированную емкость. • Таблетирование
Процесс таблетирования проводят на таблеточном прессе с использованием овального двояковыпуклого пресс-инструмента размером 20,00 мм × 10,00 мм. В начале процесса проводят настройку таблеточного пресса на производство таблеток со средней массой 1100,0 мг.
Полученные после прессования таблетки контролируют по технологическим показателям: твердость, истираемость, высота, отклонения от средней массы 20 таблеток (отклонение от средней массы отдельных таблеток не должно превышать 5%), а также по характеристикам, установленных спецификацией по примеру 2 (табл. 2) на гастроретентивную форму таблеток.
Пример 13. Сравнение свойств гастроретентивных таблеток разных составов.
Более наглядно сравнение всех вышеописанных примеров по составу композиций, а также по контролируемым свойствам составов, все характеристики описанных выше композиций, приведено в таблице 10. По результатам испытания in vitro отобранных на этой стадии фармацевтической разработки вариантов гастроретентивных таблеток выбирали варианты таблеток для проведения сравнительных испытаний in vivo по оценке биодоступности и фармакокинетики на крупных животных (собаках).
Таким образом, по результатам фармацевтической разработки и испытаниям in vitro на соответствие заданным значениям критических показателей качества таблетки составов GR08 (по примеру 10) и GR12 (по примеру 12) не выдержали испытания по параметрам набухания и мукоадгезии, соответственно. Таблетка варианта GR12 (по примеру 12) также не отвечала требованиям по скорости высвобождения активного вещества. В то же время, таблетка состава GR20 (пример 11), несмотря на меньший уровень кумулятивного высвобождение макозинона на 6 часов растворения (на уровне минимально допустимых установленных значений (табл. 2) обладала такими же высокими показателями по скорости и степени набухания и мукоадгезии, как и таблетки по изобретению (примеры 6 и 7).
В связи с этим для этапа биологических исследований по оценке фармакокинетики были выбраны таблетки по изобретению составов GR10 (по примеру 6), полученной по разработанной трехэтапной схеме с использованием сложной комбинированной матрицы, и GR20 (по примеру 11), как препарат сравнения с не меньшими, чем у таблетки по изобретению показателями, обеспечивающими задержку таблетки в желудке, но изготовленную по альтернативной схеме с использованием "монолитной" матрицы и гранул, полученных без применения циклодекстрина. Такой препарат сравнения позволяет экспериментально в опытах in vivo оценить влияние выбранного по изобретению оригинального способа получения гастроретентивной таблетки на основе циклодекстринового комплекса макозинона
В этих же экспериментах в качестве препарата сравнения также была использована лекарственная форма немедленного высвобождения (капсулы) по примеру 9.
Пример 14. Исследование фармакокинетики.
Исследование фармакокинетических характеристик различных лекарственных форм проводили на собаках породы Beagle с массой тела 10-12 кг, по 5 животных в группе. Содержание и режим кормления животных осуществляли в соответствии с нормативными документами.
Лекарственные формы вводили собакам в цельном виде однократно перорально натощак.
Доступ к воде не ограничивали. К корму животные получали доступ не ранее, чем через 6 часов после введения препаратов. Кровь для исследования концентрации макозинона в плазме отбирали по установленному графику, начиная с точки контроля 15 минут, последняя временная точка отбора - 24 часа.
Содержание макозинона в плазме крови определяли предварительно валидирован-ным биоаналитическим методом с использованием оборудования для ВЭЖХ/МС анализа.
Кривые фармакокинетики испытанных формуляций в сравнении с формой немедленного высвобождения (капсулы) приведены на фигуре 4, результаты расчета основных фармакокинетических параметров - в табл. 11.
Как следует из представленных на фигуре 4 и в таблице 11 результатов, при исследовании in vivo фармакокинетики активного вещества макозинон на собаках при пероральном введении различных лекарственных форм, результаты оценки фармакокинетики лекарственной формы немедленного высвобождения (капсул с дозировкой 80 мг), соответствовали ранее полученным в доклинических опытах на разных видах животных, а также в клинических испытаниях с участием добровольцев данным о том, что при перо-ральном приеме такой формы наблюдается быстрое нарастание концентрации макозинона в крови (Tmax ~ 1 час) с последующим таким же быстрым снижением до практически не обнаруживаемых концентраций уже через 8-10 часов. Эти результаты подтвердили сделанные по результатам клинических исследований выводы о том, что для достижения необходимого терапевтического воздействия на лекарственно устойчивые формы возбудителя туберкулеза потребуется применить схему с не менее, чем двукратным в день приемом капсул с суммарной однократной дозой не менее 640 мг; при предельно допустимой дозировке 80 мг/капсула, это потребует дважды в день принимать не менее, чем по 8 капсул препарата одновременно. Такой режим дозирования, с учетом комплексного характера терапии туберкулеза, нельзя признать приемлемым для клинического применения.
max
относ
В отличие от формы немедленного высвобождения обе испытанные гастроретентивные таблетки (вариант по изобретению GR10 (пример 6) и препарат сравнения GR20 (пример 11) существенно отличались по фармакокинетическим параметрам от препарата немедленного высвобождения (капсул по примеру 9) по форме фармакокинетической кривой: после приема этих таблеток существенно (на 2-4 часа) сдвигается во времени момент достижения максимальной концентрации макозинона в плазме крови, значительно замедляется выведение препарата. Однако для гастроретентивной таблетки сравнения состава GR20 (по примеру 11) отмечен существенно меньший показатель максимального содержания макозинона в крови (С) и, соответственно - параметр площади под кривой AUC и относительной биодоступности (F).
Необходимо отметить, что в ходе проведенных испытаний in vivo для гастроретентивной таблетки на основе циклодекстринового комплекса по изобретению (в частности состава GR10 по примеру 6) неожиданно был обнаружен эффект появления значительно отсроченного во времени (на 15-16 часов с момента введения) второго пика повышения концентрации активного вещества в плазме крови. Такого явления не зарегистрировано для другой испытывавшейся в этом эксперименте гастроретентивной таблетки (состав GR20 по примеру 11), полученной без использования циклодекстринового комплекса. В то же время, следует учесть, что таблетка состава GR20 по результатам испытания in vitro характеризовалась сходными с таблеткой GR10 параметрами набухания и мукоадгезии, обеспечивающими длительную задержку в желудке, а по скорости эрозии матрицы (регистрируемой по скорости растворения) таблетка состава GR20 уступала составу по изобретению GR10, что, в свою очередь, уменьшает вероятность эвакуации этой формы из желудка из-за быстрого уменьшения размеров по сравнению с таблеткой по изобретению. Кроме того, по результатам данного исследования in vivo гастроретентивный характер таблетки состава GR20 подтвержден существенным (более чем на 2 часа) смещением по времени пика максимальной концентрации, также как и существенным уменьшением скорости выведения активного вещества и увеличением среднего показателя времени нахождения активного вещества в организме (табл.11). Зарегистрированный в эксперименте на собаках для таблеток по изобретению (пример 6) состава GR10 эффект появления через 10-12 часов после введения таблетки второго достаточно продолжительного периода возрастания концентрации макозинона в крови является неожиданным, поскольку известные из области техники результаты создания и испытания in vivo сходных по способам конструирования и способам задержки в желудке гастроретентивных таблеток, в частности, для набухающих мукоадгезивных таблеток ацикловира, способ изготовления которых был взят в качестве аналога при получении гастроретентивных таблеток по примеру 10, свидетельствуют, что время задержки в желудке таких лекарственных форм составляет обычно не более 4-8 часов в связи с постепенной деградацией матрицы таблетки и повторяющимися с промежутками 2-4 часа явлениями периодической повышенной моторики желудка ("мигрирующий миоэлектрический комплекс"). Типичную в этом смысле форму для случая испытания гастроретентивных таблеток продемонстрировала таблетка сравнения состава GR20 по примеру 11.
Описанная в данном изобретении зарегистрированная в экспериментах на крупных животных двухфазная фармакокинетическая кривая для варианта набухающей и мукоадгезивной таблетки по изобретению GR10 (пример 6) с появлением и столь длительным смещением второй фазы поступления активного вещества в организм для таких систем доставки ранее из уровня техники неизвестна. При этом необходимо учесть, что принципиальным отличием таблетки по изобретению (пример 6) от таблетки сравнения (пример 11) является использование циклодекстринового комплекса в составе сложной комбинированной системы доставки.
Таким образом, обладая отмеченными необычными свойствами, таблетка по изобретению (в частности, композиция GR10 по примеру 6) обеспечивает повышение не менее, чем в 2 раза (по суммарной экспозиции AUC) биодоступности и прогнозируемой терапевтической эффективности по сравнению с лекарственной формой немедленного высвобождения, что обусловлено не только повышением (также примерно в 2 раза) максимальной концентрации в плазме крови, но и существенным (примерно в 3 раза) увеличением показателя времени нахождения активного вещества в организме (MRT) (табл. 11). При этом важно подчеркнуть, что за счет зарегистрированного в этих экспериментах неожиданного, значительно отсроченного во времени повышения содержания активного вещества в плазме крови, концентрация макозинона в плазме крови остается на достаточно высоком уровне на протяжении 22-24 часов после однократного приема таблетки.
Из уровня техники специалистам известно, что при прогнозировании терапевтической эффективности по результатам фармакокинетических исследований необходимо учитывать не только результаты определения концентрации действующего вещества в крови, но и некоторые дополнительные факторы, связанные с многократным приемом препарата в течение курса лечения и неравномерностью распределения активного вещества в организме. Так, по результатам клинических исследований показано, что в условиях повторяющихся ежедневных введений макозинона отмечается существенное, до 50% повышение максимально достигаемой концентрации в плазме крови и увеличение общего времени задержки лекарства в организме. Кроме того, результаты доклинических исследований на разных видах животных показали, что макозинон после поступления в системный кровоток характеризуется выраженной задержкой в легких, селезенке, печени. Максимальная концентрация активного вещества в тканях этих органов в 3-4 раза превышает концентрацию, обнаруживаемую в плазме крови. С учетом этих данных, результатов исследований бактерицидной активности макозинона in vitro, а также наличия у некоторых метаболитов макозинона антимикробной активности целевой уровень терапевтически эффективной концентрации макозинона в плазме крови человека может быть установлен на уровне 60-90 нг/мл. Если учесть известную величину пересчетного метаболического коэффициента для собак (около 3), подтвердившийся фактическими результатами сопоставления зарегистрированных концентраций макозинона в крови человека и животных при одинаковых дозах препарата, то показатель целевой минимальной концентрации в плазме крови собак можно установить на уровне 20-25 нг/мл. На рисунке Фигуры 4 этот минимальный порог эффективной концентрации отмечен горизонтальной линией (7, 8). При этом на вставке Б к данному рисунку отмечена прогнозируемая концентрация макозинона в ткани легкого с учетом коэффициентов тканевой биодоступности. Из данных, представленных на фигуре 4, следует, что в условиях однократного введения животным таблетки по изобретению, в частности, состава GR10, прогнозируемое содержание активного вещества в основном органе-мишени будет превышать установленный порог на протяжении не менее 24 часов.
При этом препараты сравнения - форма немедленного высвобождения (капсулы по примеру 9) и гастроретентивная таблетка состава GR20 по примеру 11, полученная без использования циклодекстринового комплекса, такой способностью не обладают и уже через 6-8 часов после однократного приема прогнозируемая концентрация макозинона в органе-мишени (легком) ожидается ниже установленного терапевтического уровня.
На основании вышеизложенного можно сделать обоснованный научными данными вывод о том, что гастроретентивная лекарственная форма по изобретению при дозировке 500 мг способна обеспечить поддержание эффективно действующей на бактерии М.tuberculosis концентрации и, соответственно, эффективное терапевтическое воздействие макозинона на клетки возбудителя туберкулеза в организме человека в условиях однократного приема препарата.
При этом дозировка таблетки 500 мг, принимаемая однократно в день, является перспективной для применения в клинической практике, в том числе и при сопоставлении с уровнем дозировок (порядка 640-1000 мг не менее 2-х раз в сутки), необходимых для достижения в клинике терапевтического эффекта при использовании форм немедленного высвобождения. Тем самым значительно снизиться общая лекарственная нагрузка на организм пациента, что особенно важно для сложных многокомпонентных схем лечения туберкулезной инфекции.
Таким образом, разработанные гастроретентивная таблетка по изобретению и способ ее получения обеспечили решение задачи изобретения и достижение заявленного технического результата.
Несмотря на то, что изобретение описано со ссылкой на раскрываемые варианты воплощения, для специалистов в данной области должно быть очевидно, что конкретные подробно описанные эксперименты приведены лишь в целях иллюстрирования настоящего изобретения и их не следует рассматривать как каким-либо образом ограничивающие объем изобретения. Должно быть понятно, что возможно осуществление различных модификаций без отступления от сути настоящего изобретения.