2
КОМПЛЕКСЫ ВКЛЮЧЕНИЯ, ПОЛУЧЕННЫЕ СПОСОБОМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ CO В СВЕРХКРИТИЧЕСКОМ СОСТОЯНИИ И АГЕНТА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С КОМПЛЕКСОМ
2
INCLUSION COMPLEXES OBTAINED USING CO IN SUPERCRITICAL STATE AND AGENT FOR REACTION WITH COMPLEX

2
Настоящее изобретение относится к способу получения растворимых соединений включения с использованием технологии плотных текучих сред под давлением, в частности СО.
Ряд активных веществ, представляющих интерес в области фармацевтики, являются малорастворимыми или нерастворимыми в воде и, следовательно, в биологических жидкостях. Это приводит к низкой биологической доступности таких веществ и к существенному увеличению доз, вводимых пациентам для достижения терапевтического эффекта, и, следовательно, увеличению возможного побочного действия медикаментозного лечения.
Фармакокинетические свойства данного вещества зависят кроме прочего от сродства контактной поверхности и рассматриваемого растворителя, т.е. воды, если речь идет о фармацевтике. Увеличение удельной поверхности порошков позволяет ускорить их растворение. Таким образом биодоступность активных веществ может быть существенно улучшена с повышением скорости их растворения. Также образование молекулярных комплексов, состоящих из одного или нескольких активных веществ и одной или нескольких молекул-хозяев, правильно выбранных на основании их высокой растворимости в биологических жидкостях, позволяет, таким образом, повысить растворимость одного или нескольких активных веществ в биологических жидкостях.
В области фармацевтики существует некоторое количество патентов и публикаций, касающихся образования комплексов на основе циклодекстрина в присутствии агента взаимодействия с комплексом. Однако в большей части документов промышленные способы не предлагаются, а содержится только исследование повышения растворимости комплекса активное вещество/ циклодекстрин без агента взаимодействия с комплексом. Действительно, речь идет о перечислении тестируемых агентов взаимодействия с комплексом в отношении одного активного вещества и полученных аналитических результатов. К тому же существует мало документов, в которых предлагается комплексообразование в сверхкритической среде.
В следующих документах описаны способы образования комплексов с циклодекстрином с использованием текучей среды в сверхкритическом состоянии.
В целях фиксации летучих молекул путем включения Kamihira M. и др. (J. Of Fermentation and Bioengineering, Vol.69, №6, 350-353, 1990) описывают способ экстракции летучих ароматических соединений и улавливания путем включения в циклодекстрины. Гераниол и горчичное масло таким образом экстрагируют посредством текучей среды под давлением, затем выпаривают в динамическом режиме во втором реакторе, содержащем циклодекстрины. Влияние различных параметров исследовали путем измерения степени включения ароматических соединений в циклодекстрины. Однако стадию включения проводили в динамическом, а не статическом режиме. К тому же авторами заявлено совершенно другое применение, т.к. речь идет о фиксации летучих молекул путем включения. И наконец, этот способ осуществляют с использованием нетекучих сред в сверхкритическом состоянии, а газов под давлением.
2
Van Hees и др. (Pharmaceutical Reseach, Vol.16, №12, 1999) описывают в своей публикации способ включения коммерческого Пироксикама (Piroxicam) в β-циклодекстрины с помощью сверхкритического СО. Поскольку пироксикам является противовоспалительным нестрероидным препаратом, малорастворимым в воде, его включение в β-циклодекстрины должно способствовать повышению его растворимости в воде. Способ заключается в том, чтобы поместить смесь пироксикама и β-циклодекстринов (молярное соотношение 1/1,25) в автоклав, в котором создано высокое давление, в статическом режиме. После сброса давления полученную смесь измельчают и гомогенизируют. Затем комплекс сушат, после чего подвергают анализу с помощью:
DSC (дифференциальная сканирующая калориметрия)
Метода дифференциальной растворимости
Методов спектроскопии.
2
Эти анализы позволяют сделать вывод относительно степени комплексообразования пироксикама с β-циклодекстринами. Значение агента взаимодействия с комплексом для растворимости полученного таким образом комплекса не указано. К тому же на стадии комплексообразования с помощью СО в сверхкритическом состоянии не был использован агент диффузии.
В заявке на патент WO 03/043604 описан способ получения молекулярного комплекса активного вещества в молекулах-хозяевах. Способ содержит стадию молекулярной диффузии активного вещества путем осуществления контакта в статическом режиме густой текучей среды под давлением в присутствии возможно агента диффузии: воды.
2
Однако за этой стадией следует обязательная стадия промывания с помощью сверхкритического СО. Кроме того, никакой агент взаимодействия с комплексом не используется.
2
В ряде документов предлагается улучшить растворимость активного вещества путем добавления агента взаимодействия с комплексом (Redenti E. et al., J. of Pharmaceutical Sciences, Vol.89, 1-8, 2000). Исследовали растворимость только активного вещества, активного вещества в присутствии агента взаимодействия с комплексом, бинарного комплекса активное вещество/циклодекстрин и, наконец, тройного комплекса активное вещество/циклодекстрин/агент взаимодействия с комплексом. Однако ни в одном из описанных способов не используют СО в сверхкритическом состоянии, ни, в частности, стадию молекулярной диффузии в статическом режиме с использованием агента диффузии.
Так Buvari-Barcza и др. (J. of Inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry, Vol.42, 209-212, 2002) рассматривают растворимость комплексов бензойная кислота/циклодекстрин и бензол/β-циклодекстрин в присутствии уксусной кислоты. Растворимость комплекса бензол/β-циклодекстрин не зависит от концентрации уксусной кислоты, тогда как растворимость комплекса бензойная кислота/β-циклодекстрин увеличивается при повышении концентрации уксусной кислоты. Авторы делают следующий вывод: в тройном комплексе молекула/β-циклодекстрин/уксусная кислота потенциальные водородные связи между молекулой и внутренней полостью циклодекстрина способствуют другим взаимодействиям вне циклодекстрина.
Также Mura и др. (J. of Inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry, Vol.39, 131-138, 2001) измеряют растворимость эконазола в присутствии циклодекстринов (α-, β-, γ-, гидроксипропил-β-циклодекстрины) и гидроксикислот (винная, лимонная, глюконовая, яблочная и молочная кислоты). Тройные комплексы получают путем физического смешивания или измельчения трех компонентов, совместного выпаривания или лиофилизации раствора, содержащего 3 соединения. После образования трехкомпонентного комплекса проводят DSC. Только лиофилизация позволяет получить профиль DSC без пика плавления эконазола.
Авторы делают вывод о синергическом эффекте, наблюдаемом в тройном комплексе, т.к. их растворимость до 20 раз больше, чем растворимость бинарного комплекса эконазол/циклодекстрин.
Те же авторы (J. of Pharmaceutics, Vol.260, 293-302, 2003) исследовали также тройные комплексы типа напроксен/гидроксипропил-β-циклодекстрин/аминокислота. Указанные комплексы получали или путем совместного измельчения, или путем совместного выпаривания раствора вода/этанол, содержащего 3 компонента.
Piel и др. (J. of Pharmaceutical Sciences, Vol.86-4, 475-480, 1997) представили исследование растворимости комплекса нимезулид/L-лизин/β- или γ-циклодекстрин, полученного посредством сушки путем распыления (spray-drying) или выпаривания. В зависимости от рН раствора растворимость тройного комплекса до 3600 раз больше, чем одного нимезулида. В этом случае авторы также говорят о синергическом эффекте циклодекстрина и L-лизина.
th
Fenivesy и др. (Proceedings of the 7 international cyclodextrins symposium, 414-418, 1994) рассматривают комплексообразование активных веществ терфенадина, домперидона и астемизола с гидроксипропил-β-циклодекстрином в присутствии гидроксикислот.
В двух патентах (ЕР 0991407 и ЕР 1018340) описано получение тройных комплексов активного вещества/агента взаимодействия с комплексом/циклодекстрина. Применяют способы смешивания (kneading), сушки путем распыления (spray-drying), выпаривания и лиофилизации. Способ заключается или в получении комплекса соли активного вещества, или в одновременном осуществлении контакта между 3 компонентами в процессе способа.
2
В патенте (ЕР 0153998 А2), поданном Chiesi и др., описано получение комплексов пироксикама и бета-циклодекстрина в присутствии, в частности, аммиачного раствора. Однако способ осуществляют только с использованием сверхкритического СО.
2
Только в двух документах говорится о получении комплекса с помощью сверхкритического СО в присутствии агента взаимодействия с комплексом.
2
В соответствии с методикой, описанной выше (Pharmaceutical Research, Vol.16, №12, 1999), Van Hees и др. (Journal of inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry, 44, 271-274, 2002) описывают использование агента взаимодействия с комплексом, L-лизином или трометамолом при получении комплекса пироксикам/β-циклодекстрин с помощью сверхкритического СО.
Использование L-лизина или трометамола позволило им одновременно повысить степень включения пироксикама в бета-циклодекстрин и улучшить растворение образовавшегося комплекса.
Анализ осуществляли с помощью:
DSC (дифференциальная сканирующая калориметрия)
Метода дифференциальной растворимости
Кинетики растворения в буферной среде.
Однако на этой стадии агент диффузии не использовался.
th
V.Barillaro и др. (Proceeding of the 6 International Symposium on Supercritical Fluids, Versailles, 1897-1902, 2003) еще в большей степени сфокусировались на роли, которую может играть кислый агент взаимодействия с комплексом в повышении степени включения миконазола в циклодекстрины. Были использованы различные агенты взаимодействия с комплексом (яблочная, малеиновая, фумаровая, лимонная кислоты), а также разные циклодекстрины (бета-циклодекстрин, НР-бета-циклодекстрин, γ-циклодекстрин, НР-γ-циклодекстрин).
Однако стадию включения проводили в динамическом, а не в статическом режиме.
Важно отметить, что в обоих документах, указанных выше, комблексообразованию с помощью текучих сред в сверхкритическом состоянии подвергалась тройная смесь активного вещества/агента взаимодействия с комплексом/циклодекстрина, и к тому же в качестве агента взаимодействия с комплексом не использовали аргинин.
Молекула пироксикама, представленная ниже, содержит енольную группу и пиридиновый цикл, который может превращаться или не превращаться в соль в зависимости от рН среды растворения.
Wiseman и др. (Arzneim.-Forsh./Drug Res. 26 (7) 1976, 1300-1303) определили для смеси диоксан:вода 2:1 (v/v) значения рКа енольной группы (рКа ~ 2) и пиридинового цикла (рКа ~ 6,3).
В зависимости от рН среды растворения молекула пироксикама (РХ) имеет разные формы, а именно:
рН<2
+
-пиридиновый цикл протонирован в ион пиридиния (NH)
-енольная группа не ионизирована (-ОН)
2<рН<7
+
-пиридиновый цикл протонирован (NH)
-
-енольная группа ионизирована в енолят (О).
Это цвиттерионная структура пироксикама. В отношении молекулярной конформации цвиттерионная структура является плоской. Это плоское строение является результатом водородных межмолекулярных связей между анионом енолята и амидной группой, с одной стороны, и карбонильной группой и катионом пиридиния, с другой стороны.
рН>7
-
-енольная группа ионизирована (О)
-пиридиновый цикл не протонирован (N).
Совершенно неожиданно авторы обнаружили, что разделение стадий комплексообразования и ввода агента взаимодействия с комплексом позволяет существенно улучшить физико-химические свойства полученного таким образом комплекса. Кроме того, они также обнаружили, что в случае, когда активным веществом является пироксикам, использование аргинина в качестве агента взаимодействия с комплексом позволяет получать комплексы, обладающие наиболее интересными свойствами.
Задача заключается в улучшении растворимости in vivo активного вещества, нерастворимого в воде, путем включения активного вещества в пористый растворимый субстрат с последующим изменением физико-химических свойств образовавшейся системы.
Таким образом, настоящее изобретение относится к способу получения растворимого соединения включения, содержащего одно или несколько активных веществ, малорастворимых в водной среде, включенных в одну или несколько молекул-хозяев, отличающемуся тем, что содержит следующие последовательные стадии:
a) вводят в контакт одно или несколько активных веществ и одну или несколько молекул-хозяев,
b) проводят стадию молекулярной диффузии путем введения в контакт в статическом режиме плотного текучего вещества под давлением и смеси, полученной на стадии (а) в присутствии одного или нескольких агентов диффузии,
с) рекуперируют образовавшийся молекулярный комплекс активное вещество/молекула-хозяин,
d) проводят стадию, на которой агент взаимодействия с комплексом вводят в молекулярный комплекс активное вещество/молекула-хозяин и перемешивают,
е) рекуперируют полученное таким образом растворимое соединение включения.
2
В способе согласно настоящему изобретению между стадиями (с) и (d) нет стадии промывания посредством СО в сверхкритическом состоянии.
В другом предпочтительном варианте осуществления после стадии (е) проводят стадию (f) сушки растворимого соединения взаимодействия, примущественно при температуре от 60°С до 80°С и предпочтительно в течение одной ночи.
Способ согласно настоящему изобретению состоит, таким образом, из двух фаз, а именно:
образования комплекса включения активного вещества и молекулы-хозяина в свехкритической среде (стадии (а), (b) и (с)),
и "фиксации" нековалентным способом агента взаимодействия с комплексом и полученного комплекса с тем, в частности, чтобы улучшить его физико-химические свойства (стадии (d) и (e)).
Таким образом изобретение относится к способу, содержащему пять стадий.
Три первые стадии, называемые стадиями созревания, заключаются главным образом в фазе молекулярной диффузии в плотной, в частности, сверхкритической среде под давлением, обеспечивающей включение активных веществ в молекулы-хозяева, в частности, в циклодекстрины. Цель этой фазы диффузии заключается в образовании комплексов включений активных веществ и молекулы-хозяина.
Под "комплексом включения или молекулярным комплексом" подразумевают для целей настоящего изобретения любой комплекс, в котором нековалентным способом сочетаются активное вещество и молекула-хозяин. Преимущественно речь идет о комплексе, полученном на стадии (b) способа согласно настоящему изобретению.
Под "растворимым соединением включения" подразумевают для целей настоящего изобретения любое образование, полученное путем ассоциации агента взаимодействия с комплексом, с одной стороны, и молекулярным комплексом, с другой стороны. Преимущественно речь идет о конечном продукте, полученном способом согласно настоящему изобретению.
Под "агентом взаимодействия с комплексом" подразумевают для целей настоящего изобретения любой органический или минеральный агент, улучшающий физико-химические свойства, в частности, свойства растворимости в водной среде молекулярного комплекса путем взаимодействия без ковалентных связей с активным веществом, включенным в молекулу-хозяина, или непосредственно с молекулярным комплексом. Преимущественно агент взаимодействия с комплексом представляет собой поверхностно-активное вещество, например лаурилсульфат натрия или Tween, кислоту или основание. Преимущественно речь идет о кислоте или основании. Выбор кислотного или щелочного агента зависит от кислотной или щелочной природы активного вещества. Так, предпочтительно, кислотный агент используют, если молекулярный комплекс содержит щелочное активное вещество, а щелочной агент, если молекулярный комплекс содержит кислотное активное вещество.
Предпочтительно агент взаимодействия с комплексом выбирают из аминокислоты, карбоновой кислоты, ацетата, карбоксилата, амина или гидроксида аммония, преимущественно в виде 28%-ного аммиачного раствора. Еще более предпочтительно его выбирают из уксусной кислоты, винной кислоты, лимонной кислоты, глюконовой кислоты, яблочной кислоты, молочной кислоты, малеиновой кислоты, фумаровой кислоты, L-лизина, L-валина, L-изолейцина, L-аргинина или гидроксид аммония. Наиболее предпочтительно речь идет об гидроксиде аммония.
2
Под "плотной текучей средой под давлением" подразумевают для целей настоящего изобретения любую текучую среду, используемую при температуре или под давлением, превышающим их критическую величину. Предпочтительно речь идет о СО в чистом виде или в смеси с органическим растворителем, традиционно используемым специалистом.
Под "активным веществом, малорастворимым в водной среде", подразумевают для целей настоящего изобретения любое активное вещество, малорастворимое или нерастворимое в водной среде, растворимость которого, в частности, ниже по меньшей мере 20 мкм/мл. В частности, речь может идти о фармацевтическом активном веществе (в качестве примера можно упомянуть анальгетики, жаропонижающие средства, аспирин и его производные, антибиотики, противовоспалительные средства, противоязвенные средства, гипотензивные средства, нейролептики, антидепрессанты, олигонуклеотиды, обладающие терапевтической активностью, пептиды, обладающие терапевтической активностью, и протеины, обладающие терапевтической активностью), косметическом или пищевом активном веществе. Преимущественно речь идет об активном веществе, выбранном из группы, содержащей производные анилида, производные эпиподофилотоксина, миноксидил, пироксикам, валериановую кислоту, октановую кислоту, лауриновую кислоту, стеариновую кислоту, тиапрофеновую кислоту, омепразол, эконазол, миконазол, кетоконазол, астемизол, циклобензаприн, нимезулид, ибупрофен, терфенадин, домперидон, напроксен и эфлуцимиб, преимущественно речь идет о пироксикаме.
Под "молекулой-хозяином" для целей настоящего изобретения подразумевают любое вещество, способное захватывать активные вещества. Преимущественно молекулу-хозяина выбирают из группы, содержащей полисахара и сахара, в частности циклодекстрины и их смеси. Предпочтительно речь идет о β-циклодекстрине, метил-β-циклодекстрине, γ-циклодекстрине или гидроксипропил-β-циклодекстрине. Преимущественно речь идет о β-циклодекстрине.
Циклодекстрины являются молекулами, называемыми "клетками", т.к. внутри своей структуры они имеют относительно жесткую и гидрофобную полость, которая позволяет им захватывать и инкапсулировать другие молекулы. Феномен комплексообразования происходит в результате множества взаимодействий (субстрат/растворитель, растворитель/растворитель и циклодекстрин/растворитель), которые приводят к наиболее стабильному термодинамическому состоянию:
1) Ван дер Ваальсовы взаимодействия,
2) гидрофобные взаимодействия,
3) водородные связи,
4) высвобождение молекул воды, сопровождаемое повышенным выделением энергии при замещении молекулы-гостя,
5) выделение энергии напряжения внутри молекулы циклодекстрина в процессе комплексообразования комплекса.
Предпочтительно растворимое соединение включения представляет собой ассоциацию пироксикама, циклодекстрина и аргинина, преимущественно L-аргинина.
Под "агентом диффузии" для целей настоящего изобретения подразумевают любой растворитель, способствующий взаимодействию активного вещества и молекулы-хозяина.
Преимущественно этот агент диффузии выбирают из группы, содержащей спирты, кетоны, простые эфиры, сложные эфиры и воду с поверхностно-активным веществом или без него и их смеси. Более предпочтительно речь идет о воде.
2
Под "статическим режимом" для целей настоящего изобретения подразумевают реакцию или способ, в ходе которого все реагенты вводят во взаимодействие одновременно и оставляют для взаимодействия. Например, на стадии (b) настоящего изобретения в автоклав вводят одно или несколько активных веществ, воду, СО в сверхкритическом состоянии и оставляют для взаимодействия на несколько часов. В процессе реакции масса продукта не меняется. И наоборот, в динамическом режиме реагенты вводят постепенно в процессе взамодействия или производства. При динамическом режиме часто происходит циркуляция текучего вещества или перемешивание. Масса продукта в процессе производства изменяется.
На стадии (а) активное вещество и молекулу-хозяина вводят в твердом или жидком состоянии в емкость, в которую на стадии (b) впрыскивают плотное текучее вещество под давлением и агент диффузии в правильно выбранных пропорциях. Условия давления и температуры, а также продолжительность обработки определяют любым приемлемым методом в зависимости от природы одного или нескольких активных веществ и одной или нескольких молекул-хозяев.
Предпочтительно стадия (b) молекулярной диффузии способа согласно настоящему изобретению происходит в условиях перемешивания.
Агент диффузии можно вводить непрерывно или переменно в количестве от 1 до 50 мас.%, предпочтительно от 10 до 25 мас.%.
Молярное соотношение активного вещества/молекулы-хозяина/агента взаимодействия с комплексом можно выбирать так, чтобы обеспечивать оптимальное включение активного вещества в молекулу-хозина. Так, преимущественно молярное соотношение активного вещества/молекулы-хозяина составляет от 1/1 до 1/10, предпочтительно от 1/1 до 1/5, более предпочтительно от 1/2 до 1/2,5 и наиболее предпочтительно 1/2,5. Также преимущественно молярное соотношение активного вещества/агента взаимодействия с комплексом составляет от 1/1 до 1/3, предпочтительно 1/1, более предпочтительно 1/1,2.
Время, необходимое для молекулярной диффузии на стадии (b), определяют любым приемлемым методом. Эту стадию (b) можно повторять столько раз, сколько требуется для достижения удовлетворительной скорости растворения. Преимущественно стадия (b) продолжается от 1 до 16 часов.
Условия давления и температуры на стадии (b) выбирают так, чтобы они способствовали молекулярной диффузии. Преимущественно давление текучего вещества в сверхкритическом состоянии составляет от 0,5 МПа до 50 МПа, а температура от 0 до 200°С.
Преимущественно стадию (b) способа согласно настоящему изобретению проводят в закрытом реакторе, в частности в автоклаве.
Способ осуществляют периодически или непрерывно. Преимущественно способ согласно настоящему изобретению осуществляют периодически.
Преимущественно стадию (b) способа согласно настоящему изобретению проводят в закрытом реакторе, возможно при перемешивании, в который подают плотное текучее вещество и раствор активного вещества, в случае необходимости, непрерывно.
На двух последних стадиях ((d) и (e)) в комплекс активного вещества и клетки хозяина вводят и перемешивают агент взаимодействия с комплексом.
Этот агент взаимодействия с комплексом взаимодействует в соответствии с двумя допустимыми гипотезами: сильные взаимодействия с активным веществом, включенным в молекулу-хозяина на предыдущих стадиях, и/или сильные взаимодействия с комплексом, образовавшимся ранее.
Это позволяет принципиально улучшить свойство растворимости комплекса в биологических жидкостях, и в частности, в воде и/возможно повысить степень включения активного вещества в молекулу-хозяина.
Улучшение физико-химических свойств, в частности, в том, что касается растворения образовавшейся системы, может быть связано с:
-нековалентным взаимодействием агента взаимодействия с комплексом и активного вещества, молекулы-хозяина или обоих (комлексообразование, солеобразование и т.д.);
-локальным изменением рН среды растворения;
-получением системы с эвтектикой;
-изменением межфазной границы между системой и средой ее растворения (поверхностно-активный эффект, изменение гранулометрии).
Преимущественно стадию (d) способа осуществляют в полутвердой среде, при этом комплекс не растворяется в водной среде до ввода агента взаимодействия с комплексом. Этот агент, следовательно, просто увлажняет комплекс и вместе с комплексом образует пастообразную массу. Преимущественно стадию (d) проводят в условиях перемешивания.
Настоящее изобретение также относится к растворимому соединению включения, содержащему одно или несколько активных веществ, малорастворимых в водной среде, включенных в одну или несколько молекул-хозяев, и агенту взаимодействия с комплексом, который можно получить способом согласно настоящему изобретению.
Преимущественно степень включения активного вещества в растворимое соединение включения по настоящему изобретению, определяемая описанным ниже анализом DSC, превышает 95%, предпочтительно превышает 98%, преимущественно приближается к 99%.
Преимущественно растворимость активного вещества, если оно находится в виде комплекса, выше 2,5 г/л, предпочтительно по меньшей мере равно 3 г/л. Преимущественно степень растворения активного вещества, содержащегося в водном растворе с концентрацией 4 г/л, измеряемая при 38°С после 5-120 минут перемешивания, превышает 63%, преимущественно по меньшей мере равна 75%. Предпочтительно активным веществом является пироксикам, и растворимость и степень растворения измеряют при рН 6,3.
Преимущественно молекулой-хозяином является циклодекстрин, активным веществом - пироксикам.
Преимущественно пироксикам присутствует в комплексе в соответствии с настоящим изобретением в виде цвиттерионной структуры.
В рамках настоящего изобретения под "степенью растворения" понимают процентное содержание пироксикама, растворенного после 5-120 минут перемешивания смеси воды и пироксикама при 37°С. Обычно для измерения этой степени используют смесь с концентрацией 4 г/л пироксикама в воде. Это растворение можно измерить посредством теста на растворение, который описан ниже (тест на растворение пироксикама).
Кроме того, настоящее изобретение относится к комплексу, содержащему пироксикам, циклодекстрин и аргинин, отличающемуся тем, что степень растворения пироксикама, содержащегося в водном растворе с концентрацией 4 г/л, измеренная при 37°С поле 5-120 минут перемешивания, превышает 90%, преимущественно превышает 95%, предпочтительно равна 99%.
Под "циклодекстринами" для целей настоящего изобретения понимают модифицированные циклодекстрины и их смеси. Преимущественно речь идет о β-циклодекстрине, метил-β-циклодекстрине, γ-циклодекстрине или гидроксипропил-β-циклодекстрине. Преимущественно речь идет о β-циклодекстрине.
Преимущественно комплекс пироксикам-циклодекстрин-аргинин согласно настоящему изобретению обладает высокой степенью кристалличности, предпочтительно этот комплекс содержит менее 40 мас.% аморфной фазы, более предпочтительно менее 30 мас.%, и еще более предпочтительно содержание аморфной фазы меньше или равно 20 мас.%.
Преимущественно степень включения пироксикама в комплекс пироксикам-циклодекстрин-аргинин согласно настоящему изобретению, измеренная дифференциальным калориметрическим анализом, который описан ниже, превышает 98%, предпочтительно превышает 99%, более предпочтительно близка к 100%.
Преимущественно пироксикам присутствует в комплексе согласно настоящему изобретению в виде цвиттерионной структуры.
Комплексы пироксикама, циклодекстрина и аргинина согласно настоящему изобретению можно получить способом согласно настоящему изобретению, который описан выше. Однако их можно также получить способом, описанным ниже.
Таким образом, способ получения комплекса пироксикам-циклодекстрин-аргинин согласно настоящему изобретению содержит следующие последовательные стадии:
1) приведение в контакт пироксикама с циклодекстрином и аргинином,
2) проведение стадии молекулярной диффузии путем контакта в статическом режиме плотной текучей среды под давлением и смеси, полученной на стадии (1) в присутствии одного или нескольких агентов диффузии,
3) рекуперация полученного таким образом комплекса пироксикам-циклодекстрин-аргинин.
Этот способ обеспечивает в случае комплексов пироксикам-циклодекстрин-аргинин получение комлексов, обладающих конкретными свойствами.
Стадия (2) молекулярной диффузии в статическом режиме, называемая стадией созревания, представляет собой главным образом фазу молекулярной диффузии в плотной среде под давлением и, в частности, в сверхкритическом состоянии, которая обеспечивает включение пироксикама в циклодекстрины. Целью этой фазы диффузии является образование комплексов включения, содержащих пироксикам, циклодекстрин и аргинин.
Полученный таким образом комплекс является нековалентной ассоциацией пироксикама, циклодекстрина и аргинина.
Аргинин, который служит агентом взаимодействия, взаимодействует в соответствии с двумя допустимыми гипотезами: сильные взаимодействия с пироксикамом, включенным в циклодекстрин, и/или сильные взаимодействия с образовавшимся комплексом.
Присутствие аргинина позволяет принципиально улучшить свойства растворения комплекса в биологических жидкостях, в частности в воде.
Улучшение физико-химических свойств, в частности, в том, что касается растворения образовавшейся системы, может быть связано с:
-нековалентным взаимодействием аргинина с пироксикамом, циклодекстрином или обоими (комлексообразование, солеобразование и т.д.);
-локальным изменением рН среды растворения;
-получением системы с эвтектикой;
-изменением межфазной границы между системой и средой ее растворения (поверхностно-активный эффект, изменение гранулометрии).
2
Под "плотной текучей средой под давлением" подразумевают для целей настоящего изобретения любую текучую среду, используемую при температуре или под давлением, превышающим их критическую величину. Предпочтительно речь идет о СО в чистом виде или в смеси с органическим растворителем, традиционно используемым специалистом.
Под "агентом диффузии" для целей настоящего изобретения подразумевают любой растворитель, способствующий взаимодействию пироксикама и циклодекстринов.
Преимущественно этот агент диффузии выбирают из группы, содержащей спирты, кетоны, простые эфиры, сложные эфиры и воду с поверхностно-активным веществом или без него и их смеси. Более предпочтительно речь идет о воде.
2
Под "статическим режимом" для целей настоящего изобретения подразумевают реакцию или способ, в ходе которого все реагенты вводят во взаимодействие одновременно и оставляют для взаимодействия. Например, на стадии (2) настоящего изобретения в автоклав вводят пироксикам, воду, аргинин и СО в сверхкритическом состоянии и оставляют для взаимодействия на несколько часов. В процессе реакции масса продукта не меняется. И наоборот, в динамическом режиме реагенты вводят постепенно в процессе взаимодействия или производства. При динамическом режиме часто происходит циркуляция текучего вещества или перемешивание. Масса продукта в процессе производства изменяется.
Преимущественно на стадии (2) молекулярной диффузии способ согласно изобретению осуществляют при перемешивании.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения на стадии (1) пироксикам, аргинин и циклодекстрины вводят в твердом или жидком состоянии в емкость, в которую впрыскивают плотное текучее вещество под давлением и агент диффузии в правильно выбранных пропорциях. Условия давления и температуры, а также продолжительность обработки определяют любым приемлемым методом.
Молярное соотношение пироксикама/циклодекстрина/аргинина можно выбирать так, чтобы обеспечивать оптимальное включение пироксикама в циклодекстрины. Так, преимущественно молярное соотношение пироксикама/циклодекстрина составляет от 1/1 до 1/10, предпочтительно от 1/1 до 1/5, более предпочтительно от 1/2 до 1/2,5 и наиболее предпочтительно 1/2,5. Также преимущественно молярное отношение пироксикама/аргинина составляет от 1/1 до 1/3, предпочтительно 1/1, более предпочтительно 1/1,2.
Агент диффузии можно вводить непрерывно или периодически в количестве от 1 до 50 мас.% по отношению к общей массе смеси, предпочтительно от 20 до 25 мас.% по отношению к общей массе смеси.
Время, необходимое для молекулярной диффузии на стадии (2), определяют любым приемлемым методом. Эту стадию (2) можно повторять столько раз, сколько требуется для достижения удовлетворительной скорости растворения. Преимущественно стадия (2) продолжается от 2 до 16 часов, предпочтительно 1 час.
Условия давления и температуры на стадии (2) выбирают так, чтобы они способствовали молекулярной диффузии. Преимущественно давление текучего вещества в сверхкритическом состоянии составляет от 5 МПа до 40 МПа, предпочтительно 15 МПа, а температура - от 0 до 120°С, предпочтительно 100°С.
Преимущественно стадию (2) способа согласно настоящему изобретению проводят в закрытом реакторе, в частности в автоклаве.
Способ осуществляют периодически или непрерывно. Преимущественно способ согласно настоящему изобретению осуществляют периодически.
Преимущественно стадию (2) способа согласно настоящему изобретению проводят в закрытом реакторе, возможно при перемешивании, в который подают плотное текучее вещество и пироксикам, в случае необходимости, непрерывно.
Проведение стадии молекулярной диффузии в плотной текучей среде под давлением в присутствии агента диффузии обеспечивает сильное взаимодействие частиц пироксикама с циклодекстринами, что способствует растворению в водной среде.
Настоящее изобретение относится также к фармацевтической композиции, содержащей комплекс пироксикама-циклодекстрина-аргинина согласно настоящему изобретению и возможно фармацевтически приемлемый эксципиент.
Настоящее изобретение относится также к комплексу пироксикама-циклодекстрина-аргинина согласно настоящему изобретению или фармацевтической композиции согласно настоящему изобретению в качестве лекарственного средства, преимущественно обладающего противовоспалительным действием и преимущественно предназначенного для лечения ревматической полимиалгии, полиартрита, артроза, тендинитов или посттравматических нарушений опорно-двигательного аппарата.
Следующие примеры приведены для сведения и не имеют ограничительного характера.
В предлагаемых примерах использовали пироксикам в качестве активного вещества, бета-циклодекстрин в качестве молекулы-хозяина и воду в качестве агента диффузии. Аммиак или аргинин использовали в качестве агента взаимодействия с комплексом.
Описание фигур
На фиг.1 изображен спектр ЯМР-комплекса, полученного в соответствии с примером 7.
На фиг.2 изображен внутримолекулярный спектр ROESY-NOE комплекса, полученного в соответствии с примером 7.
На фиг.3 изображен профиль TG-DGT (термогравиметрический анализ) β-циклодекстрина с использованием следующего метода: повышение температуры на 5°С в минуту до 450°С, затем понижение температуры на 10°С в минуту до 80°С.
На фиг.4 изображен профиль DSC β-циклодекстрина с использованием следующего метода: равновесие при 0°С с последующим повышением температуры на 5°С в минуту до 240°С.
На фиг.5 изображен профиль термогравиметрического анализа DSC L-аргинина с использованием метода по фиг.3.
На фиг.6 изображен профиль DSC L-аргинина с использованием метода по фиг.4.
На фиг.7 изображен профиль DSC пироксикама с использованием метода по фиг.6.
На фиг.8 изображен профиль DSC образца пироксикама, расплавленного при 260°С, затем охлажденного до 0°С с использованием метода уравновешивания при 205°С, понижения температуры на 20°С в минуту до 0°С и повышения температуры на 5°С в минуту до 220°С.
На фиг.9 изображен профиль DSC комплекса, полученного в соответствии с примером 7 с использованием метода уравновешивания при 0°С, повышения температуры на 5°С в минуту до 240°С, затем понижения температуры на 5°С в минуту до 80°С.
На фиг.10 изображен профиль TG-DGT комплекса, полученного в соответствии с примером 7 с использованием метода повышения температуры на 5°С в минуту до 450°С, затем понижения температуры на 10°С в минуту до 80°С.
На фиг.11-16 изображено молекулярное моделирование минимизированной структуры комплекса включения пироксикам-β-циклодекстрин 1:2. В частности, на фиг.11 изображен вид сбоку с атомами водорода, на фиг.12 изображен вид сбоку без атомов водорода, на фиг.13 изображена полость со стороны бензотиазинового цикла с атомами водорода, на фиг.14 изображена полость со стороны бензотиазинового цикла без атомов водорода, на фиг.15 изображена полость со стороны пиридинового цикла с атомами водорода и на фиг.16 изображена полость со стороны пиридинового цикла без атомов водорода.
На фиг.17 изображена рентгеновская дифрактограмма комплекса, полученного в соответствии с примером 7, и комплекса, полученного способом согласно патенту ЕР 0153998.
Анализ
Степень включения активного вещества в молекулу-хозяина оценивали дифференциальным термическим анализом (DSC).
Анализы DSC комплексов, полученных в соответствии с примерами 1-6, проводили следующим методом.
Тестируемый продукт подвергали перепаду температур в токе азота с помощью устройства DSC 7 Perkin Elmer.
Выход комплексообразования оценивали путем измерения уменьшения (или исчезновения) температурного пика, относящегося к плавлению активного вещества, "оставшегося свободным" в кристаллической форме.
Анализ DSC комплекса, полученного в соответствии с примером 7, проводили следующим методом.
-1
-1
Устройство DSC Q100 TA Instruments выверяли с помощью сигнала плавления индия в токе азота 50 мл·мин. Образец анализировали в герметичной лодочке при 5°С·мин.
Термогравиметрические анализы проводили с использованием устройства TGA2950 HR TA Instruments для определения области термоустойчивости образцов. Устройство выверяли при комнатной температуре и с помощью точки Кюри никеля 360,46°С.Точность баланса проверяли посредством анализа образца оксалата кальция.
-1
Анализ проводили в токе азота 60 мл·мин при температуре от 25°С до 450°С.
2
Количество воды в образцах определяли кулонометрией с помощью кулонометра Mettler KF DL37. Устройство выверяли с помощью дегидратированного тартрата натрия STANDARD (%НО=15,66±0,05%).
Дифракцию рентгеновского излучения проводили с помощью устройства в следующих условиях:
-дифрактометр Philips Xpert MPD, генератор Philips, напряжение 40kV, сила тока 20 мА
-медный антикатод (Kalpha=1,5418367 ангстрем), фильтр Ni
-входное отверстие 1/8
-детектор Xcelerator
-непрерывный режим сканирования
-образец измельчен в порошок на пластине
-угловая область (°2θ) от 4 до 100
-продолжительность сканирования 80 секунд.
Анализ фаз проводили с использованием программы Visual CRYSTAL.
Спектры диффузии Raman получали с помощью следующего устройства и следующих условий:
-спектрометр Raman Labram HR 800 Yvon
-температура 22°С
-образцы: порошок на микроскопической пластинке
-длина возбуждающей волны: 752 нм, мощность лазера 10 mW на образец
3
-спектральное разрешение 2 см-1, объем диффузии 1 мкм (сетка 600 линий).
6
Спектр протонного ЯМР регистрируют спектрометром DPX AVANCE Brucker с номинальной частотой 400 MHz с использованием обратного широкополосного зонда, снабженного приставкой градиента поля по оси Z. Спектрометр предварительно настраивают на резонансную частоту дейтерия растворителя, в данном случае диметилсульфоксида-d (Eurisotop, ref.D 310B, lot A 2731). Химические сдвиги выражены в м.д. по отношению к TMS (тетраметилсилана), используемого в качестве внутреннего стандарта.
Спектр ROESY (Rotating frame Overhauser Enhancement Spectroscop Y) получают при помощи микропрограммы импульсов Bruker "roesytp.2".
Регистрацию проводят в фазном режиме с 1024 инкрементами и 72 развертками на икремент или при полной продолжительности опыта, равной 53 часам на один продукт. Съемку спектра проводят путем выбора спектрального окна 6410,256 Гц, времени релаксации 2 с и времени спин-блокировки 350 мс. Перед регистрацией спектра образец правильно дегазируют с тем, чтобы получить максимальный внутримолекулярный и межмолекулярный эффект NOE.
Учитывая слабую растворимость комплекса в воде и высокую чувствительность используемого спектрометра ЯМР, использовали дейтерированный диметилсульфоксид, в котором можно получить 2%-ную (p/v) концетрацию комплекса.
Молекулярное моделирование: оптимизацию комплекса включения пироксикам-β-циклодекстрин (1:2) получают с помощью программного обеспечения Hyperchem, версия 6.02 (Hypercube, Gainsville, USA), установленного на персональном компьютере Pentium III, модель HP Vectra.
Молекулярная структура пироксикама, используемая для расчетов минимизации, взята из публикации Jon Bordner и др. (Acta Cryst., 1984, C40, 989-990).
Молекулярная структура β-циклодекстрина взята из Cambridge Crystallographic Database (V.R. Caira и др., J. Chem. Soc., Chem. Commun, 1994, 1061-1062).
Минимизацию энергии геометрии и конфигурации комплекса проводят при помощи силового поля ММ2.
Моделирование физико-химических свойств (рКа, LogD и растворимость) молекулы пироксикама осуществляют с помощью программного обеспечения ACD/logD suite (ACD/labs software, Toronto, Canada).
Для измерения растворимости порошка растворяют эквивалент 4 г/л пироксикама в водном растворе при 37°С.Через 15 минут берут пробу, затем измеряют с помощью ВЭЖХ количество растворенного пироксикама, результат выражают в граммах пироксикама, растворенного в литре воды.
По этой методике растворимость чистого пироксикама в воде составляет менее 0,2 г/л.
Тест на растворимость пироксикама
Протокол опыта
Количественное определение пироксикама в растворе проводят с помощью ВЭЖХ.
Использованное оборудование
Система HPLC WATERS:
-разделительный модуль 2695,
-детектор УФ 2487.
Условия проведения хроматографии
Колонка: WATERS X-Terra MS C18 250 x 4,6 мм.
1.1.1.1.1.1 подвижная фаза: Путь А
2
4
3
4
60% буфер рН 3,5 КНРО 6,81 г/л, рН которого установлен с помощью НРО, разведенного R,
40% ацетонитрил
расход: 1 мл/мин
длина волны детекции: 230 нм
чувствительность детектора: 2 AUFS
впрыскиваемый объем: 20 мкл
температура в печи: 40°С
продолжительность анализа: 12 минут.
Подготовка контрольных образцов
Контрольный раствор: SM: Вводят 50 мг контрольного пироксикама в сосуд объемом 100 мл. Растворяют в 20 мл диметилформамида и доливают метанол до полного объема.
Диапазон:
Т1: разведение 1/20-я Т3 в 40 ацетонитрила/60 воды.
Т2: разведение 1/10-я Т3 в 40 ацетонитрила/60 воды.
Т3: разведение 1/100-я SM в 40 ацетонитрила/60 воды.
Т4: разведение 1/50-я SM в 40 ацетонитрила/60 воды.
Т5: разведение 1/20-я SM в 40 ацетонитрила/60 воды.
Условия проведения эксперимента на кинетику растворения при 4 г/л
Проведение эксперимента
Рабочие условия
В колбу Эрленмейера объемом 100 мл вводят образец, эквивалентный 200 мг пироксикама. Добавляют 50 мл воды. Проводят магнитное перемешивание со скоростью 400 оборотов в минуту в ванне, термостатированной при 37°С+/-2°С. Берут пробы по 2 мл в условиях магнитного перемешивания через 5, 30, 60, 120 минут. Фильтруют пробы через полипропиленовый фильтр 0,45 мкм Gelman GHP Acrodisc. Раствор должен быть прозрачным. Разводят пробу до 1/200-й в подвижной фазе.
Методика, выражение результатов
Впрыскивают 20 мкл каждого контрольного раствора.
Проводят линейную регрессию поверхностей пиков пироксикама по отношению к концентрациям. Коэффициент корреляции должен быть больше 0,995.
Впрыскивают 20 мкл анализируемых растворов.
Измеряют область пика пироксикама в каждом анализируемом растворе.
Вычитают из него концентрацию Х в мкг/мл по прямой регрессии контрольных образцов.
Вычисляют концентрацию в мкг на мл растворенного пироксикама, умножая на обратную величину проведенного растворения (т.е.: 200).
Степень растворения пироксикама вычисляют путем деления концентрации растворенного пироксикама на общую концентрацию пироксикама в исходном растворе.
Пример 1. Результаты, полученные при осуществлении способа согласно изобретению
8 грамм пироксикама, 76 грамм бета-циклодекстрина, 25,2 г воды смешивают и вводят в реактор объемом 2 литра. Диоксид углерода затем вводят в реактор под давлением 200 бар и при температуре 150°С. Полученное выдерживают в указанных рабочих условиях в течение 2 часов.
После стадии, называемой стадией созревания, часть полученного порошка (12 г) смешивают с 2,11 г 28%-ного аммиачного раствора, затем помещают в сушильную камеру, оборудованную вентиляцией, при температуре 60°С на одну ночь.
Анализ DSC выявляет, что степень включения пироксикама в циклодекстрин составляет 99%, растворение пироксикама составляет 3,019 г/л.
Сравнительный пример 2. Результаты, полученные после стадии созревания без добавления агента взаимодействия с комплексом
4 грамма пироксикама, 38 грамм бета-циклодекстрина, 8,95 г воды смешивают и вводят в реактор объемом 2 литра. Диоксид углерода затем вводят в реактор под давлением 150 бар и при температуре 150°С. Полученное выдерживают в указанных рабочих условиях в течение 2 часов.
После сброса давления среды часть полученного порошка помещают в сушильную камеру, оборудованную вентиляцией, при температуре 60°С на одну ночь. Анализ DSC выявляет, что степень включения пироксикама в циклодекстрин составляет 80%, растворение пироксикама составляет 0,246 г/л.
Сравнительный пример 3. Результаты, полученные в присутствии агента взаимодействия с комплексом на стадии созревания (b)
2 грамма пироксикама, 19 грамм бета-циклодекстрина, 3,75 г воды и 1,5 г 28%-ного аммиачного раствора смешивают и вводят в реактор объемом 2 литра. Диоксид углерода затем вводят в реактор под давлением 200 бар и при температуре 160°С. Полученное выдерживают в указанных рабочих условиях в течение 2 часов.
После понижения давления среды полученный порошок помещают в сушильную камеру, оборудованную вентиляцией, при температуре 60°С на одну ночь. Анализ DSC выявляет, что степень включения пироксикама в циклодекстрин составляет 50%, растворение пироксикама составляет 1,075 г/л.
Сравнительный пример 4. Результаты, полученные при попытке прикрепления агента взаимодействия с комплексом к молекуле-хозяину до стадии созревания (b)
19 грамм бета-циклодекстрина, 2,11 г 28%-ного аммиачного раствора и 3,15 г очищенной воды смешивают и помещают в сушильную камеру, оборудованную вентиляцией, при температтуре 60°С на одну ночь. Затем вводят 2 г пироксикама и 6,57 г воды. Смесь водят в реактор объемом два литра. Затем диоксид углерода вводят в реактор под давлением 200 бар и при температуре 160°С. Полученное выдерживают в указанных рабочих условиях в течение 2 часов.
Анализ DSC выявляет, что степень включения пироксикама в циклодекстрин составляет 92%, растворение пироксикама составляет 0,23 г/л.
Сравнительный пример 5. Результаты, полученные при попытке прикрепления агента взаимодействия с комплексом к активному веществу до стадии созревания (b)
2 г пироксикама и 2 г 28%-ного аммиачного раствора смешивают и помещают в сушильную камеру, оборудованную вентиляцией, при температуре 60°С на одну ночь. Затем вводят 14,3 г циклодекстрина и 3,3 г воды. Смесь вводят в реактор объемом два литра. Затем диоксид углерода вводят в реактор под давлением 150 бар и при температуре 150°С. Полученное выдерживают в указанных рабочих условиях в течение 2 часов.
Анализ DSC выявляет, что степень включения пироксикама в циклодекстрин составляет 56%, растворение пироксикама составляет 1,370 г/л.
Сравнительный пример 6. Результаты способа согласно настоящему изобретению, осуществленному с полупромышленными количествами: 12,5 кг
1,1 кг пироксикама, 10,6 кг бета-циклодекстрина, 1,3 кг воды вводят в реактор объемом 50 литров. Затем диоксид углерода вводят в реактор под давлением 150 бар и при температуре 100°С. Полученное выдерживают в указанных рабочих условиях в течение 2 часов.
Часть порошка помещают в сушильную камеру при температуре 80°С на одну ночь.
Анализ DSC выявляет, что степень включения пироксикама в циклодекстрин составляет 89%, растворение пироксикама составляет 1,937 г/л.
Полученный порошок (12,6 кг) смешивают с 2,6 кг 28%-ного аммиачного раствора, затем помещают в сушильную камеру, оборудованную вентиляцией, при температуре 60°С.
Анализ DSC выявляет, что степень включения пироксикама в циклодекстрин составляет 100%, растворение пироксикама составляет 3 г/л.
Краткие выводы, основанные на полученных результатах.
Ниже в таблице 1 приведены результаты описанных выше примеров 1-6, что позволяет сделать вывод о дополнительном значении способа согласно настоящему изобретению.
Таблица 1
Способ/вещество
/
Пр.1
Ср. Пр.2
Ср. Пр.3
Ср. Пр.4
Ср. Пр.5
Пр.6
Используемые вещества
ПироксикамПироксикам, предварительно смешанный с агентом взаимодействия с комплексом
Х
Х
Х
Х
Х
Х
Х
Бета-циклодекстрин
Х
Х
Х
Х
Х
Бета-циклодекстрин, предварительно смешанный с агентом взаимодействия с комплексом
Х
1 фаза: Комплексообразование в сверхкритической среде СО<sub>2</sub>
Х
Х
Х
Х
Х
2 фаза: введение агента взаимодействия с комплексом
Х
Х
Только одна фаза: комплексообразование с агентом взаимодействия со сверхкритической средой СО<sub>2</sub>
Х
Степень комплексообразования (DSC)
/
99%
80%
50%
92%
56%
100%
Растворение (г/л)
<0,2
3,02
0,25
1,07
0,23
1,37
>3
Пример 7. Комплекс пироксикама, β-циклодекстрина, аргинина
43 г пироксикама, 384 г β-циклодекстрина, 25 г аргинина вводят в реактор, а также 61 г агента диффузии (воды). Затем диоксид углерода вводят в реактор под давлением 15 МПа и при температуре 100°С.Полученное выдерживают в указанных рабочих условиях в течение одного часа.
Измеряют кинетику растворения и степень растворения полученных комплексов, как указано выше в "Тесте на растворение DU PIROXICAM". Результаты представлены ниже в Таблице 2.
Время (мин.)
Концентрация пироксикама (мкг/мл)
Степень растворения (%)
5
3863
96,6
30
3854
96,4
60
3941
98,5
120
3962
99
ЯМР:
Спектр ЯМР
Н
1
комплекса, полученного согласно примеру 7 (фиг.1), соответствует химической композиции этого соединения.
Сигнал, наблюдаемый при 13,5 м.д., относится к протону пиридиния и является дополнительным свидетельством наличия цвиттерионной структуры пироксикама в комплексе, полученном согласно примеру 7.
Анализ спектра ROESY
(фиг.2)
Это исследование, которое позволяет изучить передачу магнетизма между протонами-соседями в пространстве, дает возможность лучше понять, как происходит включение пироксикама в β-циклодекстрин, и, следовательно, моделировать соответствующий комплекс.
На карте ROESY видны внутримолекулярные эффекты NOE (между протонами одной молекулы), межмолекулярные эффекты NOE (между протонами разных молекул). Поскольку внутримолекулярные эффекты NOE относятся к конформационному анализу, речь будет идти только о межмолекулярных эффектах NOE, которые являются доказательством инкапсулирования пироксикама в β-циклодекстрине.
Анализ спектра ROESY комплекса, полученного согласно примеру 7 (фиг.2), ясно показывает кросс-пики релаксации между Н-9/10 пироксикама и Н-5' ?CD, затем между Н-7, Н-6, Н-3 пироксикама и Н-3' β-циклодекстрина. Эти результаты соответствуют комплексу включения 1:2, пироксикам:β-циклодекстрин.
Термический анализ и количественный анализ воды
Термогравиметрический анализ β-циклодекстрина (фиг.3) выявляет два перехода: при 70,6°С и 313°С. Первый соответствует потере массы на 13,4%, соответствующей количеству воды, определяемому кулонометрией (14,1%), второй переход связан с термическим разложением β-циклодекстрина.
Анализ DSC (фиг.4) показывает уширенный эндотермический пик теплограммы при 162°С, соответствующий явлению дегидратации. Термогравиметрический анализ аргинина (фиг.5) показывает, что аргинин является устойчивым при температуре примерно до 230°С до своего разложения. Наблюдаются два эндотермических пика теплограммы профиля DSC (фиг.6), первый при 215,6°С (плавление или переход фаз), второй при 234°С, связанный с явлением разложения.
Профиль DSC пироксикама показывает, что плавление происходит при 201°С с энтальпией 104 J.α/g (фиг.7).
Проводят циклы нагревания и охлаждения, при которых образец пироксикама расплавляют при 205°С, затем охлаждают до 0°С. Профиль DSC этого образца (фиг.8) свидетельствует о стекловании при 62°С, характерном для аморфного состояния, которое кристаллизуется при 122°С. Слабый эндотермический пик теплограммы при 178°С с последующим экзотермическим пиком при 197°С свидетельствует о наличии нескольких кристаллических форм пироксикама (полиморфизм).
Два эндотермических пика при 178°С и 197°С соответственно относятся к плавлению форм III и II, тогда как исходный образец до термической обработки соответствует форме I (плавление при 201°С)(F.Vrecer, S.Srcici and J.Smid-Korbar, International Journal of Pharmaceutics 68 (1991) 35-41).
Содержание воды в комплексе, полученном в соответствии с примером 7, составляет порядка 10% р/р, как указано в следующей таблице 3.
Таблица 3Результат определения количества водыв комплексе по примеру 7
Комплекс
Содержание Н<sub>2</sub>О(TGA)
Содержание Н<sub>2</sub>О (кулонометрия)
Получен согласно примеру 7
9,99%
10,14%
Профиль DSC комплекса, полученного по примеру 7 (фиг.9), не показывает переходы при 198-200°С и при 218°С, что наводит на мысль о том, что включение близко к 100%.
Профиль TG DTG комплекса, полученного по примеру 7 (фиг.10), показывает переход при 191°С. Этот переход относят к разложению аргинина. Действительно, первая стадия разложения аргинина соответствует потере массы порядка 39,2%, и, если учесть, что содержание аргинина в комплексе составляет примерно 6% р/р (определено с помощью ЯМР), эта потеря веса должна составлять порядка 2,3%, что прекрасно согласуется с потерей, наблюдаемой по профилям TG и DTG при 191°С (2,40%).
Молекулярное моделирование. Минимизированная структура комплекса включения пироксикам:β-циклодекстрин (1:2) изображена на фиг.11-16. Эта оптимизированная структура учитывает объемные взамодействия, наблюдаемые путем спектрометрии ROESY.
2
Как указано в публикации G.M.Escandar (Analyst, 1999, 124, 587-591), молекула пироксикама является слишком объемной (примерно 6х13,7Е), чтобы полностью инкапсулироваться в полости β-циклодекстрина. Комплекс РХ:(βCD) обеспечивает полное включение молекулы пироксикама.
2
Моделирование физико-химических свойств: изменение растворимости пироксикама в зависимости от рН среды растворения. При значении рН от 2 до 6 цвиттерионная структура обладает самой низкой растворимостью. Значение logD изменяется в обратном направлении. В интервале значений рН от 2 до 6 молекула является относительно гидрофобной, что приводит к другому взаимодействию, способствующему инкапсулированию. При значениях рН 6 и рН 7,5 цвиттерионная структура еще присутствует, и растворимость увеличивается главным образом в зависимости от рН. Поэтому важно получать комплексы в этой области значений рН для объединения обоих способствующих растворению эффектов, а именно инкапсулирования, с одной стороны, и солеобразования пироксикама, с другой стороны. Измеренные значения рН указаны ниже: комплекс согласно примеру 7 при 13,9 мг/10 мл НО=рН 7,87.
Дифракция рентгеновских лучей комплекса, полученного согласно примеру 7, и комплекса, полученного способом, описанным в ЕР 0153998: дифрактограмма изображена на фиг.17. Дифрактограмма порошка комплекса согласно примеру 7 показывает, что интенсивные линии с хорошим разрешением доказывают более высокую кристалличность этого образца по отношению к образцу комплекса по патенту ЕР 0153998. Согласно программе Visual CRYSTAL, комплекс, полученный согласно примеру 7, содержит от 6 до 20 вес.% аморфной фазы.
Пример 8. Комплекс пироксикама, β-циклодекстрина, аргинина
400 г пироксикама, 3832 г бета-циклодекстрина, 253 г аргинина вводят в реактор, а также 613 г агента диффузии (воды). Диоксид углерода затем вводят в реактор под давлением 15 МПа и при температуре 100°С. Полученное выдерживают в указанных рабочих условиях в течение одного часа.
Измеряют кинетику растворения и степень растворения полученных комплексов, как указано ниже в "тесте на растворение DU PIROXICAM". Результаты приведены ниже в Таблице 3.
Время (мин)
Концентрация пироксикама (мкг/мл)
Степень растворения (%)
5
3953
98,8
30
3895
97,3
60
3952
98,8
120
4041*
100
*Результат согласуется с возможной погрешностью при измерении.