СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОДУКТОВ, СОДЕРЖАЩИХ СТАБИЛИЗИРОВАННЫЕ АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА, И КОМПОЗИЦИЙ, СОДЕРЖАЩИХ ТАКОВЫЕ
METHOD OF PRODUCING PRODUCTS CONTAINING STABILIZED ACTIVE SUBSTANCES AND COMPOSITIONS CONTAINING THEREOF

Область техники
Настоящее изобретение в широком смысле относится к способу получения продуктов, содержащих активные компоненты, и, в частности, биологических материалов, где активные компоненты являются стабилизированными. Настоящее изобретение дополнительно относится к композициям, содержащим продукты, и, в частности, к композициям, содержащим терапевтические биологические материалы.
Уровень техники
Многие биологические материалы, такие как белки и цельные клетки, являющиеся пригодными в лечении и предупреждении заболеваний людей и животных или в качестве пищевых добавок, имеют ограниченный срок годности. Ограниченный срок годности, как полагают, является результатом нестабильности белков при температуре хранения. В то время как срок годности некоторых белков и клеточных культур можно продлить благодаря их хранению при низкой температуре (т.е. от 4°C до 8°C), обычными являются сроки годности, составляющие менее восемнадцати месяцев.
Биологически активные белки, как правило, сворачиваются в сложную трехмерную структуру, являющуюся уникальной для каждого белка. Белки, как правило, имеют три уровня организации; с первичной структурой, состоящей из линейной цепи ковалентно связанных аминокислотных остатков (пептидная цепь); вторичной структурой, в которой пептидная цепь сворачивается в регулярные структуры (такие как α-спирали и β-складчатые листы); и третичной структурой, в которой свернутая цепь дополнительно сворачивается сама на себя с образованием компактной структуры. Кроме того, некоторые белки состоят более чем из одной полипептидной цепи, плотно упакованной с образованием того, что именуют четвертичной структурой. Эта третичная и/или четвертичная структура обуславливает конечную биологическую активность белка.
На конечную структуру белка можно воздействовать с помощью ряда факторов окружающей среды, например температуры, pH, наличия или отсутствия определенных кофакторов или металлов, наличия кислорода, ферментов, окислителей или восстановителей и наличие воды или влаги. Если условия не являются оптимальными, белок может не образовываться должным образом или может денатурировать, так что его биологическая функция утрачивается или по меньшей мере ослабляется.
Клетки животных, растений и микроорганизмов могут в наиболее широком смысле считаться сложными белковыми материалами, поскольку они содержат многочисленные белки, заключенные в клеточную мембрану и/или клеточную стенку, при этом мембрана или внутренний изгиб стенки представляет дополнительные белки на поверхности клетки. Как и в случае белков, жизнеспособность клетки зависит от окружающей среды, в которой она находится; например температура, pH, наличие или отсутствие определенных кофакторов или металлов, наличие или отсутствие определенных питательных веществ, метаболических отходов, кислорода, ферментов, окислителей или восстановителей и наличие воды или степень влажности могут действовать в отдельности или совместно, воздействуя на жизнеспособность.
Существует ряд методик стабилизации белков, известных в данной области техники, некоторые из которых вкратце обсуждаются ниже.
Для получения белков, применяемых в вакцинах и т.п., обычно применяют сублимационную сушку под действием вакуума (лиофилизацию). Сублимационная сушка традиционно включает замораживание раствора биологического белка и удаление оттуда кристаллов льда путем превращения их в водяной пар под действием вакуума (сублимации). Данный способ часто приводит в результате к повреждению нативной структуры белка.
Чтобы способствовать увеличению стабильности биологического белка, полученного путем сублимационной сушки, в составе продукта можно применять добавки, такие как буферные средства или стабилизаторы. Однако во время сублимационной сушки, когда температура раствора медленно понижается до минус 20°C в течение периода в несколько дней, добавки могут затвердевать в различных точках замерзания. В результате конечный продукт может представлять собой мелкодисперсное слоеное вещество наподобие пирога, фактически состоящее из различных слоев, каждый из которых представляет отдельный компонент. По сути дела, добавки, добавляемые для защиты биологического белка, могут быть физически и химически отделены от него, что делает их бесполезными в качестве защитных средств.
Альтернативной методикой, обычно применяемой в пищевой и молочной промышленностях для изготовления сухих фруктовых концентратов и порошкового молока, например, является распылительная сушка с применением нагревания. Данный способ включает распыление раствора в виде мелкодисперсного тумана вниз с верхней части башни с распылительным орошением против восходящего потока горячего воздуха. Горячий воздух удаляет воду из капель до того, как они достигнут дна башни. Распылительную сушку обыкновенно выполняют при температуре воздуха на входе превышающей 190°C, и температура продукта может значительно превышать 60°C. В данной рабочей среде большая часть биологических белков или клеток, таких как бактериальные клетки, денатурирует.
Другим способом получения белков, известным в данной области техники, является сушка в сверхкритической жидкости. В данном способе биологические средства, такие как пептиды, белки и нуклеиновые кислоты, поддерживают в водном растворе до образования частиц. Водный растворитель удаляют во время образования частиц, применяя растворители, способные к регулируемому образованию водородных связей, такие как этанол и изопропанол.
Распылительная сушка в псевдоожиженном слое является модифицированной технологией распылительной сушки с применением нагревания. Способ обычно применяют в фармацевтической и химической промышленностях для получения таблеток путем грануляции и/или для сушки термостабильных материалов. Способ включает распыление раствора в виде мелкодисперсного тумана, содержащего активные вещества, вниз с верхней части распылительной головки в направлении массы сухих наполнителей. В это же время восходящий поток горячего воздуха проходит через массу наполнителей с образованием псевдоожиженного слоя. Горячий воздух удаляет воду из псевдоожиженных смоченных твердых веществ на дне псевдоожиженного слоя.
Технология распылительной сушки в псевдоожиженном слое может быть применимой к фармацевтическим белкам, являющимися термостабильными приблизительно при 50-60°C. Однако нативная структура белка может быть нарушена, и, соответственно, белок может утратить всю биологическую активность или по меньшей мере некоторую ее часть.
С описанной выше распылительной сушкой в псевдоожиженном слое могут быть связаны дополнительные проблемы; например, требуется, чтобы распылительные насадки, расположенные возле верхней части рабочей камеры, имели существенный зазор над поверхностью псевдоожиженного слоя материалов-наполнителей, так чтобы такие материалы не блокировали распылительные насадки; существенное количество материала для покрытия или жидкости для покрытия, содержащей активный(е) ингредиент(ы), может блокировать систему фильтрации в насадках, что приводит к потерям при переработке; и такая операция по распылению сверху на псевдоожиженный слой может быть оптимальной только применительно к целям грануляции, но не нанесения покрытия путем распыления. Способ распылительной сушки в псевдоожиженном слое также, как правило, обеспечивает крупнозернистые и имеющие неровную поверхность гранулы, обладающие различной формой и размерами. Контакт между гранулами приводит в результате к эффекту измельчения, что может привести в результате к денатурации белка.
Среди методик, нашедших коммерческое применение для получения биологических белков и клеток до разработки настоящего изобретения, наиболее пригодной может считаться методика микроинкапсулирования. Как правило, основное оборудование не требуется, и размер партии может составлять в пределах 10 г-20 г, что, таким образом, делает ее пригодной для получения биологических белков, которые могут не находиться в избытке. В данном способе применяют органические растворители для солюбилизации биологического белка, который затем инкапсулируют в полимерные микросферы посредством способа с применением либо эмульсии "вода в масле в воде" (w/o/w), либо эмульсии "твердое вещество в масле в воде" (s/o/w). Белок захватывается в твердые микросферы после того, как воду удаляют путем простой фильтрации, а растворитель выпаривают.
Технологию микроинкапсулирования применяли для изготовления копировальной или самоприклеивающейся бумаги в бумажной промышленности и, по меньшей мере в Японии, продуктов питания, таких как искусственная икра, и декоративных продуктов, изготавливаемых с применением желатиновых микрокапсул для задерживания ароматов рыбы или мяса.
Хотя микроинкапсулирование может считаться благоприятным способом получения биологических белков и цельных клеток для хранения и применения в будущем, технология в фармацевтической и биотехнологической промышленности все еще находится на стадии развития. Технология имеет очевидные трудности в том, что белки, вероятно, будут денатурировать под воздействием применяемых растворителей и необходимых способов эмульгирования/гомогенизации. Кроме того, качество продукта, получаемого согласно данному способу, может считаться нежелательным ввиду того факта, что в сердцевине микрокапсул остаются следовые количества растворителя, что может препятствовать коммерциализации продукта, получаемого при помощи данной технологии.
Автор настоящего изобретения разработал альтернативный способ на основе распылительной сушки с применением нагревания и технологии микроинкапсулирования, при котором активные компоненты, такие как белки, могут быть стабилизированными в течение длительных периодов.
Сущность изобретения
В первом аспекте настоящее изобретение обеспечивает способ получения продукта, содержащего по меньшей мере один активный компонент, при этом способ включает:
(i) обеспечение жидкости для покрытия, содержащей по меньшей мере один активный компонент, сахарид и смешивающийся с водой растворитель;
(ii) обеспечение частиц, содержащих одно или несколько водорастворимых гелеобразующих соединений;
(iii) псевдоожижение частиц в рабочей камере устройства таким образом, чтобы частицы двигались в камере по направлению вверх по винтовой траектории;
(iv) распыление жидкости для покрытия на частицы с получением покрытых частиц;
(v) предоставление покрытым частицам возможности высохнуть.
По меньшей мере один активный компонент может быть нестабильным.
По меньшей мере один активный компонент может быть нестабильным в присутствии света, тепла, воздуха и/или влаги.
По меньшей мере один активный компонент может представлять собой биологический материал, например, белок, пептид, живые клетки или микроорганизм.
По меньшей мере один активный компонент может представлять собой нестабильный биологический материал.
По меньшей мере один активный компонент может представлять собой биологический материал, чувствительный к свету, теплу, воздуху и/или влаге.
По меньшей мере один активный компонент может представлять собой цитокин.
По меньшей мере один активный компонент можно выбрать из группы, состоящей из интерлейкина, интерферона, ЕРО, эксенатида, G-CSF, гормона роста человека и тимозина. В одном варианте осуществления по меньшей мере один активный компонент представляет собой эксенатид.
По меньшей мере один активный компонент можно выбрать из группы, состоящей из противоракового средства, противовоспалительного средства, гемолитического средства, противодиабетического средства, противоаллергического средства и противогрибкового средства.
Рабочая камера во время осуществления способа может иметь температуру от приблизительно 30°C до 45°C или при температуре от приблизительно 35°C до 40°C.
Жидкость для покрытия перед контактом с частицами может находиться в форме микрокапель.
Жидкость для покрытия можно перевести в твердое состояние на частицах в течение одной секунды после поступления в рабочую камеру.
Перед этапом (iii) частицы можно подвергнуть псевдоожижению в рабочей камере и высушить путем применения по отношению к ним тепла.
Частицы можно высушить путем нагревания до температуры от приблизительно 30°C до 80°C.
На этапе (iii) частицы могут вращаться.
Этап (iii) можно осуществлять посредством введения в рабочую камеру движущегося вверх вращающегося потока газа, что таким образом вызывает движение частиц по направлению вверх по винтовой траектории.
Этап (iii) можно осуществлять посредством втягивания газа через направляющую, размещенную на дне или прилегающую ко дну рабочей камеры, где после выхода из направляющей газ движется вверх по траектории вращения, что таким образом вызывает движение частиц по направлению вверх по винтовой траектории.
Направляющая может иметь впускное отверстие, через которое газ втягивают, и выпускное отверстие, через которое газ высвобождают, при этом направляющая содержит направляющий газ элемент, действующий на газ, проходящий между впускным отверстием и выпускным отверстием, таким образом, чтобы газ, высвобожденный через выпускное отверстие, двигался вверх по траектории вращения.
Направляющая может содержать по меньшей мере два функциональных звена, приспособленных к вращению вокруг общей оси, где первое функциональное звено имеет впускное отверстие, через которое газ может втягиваться, и где второе функциональное звено содержит один или несколько направляющих газ элементов, которые спроектированы снаружи от поверхности второго функционального звена, где второе функциональное звено размещено над первым функциональным звеном и где применяемый газ, втягиваемый через впускное отверстие, действует на один или несколько направляющих газ элементов, вызывая вращение второго функционального звена таким образом, чтобы газ, высвобожденный из направляющей, двигался по направлению вверх по траектории вращения.
Газ может представлять собой воздух или инертный газ, например азот.
Газ, поступающий в рабочую камеру, может иметь температуру от приблизительно 30°C до 45°C или от приблизительно 35°C до 40°C.
Перед началом исполнения этапа (iii) или этапа (iv) воздух в рабочей камере может быть заменен инертным газом, например азотом.
Этап (iv) может включать распыление жидкости для покрытия со дна рабочей камеры в направлении частиц.
Этап (iv) может включать распыление жидкости для покрытия по направлению вверх таким образом, чтобы жидкость для покрытия двигалась вдоль столба, образованного потоком частиц.
Этап (iv) может включать распыление жидкости для покрытия по направлению вверх в направлении частиц под углом от приблизительно 10° до 70°, или под углом от приблизительно 20° до 60°, или под углом от приблизительно 30° до 50°, или под углом от приблизительно 35° до 45°, или под углом приблизительно 40°.
Этап (iv) может включать распыление жидкости для покрытия из нескольких выпускных отверстий для распыления в рабочей камере.
На этапе (iv) жидкость для покрытия может находиться при температуре от приблизительно 0°C до 50°C, или при температуре от приблизительно 10°C до 50°C, или при температуре от приблизительно 15°C до 45°C, или при температуре от приблизительно 30°C до 45°C, или при температуре от приблизительно 35°C до 40°C. В одном из вариантов осуществления жидкость для покрытия может находиться при комнатной температуре, например приблизительно 20°C.
Этап (v) может предусматривать термическую сушку покрытых частиц.
Этапы (iv) и (v) можно осуществлять в равновесных условиях.
Способ может дополнительно включать один или несколько дополнительных этапов нанесения покрытия, на котором частицы дополнительно покрывают покрытием, выбранным из группы, состоящей из энтеросолюбильного покрытия, пленочного покрытия, водоотталкивающего покрытия и покрытия, исправляющего вкус.
Жидкость для покрытия может дополнительно содержать дополнительные компоненты, выбранные из группы, состоящей из аминокислот, таких как лизин, аргинин, цистеин и лейцин, белков, таких как сывороточный альбумин человека, яичный альбумин, хелатообразователей, таких как EDTA и EDTA натрия, буферов, таких как натрий-фосфатный буфер, лимоннокислый/цитратный буфер, трис-буфер, консервантов, таких как гидроксибензойная кислота и ее производные, стабилизаторов, антиоксидантов, таких как витамин E, аскорбиновая кислота, и смазочных средств, таких как вода, силикон и силикаты.
Смешивающийся с водой растворитель может представлять собой гликоль, например глицерин или пропиленгликоль.
Сахарид может представлять собой полимер сахара.
Сахарид можно выбрать из группы, состоящей из фруктозы, глюкозы, инвертного сахара, лактита, лактозы, мальтита, мальтозы, маннита, сорбита, сахарозы, трегалозы, маннита и их комбинаций.
Одно или несколько водорастворимых гелеобразующих соединений можно выбрать из группы, состоящей из акрилата и его производных, альбумина, альгинатов, карбомеров, каррагинана, целлюлозы и ее производных, декстрана, декстрозы, декстрина, желатина, поливинилпирролидона, крахмала, предварительно желатинизированного крахмала и их комбинаций.
Способ можно осуществлять в реакторе с обращенным псевдоожиженным слоем.
Рабочая камера устройства может быть замкнутой.
Рабочая камера устройства может представлять собой стерильную среду.
Рабочая камера устройства может представлять собой инертную среду.
Частицы могут представлять собой микрочастицы.
Во втором аспекте настоящее изобретение обеспечивает продукт, содержащий по меньшей мере один активный компонент, во всех случаях полученный посредством способа согласно первому аспекту.
По меньшей мере один активный компонент можно выбрать из группы, состоящей из интерлейкина, интерферона, EPO, эксенатида, G-CSF, гормона роста человека и тимозина. В одном варианте осуществления по меньшей мере один активный компонент представляет собой эксенатид.
По меньшей мере один активный компонент можно выбрать из группы, состоящей из противоракового средства, противовоспалительного средства, гемолитического средства, противодиабетического средства, противоаллергического средства и противогрибкового средства.
В третьем аспекте настоящее изобретение обеспечивает применение продукта согласно второму аспекту для доставки по меньшей мере одного активного компонента субъекту. В одном варианте осуществления по меньшей мере один активный компонент представляет собой эксенатид.
Субъект может быть человеком или животным.
Продукт может быть приспособлен для инъекции, перорального или назального введения, подъязычного введения, местного введения или вагинального или ректального введения.
Продукт может находиться в лекарственной форме, выбранной из группы, состоящей из композиции, предназначенной для инъекции, таблетки для подъязычного применения, таблетки для перорального применения, таблетки с замедленным высвобождением для подъязычного применения, микрокапсул, предназначенных для наполнения капсул, микрокапсул, предварительно приготовленной пищевой смеси, пессария, предварительно образованной твердой дозы, предназначенной для применения в виде назального спрея или капель, водных капель, глазной примочки или капель и раствора для промывания кожи.
Продукт может находиться в лекарственной форме, выбранной из группы, состоящей из таблетки с замедленным высвобождением или микрокапсул.
В четвертом аспекте настоящее изобретение обеспечивает применение способа согласно первому аспекту для стабилизации по меньшей мере одного активного компонента. В одном варианте осуществления по меньшей мере один активный компонент представляет собой эксенатид.
В пятом аспекте настоящее изобретение обеспечивает применение способа согласно первому аспекту для получения лекарственных форм с замедленным высвобождением. В одном варианте осуществления по меньшей мере один активный компонент представляет собой эксенатид
Для целей второго, третьего, четвертого и пятого аспектов по меньшей мере один активный компонент может представлять собой активный компонент, который определен в первом аспекте и, который описан в данном документе. В одном варианте осуществления по меньшей мере один активный компонент представляет собой эксенатид
В шестом аспекте настоящее изобретение обеспечивает устройство для получения продукта, содержащего по меньшей мере один активный компонент, содержащий рабочую камеру, в которой размещено одно или несколько выпускных отверстий для введения жидкости в рабочую камеру, впускное отверстие, размещенное на дне рабочей камеры, и выпускное отверстие, тем самым, позволяя газу двигаться по рабочей камере, где впускное отверстие предоставлено вместе с направляющей, так что когда газ втягивается через впускное отверстие, то после выхода из направляющей газ движется по направлению вверх по траектории вращения. В одном варианте осуществления по меньшей мере один активный компонент представляет собой эксенатид
Направляющая может быть направляющей, описанной в данном документе.
В седьмом аспекте настоящее изобретение обеспечивает способ получения продукта, содержащего эксенатид, при этом способ включает:
(i) обеспечение жидкости для покрытия, содержащей эксенатид, сахарид и смешивающийся с водой растворитель;
(ii) обеспечение частиц, содержащих одно или несколько водорастворимых гелеобразующих соединений;
(iii) псевдоожижение частиц в рабочей камере устройства таким образом, чтобы частицы двигались в камере по направлению вверх по винтовой траектории;
(iv) распыление жидкости для покрытия на частицы с получением покрытых частиц;
(v) предоставление покрытым частицам возможности высохнуть.
В восьмом аспекте настоящее изобретение обеспечивает продукт, получаемый способом, определенным в седьмом аспекте.
В девятом аспекте настоящее изобретение обеспечивает применение определенного в восьмом аспекте продукта для доставки эксенатида субъекту.
В десятом аспекте настоящее изобретение обеспечивает применение определенного в седьмом аспекте способа для стабилизации эксенатида.
В одиннадцатом аспекте настоящее изобретение обеспечивает применение определенного в седьмом аспекте способа для получения лекарственных форм с замедленным высвобождением.
В двенадцатом аспекте настоящее изобретение обеспечивает устройство для получения продукта, содержащего эксенатид, содержащий рабочую камеру, в которой размещено одно или несколько выпускных отверстий для введения жидкости в рабочую камеру, впускное отверстие, размещенное на дне рабочей камеры, и выпускное отверстие, тем самым, позволяя газу двигаться по рабочей камере, где впускное отверстие предоставлено вместе с направляющей, так что когда газ втягивается через впускное отверстие, то после выхода из направляющей газ движется по направлению вверх по траектории вращения.
В тринадцатом аспекте настоящее изобретение обеспечивает способ лечения метаболического синдрома или сахарного диабета у субъекта, при этом способ включает введение эффективного количества определенного в восьмом аспекте продукта субъекту.
В четырнадцатом аспекте настоящее изобретение обеспечивает способ лечения метаболического синдрома или сахарного диабета у субъекта, при этом способ включает оромукозное введение эффективного количества эксенатида субъекту.
Введение эксенатида может представлять собой подъязычное или буккальное введение.
В пятнадцатом аспекте настоящее изобретение обеспечивает способ профилактики или лечения гипогликемии или гипергликемии у субъекта, при этом способ включает введение эффективного количества определенного в восьмом аспекте продукта субъекту.
В шестнадцатом аспекте настоящее изобретение обеспечивает способ профилактики или лечения гипогликемии или гипергликемии у субъекта, при этом способ включает оромукозное введение эффективного количества эксенатида субъекту.
В семнадцатом аспекте настоящее изобретение обеспечивает применение эксенатида для производства лекарственного средства для лечения сахарного диабета или метаболического синдрома и/или для регуляции уровней глюкозы в крови, при котором лекарственное средство введено в состав для оромукозного введения.
Краткое описание чертежей
Предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения будет теперь описан только как пример со ссылкой на сопроводительные фигуры, где
на фигуре 1 показаны уровни глюкозы в плазме крови натощак у субъекта-человека, которому давали метформин и продукт на основе эксенатида для перорального (подъязычного) применения, полученный в соответствии со способом настоящего изобретения;
на фигуре 2 показаны уровни глюкозы в плазме крови через 2 часа после еды у субъекта-человека, которому давали метформин и продукт на основе эксенатида для перорального (подъязычного) применения, полученный в соответствии со способом настоящего изобретения.
на фигуре 3 показаны уровни глюкозы в крови у страдающих сахарным диабетом мышей после введения эксенатида в -60 мин с последующей интраперитонеальной нагрузкой глюкозой в 0 мин. Кружки (вверху), доставленный подъязычно инертный носитель; квадратики, 50 мкг эксенатида подъязычно; треугольники основанием вниз, 100 мкг эксенатида подъязычно; ромбики, 150 мкг эксенатида подъязычно; треугольники основанием вверх, 200 мкг эксенатида подъязычно; кружки, 1 мкг эксенатида подкожно (п/к).
на фигуре 4 показаны уровни глюкозы в крови в 0 мин (А) и 20 мин (В), полученные из результатов, показанных на фигуре 1. ***, p<0,01 по сравнению с инертным носителем.
на фигуре 5А показан анализ площади под кривой (AUC) уровней глюкозы в крови от 0 до 120 мин, полученных из результатов, показанных на фигуре 1. ***, p<0,01. На фигуре 5B показано изменение AUC в процентах, рассчитанное как (AUC[эксенатид] - AUC[инертный носитель]) / AUC[инертный носитель].
на фигуре 6 показаны уровни глюкозы в крови у страдающих сахарным диабетом мышей после введения эксенатида в -60 мин с последующей интраперитонеальной нагрузкой глюкозой в 0 мин. Кружки, доставленный подъязычно инертный носитель; квадратики, 2 мкг эксенатида подъязычно; треугольники основанием вниз, 5 мкг эксенатида подъязычно; треугольники основанием вверх, 10 мкг эксенатида подъязычно; ромбики, 25 мкг эксенатида подъязычно; крестики, 50 мкг эксенатида подъязычно; звездочки, 1 мкг эксенатида подкожно (п/к).
на фигуре 7 показаны уровни глюкозы в крови в 0 мин (А) и 20 мин (В), полученные из результатов, показанных на фигуре 4. ***, p<0,01 по сравнению с инертным носителем.
на фигуре 8A показан анализ площади под кривой (AUC) уровней глюкозы в крови от 0 до 120 мин, полученных из результатов, показанных на фигуре 4. ***, p<0,01. На фигуре 8B показано изменение AUC в процентах, рассчитанное как (AUC[эксенатид] - AUC[инертный носитель]) / AUC[инертный носитель].
на фигуре 9 показаны уровни глюкозы в крови у страдающих сахарным диабетом мышей после введения эксенатида в -60 мин с последующей интраперитонеальной нагрузкой глюкозой в 0 мин. Кружки, доставленный подъязычно инертный носитель; квадратики, 10 мкг эксенатида подъязычно; треугольники основанием вниз, 15 мкг эксенатида подъязычно; треугольники основанием вверх, 20 мкг эксенатида подъязычно; ромбики, 25 мкг эксенатида подъязычно; звездочки, 1 мкг эксенатида подкожно (п/к).
на фигуре 10 показаны уровни глюкозы в крови в 0 мин (А) и 20 мин (В), полученные из результатов, показанных на фигуре 7. ***, p<0,01 по сравнению с инертным носителем.
на фигуре 11A показан анализ площади под кривой (AUC) уровней глюкозы в крови от 0 до 120 мин, полученные из результатов, показанных на фигуре 7. ***, p<0,01. На фигуре 11 В показано изменение AUC в процентах, рассчитанное как (AUC[эксенатид] - AUC[инертный носитель]) / AUC[инертный носитель].
на фигуре 12 показана относительная биодоступность эксенатида у обезьян. Квадратики, 20 мкг эксенатида, введенного подъязычно, скорректировано на t0 (среднее от четырех обезьян); треугольники, 5 мкг эксенатида, введенного подкожно (среднее от трех обезьян).
на фигуре 13 показаны уровни глюкозы в сыворотке крови у страдающего сахарным диабетом субъекта-человека после введения эксенатида в -60 мин с последующей интраперитонеальной нагрузкой глюкозой в 0 мин. Ромбики, 100 мкг эксенатида подъязычно; квадратики, плацебо подъязычно; треугольники, 5 мкг эксенатида (Byetta) подкожно.
на фигуре 14 показаны уровни глюкозы в крови в течение 12-недельного периода у страдающего сахарным диабетом субъекта-человека, которому вводили 50 мкг эксенатида подъязычно в течение 12 недель. Квадратики, уровни глюкозы через 2 часа после приема пищи; кружки, уровни глюкозы в крови натощак.
на фигуре 15 показаны постпрандиальные (через 2 часа после приема пищи) уровни глюкозы в плазме крови в течение 11 дней у страдающего сахарным диабетом субъекта-человека, которому вводили 20 мкг эксенатида совместно с 500 мкг метформина (квадратики) или 500 мг метформина отдельно (ромбики).
Определения
Ниже приводятся некоторые определения, могущие быть полезными для понимания описания настоящего изобретения. Предполагается, что они являются общими определениями и никаким образом не будут ограничивать объем настоящего изобретения только лишь до данных выражений, но пущены в ход для лучшего понимания следующего описания.
По всему данному описанию, если контекст не требует иного, слово "содержать" или его варианты, такие как "содержит" или "содержащий", следует понимать как подразумевающее включение определенного этапа, или элемента, или целого числа или группы этапов, или элементов, или целых чисел, но не исключение любого другого этапа, или элемента, или целого числа, или группы элементов или целых чисел. Таким образом, применительно к данному описанию выражение "содержащий" означает "включая преимущественно, но не обязательно исключительно".
Применительно к данному описанию выражение "приблизительно" понимают как относящееся к диапазону чисел, которые специалист в данной области техники будет считать эквивалентными изложенному значению применительно к достижению той же функции или результата.
Применительно к данному описанию выражения, означающие форму единственного числа, применяют в данном документе, упоминая один или более одного (т.е. по меньшей мере один) из грамматических объектов статьи. В качестве примера, "элемент" означает один элемент или более одного элемента.
Применительно к данному описанию выражение "микрочастицы" понимают как включающее частицы с диаметром от приблизительно 50 до 800 микрон, и предпочтительно от приблизительно 200 до 400 микрон.
Применительно к данному описанию выражение "равновесные условия" понимают как означающее то, что количество влаги на входе эквивалентно количеству влаги, потерянной из частиц ввиду испарения в результате действия подводимого тепла.
Применительно к данному описанию выражение "активный компонент" следует толковать в самом широком его смысле, и оно включает, например лекарственные средства, живые клетки, включая их части, белки, пептиды, нуклеиновые кислоты, вирусы, вирусные частицы, микроорганизмы и т.п. или любое другое вещество или материал, которые можно ввести субъекту, такому как человек или животное, с любой целью, включая терапевтические цели.
Применительно к данному описанию выражение "нестабильный" понимают как означающее то, что материал, к которому оно относится, является восприимчивым к нежелательным изменениям, будь то физические или химические, в определенных условиях, например в атмосферных условиях.
В контексте настоящего описания термин "эффективное количество" включает в свое значение нетоксическое, но достаточное количество средства или соединения для обеспечения терапевтического эффекта. Точное необходимое количество будет варьировать от субъекта к субъекту в зависимости от таких факторов, как подлежащий лечению вид, возраст и общее состояние субъекта, тяжесть подлежащего лечению состояния, конкретное подлежащее введению средство и способ введения и тому подобное. Таким образом, невозможно установить точное "эффективное количество". Тем не менее, для конкретного случая специалист в настоящей области техники сможет определить соответствующее "эффективное количество" с использованием исключительно рутинного экспериментирования.
В контексте настоящего описания термины "осуществление лечения" и "лечение" относятся к любому и всем применениям, которые лечат болезненное состояние или симптомы, предотвращают развитие заболевания или иным образом предотвращают, препятствуют, замедляют или изменяют направление прогрессирования заболевания или других нежелательных симптомов на противоположное каким бы то ни было образом. Таким образом, "лечение" относится не только к лечению, разработанному для излечивания или устранения симптомов у индивидуума, но также к продолжающейся терапии для контроля и подавления возникновения симптомов. Лечение может длиться в течение установленного периода времени или может проводиться на постоянной основе в зависимости от конкретных обстоятельств каждого конкретного индивидуума.
Подробное описание изобретения
Настоящее изобретение в широком смысле относится к способу получения продуктов, содержащих активный компонент. Продукты, полученные согласно настоящему способу, могут называться "микрокапсулами". В определенных вариантах осуществления настоящее изобретение обеспечивает способ стабилизации/консервирования нестабильных материалов, например материалов, чувствительных к свету, теплу, воздуху и/или влаге, и, в частности, биологических материалов, таких как, например, белки, пептиды, живые клетки и микроорганизмы. Способ настоящего изобретения находит особое применение в стабилизации/консервировании белков и пептидов, предназначенных для введения людям или животным. Стабилизированные продукты, полученные согласно способу настоящего изобретения, дают в результате улучшенную эффективность входящих в их состав белков или пептидов при введении субъектам. Способ настоящего изобретения можно осуществлять при рабочей температуре только от 30°C до 40°C, что означает, что он совместим со многими активными компонентами, являющимися теплочувствительными. В одном варианте осуществления по меньшей мере один активный компонент представляет собой эксенатид.
В одном из аспектов настоящее изобретение обеспечивает способ получения продукта, содержащего по меньшей мере один активный компонент, при этом способ включает:
(i) обеспечение жидкости для покрытия, содержащей по меньшей мере один активный компонент, сахарид и смешивающийся с водой растворитель;
(ii) обеспечение частиц, содержащих одно или несколько водорастворимых гелеобразующих соединений;
(iii) псевдоожижение частиц в рабочей камере устройства таким образом, чтобы частицы двигались в камере по направлению вверх по винтовой траектории;
(iv) распыление жидкости для покрытия на частицы с получением покрытых частиц;
(v) предоставление покрытым частицам возможности высохнуть.
Способ в общих чертах включает распыление жидкости, содержащей активный компонент в комбинации по меньшей мере с одним сахаридом и смешивающимся с водой растворителем, на приемлемый материал-наполнитель в форме частиц (частицы, предпочтительно микрочастицы) в соответствующей рабочей камере, где частицы, если они являются покрытыми, движутся по камере вверх по винтовой траектории/винтовому пути движения. Движение частиц в рабочей камере напоминает движение воздуха в урагане. Покрытие частиц приводит в результате к микроинкапсулированию и, следовательно, стабилизации/консервированию активного компонента. Винтовой путь движения частиц в рабочей камере обеспечивает гладкое, равномерное покрытие с помощью жидкости для покрытия, образующей гидрогель, содержащий активный компонент и другие водорастворимые материалы, такие как сахара и аминокислоты.
Природа жидкости для покрытия и частиц такова, что продукты, полученные согласно настоящему способу, находят особое применение в областях применения связанных с доставкой замедленного высвобождения, такой как доставка через слизистую оболочку и подъязычная доставка терапевтически активных компонентов. В таких путях применения водорастворимые материалы растворяются при контакте со слюной, что в результате приводит к образованию микропор на поверхности покрытия, способствующих разрушению микрокапсул в жидкий гель. Гель устилает поверхность слизистой оболочки, посредством этого осуществляется доставка активного компонента и оптимизируется всасывание. Соответственно, продукты, полученные в соответствии со способом настоящего изобретения, представляют удобные твердые формы для пероральной доставки терапевтически активных компонентов, что может устранять необходимость в инъекциях.
Способ настоящего изобретения также предусматривает успешное получение лекарственных форм с определенным числом частей на миллиард активного компонента, равномерно распределенного в них. Действие цитокинов in vivo часто является каталитическим, и, следовательно, для того чтобы добиться желательной биологической активности, требуются только количества в нанограммах или пикограммах. Равномерное распределение таких малых количеств в твердой массе является в особенности затруднительным и не имеет прецедентов в фармацевтической промышленности.
При использовании способа настоящего изобретения активные компоненты можно инкапсулировать в защищенную среду, исключая воду, свет, кислород и микробов. В случае биологических материалов, таких как белки и пептиды, стабильности можно добиться в течение периода до четырех лет без охлаждения.
По меньшей мере один активный компонент может быть нестабильным. В одном варианте осуществления по меньшей мере один активный компонент является чувствительным к свету, теплу, воздуху и/или влаге. По меньшей мере один активный компонент может быть любым биологическим материалом, включая без ограничений белки, пептиды, живые клетки, микроорганизмы и нуклеиновые кислоты. Биологический материал может быть нестабильным, например чувствительным к свету, теплу, воздуху и/или влаге. В одном варианте осуществления по меньшей мере один активный компонент представляет собой цитокин, такой как интерлейкин или интерферон. В альтернативном варианте осуществления по меньшей мере один активный компонент представляет собой противораковое средство, противовоспалительное средство, гемолитическое средство, противоаллергическое средство, противодиабетическое средство или противогрибковое средство. По меньшей мере один активный компонент может представлять собой пептид, например эксенатид. В конкретном варианте осуществления по меньшей мере один активный компонент представляет собой эксенатид. Соответственно, настоящее изобретение относится к способу получения продукта, содержащего эксенатид, при этом способ включает:
(i) обеспечение жидкости для покрытия, содержащей эксенатид, сахарид и смешивающийся с водой растворитель;
(ii) обеспечение частиц, содержащих одно или несколько водорастворимых гелеобразующих соединений;
(iii) псевдоожижение частиц в рабочей камере устройства таким образом, чтобы частицы двигались в камере по направлению вверх по винтовой траектории;
(iv) распыление жидкости для покрытия на частицы с получением покрытых частиц;
(v) предоставление покрытым частицам возможности высохнуть.
Специалисты в данной области техники признают, что способ настоящего изобретения также является применимым к широкому диапазону других активных компонентов в дополнение к вышеупомянутым, например к любому материалу, требующему стабилизации/защиты по любым основаниям. В частности, способ настоящего изобретения применим к любым нестабильным терапевтическим материалам, предназначенным для введения людям или животным.
Жидкость для покрытия содержит по меньшей мере один активный компонент, сахарид и смешивающийся с водой растворитель. Сахарид может представлять собой, например маннит, трегалозу, изомальт, ксилит, декстрозу, декстран, фруктозу, глюкозу, инвертный сахар, лактит, лактозу, мальтит, мальтозу, мальтодекстрин, сорбит, сахарозу или любую их комбинацию. Однако, специалисты в данной области примут во внимание, что можно применять альтернативные сахариды в зависимости, например от природы активного компонента, содержащегося в растворе, и предполагаемого применения продукта. Следует понимать, что выражение "сахарид", применяемое в данном документе, включает сахароспирты, так что выражение "сахарид" синонимично таковому "сахарид или сахароспирт".
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения можно наносить несколько покрытий, содержащих различные составляющие. Например, при получении микрокапсул, содержащих интерферон, первая наносимая жидкость для покрытия может содержать желатин или овальбумин в пропиленгликоле и воде. Второе (или активное) покрытие может содержать интерферон, глицин, лейцин, декстран, фосфатный буфер, альбумин, глюкозу, трегалозу и мальтодекстрин.
Смешивающиеся с водой растворители, подходящие для применения в способе настоящего изобретения, включают все смешивающиеся с водой растворители, считающиеся безопасными для контакта с тканями организма человека или животных на основе соотношения оправданный риск/польза. Предпочтительно смешивающийся с водой растворитель представляет собой гликоль, такой как глицерин, или пропиленгликоль, или их смесь. Другие подходящие смешивающиеся с водой растворители будут очевидными для специалистов в данной области техники, если учитывать предполагаемое применение продукта.
Жидкость для покрытия может содержать дополнительные компоненты, включая без ограничений дополнительные белки, аминокислоты, разбавители, хелатообразователи, буферы, консерванты, стабилизаторы, антиоксиданты, смазочные средства и другие добавки, которые могут действовать, дополняя функцию или стабилизируя конкретное активное вещество, содержащееся в нем. Специалисты в данной области признают, что природа присутствующих дополнительных компонентов будет в первую очередь зависеть от активного компонента и предполагаемого применения продукта. Дополнительные примеры конкретных дополнительных компонентов включают без ограничений лизин, глицин, лейцин, изолейцин, аргинин и цистеин; сывороточные белки человека, альбумин, яичный альбумин и желатин; натрий-фосфатный буфер, лимоннокислый/цитратный буфер, трис-буфер; производные гидроксибензойной кислоты; витамин E, аскорбиновую кислоту; смешивающиеся с водой силикон/силикаты; лимонную кислоту, EDTA и EGTA.
Специалисты в данной области техники примут во внимание, что разнообразные альтернативные белки, аминокислоты, разбавители, хелатообразователи, буферы, консерванты, стабилизаторы, антиоксиданты и смазочные средства также могут быть подходящими для применения в настоящем изобретении опять-таки в зависимости от природы активного компонента и предполагаемого применения продукта.
Частицы содержат водорастворимые гелеобразующие соединения, которые могут быть либо природными, либо синтетическими полимерами или мономерами, которые предпочтительно не становятся жидкостями или полутвердыми веществами в присутствии относительно высокого уровней влаги. Подходящие водорастворимые гелеобразующие соединения включают без ограничений акрилат или его производные, альбумин, альгинаты, карбомеры, каррагинан, целлюлозу или ее производные, декстран, декстрин, желатин, поливинилпирролидон, крахмал или их комбинации. В одном варианте осуществления водорастворимое гелеобразующее соединение представляет собой желатин, предварительно желатинизированный крахмал, карбоксиметилцеллюлозу или их комбинацию. Водорастворимое гелеобразующее соединение может образовывать часть сердцевины частиц. Такая сердцевина может называться в данном документе "гидрогелевой" сердцевиной. Частицы могут дополнительно содержать один или несколько простых Сахаров, которые могут служить для влияния на скорость растворения продукта при подвергании действию водной среды. Скорость растворения продукта можно повысить путем повышения процентной доли простых Сахаров, присутствующих в сердцевине частиц, или понизить путем понижения процентной доли простых Сахаров, присутствующих в сердцевине частиц. Кроме того, включением одно или нескольких водорастворимых гелеобразующих соединений в сердцевину и/или повышением молекулярного веса водорастворимых гелеобразующих соединений, можно образовать твердые лекарственные формы с оптимизированным замедленным высвобождением.
Частицы, применяемые в способе настоящего изобретения, предпочтительно представляют собой микрочастицы с диаметром от приблизительно 50 до 800 микрон, или от приблизительно 100 до 600 микрон, или от приблизительно 200 до 400 микрон, однако следует принять во внимание, что частицы с альтернативными размерами, также можно использовать в зависимости от активного компонента и предполагаемого применения продукта. Мелкие частицы растворяются быстрее, чем более крупные частицы, поскольку вода способна быстрее проникать через поверхность и в сердцевину, что приводит к образованию геля. В связи с этим применение смеси частиц различных размеров может оптимизировать длительный эффект замедленного высвобождения.
Композиция частиц, применяемых в настоящем способе, гарантирует то, что жидкость для покрытия, содержащая активный компонент, эффективно связывается с поверхностью частиц без значительной агломерации или потерь.
Способ настоящего изобретения включает псевдоожижение частиц в рабочей камере устройства таким образом, что частицы движутся в камере по направлению вверх по винтовой траектории. Частицы могут также одновременно вращаться. Винтовой путь движения частиц в рабочей камере дает в результате гладкое, равномерное покрытие жидкости для покрытия на частицы. Гладкое, равномерное покрытие является преимущественным по причине того, что оно сводит к минимуму абразивные взаимодействия, которые могут возникать между шероховатыми, неравномерно покрытыми частицами. Такое абразивное действие может иметь отрицательный эффект в отношении активного компонента, в особенности в случаях, когда активный компонент представляет собой белок или пептид.
Винтового движения частиц можно добиться, вызвав движение газа (который может включать воздух или инертный газ) в рабочей камере по винтовой траектории. Этого можно добиться путем введения в рабочую камеру движущегося вверх вращающегося потока газа. Движущийся вверх вращающийся поток газа поднимает частицы со дна рабочей камеры, вызывая их движение по направлению вверх по винтовой траектории. В одном варианте осуществления винтового движения частиц добиваются путем втягивания газа через направляющую, размещенную на дне или прилегающую ко дну рабочей камеры. Газ может втягиваться через направляющую благодаря помещению рабочей камеры в условия отрицательного давления. Направляющая приспособлена для того, чтобы вызывать движение газа, втягивающегося через нее, вверх по траектории вращения, который, в свою очередь, поднимает частицы, вызывая их движение по направлению вверх по винтовой траектории.
В одном варианте осуществления направляющая имеет впускное отверстие, через которое газ втягивается, и выпускное отверстие, через которое газ высвобождается, при этом направляющая содержит направляющий газ элемент, действующий на газ, проходящий между впускным отверстием и выпускным отверстием, таким образом, чтобы газ, высвобождающийся через выпускное отверстие, двигался вверх по траектории вращения.
В альтернативном варианте осуществления направляющая содержит по меньшей мере два функциональных звена, приспособленных к вращению вокруг общей оси, где первое функциональное звено имеет впускное отверстие, через которое газ может втягиваться, и где второе функциональное звено содержит один или несколько направляющих газ элементов, которые спроектированы снаружи от поверхности второго функционального звена, где второе функциональное звено размещено над первым функциональным звеном и, где применяемый газ, втягиваемый через впускное отверстие, действует на один или несколько направляющих газ элементов, вызывая вращение второго функционального звена так, чтобы газ, высвобождающийся из направляющей, двигался по направлению вверх по траектории вращения. В данном варианте осуществления первое функциональное звено может быть в форме диска, а второе функциональное звено может быть в форме диска или конусообразным. Второе функциональное звено при применении может подниматься, становиться расположенным на расстоянии от первого функционального звена и вращаться так, чтобы газ, высвобождающийся из направляющей, двигался по направлению вверх по траектории вращения. Впускное отверстие может размещаться в центре первого функционального звена. Один или несколько направляющих газ элементов могут размещаться на нижней поверхности второго функционального звена, ориентированной к первому функциональному звену. Направляющие газ элементы могут представлять собой ряд изогнутых лопастей. Диаметр первого функционального звена может быть больше, чем диаметр второго функционального звена. Направляющая может дополнительно содержать третье функциональное звено, размещенное между первым и вторым функциональными звеньями, при этом третье функциональное звено имеет впускное отверстие, сообщающееся с впускным отверстием первого функционального звена, и дополнительно содержит один или несколько направляющих газ элементов, которые спроектированы снаружи от поверхности третьего функционального звена, где применяемый газ, втягиваемый через каждое впускное отверстие, действует на один или несколько направляющих газ элементов, вызывая вращение второго и третьего функциональных звеньев так, чтобы газ, высвобождающийся из направляющей, двигался по направлению вверх по траектории вращения. Второе и третье функциональные звенья при применении могут подниматься, так что первое, второе и третье функциональные звенья располагаются на расстоянии друг от друга и вращаются так, чтобы газ, высвобождающийся из направляющей, двигался по направлению вверх по траектории вращения. Направляющие газ элементы третьего функционального звена могут представлять собой ряд изогнутых лопастей. Третье функциональное звено может быть в форме диска. Диаметр третьего функционального звена может быть больше, чем диаметр второго функционального звена, и меньше, чем диаметр первого функционального звена. Один или несколько направляющих газ элементов могут размещаться на нижней поверхности третьего функционального звена, ориентированной к первому функциональному звену.
В альтернативном варианте осуществления направляющая содержит по меньшей мере четыре функциональных звена, обеспеченных в форме первого диска, второго диска, третьего диска и конуса уложенные друг на друга, вращаемых вокруг общей оси, где каждый из первого, второго и третьего дисков имеют впускное отверстие, расположенное по их центру, через которое газ может втягиваться, и где поверхность каждого из второго диска, третьего диска и конуса включают ряд направляющих газ элементов, которые спроектированы снаружи от их поверхности, где применяемый газ, втягиваемый через каждое впускное отверстие, действует на один или несколько направляющих газ элементов, вызывая вращение второго диска, третьего диска и конуса так, чтобы газ, высвобождающийся из направляющей, двигался по направлению вверх по траектории вращения. В данном варианте осуществления первый диск может иметь больший диаметр, чем второй диск, второй диск может иметь больший диаметр, чем третий диск, а третий диск может иметь больший диаметр, чем торцевая поверхность конуса, так что когда диски и конус сложены вместе, то направляющая по общему внешнему виду является конической, где основание образовано первым диском, а верхушка образована конусом. Один или несколько направляющих газ элементов, могут размещаться на нижней поверхности второго и третьего дисков и на поверхности конуса, ориентированной к третьему диску. Направляющие газ элементы могут представлять собой ряд изогнутых лопастей. Второй диск, третий диск и конус при применении могут подниматься, так что первый диск, второй диск, третий диск и конус становятся отделенными и вращаются так, чтобы газ, высвобождающийся из направляющей, двигался по направлению вверх по траектории вращения.
В дополнительном варианте осуществления настоящего изобретения направляющая содержит три круглых функциональных звена с центральными отверстиями, определяющие траекторию через них. Круглые функциональные звенья приспособлены к вращению вокруг общей оси и обладают уменьшающимися диаметрами, начиная от функционального звена, размещенного на самой нижней точке рабочей камеры. Соотношение диаметров круглых функциональных звеньев составляет приблизительно 2:1, 5:1. Поверх круглых функциональных звеньев находится твердое конусообразное функциональное звено, приспособленное к вращению вокруг той же оси, что и круглые функциональные звенья. Конусообразное функциональное звено имеет диаметр, меньше, чем диаметр круглого функционального звена, расположенного непосредственно под ним. Кромки двух круглых функциональных звеньев, размещенных непосредственно под конусообразным функциональным звеном, скошены, так что когда два круглых функциональных звена и конусообразное функциональное звено помещены вместе, то три секции образуют форму большого конуса с непрерывной плоской поверхностью. Нижние стороны круглых функциональных звеньев, за исключением круглого функционального звена, размещенного на самой нижней точке рабочей камеры, содержат ряд, как правило, изогнутых лопастей, проходящих от наружной кромки к центральным отверстиям. Лопасти функционируют, направляя поток воздуха к отверстиям. Применяемое отрицательное давление применяют по отношению к рабочей камере, в результате чего газ втягивается вверх через круглые секции. В присутствии непрерывного потока газа круглые секции и конусообразная секция поднимаются, становятся расположенными на расстоянии друг от друга и вращаются. Комбинированный эффект крутящихся секций и изогнутых лопастей вызывает выход газа из направляющей с движением вверх по траектория вращения, или, другими словами, по траектории, напоминающей движение воздуха в урагане. Движущийся вверх вращающийся поток газа поднимает частицы со дна рабочей камеры, вызывая их движение по направлению вверх по винтовой траектории.
Направляющая, описанная в предыдущем абзаце, может в данном документе называться "Rocket Drive".
Этап распыления жидкости для покрытия, как правило, происходит со дна рабочей камеры по направлению вверх. Соответственно, жидкость для покрытия распыляют в том же общем направлении движения, что и таковое для частиц в рабочей камере. В одном варианте осуществления жидкость для покрытия распыляют по направлению вверх таким образом, чтобы жидкость покрытия двигалось вдоль столба, образованного потоком частиц в рабочей камере. При движении частиц по винтовой траектории в рабочей камере образуется форма столба с наружной поверхностью. В данном варианте осуществления жидкость для покрытия распыляют по направлению вверх таким образом, чтобы жидкость двигалась вдоль наружной поверхности столба частиц. В альтернативном варианте осуществления жидкость для покрытия можно распылять по направлению вверх в направлении частиц под углом от приблизительно 20° до 60°, или под углом от приблизительно 30° до 50°, или под углом от приблизительно 35° до 45° (по отношению к дну рабочей камеры). Точный угол, под которым распыляют жидкость для покрытия, будет зависеть от размеров рабочей камеры. Например, если используют высокую, узкую рабочую камеру, то требуемый угол, вероятно, будет составлять порядка 40°-50°. Альтернативно, если используют более широкую, более низкую рабочую камеру, то требуемый угол, вероятно, будет составлять менее 40°. Специалисты в данной области будут способны определить наиболее подходящий угол, под которым распыляют жидкость для покрытия согласно стандартным испытаниям и экспериментам, учитывая размеры рабочей камеры.
Жидкость для покрытия может иметь температуру от приблизительно 0°C до 50°C, или температуру от приблизительно 10°C до 50°C, или температуру от приблизительно 15°C до 45°C, или температуру от приблизительно 30°C до 45°C, или температуру от приблизительно 35°C до 40°C. Альтернативно, жидкость для покрытия на входе в рабочую камеру может иметь комнатную температуру.
В зависимости от предполагаемого размера партии рабочая камера может содержать один пистолет-распылитель или ряд таковых, из которых происходит выброс жидкости для покрытия. При применении нескольких пистолетов-распылителей различные пистолеты можно заряжать различными покрытиями. Пистолеты-распылители можно активировать в любое время в ходе осуществления способа в комбинации, последовательно или один за другим. Это обеспечивает значительную гибкость получения продуктов, имеющих несколько слоев покрытия и различные активные компоненты. Способ настоящего изобретения позволяет получать продукт со многими активными компонентами в одной твердой дозе, в отличие от подвергнутого сублимационной сушке порошка во флаконе. Благодаря инкапсулированию одного активного компонента за один раз, а затем смешиванию полученных микрокапсул, способ настоящего изобретения делает возможным объединение химически и/или физически несовместимых компонентов в одной дозе.
Пистолеты-распылители, применяемые в способе настоящего изобретения, можно приспособить так, чтобы жидкость для покрытия превращалось в микрокапли перед контактом с частицами. Размер микрокапель можно изменять путем контроля нормы расхода распыляемого материала и объема газа, поступающего в рабочую камеру.
После распыления жидкость для покрытия преобразуется в непрерывную стекловидную пленку ("биостекло"), обволакивающую частицы. Преобразование жидкости в стекловидное твердое вещество является быстрым (менее чем за 1 секунду), так что стабильность активного компонента не нарушается. Активный компонент не будет повреждаться под воздействием тепла, поскольку оно рассеивается благодаря скрытой теплоте испарения воды.
По желанию можно осуществлять дополнительные этапы нанесения покрытия для того, чтобы получать продукты, обладающие конкретными характеристиками. Например, перед или после этапа сушки на полученный в результате продукт можно нанести дополнительные покрытия. Специалисты в данной области распознают ситуации, в которых это может быть преимущественным, например, когда желательно, чтобы продукт вводили перорально, можно использовать энтеросолюбильные покрытия, чтобы защитить продукт от распада в желудке. Как правило, такое дополнительное нанесение покрытия будут выполнять при норме нанесения покрытия, сходной с нормой, применяемой для нанесения покрытия на частицы с помощью исходной жидкости для покрытия.
Способ настоящего изобретения предпочтительно проводят в замкнутой стерильной среде или, другими словами, в среде, не содержащей или практически не содержащей загрязнителей. Как правило, загрязнители включают микроорганизмы и т.п., однако специалисты в данной области легко поймут, что при осуществлении способа настоящего изобретения желательно также исключить любые другие вредоносные загрязнители.
Среда, в которой проводят способ, предпочтительно не содержит или практически не содержит кислорода, так что возможность окисления активных компонентов сводится к минимуму. Условий среды, не содержащей кислорода или практически не содержащей кислорода, можно добиться путем замены воздуха, содержащегося в рабочей камере, инертным газом, например, азотом. Однако, следует принять во внимание, что можно использовать альтернативные инертные газы, например, диоксид углерода или аргон.
Способ настоящего изобретения может включать превышение загрузки частицами рабочей камеры. При обычном режиме в псевдоожиженном слое производители оборудования рекомендуют не превышать 50% соотношения масса/объем емкости рабочей камеры. Например, если объем рабочей камеры составляет 100 л, вес перерабатываемого материала не должен составлять более чем 50 кг. Однако способ настоящего изобретения предусматривает, чтобы отношение веса перерабатываемого материала к объему камеры составляло более 100% масса/объем. Соответственно, перерабатываемый вес частиц в любой партии можно по меньшей мере удваивать или даже утраивать, что в результате приводит к значительному улучшению эффективности производства и значительной экономии средств по сравнению с обычной системой нанесения покрытия путем распыления на псевдоожиженный слой.
Для того чтобы свести к минимуму повреждения активного компонента, способ можно выполнять в равновесных условиях. В этом отношении количество влаги на входе равно количеству влаги, теряемой из частиц ввиду испарения в результате действия подводимого тепла. Соответственно, способ можно проводить в среде, нейтральной по отношению к влаге и теплу. В "среде, нейтральной по отношению к влаге и теплу" условия являются таковыми, что поверхность микрочастиц не содержит влаги. Условий среды, не содержащей влаги, можно добиться путем установления нормы расхода распыляемого материала, равной скорости испарения при постоянной температуре.
Способ настоящего изобретения можно выполнять в любом соответствующем устройстве для распыления на псевдоожиженный слой. В следующих примерах применяют "Rocket Drive", сконструированный Vitapharm Technology Development Co. Ltd в BDA, Пекин, Китай, производимый Hinge Engineering, размещенный в устройстве для нанесения покрытий в псевдоожиженном слое CPU Driven Turbojet™, производимом BWI Huttlin (Daimlerstrasse 7, D-79585, Штейнен, Германия). Специалисты в данной области будут хорошо знакомыми с устройством от BWI Huttlin.
Следует принять во внимание, что с целью облегчения действенного и эффективного микроинкапсулирования в устройство можно внести определенные модификации. Например, в устройство, применяемое в примерах, описываемых в данном документе, можно внести модификации в соответствии с требованиями пользователя следующим образом.
- Конструкция распылительной насадки была переработана таким образом, чтобы центральную часть насадки (которая осуществляет доставку жидкости для покрытия в рабочую камеру) можно было удалить во время работы устройства для очистки или разблокирования. Данная модификация предоставляет возможность непрерывной работы устройства.
- Все контактные поверхности были тщательно отполированы до зеркального блеска, чтобы содействовать тепловой стерилизации после выполнения стандартного цикла безразборной очистки.
- Замена вводимого в рабочую камеру воздуха рециркулирующим инертным газом, таким как азот, который, в отличие от воздуха, можно применять для псевдоожижения. Данная модификация может сводить к минимуму окисление восприимчивых активных компонентов и повышать устойчивость анаэробных бактерий.
- Центральная колонна возврата воздуха, имеющаяся в наличии в стандартном устройстве, заменена на направляющую Rocket Drive, описанную выше.
В одном из вариантов осуществления способ настоящего изобретения (для партии от 2 до 3 кг) можно выполнять следующим образом:
3
1. Твердые частицы гидрогеля (микрочастицы), имеющие подходящую композицию, под действием вакуума загружают в оснащенное Rocket Drive устройство Huttlin Turbojet™ для нанесения покрытий в псевдоожиженном слое и подвергают псевдоожижению. Псевдоожижение происходит при расходе воздуха 500-1000 м/ч.
2. Микрочастицы нагревают до температуры от приблизительно 30°C до 80°C, более предпочтительно до температуры приблизительно 60°C, в течение примерно одного часа при низкой скорости рабочего воздуха (который поступает в рабочую камеру через Rocket Drive), так что они подвергаются замедленному псевдоожижению. Замедленное псевдоожижение обеспечивает, чтобы находящаяся внутри доля микрочастиц была сухой и сводит к минимуму трение между частицами.
3. Температуру микрочастиц затем понижают до приблизительно 35°C-45°C, а скорость рабочего воздуха, который поступает в рабочую камеру, повышают до тех пор, пока микрочастицы не будут двигаться вверх по винтовой линии движения.
4. Когда температура микрочастиц достигает приблизительно 35°C-45°C, то рабочий воздух заменяют инертным газом, таким как азот. Данный этап можно осуществлять по меньшей мере в течение приблизительно 5 минут для того, чтобы гарантировать то, что весь воздух, присутствующий в рабочей камере, будет заменен на инертный газ.
5. Активный компонент связывают в подходящей жидкости для покрытия. Основной раствор нагревают до приблизительно 38°C для обеспечения полного растворения твердого вещества. Непосредственно перед нанесением покрытия путем распыления к основному раствору добавляют активный компонент (перемешивая при скорости примерно 60 об./мин.) и хорошо перемешивают.
6. Желательное количество жидкости для покрытия затем распыляют на псевдоожиженные микрочастицы, предпочтительно при максимально возможной скорости, в то время как микрочастицы движутся вверх по винтовой линии движения. Нанесение покрытия происходит при норме от приблизительно 20 граммов до 40 граммов жидкости для покрытия в минуту. Жидкость для покрытия распыляют со дна рабочей камеры под углом приблизительно 40°-50° (по отношению ко дну рабочей камеры) в направлении движущихся микрочастиц.
7. Скорость нанесения покрытия предпочтительно составляет от приблизительно 25 граммов до 35 граммов жидкости для покрытия в минуту, когда микрочастицы не содержат избыточной влаги, что, таким образом, гарантирует то, что микрочастицы будут непрерывно осуществлять винтовое движение. Соответственно, жидкость для покрытия (содержащая активный компонент, такой как белок или пептид) подвергается непрерывному обезвоживанию в среде азота, не содержащей влаги. Продукт, как правило, высушивают до активности воды менее чем 0,25.
Следует принять во внимание, что вышеописанные этапы и параметры переработки можно изменять для обеспечения получения разнообразных продуктов или продуктов, содержащих различные активные вещества. Можно вносить изменения, например, в отношении температуры рабочего воздуха на входе, температуры продукта, объема воздуха, применяемого для псевдоожижения, скорости распыления жидкости, температуры жидкости для покрытия, вязкости жидкости для покрытия, уровней твердых веществ в жидкости для покрытия, общей удельной поверхности сердцевины у микрочастиц, водорастворимости сердцевины микрочастиц, влажности воздуха на входе, давления сжатого воздуха для распыления, размера пор фильтра устройства и частоты автоматического обеспыливания. Если изменение вносят в отношении одного параметра, специалисты в данной области смогут легко идентифицировать любые соответствующие корректировки, которые могут потребоваться в отношении другого параметра для того, чтобы компенсировать первоначальное изменение.
В способе настоящего изобретения размер партии может варьировать в зависимости от объема рабочей камеры и от того, требуется ли перегрузка. В примерах, описанных в данном документе, размер партии составляет, как правило, 3 кг. В этом отношении "размер партии" относится к общему количеству твердых веществ, применяемых в способе, и включает твердые вещества, содержащиеся как в микрочастицах, жидкости для покрытия, так и в любых используемых дополнительных жидкостях для покрытия. Соответственно, применяемые в данном документе значения процентной доли конкретных компонентов выражаются как процентная доля от общего размера партии.
Настоящее изобретение дополнительно относится к продуктам, содержащим по меньшей мере один активный компонент, получаемый согласно способу настоящего изобретения. Продукты предпочтительно содержат биологические материалы, однако специалисты в данной области примут во внимание, что продукты могут содержать любой материал, возможно, являющийся чувствительным к свету, теплу, влаге или воздуху, или требующий стабилизации/защиты по любым основаниям. Настоящее изобретение дополнительно относится к применению способа настоящего изобретения для стабилизации по меньшей мере одного активного компонента. В одном варианте осуществления по меньшей мере один активный компонент представляет собой эксенатид
Настоящее изобретение дополнительно относится к применению продукта согласно второму аспекту для доставки по меньшей мере одного активного компонента человеку или животному. В одном варианте осуществления по меньшей мере один активный компонент представляет собой эксенатид. Продукты, получаемые в соответствии со способом настоящего изобретения, находят особое применение в доставке активных компонентов, предпочтительно биологически активных компонентов, людям и животным. Продукт может быть приспособлен для инъекции, перорального или назального введения, подъязычного введения, местного введения, вагинального введения или ректального введения. Продукт может находиться в лекарственной форме, выбранной из группы, состоящей из композиции, предназначенной для инъекции, таблетки для подъязычного применения, таблетки для перорального применения, таблетки с замедленным высвобождением для подъязычного применения, микрокапсул, предназначенных для наполнения капсул, микрокапсул, предварительно приготовленной пищевой смеси, пессария, предварительно образованной твердой дозы, предназначенной для применения в виде назального спрея или капель, водных капель, глазной примочки или капель и раствора для промывания кожи. Продукты, получаемые в соответствии с настоящим изобретением, благодаря применению водорастворимого гелеобразующего соединения являются высокоэффективными при доставке с замедленным высвобождением активных компонентов подъязычным или относящимся к слизистой оболочке путем. Соответственно, дополнительный аспект настоящего изобретения включает применение способа настоящего изобретения для получения лекарственных форм с замедленным высвобождением. В одном варианте осуществления составы для доставки в соответствии с настоящим изобретением содержат белки и пептиды, предпочтительно белки и пептиды, предназначенные для терапевтического применения, например, цитокины, такие как интерлейкин и интерферон.
Настоящее изобретение также относится к устройству для получения продукта, содержащего по меньшей мере один активный компонент, содержащему рабочую камеру, в которой размещено одно или несколько выпускных отверстий для введения жидкости в рабочую камеру, впускное отверстие, размещенное на дне рабочей камеры, и выпускное отверстие, что, таким образом, обеспечивает движение газа по рабочей камере, где впускное отверстие снабжено направляющей, так что при втягивании газа через впускное отверстие после выхода из направляющей газ движется по направлению вверх по траектории вращения. Устройство можно применять для осуществления способа настоящего изобретения. Направляющая, применяемая в устройстве согласно настоящему изобретению, может быть направляющей, описанной в данном документе применительно к первому аспекту. Выпускное отверстие может быть размещено в верхней части рабочей камеры. В одном варианте осуществления по меньшей мере один активный компонент представляет собой эксенатид. Соответственно, настоящее изобретение обеспечивает устройство для получения продукта, содержащего по меньшей мере один активный компонент, содержащий рабочую камеру, в которой размещено одно или несколько выпускных отверстий для введения жидкости в рабочую камеру, впускное отверстие, размещенное на дне рабочей камеры, и выпускное отверстие, тем самым, позволяя газу двигаться по рабочей камере, где впускное отверстие предоставлено вместе с направляющей, так что когда газ втягивается через впускное отверстие, то после выхода из направляющей газ движется по направлению вверх по траектории вращения.
Настоящее изобретение также обеспечивает способ лечения метаболического синдрома или сахарного диабета у субъекта, при этом способ включает оромукозное введение эффективного количества эксенатида субъекту. Введение эксенатида может представлять собой подъязычное или буккальное введение.
Настоящее изобретение также обеспечивает способ профилактики или лечения гипогликемии или гипергликемии у субъекта, при этом способ включает оромукозное введение эффективного количества эксенатида субъекту.
Настоящее изобретение также обеспечивает применение эксенатида для производства лекарственного средства для лечения сахарного диабета или метаболического синдрома и/или для регуляции уровней глюкозы в крови, при этом лекарственное средство введено в состав для оромукозного введения.
Примеры
Пример 1 - Таблетка интерлейкина-2 с замедленным высвобождением, содержащая 350 нг рекомбинантного интерлейкина-2 (IL2) человека на таблетку в 200 мг
Размер партии: 3 кг.
Размер контейнера: 1,5 л.
Температура покрытия: 38°C±2°C.
Норма расхода распыляемого материала: 30 граммов/минута.
Типичный размер сердцевины микрочастиц: 700 мкм-425 мкм (30%), 425 мкм-180 мкм (55%), <180 мкм (15%).
Гидрогелевая сердцевина микрочастиц: маннит (70%), натрий-СМС (2%), поливинилпирролидон (2%), желатин (13%) и крахмал (13%).
Жидкость для покрытия: маннит (10%), пропиленгликоль (3,5%), сукцинилированный желатин (0,6%), глицин (0,3%), аскорбиновая кислота (0,3%), альбумин (0,05%), стандартный натрий-фосфатный буфер до pH 7 и вода для инъекций до 100%.
Способ осуществляли следующим образом.
1. Глицин, маннит, сукцинилированньш желатин, пропиленгликоль, аскорбиновую кислоту и буфер растворяли в воде для инъекций и затем отфильтровывали через мембранный фильтр на 0,2 микрон. Для довешивания вслед за водой для инъекций добавляли альбумин.
2. Рабочую камеру оснащенного Rocket Drive устройства Huttlin Turbojet™ для нанесения покрытий в псевдоожиженном слое стерилизовали путем тепловой обработки согласно инструкциям производителя в течение одного часа.
3. Устройство затем переключали в режим циркуляции профильтрованного азота.
4. Микрочастицы загружали в рабочую камеру под действием вакуума, подвергали псевдоожижению и затем нагревали до температуры приблизительно 60°C в течение одного часа.
5. Температуру микрочастиц затем понижали до 40°C.
3
3
6. Содержимое рабочей камеры затем подвергали псевдоожижению при расходе воздуха 300 м/ч., который, в случае необходимости, медленно повышали до 900 м/ч. в отношении воздуха. Это в результате давало микрочастицы, двигавшиеся по направлению вверх по винтовой траектории.
7. Стерильный IL2 (рекомбинантный IL2 человека (2,25 мг)) затем добавляли к жидкости для покрытия, которую затем распыляли вверх со дна рабочей камеры в равновесных условиях в направлении микрочастиц при норме расхода 30 г/минута.
8. Полученный в результате продукт высушивали до такого уровней воды, при котором ее активность составляла менее чем 0,25%.
9. Продукт затем спрессовывали согласно стандартным методикам в данной области техники в таблетки по 200 мг.
10. Таблетки затем упаковывали в продутые азотом пакеты из алюминия/алюминиевой фольги и хранили при температуре, не превышающей 25°C.
Результаты валидации способа
Две партии таблеток с 350 нг IL2 подвергали переработке в один и тот же день, применяя одно и то же оборудование, рабочие параметры и одну и ту же партию активных веществ и материалов-наполнителей. Партиям, полученным утром и в послеобеденное время, присвоили коды партий ВХ20100831-1 и ВХ20100831-2, соответственно. Таблетки также изготавливали с применением двух партий микрокапсул с IL2. Каждая таблетка имела массу 200 мг. Характеристики таблетки = 350 нг IL 2± 30%.
Результаты валидации ELISA и биологического анализа
Две партии таблеток с 250 нг IL2 подвергали переработке в два отдельных дня, применяя одно и то же оборудование, рабочие параметры и одну и ту же партию активных веществ и материалов-наполнителей. Партиям, полученным на 1 день и на 2 день, присваивали коды партий ВХ20100414-1 и ВХ20100422-2, соответственно. Таблетки также изготавливали с применением двух партий микрокапсул с IL2. Каждая таблетка имела массу 200 мг. Характеристики таблетки = 250 нг IL2 ± 30%.
Пример 2 - Таблетка эксенатида с замедленным высвобождением, содержащая 20 микрограммов эксенатида на таблетку в 200 мг
Размер партии: 3 кг
Размер контейнера: 1,5 л
Температура покрытия: 38°C±2°C
Норма расхода распыляемого материала: 30 граммов/минута
Типичный размер сердцевины микрочастиц: 700 мкм-425 мкм (30%), 425 мкм-180 мкм (55%), <180 мкм (15%)
Гидрогелевая сердцевина микрочастиц: маннит (66%), натрий-СМС (4%), поливинилпирролидон (2%), желатин (13%) и крахмал (15%).
Жидкость для покрытия: маннит (10%), пропиленгликоль (3,5%), сукцинилированный желатин (0,6%), глицин (0,3%), декстран (0,3%), альбумин (0,05%), стандартный натрий-фосфатный буфер до pH 7 и вода для инъекций до 100%.
Способ осуществляли следующим образом.
1. Глицин, маннит, сукцинилированный желатин, пропиленгликоль, декстран и буфер растворяли в воде для инъекций и затем отфильтровывали через мембранный фильтр на 0,2 микрон. Для довенгавания вслед за водой для инъекций добавляли альбумин.
2. Рабочую камеру оснащенного Rocket Drive устройства Huttlin Turbojet™ для нанесения покрытий в псевдоожиженном слое стерилизовали путем тепловой обработки согласно инструкциям производителя в течение одного часа.
3. Устройство затем переключали в режим циркуляции профильтрованного азота.
4. Микрочастицы загружали в рабочую камеру под действием вакуума, подвергали псевдоожижению и затем нагревали до температуры приблизительно 60°C в течение одного часа.
5. Температуру микрочастиц затем понижали до 40°C.
3
3
6. Содержимое рабочей камеры затем подвергали псевдоожижению при расходе воздуха 300 м/ч, который, в случае необходимости, медленно повышали до 900 м/ч в отношении воздуха. Это в результате давало микрочастицы, двигавшиеся по направлению вверх по винтовой траектории.
7. Стерильный эксенатид (300 мг) затем добавляли к жидкости для покрытия, которую затем распыляли вверх со дна рабочей камеры в равновесных условиях в направлении микрочастиц при норме расхода 30 г/минута.
8. Полученный в результате продукт высушивали до такого уровней воды, при котором ее активность составляла менее чем 0,25%.
9. Продукт затем спрессовывали согласно стандартным методикам в данной области техники в таблетки по 200 мг.
10. Таблетки затем упаковывали в продутые азотом пакеты из алюминия/алюминиевой фольги и хранили при температуре, не превышающей 25°C.
Пример 3 - Подъязычное введение эксенатида
Пациента, страдающего диабетом, проходившего лечение метформином, переводили на лечение, основанное на приеме один раз в день таблетки для подъязычного применения, содержащей 20 мкг эксенатида с замедленным высвобождением, полученной в соответствии с примером 2. Измеряли уровни глюкозы натощак и глюкозы в плазме крови, и они изображены на фигурах 1 и 2. Когда пациент принимал метформин, уровень глюкозы в его крови был колеблющимся, и его было трудно контролировать. Пациент затем начал лечение таблетками эксенатида для подъязычного применения (под медицинским наблюдением), что обеспечило очень устойчивый профиль глюкозы в крови.
Специалисты в данной области техники примут во внимание, что настоящее изобретение, описанное в данном документе, допускает варианты и модификации, отличные от конкретно описанных. Следует понимать, что настоящее изобретение включает все такие варианты и модификации.
Пример 4 - Подъязычное введение эксенатида страдающим сахарным диабетом мышам
Стандартные таблетки плацебо по 200 мг, содержащие сахара, аминокислоты, буферные и гелеобразующие средства, производили, как описано в примерах 1 и 2. Таблетки растворяли в 1 мл воды и слегка гомогенизировали до получения однородного геля. Этот гель использовали в качестве стандартного инертного носителя для доставки, с эксенатидом (Vitapharm Technology Development Co. Ltd.) или без него.
Страдающих сахарным диабетом самцов мышей (линия C57/BL6) получали в Shanghai SLAC Laboratory Animal Co. Ltd. (Шанхай, Китай). Для описанных ниже экспериментов использовали мышей массой приблизительно 60 г. Мыши голодали в течение шестичасового периода до введения эксенатида или плацебо (-60 мин). Через 1 час (0 мин) вводили нагрузку глюкозой и содержание глюкозы в крови измеряли в -60 мин, 0 мин, 30 мин, 40 мин, 60 мин и 120 мин. Для осуществления введения 5 мкг геля, содержащего различные дозы эксенатида или плацебо, помещали под язык мышей с использованием микропипетки.
0-120 мин
В эксперименте 1 проводили лечение в шести группах по пять мышей. В четырех группах лечения мышам вводили 50 мкг, 100 мкг, 150 мкг или 200 мкг эксенатида подъязычно. Их сравнивали с 1 мкг подкожно введенного эксенатида и подъязычно введенного плацебо. Результаты эксперимента 1 показаны на фигуре 3. Уровни глюкозы в крови в каждой группе лечения в 0 мин и в 20 мин показаны на фигуре 4. Анализ площади под кривой уровней глюкозы в крови от 0 до 120 мин (AUC) для каждой группы лечения показан на фигуре 5.
0-120 мин
В эксперименте 2 проводили лечение в семи группах по пять мышей. В пяти группах лечения мышам вводили 2 мкг, 5 мкг, 10 мкг, 25 мкг или 50 мкг эксенатида подъязычно. Их сравнивали с 1 мкг подкожно введенного эксенатида и подъязычно введенного плацебо. Результаты эксперимента 2 показаны на фигуре 6. Уровни глюкозы в крови в каждой группе лечения в 0 мин и в 20 мин показаны на фигуре 7. Анализ площади под кривой уровней глюкозы в крови от 0 до 120 мин (AUC) для каждой группы лечения показан на фигуре 8.
0-120 мин
Эксперимент 3 включал в себя четыре группы лечения, включая подъязычное введение 10 мкг (пять мышей), 15 мкг (десять мышей), 20 мкг (десять мышей) или 25 мкг (пять мышей) эксенатида. Их сравнивали с 1 мкг подкожно введенного эксенатида (пять мышей) и подъязычно введенного плацебо (пять мышей). Результаты эксперимента 3 показаны на фигуре 9. Уровни глюкозы в крови в каждой группе лечения в 0 мин и в 20 мин показаны на фигуре 10. Анализ площади под кривой уровней глюкозы в крови от 0 до 120 мин (AUC) для каждой группы лечения показан на фигуре 11.
Результаты указанных экспериментов демонстрируют, что подъязычная доставка эксенатида является практически осуществимой и эффективной. Согласно результатам анализа площади под кривой, подкожно введенный эксенатид в дозе, составляющей 1 мкг, существенно снижал уровни глюкозы в крови по сравнению с инертным носителем (плацебо) от 0 до 120 мин. Аналогично, подъязычно введенный эксенатид в дозе, составляющей 10 мкг, 15 мкг, 20 мкг и 25 мкг, также значительно снижал уровни глюкозы в крови по сравнению с инертным носителем (плацебо) от 0 до 120 мин, причем эффективность сопоставима между дозами на основании статистического расчета. Подъязычно введенный эксенатид в дозе, составляющей 10 мкг, 15 мкг, 20 мкг и 25 мкг, значительно снижал уровни глюкозы натощак (т.е. без нагрузки глюкозой, через 60 мин после введения эксенатида).
На основании описанных выше экспериментов биодоступность введенного подъязычно эксенатида, произведенного с использованием разработанной автором настоящего изобретения системы доставки на основе гелевой матрицы, составляла 10%. Более того, аналогичные эксперименты выявили биодоступность, составляющую приблизительно 20% с использованием 5 мкг эксенатида (данные не показаны). Эти значения очень благоприятны (в 25-55 раз больше) по сравнению с опубликованной биодоступностью, составляющей только 0,37% для эксенатида, введенного подъязычно в дозе, составляющей 210 мкг (Gedullin et al, 2008, Int J Pharm 356: 231-238).
Пример 5 - Подъязычное введение эксенатида приматам
Исследование на обезьянах
Исследование относительной биодоступности введенного подъязычно эксенатида по сравнению с подкожным введением проводили на обезьянах. Эксенатид получали, как описано в примере 4. Трем обезьянам вводили 5 мкг эксенатида подкожно и четырем обезьянам вводили 20 мкг эксенатида подъязычно и уровни глюкозы в сыворотке крови определяли с помощью ELISA с регулярными интервалами вплоть до 2 часов после введения. Как показано на фигуре 12, подъязычное введение приводит к улучшенной регуляции уровней глюкозы в сыворотке (более равномерные, менее изменчивые уровни) по сравнению с подкожно введенным эксенатидом.
Исследование с участием людей
Исследования эффектов подъязычно введенного эксенатида затем проводили на субъектах-людях. Исследования были аналогичны исследованиям, проведенным на мышах (пример 4). Вкратце, субъекты голодали в течение ночи (11 часов) перед введением эксенатида или плацебо в 9:00 утра (-60 мин). Через 1 час (0 мин) вводили нагрузку глюкозой (75 г в 250 мл воды) и содержание глюкозы в крови измеряли в -60 мин, 0 мин, 30 мин, 40 мин, 60 мин и 120 мин. Для введения таблетки, содержащие 100 мкг эксенатида (полученные с использованием такой же композиции и таким же способом, что и гель, используемый в описанных выше исследованиях на мышах) или плацебо помещали под язык субъектов. Для сравнения 5 мкг эксенатида (Byetta) вводили подкожно. Исследование включало в себя девять здоровых (не страдающих сахарным диабетом) субъектов и два страдающих диабетом субъекта (обозначаемых ниже как страдающие сахарным диабетом субъекты №1 и №2).
Введенные подъязычно 100 мкг эксенатида не оказывали никаких неблагоприятных побочных эффектов на здоровых субъектов или страдающих диабетом субъектов. Уровни глюкозы в сыворотке в течение 2-часового периода после введения у здоровых субъектов, которым эксенатид вводили подъязычно, полностью соответствуют уровням у субъектов, которые получали подъязычно плацебо, увеличиваясь на 30 мин после введения до медленного снижения после этого (данные не показаны). Напротив, у здоровых субъектов, которые получали эксенатид подкожно, уровни глюкозы в сыворотке оставались по существу неизменными (данные не показаны).
Уровни глюкозы в сыворотке у страдающего сахарным диабетом субъекта №1 показаны на фигуре 13. Можно заметить, что по сравнению с уровнями у субъекта, который получал плацебо или подкожно введенный эксенатид, уровни глюкозы в сыворотке у субъекта №1, который получал эксенатид подъязычно, оставались относительно постоянными в течение 2-часового периода после введения.
Страдающий диабетом субъект №2 получал 50 мкг эксенатида подъязычно в течение трех месяцев (12 недель). Как показано на фигуре 14, как уровни глюкозы в крови натощак, так и постпрандиальные уровни глюкозы в крови оставались достаточно постоянными в течение всего периода лечения. В начале лечения уровни гемоглобина A1c (HbA1c) субъекта №2 были погранично высокими, составляя 6,5, что указывало на плохой контроль сахара в крови. Через 12 недель лечения эксенатидом уровни HbA1c упали до 6,3, в пределах нормального диапазона от 4 до 6,5. Субъект не страдал ни от каких-либо побочных эффектов от лечения эксенатидом и сообщал, что чувствовал себя значительно здоровее и лучше через 12 недель лечения.
Постпрандиальные (+2 часа) уровни глюкозы в плазме крови также отслеживали в течение 11 дней у страдающего диабетом субъекта, который получал 20 мкг эксенатида подъязычно и 500 мг метформина по сравнению с 500 мг метформина отдельно. Как можно увидеть на фигуре 15, постпрандиальные уровни глюкозы в плазме крови оставались по существу постоянными в течение 11-дневного периода во время лечения с использованием подъязычного введения эксенатида совместно с метформином, тогда как уровни были чрезвычайно изменчивыми в течение дня во время лечения с помощью метформина отдельно.