КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ МЕСТНОГО ПРИМЕНЕНИЯ
COMPOSITIONS FOR LOCAL APPLICATION

Настоящее изобретение относится к композициям для местной доставки лекарственных средств и к способам их использования и получения.
Введение терапевтических соединений местно на кожу или в системный кровоток после прохождения через кожные покровы обеспечивает множество возможных преимуществ в сравнении с пероральной или парентеральной доставкой лекарственных средств. Эти преимущества включают избегание метаболизма при первом прохождении через печень, улучшенную комплаентность пациента и легкость проникновения через абсорбирующий поверхностный слой, т.е. кожу. Кроме того, в случае местной доставки (т.е. доставки к поверхностным слоям кожи) посредством прямого введения лекарственного средства в патологический участок могут быть минимизированы любые неблагоприятные эффекты, связанные с системной токсичностью. Однако эффективная доставка лекарственных средств в кожные покровы и через них не является общепринятой.
Молекулы могут проходить в кожу и/или через нее посредством пассивной диффузии. Пассивная диффузия может быть описана термодинамически первым законом Фика:
J=KD(c
-c
)/h,
нан.
воспр.
нан.
воспр.
где (J) описывает стационарное состояние потока на единицу площади, (K) представляет собой распределение лекарственного средства между кожей и композицией, а (D) представляет собой коэффициент диффузии на протяжении длины пути диффузии (h). Поскольку обычно концентрация проникающего вещества в наносимой дозе (c) намного выше, чем концентрация в воспринимающей фазе (c), то это равенство может быть упрощено до
J=k
c
p
нан.,
p
нан.
KD/h
in vivo
где k представляет собой коэффициент проницаемости и равен  (Hadgraft, 2004). В соответствии с законом Фика наиболее важными факторами, влияющими на поток через кожу, являются градиент концентрации лекарственного средства в коже, коэффициент распределения проникающего вещества и коэффициент диффузии (Thomas and Finnin, 2004; Hadgraft, 2004). Кроме того, величина потока (J) молекулы через поверхностный слой должна линейно возрастать вместе с концентрацией до тех пор, пока c не достигнет предела растворимости, т.е. точки насыщения (т.е. термодинамическая активность (TA) равна 1). Если предположить отсутствие взаимодействия между лекарственным средством и носителем для доставки, то это означает, что вне зависимости от 1) природы носителя в насыщенной лекарственным средством композиции и 2) количества насыщенной лекарственным средством композиции, наносимой на поверхностный слой при TA=1 величина поток/высвобождение лекарственного средства остается одной и той же. Таким образом, когда насыщенная лекарственным средством композиция наносится на кожу, лекарственное средство в соответствии с законом Фика обладает своей наивысшей термодинамической активностью. В некоторых случаях TA может превышать 1, если формируются перенасыщенные системы. Однако такие композиции по своей природе являются нестабильными и, как таковые, не приемлемы для использования .
Кожа человека содержит три слоя тканей: 1) многослойный не содержащий сосудов клеточный эпидермис; 2) подлежащую дерму из соединительной ткани; и 3) подкожную жировую клетчатку, расположенную под дермой. Физиологическая функция рогового слоя, самого поверхностного и нежизнеспособного слоя, состоит в выполнении роли защитного барьера для организма. Межклеточные липиды рогового слоя включают церамиды, холестерины, сложные эфиры холестерина и свободные жирные кислоты, чья организация и уникальный химический состав обеспечивают высокую степень водонепроницаемости. Слой именно этих липидов вносит основной вклад в эпидермальный барьер проницаемости как в отношении воды, так и в отношении других проникающих веществ (Ting et al., 2004).
Для того чтобы терапевтические количества лекарственного средства проникли в кожу, необходимо преодолеть барьерные свойства рогового слоя. Роговой слой обладает избирательной проницаемостью и позволяет проходить только относительно липофильным соединениям с молекулярной массой менее 400 дальтон. Однако если лекарственное средство является в высшей степени липофильным, то оно может проходить через роговой слой, хотя диффузия быстро снижается по мере поступления средства в расположенные ниже области эпидермиса с более высоким содержанием воды, в которой оно плохо растворимо. Таким образом, по мере продолжения диффузии в высшей степени гидрофобного проникающего средства в более глубокие слои кожи диффузия замедляется, а градиент концентрации (от рогового слоя вниз до жизнеспособной ткани) снижается. При этом скорость-определяющей стадией для веществ, диффундирующих таким образом, становится очистка барьера, а не проникновение через барьер.
Кроме их неспособности проникать в глубокие слои эпидермиса для молекул с низкой водорастворимостью также известна сложность составления в виде композиции, поскольку они часто обладают низкой растворимостью в множестве носителей для местного применения. Для обеспечения надлежащего градиента концентрации между композицией и кожей, чтобы достигнуть надлежащего высвобождения лекарственного средства в кожу, в носитель необходимо поместить достаточную концентрацию наносимого местно терапевтического средства. Композиции для местного применения, такие как мази, в которых можно растворять высокие концентрации гидрофобных активных веществ, являются "вязкими" и "жирными", что делает их косметически неприемлемыми. Однако низкая растворимость гидрофобных соединений в более косметически приемлемых носителях для местного применения, таких как кремы и гели, часто препятствует их использованию.
Способы преодоления барьерных свойств рогового слоя можно подразделить на химические, такие как использование закупорки, веществ, повышающих проникновение, и перенасыщенных систем, а также физические, такие как способы ионтофореза, электропорации кожи, воздействия ультразвуком и инъекции порошков. В случае небольших органических молекул химические способы улучшения в сравнении с физическими способами обладают некоторыми преимуществами в отношении их низкой стоимости, отсутствия раздражения и простоты.
Вне зависимости от их способа действия вещества, повышающие проникновение, как правило, изменяют барьерные свойства кожи. Вне зависимости от того, является ли структурное изменение обратимым или нет, концентрации повышающих проникновение веществ, необходимые для вызова эффективной реакции, часто обуславливают раздражение кожи, нежелательные побочные эффекты и/или нестабильность лекарственного средства. Таким образом, хотя многие повышающие проникновение вещества, безусловно, являются эффективными, их часто бывает сложно составлять в виде композиции и невозможно использовать.
В сухом состоянии роговой слой имеет толщину приблизительно всего 10 мкм, однако в присутствии воды он значительно утолщается. Гидратация рогового слоя смягчает кожу, разрыхляя липидную массу, что делает более легким прохождение через нее липидоподобного проникающего вещества. Закупорка является распространенным и простым способом гидратации кожи, и ее обычно осуществляют наложением пластыря или в высшей степени гидрофобного носителя для предотвращения трансдермальной потери воды. Однако, как описано ранее, гидрофобные носители косметически неприемлемы, а вследствие проблем с растворимостью большинство пластырей доставляют только приблизительно 10% общей дозы, при этом остающиеся на пластыре остальные 90% лекарственного средства выбрасываются.
Согласно первому закону Фика, поток лекарственного средства (предполагая отсутствие взаимодействия с носителем) прямо пропорционален его термодинамической активности в композиции, которая связана со степенью насыщения. Если носитель для местного применения перенасыщен лекарственным средством, т.е. максимальная концентрация лекарственного средства, которую можно растворить в носителе, увеличена с использованием дополнительных эксципиентов и/или изменений pH, температуры или состава носителя, то величина потока повышается как непосредственный результат возрастания термодинамической активности (Moser et al., 2001a). Однако хотя перенасыщенные системы термодинамически более активны, они, как правило, являются термодинамически нестабильными и со временем часто происходит кристаллизация лекарственного средства, что неприемлемо для фармацевтического продукта.
Один из способов преодоления проблемы термодинамической нестабильности перенасыщенных систем состоит в достижении перенасыщения из не полностью насыщенных растворов непосредственно до или в ходе местного введения. Это можно осуществлять поглощением воды из кожи, выпариванием летучего растворителя или использованием смешанных систем сорастворителей, где изменения носителя осуществляют до введения состава (Moser et al., 2001b).
Получение перенасыщенных систем с использованием летучих растворителей является очень эффективным способом повышения термодинамической активности. Однако в идеальном случае летучий растворитель должен быть нетоксичным, негорючим, иметь превосходные характеристики растворимости для широкого диапазона лекарственных средств и быть инертным. Кроме того, конечная перенасыщенная система должна содержать средство против образования центров кристаллизации для замедления процесса кристаллизации, чтобы сохранить оптимальную термодинамическую активность. Было показано, что для замедления процесса рекристаллизации можно использовать добавление полимеров/пластификаторов. Для эффективного предотвращения рекристаллизации множества лекарственных средств в перенасыщенных растворах ранее использовали следующие полимеры: эудрагит R/S 100L, фталат HPMC, этилцеллюлозу, метилцеллюлозу, циклодекстрин, гидроксипропилцеллюлозу, поли(винилпирролидон) (PVP), поли(виниловый спирт) (PVA) и карбоксиметилцеллюлозу. Как правило, перенасыщенные составы лучше всего стабилизируются полимерами, которые имеют параметры растворимости, сходные с самими лекарственными средствами, поскольку полимеры с более высокими величинами могут оказывать дестабилизирующий эффект. Однако сопоставление параметров растворимости пока что не является надежным способом для прогноза оптимального перенасыщенного состава (Moser et al., 2001c).
В настоящее время в большинстве летучих спреев для местного применения в качестве носителя для доставки используют углеводороды с короткой цепью, такие как бутан, пропан, н-бутан или их смесь. Эти растворители были утверждены управлением США по контролю за пищевыми продуктами и лекарственными средствами (FDA) для местного применения и, в целом, были признаны безопасными (GRAS, перечисленные FDA). Однако хотя углеводородные аэрозольные пропелленты относительно недорогие, нетоксичные и безвредные для окружающей среды (поскольку они не повреждают озоновый слой и не являются парниковыми газами), использование этих пропеллентов ограничено их воспламеняемостью. Бутан в особенности является взрывоопасным, и с ним необходимо работать в безопасном в отношении взрывов помещении, которое снабжено надлежащими устройствами для предупреждения опасности и взрывобезопасным оборудованием.
С середины 1990-х для использования для человека в герметичных дозирующих ингаляторах (pMDI) были утверждены растворители из гидрофторалканов (HFA) (Vervaet and Byron, 1999). Эти растворители обладают высокой летучестью сходно с углеводородами, однако они не являются горючими. HFA были разработаны специально для замещения растворителей из хлорфторуглерода (CFC), в отношении которых было обнаружено вредное воздействие на озоновый слой. Однако температура кипения, каури-бутанольное число, диэлектрическая постоянная, дипольный момент, характеристики поляризуемости и растворимости пропеллентов HFA и CFC значительно отличаются (ср. таблицу 1).
Таблица 1. Физические свойства пропеллентов CFC и HFA. BP: температура кипения, °C; KB: каури-бутанольное число; δ: характеристика растворимости кал/мл; μ: дипольный момент; ε: диэлектрическая постоянная; α: поляризуемость (модифицировано из Vervaet and Byron, 1999)
BP
KB
δ
µ
ε
α
CFC 11
23,8
60
7,6
0,46
2,3
9,5
CFC 12
-29,8
18
6,1
0,51
2,1
7,9
CFC 114
3,6
12
6,4
0,50
2,3
8,5
HFA 134a
-25,8
8
6,6
2,06
9,5
5,4
HFA 227ea
-17,3
10
6,6
0,93
4,1
5,8
Частично эти различия обусловлены повышенной электроотрицательностью HFA (фтор более электроотрицателен, чем хлор). Высокий потенциал ионизации атомов фтора минимизирует межмолекулярное притяжение в этих пропеллентах, что приводит к более низкой температуре кипения в сравнении со структурно эквивалентными пропеллентами CFC. Кроме того, асимметрично расположенные атомы водорода в структуре HFA создают выраженный дипольный момент в водород-углеродных связях в обоих пропеллентах. Повышенная полярность пропеллентов HFA отражается в их более высоком дипольном моменте и диэлектрической постоянной в сравнении с CFC.
Таким образом, хотя пропелленты HFA идеальны в отношении безопасности и летучести для использования в спреях для местного применения, их уникальное сочетание гидрофобных и электроотрицательных свойств означает, что в отличие от углеводородов или CFC они не способны растворять широкий диапазон гидрофильных и гидрофобных терапевтических средств. Присущее им отсутствие растворяющей способности в отношении большинства терапевтических соединений препятствует их использованию по отдельности в качестве летучего носителя для спреев для местного применения.
Для улучшения профиля растворяющей способности пропеллентов HFA можно использовать сорастворители. Однако, как и ранее, система сорастворителей должна обладать превосходной переносимостью при местном применении, должна быть летучей, приемлемой в качестве фармацевтического эксципиента и быть способной растворять широкий диапазон терапевтических средств. В предыдущей работе, в исследовании раствора MDI, в качестве сорастворителя был использован этанол (Brambilla, 1999). Этанол растворяет широкий диапазон терапевтических средств и приемлем для использования в терапевтических композициях.
В US-A-6123924 PVP описан в качестве суспендирующего средства для способствования суспензии терапевтических средств для доставки лекарственного средства посредством ингаляции.
В WO 95/15151 описаны фармацевтические композиции для аэрозольной доставки, которые, кроме того, содержат терапевтическое средство в сочетании с защитным коллоидным веществом, которое может включать PVA и HFA.
В US-A-5776432 описано использование HFA и этанола для растворения стероида.
В US 2003/0224053 описаны композиции, которые способны формировать пленку при контакте с кожей и которые содержат полимер, активный ингредиент и растворитель для обеспечения пластыря, который можно снимать и который доставляет эффективное количество лекарственного или косметического средства. Необходимость, чтобы композиция была монофазной или чтобы активный ингредиент был насыщен, отсутствует.
В US 2003/0152611 описаны фармацевтические композиции для трансдермального введения, содержащие матрицу из целлюлозного полимера, NSAID, вещество, способствующее всасыванию, воду и формирующий матрицу растворитель. Монофазные насыщенные растворы не являются необходимыми.
В US-A-6432415 описаны биоадгезивные гели и аэрозоли, содержащие водонерастворимую фармацевтически приемлемую алкилцеллюлозу, систему растворителей, которая содержит летучий растворитель и воду, растворяющее вещество и фармацевтическое средство. Существует возможность включать пропеллент. Указание, что композиции являются монофазными или насыщенными, отсутствует.
В US-A-6325990 представлены липофильные витамины и т.д. в отсутствие воды и в присутствии адгезивного полисилоксана, вещества, способствующего всасыванию, и летучего растворителя, поддающегося распылению из аэрозольного баллона. Указание, что композиции должны быть монофазными или насыщенными, отсутствует.
В WO 0/045795 представлены композиции медицинских спреев, содержащие лекарственное средство в летучем носителе и один или несколько образующих пленку полимеров. Указание, что композиции должны быть монофазными или насыщенными, отсутствует.
В WO 0/38658 описаны композиции для похудения для дермального введения, содержащие матрицу, которая формирует мягкую пленку после высушивания. Указание, что композиции должны быть монофазными или насыщенными, отсутствует.
В JP 08291050 описана аэрозольная композиция с пенообразующей активностью. Композиция содержит акриловый полимер, пластификатор, низший спирт, воду, поверхностно-активное вещество, пропеллент и многоатомный спирт. Указание, что композиции должны быть монофазными или насыщенными, отсутствует.
В JP 01230514 представлен пластырь аэрозольного типа, содержащий образующий пленку полимер, растворитель, пропеллент и лекарственное средство. Указание, что композиции должны быть монофазными или насыщенными, отсутствует.
В WO 88/09185 описана повязка, содержащая образующий пленку полимер, который включает активный ингредиент, жидкую полимерную матрицу, которая формирует гибкую пленку при отвердевании, а также растворитель, контролирующий высвобождение активного ингредиента, вместе с растворителем для матрицы и пропеллентом. Композиции не являются монофазными, а концентрация не представляет собой значимый фактор.
В AU 198664695 представлена композиция пестицида, содержащая образующий пленку полимер, растворитель и активное вещество. Прозрачный раствор описан как желательный для использования в качестве аэрозоля, однако насыщение не указано или не является необходимым.
В GB 2188844 описана противопсориазная композиция, содержащая жидкий состав из образующих пленку полимеров вместе с противопсориазными соединениями. Указание, что композиции должны быть монофазными или насыщенными, отсутствует.
Неожиданно авторами настоящего изобретения в ходе настоящей работы было открыто, что для насыщенных монофазных растворов лекарственного средства в растворителе и смеси пропеллентов вместе с образующим пленку веществом наблюдают более высокие величины потоков пассивной диффузии, чем величины, прогнозируемые по закону Фика.
Таким образом, в первом аспекте настоящее изобретение относится к фармацевтической композиции, способной образовывать пленку при местном введении, где указанная композиция содержит состав из фармацевтического средства, растворителя для него, образующего пленку средства и пропеллента, где композиция является монофазной, а фармацевтическое средство присутствует по существу в насыщающем количестве при условиях использования.
Термин "монофазный" используют для обозначения того, что композиция не содержит нерастворенного лекарственного средства, а также для того, что существует только одна жидкая фаза, например неколлоидная или микроколлоидная. Существует только одна фаза, и эта фаза является жидкой.
Лекарственное средство должно присутствовать в композиции в насыщающем количестве. В этом отношении понимают, что в случае большинства растворителей для композиции, хранимой при более высокой температуре, необходимы более высокие количества лекарственного средства для насыщения. В этом отношении требование монофазности остается важным, однако насыщение может быть определено вне зависимости от того, выходит ли композиция за пределы закона Фика при нанесении на тестируемую мембрану, такую как описанная в прилагающихся примерах, или лишь обеспечивает поток на уровне или ниже уровня, прогнозируемого по закону Фика.
Таким образом, под насыщенным авторы настоящего изобретения также подразумевают практически насыщенный, где присутствует по меньшей мере 80% от того количества лекарственного средства, которое необходимо для достижения насыщения. Предпочтительно это количество составляет по меньшей мере 90%, а более предпочтительно - 95%. Предпочтительно при температуре использования композиция должна быть настолько близка к насыщенной, насколько возможно, оставаясь при этом монофазной. Также включены перенасыщенные растворы, однако эти растворы, в целом, менее предпочтительны, поскольку они, как правило, нестабильны и имеют небольшой срок хранения до того, как прекратят быть монофазными.
Предпочтительно присутствующее количество лекарственного средства настолько близко к полному насыщению, насколько возможно, хотя многие монофазные растворы являются нестабильными при таких высоких концентрациях. В таких случаях может быть эффективно добавление средств против образования центров кристаллизации, таких как описанные ниже, а также может быть эффективным незначительное снижение величины насыщения до 80%, что рассматривается как насыщающее количество в целях настоящего изобретения.
Преимущество настоящего изобретение состоит в сочетании высоких степеней насыщения и использовании пропеллента. Как правило, пропеллент представляет собой высоколетучую жидкость с низкой температурой кипения, такую как CFC или HFA, а особенно HFA (гидрофторалкан), такую, что она способна выдавить состав из распыляющего устройства.
Улетучивание происходит практически мгновенно, а кипение в ходе переноса от распыляющего устройства к участку введения оказывает эффект, вызывая улетучивание значительного количества растворителя, который является таким, как указано ниже, хотя, как правило, он представляет собой этанол или изопропиловый спирт. Таким образом, предпочтительно растворитель представляет собой летучий растворитель, и предпочтительно он является более летучим, чем вода и часто представляет собой органическое вещество, а практически взрывная декомпрессия пропеллента вызывает дезорганизацию и потерю растворителя в результате улетучивания. Эта потеря может достигать 50% и даже выше.
Эффект потери растворителя состоит в приведении остающегося раствора к перенасыщению. По этой причине необходимы величины насыщения по меньшей мере 80%, поскольку величины, которые намного ниже этого уровня, обладают тенденцией приводить к насыщенным растворам, а не перенасыщенным растворам, и при этом наблюдается лишь незначительное преимущество. При величине 80% и выше можно достигать степень перенасыщения, превышающую в 2,5 раза величину насыщения, при сопутствующей способности вызывать проникновение через роговой слой. Для более низких величин насыщения необходима более высокая потеря растворителя, прежде чем будет достигнуто перенасыщение.
Фармацевтическое вещество может представлять собой любое вещество, для которого желательно достижение проникновения в кожу и/или через нее, и, как правило, такие вещества в настоящей заявке также называют "лекарственными средствами". Приемлемые лекарственные средства для использования согласно настоящему изобретению включают в себя, но ими не ограничиваются, вещества, которые указаны в следующей таблице, отдельно или в сочетании:
<b><u>Вид лекарственного средства</u></b>
местные противозудные средства
кротамитонгидрохлорид доксепинамесульфенполидоканол
местные обезболивающие средства
аметокаин (гидрохлорид в растворах или кремах, основание в гелях или мазях)амилокаин (гидрохлорид)бензокаинбукрикаин (гидрохлорид)сульфат бутакаинапикрат бутиламинобензоатацинхокаин (основание, гидрохлорид или бензоат)гидрохлорид диметизокинагидрохлорид диклокаинаэтилхлоридлидокаинлигнокаинмиртекаиноксетазаин (оксетакаин)прилокаингидрохлорид пропанокаинатетракаин
антигистаминные средства
антазолингидрохлорид хлорциклизинамалеат диметиндинадифенгидрамингистапирродингидрохлорид изотипендиламепираминмалеат мепираминагидрохлорид толпропаминагидрохлорид трипеленнаминагидрохлорид трипролидина
кортикостероиды
дипропионат алклометазонадипропионат беклометазонавалерат бетаметазонапропионат клобетазолабутират клобетазонадезоксиметазонвалерат дифлукортолонафлудроксикортид/флурандренолонацетонид флуоцинолонагидрокортизонацетат гидрокортизонабутират гидрокортизона
композиции против псориаза для местного применения
калципотриолдеготьдитранол5-фторурацилциклоспоринфумаровая кислоталонапаленметотрексатметоксаленсалициловая кислотатакальцитолтакролимуспимекролимустазаротен
композиции против угрей для местного применения
азелаиновая кислотабензоилпероксиддитиосалициловая кислотамотретинидрезорцин
противобактериальные средства против угрей для местного применения
клиндамицинэритромицин
"дерматологические лекарственные средства"
бекаплермин (диабетические язвы кожи)бентокватум (предотвращает аллергический контактный дерматит, вызываемый ядовитым сумахом)гамоленовая кислотагликолевая кислота (повреждения кожи световым излучением)гидрохинон/мехинол (депигментирующие средства)ихтаммолкелуамид (себорейный дерматит)сукцинат литиямонобензон (витилиго)фосфат полифлороглюцинола (лечение ран и связанных с зудом заболеваний кожи)пидолат натрия (увлажнитель, используют в виде крема/лосьона при заболеваниях, связанных с сухостью кожи)сера (умеренное противогрибковое/антисептическое средство)сернистый кальций (при угрях, чесотке, себорейном дерматите)сернистый калий (угри)миноксидил (рост волос)
ретиноиды и родственные композиции против угрей для местного применения
адапаленизотретиноинполипреновая кислотатретиноин
другие композиции против угрей для местного применения
никотинамид
противобактериальные средства для местного применения
амфомицинбацитрацин/бацитрацинцинксульфат беканамицинахлорамфениколхлорхиналдолхлортетрациклинсульфат фрамицетинафусидовая кислотахалхинолмупироцинмупироцинсульфат неомицинаполимиксины (сульфат полимиксина B)сульфадиазин серебра (сульфадиазин)сульфаниламидсульфасомидинсульфатиазол натрия (сульфатиазол)
противогрибковые средства для местного применения
бензоилпероксидаморолфинбензойная кислотабифоназолбромхлорсалициланилидбуклозамидгидрохлорид бутенафинагидрохлорид хлормидазолахлорфенезиноламин циклопироксаклотримазолгидрохлорид кроконазолаэберконазолнитрат эконазолафентиклорнитрат фентиконазолафлутримазолгалопрогинкетоконазолмепатрициннитрат миконазолагидрохлорид нафтифинанатамицингидрохлорид нетиконазоланистатиннитрат омоконазоланитрат оксиконазолапирролнитриннитрат сертаконазолапропионат натриясулбентиннитрат сулконазоланитрат сулконазолатербинафинтиоконазолтолциклаттолнафтаттриацетинундеканоаты/ундекановая кислота
противовирусные композиции
1-доконазолацикловирбривудинэдоксудинибацитабинидоксуридинидоксуридин в диметилсульфоксидеимихимодпенцикловирвидарабин
противопаразитные композиции
бензилбензоаткарбарилмалатионперметринфенотрин
композиции для мелких порезов и ссадин
цетримидколлодионсульфат магнияпрофлавин
композиции, влияющие на кровообращение, для местного применения
гепариноид
трансдермальные лекарственные средства
ибупрофендиклофенакглицерилтринитратоксибутининникотинэтинилэстрадиол + норэлгестронингризеофулвингиосциналфентанилфентанилремифентанилтестостеронэстрогенгидрохлорид метилфенидатапреднизолонметилпреднизолон
средства от пота
хлорид алюминиябромид гликопиррония
Другие приемлемые лекарственные средства включают нестероидные противовоспалительные средства (NSAID), средства для лечения солнечного кератоза и капсаицин, а также другие такие вещества, например ментол. Понимают, что фармацевтическое вещество может быть приемлемо для местного или системного введения.
Как правило, местное введение подразумевает какой-либо подвергаемый воздействию участок на теле, введение в который композиции согласно изобретению может являться эффективным. Высоколетучий характер пропеллента обычно ограничивает такое введение в неповрежденную кожу, в том числе при ушибах и кровоподтеках, однако изобретение также включает, в менее предпочтительном аспекте, введение композиций на любую наружную оболочку и в участки повреждений или ран.
Композиции согласно изобретению способны формировать пленку при местном введении, как правило, на коже. В частности, большая часть компонента пропеллента в композиции обычно практически сразу улетучивается, тем самым концентрируя остаток композиции. Образующий пленку компонент может быть таким, который формирует пленку практически в отсутствие пропеллента или, более предпочтительно, после улетучивания части растворителя.
Образующий пленку компонент может соответственно представлять собой полимер, утвержденный для местного введения, такой как, например, поливинилпирролидон (PVP) или поливиниловый спирт (PVA).
Не ограничиваясь теорией, предполагают, что образование пленки служит для закупорки кожи и способствования удержанию в коже воды. Это обладает тем преимуществом, что вода в коже может продолжать взаимодействовать с лекарственным средством после улетучивания растворителей, тем самым продолжая проникновение лекарственного средства. Таким образом, предпочтительным является образующее пленку средство, способное формировать гидрогель. В этом отношении предпочтительны PVP и PVA. Другие приемлемые образующие пленку средства включают: акриловые полимеры или сополимеры, метакрилатные полимеры и сополимеры, поли(винилацетат), полимеры и сополимеры на основе целлюлозы.
Как правило, образующее пленку средство также выполняет роль средства против образования центров кристаллизации, по мере того как композиция становится более концентрированной после ее распыления. Однако может быть желательным дальнейшее ингибирование образования центров кристаллизации в лекарственном средстве, где в этом случае с этой целью к композиции можно добавлять дополнительный компонент, всегда при условии, что композиция является монофазной и насыщенной лекарственным средством при условиях использования. Приемлемые средства против образования центров кристаллизации хорошо известны в данной области и могут включать PVA, если в качестве образующего пленку средства используют PVP. Другие приемлемые средства против образования центров кристаллизации включают метилцеллюлозу, этилцеллюлозу, гидроксиалкилцеллюлозу, например гидроксипропилметилцеллюлозу и гидроксипропилцеллюлозу, сложные гликолевые эфиры, полиакриловую кислоту и их производные.
Также эффективным может быть добавление пластификаторов к композиции, если получаемая пленка является менее гибкой, чем желательно. Пластификаторы хорошо известны в данной области и включают воду, глицерин, олеиновую кислоту, лимонную кислоту, сложные фосфатные эфиры, сложные эфиры жирных кислот, производные гликоля, углеводороды и производные углеводородов, сложные полиэфиры адипиновой кислоты/бутандиола, эпоксидированные соевые масла, диэтилфталат, дибутилфталат, сложные эфиры лимонной кислоты, такие как триэтилцитрат и т.п., касторовое масло, триацетин и хлорированные парафины.
В рамках настоящей заявки компоненты, отличные от лекарственного средства, растворителя, пропеллента и образующего пленку средства, также называются эксципиентами.
Понимают, что композиция должна быть насыщена лекарственным средством и должна быть монофазной в условиях использования. В этом отношении эти требования относятся к композиции непосредственно перед распылением, например, когда она находится в аэрозольном баллоне.
Авторами настоящего изобретения было выявлено, что очень важно, чтобы лекарственное средство в композиции присутствовало в насыщающих концентрациях в момент использования и чтобы композиция была монофазной. Особенно неожиданно, что композиции, содержащие различные количества всех одинаковых компонентов, но где лекарственное средство присутствует в более высокой, хотя и не насыщающей концентрации, обладают значительно худшими рабочими характеристиками, чем композиции с более низкой, но насыщающей концентрацией.
Как описано выше, пропеллент может представлять собой HFA. Обычно HFA играет более значительную роль, чем просто являясь нейтральным и инертным разбавителем, и, как правило, большей частью действует как сорастворитель, хотя и являясь недостаточным сорастворителем. В целях удобства также понимают, что пропеллент обычно добавляют последним. Таким образом, как показано в прилагающихся примерах, если, например, в качестве основного растворителя используют этанол и конечная концентрация этанола составляет 10% относительно конечной композиции, то PVP в качестве образующего пленку средства можно добавлять только в конечной концентрации, не превышающей приблизительно 2%, при использовании такого лекарственного средства, как дипропионат беклометазона (BDP). В такой композиции HFA составляет приблизительно 87-88% композиции. Однако если количество HFA, добавляемое точно к такой же предварительной смеси, является таким, что конечное количество этанола составляет 20%, а не 10%, то получаемая композиция является ненасыщенной в отношении BDP.
Понимают, что если в настоящей заявке указывают HFA, то это включает ссылку на любой приемлемый пропеллент, пока не указано иначе. Также понимают, что в некоторых случаях HFA может служить в качестве антирастворителя таким образом, что, например, при добавлении к насыщенному этаноловому раствору лекарственного средства HFA может вызывать осаждение, и такие свойства HFA полезно учитывать при получении конечного насыщенного раствора.
Введение определенных количеств 10% и 20% композиций таким образом, чтобы вводилось одинаковое количество BDP, неожиданно приводит к различным кривым поглощения. Не полностью насыщенная 20% композиция этанола определенное время проявляет значительное соответствие закону Фика перед быстром достижением плато. Вероятно, HFA действительно улетучивается мгновенно, а этанол испаряется по меньшей мере до тех пор, пока раствор не станет насыщенным, после чего поток полностью является таким, какой прогнозируется законом Фика. Этанол продолжает испаряться, чему, возможно, в определенной степени препятствует PVP, и пока остается какое-либо количество этанола, находящееся там BDP является насыщенным, однако после испарения этанола вообще не присутствует в растворе, что является моментом, где поток выходит на плато в прилагающихся фигурах, где плато указывает на отсутствие дальнейшего всасывания/проникновения через мембрану.
Для насыщенной композиции этанола 20% наблюдают результаты, превосходящие результаты, которые спрогнозированы по закону Фика, т.е. где термодинамическая активность равна 1, и представлены для того же лекарственного средства, растворенного в нелетучем инертном растворителе, например полиэтиленгликоле, и где для композиции продолжают наблюдать высвобождение в течение периода времени, который значительно превышает период, наблюдаемый для не полностью насыщенной композиции. Это не может быть отнесено за счет исходного получения BDP в этаноле и PVP в этом случае, поскольку единственное изменение состоит в конечном количестве добавляемого HFA, а все остальные параметры остаются такими же.
Необходимо, чтобы после добавления всех компонентов композиции, в том числе пропеллента, количество лекарственного средства в композиции являлось насыщающим количеством. Неважно, если предварительная смесь, которую здесь используют для обозначения композиции согласно изобретению с отсутствием пропеллента, является насыщенной, неполностью насыщенной или если в ней перед добавлением пропеллента даже присутствует нерастворенное лекарственное средство при условии, что конечная композиция является насыщенной в отношении лекарственного средства и что композиция является монофазной.
Как правило, приемлемые растворители могут быть выбраны специалистами в данной области, и их выбирают в соответствии с выбранным лекарственным средством. Обычно приемлемые растворители включают воду, циклометикон, бензиловый спирт, пропиленгликоль, полиэтиленгликоль, пропиленкарбонат, этанол, диметилсульфоксид, глицерин, изопропиловый спирт, изопропилмиристат и олеиновую кислоту. Особенно предпочтителен этанол, поскольку он способен растворять терапевтически эффективные количества большинства лекарственных средств, приемлемых для местного введения, и особенным преимуществом настоящего изобретения является то, что для любого рассматриваемого лекарственного средства необходимо использовать значительно меньшие количества этанола в сравнении с предшествующей областью. Например, это проявляется в преимуществе сниженного раздражения. Общее количество растворителя в композиции не особенно важно для изобретения. Однако этанол и IPA могут присутствовать в количествах приблизительно вплоть до 40%, тогда как в случае использования в качестве пропеллента HFA количество бензилового спирта ограничено максимальной величиной приблизительно 2,5%.
Значение pH композиции можно изменять по желанию, например, для способствования стабильности лекарственного средства. В этом отношении было открыто, что в случае BMV (валерата бетаметазона) при использовании этанола в качестве растворителя является эффективным снижать pH до величины ниже 4, тогда как при использовании IPA изменение pH не требуется.
Композиции согласно изобретению также могут содержать пластификаторы с целью замедления высвобождения лекарственного средства. В частности, для этой цели пригодны пластификаторы, которые не испаряются быстро, например полимеры, в том числе PEG. Было показано, что для контролируемого высвобождения лекарственного средства эффективным является сочетание эудрагита и PVP.
Неожиданно, пластификаторы также могут служить для замедления высвобождения лекарственного средства из пленки, при этом по-прежнему обеспечивая скорости диффузии, превышающие скорости, которые спрогнозированы по закону Фика для насыщенного раствора лекарственного средства. Также этот эффект может приводить к более длительному периоду, который предшествует окончательному уравниванию общего высвобождения через мембрану с таковым для насыщенного раствора, подчиняющегося закону Фика.
Композиции согласно изобретению приемлемы, например, для введения в виде аэрозолей или в виде растворов. Как правило, при высокой летучести пропеллента необходимо, чтобы композицию до использования хранили в герметизированном виде, например, при посредстве простого управляемого вручную пневмоустройства. Особенно эффективными устройствами для доставки доз являются аэрозольные баллоны, а композиция, например, может быть распылена или доставлена посредством трубки. После доставки композиция проявляет тенденцию к образованию пленки, и количество образующего пленку средства, а также других эксципиентов можно изменять для определения того, является ли получаемая пленка свободной или жесткой и может ли пленка перемещаться перед застыванием или она застывает сразу. Эти и другие промежуточные параметры можно принимать в зависимости от обстоятельств или по желанию.
Например, влияя на свойства композиции, воздействующую дозу можно изменять от единой порции раствора, который формирует густой пластырь, до мелкодисперсных аэрозольных капель, покрывающих более крупную площадь поверхности.
Дополнительно преимущество настоящего изобретения состоит в том, что композиции согласно изобретению можно безопасно получать без необходимости использования горючих компонентов, тем самым снижая расходы, связанные со специальным оборудованием.
Другие преимущества включают увеличение концентрации в коже вводимых совместно веществ, повышающих проникновение, что, таким образом, ослабляет возможное раздражение/воспаление, а также заключаются в контролировании скорости высвобождения лекарственного средства.
Краткое описание чертежей
На фигуре 1 представлены данные по растворимости для BDP вместе с 10% EtOH;
На фигуре 2 представлены растворы BDP, содержащие 20% EtOH;
На фигуре 3 представлены результаты растворимости для BMV в 10% EtOH;
На фигуре 4 представлена диффузия BDP через синтетическую мембрану после нанесения множества доз насыщенного спрея 10% EtOH BDP MDA;
На фигуре 5 представлено непосредственное сравнение BDP, высвобождаемого из спрея 10% EtOH через синтетическую мембрану, и коммерческого крема BDP;
На фигуре 6 представлено сравнение высвобождения BDP через синтетическую мембрану из двух MDA с различным содержанием этанола (среднее значение ± стандартное отклонение, n=5);
На фигуре 7 представлено сравнение высвобождения BMV из спрея 10% EtOH BMV и продаваемого крема BMV с использованием синтетической мембраны;
На фигуре 8 представлено сравнение спрея 10% EtOH BMV и продаваемого продукта в виде пены BMV;
На фигуре 9 представлено сравнение спрея PVA:PVP MDA 10% EtOH и насыщенного лекарственным средством раствора PEG;
На фигуре 10 представлено сравнение неполностью насыщенных, насыщенных и перенасыщенных композиций BDP для местного применения;
На фигуре 11 представлено сравнение насыщенных спреев BDP MDA для местного применения, содержащих PVA и PVP в различных соотношениях, с нелетучей насыщенной системой PEG и системой 10% EtOH без PEG;
На фигуре 12 представлен трехфазный график для композиции BMV при различных композициях эксципиента;
На фигуре 13 представлено среднее общее количество BMV, высвобождаемое на единицу площади;
На фигуре 13a представлен начальный период высвобождения, отображенного на фигуре 13, а также градиенты, достигаемые в первые 0,8 часа;
На фигуре 14 представлен трехфазный график для 2% салициловой кислоты при различных композициях эксципиента;
2
На фигуре 15 представлено среднее общее количество BDP, высвобождаемое на единицу площади (мкг/см) в течение t=0,25-5 часов из трех новых композиций спрея, которые содержат поливинилпирролидон, коповидон, а также эудрагит и PVP, в сравнении с коммерческим веществом для сравнения, дипрозоном;
На фигуре 16 представлен трехфазный график для бензоилпероксида при различных композициях эксципиента;
На фигуре 17 представлен эффект на площадь пленки, оказываемый изменением расстояния композиции от фильтровальной бумаги;
На фигуре 18 представлен эффект на площадь пленки, оказываемый увеличением числа воздействий композиции; и
2
На фигуре 19 представлено среднее общее количество BMV на единицу площади (мкг/см), проникающего через роговой слой в течение t=0,25-7 часов из новой композиции спрея (MDA) в сравнении с гелем (гель BMV), содержащим сходные эксципиенты, за исключением добавления гидрофторалканового пропеллента.
Далее изобретение дополнительно проиллюстрировано в отношении следующих неограничивающих примеров.
ПРИМЕРЫ
Вещества и способы:
В следующих ниже примерах были использованы следующие вещества.
Вещества:
<b>Вещества</b>
<b>Источник</b>
Ацетонитрил, категория HPLC
Rathburn, GermanyBDH Laboratory Supplies, UK
Бетноват (крем из валерата бетаметазона), 0,01% мас./мас.
GSK, UK
моногидрат дипропионата бетаметазона BP, тонкодисперсный
Pharmaceutical Development Europe
валерат бетаметазона BP, тонкодисперсныйстепень очистки >99%
Symbiotec, India
беттамусс (пена из валерата бетаметазона), 0,01% мас./мас.
Celltech, UK
деионизированная вода
домашний водопроводный кран
полиэтиленгликоль 400
BDH Laboratory Supplies, UK
этанол, 99,0-100,0% об./об.
BDH Laboratory Supplies, UK
флаконы HPLC 2 мл и пробки
VWR, UK
металлические баллоны
AstraZeneca, UK
клапаны для металлических баллонов
Valois, France
парафильм
American National Can, USA
баллоны PET
AstraZeneca, UK
клапаны для баллонов PET
Valois, France
пластмассовые шприцы Plastipak
Becton Dickenson, UK
поливинилпирролидон K30, молекулярная масса 360000
Fluka, Switzerland
гидролизованный поливиниловый спирт 40%, молекулярная масса 72000
Polysciences Inc. USA
диализная трубка из восстановленного ацетата целлюлозы (задерживаемая молекулярная масса 12-14000 дальтон)
Medicell International, UK
солкан 134a (HFA)
Solvay, UK.
<b>Устройство</b>
<b>Источник</b>
автоматическая пипетка 717 Plus
Waters, UK.
регистрирующее устройство с фотодиодной матрицей 996
Waters, UK.
колонка для HPLC Ace 5 C<sub>18</sub> 150 мм × 4 мкм
Hichrom Limited, UK
аналитические весы
Sartorious, Germany
аналитические весы AT200
Mettler Toledo, UK
фильтровальное устройство
Sartorious, Germany
ячейки Франца
Medpharm, UK
пипетка Gilson
Pipetman, France
управляемая вручную лабораторная установка, тип 2016
Pamasol Willi Mäder AG, Switzerland
нагревательная плита
Fisons, UK
магнитные поршневые элементы 13 мм, PTFE
Cowie Technology, UK
колонка для HPLC Novapak C<sub>18</sub> 150 мм × 4 мкм
Waters, Ireland
плита для смешивания, 15 точек
H+P Labortechnik AG, Germany
мерные флаконы и стаканы
Fisher, UK
нагревающее и перемешивающее устройство для водяной бани
Grant Instruments, UK
Способы:
Исследования растворимости:
Исследования растворимости проводили в прозрачных баллонах PET. В баллон помещали стержни мешалок и определяли массу тары для баллона на аналитических весах. Во флаконы добавляли дипропионат беклометазона (BDP) или валерат беклометазона (BMV), поливинилпирролидон (PVP) и пластификатор (например, полиэтиленгликоль (PEG), если необходимо). С использованием пипетки Gilson добавляли 10% мас. или 20% мас. этанола (EtOH). На баллоны помещали крышки и закупоривали обжимом. Растворы оставляли перемешиваться в течение ночи. На следующие сутки добавляли HFA и наблюдали за прозрачностью раствора. Растворы оставляли перемешиваться или выдерживаться в течение нескольких суток по мере необходимости для проверки повышенной прозрачности или осаждения. Результаты наносили на трехфазный график для нахождения предела для насыщенных растворов. В последующих экспериментах использовали только насыщенные растворы. Все проценты основаны на расчетах мас./мас.
Исследования высвобождения:
3
2
2
2
Эксперименты по высвобождению проводили в вертикальных ячейках Франца при среднем объеме 10,8 см. Для моделирования синтетической мембраны использовали диализную трубку из восстановленного ацетата целлюлозы, пропитываемую деионизированной HO в течение одного часа при 70°C, а затем промываемую деионизированной HO для удаления каких-либо примесей. После этого мембрану обрезали ножницами для соответствия ячейкам Франца и помещали в ячейку Франца с расположенной в нижней части магнитной мешалкой. Верхнюю часть ячейки размещали над мембраной и клетку полностью собирали, оборачивая парафильмом вокруг двух секций для обеспечения отсутствия утечек. Затем ячейку переворачивали, сразу наполняя ацетонитрилом (ACN):HO 70:30, и помещали в предварительно нагретую водяную баню при 37°C с погруженной в воду плитой для смешивания. Эту систему оставляли на полчаса для достижения состояния равновесия. Для обеспечения отсутствия загрязнения ячеек начальный момент времени устанавливали до какого-либо нанесения композиций. Остальные моменты времени составляли 15 минут, 30 минут, 45 минут, 60 минут, 90 минут, 2 часа, 3 часа и 4 часа. Образцы объемом 1 мл извлекали из отделения ячейки для образцов, помещали непосредственно во флакон для HPLC и замещали посредством 1 мл коллекторной жидкости, которую содержали в водяной бане при той же температуре.
Композиции получали в алюминиевых баллонах и закупоривали дозирующей крышкой (содержащей погруженную трубку), как описано в исследованиях растворимости. Из баллонов распыляли десять доз, расходуя на подготовку наконечника для надлежащего нанесения. Затем баллон взвешивали. На ячейку наносили соответствующее количество доз и баллон повторно взвешивали для проверки выделенного количества композиции. Для тестирования каждой композиции использовали пять ячеек Франца. Все ячейки Франца в исследовании оставляли незакупоренными. В случае продаваемых кремов разбирали пластмассовый шприц 5 мл и заполняли кремом. В каждую ячейку наносили один мл крема, а затем один мл крема взвешивали для вычисления процента нанесенного BDP. В случае пены BMV баллон взвешивали до и после нанесения в ячейку Франца, а для выделения пены в ячейку наконечник сжимали в течение приблизительно одной секунды.
Восстановление лекарственного средства:
Извлекаемые из ячеек Франца образцы анализировали высокоэффективной жидкостной хроматографией (HPLC).
Условия HPLC для BDP были следующими:
Колонка
колонка Novapak HPLC C<sub>18</sub> 150 мм × 4 мкм
Температура колонки
температура окружающей среды
Подвижная фаза
70:30 ACN:H<sub>2</sub>O
Объемная скорость потока
1,0 мл/минута
Вводимый объем
100 мкл
длина волны УФ
254 нм
время работы
6 минут
Условия HPLC для BMV были следующими:
Колонка
колонка Ace 5 HPLC C<sub>18</sub> 150 мм × 4 мкм
Температура колонки
температура окружающей среды
Подвижная фаза
70:30 ACN:H<sub>2</sub>O
Объемная скорость потока
1,0 мл/минута
Вводимый объем
10 мкл
длина волны УФ
239 нм
время работы
6 минут
Оба способа проверяли на предмет неизменности и точности. Результаты вычисляли сравнением площади пика для образца (для BDP) или высоты пика для образца (для BMV) с калибровочной кривой y=mx+b из серий с пятью эталонными образцами. Для учета образцов объемом один мл, отбираемых из коллекторной камеры, использовали поправочный коэффициент. Строили график зависимости общих количеств лекарственного средства в коллекторной камере от времени и из угла наклона кривой вычисляли величину потока J.
ПРИМЕР 1:
Получение композиций раствора BDP, 10% EtOH, HFA:
На фигуре 1 представлена диаграмма состояния тройной системы, отображающая изменения фаз для композиций раствора дозируемого аэрозоля (MDA) BDP, содержащих 10% EtOH.
Максимальное растворяющееся количество BDP никогда не превышает приблизительно 1%, и это количество быстро снижается по мере добавления более 2% PVP.
ПРИМЕР 2:
Получение композиций раствора BDP, 20% EtOH, HFA:
На фигуре 2 представлена диаграмма состояния тройной системы, отображающая изменения фаз для композиций раствора дозируемого аэрозоля (MDA) BDP, содержащих 20% EtOH.
Максимальная растворимость для этой системы составляет приблизительно 2,2% BDP вплоть до 18% PVP. Более высокие количества PVP не были исследованы, поскольку добавление больших количеств полимера увеличивало вязкость до такой степени, что доза композиции не могла быть эффективно нанесена. Удвоение процента EtOH в системе более чем в два раза повышало растворимость BDP, что означает сложную взаимосвязь между компонентами композиции.
ПРИМЕР 3:
Получение композиций раствора BMV, 10% EtOH, HFA:
На фигуре 3 представлена диаграмма состояния тройной системы, отображающая изменения фаз для композиций раствора дозируемого аэрозоля (MDA) BDP, содержащих 20% EtOH.
Эти результаты сходны с BDP в 10% EtOH, где лекарственное средство становится нерастворимым при приблизительно 3% PVP. Кроме того, вероятно, что обе системы обладают максимальной растворимостью при 1-1,2% лекарственного средства.
ПРИМЕР 4:
Растворимость BDP в растворе 10% EtOH, PVP, HFA вместе с водой, добавляемой в качестве пластификатора:
Была протестирована совместимость воды с растворами BDP, EtOH, PVP, HFA, а результаты представлены в таблице 2. Для всех компонентов, т.е. включая EtOH, все величины представляют собой % мас./мас.
<b>ТАБЛИЦА 2</b>Совместимость 10% EtOH, BDP, HFA, PVP и воды в композиции дозируемого аэрозоля (MDA)
Компоненты
Композиция1 (%)
Композиция2 (%)
Композиция3 (%)
Композиция4 (%)
PVP
1,1
99,5
1,1
-
BDP
0,3
-
0,1
-
EtOH
10,5
-
10,6
9,3
H<sub>2</sub>O
1,3
0,5
0,2
0,9
HFA
86,8
-
88,0
89,8
Результат
растворим
растворим
растворим
растворим
Растворимость компонентов в смеси этанол/HFA определяли визуально. Как подробно указано в таблице 2, в композициях MDA растворялось вплоть до 0,9% воды, однако композиция, содержавшая 1,3% воды, не приводила к получению однофазной системы.
ПРИМЕР 5:
Диффузия BDP из раствора 10% EtOH, PVP, HFA:
Состав композиции 10% EtOH, BDP, HFA, PVP MDA представлен в таблице 3:
<b>ТАБЛИЦА 3</b>Состав композиции 10% EtOH, BDP, HFA, PVP
Эксципиент
Композиция
Описание
PVP
2,46%
2,7%
BDP
0,09%
0,1%
EtOH
9,83%
<b>-</b>
HFA
87,62%
97,2%
где "композиция" представляет собой действительное процентное содержание эксципиентов в баллоне, а "описание" используют для нахождения степени насыщения, проиллюстрированной на фигуре 1. Эту формулу использовали для преобразования экспериментальных результатов, представленных на фигуре 4.
На фигуре 4 представлена диффузия BDP через синтетическую мембрану после нанесения множества доз насыщенного спрея 10% EtOH BDP MDA (среднее значение ± стандартное отклонение, n=5).
2
2
Общая совокупная масса лекарственного средства на см, высвобождаемая из композиций спреев, через 4 часа является приблизительно пропорциональной числу доз: 5, 10, 20 и 30 доз приводили к средним совокупным массам 55,7, 95,7, 195,6 и 364,3 мкг/см соответственно. В каждый момент времени после 60 минут все представленные на фигуре 4 концентрации лекарственного средства значительно отличались друг от друга. Эти результаты показывают, что общее количество BDP, высвобождаемое из композиции, зависит от количества доз, т.е. количества наносимой на мембрану композиции. Однако на профиле высвобождения в течение первых нескольких моментов времени величина потока для спреев 20 и 30 была очень сходной, что указывает на то, что скорость высвобождения для этих спреев не зависит от количества наносимой композиции. Нанесение более высокого количества спреев только увеличивает время, в течение которого происходит стационарная диффузия, что облегчает измерение скорости диффузии в состоянии равновесия.
ПРИМЕР 6:
Сравнение диффузии BDP из раствора 10% EtOH, HFA и эквивалентного коммерческого крема BDP:
Состав композиции 10% EtOH, BDP, HFA, PVP представлен в таблице 4:
<b>ТАБЛИЦА 4</b>Состав композиции 10% EtOH, BDP, HFA, PVP
Эксципиент
Композиция
Описание
PVP
2,46%
2,7%
BDP
0,09%
0,1%
EtOH
9,83%
<b>-</b>
HFA
87,62%
97,2%
где "композиция" представляет собой действительное процентное содержание эксципиентов в баллоне, а "описание" используют для нахождения степени насыщения, проиллюстрированной на фигуре 1.
На фигуре 5 представлено сравнение высвобождения BDP из спрея 10% EtOH BDP MDA и продаваемого крема, где при сравнении используют синтетическую мембрану (среднее значение ± стандартное отклонение, n=5).
2
2
Для достижения в ячейке Франца концентрации, сходной с одним мл крема BDP, были необходимы пять доз спрея. Среднее количество BDP в донорской ячейке составляло 210 мкг для спрея и 222 мкг для крема. В каждый рассматриваемый момент времени количество лекарственного средства, высвобождаемое спреем через мембрану, было значимо выше в сравнении с кремом (p<0,05, ANOVA). Кроме того, величина потока для крема BDP составляла 1,7 мкг/см/час, а величина потока для спрея BDP составляла 33,8 мкг/см/час. Поскольку спрей высвобождал BDP через мембрану со скоростью более чем в 20 раз выше, чем крем, это означает, что спрей является намного эффективнее для доставки BDP к коже в сравнении с коммерческим композицией.
ПРИМЕР 7:
Эффекты концентрации EtOH в растворе BDP, HFA, EtOH, PVP:
В таблицах 5 и 6 подробно описаны композиции, которые были использованы для сравнения эффекта EtOH на высвобождение BDP, где "композиция" представляет собой действительное процентное содержание эксципиентов в баллоне, а "описание" используют для нахождения степени насыщения, проиллюстрированной на фигурах 1 и 2 соответственно.
<b>ТАБЛИЦА 5</b>Состав композиции 10% EtOH, BDP, HFA, PVP
Эксципиент
Композиция
Описание
PVP
1,85%
2,1%
BDP
1,02%
1,1%
EtOH
10,31%
<b>-</b>
HFA
86,83%
96,8%
<b>ТАБЛИЦА 6</b>Состав композиции 20% EtOH, BDP, HFA, PVP
Эксципиент
Композиция
Описание
PVP
3,30%
4,2%
BDP
1,81%
2,3%
EtOH
20,60%
-
HFA
74,28%
93,5%
На фигуре 6 представлено сравнение высвобождения BDP через синтетическую мембрану из двух MDA с различным содержанием этанола (среднее значение ± стандартное отклонение, n=5). Среднее количество композиции 20% EtOH, наносимой в ячейки Франца, составляло 4735,2 мкг. Среднее количество наносимой композиции 10% EtOH составляло 4045,0 мкг. Однако, как представлено на фигуре 6, не наблюдали значимого отличия (p>0,05, ANOVA) концентрации BDP, высвобождаемого из композиции, которая содержит 10% EtOH, в сравнении с композицией, содержащей 20% EtOH. Это указывает на то, что растворимость лекарственного средства в носителе при насыщении не оказывает явного эффекта на величину потока из композиции этого типа.
ПРИМЕР 8:
Высвобождение BMV из раствора HFA, EtOH, PVP в сравнении с двумя коммерческими продуктами:
Спрей 10% EtOH BMV (таблица 7) сравнивали с двумя продаваемыми продуктами, содержащими BMV: кремом и пеной. Для того чтобы сравниться с этими двумя различными продаваемыми композициями, требовалось различное количество доз одного и того же спрея. Композиция, используемая для обоих сравнений, представлена в таблице 7, где "композиция" представляет собой действительное процентное содержание эксципиентов в баллоне, а "описание" используют для нахождения степени насыщения, проиллюстрированной на фигуре 3.
<b>ТАБЛИЦА 7</b>Состав композиции 10% EtOH, BMV, HFA, PVP
Эксципиент
Композиция
Описание
PVP
2,40%
2,7%
BMV
0,10%
0,1%
EtOH
9,26%
<b>-</b>
HFA
88,24%
97,2%
Для сравнения с продаваемым кремом BMV были необходимы двадцать доз спрея; для сравнения с продаваемой пеной BMV требовались пять доз.
На фигуре 7 представлено сравнение высвобождения BMV из спрея 10% EtOH BMV и продаваемого крема BMV с использованием синтетической мембраны (среднее значение ± стандартное отклонение, n=5).
2
2
Среднее количество BMV в спрее, наносимое в ячейку Франца, составляло 965 мкг, а среднее количество BMV в креме составляло 938 мкг. Во все представленные на фигуре 7 моменты времени спрей HFA высвобождал через синтетическую мембрану значимо более высокую (p<0,05, ANOVA) концентрацию BMV в сравнении с коммерческим кремом. Величина потока спрея BMV составляла 158,4 мкг/см/час, тогда как величина потока продаваемого крема BMV составляла 8,4 мкг/см/час. Таким образом, композиция HFA снова оказалась более чем в 15 раз более эффективной в отношении высвобождения BMV через синтетическую мембрану в сравнении с коммерческим кремом.
На фигуре 8 представлено сравнение спрея 10% EtOH BMV и продаваемого продукта в виде пены BMV (среднее значение ± стандартное отклонение, n=5).
2
2
Пять доз спрея BMV приводили к нанесению 250 мкг в ячейку Франца. "1-секундное" нажатие клапана для высвобождения дозы пены приводило в среднем к получению 240 мкг BMV. Во все представленные на фигуре 9 моменты времени спрей HFA высвобождал через синтетическую мембрану значимо более высокую (p < 0,05) концентрацию BMV в сравнении с коммерческим кремом. Величина потока для спрея BMV составляла 44,2 мкг/см/час, а величина потока для пены BMV составляла 14,8 мкг/см/час. Таким образом, спрей BMV высвобождал BMV через мембрану со скоростью, в два раза превышающей скорость для пены, но при содержании EtOH 20%.
ПРИМЕР 9:
Эффекты добавления пластификатора PVA к раствору BDP, HFA, EtOH, PVP:
Высвобождение BDP из насыщенного лекарственным средством раствора PEG (таблица 8) сравнивали с гидролизованным 10% EtOH, HFA MDA, содержащим PVP, PVA 40% и насыщенный BDP (таблица 9).
<b>ТАБЛИЦА 8</b>Состав композиции, насыщенной лекарственным средством
Эксципиент
Насыщение (%)
PEG 400
92,04
BDP
7,96
<b>ТАБЛИЦА 9 </b>Состав гидролизованной композиции 10% EtOH, BDP, HFA, PVP и PVA 40%
Компоненты
Композиция (%)
PVP
1,3
BDP
0,9
EtOH
15,0
PVA
1,2
HFA
81,6
На фигуре 9 представлено сравнение спрея PVA:PVP MDA 10% EtOH и насыщенного лекарственным средством раствора PEG (среднее значение ± стандартное отклонение, n=5).
2
2
В обоих случаях на мембрану, удерживаемую в диффузионной ячейке, наносили "неограниченную" дозу, а скорость диффузии из насыщенного раствора PEG составляла 89,11 мкг/см/час (взято из первых пяти точек) в сравнении с 503,10 мкг/см/час (взято из первых 4 результатов).
ПРИМЕР 10:
Величина потока для насыщенного лекарственным средством летучего спрея в сравнении с нелетучей насыщенной и неполностью насыщенной системой:
Составы используемых в этом эксперименте композиций подробно описаны в таблицах 10 и 11, где "композиция" представляет собой действительное процентное содержание эксципиентов в баллоне, а "описание" используют для нахождения степени насыщения, проиллюстрированной на фигурах 2 и 3.
<b>ТАБЛИЦА 10</b>Составы новых композиций спрея, перенасыщенных и не полностью насыщенных лекарственным средством
Эксципиент
Насыщенная летучая композиция (%)
Описание для насыщенной летучей композиции (%)
Не полностью насыщенная композиция (%)
Описание для не полностью насыщенной композиции (%)
PVP
2,46
2,7
3,2
4,03
BDP
0,09
0,1
0,2
0,20
EtOH
9,83
-
20,5
-
HFA
87,62
97,2
77,7
76,1
<b>ТАБЛИЦА 11</b>Состав насыщенной лекарственным средством композиции раствора
Эксципиент
Насыщенная нелетучая композиция (%)
PEG 400
92,04
BDP
7,96
На фигуре 10 представлено сравнение не полностью насыщенной, насыщенной и перенасыщенной композиций BDP для местного применения (среднее значение ± стандартное отклонение, n=5).
Через 15 минут каждая из трех композиций обеспечивала диффузию приблизительно одинакового количества лекарственного средства через мембрану. Однако через 60 минут насыщенная летучая система обеспечивала более чем в два раза превышающее количество BDP через мембрану в сравнении с двумя другими композициями.
2
2
2
Было рассчитано, что величина потока BDP из не полностью насыщенной системы составляла 63,62 мкг/см/час, из нелетучей насыщенной системы - 89,10 мкг/см/час, а из летучей насыщенной системы - 206,08 мкг/см/час. Таким образом, скорость диффузии лекарственного средства из насыщенной летучей композиции была намного выше в сравнении с нелетучими насыщенными и не полностью насыщенными композициями для местного применения. Это указывает на важность составления MDA в виде насыщенной системы перед введением дозы.
ПРИМЕР 11
Эффекты добавления пластификатора PEG 400 к раствору BDP, HFA, EtOH, PVP
Составы используемых в этом эксперименте композиций подробно описаны в таблицах 12 и 13, где (при необходимости) "композиция" представляет собой действительное процентное содержание эксципиентов в баллоне, а "описание" используют для нахождения степени насыщения, проиллюстрированной на фигуре 1.
<b>ТАБЛИЦА 12</b>Составы насыщенных лекарственным средством летучих композиций
Эксципиент
Композиция 10% EtOH без пластификатора (%)
Описание для композиции 10% EtOH без пластификатора (%)
Композиция 5% PEG (%)
PVP
2,5
2,7
2,6
BDP
0,1
0,1
0,1
PEG 400
-
-
4,5
EtOH
9,7
-
9,1
HFA
87,7
97,2
83,7
<b>ТАБЛИЦА 13</b>Составы насыщенных лекарственным средством нелетучих композиций и насыщенных лекарственным средством летучих композиций
Эксципиент
Композиция 10% PEG (%)
Насыщенный PEG (%)
PVP
3,0
<b>-</b>
BDP
0,1
7,96
PEG 400
10,1
92,04
EtOH
10,1
<b>-</b>
HFA
76,7
<b>-</b>
На фигуре 11 представлено сравнение насыщенных BDP спреев MDA для местного применения, содержащих PVA и PVP в различных соотношениях, с нелетучей насыщенной системой PEG и системой 10% EtOH без PEG (среднее значение ± стандартное отклонение, n=5).
Через 15 минут каждая из трех композиций обеспечивала диффузию приблизительно одинакового количества лекарственного средства через мембрану. Однако через 60 минут насыщенная летучая система без пластификатора обеспечивала более чем в два раза превышающее количество BDP через мембрану в сравнении с насыщенной лекарственным средством системой PEG. Добавление возрастающего количества PEG в летучие системы этанол, PVP, BDP, HFA снижало скорость диффузии BDP через мембрану, но при этом увеличивало время "истощения дозы" в системе, т.е. величина потока лекарственного средства оставалась постоянной (без достижения кривой плато) в течение более длительного периода времени.
2
2
2
2
Величина потока BDP из нелетучей насыщенной системы оставляла 89,10 мкг/см/час, из композиции 10% PEG - 82,57 мкг/см/час, из композиции 5% PEG - 155,17 мкг/см/час, а из летучей насыщенной системы - 230,44 мкг/см/час. Таким образом, скорость диффузии лекарственного средства из насыщенных летучих композиций можно изменять с использованием пластификатора. Время "истощения дозы" составляло >4 часов для нелетучей насыщенной системы, 4 часа для системы 10% PEG, 3 часа для системы 5% PEG и только 2 часа для MDA без пластификатора (фигура 11).
ПРИМЕРЫ 12-20
ВЕЩЕСТВА И СПОСОБЫ
В примерах 12-20 было использовано следующее.
Вещества:
<b>Вещества</b>
<b>Источник</b>
ацетонитрил, категория HPLC
Rathburn, GermanyBDH Laboratory Supplies, UK
деионизированная вода
домашний водопроводный кран
моногидрат дипропионата бетаметазона
Pharmaceutical Development Europe
BP, тонкодисперсный
валерат бетаметазона BP, тонкодисперсный, степень очистки >99%
Symbiotec, India
поливинилпирролидон K90 (Plasdone<sup></sup>K90), категория USP
ISP, Switzerland
сополимер метакрилата аммония (эудрагит RSPO), категории Ph. Eur. и NF
Degussa, Germany
коповидон K-25-30 (Plasdone<sup></sup>S-630), категории USP и Ph. Eur.
ISP, Switzerland
изопропиловый спирт
Fisher, UK
этанол, 99,0-100,0% об./об.
BDH Laboratory Supplies, UK
флаконы для HPLC 2 мл и крышки
VWR, UK
металлические баллоны
AstraZeneca, UK
клапаны для металлических баллонов
Valois, France
парафильм
American National Can, USA
баллоны Schott
AstraZeneca, UK
дозирующие клапаны
Valois, France
пластмассовые шприцы Plastipak
Becton Dickinson, UK
соляная кислота
Sigma, UK
диализная трубка из восстановленного ацетата целлюлозы (задерживаемая молекулярная масса 12-14000 дальтон)
Medicell International, UK
гидрофторалкан (HFA) Solkane 134a
Solvay, UK
Brij 98
Sigma, UK
Способы
Определение перенасыщенной системы
Для поддержания постоянного соотношения полимера и лекарственного средства и, таким образом, обособления эффектов насыщения лекарственным средством соотношение коповидона (средства против образования центров кристаллизации) и BMV устанавливали на уровне 2:1, тогда как процентное содержание HFA изменялось. Получали серии из трех композиций (таблица 14), соответствующих представленной на фигуре 12 соединяющей линии, оценивали на предмет осаждения и, если они являлись монофазными, готовили к исследованию высвобождения.
На прилагающейся фигуре 12 представлен трехфазный график для композиции BMV при различных композициях эксципиента. Граница раздела фаз показана между точками "растворимый" и "осажденный". Соединяющая линия (обладающая высоким наклоном и начинающаяся в нижней левой части) указывает, где композиции имеют надлежащую концентрацию коповидон:BMV, но различные состояния насыщения.
<b>ТАБЛИЦА</b><b>14</b>Состав композиций BMV, используемых в исследовании высвобождения. Фактические величины отражают массы компонентов, взвешенные в композиции, тогда как теоретические величины отражают теоретическое соотношение, предназначенное для нанесения на трехфазный график
Композиция
Фактический % в композициях
Теоретический %(тройная фаза)
S-630 коповидон
BMV
этанол
HFA
S-630 коповидон
BMV
HFA
1,00%BMV
2,000
1,000
10,000
87,000
2,222
1,111
96,667
0,50%BMV
1,000
0,500
10,000
88,500
1,111
0,556
98,333
0,13%BMV
0,025
0,013
10,000
89,963
0,028
0,014
99,958
Также получали насыщенный раствор BMV в этаноле посредством добавления избытка BMV в 100% этанол. Какой-либо избыток лекарственного средства отфильтровывали через шприцевой фильтр 0,2 мкм, а получаемый фильтрат использовали в качестве насыщенного раствора BMV в этаноле.
2
2
Эксперименты по высвобождению проводили в вертикальных ячейках Франца при среднем объеме коллекторного отделения приблизительно 11 мл. Для моделирования синтетической мембраны использовали диализную трубку из восстановленного ацетата целлюлозы, пропитываемую деионизированной HO в течение 1 часа при 70°C, а затем промываемую деионизированной HO для удаления каких-либо примесей. После этого мембрану обрезали ножницами для соответствия ячейкам Франца и помещали между донорской и коллекторной секциями ячейки вместе с расположенной в коллекторной секции магнитной мешалкой PTFE. Ячейку закрепляли в виде единой структуры, оборачивая парафильмом вокруг двух секций для обеспечения отсутствия утечек. Затем ячейку переворачивали, сразу наполняя 20% этанолом, 2% Brij 98 в забуференном фосфатом солевом растворе (PBS), и помещали в предварительно нагретую водяную баню при 32°C с погруженной в воду плитой для смешивания. Эту систему оставляли приблизительно на 30 минут для достижения состояния равновесия. Для обеспечения отсутствия загрязнения ячеек момент времени t=0 устанавливали до какого-либо нанесения композиций. Образцы объемом 0,5 мл извлекали из отделения ячейки для образцов, непосредственно анализировали с использованием HPLC и замещали посредством 0,5 мл коллекторной жидкости, которую предварительно содержали при той же температуре.
Дозируемые композиции аэрозоля получали в покрытых PET стеклянных баллонах и закупоривали с использованием дозирующих клапанов (содержащих погруженную трубку). Из каждого баллона распыляли десять доз, расходуя на подготовку наконечника для надлежащего нанесения. Затем баллон взвешивали. В донорское отделение каждой ячейки наносили пятьдесят доз и баллон повторно взвешивали для определения выделенного количества композиции. Получали насыщенный раствор этанола и помещали 1 мл в донорское отделение ячеек Франца. Все ячейки Франца в исследовании оставляли незакупоренными.
Исследования стабильности лекарственного средства
Этанол подкисляли добавлением по каплям соляной кислоты (HCl, 1 М) до достижения pH приблизительно 3,5. Композиции получали последовательным отвешиванием BMV с последующим добавлением в каждый баллон эксципиентов и этанола. Баллоны встряхивали в течение 16 часов перед добавлением HFA (таблица 15). Композиции хранили при 25°C, а образцы извлекали в недели t=0 и t=4 с использованием устройства собственной разработки. Концентрацию лекарственного средства в каждой композиции оценивали экстракцией в этанол перед анализом посредством HPLC. Для вычисления относительного % лекарственного средства в композициях концентрацию лекарственного средства сравнивали с теоретической концентрацией, доставляемой гомогенным композицией.
<b>ТАБЛИЦА 15</b>Составы композиций для оценки стабильности дозируемых композиций аэрозоля. BMV - валерат бетаметазона, IPA - изопропиловый спирт, HFA
Композиция
BMV
IPA
Этанол рH 3,5
Коповидон S-630
HFA
BMV вместе с этанолом
0,05%
10,00%
89,95%
BMV вместе с IPA
0,05%
10,00%
-
3,00%
86,96%
BMV вместе с подкисленным этанолом
0,05%
-
10,00%
3,00%
86,95%
Построение фазовой диаграммы для BMV
Композиции получали последовательным отвешиванием лекарственного средства с последующим добавлением остальных эксципиентов в покрытый PET стеклянный баллон емкостью 10 мл. Присоединяли стержень магнитной мешалки и закупоривали композиции с использованием клапана 100 мкл. Обеспечивали встряхивание композиций в течение приблизительно 16 часов при комнатной температуре перед добавлением HFA, а затем встряхивали в течение дополнительных 8 часов перед визуальной оценкой растворимости.
Эффект полимера на скорость высвобождения дипропионата бетаметазона
Композиции получали последовательным отвешиванием дипропионата бетаметазона (BMDP), эксципиента(ов) и этанола в покрытый PET стеклянный баллон емкостью 10 мл. В каждый баллон добавляли покрытое PTFE магнитное поршневое устройство и герметично запечатывали обжимающим поверхностным клапаном. Обеспечивали гидратацию BMDP и эксципиента в этаноле при интенсивном встряхивании на настольном устройстве для встряхивания при комнатной температуре в течение приблизительно 12 часов. После этого добавляли необходимое количество HFA и оставляли композиции встряхиваться в течение дополнительного 1 часа (таблица 16).
<b>ТАБЛИЦА 16</b>Состав композиций, получаемых для оценки эффекта вида полимера на скорость высвобождения дипропионата бетаметазона из перенасыщенной композиции
Композиция
% Эксципиента/активного вещества
BMDP
PVP K90
Коповидон S-630
Эудрагит RSPO
Этанол
HFA
Спрей X
0,050
2,208
8,00
89,742
Спрей Y
0,050
<b>-</b>
2,304
<b>-</b>
4,000
93,646
Спрей Z
0,050
1,434
-
1,434
7,500
89,583

Коммерческий продукт, выбранный в качестве вещества для сравнения (контроля) в исследованиях высвобождения, представлял собой крем Diprosone, (0,064% мас./мас., эквивалентно 0,05% мас./мас. бетаметазона).
2
Коллекторную жидкость получали растворением определенного количества Brij 98 в PBS с последующим добавлением этанола. Окончательный состав коллекторной жидкости представлял собой 2% Brij 98, 78% PBS и 20% этанол. Синтетическую мембрану (мембрану из восстановленного ацетата целлюлозы с задерживаемой молекулярной массой 12-140000 дальтон) помещали между донорским и коллекторным отделениями ячейки Франца. Использовали откалиброванные по отдельности ячейки Франца, где каждая ячейка обладала средней площадью поверхности и объемом приблизительно 2 см и 11 мл соответственно. Перед использованием мембрану нагревали в течение 1 часа до 60°C в деионизированной воде и промывали деионизированной водой перед помещением в ячейку Франца. Ячейки Франца заполняли коллекторной жидкостью и непрерывно перемешивали с использованием покрытых PTFE магнитных поршневых элементов, приводимых в действие магнитной плитой для смешивания, и поддерживали при 32°C. В донорское отделение наносили необходимое количество композиции (дозируемого аэрозоля или контрольного вещества), как описано. После нанесения композиций коллекторную жидкость (500 мкл) извлекали из отделения для образца в каждый момент времени для отбора образцов и анализировали посредством HPLC. После извлечения каждого образца на его место возвращали равный объем предварительно нагретой (32°C) коллекторной жидкости. Определяемые моменты времени составляли 0,25, 0,5, 0,75, 1, 1,25, 1,5, 1,75, 2, 3, 4 и 5 часов. Для каждого из композиций проводили от четырех до пяти повторов.
В каждую донорскую камеру ячейки Франца суммарно добавляли 50 доз каждой дозируемой композиции аэрозоля. Масса добавляемого крема Diprosone была такой, что количество добавляемого BMDP являлось идентичным количеству BMDP из 50 доз композиций спрея.
Характеризация пленки
Композиции получали добавлением необходимого количества этанола (20% мас./мас.), активного вещества (BDP 1,76%) и средства против образования центров кристаллизации/пластификатора (PVP K90 1,76% мас./мас.) в покрытый PET стеклянный баллон. В баллон помещали магнитную мешалку и закупоривали баллон/клапан. Содержимому баллона позволяли перемешиваться в течение ночи при комнатной температуре для обеспечения полной гидратации средства против образования центров кристаллизации/пластификатора. После этого в закупоренный баллон добавляли HFA 134a (76,48% мас./мас.) и позволяли перемешиваться в течение 8 часов.
Закрепляли в вертикальном положении фрагмент фильтровальной бумаги. Перпендикулярно боковой грани фильтровальной бумаги помещали линейку и таким образом оценивали толщину фильтровальной бумаги как 0 мм. Композицию помещали на определенное расстояние от фильтровальной бумаги, при этом дозирующее устройство было обращено к бумаге. Одну руку использовали для удерживания баллона с композицией в ровном положении на лабораторном столе, тогда как другой рукой извлекали дозу. После распыления предварительно определенного числа доз фильтровальную бумагу быстро убирали, помещали на лабораторный стол и очерчивали контур влажного пятна пленки чернильным пером до возникновения какого-либо испарения. Затем его помечали и оставляли сушить. Изображение фотокопировали для измерения диаметров, а исходные изображения на фильтровальной бумаге сохраняли отдельно. Для каждого теста использовали новое дозирующее устройство и взвешивали его до и после нанесения доз. Расхождение в массе использовали для учета количества композиции, который прилипал к дозирующему устройству после нанесения дозы из баллона.
мин
макс
ср.
Для оценки формы пленки использовали три показателя. Наиболее короткий диаметр (D) и наиболее длинный диаметр (D) измеряли вручную в единицах приращения мм. Для расчета площади предполагаемой идеальной окружности использовали среднее значение для этих двух измерений (D) (равенство 1).
Величина площади=π×(D
/2)
ср.
2
Равенство 1
Проницаемость кожи человека
Композиции получали добавлением необходимого количества этанола, активного вещества и средства против образования центров кристаллизации/пластификатора в прозрачные покрытые PET стеклянные баллоны (таблица 17). В баллон помещали магнитную мешалку и закупоривали баллон/клапан. Содержимому баллона позволяли перемешиваться в течение ночи при комнатной температуре для обеспечения полной гидратации средства против образования центров кристаллизации/пластификатора. После этого, где применимо, в закупоренный баллон добавляли HFA 134a и содержимому позволяли перемешиваться в течение 8 часов.
<b>ТАБЛИЦА 17</b>Состав композиций, получаемых для нанесения в исследованиях проницаемости кожи
Композиция
% Эксципиента/активного вещества
BMV
PVP K90
Этанол
HFA
MDA
0,09
2,61
10,0
87,3
Гель
0,7
20,6
78,7
-
Роговой слой отделяли от замороженного образца кожи человека с использованием общепринятого протокола. Получаемую кожу устанавливали на опору фильтра и помещали в коллекторную секцию вертикальной ячейки Франца. Затем донорское отделение закрепляли на верхней части коллекторного отделения и прикрепляли с использованием парафильма. К каждой ячейке Франца добавляли магнитную мешалку и термостатически регулируемую коллекторную жидкость (90:10 ацетатный буфер pH 4,5:EtOH). Эти ячейки помещали в баню при 37°C и позволяли приходить в равновесие, а через несколько часов из каждой ячейки отбирали пустой образец. Определяли переворачиванием целостность каждой ячейки и в донорскую камеру ячейки Франца наносили соответствующее количество композиции. В надлежащие моменты времени посредством шприца (1 мл) отбирали 200 мкл образца. До анализа HPLC образцы выдерживали при комнатной температуре. Было показано, что BMV остается стабильным в системе вплоть до 72 часов как при 4°C, так и при 37°C.
ПРИМЕР 12 - определение перенасыщенной системы
2
2
2
2
2
Высвобождение BMV через пористую мембрану из восстановленной целлюлозы в течение периода 24 часов показало, что концентрация лекарственного средства в композициях оказывала выраженный эффект на общее количество высвобождаемого BMV и на скорость, с которой он высвобождался (фигура 13). На фигуре 13 представлено среднее общее количество BMV, высвобождаемое на единицу площади (мкг/см) в течение t=0,25-24 часа из всех исследуемых композиций, среднее значение ± SE (n=3-5). Было открыто, что среднее общее количество BMV, высвобождаемое за 24 часа из 0,013% BMV, 0,500% и 1,00% композиции BMV, составляло 35,11±8,94 мкг/см, 165,67±57,06 мкг/см и 208,99±127,47 мкг/см соответственно. Было открыто, что соответствующая скорость высвобождения в равновесном состоянии увеличивалась с 18,49±2,68 до 42,20±14,52 и до 60,10±6,15 мкг/см для 0,013%, 0,500% и 1,00% композиций BMV соответственно (таблица 18).
2
Согласно закону диффузии Фика скорость, с которой соединение перемещается от одного носителя к другому через однородную мембрану, связана непосредственно не с концентрацией соединения, а с термодинамической активностью соединения в носителе, из которого оно диффундирует. Термодинамическая активность соединения в растворе пропорциональна степени его насыщения. Максимальная термодинамическая активность соединения в заданном растворе равна 1, и ее достигают насыщением растворителя соединением, т.е. растворением максимального количества в растворителе. В этом примере скорость, с которой BMV диффундирует через мембрану при насыщении в этаноле, составляла 23,87±10,81 мкг/см, и это отражает скорость диффузии BMV при насыщении, т.е. при термодинамической активности 1. Неожиданно, когда BMV наносили на мембрану с использованием новой композиции спрея при насыщающей концентрации (1,00% BMV), скорость высвобождения (начальные градиенты представлены на фигуре 13a) в 2,5 раза превысила скорость для насыщенного раствора этанола. При нанесении с использованием 0,500% BMV и 0,013% BMV начальная скорость высвобождения значимо не отличалась (p<0,05, ANOVA) при сравнении с системой этанола. Эти результаты иллюстрируют то, что BMV присутствует на мембране в виде 2,5× перенасыщенной системы после нанесения из исходно насыщенной композиции. В случае составления BMV при 10-50% от его общей насыщающей концентрации BMV приводил к насыщенному раствору, когда после нанесения на мембрану высвобождал лекарственное средство со скоростью, эквивалентной скорости для насыщенного раствора этанола.
Предположительно, значительное увеличение потока из новых композиций является результатом взаимодействия между немедленно улетучивающимся растворителем HFA и сорастворителем, приводящим к значительно перенасыщенной композиции на поверхности мембраны. Этот эффект возникает, когда лекарственное средство включено в смесь HFA/этанол в количестве >50% от его общей насыщающей концентрации. Способность композиции при этом новом способе храниться в виде насыщенных систем перед нанесением и приводить к высоконасыщенному состоянию после нанесения обеспечивает значительное преимущество для местной доставки лекарственных средств.
<b>ТАБЛИЦА 18</b>Обобщенные данные по равновесной величине потока композиций, содержащих эквивалентные концентрации этанола и коповидона, но различные концентрации HFA и 0,013%, 0,500%, 1,00% BMV. Контрольное вещество представляло собой насыщенный BMV раствор этанола
Композиция
Величина потока в равновесном состоянии, среднее значение ± SE(n=3-5)
t=0-0,75 ч
0,013% BMV (n=5)
18,49±2,68
0,500% BMV (n=4)
42,20±14,52
1,00% BMV (11=3)
60,10±6,15
BMV в насыщенном этаноле (n=4)
23,87±10,81
ПРИМЕР 13 - стабильность лекарственного средства в перенасыщенном дозируемом аэрозоле
Было обнаружено, что после хранения в смеси этанол/HFA в течение четырех недель значительная доля исходно включенного BMV утрачивалась, предположительно, вследствие химического распада (таблица 19). Однако при использовании подкисленного этанола в композиции в качестве сорастворителя значимого (p<0,05, ANOVA) различия количества BMV, восстанавливаемого из композиций через 4 недели, и количества в начале исследования не наблюдали. Включение лекарственного средства в смесь HFA/изопропиловый спирт приводило к небольшому, но значимому (p>0,05, ANOVA) снижению относительной концентрации BMV.
<b>ТАБЛИЦА 19</b>Обобщенные данные по относительным концентрациям BMV в новой композиции спрея через 4 недели после хранения при комнатной температуре при использовании этанола (BMV Cont), изопропилового спирта (BMVIPA) и подкисленного этанола (BMVeth3.5) n=3, среднее значение ± SD
Композиция
Относительная концентрация лекарственного средства0 недель (%)
Относительная концентрация лекарственного средства4 недели (%)
BMV Cont
77,66±3,62
63,39±6,09
BMVIPA
95,59±1,41
92,57±1,14
BMVeth3.5
98,45±1,67
93,64±5,54
ПРИМЕР 14 - получение насыщенного салициловой кислотой дозируемого аэрозоля.
На фигуре 14 представлен трехфазный график для 2% салициловой кислоты при различных композициях эксципиента. Салициловую кислоту растворяли в этаноле, смеси гидрофторалкана и коповидона S-630. Трехфазный график указывает на то, что насыщенную систему можно было образовывать с использованием 2% салициловой кислоты и 83% HFA, просто изменяя содержание этанола в композиции (фигура 14).
ПРИМЕР 15 - эффект полимера на скорость высвобождения дипропионата беклометазона
2
2
На фигуре 15 представлено среднее общее количество BMDP, высвобождаемое на единицу площади (мкг/см) в течение t=0,25-5 часов из трех новых композиций спрея, которые содержат поливинилпирролидон (спрей X, PVP K90), коповидон (спрей Y), а также эудрагит и PVP (спрей Z), в сравнении с коммерческим веществом для сравнения, дипрозоном, среднее значение ± SE (n=3-5). Вне зависимости от того, использовали ли в насыщенных композициях спрея поливинилпирролидон (спрей X, PVP K90) или коповидон (спрей Y), они приводили к очень сходной скорости высвобождения BMDP в течение периода 5 часов (фигура 15). Однако общее количество BMDP, высвобождаемое за 5 часов для спрея Z (эудрагит и PVP), было значимо более низким (p<0,05, ANOVA), составив 0,949±0,176 мкг/см.
2
Для всех тестируемых новых композиций спрея наблюдали значимо (p<0,05, ANOVA) более высокое высвобождение BDP в сравнении с коммерческим кремом (дипрозоном), где общее количество BDP, высвобождаемое за 5 часов, составило 0,062 ± 0,011 мкг/см.
ПРИМЕР 16 - получение насыщенного пероксидом бензоила дозируемого аэрозоля.
На фигуре 16 представлен трехфазный график для пероксида бензоила при различных композициях эксципиента. Пероксид бензоила (BPO) растворяли в этаноле, смеси гидрофторалкана с PVP K90. Трехфазный график указывает на то, что насыщенную систему можно было образовывать с 1% BPO и 98% HFA при использовании в композиции 10% этанола (фигура 16).
ПРИМЕР 17 - эффект отдаленности спрея на образование пленки
Для оценки того, какой эффект оказывает расстояние между композицией и предполагаемым участком нанесения пленки на ее характеристики, наносили одну дозу композиции спрея при различных установленных расстояниях до поверхности-мишени для композиции (фигура 17).
На фигуре 17 представлен эффект на площадь пленки в результате изменения расстояния от композиции до фильтровальной бумаги. Данные получены от нанесения одной дозы композиции 20% EtOH 1:1 PVP K90:BDP, среднее значение ± sd (n=4)
Было выявлено общее уменьшение площади пленки по мере увеличения расстояния между композицией и фильтровальной бумагой. Снижение изменчивости пленки по мере увеличения расстояния от композиции позволило предположить, что оптимальное расстояние составляло приблизительно >6 см.
ПРИМЕР 18 - эффект количества спрея на образование пленки
Площадь пленки, получаемой при использовании новой композиции спрея, возрастала по мере увеличения числа доз (фигура 18). Изменчивость дозирования также снижалась по мере увеличения числа доз.
На фигуре 18 представлен эффект увеличения числа доз композиции на площадь пленки. Расстояние от композиции до фильтровальной бумаги сохраняли постоянным на уровне 4 см и использовали композицию 20% EtOH 1:1 PVP K90:BDP, среднее значение ± SD (n=4).
Снижение изменчивости пленки по мере увеличения числа доз позволило предположить, что оптимальное количество доз составляло 2 или более.
ПРИМЕР 19 - проникновение лекарственного средства через кожу человека
Количество BDP, проникшего через роговой слой человека за 5 часов, было значимо выше (p<0,05, ANOVA) при использовании новой композиции спрея в сравнении с гелем (фигура 19). Хотя композиция геля продолжала высвобождение через 5 часов, для новой композиции этого не наблюдали и концентрация лекарственного средства в коллекторной жидкости оставалась постоянной.
2
На фигуре 19 представлено среднее общее количество BMV на единицу площади (мкг/см), проникающего через роговой слой в течение t=0,25-7 часов из новой композиции спрея (MDA) в сравнении с гелем (гель BMV), содержащим сходные эксципиенты, за исключением добавления гидрофторалканового пропеллента, среднее значение ± SE (n=6-8).
Различие между диффузией BMV из геля и композиций спрея иллюстрировало то, что включение HFA в новую композицию спрея необходимо для обеспечения повышенного проникновения активного средства в кожу.
ПРИМЕР 20 - примеры композиций
<b>ТАБЛИЦА 20</b>Композиции плацебо
Композиция
Состав (теоретический), %
PVP K90
Гидролизованный PVA 40%
Эудрагит RSPO
Коповидон S-630
Полоксамер 407
H<sub>2</sub>O
Этанол
HFA
7
1,000%
-
-
-
-
-
10,000%
89,000%
18
2,610%
-
-
-
-
-
20,000%
77,390%
20
0,468%
-
-
0,467
-
-
15,000%
84,065%
22
-
-
-
2,000
-
-
10,000%
88,000%
27
0,468%
0,467
-
-
-
0,50%
15,000%
83,865%
29
0,468%
0,467
-
-
-
1,00%
15,000%
83,065%
36
0,500%
-
0,500%
-
-
-
10,000%
89,000%
39
0,500%
-
-
-
0,500%
-
10,000%
89,000%
<b>ТАБЛИЦА 21</b>Составы медицинских спреев BMV, предназначенных для исследований стабильности
Композиция
Состав (теоретический), %
BMV
Коповидон-S630
PVP K90
Эудрагит RSPO
Этанол
IPA
HFA
F7v26
0,0294
<b>-</b>
1,7995
<b>-</b>
8,7974
<b>-</b>
89,3737
F22 v41
0,0294
1,1247
<b>-</b>
<b>-</b>
4,9485
<b>-</b>
93,8974
F36 v26
0,0294
<b>-</b>
1,5183
1,5183
8,7974
<b>-</b>
88,1366
F22 IPA v34
0,0294
1,3496
<b>-</b>
<b>-</b>
<b>-</b>
6,5981
92,0229
<b>ТАБЛИЦА 22</b>Состав композиций спрея для исследований стабильности
Композиция
Cостав (теоретический), %
SA
PVP K25
Эудрагит RSPO
Коповидон S-630
Этанол
HFA
F 14 ai
2,000
-
1,764
-
9,702
86,534
F 22 at
2,000
-
-
2,558
15,631
79,811
F 57 ab
2,000
1,985
-
-
19,404
76,612
F 58 ad
2,000
1,294
1,294
-
19,404
76,009
<b>ТАБЛИЦА 23 </b>Композиции спрея BDP для исследований высвобождения
Композиция
Cостав (теоретический), %
BDP
PVPK90
Коповидон S-630
Эудрагит RSPO
Этанол
HFA
F7 BDP
0,050
2,208
-
-
8,500
89,242
F22 BDP
0,050
-
1,920
-
4,00
94,03
F36 BDP
0,050
1,340
-
1,340
8,000
89,270
Ссылки
Hadgraft, J., 2004. Skin deep. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 58, 291-299.
Moser, K., Kriwet, K., Froehlich, C, Kalia, Y.N., Guy, R.H., 2001a. Supersaturation: Enhancement of skin penetration and permeation of a lipophilic drug. Pharm. Res., 18, 1006-1011.
Moser, K., Kriwet, K., Froehlich, C, Naik, A., Kalia, Y.N., Guy, R.H., 2001b. Permeation enhancement of a highly lipophilic drug using supersaturated systems. J. Pharm. Sci., 90, 607-616.
Moser, K., Kriwet, K., Kalia, Y.N., Guy, R.H., 2001c. Stabilization of supersaturated solutions of a lipophilic drug for dermal delivery. Int. J. Pharm., 224, 169-176.
Ranade, V.V., 1995. Drug Delivery Systems. CRC Press, New York, pp. 177-208.
Thomas, B.J., Finnin, B.C., 2004. The transdermal revolution. Drug Discovery Today, 9, 697-703.
Ting, W. W., Vest, C.D., Sontheimer, R.D., 2004. Review of traditional and novel modalities that enhance the permeability of local therapeutics across the Stratum corneum. Int. J. Dermatol., 43, 538-547.
Vervaet, C, Byron, P.R., 1999. Drug-surfactant-propellant interactions in HFA-formulations. Int. J. Pharm., 186, 13-30.
Yong-Hong Liao. Studies on the Stabilisation and Formulation of Proteins for Airway Delivery. 2002.