Ингалируемые порошковые составы альгинатных олигомеров
INHALABLE POWDERED COMPOSITIONS OF ALGINATE OLIGOMERS

Настоящее изобретение относится к новым составам альгинатных олигомеров, которые особенно подходят для введения путем ингаляции. В частности, в настоящем изобретении предложены высушенные распылительной сушкой частицы для ингаляции в форме сухого порошка, содержащие большое количество альгинатного олигомера, фосфолипид и антиадгезивное соединение. Несложный состав согласно настоящему изобретению обеспечивает частицы с массой тонкодисперсных частиц (FPM), распределением частиц по геометрическим размерам и высвобождаемой дозой, которые обеспечивают эффективную доставку альгинатного олигомера в легкие субъекта, подвергающегося лечению, с минимальным риском неблагоприятной реакции на вспомогательные вещества. В настоящем изобретении также предложены сухие порошковые композиции для ингаляции, содержащие высушенные распылительной сушкой частицы, капсулы, содержащие указанные частицы, и ингаляторы для сухого порошка, содержащие указанные частицы. В настоящем изобретении также предложен неожиданный и предпочтительный способ получения частиц согласно настоящему изобретению, в котором получают эмульсию альгинатного олигомера, фосфолипида и антиадгезивного соединения «органическое вещество в жидкости на водной основе», и указанную эмульсию подвергают распылительной сушке. Предложено применение частиц согласно настоящему изобретению в терапии, в частности, для лечения или предотвращения респираторных инфекций и респираторных заболеваний, в частности, расстройств или состояний, которые включают микробную инфекцию, в частности, биопленочную инфекцию, и/или аномальную слизь, например COPD, COAD, COAP, бронхит, муковисцидоз, медицинское расстройство или состояние, связанное с МВ, эмфизему, рак легких, астму или пневмонию, или в более широком смысле, любое состояние, связанное с или характеризующееся дефектной функцией ионного канала муковисцидозного регулятора трансмембранной проводимости (CFTR).
Альгинатные олигомеры были подробно описаны в литературе. Вкратце, альгинаты представляют собой линейные полимеры связанной (1-4)-связью β-D-маннуроновой кислоты (М) и/или ее C-5 эпимера - α-L-гулуроновой кислоты (г). Первичная структура альгинатов может сильно варьироваться. Остатки M и G могут быть организованы в форме гомополимерных блоков смежных M или G остатков, в форме блоков чередующихся M и G остатков, и единичные остатки M или G могут быть обнаружены в промежутках между этими блочными структурами. Молекула альгината может содержать некоторые или все из этих структур, и такие структуры не могут быть равномерно распределены по всему полимеру. В крайнем случае, присутствует гомополимер гулуроновой кислоты (полигулуронат) или гомополимер маннуроновой кислоты (полиманнуронат). Альгинатные олигомеры могут быть получены из альгинатных полимеров, которые, как правило, выделяют из природных источников в форме крупных полимеров с высокой молекулярной массой (например, со средней молекулярной массой в диапазоне от 300000 до 500000 Дальтон). Такие крупные альгинатные полимеры могут разлагаться или разрушаться, например, путем химического или ферментативного гидролиза с получением альгинатных структур с более низкой молекулярной массой.
Было показано, что альгинатные олигомеры способны уменьшать вязкость слизи, в частности, гипервязкой слизи, обладая антимикробными свойствами, а также свойствами препятствовать образованию биопленок. Поэтому предложено их применение для лечения или предотвращения респираторных инфекций и респираторных расстройств, в которые включены микробные инфекции, в частности, биопленочные инфекции и/или аномальная слизь, например, COPD, COAD, COAP, бронхит, муковисцидоз, медицинское расстройство или состояние, связанное с МВ, эмфизема, рак легких, астма и пневмония, среди прочих.
Эффективная доставка активных агентов, особенно сложных биомолекул, таких как альгинатные олигомеры, в легкие может быть трудной для осуществления и специфической. В данной области техники доступны многие альтернативы. Соответственно, предложение доставки активного агента в легкие может быть не таким простым, как кажется на первый взгляд. На сегодняшний день в литературе дано мало конкретных указаний относительно эффективной доставки соответствующих доз альгинатных олигомеров в легкие, и, в частности, не было описано получение альгинатного олигомера в форме сухого порошка.
В настоящее время было обнаружено, что альгинатные олигомеры не могут быть успешно приготовлены в форме чистых сухих порошков с массой тонкодисперсных частиц (FPM), распределением частиц по геометрическим размерам и высвобождаемой дозой, которые обеспечивают возможность эффективной доставки альгинатного олигомера в легкие. Однако неожиданно было обнаружено, что, когда альгинатный олигомер скомбинирован с относительно небольшими количествами фосфолипида и антиадгезивного соединения, путем распылительной сушки могут быть получены частицы с массой тонкодисперсных частиц (FPM), распределением частиц по геометрическим размерам и высвобождаемой дозой, которые обеспечивают возможность эффективной доставки альгинатного олигомера в легкие. Не желая быть связанными теорией, поверхностно-активные свойства фосфолипида, как полагают, обеспечивают частичную маскировку альгинатного олигомера в высушенном распылительной сушкой порошке, уменьшая гидрофильность, и тем самым гигроскопичность порошка. Также полагают, это приводит к желаемому распределению по размеру и снижению осаждения в ротовой полости и трахее, а не в легких, тем самым увеличивая биодоступность в легких.
Таким образом, в первом аспекте предложены высушенные распылительной сушкой частицы для ингаляции состоящие из
(i) по меньшей мере примерно 70% масс./масс. альгинатного олигомера,
(ii) по меньшей мере примерно 10% масс./масс. в сумме фосфолипида и антиадгезивного соединения, при этом указанный фосфолипид является твердым при комнатной температуре, и при этом указанный фосфолипид присутствует в количестве не менее 0,5% масс./масс. и указанное антиадгезивное соединение присутствует в количестве не менее 0,5% масс./масс., и
(iii) не более чем примерно 10% масс./масс. дополнительных вспомогательных веществ.
В предпочтительных вариантах реализации частицы согласно настоящему изобретению содержат по меньшей мере примерно 71% масс./масс. альгинатного олигомера, например, по меньшей мере примерно 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89 или 90% масс./масс. альгинатного олигомера. В других предпочтительных вариантах реализации частицы согласно настоящему изобретению содержат от примерно 70% до примерно 90% масс./масс. альгинатного олигомера, например, от любого из примерно 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80 % масс./масс. до любого из примерно 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89 или 90% масс./масс. альгинатного олигомера, например, 72-88, 74-86, 75-85, 76-84, 77-83, 78-82, 79-81, 74-90, 75-89, 76-88, 77-87, 78-86, 79-85, 80-84, 81-83, 78-90, 79-89, 80-88, 81-87, 82-86, 83-85, 80-90, 81-89, 82-88, 83-87 или 84-86% масс./масс. Предпочтительно частицы согласно настоящему изобретению содержат примерно 80% масс./масс. альгинатного олигомера, например, 78, 79, 80, 81 или 82% масс./масс., предпочтительно 79, 80 или 81% масс./масс., более предпочтительно 80% масс./масс.
В предпочтительных вариантах реализации частицы согласно настоящему изобретению содержат по меньшей мере примерно 11% масс./масс. в сумме фосфолипида и антиадгезивного соединения, например, по меньшей мере примерно 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 или 30% масс./масс. в сумме фосфолипида и антиадгезивного соединения. В других предпочтительных вариантах реализации частицы согласно настоящему изобретению содержат от примерно 10% до примерно 30% масс./масс. в сумме фосфолипида и антиадгезивного соединения, например, любое из от примерно 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 % масс./масс. до любого из примерно 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 или 30% масс./масс. в сумме фосфолипида и антиадгезивного соединения, например, 12-28, 14-26, 15-25, 16-24, 17-23, 18-22, 19-21, 14-30, 15-29, 16-28, 17-27, 18-26, 19-25, 20-24, 21-23, 18-30, 19-29, 20-28, 21-27, 22-26, 23-25, 20-30, 21-29, 22-28, 23-27 или 24-26% масс./масс. Предпочтительно частицы согласно настоящему изобретению содержат примерно 20% масс./масс. в сумме фосфолипида и антиадгезивного соединения, например, 18, 19, 20, 21 или 22% масс./масс., предпочтительно 19, 20 или 21% масс./масс., более предпочтительно 20% масс./масс.
В пределах ограничений вышеуказанных предпочтительных вариантов реализации частицы согласно настоящему изобретению содержат не менее чем 0,5% масс./масс. фосфолипида, например, не менее чем 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 16, 18, 20, 25 или 29,5% масс./масс. В предпочтительных вариантах реализации частицы согласно настоящему изобретению содержат 0,5-15% масс./масс. фосфолипида, например, 1-9, 2-8, 3-7, 4-6, 2-9, 3-8, 4-7, 5-6, 3-9, 4-8, 5-7, 4-9, 5-8, 6-7, 5-9, 6-8, 1-10, 1-11, 1-12, 2-10, 2-11, 2-12, 3-10, 3-11, 3-12, 4-10, 4-11, 5-12, 5-10, 5-11, 5-12, 6-10, 6-11, 6-12, 7-10, 7-11, 7-12 или 8-10, 8-11, 8-12 % масс./масс. Предпочтительно частицы согласно настоящему изобретению содержат примерно 5% масс./масс. фосфолипида, например, 3, 4, 5, 6 или 7% масс./масс., предпочтительно 4, 5 или 6% масс./масс., более предпочтительно 5% масс./масс.
В пределах ограничений вышеуказанных предпочтительных вариантов реализации частицы согласно настоящему изобретению содержат не менее чем 0,5% масс./масс. антиадгезивного соединения, например, не менее чем 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 16, 18, 20, 25 или 29,5% масс./масс. В предпочтительных вариантах реализации частицы согласно настоящему изобретению содержат 0,5-20% масс./масс. антиадгезивного соединения, например, 1-19, 2-18, 3-17, 4-16, 5-15, 6-14, 7-13, 2-19, 3-18, 4-17, 5-16, 6-15, 7-14, 8-13, 3-19, 4-18, 5-17, 6-16, 7-15, 8-14, 9-13, 4-19, 5-18, 6-17, 7-16, 8-15, 9-13, 5-19, 6-18, 7-17, 8-16, 9-15, 1-14, 1-15, 1-16, 2-14, 2-15, 2-16, 3-14, 3-15, 3-16, 4-14, 4-15, 5-14, 6-14, 7-11, 7-12 или 8-10, 8-11, 8-12 % масс./масс. Предпочтительно частицы согласно настоящему изобретению содержат примерно 15% масс./масс. антиадгезивного соединения, например, 13, 14, 15, 16 или 17% масс./масс., предпочтительно 14, 15 или 16% масс./масс., более предпочтительно 15% масс./масс.
В дополнительных вариантах реализации частицы согласно настоящему изобретению содержат примерно 5% масс./масс. фосфолипида, например, 3, 4, 5, 6 или 7% масс./масс., предпочтительно 4, 5 или 6% масс./масс., более предпочтительно 5% масс./масс. и примерно 15% масс./масс. антиадгезивного соединения, например, 13, 14, 15, 16 или 17% масс./масс., предпочтительно 14, 15 или 16% масс./масс., более предпочтительно 15% масс./масс. Более предпочтительно частицы согласно настоящему изобретению содержат примерно 5% масс./масс. фосфолипида и примерно 15% масс./масс. антиадгезивного соединения.
В других вариантах реализации относительные количества фосфолипида и антиадгезивного соединения, присутствующих в частицах, находятся в соотношении от 1:5 до 5:1, предпочтительно от 1:4,5 до 4,5:1, от 1:4 до 4:1, от 1:3,5 до 3,5:1, от 1:3 до 3:1, от 1:2,5 до 2,5:1, от 1:2 до 2:1, от 1:1,5 до 1,5:1 или 1:1, более предпочтительно 1:3,5, 1:3 или 1:2,5, наиболее предпочтительно 1:3.
В других вариантах реализации относительные количества альгинатного олигомера и объединенные количества фосфолипида и антиадгезивного соединения, присутствующих в частицах, составляют в соотношении 7:3, 7:2,5, 7:2, 7,5:2,5, 7,5:1,5, 8:2, 8:1,5, 8:1, 8,5:1,5, 8,5:1 или 9:1.
В других вариантах реализации относительные количества альгинатного олигомера, фосфолипида и антиадгезивного соединения, присутствующих в частицах, находятся в соотношении 7:2:1, 7:1,5:1,5, 7:1:2, 7:0,5:2,5, 7:0,05:2,95, 8:1,5:0,5, 8:1:1, 8:0,5:1,5, 8:0,05:1,95, 9:0,75:0,25, 9:0,5:0,5, 9:0,25:0,75 или 9:0,5:0,95, 8:0,5:1,5 является предпочтительным. Предпочтительно в данных вариантах реализации дополнительные вспомогательные вещества не присутствуют.
В предпочтительных вариантах реализации частицы согласно настоящему изобретению содержат не более чем примерно 9% масс./масс. дополнительных вспомогательных веществ, например, не более чем примерно 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0,5, 0,1, 0,05, 0,01, 0,005 или 0,001% масс./масс. дополнительных вспомогательных веществ. В наиболее предпочтительных вариантах реализации частицы согласно настоящему изобретению по существу не содержат дополнительных вспомогательных веществ. Подходящие дополнительные вспомогательные вещества раскрыты в настоящем описании. В некоторых вариантах реализации дополнительное вспомогательное вещество представляет собой не фосфолипид, например, такое, которое является твердым при комнатной температуре, или антиадгезивное соединение.
В одном варианте реализации частицы согласно настоящему изобретению содержат примерно 80% масс./масс. альгинатного олигомера, примерно 15% масс./масс. антиадгезивного соединения и примерно 5% масс./масс. фосфолипида и по существу не содержат другие вспомогательные вещества.
Во избежание сомнений, в этом аспекте настоящего изобретения сумма отдельных процентных количеств каждого компонента составляет 100%. Возможно, что при получении частицы согласно настоящему изобретению удерживают молекулы растворителя, например, молекулы воды, в тесной связи с молекулами альгинатного олигомера, фосфолипида, антиадгезивного соединения и/или дополнительного вспомогательного вещества. Для целей настоящего изобретения остаточный растворитель, связанный таким образом, включается в расчеты пропорционально % масс./масс. и поэтому не оказывает влияния на относительные количества компонентов частиц согласно настоящему изобретению.
“% масс./масс.” (или “процентное содержание по массе”) является широко используемым выражением для обозначения доли твердой композиции, которая состоит из рассматриваемого соединения. 1% масс./масс. равен 1 г соединения на 100 граммов твердой композиции, 2% масс./масс. равен 2 г соединения на 100 граммов твердой композиции, и так далее. 1% масс./масс. также равен 10 граммам соединения на килограмм твердой композиции.
Частицы согласно настоящему изобретению обеспечивают эффективную доставку альгинатного олигомера в легкие субъекта, подвергаемого лечения.
Как уже отмечалось выше, определенный признак частиц согласно настоящему изобретению состоит в том, что они имеют размер, соответствующий или подходящий для ингаляции, то есть для доставки в легкие субъекта с помощью ингалятора для сухого порошка (т.е. ингалятора, подходящего для введения порошка). Более определенно, частицы имеют аэродинамический размер частиц менее 5 мкм, например, не более 4,9, 4,8, 4,7, 4,6 или 4,5 мкм. Иначе говоря, частицы имеют масс-медианный аэродинамический диаметр (MMAD) менее 5 мкм, например, не более 4,9, 4,8, 4,7, 4,6 или 4,5 мкм. В частности, частицы преимущественно имеют однородное или по существу равномерное распределение по размерам, то есть они являются по существу однородными или монодисперсными. Таким образом, частицы имеют относительно узкое аэродинамическое распределение частиц по размерам (APSD). APSD может быть определен с учетом массы тонкодисперсных частиц (FPM), как это определено ниже. Предпочтительно, частицы легко распыляются при относительно низких аэродинамическими дисперсионных силах.
Частицы согласно настоящему изобретению предпочтительно имеют распределение частиц по геометрическим размерам, которое является приемлемым для ингаляции, т.е. d50 < 5 мкм и d90 < 10мкм, и предпочтительно с d10 < 1,5 мкм, что определено в соответствии с протоколом примеров, т.е. измерено с применением анализатора размера частиц Malvern Mastersizer MicroPlus (Malvern Instruments, UK) после диспергирования 15 мг частиц в 3 мл этилацетата, содержащего сорбитана триолеат (SPAN 85) в концентрации 2 г/л.
В некоторых вариантах реализации частицы согласно настоящему изобретению могут иметь d50 < 4 мкм или < 3 или < 2,5 мкм. В других вариантах реализации частицы согласно настоящему изобретению могут иметь d50 примерно или приблизительно 3 мкм, например, d50, составляющий 2-4, 2,5-4,0, 2,5-3,8, 2,5-3,5, 2,8-3,8, 2,8-3,5 или 2,8-3,2 мкм.
В других вариантах реализации частицы согласно настоящему изобретению могут иметь d90 < 8 мкм или < 7 или < 6 мкм.
В других вариантах реализации частицы согласно настоящему изобретению могут иметь d10 < 2 мкм или < 1 или < 0,5 мкм.
Рассмотрены любые и все комбинации d10, d50 и/или d90, хотя в некоторых вариантах реализации частицы могут быть описаны с учетом только одного параметра d, например, d50 < 5 мкм или d50 < 3 мкм. В другом варианте реализации частицы согласно настоящему изобретению могут иметь d50 ~3 мкм. Частицы согласно настоящему изобретению предпочтительно имеют FPM (распределение частиц по размеру < 4,46 мкм) более чем примерно 10 мг, например, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 или 20 мг на 40 мг частиц, что измерено в соответствии с протоколом примеров, т.е., измерено с применением импактора нового поколения (NGI) и устройства Plastiape для дозирования одной дозы с высоким сопротивлением (60L) в качестве средства доставки частиц. Это может быть выражено как процент FPM < 4,46 мкм более чем примерно 25%, например, 28%, 30%, 33%, 35%, 38%, 40%, 43%, 45%, 48% или 50%.
Частицы согласно настоящему изобретению предпочтительно имеют высвобождаемую дозу более чем примерно 65%, например, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79 или 80%, что определено согласно протоколу примеров, т.е. как измерено с применением импактора нового поколения (NGI) и устройства Plastiape для дозирования одной дозы с высоким сопротивлением (60L) в качестве средства доставки частиц.
Частицы согласно настоящему изобретению предпочтительно показывают по меньшей мере примерно 90%, например, по меньшей мере 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98 или 99% высвобождения альгинатного олигомера при воздействии 4 мг частиц на по меньшей мере 0,1 мл физиологического раствора в течение по меньшей мере одного часа при комнатной температуре.
Как было отмечено выше, альгинаты, как правило, встречаются в форме полимеров со средней молекулярной массой по меньшей мере 35000 Дальтон, то есть приблизительно от 175 до приблизительно 190 мономерных остатков, хотя, как правило, гораздо выше, и альгинатный олигомер согласно настоящему изобретению может быть определен как материал, полученный путем фракционирования (т.е. уменьшения размера) альгинатного полимера, обычно встречающегося в природе альгината. Альгинатный олигомер можно считать альгинатом со средней молекулярной массой менее 35000 Дальтон (т.е. менее чем приблизительно 190 или менее чем приблизительно 175 мономерных остатков), в частности, альгинатом средней молекулярной массой менее 30000 Дальтон (то есть, менее приблизительно 175 или менее чем приблизительно 150 мономерных остатков), более определенно, средней молекулярной массой менее 25000 или 20000 Дальтон (т.е. менее чем приблизительно 135 или 125 мономерных остатков или менее чем приблизительно 110 или 100 мономерных остатков).
Рассматривая в качестве альтернативы, олигомер в целом содержит 2 или более единиц и остатков, и альгинатный олигомер для применения согласно настоящему изобретению обычно содержит от 2 до 100 мономерных остатков, чаще 3, 4, 5 или от 6 до 100, и может содержать 2, 3, 4, 5 или от 6 до 75, 2, 3, 4, 5 или от 6 до 50, 2, 3, 4, 5 или от 6 до 40, 2, 3, 4, 5 или от 6 до 35 или 2, 3, 4, 5 или от 6 до 30 остатков. Таким образом, альгинатный олигомер для применения согласно настоящему изобретению обычно имеет среднюю молекулярную массу 350, 550, 700, 900 или от 1000 до 20000 Дальтон, 350, 550, 700, 900 или от 1000 до 15000 Дальтон, 350, 550, 700, 900 или от 1000 до 10000 Дальтон, 350, 550, 700, 900 или от 1000 до 8000 Дальтон, 350, 550, 700, 900 или от 1000 до 7000 Дальтон или 350, 550, 700, 900 или от 1000 до 6000 Дальтон.
Иначе говоря, альгинатный олигомер может иметь степень полимеризации (DP) или среднечисловую степень полимеризации (DPn) от 2 до 100, предпочтительно от 2 до 75, предпочтительно от 2 до 50, более предпочтительно от 2 до 40, от 2 до 35, от 2 до 30, от 2 до 28, от 2 до 25, от 2 до 22, от 2 до 20, от 2 до 18, от 2 до 17, от 2 до 15 или от 2 до 12.
Другие типичные диапазоны (для количества остатков, DP или DPn) включают от любого из 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 или 11 до любого из 50, 45, 40, 39, 38, 37, 36, 35, 34, 33, 32, 31, 30, 29, 28, 27, 26, 25, 24, 23, 22, 21, 20, 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13 или 12.
Другие типичные диапазоны (для количества остатков, DP или DPn) включают от любого из 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 или 15 до любого из 50, 45, 40, 39, 38, 37, 36, 35, 34, 33, 32, 31, 30, 29, 28, 27, 26, 25, 24, 23, 22, 21, 20, 19, 18, 17 или 16.
Другие типичные диапазоны (для количества остатков, DP или DPn) включают от любого из 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 или 18 до любого из 50, 45, 40, 39, 38, 37, 36, 35, 34, 33, 32, 31, 30, 29, 28, 27, 26, 25, 24, 23, 22, 21, 20 или 19.
Альгинатный олигомер, как было отмечено выше, содержит (или включает) остатки или единицы гулуроната или гулуроновой кислоты (G) и/или маннуроната или маннуроновой кислоты (М). Альгинатный олигомер согласно настоящему изобретению предпочтительно состоит исключительно или по существу исключительно (т.е. по существу состоит) из остатков уроната/уроновой кислоты, в частности, исключительно или по существу исключительно из G и/или M остатков. Иначе говоря, в альгинатном олигомере для применения в настоящем изобретении, по меньшей мере 80%, в частности, по меньшей мере 85, 90, 95 или 99% мономерных остатков могут представлять собой остатки уроната/уроновой кислоты или, в частности, остатки G и/или M. Другими словами, предпочтительно альгинатный олигомер не будет содержать другие остатки или единицы (например, остатки других сахаридов или, в частности, остатки другой уроновой кислоты/уроната).
Альгинатный олигомер предпочтительно представляет собой линейный олигомер.
В частности, в предпочтительном варианте реализации по меньшей мере 30% остатков мономера альгинатного олигомера представляют собой остатки G (т.е., гулуроната или гулуроновой кислоты). Другими словами, альгинатный олигомер состоит по меньшей мере из 30% остатков гулуроната (или гулуроновой кислоты). Определенные варианты реализации таким образом включают альгинатные олигомеры, содержащие (например, содержащие) от 30 до 70% G (гулуронат) остатков или от 70 до 100% G (гулуронат) остатков. Таким образом, типичный альгинатный олигомер для применения согласно настоящему изобретению может содержать по меньшей мере 70% G остатков (т.е., по меньшей мере 70% остатков мономера альгинатного олигомера представляют собой G остатки).
Предпочтительно по меньшей мере 50% или 60%, в частности, по меньшей мере 70% или 75%, даже более конкретно по меньшей мере 80, 85, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98 или 99% мономерных остатков представляют собой гулуронат. В одном варианте реализации альгинатный олигомер может представлять собой олигогулуронат (т.е., гомоолигомер G или 100% G).
В дополнительном предпочтительном варианте реализации вышеописанные альгинаты согласно настоящему изобретению имеют первичную структуру, где большая часть остатков G находится в так называемых G-блоках. Предпочтительно по меньшей мере 50%, более предпочтительно по меньшей мере 70 или 75%, и наиболее предпочтительно по меньшей мере 80, 85, 90, 92 или 95% G остатков находятся в G-блоках. G блок представляет собой непрерывную последовательность по меньшей мере двух G остатков, предпочтительно по меньшей мере 3 непрерывных G остатков, более предпочтительно по меньшей мере 4 или 5 непрерывных G остатков, наиболее предпочтительно по меньшей мере 7 непрерывных G остатков.
В частности, по меньшей мере 90% остатков G связаны посредством связи 1-4 с другим G остатком. Более конкретно по меньшей мере 95%, более предпочтительно по меньшей мере 98%, и наиболее предпочтительно по меньшей мере 99% G остатков альгината связаны посредством связи 1-4 с другим G остатком.
Альгинатный олигомер для применения в настоящем изобретении представляет собой предпочтительно от 3- до 35-мер, более предпочтительно от 3- до 28-мер, в частности, от 4- до 25-мер, например, от 5- до 20-мер, особенно от 6- до 22-мер, в частности, от 8- до 20-мер, особенно от 10- до 15-мер, например, имеющий молекулярную массу в диапазоне от 350 до 6400 Дальтон или от 350 до 6000 Дальтон, предпочтительно от 550 до 5500 Дальтон, предпочтительно от 750 до 5000 Дальтон, и особенно от 750 до 4500 Дальтон или от 2000 до 3000 Дальтон или от 900 до 3500 Дальтон. Другие типичные альгинатные олигомеры включают, как упоминалось выше, олигомеры, содержащие от 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 или 13 до 50, 45, 40, 35, 28, 25, 22 или 20 остатков.
Он может представлять собой одно соединение или может быть смесью соединений, например, в диапазоне степеней полимеризации. Как отмечено выше, мономерные остатки в альгинатном олигомере могут быть одинаковыми или разными и не все должны нести электрически заряженные группы, хотя предпочтительно, чтобы большинство (например, по меньшей мере 60%, предпочтительно по меньшей мере 80%, более предпочтительно по меньшей мере 90%) несли. Предпочтительно, чтобы по существу большинство, например, по меньшей мере 80%, более предпочтительно по меньшей мере 90% заряженных групп имели одинаковую полярность. В альгинатном олигомере соотношение гидроксильных групп к заряженным группам составляет предпочтительно по меньшей мере 2:1, в частности, по меньшей мере 3:1.
Альгинатный олигомер согласно настоящему изобретению может иметь степень полимеризации (DP) или среднечисловую степень полимеризации (DPn), которая составляет 3-28, 4-25, 6-22, 8-20 или 10-15 или 5-18 или 7-15 или 8-12, особенно 10.
Альгинатный олигомер согласно настоящему изобретению может иметь степень полимеризации (DP) или среднечисловую степень полимеризации (DPn), которая составляет 3-24, 4-23, 5-22, 6-21, 7-20, 8-19, 9-18, 10-17, 11-16, 12-15 или 13-14 (например, 13 или 14).
Альгинатный олигомер согласно настоящему изобретению может иметь степень полимеризации (DP) или среднечисловую степень полимеризации (DPn), которая составляет 4-25, 5-24, 6-23, 7-22, 8-21, 9-20, 10-19, 11-18, 12-17, 13-16, 14-15 (например, 14 или 15).
Альгинатный олигомер согласно настоящему изобретению может иметь степень полимеризации (DP) или среднечисловую степень полимеризации (DPn), которая составляет 5-26, 6-25, 7-24, 8-23, 9-22, 10-21, 11-20, 12-19, 13-18, 14-17 или 15-16 (например, 15 или 16).
Альгинатный олигомер согласно настоящему изобретению может иметь степень полимеризации (DP) или среднечисловую степень полимеризации (DPn), которая составляет 4-50, 4-40, 4-35, 4-30, 4-28, 4-26, 4-22, 4-20, 4-18, 4-16 или 4-14.
Альгинатный олигомер согласно настоящему изобретению может иметь степень полимеризации (DP) или среднечисловую степень полимеризации (DPn), которая составляет 5-50, 5-40, 5-25, 5-22, 5-20, 5-18, 5-23, 5-20, 5-18, 5-16 или 5-14.
Альгинатный олигомер согласно настоящему изобретению может иметь степень полимеризации (DP) или среднечисловую степень полимеризации (DPn), которая составляет 6-50, 6-40, 6-35, 6-30, 6-28, 6-26, 6-24, 6-20, 6-19, 6-18, 6-16 или 6-14.
Альгинатный олигомер согласно настоящему изобретению может иметь степень полимеризации (DP) или среднечисловую степень полимеризации (DPn), которая составляет 8-50, 8-40, 8-35, 8-30, 8-28, 8-25, 8-22, 8-20, 8-18, 8-16 или 8-14.
Альгинатный олигомер согласно настоящему изобретению может иметь степень полимеризации (DP) или среднечисловую степень полимеризации (DPn), которая составляет 9-50, 9-40, 9-35, 9-30, 9-28, 9-25, 9-22, 9-20, 9-18, 9-16 или 9-14.
Альгинатный олигомер согласно настоящему изобретению может иметь степень полимеризации (DP) или среднечисловую степень полимеризации (DPn), которая составляет 10-50, 10-40, 10-35, 10-30, 10-28, 10-25, 10-22, 10-20, 10-18, 10-16 или 10-14.
Альгинатный олигомер согласно настоящему изобретению может иметь степень полимеризации (DP) или среднечисловую степень полимеризации (DPn), которая составляет 11-50, 11-40, 11-35, 11-30, 11-28, 11-25, 11-22, 11-20, 11-18, 11-16 или 11-14.
Альгинатный олигомер согласно настоящему изобретению может иметь степень полимеризации (DP) или среднечисловую степень полимеризации (DPn), которая составляет 12-50, 12-40, 12-35, 12-30, 12-28, 12-25, 12-22, 12-20, 12-18, 12-16 или 12-14.
Альгинатный олигомер согласно настоящему изобретению может иметь степень полимеризации (DP) или среднечисловую степень полимеризации (DPn), которая составляет 13-50, 13-40, 13-35, 13-30, 13-28, 13-25, 13-22, 13-20, 13-18, 13-16 или 13-14.
Альгинатный олигомер согласно настоящему изобретению может иметь степень полимеризации (DP) или среднечисловую степень полимеризации (DPn), которая составляет 14-50, 14-40, 14-35, 14-30, 14-28, 14-25, 14-22, 14-20, 14-18, 14-16 или 14-15.
Альгинатный олигомер согласно настоящему изобретению может иметь степень полимеризации (DP) или среднечисловую степень полимеризации (DPn), которая составляет 15-50, 15-40, 15-35, 15-30, 15-28, 15-25, 15-22, 15-20, 15-18 или 15-16.
Альгинатный олигомер согласно настоящему изобретению может иметь степень полимеризации (DP) или среднечисловую степень полимеризации (DPn), которая составляет 18-50, 18-40, 18-35, 18-30, 18-28, 18-25, 18-22 или 18-20.
n
n
Предпочтительно альгинатный олигомер согласно настоящему изобретению представляет собой по существу свободные, предпочтительно по существу свободные, альгинатные олигомеры, имеющие степень полимеризации за пределами диапазонов, описанных в настоящем документе. Это может быть выражено в единицах молекулярно-массового распределения альгинатного олигомера согласно настоящему изобретению, например, процентное содержание каждого моль альгинатного олигомера используют в соответствии с настоящим изобретением, которое имеет DP за пределами соответствующего диапазона. Молекулярно-массовое распределение предпочтительно представляет собой такое, что не более 10%, предпочтительно не более 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 или 1 мол.% имеет DP в три, два или один раз выше, чем соответствующий верхний предел для DP. Аналогичным образом, предпочтительно, что не более чем 10%, предпочтительно не более 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 или 1 мол.% имеет DP ниже значения в три, два или один раз меньше, чем соответствующий нижний предел для DP.
Подходящие альгинатные олигомеры описаны в WO2007/039754, WO2007/039760, WO2008/125828 и WO2009/068841, описания которых непосредственно полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки.
n
G
M
Типичные подходящие альгинатные олигомеры имеют DP в диапазоне от 5 до 30, фракцию гулуроната (F) по меньшей мере 0,80, фракцию маннуроната (F) не более 0,20, и по меньшей мере 95 мол.% DP не более 25.
G
M
Другие подходящие альгинатные олигомеры имеют значение средней степени полимеризации в диапазоне от 7 до 15 (предпочтительно от 8 до 12), фракцию гулуроната (F) по меньшей мере 0,85 (предпочтительно по меньшей мере 0,90), фракцию маннуроната (F) не более 0,15 (предпочтительно не более 0,10), и имеют по меньшей мере 95 мол.% со степенью полимеризации менее 17 (предпочтительно менее 14).
G
M
Другие подходящие альгинатные олигомеры имеют значение средней степени полимеризации в диапазоне от 5 до 18 (особенно от 7 до 15), фракцию гулуроната (F) по меньшей мере 0,80 (предпочтительно по меньшей мере 0,85, особенно по меньшей мере 0,92), фракцию маннуроната (F) не более 0,20 (предпочтительно не более 0,15, особенно не более 0,08), и имеют по меньшей мере 95 мол.% со степенью полимеризации менее 20 (предпочтительно менее 17).
G
M
Другие подходящие альгинатные олигомеры имеют значение средней степени полимеризации в диапазоне от 5 до 18, фракцию гулуроната (F) по меньшей мере 0,92, фракцию маннуроната (F) не более 0,08, и имеют по меньшей мере 95мол.% со степенью полимеризации менее 20.
G
M
Другие подходящие альгинатные олигомеры имеют значение средней степени полимеризации в диапазоне от 5 до 18 (предпочтительно 7 до 15, более предпочтительно от 8 до 12, особенно примерно 10), фракцию гулуроната (F) по меньшей мере 0,80 (предпочтительно по меньшей мере 0,85, более предпочтительно по меньшей мере 0,90, особенно по меньшей мере 0,92, особенно по меньшей мере 0,95), фракцию маннуроната (F) не более 0,20 (предпочтительно не более 0,15, более предпочтительно не более 0,10, особенно не более 0,08, особенно не более 0,05), и имеют по меньшей мере 95 мол.% со степенью полимеризации менее 20 (предпочтительно менее 17, более предпочтительно менее 14).
G
M
Другие подходящие альгинатные олигомеры имеют значение средней степени полимеризации в диапазоне от 7 до 15 (предпочтительно от 8 до 12), фракцию гулуроната (F) по меньшей мере 0,92 (предпочтительно по меньшей мере 0,95), фракцию маннуроната (F) не более 0,08 (предпочтительно не более 0,05), и имеют по меньшей мере 95 мол.% со степенью полимеризации менее 17 (предпочтительно менее 14).
G
M
Другие подходящие альгинатные олигомеры имеют значение средней степени полимеризации в диапазоне от 5 до 18, фракцию гулуроната (F) по меньшей мере 0,80, фракцию маннуроната (F) не более 0,20, и имеют по меньшей мере 95 мол.% со степенью полимеризации менее 20.
G
M
Другие подходящие альгинатные олигомеры имеют значение средней степени полимеризации в диапазоне от 7 до 15, фракцию гулуроната (F) по меньшей мере 0,85, фракцию маннуроната (F) не более 0,15, и имеют по меньшей мере 95 мол.% со степенью полимеризации менее 17.
G
M
Другие подходящие альгинатные олигомеры имеют значение средней степени полимеризации в диапазоне от 7 до 15, фракцию гулуроната (F) по меньшей мере 0,92, фракцию маннуроната (F) не более 0,08, и имеют по меньшей мере 95 мол.% со степенью полимеризации менее 17.
G
M
Другие подходящие альгинатные олигомеры имеют значение средней степени полимеризации в диапазоне от 5 до 20, фракцию гулуроната (F) по меньшей мере 0,85 и фракцию маннуроната (F) не более 0,15.
G
M
G
M
Другие подходящие альгинатные олигомеры имеют значение средней степени полимеризации в диапазоне от 5 до 20, фракцию гулуроната (F) 0,9-0,95 и фракцию маннуроната (F) 0,05-0,1, что может быть выражено как альгинатный олигомер, содержащий 90-95% G остатков, и имеющий среднюю молекулярную массу 2600 Да. Другие подходящие альгинатные олигомеры имеют значение средней степени полимеризации примерно 13 (например, 12, 13 или 14), фракцию гулуроната (F) по меньшей мере примерно 0,80, 0,85, 0,87, 0,88, 0,90 или 0,93 (например, 0,92, 0,93 или 0,94) и соответствующую фракцию маннуроната (F) не более примерно 0,20, 0,15, 0,13, 0,12, 0,10 или 0,07 (например, 0,08, 0,07 или 0,06).
G
M
Другие подходящие альгинатные олигомеры имеют значение средней степени полимеризации примерно 21 (например, 20, 21 или 22), фракцию гулуроната (F) по меньшей мере примерно 0,80 (например, 0,85, 0,87, 0,88, 0,90, 0,92, 0,94 или 0,95) и соответствующую фракцию маннуроната (F) не более примерно 0,20 (например, 0,15, 0,13, 0,12, 0,10, 0,08, 0,06, 0,05).
G
M
Другие подходящие альгинатные олигомеры имеют значение средней степени полимеризации примерно 6 (например, 5, 6 или 7), фракцию гулуроната (F) по меньшей мере примерно 0,80 (например, 0,85, 0,87, 0,88, 0,90, 0,92, 0,94 или 0,95) и соответствующую фракцию маннуроната (F) не более примерно 0,20 (например, 0,15, 0,13, 0,12, 0,10, 0,08, 0,06, 0,05).
Таким образом, следует заметить, что определенный класс предпочтительных альгинатных олигомеров согласно настоящему изобретению представляет собой альгинатные олигомеры, определенные как так называемые олигомеры "с высоким содержанием G" или "G-блоковые", т.е., имеющие высокое содержание G остатков или G-блоков (например, в которых по меньшей мере 70% мономерных остатков представляют собой G, предпочтительно расположенные в G-блоках). Тем не менее, можно также применять другие типы альгинатного олигомера, включая, в частности, олигомеры "с высоким содержанием M" или "М-блоковые" или MG-блоковые олигомеры, как описано далее ниже. Соответственно, они представляют собой альгинатные олигомеры с высокой долей мономера одного типа, и указанные мономеры данного типа находятся преимущественно в непрерывных последовательностях мономеров данного типа, которые представляют собой олигомеры, являющиеся особенно предпочтительными, например, олигомеры, в которых по меньшей мере 70% остатков мономера в олигомере представляют собой G остатки, связанные посредством связи 1-4 с другим G-остатком, или более предпочтительно по меньшей мере 75%, а наиболее предпочтительно по меньшей мере 80, 85, 90, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99% мономерных остатков олигомера представляют собой G остатки, связанные посредством связи 1-4 с другим остатком G. Эта 1-4 связь двух G остатков может быть альтернативно изображена как гулуроновая единица, связанная с соседней гулуроновой единицей.
В другом варианте реализации по меньшей мере или более конкретно более 50% остатков мономера альгинатного олигомера могут представлять собой M остатки (т.е., маннуронат или маннуроновую кислоту). Другими словами, альгинатный олигомер содержит по меньшей мере или альтернативно более чем 50% остатков маннуроната (или маннуроновой кислоты). Определенные варианты реализации таким образом включают альгинатные олигомеры, содержащие (например, содержащие) от 50 до 70% остатков M (маннуронат) или, например, от 70 до 100% остатков M (маннуронат). Дополнительные определенные варианты реализации также включают олигомеры, содержащие от 71 до 85% остатков M или от 85 до 100% остатков M. Таким образом, типичный альгинатный олигомер для применения согласно данному варианту реализации настоящего изобретения содержит более 70% остатков M (т.е., более 70% остатков мономера альгинатного олигомера составляют M остатки).
В других вариантах реализации по меньшей мере 50% или 60%, в частности, по меньшей мере 70% или 75%, в частности, по меньшей мере 80, 85, 90, 95 или 99% остатков мономера представляют собой маннуронат. В одном варианте реализации альгинатный олигомер может представлять собой олигоманнуронат (т.е., гомоолигомер M или 100% M).
В другом варианте реализации вышеописанные альгинаты согласно настоящему изобретению имеют первичную структуру, в которой большинство остатков M расположены в так называемых M-блоках. В данном варианте реализации предпочтительно по меньшей мере 50%, более предпочтительно по меньшей мере 70 или 75%, и наиболее предпочтительно по меньшей мере 80, 85, 90 или 95% M остатков расположены в M-блоках. M блок представляет собой непрерывную последовательность по меньшей мере двух M остатков, предпочтительно по меньшей мере 3 непрерывных M остатков, более предпочтительно по меньшей мере 4 или 5 непрерывных M остатков, наиболее предпочтительно по меньшей мере 7 непрерывных M остатков.
В частности, по меньшей мере 90% остатков M связаны посредством связи 1-4 с другим M остатком. В частности, по меньшей мере 95%, более предпочтительно по меньшей мере 98%, и наиболее предпочтительно по меньшей мере 99% остатков M альгината связаны посредством связи 1-4 с другим остатком M.
Другие предпочтительные олигомеры представляют собой альгинатные олигомеры, в которых по меньшей мере 70% мономерных остатков в олигомере представляют собой остатки M, связанные посредством связи 1-4 с другим M-остатком, или более предпочтительно по меньшей мере 75%, и наиболее предпочтительно по меньшей мере 80, 85, 90, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99% мономерных остатков олигомера представляют собой M остатки, связанные посредством связи 1-4 с другим M остатком. Данная 1-4 связь двух M остатков может быть альтернативно изображена как маннуроновая единица, связанная со смежной маннуроновой единицей.
В другом варианте реализации альгинатные олигомеры согласно настоящему изобретению содержат последовательность чередующихся остатков M и G. Последовательность по меньшей мере трех, предпочтительно по меньшей мере четырех чередующихся остатков M и G представляет собой MG блок. Предпочтительно альгинатные олигомеры согласно настоящему изобретению содержат MG блок. Описывая более конкретно, MG блок представляет последовательность по меньшей мере трех непрерывных остатков, состоящую из остатков G и M, и при этом каждый нетерминальный (внутренний) G остаток в непрерывной последовательности связан посредством связи 1-4 и 4-1 с остатком M, и каждый нетерминальный (внутренний) M остаток в непрерывной последовательности связан посредством связи 1-4 и 4-1 с остатком G. Предпочтительно MG блок представляет собой по меньшей мере 5 или 6 непрерывных остатков, более предпочтительно по меньшей мере 7 или 8 непрерывных остатков.
В другом варианте реализации меньшую часть уроната в альгинатном олигомере (т.е., маннуроната или гулуроната) обнаруживают преимущественно в MG блоках. В данном варианте реализации предпочтительно по меньшей мере 50%, более предпочтительно по меньшей мере 70 или 75% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 80, 85, 90 или 95% уронатных мономеров, присутствующих в меньшем количестве в MG блоках альгинатного олигомера, находятся в MG блоках. В другом варианте реализации альгинатный олигомер организован таким образом, что по меньшей мере 50%, по меньшей мере 60%, по меньшей мере 70%, по меньшей мере 80%, по меньшей мере 85%, по меньшей мере 90%, по меньшей мере 95%, по меньшей мере 99%, например, 100% остатков G и M в олигомере расположены в MG блоках.
Хотя в самом широком смысле изобретение распространяется на те варианты реализации, в которых по меньшей мере 1%, но менее 100% мономерных остатков олигомера представляют собой остатки G (т.е., гулуронат или гулуроновая кислота), более конкретно, и как это определено далее ниже, по меньшей мере 30% остатков мономера представляют собой остатки G. Таким образом, в самом широком смысле альгинатный олигомер, содержащий MG блок, может содержать по меньшей мере 1%, но менее 100% остатков гулуроната (или гулуроновой кислоты), но в целом альгинатный олигомер, содержащий MG блок, содержит по меньшей мере 30% (или по меньшей мере 35, 40 или 45% или 50% G), но менее 100% G. Определенные варианты реализации таким образом включают альгинатные олигомеры, содержащие MG блок, содержащие (например, содержащие) от 1 до 30% остатков G (гулуронат), от 30 до 70% остатков G (гулуронат) или от 70 до 99% остатков G (гулуронат). Таким образом, примерный MG блок, содержащий альгинатный олигомер для применения согласно настоящему изобретению, может содержать более 30%, но менее 70%, остатков G (т.е., более 30%, но менее 70% мономерных остатков MG блока альгинатного олигомера представляют собой остатки G).
Предпочтительно более 30%, в частности, более 35% или 40%, в частности, более 45, 50, 55, 60 или 65%, но в каждом случае менее 70% мономерных остатков альгинатного олигомера, содержащего MG блок, представляют собой гулуронат. В качестве альтернативы, менее 70%, более предпочтительно менее 65% или 60%, даже более предпочтительно менее 55, 50, 45, 40 или 35%, но в каждом случае более 30% остатков мономера альгинатного олигомера, содержащего MG-блок, представляет собой гулуронат. Можно выбрать любой диапазон, образованный любой комбинацией данных величин. Поэтому, например, альгинатный олигомер, содержащий MG блок, может содержать, например, от 35% до 65%, от 40% до 60% или от 45% до 55% остатков G.
В другом варианте реализации альгинатный олигомер, содержащий MG блок, может содержать приблизительно равные количества остатков G и M (например, соотношения от 65% G/35% M до 35% G/65% M, например, от 60% G/40% M до 40% G/60% M; от 55% G/45% M до 45% G/55% M; от 53% G/47% M до 47% G/53% M; от 51% G/49% M до 49% G/51% M; например, примерно 50% G и примерно 50% M), и данные остатки расположены преимущественно, предпочтительно полностью или настолько, насколько возможно, по схеме чередующихся MG (например, по меньшей мере 50% или по меньшей мере 60, 70, 80, 85, 90 или 95% или 100% остатков M и G расположены в чередующейся последовательности MG).
4
5
В некоторых вариантах реализации концевые остатки уроновой кислоты олигомеров согласно настоящему изобретению не имеют двойной связи, особенно двойной связи, расположенной между атомами C и C. Такие олигомеры могут быть описаны как имеющие насыщенные концевые остатки уроновой кислоты. Специалист имеет возможность подготовить олигомеры с насыщенными концевыми остатками уроновой кислоты без чрезмерных затрат. Этого можно достичь за счет применения способов получения, которые обеспечивают такие олигомеры, или путем преобразования (насыщающих) олигомеров, полученных способами, которые обеспечивают олигомеры с ненасыщенными концевыми остатками уроновой кислоты.
Альгинатный олигомер, как правило, несет заряд, и поэтому противоионы для альгинатного олигомера могут представлять собой любой физиологически приемлемый ион, особенно те, которые обычно применяют для заряженных лекарственных веществ, например, натрий, калий, аммоний, хлорид, мезилат, меглумин и т.д. Также можно применять ионы, которые способствуют желатинизации альгината, например, ионы металлов группы 2.
В то время как альгинатный олигомер может представлять собой синтетический материал, полученный при полимеризации соответствующего количества остатков гулуроната и маннуроната, альгинатные олигомеры для применения в настоящем изобретении обычно могут быть получены, произведены или получены из природных источников, таких, как упомянутые выше, а именно, материалы-источники природного альгината.
Расщепление полисахарида до олигосахарида для получения альгинатного олигомера, применяемого согласно настоящему изобретению, может быть осуществлено с применением обычных методик лизиса полисахарида, таких как ферментативное расщепление и кислотный гидролиз. В одном предпочтительном варианте реализации кислотный гидролиз применяют для получения альгинатных олигомеров согласно настоящему изобретению. В других вариантах реализации ферментативное расщепление применяют с дополнительной стадией(ями) обработки для насыщения концевых уроновых кислот в олигомерах.
Олигомеры затем можно отделять от продуктов распада полисахарида хроматографическим путем с применением ионообменной смолы, или путем фракционного осаждения или солюбилизации или фильтрации. US 6121441 и WO 2008/125828, которые непосредственно полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки, описывают способ, пригодный для получения альгинатных олигомеров для применения в настоящем изобретении. Дополнительную информацию и обсуждение можно найти, например, в "Handbooks of Hydrocolloids", Ed. Phillips and Williams, CRC, Boca Raton, Florida, USA, 2000, который непосредственно полностью включен в настоящую заявку.
Альгинатные олигомеры могут также быть химически модифицированы, включая, но не ограничиваясь, модификацию, чтобы добавить заряженные группы (такие как карбоксилированные или карбоксиметилированные гликаны), и альгинатные олигомеры, модифицированные для изменения гибкости (например, путем окисления периодатом).
Laminaria hyperbora
Lessonia nigrescens
Альгинатные олигомеры (например, олигоглюкуроновая кислота), пригодные для применения в соответствии с настоящим изобретением, могут быть легко получены с помощью кислотного гидролиза альгиновой кислоты из, но не ограничиваясь,  и , растворения при нейтральном рН, добавления минеральной кислоты для снижения рН до 3,4 для осаждения альгинатного олигомера (олигоглюкуроновая кислота), промывания слабой кислотой, ресуспендирования при нейтральном значении рН и сублимационной сушки.
Pseudomonas aeruginosa
Azotobacter
vinelandii
Альгинаты для получения альгинатных олигомеров согласно настоящему изобретению также могут быть получены непосредственно из соответствующих бактериальных источников, например,  или .
В вариантах реализации, где необходимы альгинатные олигомеры, имеющие первичные структуры, в которых большинство остатков G расположены в G-блоках, а не в виде отдельных остатков, водорослевые источники, как ожидается, будут наиболее подходящими в связи с тем, что альгинаты, полученных из этих организмов, как правило, имеют эти структуры. Бактериальные источники могут быть более подходящими для получения альгинатных олигомеров различных структур.
Pseudomonas fluorescens
Azotobacter vinelandii
et al,
et al (supra)
et al,
Молекулярный аппарат, участвующий в биосинтезе альгината в  и, был клонирован и охарактеризован (WO 94/09124; Ertesvåg, H.,  Metabolic Engineering, 1999, Vol 1, 262-269; WO 2004/011628; Gimmestad, M., ; Remminghorst and Rehm, Biotechnology Letters, 2006, Vol 28, 1701-1712; Gimmestad, M.  Journal of Bacteriology, 2006, Vol 188(15), 5551-5560), и альгинаты разработанных первичных структур могут быть легко получены путем манипулирования этими системами.
A. vinelandii
in vitro
Pseudomonas
Azotobacter
Pseudomonas fluorescens
Azotobacter vinelandii
Azotobacter vinelandii
In vitro
Azotobacter vinelandii
et al
supra
Содержание G в альгинатах (например, для водорослевого источника) может быть увеличено путем эпимеризации, например, с помощью маннуронан C-5 эпимераз из  или других ферментов эпимераз. Так, например, эпимеризацию можнопроводить с выделенными эпимеразами из  или , например, с ферментами AlgG из  или  или AlgE (AlgE1 до AlgE7) из . Особенно рассматривают применение эпимераз из других организмов, которые способны продуцировать альгинат, в частности, из морских водорослей.  эпимеризация альгинатов с низким содержанием G эпимеразами AlgE из  подробно описана в Ertesvåg  () и Strugala et al (Gums and Stabilisers for the Food Industry, 2004, 12, The Royal Society of Chemistry, 84 - 94).
Azotobacter vinelandii
Для получения альгинатов или альгинатных олигомеров, содержащих G-блок, эпимеризация одной или несколькими AlgE эпимеразами из , отличными от AlgE4, является предпочтительной, поскольку эти ферменты способны продуцировать структуры G-блоков. С другой стороны, AlgE4 эпимеразу можно применять для создания альгинатов или альгинатных олигомеров с чередующимися фрагментами последовательности M/G или первичных структур, содержащих одиночный G остаток, так как было обнаружено, что этот фермент, по всей видимости, предпочтительно эпимеризует отдельные M остатки с получением единичных G остатков, связанных с M остатками, а не образуя G блоки. Конкретные первичные структуры могут быть получены с применением различных комбинаций этих ферментов.
Мутантные варианты данных ферментов или гомологи из других организмов также особенно рассмотрены для применения. В WO 94/09124 описаны рекомбинантные или модифицированные ферменты маннуронан С-5 эпимеразы (AlgE ферменты), например, кодируемые эпимеразными последовательностями, в которых ДНК-последовательности, кодирующие различные домены или модули эпимераз, были перемешаны или удалены и рекомбинированы. В качестве альтернативы можно применять мутанты встречающихся в природе ферментов эпимераз, (AlgG или AlgE), полученных, например, с помощью сайт-направленного или случайного мутагенеза генов AlgG или AlgE.
Pseudomonas
Azotobacter
Pseudomonas fluorescens
et al,
supra
Azotobacter
vinelandii
et al
supra
Другой подход заключается в создании организмов  и , которые мутировали в некоторых или во всех их генах эпимераз таким образом, что эти мутанты продуцируют альгинаты требуемой структуры для последующего получения альгинатного олигомера или даже альгинатных олигомеров требуемой структуры и размера (или молекулярной массы). Получение ряда организмов  с мутантными генами AlgG подробно описано в документе WO 2004/011628 и Gimmestad, M.,  2003 (). Получение ряда организмов  с мутантными генами AlgE раскрыто в Gimmestad, M., , 2006 ().
Azotobacter
Pseudomonas
Еще один подход заключается в удалении или инактивации эндогенных генов эпимеразы из организмов или , а затем введении одного или нескольких генов экзогенной эпимеразы, которые могут быть или не быть мутантными (т.е., могут быть дикого типа или модифицированными), и экспрессию которых можно регулировать, например, путем применения индуцируемых или других "управляемых промоторов". Путем выбора соответствующих комбинаций генов могут быть получены альгинаты с заранее определенной первичной структурой.
Pseudomonas
Azotobacter
E. coli
Еще один подход заключается во введении некоторых или всех аппаратов биосинтеза альгината из  и/или  в организм, не продуцирующий альгинат (например, ), и индукции продуцирования альгината этими генетически модифицированными организмами.
Когда применяют данные системы на основе культур, на первичную структуру альгината или альгинатных олигомерных продуктов могут влиять условия культивирования. Известны возможности специалиста в данной области для регулирования параметров культивирования, таких, как температура, осмолярность, уровень/источник питательных веществ и атмосферные параметры, чтобы управлять первичной структурой альгинатов, продуцируемых определенным организмом.
Ссылки на "G остатки/G" и "M остатки/M" или гулуроновую кислоту или маннуроновую кислоту или гулуронат или маннуронат следует читать взаимозаменяемо как ссылки на гулуроновую кислоту/гулуронат и маннуроновую кислоту/маннуронат (в частности, α-L-гулуроновую кислоту/гулуронат и β-D-маннуроновую кислоту/маннуронат), а также включают их производные, в которых одна или более доступных боковых цепей или групп модифицированы, не оказывая влияния на способность лечения или предотвращения респираторной инфекции или респираторного расстройства, особенно расстройств или состояний, которые включают микробную инфекцию, в частности, биопленочную инфекцию и/или аномальную слизь, например, любое состояние, связанное с или характеризующееся нарушением функции ионного канала CFTR, COPD, COAD, COAP, бронхит, муковисцидоз, медицинское расстройство или состояние, связанное с МВ, эмфизему, рак легких, астму или пневмонию, что существенно ниже, чем у немодифицированного олигомера. Распространенные группы, модифицирующие сахариды, могут включать ацетил, сульфат, амино, дезокси, спиртовые, альдегидные, кетоновые, сложноэфирные и ангидро группы. Альгинатные олигомеры также могут быть химически модифицированы для добавления заряженных групп (таких как карбоксилированные или карбоксиметилированные гликаны) и изменения гибкости (например, путем окисления периодатом). Специалисту известны дальнейшие химические модификации, которые можно осуществлять с моносахаридными субъединицами олигосахаридов, и их можно применять к альгинатным олигомерам согласно настоящему изобретению.
Настоящее изобретение относится к применению одного альгинатного олигомера или смеси (разнообразия/ множества) различных альгинатных олигомеров. Так, например, можно применять комбинацию различных альгинатных олигомеров (например, двух или более).
Фосфолипиды для применения согласно настоящему изобретению представляют собой такие, которые в чистой форме являются твердыми при комнатной температуре (примерно 20°C) и стандартном атмосферном давлении (атм; приблизительно 101325 Па). Типичные примеры включают, но не ограничиваются ими, фосфатидилхолины, фосфатидилэтаноламины, фосфатидилглицерины, фосфатидилсерины, фосфатидилинозитолы и их комбинации, например, фосфатидилхолин (насыщенный и ненасыщенный), фосфатидилэтаноламин, фосфатидилглицерин, фосфатидилсерин, фосфатидилинозитол, диолеилфосфатидилхолин, димиристоилфосфатидилхолин, дипальмитоилфосфатидилхолин (ДПФХ; 1,2-дипальмитоил-sn-глицеро-3-фосфохолин), дистеароилфосфатидилхолин, 1,2-дистеароил-sn-глицеро-3-фосфохолин (ДСФХ), диарахидоилфосфатидилхолин, дибеноилфосфатидилхолин, дитрикозаноилфосфатидилхолин, дилигноцероилфосфатидилхолин, димиристоилфосфатидилэтаноламин, дипальмитоил-фосфатидилэтаноламин, дипальмитолеилфосфатидилэтаноламин, дистеароил-фосфатидилэтаноламин, димиристоилфосфатидилглицерин, дипальмитоилфосфатидилглицерин, дипальмитоилфосфатидилглицерин (dipalmitolcoylphosphatidylglycerol) и гидрогенизированные производные. ДПФХ и ДСФХ являются предпочтительными, поскольку эти соединения встречаются в природе в легких. ДПФХ является особенно предпочтительным. Можно применять несколько различных фосфолипидов.
Термин "антиадгезивное соединение" в настоящем документе используют в его обычном смысле в области составов DPI, т.е., соединение, которое препятствует сцеплению между частицами, таким образом, предотвращая агломерацию частиц. Однако, легко понять, что антиадгезивное соединение для частиц согласно настоящему изобретению не является фосфолипидом, как описано в настоящем документе.
Можно применять несколько различных антиадгезивных соединений. Антиадгезивное соединение может представлять собой аминокислоту, например, гидрофобную аминокислоту, в любой изомерной форме, например, L- или D-. Аминокислоты хорошо переносимы субъектами, проходящими лечение в соответствии с настоящим изобретением. Типичные примеры включают, но не ограничиваются ими, гистидин, аланин, изолейцин, аргинин, лейцин, аспарагин, лизин, аспарагиновую кислоту, метионин, цистеин, фенилаланин, глутаминовую кислоту, треонин, глутамин, триптофан, глицин, валин, орнитин, пролин, селеноцистеин, серин и тирозин, например, глицин, лизин, пролин, аланин, цистеин, метионин, валин, лейцин, тирозин, изолейцин, фенилаланин, триптофан. Предпочтительные аминокислоты включают лейцин, изолейцин, аланин, валин, фенилаланин, лизин и глицин, например, лейцин, лизин и глицин, в частности, глицин. Также можно применять комбинации аминокислот, например, глицин и лейцин. Кроме того, также можно применять комбинации гидрофобных и гидрофильных (преимущественно разделяющихся в воде) аминокислот, где общая комбинация является гидрофобной.
Гидрофобность в целом определяется относительно разделения аминокислоты между неполярным растворителем и водой. Гидрофобные аминокислоты представляют собой такие кислоты, которые отдают предпочтение неполярному растворителю. Относительная гидрофобность аминокислот может быть выражена по шкале гидрофобности, на которой глицин имеет значение 0,5. На такой шкале аминокислоты, которые отдают предпочтение воде, имеют значения ниже 0,5 а те, которые отдают предпочтение неполярным растворителям, имеют значение выше 0,5. В настоящем документе термин "гидрофобная аминокислота" относится к аминокислоте, которая по шкале гидрофобности имеет значение больше или равно 0,5, другими словами, имеет тенденцию к разделению неполярном растворителе, которая является по меньшей мере равной глицину.
Другие антиадгезивные соединения включают моно- и дисахариды. Моносахарид или один или более моносахаридных остатков дисахарида может представлять собой триозу, тетрозу, пентозу, гексозу, гептозу, октозу, нонозу или декозу в пиранозной или фуранозной форме и/или L- или D - форме, где это уместно, и/или их производные-сахара. Пентозные или гексозные сахариды/остатки являются предпочтительными, например, манноза (например, D-манноза), галактоза (например, D-галактоза), глюкоза (например, D-глюкоза), фруктоза, фукоза (например, L-фукоза), N-ацетил-глюкозамин, N-ацетилгалактозамин, рамноза, галактозамин, глюкозамин (например, D-глюкозамин), галактуроновая кислота, глюкуроновая кислота, N-ацетилнейраминовая кислота, метил-D-маннопиранозид (маннозид), а-метил-глюкозид, галактозид, рибоза, ксилоза, арабиноза, сахарат, маннит, сорбит, инозит, глицерин и производные этих мономеров. Дисахарид может представлять собой акарвиозин, аллолактозу, целлобиозу, хитобиозу, галактоза-альфа-1,3-галактозу, дентиобиозу, изомальт, изомальтозу, изомальтулозу, кожибиозу, лактит, лактобионовую кислоту, лактозу, лактулозу, ламинарибозу, мальтит, мальтозу, маннобиозу, мелибиозу, мелибиулозу, неогесперидозу, нигерозу, робинозу, рутинозу, самбубиозу, софорозу, сукральфат, сукралозу, сахарозу, сахарозы ацетат изобутират, сахарозы октаацетат, трегалозу, туранозу, ксилобиозу или производные этих дисахаридов.
Дополнительное вспомогательное вещество может представлять собой любое фармацевтически приемлемое соединение, которое может быть включено или приготовлено в форме сухого порошка для ингаляции, в частности, для доставки в легкие, которое не является альгинатным олигомером, фосфолипидом или антиадгезивным соединением, как определено в настоящем описании. Многие из таких соединений известны в данной области, и выбор подходящих соединений для удовлетворения конкретных требований является обычным для специалиста в данной области. В качестве примера дополнительное вспомогательное вещество может быть выбрано из крахмалов, аравийской камеди, фосфата кальция, трагаканта, желатина, силиката кальция, микрокристаллической целлюлозы, поливинилпирролидона, целлюлозы, пропиленгликоля, метилцеллюлозы, метилгидроксибензоата, пропилгидроксибензоата, талька, стеарата магния или их подходящих смесей. Дополнительно можно применять смачивающие агенты, эмульгаторы, суспендирующие агенты, красители, консервирующие агенты, подслащающие агенты, ароматизирующие агенты и тому подобное. Как объяснялось ранее, дополнительное вспомогательное вещество для частиц согласно настоящему изобретению не охватывает любой остаточный растворитель, который может быть удержан после получения частиц.
В некоторых вариантах реализации частицы представлены в виде форме сухого порошка, состоящего по существу из указанных частиц. В других вариантах реализации частицы согласно настоящему изобретению могут быть представлены как часть сухой порошковой композиции с другими сухими порошками. Такие другие порошки могут содержать один или более активных агентов, например, антибиотик, противогрибковое вещество, противовирусное вещество, иммуностимулирующий агент, кортикостероид, нестероидное противовоспалительное лекарственное средство (НПВП), бронхолитик или агент, снижающий вязкость слизи, или может представлять собой еще одно вспомогательное вещество. Типичные примеры таких активных агентов и вспомогательных веществ описаны в настоящем документе.
Под «сухим» понимают в основном, например, по существу, свободный от воды (свободный от влаги). Это может быть выражено как содержание воды менее 15% масс./масс., например, менее 12%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4,5%, 4%, 3,5%, 3%, 2,5%, 2%, 1,5% или 1% масс./масс., что определено с помощью потери массы при высушивании или химическим способом Карла Фишера (Фармакопея США; Европейская Фармакопея).
Частицы согласно настоящему изобретению или композиции, содержащие частицы согласно настоящему изобретению, могут быть предложены в форме капсул или других емкостей, например, для применения в ингаляторах. Типичные вещества для получения капсул включают, но не ограничиваясь ими, сополимеры метилакрилата-метакриловой кислоты, сополимеры метилметакрилата и метакриловой кислоты, ацетат сукцинат целлюлозы, гидроксипропилметилцеллюлозы фталат, гидроксипропилметилцеллюлозы ацетат сукцинат (гипромеллозы ацетат-сукцинат), поливинилацетат-фталат (ПВАФ), целлюлозы ацетат тримеллитат и полимер альгината натрия.
В настоящем изобретении также предложен порошковый ингалятор (т.е., устройство для ингаляции), содержащий частицы согласно настоящему изобретению, сухие порошковые композиции, содержащие частицы согласно настоящему изобретению, и/или капсулы, содержащие то же самое. В некоторых вариантах реализации порошковый ингалятор может иметь резервуар или камеру, содержащую частицы согласно настоящему изобретению или сухую порошковую композицию, содержащую частицы согласно настоящему изобретению.
Авторы настоящего изобретения также разработали неожиданно эффективный и экономически целесообразный способ распылительной сушки, который приводит к высокому выходу предпочтительных частиц согласно настоящему изобретению, и который, не желая быть связанными теорией, как полагают, реализуют за счет применения определенной комбинации физических и химических свойств альгинатного олигомера и выбранного фосфолипидного вспомогательного вещества в частицах согласно настоящему изобретению. Антиадгезивное соединение дополнительно может cпособствовать или содействовать данной комбинации свойств.
В частности, в способе применяют эмульсию органического вещества в водной среде, чтобы максимально увеличить доступность (ограниченно растворимого в воде) альгинатного олигомера в смеси, подлежащей распылительной сушке, и, таким образом, достичь высоких уровней альгинатного олигомера в частицах согласно настоящему изобретению для минимальной стоимости материалов (в частности, органической жидкости). Такой подход применения такой системы сорастворителей не является типичным, таким образом, в контексте получения высушенных распылительной сушкой частиц, содержащих компоненты с ограниченной растворимостью в воде. В таком контексте более привычно приготовить эмульсию «водная среда-в-органической среде» с целью повышения концентрации плохо растворимых в воде компонентов в смеси, подлежащей распылительной сушке. Полагают, что этот нетипичный подход согласно настоящему изобретению является жизнеспособными за счет электростатических взаимодействий, которые возникают между отрицательно заряженным альгинатным олигомером и положительно заряженными головными группами фосфолипида, стабилизирующих атипичную эмульсию органического вещества в водной среде. Антиадгезивное соединение может дополнительно способствовать этому эффекту стабилизации.
Таким образом, в дополнительном аспекте в настоящем изобретении предложен способ получения эмульсии органического вещества в жидкости на водной основе для высушивания распылительной сушкой для получения высушенных распылительной сушкой частиц, как определено в настоящем документе, при этом указанный способ включает
(a) обеспечение
(i) жидкой водной композиции, содержащей альгинатный олигомер, как определено в настоящем документе, и жидкой водной композиции, содержащей антиадгезивное соединение, как определено в настоящем документе, или
(ii) жидкой водной композиции, содержащей альгинатный олигомер, как определено в настоящем документе, и антиадгезивного соединения, как определено в настоящем документе,
(a) обеспечение жидкой органической композиции, содержащей фосфолипид, как определено в настоящем документе,
(b) объединение объема органической жидкой композиции с объемом водных жидких композиций (i) или водной жидкой композиции (ii), при этом объем органической жидкой композиции меньше, чем общий объем водной жидкой композиции, с которой ее объединяют, и
(c) гомогенизацию комбинации, полученной таким образом в любой момент времени во время стадии (с) или по завершении стадии (c), с образованием эмульсии органического вещества в жидкости на водной основе для высушивания распылительной сушкой для получения высушенных распылительной сушкой частиц, как определено в настоящем документе.
Очевидно, что комбинация, полученная таким образом в любой момент времени во время стадии (с) или по завершении стадии (c), и, следовательно, эмульсия органического вещества в жидкости на водной основе для высушивания распылительной сушкой, содержит такое количество альгинатного олигомера, фосфолипидов и антиадгезивного соединения и, необязательно, дополнительные вспомогательные вещества, которое при распылительной сушке (данный способ удаляет водные и органические жидкости, но не различные компоненты, содержащиеся в них) образует высушенные распылительной сушкой частицы согласно настоящему изобретению, т.е., высушенные распылительной сушкой частицы для ингаляции, состоящие из
(i) по меньшей мере примерно 70% масс./масс. альгинатного олигомера,
(ii) по меньшей мере примерно 10% масс./масс. в сумме фосфолипида и антиадгезивного соединения, при этом указанный фосфолипид является твердым при комнатной температуре, и при этом указанный фосфолипид присутствует в количестве не менее 0,5% масс./масс. и указанное антиадгезивное соединение присутствует в количестве не менее 0,5% масс./масс., и
(iii) не более чем примерно 10% масс./масс. дополнительных вспомогательных веществ.
Жидкую водную композицию(и) и жидкую органическую композицию можно объединять в одной стадии или нескольких стадиях. Комбинацию жидкой органической композиции и жидких водных композиций можно достичь в любом порядке. Например, жидкая водная композиция(и) может быть добавлена в жидкую органическую композицию, жидкая органическая композиция может быть добавлена к жидкой водной композиции(ям), или каждый элемент может быть объединен одновременно. Предпочтительно органическую жидкую композицию добавляют к одной или более жидким водным композициям.
В дополнительном аспекте предложена эмульсия органического вещества в жидкости на водной основе для высушивания распылительной сушкой, полученная или получаемая указанным выше способом.
Эмульсия органического вещества в жидкости на водной основе является предпочтительно по существу стабильной эмульсией, под чем подразумевается, что эмульсия будет сохраняться в течение по меньшей мере 10 мин, предпочтительно по меньшей мере 15 мин, 30 мин, 60 мин, 120 мин или 240 мин после прекращения гомогенизации.
В еще одном аспекте изобретение относится к способу получения высушенных распылительной сушкой частиц, как определено в настоящем документе, при этом указанный способ включает осуществление способа получения эмульсии органического вещества в жидкости на водной основе для высушивания распылительной сушкой, как определено выше, и далее
(e) распылительную сушку эмульсии органического вещества в жидкости на водной основе, образованной на стадии (d).
В дополнительном аспекте предложены высушенные распылительной сушкой частицы, полученные или получаемые указанным выше способом.
Жидкая водная композиция, содержащая указанный альгинатный олигомер и/или указанное антиадгезивное соединение, может быть получена при растворении альгинатного олигомера и/или антиадгезивного соединения в любой фармацевтически приемлемой жидкости на водной основе. Удобно, когда эта жидкость представляет собой воду, предпочтительно, по существу чистую воду, например, дистиллированную воду или фильтрованную воду, тем не менее, некоторые дополнительные соединения (например, соли органических кислот, буферы), могут также присутствовать, пока данные соединения присутствуют в количествах, которые не приводят к получению высушенных распылительной сушкой частиц, содержащих более 10% указанных соединений, и не препятствуют образованию частиц. Способ согласно настоящему изобретению может включать дополнительные стадии получения водной жидкой композиции(й). Данные стадии могут включать растворение альгинатного олигомера и/или антиадгезивного соединения в водной жидкости в одно и то же время или последовательно, или добавление одного из этих двух ингредиентов к жидкости на водной основе, содержащей уже другое соединение.
3
4
Жидкая органическая композиция, содержащая указанный фосфолипид, может быть получена при растворении фосфолипида в любой фармацевтически приемлемой органической жидкости или органическом растворителе, например, спиртах и их производных (например, метанол, этанол, С спирты и C спирты), кетонах (например, ацетон), ацетатах (например, этилацетат), галогенированных растворителях и их производных (например, дихлорметан, хлороформ), алифатических растворителях и их производных (например, гептан, гексан, пентан). Предпочтительным является этанол. Выбранная органическая жидкость должна иметь температуру кипения при нормальном атмосферном давлении (1 атм; приблизительно 101325 Па) примерно 40-100°C. По существу смешивающиеся с водой органические жидкости могут быть предпочтительными. Тем не менее, некоторые дополнительные соединения (например, соли органических кислот, буферы), могут также присутствовать, пока данные соединения присутствуют в количествах, которые не приводят к получению высушенных распылительной сушкой частиц, содержащих более 10% указанных соединений, и не препятствуют образованию частиц. Способ согласно настоящему изобретению может включать дополнительные стадии получения водной жидкой композиции(й). Эти стадии могут включать растворение фосфолипида в органической жидкой композиции.
Дополнительные вспомогательные вещества высушенных распылительной сушкой частиц согласно настоящему изобретению, если они присутствуют, могут быть включены в жидкую водную композицию (и) или жидкую органическую  композицию в зависимости от гидрофобности дополнительного вспомогательного вещества или могут находиться в отдельных жидких композициях перед стадией гомогенизации.
Гомогенизация может быть достигнута любым удобным способом, например, с помощью механических средств и/или ультразвуковых средств, например, путем смешивания с высоким сдвиговым усилием. Устройство для выполнения такой гомогенизации (например, гомогенизатор) хорошо известен и доступен в данной области, например, гомогенизатор Silverson, который может работать при 10000 об/мин. Гомогенизацию предпочтительно осуществляют в течение такого времени, когда полная эмульсия образуется по оценке невооруженным глазом. Гомогенизацию можно осуществлять при объединении двух жидких фаз или после того, как все жидкие фазы объединены. В других вариантах реализации гомогенизацию можно начинать, как только части каждой фазы были объединены.
Объем органической жидкой композиции для объединения с, предпочтительно добавления к жидкой водной композиции(ям) должен быть менее общего объема водной жидкой композиции(й). Предпочтительно объем жидкой органической композиции составляет менее 95% от общего объема водной жидкой композиции(й), например, менее 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10 или 5% от общего объема водной жидкой композиции(й). Более предпочтительно объем жидкой органической композиции составляет 5-70, 10-65, 15-60, 20-55, 25-50, 30-45, 35-40, 5-60, 10-55, 15-50, 20-45, 25-40, 30-35, 5-50, 10-45, 15-40, 20-35, 25-30, 5-40, 10-35, 15-30, 20-25% от общего объема водной жидкой композиции(й). Более предпочтительно объем жидкой органической композиции составляет примерно треть, например, 30-35% от общего объема водной жидкой композиции(й). В других вариантах реализации объем жидкой органической композиции составляет примерно 15-40 %, например, 20-40, 20-35 или 20-30 % от общего объема жидкости, то есть жидкой композиции, которую получают для высушивания распылительной сушкой (другими словами, жидкой композиции или жидкой смеси, содержащей жидкую органическую композицию и жидкую водную композицию(и)). В другом варианте реализации соотношение жидкой органической композиции к жидкой водной композиции(ям) составляет 20-40:60-80, например, 20-35:65-80, 20-30:70-80 или 25:75. Таким образом, способ согласно настоящему изобретению преимущественно позволяет снизить количество жидкой органической композиции (или используемого органического растворителя). Растворимость альгинатного олигомера и желаемая доля альгинатного олигомера в конечных частицах может влиять на пропорции используемых жидких композиций. Таким же образом растворимость других ингредиентов и желаемая пропорция этих компонентов в конечных частицах может также влиять на объем жидкой органической композиции, которую применяют. Аналогичным образом, пропорции жидких используемых композиций должны быть подходящими, чтобы приводить к образованию жидкой эмульсии в присутствии компонентов частиц при гомогенизации.
Распылительная сушка может быть выполнена с применением любой удобной техники. Опытный человек сможет настроить свое оборудование и его применение, например, скорость подачи (и, например, температуру на входе, скорость вращения вентилятора и скорость работы насоса, в зависимости от обстоятельств), чтобы обеспечить образование частиц согласно настоящему изобретению.
Способы согласно настоящему изобретению могут включать дальнейшее приготовление и/или стадии удаления биологической контаминации, например, объединение с другими вспомогательными веществами (например, порошки) или наполнение в капсулы и/или пастеризацию или обработку облучением. Порошки согласно настоящему изобретению могут быть мечеными радиоактивным изотопом, например, технецием-99m, например, посредством Technegas.
Частицы согласно настоящему изобретению могут быть предложены для применения в терапии, в частности, для лечения или предотвращения респираторных инфекций и респираторных заболеваний, особенно расстройств или состояний, которые включают микробную инфекцию, в частности биопленочную инфекцию, и/или аномальную слизь, например, COPD, COAD, COAP, бронхит, муковисцидоз, медицинское расстройство или состояние, связанное с МВ, эмфизему, рак легких, астму или пневмонию, или их осложнения.
Состояние, связанное с или характеризующееся нарушением функции ионного канала CFTR, включает состояния, вызываемые указанным нарушением функции ионного канала CFTR или ее осложнениями. «Нарушение функции ионного канала CFTR» понятно из вышесказанного, включая любой дефект или недостаток функции CFTR, т.е., дисфункцию CFTR. Таким образом, "дефект ионного канала CFTR" фактически означает и в качестве альтернативы может быть описано как "нарушение функции ионного канала CFTR". Состояние, таким образом, можно рассматривать как состояние, связанное с или характеризующееся или вызываемое дисфункцией CFTR. Оно может включать ионные каналы CFTR, которые являются дефектными в том смысле, что они не функционируют или их функционирование снижено, т.е., частичная или полная потеря активности ионного канала CFTR (другими словами, в котором активность ионных каналов CFTR снижена или отсутствует).
Нарушение функции CFTR может возникать в результате генетического дефекта или мутации или может быть приобретено любым другим путем.
Наиболее широко известным заболеванием, связанным с нарушением функции CFTR, является муковисцидоз (МВ). МВ является аутосомно-рецессивным генетическим заболеванием человека, возникающим из-за мутаций в CFTR, которые приводят к образованию застойных слизей во всех органах, где образуется слизь, и густым выделениям из желез в печени и поджелудочной железе. Наличие этой застойной слизи в легких, придаточных пазухах носа, желудочно-кишечном тракте (ЖКТ), поджелудочной железе, печени и женских и мужских половых системах приводит ко множеству клинических состояний, связанных не только с плохим качеством жизни, но и заболеваемостью и смертностью. Действительно, большинство страдающих МВ подвержены медицинским расстройствам или состояниям, непосредственно связанным с этой застойной слизью (также упоминается в качестве осложнений нарушения функции CFTR или медицинского расстройства или состояния, связанного с МВ).
В некоторых случаях нарушение функции CFTR наблюдается у пациентов, которые имеют несложные гетерозиготные мутантные аллели CFTR. У таких субъектов наследственное нарушение функции является легким, и его недостаточно, чтобы проявляться как выраженный МВ, но достаточно, чтобы привести ко множеству клинических состояний и осложнений, связанных с выраженным МВ.
Приобретенное нарушение функции CFTR может возникнуть из-за воздействия окружающей среды и/или клинического воздействия, например, посредством хронического вдыхания раздражающих веществ в виде частиц, например, частиц дыма (табак, дерево и т.д.), загрязнения окружающей среды, пыли (асбеста, хлопка, угля, камня, помета животных и т.д.) и спор.
Соответственно, состояние, связанное с или характеризующееся нарушением функции ионного канала CFTR, может включать не только МВ, но и другие состояния, связанные с респираторной дисфункцией (в целом другие респираторные расстройства), и, в частности, расстройства, вовлекающие легочную обструкцию, в том числе в частности астму или респираторные расстройства, характеризующиеся хроническим воспалительным состоянием, ремоделированием дыхательных путей и обострениями из-за инфекции дыхательных путей. Такие состояния включают гетерозиготную мутацию несложного гена CFTR, аномальный клиренс слизи в дыхательных путях и/или затруднение дыхания в результате хронического вдыхания частиц, COPD, хронический бронхит, эмфизему, бронхоэктаз, астму или хронический синусит или их осложнения.
В других вариантах реализации состояние может представлять собой осложнение, в частности осложнение перечисленных выше состояний, связанное со слизью. В дополнительном определенном варианте реализации в настоящем изобретении предложено лечение застоя слизи и затрудненного дыхания у курильщиков табака и других субъектов, подвергающихся хроническому вдыханию раздражающих веществ в виде частиц, например, частиц дыма (табак, дерево и т.д.), загрязнений, пыли (асбест, хлопок, уголь, камень, фекалии животных и т.д.) и спор.
Обсужденные выше состояния, связанные с или характеризующиеся нарушением функции ионного канала CFTR, описаны более подробно в PCT/EP2015/054207, содержание которой включено в настоящее описание посредством ссылки.
Таким образом, в еще одном аспекте предложен способ лечения или предотвращения респираторной инфекции или респираторного расстройства, при этом указанный способ включает введение частиц согласно настоящему изобретению в дыхательные пути, предпочтительно в легкие, нуждающегося в этом субъекта при ингаляции.
Иначе говоря, в настоящем изобретении предложены высушенные распылительной сушкой частицы, как определено в настоящем документе, для применения для лечения или предотвращения респираторной инфекции или респираторного расстройства, при этом указанное лечение или предотвращение включают введение частиц согласно настоящему изобретению в дыхательные пути, предпочтительно в легкие, нуждающегося в этом субъекта при ингаляции.
Иначе говоря, в настоящем изобретении предложено применение высушенных распылительной сушкой частиц, как определено в настоящем документе, для изготовления лекарственного средства для применения для лечения или предотвращения респираторной инфекции или респираторного расстройства, при этом указанное лечение или предотвращение включает введение частиц согласно настоящему изобретению в дыхательные пути, предпочтительно в легкие, нуждающегося в этом субъекта при ингаляции.
Частицы согласно настоящему изобретению можно применять в этих аспектах совместно с другими фармацевтическими агентами (т.е., терапевтическими или активными агентами) или методами лечения. В качестве примера частицы согласно настоящему изобретению можно применять совместно с антибиотиком, противогрибковым агентом, противовирусным агентом, иммуностимулирующим агентом, кортикостероидом, нестероидным противовоспалительным лекарственным средством (НПВП), бронходилатором, агентом, восстанавливающим вязкость слизи (т.е., агентом, который снижает вязкость слизи, и какие термины используются как взаимозаменяемые с термином "муколитический") или CFTR модулятором (также известным как "CFTR модификатор"). Эти агенты могут быть введены путем ингаляции, например, в той же композиции, что и частицы согласно настоящему изобретению, но также могут быть введены любым удобным альтернативным путем.
Антибиотики могут быть выбраны из аминогликозидов (например, амикацин, гентамицин, канамицин, неомицин, нетилмицин, стрептомицин, тобрамицин); β-лактамов (например, карбецефемы (например, лоракарбеф); цефалоспоринов 1 поколения (например, цефадроксил, цефазолин, цефалексин); цефалоспоринов 2 поколения (например, цефаклор, цефамандол, цефалексин, цефокситин, цефпрозил, цефуроксим); цефалоспоринов 3 поколения (например, цефиксим, цефдинир, цефдиторен, цефоперазон, цефотаксим, цефподоксим, цефтазидим, цефтибутен, цефтизоксим, цефтриаксон); цефалоспоринов 4 поколения (например, цефепим); монобактамов (например, азетронам); макролидов (например, азитромицин, кларитромицин, диритромицин, эритромицин, тролеандомицин); монобактамов (например, азетронам); пенициллинов (например, амоксициллин, ампициллин, карбенициллин, клоксациллин, диклоксациллин, нафциллин, оксациллин, пенициллин G, пенициллин V, пиперациллин, тикарциллин); полипептидных антибиотиков (например, бацитрацин, колистин, полимиксин B); хинолонов (например, ципрофлоксацин, эноксацин, гатифлоксацин, левофлоксацин, ломефлоксацин, моксифлоксацин, норфлоксацин, офлоксацин, тровафлоксацин); сульфонамидов (например, мафенид, сульфацетамид, сульфаметизол, сульфасалазин, сульфизоксазол, триметоприм-сульфаметоксазол); тетрациклинов (например, демеклоциклин, доксициклин, миноциклин, окситетрациклин, тетрациклин); глицилциклинов (например, тигециклин); карбапенемов (например, имипенем, меропенем, эртапенем, дорипенем, панипенем/бетамипрон, биапенем, PZ-601); других антибиотиков, включая хлорамфеникол; клиндамицин, этамбутол; фосфомицин; изониазид; линезолид; метронидазол; нитрофурантоин; пиразинамид; хинупристин/далфопристин; рифампин; спектиномицин; и ванкомицин.
Более предпочтительно антибиотик выбран из амикацина, гентамицина, канамицина, неомицина, нетилмицина, стрептомицина, тобрамицина, цефиксима, цефдинира, цефдиторена, цефоперазона, цефотаксима, цефподоксима, цефтазидима, цефтибутена, цефтизоксима, цефтриаксона, цефепима, азтреонама, амоксициллина, ампициллина, карбенициллина, клоксациллина, диклоксациллина, нафциллина, оксациллина, пенициллина G, пенициллина V, пиперациллина, тикарциллина, ципрофлоксацина, эноксацина, гатифлоксацина, левофлоксацина, ломефлоксацина, моксифлоксацина, норфлоксацина, офлоксацина, тровафлоксацинаа, азитромицина, кларитромицина, диритромицина, эритромицина, рокситромицина, телитромицина, карбомицина A, джозамицина, китазамицина, мидекамицина, олеандомицина, спирамицина, тролеандомицина, тилозина, имипенема, меропенема, эртапенема, дорипенема, панипенема/бетамипрона, биапенема, PZ-601, бацитрацина, колистина, полимиксина В, демеклоциклина, доксициклина, миноциклина, окситетрациклина и тетрациклина.
Более предпочтительно антибиотик выбран из азтреонама, ципрофлоксацина, гентамицина, тобрамицина, амоксициллина, колистина, цефтазидима, азитромицина, кларитромицина, диритромицина, эритромицина, рокситромицина, спирамицина, окситетрациклина и имипенема.
В определенных предпочтительных вариантах реализации антибиотик выбран из азтреонама, ципрофлоксацина, гентамицина, тобрамицина, амоксициллина, колистина и цефтазидима.
Типичные противогрибковые вещества включают, но не ограничиваясь ими, полиены (например, натамицин, римоцидин, филипин, нистатин, амфотерицин В, кандицин); имидазолы (например, миконазол, кетоконазол, клотримазол, эконазол, бифоназол, бутоконазол, фентиконазол, изоконазол, оксиконазол, сертаконазол, сулконазол, тиоконазол); триазолы (например, флуконазол, интраконазол, изавуконазол, равуконазол, посаконазол, вориконазол, терконазол); аллиламины (например, тербинафин, аморолфин, нафтифин, бутенафин); и эхинокандины (например, анидулафунгин, каспофунгин, микафунгин).
Типичные противовирусные вещества включают, но не ограничиваясь ими, абакавир, ацикловир, адефовир, амантадин, ампренавир, арбидол, атазанавир, атриплу, боцепревир, цидофовир, комбивир, дарунавир, делавирдин, диданозин, докозанол, эдоксудин, эфавиренц, эмтрицитабин, энфувиртид, энтекавир, фамцикловир, фомивирсен, фосампренавир, фоскарнет, фосфонет, ганцикловир, ибацитабин, имуновир, идоксуридин, имихимод, индинавир, инозин, интерферон III типа, интерферон II типа, интерферон I типа, ламивудин, лопинавир, ловирид, маравирок, мороксидин, нелфинавир, невирапин, нексавир, осельтамивир, пенцикловир, перамивир, плеконарил, подофиллотоксин, ралтегравир, рибавирин, ремантадин, ритонавир, саквинавир, ставудин, тенофовир, тенофовир дизопроксил, типранавир, трифлуридин, тризивир, тромантадин, труваду, валацикловир, валганцикловир, викривирок, видарабин, вирамидин, залцитабин, занамивир и зидовудин.
Типичные иммуностимулирующие агенты включают, но не ограничиваясь ими, цитокины, например, TNF, IL-1, IL-6, IL-8 и иммуностимулирующие альгинаты, такие как альгинаты с высоким содержанием M, как описано, например, в патенте США 5169840, WO91/11205 и WO03/045402, которые непосредственно полостью включены в настоящую заявку посредством ссылки, но включая любые альгинаты с иммуностимулирующими свойствами.
Типичные НПВП включают, но не ограничиваясь ими, салицилаты (например, аспирин (ацетилсалициловую кислоту), холин трисалицилат магния, дифлунизал, салсалат, производные пропионовой кислоты (например, ибупрофен, дексибупрофен, декскетопрофен, фенопрофен, флурбипрофен, кетопрофен, локсопрофен, напроксен, оксапрозин), производные уксусной кислоты (например, ацеклофенак, диклофенак, этодолак, индометацин, кеторолак, набуметон, толметин, сулиндак), производные енольной кислоты (например, дроксикам, изоксикам, лорноксикам, мелоксикам, пироксикам, теноксикам), производные антраниловой кислоты (например, флуфенаминовая кислота, меклофенамовая кислота, мефенамовая кислота, толфенамовая кислота) и селективные ингибиторы ЦОГ-2 (коксибы; например, целекоксиб, эторикоксиб, лумиракоксиб, парекоксиб, рофекоксиб, валдекоксиб). Производные пропионовой кислоты, (например, ибупрофен, дексибупрофен, декскетопрофен, фенопрофен, флурбипрофен, кетопрофен, напроксен локсопрофен, оксапрозин), являются предпочтительными, ибупрофен является наиболее предпочтительным.
В настоящем описании термины "муколитический агент" и "агент, снижающий вязкость слизи" предназначены, чтобы охватить агенты, которые снижают характеристическую вязкость слизи и агенты, которые снижают прикрепление слизи к нижележащему эпителию, в частности агенты, которые прямо или косвенно нарушают межмолекулярные взаимодействия внутри или между компонентами слизи, агенты, которые влияют на гидратацию слизи, и агенты, которые модулируют ионную микросреду эпителия слизистой оболочки (в частности уровни двухвалентных катионов, например, кальция). Типичные примеры подходящих агентов, восстанавливающих вязкость слизи, включают, но не ограничиваются ими, ферменты, расщепляющие нуклеиновую кислоту (например, ДНКазы, такие как ДНКаза I или дорназа альфа), гипертонический раствор, гельзолин, тиольный восстановитель, ацетилцистеин, незаряженный низкомолекулярный полисахарид (например, декстран, маннит), аргинин (или другие предшественники оксида азота или стимуляторы синтеза), агонисты пуринергических рецепторов подтипа P2Y2 (например, денуфозол) или анионные полиаминокислоты (например, поли-ASP или поли-Glu). Амброксол, бромгексин, карбоцистеин, домиодол, эпразинон, эрдостеин, летостеин, месна, нелтенексин, собрерол, степронин, тиопронин являются специфическими муколитиками, достойными внимания. ДНКаза I и гипертонический раствор являются предпочтительными.
Типичные примеры подходящих бронходилаторов включают, но не ограничиваются ими, β2-агонисты (например, β2-агонисты короткого действия (например, пирбутерол, эпинефрин, сальбутамол, левосальбутамол, кленбутерол, тербуталин, прокатерол, метапротеренол, фенотерол, битолтерола мезилат, ритодрин, изопреналин); β2-агонисты пролонгированного действия (например, сальметерол, формотерол, бамбутерол, кленбутерол), а также β2-агонисты ультра-длительного действия (например, индакатерол)), антихолинергики (например, ипратропий, окситропий, тиотропий) и теофиллин.
Типичные примеры подходящих кортикостероидов включают, но не ограничиваясь ими, преднизон, флунизолид, триамцинолон, флутиказон, будесонид, мометазон, беклометазон, амцинонид, будесонид, десонид, флуоцинонид, флуоцинолон, галцинонид, гидрокортизон, кортизон, тиксокортол, преднизолон, метилпреднизолон, преднизон, бетаметазон, дексаметазон, флуокортолон, аклометазон, предникарбат, клобетазон, клобетазол и флупредниден.
CFTR модуляторы представляют собой небольшие молекулы, которые могут восстанавливать, по меньшей мере частично, нарушение функции CFTR. Существующие CFTR модуляторы делятся на три основные группы: потенциаторы CFTR, корректоры CFTR и агенты «сквозного прочитывания» (Derichs, N., Eur. Respir. Rev., 2013, 22(127), 58-65; Petit, R.S. and Fellner, C., Pharmacy and Therapeutics, 2014, 39(7), 500-511; содержание которых включено в настоящую заявку посредством ссылки).
CFTR потенциаторы представляют собой модуляторы CFTR, которые повышают активность ионного канала CFTR, находящегося на поверхности эпителиальных клеток. Прототипичными примерами CFTR потенциаторов являются ивакафтор (VX-770; N-(2,4-ди-трет-бутил-5-гидроксифенил)-1,4-дигидро-4-оксохинолин-3-карбоксамид) и VRT-532 (4-метил-2-(5-фенил-1H-пиразол-3-ил)-фенол) от Vertex Pharmaceuticals™).
CFTR корректоры представляют собой CFTR модуляторы, которые увеличивают количество белка CFTR, доставленного или удерживаемого на поверхности эпителиальных клеток. Прототипичные примеры CFTR корректоров включают люмакафтор (VX-809) и VX-661 от Vertex Pharmaceuticals™ и N6022 (3-[1-(4-карбамоил-2-метилфенил)-5-(4-имидазол-1-илфенил)пиррол-2-ил]пропановая кислота).
Агенты «сквозного прочитывания» (также известные как "супрессоры преждевременного стоп-кодона" (PSC супрессоры) или «супрессоры кодона преждевременной терминации» (PTC-супрессоры, данные термины используются в настоящем документе как взаимозаменяемые) представляют собой CFTR модуляторы, которые обеспечивают прохождение транскрипционного аппарата клетки через любой кодон преждевременной терминации в мРНК CFTR, таким образом, по существу, увеличивая количество полученного полноразмерного и функционального CFTR. Прототипичные примеры агентов «сквозного прочитывания» включают Аталурен (PTC124) от PTC Therapeutics и гентамицин.
Дополнительные CFTR модуляторы описаны в WO2006002421, WO2007056341, WO2007134279, WO2009038683, WO2009064959, WO2009073757, WO2009076141, WO2009076142, WO2010019239, WO2010037066, WO2010048526, WO2010053471, WO2010054138, WO2010138484, WO2011019413, WO2011050325, WO2011072241, WO2011127241, WO2011127290, WO2011133751, WO2011133951, WO2011133953, WO2011133956, WO2011146901, Pedemonte, N., et al., J Clin Invest. 2005;115(9):2564-2571, Van Goor, F. et al., Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 2006, 290: L1117-L1130 и Pedemonte, N., et al., Molecular Pharmacology, 2005 vol. 67 no. 5 1797-1807, содержание которых включено в настоящую заявку посредством ссылки.
Дополнительный фармацевтический агент с удобством можно применять до, одновременно с или после применения частиц согласно настоящему изобретению. С удобством дополнительный фармацевтический агент применяют по существу в то же самое время, что и частицы согласно настоящему изобретению, или после этого. В других вариантах реализации дополнительный фармацевтический агент можно с удобством применять или вводить до введения частиц согласно настоящему изобретению. Дополнительный фармацевтический агент также можно вводить (например, вводить или доставлять) систематически в моменты времени, подходящие для используемого агента. Специалист способен разработать подходящий режим дозировки. При длительном лечении частицы согласно настоящему изобретению также можно применять систематически. Частицы согласно настоящему изобретению можно применять так часто, как дополнительный фармацевтический агент или более или менее часто.
Частицы согласно настоящему изобретению и дополнительный фармацевтический агент можно, например, вводить совместно, в одном фармацевтическом составе или композиции, или по отдельности (т.е., отдельное, последовательное или одновременное введение). Таким образом, частицы согласно настоящему изобретению и дополнительный фармацевтический агент могут быть объединены, например, в фармацевтический набор или в виде комбинированного продукта ("комбинация").
Таким образом, в настоящем изобретении также предложены продукты (например, фармацевтический набор или комбинированный продукт ("комбинация")) или композиции (например, фармацевтическая композиция), в которых продукт или композиция содержит частицы согласно настоящему изобретению, как определено в настоящем документе, и дополнительный фармацевтический агент, например, такие, которые описаны выше. Комбинации, содержащие частицы согласно настоящему изобретению и антибиотик, противогрибковый агент, НПВС, бронходилатор, кортикостероид и/или агент, снижающий вязкость слизи, являются предпочтительными. Комбинации, содержащие частицы согласно настоящему изобретению и антибиотик, противогрибковый агент и/или агент, снижающий вязкость слизи, являются особенно предпочтительными. Такие фармацевтические продукты и фармацевтические композиции предпочтительно адаптированы для применения в медицинских способах согласно настоящему изобретению.
Также рассмотрено применение частиц согласно настоящему изобретению, как определено в настоящем документе, для получения таких фармацевтических продуктов и фармацевтических композиций для применения в медицинских способах согласно настоящему изобретению.
Примеры подходящих вспомогательных веществ представляют собой лактозу, декстрозу, сахарозу, сорбит, маннит, крахмалы, гуммиарабик, фосфат кальция, инертные альгинатные полимеры, трагакант, желатин, силикат кальция, микрокристаллическую целлюлозу, поливинилпирролидон, целлюлозу, водный сироп, воду, смесь вода/этанол, смесь вода/гликоль, смесь вода/полиэтилен, гипертонический солевой раствор, гликоль, пропиленгликоль, метилцеллюлозу, метилгидроксибензоаты, пропилгидроксибензоаты, тальк, стеарат магния, минеральное масло или жировые вещества, такие как твердый жир, или их подходящие смеси. Кроме того, можно применять смазывающие агенты, смачивающие агенты, эмульгаторы, суспендирующие агенты, консервирующие агенты, подслащивающие агенты, ароматизирующие агенты и тому подобное.
Субъект может представлять собой любого человека или животное, в частности, может представлять собой человека или позвоночное, не являющееся человеком, например, млекопитающее, не являющееся человеком, птицу, амфибию, рыбу и рептилию. Животное может представлять собой домашний скот или домашнее животное или животное, имеющее коммерческую ценность, в том числе лабораторные животные или животное в зоопарке или заповеднике. Типичные животные включают собак, кошек, кроликов, мышей, морских свинок, хомяков, лошадей, свиней, овец, коз и коров. Применение настоящего изобретения в ветеринарии также включено. Субъекта можно рассматривать в качестве пациента. Предпочтительно, субъектом является человек.
"Лечение", при использовании в отношении лечения медицинского состояния/инфекции у субъекта согласно изобретению, широко используется в настоящем документе для обозначения любого терапевтического эффекта, т.е. любого благоприятного эффекта на состояние или расстройство или в отношении инфекции/состояния/расстройства. Таким образом, включено не только уничтожение или удаление инфекции, или лечение субъекта или инфекции, но также ослабление инфекции или улучшение состояния или расстройства у субъекта. Таким образом, включено, например, ослабление какого-либо симптома или признака инфекции или состояния или расстройства, или любого клинически принятого показателя инфекции/состояния/расстройства. Лечение, таким образом, включает как лечебную, так и паллиативную терапию, например, уже существующей или диагностированной инфекции/состояния/расстройства, т.е. консервативное лечение.
"Предотвращение", при использовании в настоящем документе, относится к любому профилактическому или предотвращающему эффекту. Таким образом, оно включает задерживание, ограничение, уменьшение или предотвращение состояния или расстройства (которые включают инфекцию) или возникновения состояния или расстройства или одного или более его симптомов или признаков, например, в отношении состояния или расстройства или симптома перед профилактическим лечением. Профилактика, таким образом, непосредственно включает как абсолютное предотвращение возникновения или развития состояния или расстройства или симптома или признака, так и любую задержку начала или развития состояния или расстройства или симптома или признака, или уменьшение или ограничение развития или прогрессирования состояния или расстройства или симптома или признака.
Термин "лечение" при использовании в определенном контексте лечения МВ или медицинского расстройства или состояния, связанного с МВ, в соответствии с настоящим изобретением используется в настоящем документе в широком смысле, включая любое терапевтическое действие, т.е., любое благоприятное воздействие на МВ или связанное с ним медицинское расстройство или состояние или симптом или его признак. В этом разделе упоминание о МВ-ассоциированном расстройстве или состоянии является взаимозаменяемым с упоминанием об осложнении МВ.
Так как МВ является генетическим заболеванием, которое характеризуется у каждого пациента уникальным набором МВ-ассоциированных расстройств и состояний, наблюдаемых у пациента в момент получения лечения согласно настоящему изобретению, термин "лечение МВ" можно считать лечением любого или всех расстройств и состояний пациента или лечением его подтипов.
Таким образом, хотя лечение согласно настоящему изобретению, описанное в настоящем документе, не устраняет основной генетический дефект МВ, такие способы лечения предназначены для устранения эффектов в организме, которые возникают из-за дефекта, например, для смягчения их последствий, например, эффектов, возникающих из-за аномальной слизи, и включает лечение ассоциированного заболевания или состояния, а также улучшение клинических эффектов расстройства или состояния или общего самочувствия субъекта. В данном контексте "лечение" МВ составляет полное облегчение различных МВ-ассоциированных расстройств и состояний, наблюдаемых у пациента в момент получения лечения согласно настоящему изобретению; однако, генетическая основа этого заболевания (мутация CFTR) по-прежнему остаётся. Тем не менее, способы лечения согласно настоящему изобретению, описанные в настоящем документе, не требуют такого "лечения" и, как уже отмечалось выше, включают улучшение какого-либо эффекта, который МВ оказывает на организм. Таким образом, включено, например, улучшение любого симптома или признака МВ-ассоциированного расстройства или состояния или какого-либо клинически принятого индикатора МВ-ассоциированного расстройства или состояния у пациента (например, увеличение мукоцилиарного клиренса в легких, увеличение реактивности легочных инфекций к антибиотикам, снижение возникновения запоров или улучшение всасывания питательных веществ). В заявленном в настоящем документе лечении возможно, что ранее присутствовавшее МВ-ассоциированное расстройство или состояние не полностью вылечено, или возникновение нового МВ-ассоциированного расстройства или состояния не полностью остановлено, но лечение является достаточным, чтобы ингибировать эти процессы в такой степени, что целевое CF-ассоциированное расстройство или состояние полностью устранено или по меньшей мере устранено до некоторой степени, предпочтительно до такой степени, приемлемой для субъекта. Лечение в данных контекстах, таким образом, включает и лечебную и паллиативную терапию, например, ранее существовавшего или диагностированного МВ-ассоциированного заболевания или состояния, т.е., реакционное лечение.
Термин "предотвращение", при использовании в конкретном контексте лечения МВ или медицинского расстройства или состояния, связанного с МВ в соответствии с настоящим изобретением, используется в настоящем документе в широком смысле для включения любого профилактического или превентивного эффекта у пациента с МВ. В этом разделе упоминание МВ-ассоциированного расстройства или состояния является взаимозаменяемым с упоминанием осложнения МВ. «Предотвращение», таким образом, включает задерживание, ограничение, уменьшение или предотвращение эффекта МВ или МВ-ассоциированного состояния или расстройства или одного или нескольких симптомов или их признаков у пациента с МВ, или возникновения МВ или МВ-ассоциированного расстройства или состояния или одного или нескольких симптомов или их признаков, например, по отношению к расстройству, состоянию, симптому или их признаку их до профилактического лечения. Следует понимать, конечно, что МВ в смысле лежащего в основе генетического дефекта не может быть предотвращен путем лечения согласно настоящему изобретению, и это не включено. "Предотвращение" в данном контексте, таким образом, относится к предотвращению эффекта в организме, которое возникает в результате основного генетического дефекта или в результате аномальной слизи.
Так как МВ является генетическим заболеванием, которое характеризуется у каждого пациента уникальным набором МВ-ассоциированных расстройств и состояний, наблюдаемых у пациента в момент получения лечения согласно настоящему изобретению, термин "предотвращение МВ или МВ-ассоциированного расстройства или состояния у пациента, страдающего МВ" можно считать предотвращением любого МВ-ассоциированного расстройства и состояния, которые пациент еще не приобрел или которые пациент приобрел ранее, но преодолел до получения заявленного лечения.
Профилактика непосредственно включает как абсолютное предотвращение возникновения или развития эффекта МВ или МВ-ассоциированного расстройства или состояния или симптома или его признака, так и любую задержку возникновения или развития эффекта МВ или МВ-ассоциированного расстройства или состояния или симптома или его признака или уменьшение или ограничение развития или прогрессирования МВ или МВ-ассоциированного расстройства или состояния или симптома или его признака. Профилактическое лечение также можно рассматривать как способы лечения, которые снижают у пациента с МВ риск приобретения или развития МВ или МВ-ассоциированного расстройства или состояния или симптома или его признака.
Термины "пациент с МВ", "пациент, страдающий МВ", "пациент, имеющий МВ" и "МВ-пациент" считаются эквивалентными и используются в настоящем документе взаимозаменяемо.
Термин "эффективная доставка" следует понимать как доставку терапевтически эффективного количества альгинатного олигомера в легкие, т.е., количества альгинатного олигомера, которое позволяет лечение или предотвращение респираторной инфекции или респираторного расстройства, в котором участвуют микробные инфекции, в частности, биопленочные инфекции и/или аномальная слизь.
Настоящее изобретение далее будет описано со ссылкой на следующие неограничивающие примеры, в которых:
99m
На фигуре 1 представлена схема устройства, используемого для нанесения радиоактивной метки на высушенные распылительной сушкой частицы согласно настоящему изобретению с помощью Technegas. Technegas генерировали генератором Technegas, загруженным пертехнетатом (400 МБк) [101], и его пропускали над слоем сухих частиц (300 мг), расположенных на фильтровальной бумаге [102] с помощью вакуумного насоса [103]. Свободный Technegas улавливали в 6% растворе (масс./масс.) ЭДТА [104].
На фигуре 2 показано графическое представление среднего распределения массы меченых и немеченых частиц, а также радиоактивных доз меченых частиц, возникающее из анализа аэродинамического распределения частиц по размерам из примера 7. Темно-серый столбец (слева): масса меченых частиц (DPI) n=4. Средне-серый столбец (средний): радиоактивные дозы меченых частиц (DPI) n=4. Светло-серый столбец (справа): масса немеченых частиц (DPI) n=4.
На фигуре 3 представлено осаждение Oligo-G в легких пациента, страдающего МВ, после введения распыленного раствора (3A (изображение спереди) и 3В (изображение сзади)) или в форме высушенных распылительной сушкой частиц согласно настоящему изобретению (3C (изображение спереди) и 3D (изображение сзади)).
На фигуре 4 представлено осаждение Oligo-G в ротовой полости и глотке пациента с МВ после введения распыленного раствора (4A (боковой левый) и 4B (боковой правый)) или в форме высушенных распылительной сушкой частиц согласно настоящему изобретению (4C (боковой левый) и 4D (боковой правый)).
ПРИМЕРЫ
Пример 1 - Получение высушенных распылительной сушкой частиц согласно настоящему изобретению
Образец состава получали с применением композиций, описанных в таблице 1. Данный состав пересчитывали на содержание 94 мг/мл концентрации Oligo-G (2600 Да, %G 90-95) в водной фазе и 80% масс./масс. концентрации растворенных веществ. Oligo-G и глицин растворяли в воде с образованием водной фазы. ДПФХ растворяли в этаноле с образованием органической фазы. Органическую фазу медленно добавляли к водной фазе при гомогенизации при 10000 об/мин с применением гомогенизатора Silverson. После добавления всех материалов полученную суспензию гомогенизировали в течение дополнительных 15 минут.
Таблица 1: Композиция состава
<b>КОМПОНЕНТ</b>
<b>%</b>
<b>Масса (г)</b>
<b>% от SDP</b>
Oligo-G
6,491
106
80
ДПФХ
0,429
7
5
Глицин
1,225
20
15
Этанол
22,964
375
n/a
Вода
68,892
1125
n/a
<b>ОБЩЕЕ</b>
<b>100</b>
<b>1633</b>
<b>100</b>
Неожиданно, образовалась стабильная эмульсия молочного цвета, что означает, что количество этанола, использованного во время сушки распылительной сушкой, было снижено, и концентрация растворенного вещества увеличилась в 3 раза. Поэтому, чтобы распылить 1кг сухого Oligo-G, необходимо 10,6 л воды и только 3,5 л этанола, что означает в общей сложности только 14,1 л сорастворителя потребовалась в теории (по сравнению с 40 л, если количество сорастворителей были бы прежними). Эту эмульсию применяли для определения параметров сушки распылительной сушкой в процессе масштабирования и оценки, достижимо ли требуемое распределение частиц по геометрическим размерам и APSD.
Пилотную распылительную сушилку GMP (Anhydro SPX MS35, США) использовали для распыления 1,6 кг эмульсии, полученной выше. Полученные порошки собирали в стеклянную пробирку и оставляли стоять в течение ночи. Порошки тестировали на распределение частиц по геометрическим размерам и APSD с применением методов, описанных ниже.
Таблица 2: Параметры распылительной сушки
<b>Параметры</b>
<b>Эксперимент 11</b>
Поток технологического газа
40 кг/ч
Поток газа форсунки
14 кг/ч
Температура газа форсунки
80°C
Температура технологического газа
165°C
Температура в рубашке камеры
100°C
Температура в рубашке циклона
Измерено > 90°CУстановлено = 25°C
Скорость подачи
60 об/мин
Температура на выходе
Измерено >90°C
Высушенный распылительной сушкой порошок собирали каждые 45 минут во избежание образования комков на горловине циклона. Выход составил 75%, и потребовалось 2,5 ч для окончания.
Распределение частиц по размерам определяли с помощью лазерной дифрактометрии с применением анализатора размера частиц Malvern Mastersizer MicroPlus (Malvern Instruments, UK). Этилацетат, содержащий 2 г SPAN 85 на литр, применяли в качестве диспергирующего агента для данного эксперимента. Образцы готовили путем диспергирования примерно 15 мг порошка в 3 мл диспергирующего агента. Оборудование включали, и устанавливали следующие условия.
• Модель анализа: полидисперсный
• Код представления данных: Фраунгофер
• Скорость перемешивания: положение на 11 часов (150° радиус)
• Затенение: 15-20%
Оборудование оставляли для прогревания в течение около одного часа, и приблизительно 100 мл диспергирующего агента добавляли в устройство для диспергирования образца. Фон впервые измеряли с применением диспергирующего агента. Образец по каплям добавляли в устройство для диспергирования образца до достижения необходимой величины затенения. Измерения размера частиц проводили через 5 минут. Для каждого образца проводили минимум три измерения.
in vitro
Аэродинамический размер определяли по геометрическому размеру частиц, форме и плотности частиц. Аэродинамическое распределение частиц по размерам (APSD), как правило, признают в качестве критического параметра в характеристике ингаляционных продуктов, поскольку APSD аэрозольного облака определяет, где частицы этого облака оседают после ингаляции. Принято считать, что содержащие лекарственное средство частицы с аэродинамическим размером частиц менее 5мкм являются терапевтически эффективными, а количество таких частиц в порошке (или множество частиц) широко известно как FPM (масса тонкодисперсных частиц), FPD (доза тонкодисперсных частиц) или FPF (фракция тонкодисперсныхчастиц). Частицы размером более 5мкм, в целом, оказывают влияние на ротоглотку и будут проглочены.
<4,46мкм
APSD порошка, полученного в данном исследовании, определяли с применением импактора нового поколения (NGI) и ВЭЖХ. NGI включает семь стадий с различными диаметрами отсечения, как показано ниже. FPM определяли интерполяцией результатов NGI. Тем не менее, в данном исследовании FPM оценивали как FPM (т.е. частиц с аэродинамическим размером частиц < 4,46мкм), который рассчитывали путем прибавления количества лекарственного средства, осажденного из стадии 3 до микро отверстия коллектора (MOC) NGI.
Таблица 3: Диаметры отсечения NGI
<b>Стадия</b>
<b>Диаметр отсечения при 60LPM (мкм)</b>
1
8,06
2
4,46
3
2,82
4
1,66
5
0,94
6
0,55
7
0,34
Устройство, используемое для генерации аэрозольного облака, оказывает существенное влияние на эффективность аэрозольного состава. Система DPI в целом требует высокой энергии дисперсии для достижения желаемой деагломерации порошка. Система DPI, содержащая состав микронизированного порошка, только требует более высокой энергии дисперсии по сравнению с бинарными порошковыми составами, содержащими грубые носители. Устройство высокого сопротивления обеспечивает энергию высокой дисперсии, и было выбрано для этого эксперимента и последующего производства продукта.
Для каждого испытания 40 мг высушенного распылительной сушкой порошка помещали в ГПМЦ капсулы размера 3, и монодозовое устройство высокого сопротивления Plastiape (60L) применяли для доставки дозы. Способ NGI и способ ВЭЖХ описаны ниже.
NGI
Оборудование
NGI, HCP5 Copley помпа, TPK, измеритель потока, стеклянная воронка, волюметрические колбы (100 и 50 мл)
Материалы
Деионизированная вода, ацетон, стеклянные микроволоконные фильтры категории GF/A 8.см
Растворитель для промывки:деионизированная вода
Получение покрывающего раствора
• Взвешивали 100 мг Pluronic F68 в чистую 100 мл волюметрическую колбу.
• Добавляли 3 мл глицерина, и доводили объем с применением ацетона.
• Интенсивно встряхивали содержимое, чтобы обеспечить тщательное перемешивание.
Покрытие
С применением подходящие пипетки переносили покрывающий раствор в чашки, как описано в таблице 4.
Таблица 4: Объем покрывающего раствора, добавленного в NGI чашки
<b>Чашка на стадии</b>
<b>Покрывающий раствор (мл)</b>
1
6
2 - 7
3
Микроотверстие коллектора (MOC)
6
Лоток с чашками осторожно наклоняли, чтобы гарантировать, что жидкость покрыла чашки полностью, и оставляли для высыхания на воздухе.
Осаждение NGI
• NGI собирали согласно руководству пользователя.
• Добавляли 10 мл разбавителя в чашку в пластине предварительного сепаратора отсечения
• Новый фильтр помещали во внешнем держателе фильтра
• Включали насос, и скорость потока устанавливали с помощью импактора до 60 л/мин +-3 л/мин.
• Проверяли давление P2 и P3 и проверяли, что P3/P2 составляет менее или равно 0,5
• С применением контроллера критического потока останавливали поток воздуха, но не выключали насос.
Дисперсия дозы
• Устройство высокого сопротивления Plastiape вставляли в мундштук адаптера, обеспечивающего, чтобы конец ингалятора был на одном уровне с внутренней поверхностью мундштука адаптера
• Удерживая устройство вертикально, устройство открывали, и загружали капсулу в камеру. Устройство закрывали.
• Одновременно на устройстве нажимали две кнопки, чтобы проколоть капсулу. Устройство активировано и готово к доставке.
• Устанавливали мундштук адаптера и устройство на индукционный порт USP.
• Активировали контроллер критического потока в течение 4 секунд. Производили доставку дозы.
Приготовление раствора образца для NGI
• Устройство снимали с мундштука адаптера
• Устройство открывали и помещали капсулу в волюметрическую колбу. Устройство промывали в волюметрическую колбу
• Мундштук удаляли из горловины и промывали небольшим объемом разбавителя в мерную колбу
• Осторожно удаляли горловину с предварительного сепаратора и промывали в 100 мл волюметрическую колбу, убедившись, что вся внутренняя поверхность тщательно увлажнена и промыта
• Осторожно вынимали предварительный сепаратор из NGI вставляли заглушку в выпускное отверстие
• Добавляли 90 мл разбавителя в предварительный сепаратор и вставляли заглушку во входное отверстие
• Предварительный сепаратор встряхивали покачивающими, переворачивающими движениями в течение двух минут. Переносили содержимое в 100 мл колбу. Не доводили объем.
• Открывали NGI, и добавляли 10 мл разбавителя в каждую чашку
• Осторожно покачивали чашку в течение по меньшей мере двух минут. Если какое-либо количество активного фармацевтического ингредиента (API) можно увидеть в остатке в чашках, продолжали покачивать лоток с чашками до его растворения
• Растворы образцов помещали в виалы и анализировали посредством ВЭЖХ.
Таблица 5: объем колбы для каждой стадии NGI
<b>Образцы</b>
<b>Объем колбы (мл)</b>
Устройство и капсула
50
Мундштук и горловина
100
Предварительный сепаратор
100
Стадия 1 - MOC
10
Таблица 6: параметры ВЭЖХ
<b>Параметр</b>
<b>Настройки</b>
Колонка
SieLC PrimeSep C 150x4,6 мм 5 мкм 100Å (P/N C-46,150,0510)
Подвижная фаза
40 мМ Na<sub>2</sub>HPO<sub>4</sub> при pH 6,0
Скорость потока
0,5 мл/мин
Детектирование
Индекс рефракции
Объем введения
100 мкл
Температура колонки
30°C
Время хроматографирования
5 минут
Разбавитель
Дистиллированная вода
Полученный порошок тестировали, и результаты приведены в таблицах 7 и 8. Результаты показали, что получены частицы содержащие порошок, с небольшим распределением частиц по геометрическим размерам, которые подходят для ингаляции. Этот порошок характеризовался приемлемой FPM.
Таблица 7: Результаты геометрического PSD
<b>d</b><sub><b>10</b></sub>
1,23
<b>d</b><sub><b>50</b></sub>
2,65
<b>d</b><sub><b>90</b></sub>
5,20
Таблица 8: результаты NGI
Общее для устройства
22180,6
FPM
10488,7
MMAD
3,0
GSD
1,7
% высвобождаемой дозы
69
В свете этих результатов состав и способ считали пригодным для клинического применения.
Пример 2 - Роль антиадгезивных соединений в получении высушенных распылительной сушкой частиц согласно настоящему изобретению
Изучали влияние различных антиадгезивных агентов. Для этой цели глицин и лейцин рассматривали в качестве потенциальных антиадгезивных агентов. Образцы суспензии готовили с применением композиций, указанных в таблице 9. Oligo-G и/или лейцин/глицин растворяли в воде с образованием водной фазы. ДПФХ растворяли в этаноле с образованием органической фазы. Водную фазу медленно добавляли к органической фазе при гомогенизации при 6000 об/мин с применением гомогенизатора Silverson и подвергали микрофлюидизации, как описано ниже.
Лабораторную модель микрофлюидизатора М-110S (Microfluidics Company, Ньютон, Массачусетс), соединенного с пневматическим источником 110 psi, применяли в данном способе. Смешанный материал загружали в сосуд микрофлюидизатора для сыпучих веществ и пропускали через камеру взаимодействия микрофлюидизатора перед возвращением в верхнюю часть объемной камеры. После каждого цикла/прогона оборудованию и суспензии давали остыть перед дальнейшей обработкой. Материал обрабатывали в течение 5 циклов для получения микрофлюидизированной суспензии.
Образцы сушили распылительной сушкой с применением температуры на входе 120°C, скорости вентилятора 50 и скорости насоса 10. Полученные порошки собирали в стеклянную пробирку и оставляли стоять на ночь.
Порошки тестировали на распределение частиц по геометрическим размерам и APSD с применением способов, описанных выше.
Таблица 9: Композиции состава
<b>Эксперимент </b>
<b>4</b>
<b>5</b>
<b>6</b>
<b>Oligo-G (г) </b>
2
2
2,25
<b>ДПФХ (мг) </b>
250
250
250
<b>Вода (мл) </b>
25
25
25
<b>Этанол (мл) </b>
75
75
75
<b>Лейцин (мг) </b>
250
0
0
<b>Глицин (мг) </b>
0
250
0
Тестировали порошок, полученный в экспериментах 4, 5 и 6, и результаты приведены в таблицах 10 и 11. Результаты показывают, что добавление антиадгезивного агента не оказывает существенного влияния на геометрическое распределение полученных частиц порошков по размерам (таблица 10). Результаты также показывают, что добавление антиадгезивного агента улучшило как FPM, так и высвобождаемую дозу (таблица 11). Существовала лишь небольшая разница между составами, приготовленными с применением глицина или лейцина, как показано в таблице 11.
Таблица 10: Результаты геометрического PSD для экспериментов 4, 5 и 6
<b>Результаты</b>
<b>мкм</b>
<b>Эксперимент</b>
<b>4</b>
<b>5</b>
<b>6</b>
<b>Антиадгезивный агент</b>
<b>Лейцин</b>
<b>Глицин</b>
<b>Отсутствие</b>
<b>d</b><sub><b>10</b></sub>
1,46
1,42
1,64
<b>d</b><sub><b>50</b></sub>
3,07
2,86
3,31
<b>d</b><sub><b>90</b></sub>
6,53
7,15
6,40
Таблица 11: Результаты NGI для экспериментов 4, 5 и 6
<b>Результат</b>
<b>мкг</b>
<b>Эксперимент</b>
<b>4</b>
<b>5</b>
<b>6</b>
<b>Антиадгезивный агент</b>
<b>Лейцин</b>
<b>Глицин</b>
<b>Отсутствие</b>
Общее для устройства
29215,80
26593,86
21934,85
FPM
11084,31
12135,58
9793,81
MMAD
4,2
4,1
4,5
GSD
2,1
1,9
2,3
% высвобождаемой дозы
91
83
68
Пример 3 - Влияние различных концентраций ДПФХ
на получение высушенных распылительной сушкой частиц согласно настоящему изобретению
Исследовали действие различных концентраций фосфолипида. Образцы суспензии получали с применением композиций, представленных в таблице 12, и способа, описанного в примере 2. Образцы сушили посредством распылительной сушки с применением параметров, описанных в примере 2. Полученные порошки собирали в стеклянную пробирку и оставляли стоять на ночь. Порошки тестировали на распределение частиц по геометрическим размерам и APSD с применением способов, описанных в примере 1.
Таблица 12: Композиции состава
<b>№ эксперимента</b>
<b>5</b>
<b>9</b>
Oligo-G (г)
2
2
ДПФХ (мг)
250
125
Вода (мл)
25
25
Этанол (мл)
75
75
Глицин (мг)
250
375
Полученный порошок тестировали, и результаты представлены в таблицах13 и 14. Результаты показывают, что никакого существенного различия в распределении частиц по геометрическим размерам при снижении ДПФХ до 5% и увеличении глицина до 15% не было (таблица 13). Тем не менее, FPM немного снизился, но это, вероятно, обусловлено электростатикой, и предполагалось, что после старения порошка это изменится, как это обычно наблюдают для продуктов DPI.
Таблица 13: Результаты геометрического PSD для экспериментов 5 и 9
<b>Результаты</b>
<b>мкм</b>
<b>Эксперимент</b>
<b>5</b>
<b>9</b>
<b>% ДПФХ</b>
<b>10</b>
<b>5</b>
<b>% Глицин</b>
<b>10</b>
<b>15</b>
<b>d</b><sub><b>10</b></sub>
1,42
1,74
<b>d</b><sub><b>50</b></sub>
2,86
3,30
<b>d</b><sub><b>90</b></sub>
7,15
5,99
Таблица 14: Результаты NGI для экспериментов 5 и 9
<b>Результаты</b>
<b>мкг</b>
<b>Эксперимент</b>
<b>5</b>
<b>9</b>
<b>% ДПФХ</b>
<b>10</b>
<b>5</b>
<b>% Глицин</b>
<b>10</b>
<b>15</b>
Общее для устройства
26593,86
28984,89
FPM
12135,58
10094,44
MMAD
4,1
4,3
GSD
1,9
1,9
% высвобождаемой дозы
83
91
Порошки, полученные в экспериментах 5, 9 тестировали на APSD после 2 недельной релаксации продукта в условиях окружающей среды, и результаты показаны в таблице 15. Результаты показывают улучшенное осаждение FPM, и это соответствует цели 15 мг, что установлено для данного продукта.
Таблица 15: результаты NGI для экспериментов 5 и 9
<b>Результаты</b>
<b>мкг</b>
<b>Момент времени</b>
<b>День 1</b>
<b>Две недели</b>
<b>Эксперимент</b>
<b>5</b>
<b>9</b>
<b>5</b>
<b>9</b>
<b>% ДПФХ</b>
<b>10</b>
<b>5</b>
<b>10</b>
<b>5</b>
<b>% Глицин</b>
<b>10</b>
<b>15</b>
<b>10</b>
<b>15</b>
Общее для устройства
26593,86
28984,89
21527,19
26918,49
FPM
12135,58
10094,44
15604,33
16120,64
MMAD
4,1
4,3
2,5
2,8
GSD
1,9
1,9
1,8
1,9
% высвобождаемой дозы
83
91
67
84
Пример 4 - Высвобождение OligoG из высушенных распылительной сушкой частиц согласно настоящему изобретению при помещении в солевой раствор
in vitro
Низкое количество добавок и устойчивая гидрофильность порошка согласно настоящему изобретению позволяет очень быстрое и эффективное высвобождение Oligo-G при помещении в жидкость. Это было продемонстрировано в установке , где лекарственное средство, полученное в примере 1, подвергалось воздействию солевого раствора при переменных концентрациях и в течение различных периодов времени. Приблизительно 60% Oligo-G высвобождалось через 1 мин, и концентрации 130 мг/мл, что близко к насыщению, могут быть достигнуты, когда небольшое количество жидкости наносили на сухой порошок.
Таблица 16: Высвобождение Oligo-G из высушенных распылительной сушкой частиц согласно настоящему изобретению при увеличении количества добавленной жидкости после инкубирования в течение 1 часа
<b>Добавленный Oligo-G (мг) </b>
<b>Добавленный солевой раствор (мл) </b>
<b>Высвобожденный Oligo-G (мг/мл) </b>
<b>Высвобожденный Oligo-G (%) </b>
4
0,015
129,8
18
4
0,025
49,2
25
4
0,04
75,7
71
4
0,067
53,8
85
4
0,1
39,5
97
4
0,2
19,7
99
4
0,4
9,1
91
Пример 5 - Получение высушенных распылительной сушкой частиц, содержащих высокие уровни альгинатного олигомера, на основании подхода совместного измельчения
4,9 г Oligo-G смешивали со 0,1 г стеарата магния (2% масс./масс.) с применением мешалки Turbula на 101 об/мин в течение 10 минут. Порошковую смесь измельчали с применением 2" воздушноструйной мельницы. Мельница работала с тангенциальным потоком, т.е., воздух и порошок подавали в одном направлении в камеру измельчения. Порошковую смесь подавали в мельницу с помощью системы подачи Вентури, где газообразный азот применяют для перемещения исходного материала в камере измельчения. Рукавный фильтр продукта прикрепляли к выходному отверстию мельницы, через который собирали вспомогательный газ и измельченную порошковую смесь. Условия измельчения были установлены следующим образом:
• Вспомогательный газ: сухой газообразный азот
• Давление мельницы: 90 psi
• Давление при подаче: 85 psi
• Условия в помещении: условия окружающей среды
• Количество циклов: 1
Измельченный порошок оценивали с помощью лазерной дифрактометрии и NGI для определения APSD, как описано в примере 1. Результаты приведены в таблицах 17 и 18. Тем не менее, результаты размера частиц являются приемлемыми (таблица 17). Результаты APSD (таблица 18) демонстрируют низкую эффективность аэрозоля с результатом лишь около 4 мг Oligo-G, осажденного в качестве FPM (при цели 15мг).
Таблица 17: Результаты распределения частиц по геометрическим размерам совместно измельченных Oligo-G-стеарат магния
<b>Процентиль</b>
<b>Размер частиц совместно измельченных Oligo-G-стеарат магния (мкм)</b>
d<sub>10</sub>
1,93
d<sub>50</sub>
5,14
d<sub>90</sub>
9,74
Таблица 18: Результаты NGI совместно измельченных Oligo-G- стеарат магния
<b>Ступень</b>
<b>Результаты (мкг)</b>
Устройство
3995,31
Горловина
12284,61
Предварительный сепаратор
4238,81
Ступень 1
5226,60
Ступень 2
3719,57
Ступень 3
1399,41
Ступень 4
1054,75
Ступень 5
701,02
Ступень 6
526,60
Ступень 7
234,66
MOC
106,29
Суммарное извлечение
33487,62
Общее для устройства
29492,31
FPM
4022,72
% извлечения
83,72
Пример 6 - Получение высушенных распылительной сушкой частиц, содержащих высокие уровни альгинатного олигомера, на основании подхода применения эмульсии «вода в масле»
Дихлорметан (ДХМ) выбирали в качестве органического растворителя для этого эксперимента. Составы готовили и высушивали с помощью распылительной сушки с применением параметров, представленных в таблице 19. В частности, ДПФХ растворяли в органическом растворителе, и Oligo-G растворяли в деионизированной воде. Водную фазу по каплям добавляли в органическую фазу при гомогенизации при 6000об/мин с применением Silverson гомогенизатора. Распылительную сушку проводили при перемешивании исходного материала.
Таблица 19: Состав и параметры обработки
<b>Компоненты</b>
<b>Параметры распылительной сушки</b>
Oligo-G: 4,9 гДПФХ: 100 мгВода: 5 млДХМ: 45 мл
Температура на входе: 80°CСкорость вентилятора: 50Скорость насоса: 10
10
50
90
Полученные порошки собирали в стеклянную пробирку и оставляли стоять на ночь. Порошки тестировали на распределение частиц по геометрическим размерам и APSD с применением способов, описанных в примере 1. Обнаружили, что полученный порошок липкий и очень когезивный. Распределение частиц по геометрическим размерам данного порошка больше рекомендованного диапазона для ингаляции (т.е., d = 1,44мкм, d = 6,18мкм, d = 15,51мкм). Он характеризовался низкой аэрозольной производительностью и около 2,6 мг, осажденными как FPM (таблица 20).
Таблица 20: Результаты NGI для Oligo-G DPI состава на основе подхода применения эмульсии «вода в масле»
<b>Параметры</b>
<b>Результаты</b>
Масса наполнения капсулы (мг)
40
Доза устройства (мкг)
26607,95
FPM (мкг)
2612,13
% Дозы устройства
67
Пример 7 - Введение радиоактивной метки в высушенные распылительной сушкой частицы согласно настоящему изобретению
99m
Высушенные распылительной сушкой частицы, полученные в примере 1, метили с помощью устройства, показанного на фигуре 1. Вкратце, Technegas, генерированный генератором Technegas, загруженным пертехнетатом (400 МБк) [101], пропускали над слоем сухих частиц (300 мг), расположенных на фильтровальной бумаге [102] с помощью вакуумного насоса [103]. Свободный Technegas улавливали в 6% (масс./масс.) ЭДТА [104].
40 мг каждого из сухих меченых или не меченых частиц наполняли в ГПМЦ капсулы размера 3 (n=3 каждый). Аэродинамическое распределение меченых и немеченых частиц по размерам определяли посредством присоединения однодозового ингалятора Miat, загруженного капсулами, в многоступенчатый жидкостной импинжер (MSLI; MSLI; Copley Scientific, Великобритания).
Частицы, осажденные в индукционном порту (1 этап), на четырех жидкостных ступенях (ступени от 2 до 5) и фильтровальной бумаге стадии 6 количественно определяли гравиметрическим способом. Дозу радиоактивности, присутствующей на каждой ступени MSLI, количественно оценивали с применением дозкалибратора, и в одном случае с применением сцинтиграфии для повышения чувствительности.
Результаты показали, что сухая порошковая форма высушенных распылительной сушкой частиц согласно настоящему изобретению может быть успешно радиоактивно мечена при поглощении Technegas при 8,81 ± 2,06 МБк/100 мг частиц (n=4); радиоактивную дозу измеряли во время разрядки в MSLI. На рисунке 2 показан средний % распределения меченых и немеченых частиц по массе и по радиоактивной дозе (только радиоактивно меченых частиц, измеренной с применением дозкалибратора). Радиометки не были обнаружены с помощью этой методики на ступени 2, по-видимому доза была ниже уровня обнаружения. Радиоактивные импульсы этой ступени, определенные гамма визуализацией камеры, подтвердили, что % распределения аналогичен радиоактивно меченым и немеченым частицам по массе (приблизительно 6,8%). Профили распределения трех измеренных параметров были аналогичны, что свидетельствует о том, что (а) радиоактивная метка не влияет на аэродинамические свойства частиц; и (b) Technegas равномерно сцепляется с частицами.
in vivo
Данное исследование показало, что использованный способ радиоактивной метки позволил Technegas сцепляться с высушенными распылительной сушкой частицами согласно настоящему изобретению, не влияя на аэродинамические свойства, и что меченые высушенные распылительной сушкой частицы согласно настоящему изобретению обеспечивают таким образом надежные сцинтиграфические данные о распределении  при вдыхании испытуемыми субъектами.
Пример 8 - Осаждение в легких радиоактивно меченой сухой порошковой формы высушенных распылительной сушкой частиц согласно настоящему изобретению
Основная цель настоящего исследования состояла в том, чтобы определить, используя сцинтиграфические методы, осаждение Oligo-G в легких при введении пациентам с муковисцидозом либо в форме распыленного раствора или в виде сухого порошка высушенных распылительной сушкой частиц согласно настоящему изобретению. Вторичная цель состояла в том, чтобы определить характер распределения радиоактивных меток в двух составах в легких больных, включая расчеты соотношения радиоактивной метки в центральных дыхательных путях по сравнению с периферийной областью (индекс C/P); и чтобы охарактеризовать внелегочное осаждение радиоактивной метки (т.е., в ротоглотке и желудке), включая удерживание в небулайзере или резервуаре ингалятора для сухого порошка и осаждение на фильтре при выдохе.
Данное исследование представляло собой открытое двойное рандомизированное перекрестное исследование у 10 пациентов с муковисцидозом. Субъекты получали одну дозу Oligo-G CF-5/20, приготовленную в форме высушенных распылительной сушкой частиц согласно настоящему изобретению (высушенные распылительной сушкой частицы из примера 1) - 96 мг - доставленную с помощью трех капсул через однодозовый ингалятор Miat для сухого порошка, и одну дозу 1,5 мл (90 мг) аэрозоля 6% раствора Oligo-G CF-5/20, доставленного с помощью небулайзера Sidestream Plus, разделенные периодом вымывания, составляющим 2-14 дней. Каждая обработка была радиоактивно мечена посредством 10 МБк 99mTc в общей сложности. Technegas пропускали над слоем DPI с помощью вакуумного насоса, что позволило Tc удерживаться на DPI, не затрагивая их аэродинамические свойства (пример 7).
Получали последовательные переднее и заднее изображения грудной клетки/брюшной полости и боковые изображения головы/шеи. Кроме того, изображения устройства получали до и после введения, с помощью гамма-камеры Siemens E-Cam с 53,3 см полем зрения, и оснащенной коллиматором с высокой разрешающей способностью с низким энергопотреблением.
Анализ изображений проводили с использованием программного обеспечения WebLink.
Характеризовали осаждение радиоактивной метки в легких и внелегочное осаждение, включая удержание в оборудовании. Действие состава (высушенные распылительной сушкой частицы согласно настоящему изобретению против раствора) на параметры осаждения оценивали с применением парных t-критериев.
Результаты показали, что:
• Единичная доза ингаляции высушенных распылительной сушкой частиц согласно настоящему изобретению хорошо переносится
• Увеличение осаждения частиц в легких по сравнению с распыленным раствором (фигура 3): Среднее общее количество радиоактивных импульсов 18766 ± 5798 против 3982 ± 1277
• Осаждение в легких доли 6% раствора была по расчетам составляла 17,3%
• Доля осаждения частиц в легких составляла 40,0±12,4% (n=10)
• Приблизительно 50 ± 17% и 75 ± 4% от первоначальной дозы оставались в ингаляторе и небулайзере соответственно
• Орофарингеальное осаждение (фигура 4) было значительно выше (р = 0,009) при применении распыленного раствора (10,1% против 1,6%)
• Значение % дозы при промывке ротовой полости, которая оседает в желудке, и рассчитанный индекс C/P существенно не отличались между двумя составами.
В заключение, значительно улучшенное осаждение Oligo-G в легких (в 2,3 раза) было продемонстрировано при применении формы сухого порошка высушенных распылительной сушкой частиц согласно настоящему изобретению, по сравнению с распыленным 6% раствором.