Способ получения липидной смеси и липосомальное пероральное противовирусное лечебно-профилактическое средство с использованием указанной липидной смеси
METHOD FOR PRODUCING LIPID MIXTURE AND LIPOSOMAL ORAL ANTIVIRAL THERAPEUTIC AND PROPHYLACTIC AGENT USING SAID LIPID MIXTURE

Изобретение относится к медицине, фармацевтической промышленности, в частности к противовирусным препаратам, и касается создания липосомальных лекарственных форм, содержащих интерферон.
В клинической практике для лечения вирусных инфекций, в частности гепатита В, широко применяется рекомбинантный альфа-2-интерферон - один из известных субтипов лейкоцитарного интерферона.
Известно, что заключение рекомбинантного альфа-интерферона в липосомы усиливает его антипролиферативную активность в эксперименте на опухолевых клетках (Eppstein D.A., Stewart W.E. Altered Pharmacological Properties of Liposome-Associated Human Interferon-Alpha. J. Virology, 1982, vol.41, N 2, p.575-582). Причем различные способы ассоциации с мембраной липосом в зависимости от состава липидов приводят к измененной фармакокинетике интерфероновых препаратов в эксперименте на мышах (Killion J.J., Fan D., Bucana C.D., Frangos D.N., Price J.E., Fidler I.J. Augmentation of Antiproliferative Activity of Interferon Alfa Against Human Bladder Tumor Cell Lines by Encapsulation of Interferon Alta Within Liposomes. J. of the Nat. Cancer Inst, 1989, vol.81, N 18, p.1387-1392).
Известен противовирусный препарат местного действия для внутрикожного введения на основе интерферона-альфа, заключенного в липосомы (международная заявка, WO №91/01719, МПК А61K 9/127, опубл. 1991). Препарат исследован на экспериментальной модели инфекции герпеса у морских свинок. Липосомы получены из липидов, характерных для рогового слоя кожи.
Известна липосомальная лекарственная форма для перорального применения, содержащая человеческий альфа-интерферон (патент США №5503828, МПК А61K 38/00, опубл. 02.04.1996 г.). Однако конкретный состав лекарственной формы не указан.
Известен другой противовирусный препарат на основе рекомбинантного бета-интерферона, заключенного в липосомы, предназначенный для местного или парентерального (подкожного, внутримышечного) применения (Европейский патент №172007, МПК А61K 9/127, опубл. 1986). Для парентерального применения противовирусный препарат в липосомальной форме содержит:
Рекомбинантный бета-интерферон, ME
2×10<sup>8</sup>
Человеческий сывороточный альбумин, г
1,25
Декстроза, г
1,25
Смесь диарахидоилфосфатидилхолина и
дипальмитоилфосфатидилглицерина (7:3), ммоль
2,0
Солевой раствор (0,9%), мл
100
Недостатком такого липосомального препарата является содержание в композиции человеческого сывороточного альбумина, что приводит к возможному развитию аллергических состояний у больных, длительно применяющих интерферон. Кроме того, метод получения данной композиции предусматривает предварительное растворение липидов, образующих липосому, в органических растворителях, например, таких, как пропанол, бутанол, циклогексан. Несмотря на последующую лиофилизацию липидной смеси следовые количества этих растворителей могут присутствовать в итоговой лекарственной композиции, вызывая нежелательные побочные эффекты у больных, применяющих препарат. Кроме того, состав данной композиции не обеспечивает возможность получения лиофильно высушенного биологически активного лекарственного средства, пригодного для длительного хранения, что значительно уменьшает возможность применения препарата в медицинских целях.
Известно липосомальное противовирусное лекарственное средство для перорального применения, содержащее биологически активный компонент - рекомбинантный интерферон-альфа-2, компоненты, формирующие липосомы - фосфатидилхолин и холестерин, стабилизатор - сахарозу, антиоксиданты - альфа-токоферол и аскорбиновую кислоту, представляющее собой лиофилизат или изотонический раствор (патент РФ №2123328, МПК А61K 9/127, опубл. 20.12.98), при следующем соотношении компонентов лиофилизата, мг:
Рекомбинантный интерферон-альфа-2, ME
(2,5-10)×10<sup>5</sup>
Фосфатидилхолин
60-80
Холестерин
6-10
альфа-Токоферол
6-10
Витамин С
1-2
Сахароза
40-90
Такое липосомальное лекарственное средство обеспечивает проявление биологической активности, свойственной интерферону-альфа-2, при пероральном пути введения препарата и достижение терапевтического эффекта от применения этой лекарственной формы без проявления побочных эффектов, сопровождающих парентеральный способ введения интерферона.
Однако указанное липосомальное лекарственное средство имеет недостаточный срок хранения (активность интерферона альфа-2 практически на постоянном уровне сохраняется не более 12 месяцев).
Наиболее близким аналогом (прототипом) является липосомальное пероральное противовирусном лечебно-профилактическое средство (патент РФ №2361572, МПК A61K38/21, опубл. 20.07.2009 г.), включающее рекомбинантный интерферон-альфа человека, фосфатидилохолин, холестерин, альфа-токоферол, лактозу, натрия хлорид, натрий фосфорно-кислый двузамещенный 12-водный и натрий фосфорно-кислый однозамещенный 2-водный. При этом оно представляет собой лиофилизат при следующем содержании компонентов лиофилизата, мг:
Рекомбинантный интерферон-альфа, ME
(2,5-10)⋅10<sup>5</sup>
Фосфатидилхолин
40,0-42,0
Холестерин
4,0-5,0
Альфа-Токоферол
0,5-0,6
Лактоза
90,0-92,0
Натрия хлорид
7,8-8,1
Натрий фосфорно-кислый
двузамещенный 12-водный
4,0-5,0
Натрий фосфорно-кислый
однозамещенный 2-водный
0,5-0,6
Однако в прототипе обеспечивается недостаточный срок хранения липосомальной лекарственной формы, при котором активность интерферона-альфа сохраняется на постоянном уровне не более 30 месяцев вследствие того, что липофильную смесь фосфатидилохолина, холестерина и альфа-токоферола для формирования оболочек липосом получают путем удаления из их раствора органических растворителей в вакуумном роторном испарителе.
Так получают липидные пленки из липофильной смеси во многих технологиях получения липосом (Liposomes, a practical approach. Ed. by R.R.C. New, Oxford etc., IRL Press, 1990; Bangham A.D., Prog. Biophis. Mol. Biol., 1968, v.18, pp.29-95; Липосомы в биологических системах. Под ред. Грегориадиса Г. и Аллисона А.-М.: Медицина, 1983; пат. Украины, №5654, 1995; пат. США №4883665, 1990; Ефременко В.И. Липосомы, Ставрополь, 1999).
Наличие остаточных количеств органических растворителей в липидной пленке на стадии получение лекарственной формы оказывает негативное влияние как на начальную целевую активность препарата, так и понижает ее в процессе длительного хранения. Известно, что органические растворители интенсифицируют процессы химического окисления, в том числе и перекисное окисление липидов (Iriskulov, B.U. (2019) Modern condition of the problem of lipid peroxide oxidation. Central Asian Journal of Medicine: Vol. 2019: Iss. 1, Article 7.) и обладают денатурирующей способностью по отношению к белкам (А.Б. Белова, В.В. Можаев, А.В. Левашев, М.В. Сергеева, К. Мартинек, Ю.Л. Хмельницкий. Взаимосвязь физико-химических характеристик органических растворителей с их денатурирующей способностью по отношению к белкам БИОХИМИЯ (1991). Т.56, вып.11, с. 1923-1945).
Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение срока хранения липосомальной лекарственной формы, при котором активность альфа-интерферона сохраняется на постоянном уровне до 42 месяцев за счет использования в липосомальном средстве липидной массы с более низким содержанием следовых количеств органических растворителей.
Указанный технический результат достигается тем, что в липосомальном пероральном противовирусном лечебно-профилактическом средстве, включающем рекомбинантный интерферон-альфа человека, лактозу, натрия хлорид, натрий фосфорно-кислый двузамещенный 12-водный, натрий фосфорно-кислый однозамещенный 2-водный и липидную смесь фосфатидилохолина, холестерина и альфа-токоферола для формирования оболочек липосом, согласно изобретения, в качестве липидной смеси фосфатидилохолина, холестерина и альфа-токоферола для формирования оболочек липосом средство содержит смесь, полученную путем удаления из нее органических растворителей методом лиофилизации в присутствии очищенной воды, размещенной в открытых емкостях отдельно от спиртового раствора липофильной смеси на полках сублимационной камеры, причем отношение объема спирта к объему воды составляет не менее 1:2, а остаточное количество органических растворителей в полученной липидной смеси после лиофилизации составляет: хлороформа - менее 0.5 ppm., а этанола - менее 0.3 ppm., а содержание компонентов лиофилизата в конечном продукте составляет, мг:
Субстация рекомбинантного интерферона-альфа
0,0001-0,050
Фосфатидилхолин
40,0-42,0
Холестерин
4,0-5,0
Альфа-Токоферол
0,5-0,6
Лактоза
90,0-92,0
Натрия хлорид
7,8-8,1
Натрий фосфорно-кислый
двузамещенный 12-водный
4,0-5,0
Натрий фосфорно-кислый
однозамещенный 2-водный
0,5-0,6
6
Активность субстанции рекомбинантного интерферона-альфа составляет (0,25-1,0)⋅10 МЕ.
Наличием в липосомальной мембране холестерина и витамина Е в заявленных соотношениях обеспечивается относительная стабильность липосом в желудочно-кишечном тракте до места всасывания липидов в организме, и, соответственно сохранение биологической активности интерферона, заключенного в них.
За счет диаметра отверстия мембраны до 0,1 мкм (при экструзии липосомального продукта) удается уменьшить размер липосом до 0,15 мкм, что позволило сохранить загрузку интерферона в липосомы на прежнем (как в прототипе) уровне, так как коэффициент загрузки прямо пропорционален суммарной величине поверхности липидного бислоя и обратно пропорционален размеру липосом.
При использовании интерферона в количестве менее 250 тыс. ME выявляется недостаточная клиническая эффективность заявляемой лекарственной формы при пероральном приеме, а увеличение количества интерферона в разовой дозе более 1 млн. ME нецелесообразно, так как не приводит к дальнейшему усилению терапевтического эффекта препарата и может вызвать нежелательные побочные эффекты, характерные для высоких доз интерферона.
Экспериментальные исследования показали, что концентрации фосфатидилхолина в пределах 40-42 мг/мл, холестерина в пределах 4,0-5,0 мг/мл и токоферола в пределах 0,5-0,6 мг/мл оптимальны для включения заданного количества интерферона в липосомы со средним размером частиц 0,15 мкм.
Содержание лактозы в диапазоне 90,0-92,0 мг/мл в липидной композиции обеспечивает стабильное сохранение липосомальной мембраны в процессе лиофилизации, а ее содержание более 92,0 мг/мл по данным авторов не дает дополнительных преимуществ.
Введение таких компонентов, как натрий хлорид, натрий фосфорно-кислый двузамещенный 12-водный и натрий фосфорно-кислый однозамещенный 2-водный в заявляемых концентрациях, обеспечивает сохранение активности интерферона на стадии приготовления лекарственной формы.
Кроме того, лактоза обеспечивает повышение устойчивости готовой лекарственной формы на стадии хранения. Лактоза невосстанавливающийся дисахарид и поэтому подвержена окислению в гораздо меньшей степени по сравнению с сахарозой, что позволило (по сравнению с прототипом) отказаться от использования аскорбиновой кислоты в качестве антиоксиданта.
Витамин Е (альфа-токоферол), присутствующий в липосомах в заявленных соотношениях, оказывает достаточное антиокислительное и стабилизирующее действие на интерферон и липидные компоненты.
Повышение устойчивости интерферона на стадии приготовления лекарственной формы достигается за счет введения в состав регидратирующего раствора фосфатно-солевого буфера с характеристиками, близкими к таковым у субстанции интерферона, что снижает инактивирующее воздествие таких факторов, как осмоляльность и кислотно-щелочной баланс.
Кроме того, при получении твердой смеси липидов (липидной массы) для приготовления липосом, из их раствора в органических растворителях, хлороформе и этаноле, авторами использован метод лиофилизации, что позволяет практически полностью удалить указанные органические растворители. Известно, что органические растворители интенсифицируют процессы химического окисления, в том числе и перекисное окисление липидов (Iriskulov, B.U. (2019) Modern condition of the problem of lipid peroxide oxidation. Central Asian Journal of Medicine: Vol.2019: Iss. 1, Article 7.; O.S. Fedorova, S.E. Olkin, V.M. Berdnikov The chemiluminescence mechanism in 1,10-Phenantroline oxidation during catalytic decomposition of Hydrogen Peroxide. Z.phys. Chemie, Leipzig 263 (1982) 3, S.529-549) и обладают денатурирующей способностью по отношению к белкам (А.Б. Белова, В.В. Можаев, А.В. Левашев, М.В. Сергеева, К. Мартинек, Ю.Л. Хмельницкий Взаимосвязь физико-химических характеристик органических растворителей с их денатурирующей способностью по отношению к белкам БИОХИМИЯ (1991), Т.56, вып. 11, с. 1923-1945;
A.А. Гидулянов Краткосрочное влияние денатурирующих гидрофобных агентов на электрофоретическую подвижность гемоглобина крови человека Ученые записки Таврического национального университета им. B.И. Вернадского, сер.»Биология, химия», том.27 (66). 2014. №3. С.26-30).
Наличие остаточных количеств органических растворителей на стадии получение лекарственной формы может оказывать негативное влияние как на начальную целевую активность препарата, так и понижать ее в процессе длительного хранения.
Лиофилизация растворов липидов позволяет существенно (до уровня, меньшего чем 0.5 ppm) уменьшить в конечном продукте остаточное количество этих органических растворителей и тем самым снизить их негативное инактивирующее воздействие.
На фиг. 1 представлена схема размещения лотков с раствором липидов в органическом растворителе в кассетах, на дне которых расположена очищенная вода, перед размещением кассет на полках камеры лиофилизационной установки.
Ниже приведены примеры 1-3 составов липосомального средства.
Пример 1. Состав с минимальным содержанием компонентов, мг:
Субстанция рекомбинантного интерферона-альфа с активностью
0,25⋅10<sup>6</sup> ME
0,0001
Липофильная смесь, полученная методом лиофилизации с
остаточным содержанием хлороформа - менее 0.5 ppm.,
а этанола - менее 0.3 ppm.:
Фосфатидилхолин
40,0
Холестерин
4,0
Альфа-Токоферол
0,5
Лактоза
90,0
Натрия хлорид
7,8
Натрий фосфорно-кислый
двузамещенный 12-водный
4,0
Натрий фосфорно-кислый
однозамещенный 2-водный
0,5
Пример 2. Состав со средним содержанием компонентов, мг:
Субстанция рекомбинантного интерферона альфа
с активностью 0,5⋅10<sup>6</sup> ME
0,001
Липофильная смесь, полученная методом лиофилизации
с остаточным содержанием хлороформа - менее 0.5 ppm.,
а этанола - менее 0.3 ppm.:
Фосфатидилхолин
41,0
Холестерин
4,5
Альфа-Токоферол
0,55
Лактоза
91,0
Натрия хлорид
8,0
Натрий фосфорно-кислый
двузамещенный 12-водный
4,5
Натрий фосфорно-кислый
однозамещенный 2-водный
0,55
Пример 3. Состав с максимальным содержанием компонентов, мг:
Субстанция рекомбинантного интерферона альфа
с активностью 1,0⋅10<sup>6</sup> ME
0,050
Липофильная смесь, полученная методом лиофилизации
с остаточным содержанием хлороформа - менее 0.5 ppm.,
а этанола - менее 0.3 ppm.
Фосфатидилхолин
42,0
Холестерин
5,0
Альфа-Токоферол
0,6
Лактоза
92,0
Натрия хлорид
8,1
Натрий фосфорно-кислый
двузамещенный 12-водный
5,0
Натрий фосфорно-кислый
однозамещенный 2-водный
0,6
Пример 4. Технология получения липосомальной формы.
Липосомы заявленного состава со средним размером 0,15 мкм получают методом экструзии мультиламеллярных везикул через поликарбонатные мембраны со средним размером пор 0,1 мкм.
В емкость (V=1 л), содержащую спирт Этиловый 95% в количестве 400 мл, добавляют навеску фосфатидилхолина (Липоид С-100) в количестве (357,09±0,01) г, перемешивают и выдерживают в течение 3 ч до полного растворения липоида. При этом происходит увеличение объема раствора приблизительно на 0,35 л.
В полимерном стакане вместимостью 200 мл на весах взвешивают Токоферола ацетат (витамин Е) в количестве (4,85±0,01) г, Холестерол (Холестерин) в количестве (39,28±0,01) г и далее добавляют 100 мл Трихлорметана (Хлороформа). Стакан со смесью витамина Е, Холестерина и Хлороформа помещают на магнитную мешалку для перемешивания до полного растворения Холестерола, при этом происходит увеличение объема раствора на 20 мл. После чего доводят объем полученного раствора спиртом этиловым 95% до объема 130 мл.
В раствор Липоида в спирте вводят раствор Холестерина с витамином Е в Хлороформе и доводят объем раствора спиртом этиловым 95% до 1000 мл, перемешивают.
Вакуумирование и лиофилизация раствора липидов
Емкость вместимостью 1 л со свежеприготовленным раствором липидов передают на вакуумирование для удаления хлороформа. Для этого раствор липидов разливают в предварительно подготовленные лотки, загружают в камеру вакуумного шкафа и набирают вакуум до значения минус 1 бар и выдерживают 20 мин. Основная масса хлороформа (90-95%) за указанное время испаряется и скачивается. После этого сбрасывают вакуум и выгружают лотки.
Удаление этилового спирта и остатков хлороформа из раствора липидов проводят в лиофилизационной установке.
Выгруженные из вакуумного шкафа лотки 1 с раствором липидов помещают в кассеты 2 большего размера, на дно каждой из которых налито около 400 мл очищенной воды 3 (фиг. 1). Раствор липидов в лотках 1 не смешивается с очищенной водой 3, расположенной на дне кассет 2. Количество доливаемой в каждую кассету очищенной воды подбирают таким образом, чтобы на одну объемную часть этилового спирта в растворе липидов доливалось две объемные части воды.
Кассеты 2 размещают на полках камеры лиофилизационной установки. Перед лиофилизацией раствор замораживают в установке в течение не менее 5 часов до температуры не выше минус 45°С. При визуальном окончании замораживания жидкостей и достижении температуры на полках лиофильной установки минус 45°С, конденсатора - минус 75°С, запускают вакуумирование рабочей камеры лиофилизатора. Через два часа, после понижения температуры конденсатора до минус 85°С, охлаждение полок отключают. Основной процесс лиофилизации происходит при естественном подводе тепла из окружающей среды в рабочую камеру установки. При испарении жидкостей (спирта из лотков 1 и воды 3 из кассет 2) в рабочей камере лиофилизатора образуется газообразная водно-спиртовая смесь с процентным содержанием этилового спирта около 30-40%, которая замерзает при температуре минус 28-35°С и поэтому эффективно улавливается конденсатором, охлажденным до температуры минус 85°С (этиловый спирт замерзает при температуре минус 114°С). Через 40 часов, при достижении температуры в лотках 15-20°С, полки лиофилизатора нагревают до 30-35°С со скоростью 3°С в час. с последующей экспозицией в этих условий еще 6 часов. Этим лиофилизация липидов заканчивается.
После окончания процесса лиофилизации для выравнивания давления в лиофилизационную установку через фильтр подают стерильный осушенный аргон и разгерметизируют камеру.
Полученную липидную массу выгружают из лиофилизационной установки и передают на стадию гидратации. При необходимости липидную массу хранят в морозильной камере при температуре не выше минус 20°С. Остаточные количества органических растворителей в полученной липидной массе контролировали методом парофазного статического газохроматографического анализа. Содержание хлороформа - менее 0.5 ppm. (хроматографический пик не обнаружен), этанола - менее 0.3 ppm. (хроматографический пик не обнаружен).
Приготовление раствора для гидратации, гидратация липидной массы,
получение полупродукта
Взвешивают, согласно расчету, навески компонентов в количествах, приведенных ниже
лактоза
125,5 г
натрия хлорид
11,0 г
натрий фосфорно-кислый
двузамещенный 12-водный
6,2 г
натрий фосфорно-кислый
однозамещенный 2-водный
0,7 г
Навески переносят в емкость для приготовления растворов, добавляют воду для инъекций до расчетного объема. Компоненты перемешивают до полного растворения в течение (10±2) мин при комнатной температуре. Контролируют рН раствора, (должно быть от 6,5 до 7,5). Далее в раствор солей добавляют навеску липидной массы (130,48 г) и содержимое перемешивают до полной гидратации липидной массы в течение 30 мин при комнатной температуре. В полученную липосомальную суспензию вводят расчетное количество раствора субстанции рекомбинантного интерферона-альфа (из расчета в конечной лекарственной форме после лиофилизации получаемой суспензии, примеры 1-3).
Полученную липосомальную суспензию с интерфероном подвергают последовательной формирующей и стерилизующей фильтрации через поликарбонатные мембраны фирмы "Nuclepore" (диаметр пор 0,4; 0,2 и 0,1 мкм) под давлением инертного газа (азот, аргон). В асептических условиях разливают по 1 мл суспензии во флаконы, замораживают при минус 40°С и проводят лиофильную сушку препарата до достижения остаточной влажности не более 8%. Сразу после сушки флаконы с препаратом герметично укупоривают в атмосфере инертного газа в асептических условиях. Перед употреблением к лиофильно высушенному препарату добавляют 1,0 мл воды и встряхивают до получения однородной суспензии молочно-белого цвета.
Средний диаметр липосом, полученных методом экструзии мультиламеллярных везикул через поликарбонатные мембраны и имеющих заявляемый состав, составляет 0,15 мкм.
При анализе антивирусной активности липосомальной суспензии установлено, что не более 25% интерферона остается неинкапсулированным.
Для подтверждения стабильности лиофильно высушенной липосомальной лекарственной формы рекомбинантного альфа-2-интерферона заявленного состава нами в течение 42 месяцев исследовалась противовирусная активность препарата. Препарат хранился в рефрижераторе при температуре 4°С. В течение всего срока наблюдения степень окисленности липидов оставалась неизменной. Как показали исследования, в течение 42 месяцев хранения не обнаружено снижения противовирусной активности заявляемого лекарственного средства (см. таблицу 1).
Анализ таблицы 1 сравнения результатов измерения специфической активности интерферона-альфа у препарата-прототипа и изготовленных образцов заявляемого препарата в липосомальной форме показывает, что по сравнению с прототипом срок хранения заявляемого препарата альфа-интерферона в липосомальной форме увеличился на 40% (на 12 месяцев).
Примечание (*) соответствие требованиям нормативной документации (не менее 80% и не более 125% от заявленной специфической активности).