РАСТВОР ТРОМБИНА И СПОСОБЫ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ
THROMBIN SOLUTION AND METHODS FOR USE THEREOF

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к области фармацевтических растворов, и в частности, к способам лиофилизации водного раствора тромбина, растворам тромбина для применения в таких способах лиофилизации и к твердым композициям тромбина, полученным такими способами.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Тромбин - это протеолитический фермент, образующийся из протромбиновой сыворотки в процессе свертывания.
Тромбин широко применяют в клинической практике в качестве фактора коагуляции для остановки кровотечения ран путем превращения фибриногена в фибрин. Он является распространенным компонентом хирургических повязок и используется в комбинации с фибриногеном и другими белками коагуляции в двухкомпонентных гемостатических системах, таких как фибриновые клеи, адгезивы и герметики.
Как известно, раствор тромбина можно лиофилизировать с получением твердой композиции тромбина перед хранением для уменьшения разложения белка, причем твердая композиция тромбина может быть восстановлена перед применением. Термин «лиофилизация» обычно относится к способу замораживания смеси и дальнейшему снижению концентрации воды, например, путем сублимации до уровней, которые не поддерживают протекание биологических или химических реакций. Пористое и губчатое твердое вещество, полученное способом лиофилизации, называют лепешкой. Желательно, чтобы такие твердые композиции тромбина имели низкое содержание воды (например, менее чем приблизительно 3%) для поддержания структурной и функциональной стабильности в течение длительных промежутков времени), предпочтительно при комнатной температуре, и поддержания высокого процента активности тромбина после восстановления по сравнению с активностью тромбина в растворе до лиофилизации.
Примеры растворов тромбина предшествующего уровня техники описаны в патентах EP 813598B1, US 5,605,884, US 4,877,608, US 2010/0074865, US 5,733,873, EP 1766003 и US 2010/0168018. Растворы тромбина предшествующего уровня техники значительно различаются по числу и типам присутствующих вспомогательных веществ и по концентрациям отдельных вспомогательных веществ.
Криопротекторы или стабилизаторы обычно применяют в растворах тромбина для защиты тромбина от денатурации или потери активности из-за стресса замораживания, для стабилизации белка на последующих стадиях производства и для продления срока годности. Примеры криопротекторов включают сахариды, такие как сахароза, лактоза и трегалоза; сахарные спирты, такие как маннит; и поверхностно-активные вещества, такие как полиэтиленгликоль, Тритон Х-100, TВИН-20 и ТВИН-80. Помимо функционирования в качестве стабилизаторов, маннит и сахарозу (в меньшей степени) также применяют в качестве наполнителей, которые помогают придать лепешке прочную физическую структуру. Применение наполнителей особенно важно для композиции с низким содержанием твердого вещества (на единицу объема).
Человеческий сывороточный альбумин (HSA) также широко применяют в биофармацевтических композициях в качестве стабилизатора и наполнителя (H. R. Constantino, M. J. Pikal: Lyophilization of Biopharmaceuticals, Springer, 2004).
EP 813598B1 описывает простую композицию тромбина для лиофилизации, содержащую 40 мМ глюконовой кислоты, 20 мМ тринатрий цитрата и 150 мМ NaCl; US 5,605,884 и US 4,877,608 описывают композиции, содержащие до 10% сахаридов, таких как сахароза, маннит или мальтоза; US 2010/0074865 описывает композицию, содержащую 5,7% лактозы, 3,1% трегалозы и 0,001% ТВИН-80; и US 5,733,873 описывает композиции, включающие 0,001-0,025% полисорбата 80 (ТВИН-80) с добавлением или без добавления 0,1% ПЭГ 4000 и 2% маннита.
Хлорид натрия (NaCl) обычно применяют для уменьшения осаждения и агрегации белка при лиофилизации биофармацевтических композиций. Однако EP 1766003 описывает, что NaCl может быть проблематичным, так как он снижает температуру стеклования, таким образом требуя низкой температуры первичной сушки и длительного времени цикла сушки. Кроме того, US 2010/0168018 описывает композицию без NaCl или с присутствием NaCl в следовых количествах.
Способы лиофилизации таких известных растворов тромбина часто очень длительны, что увеличивает стоимость способа и/или приводит к образованию твердых композиций тромбина с относительно высоким содержанием воды и/или с относительно низким процентом активности тромбина после восстановления по сравнению с активностью тромбина в растворе до лиофилизации.
ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение, в некоторых вариантах его осуществления, относится к способам лиофилизации водного раствора тромбина, растворам тромбина для применения в таких способах лиофилизации и к твердым композициям тромбина, полученным такими способами. В некоторых вариантах осуществления растворы и способы, описанные в настоящем документе, позволяют получать твердые композиции тромбина с помощью более коротких способов лиофилизации, чем известные способы лиофилизации растворов тромбина, например, на 37% короче, таким образом повышая продуктивность и экономическую эффективность лиофилизации.
В некоторых вариантах осуществления способы лиофилизации, описанные в настоящем документе, приводят к образованию твердых композиций тромбина с относительно низким содержанием воды, и/или с высокой стабильностью при комнатной температуре в течение относительно длительных промежутков времени, и/или показывающих высокое возобновление активности тромбина при восстановлении. В некоторых вариантах осуществления способ включает применение оптимальной водной композиции тромбина.
Аспекты и варианты осуществления изобретения описаны в приводимой ниже спецификации и в прилагаемой формуле изобретения.
Согласно одному аспекту некоторых вариантов осуществления, описанных в настоящем документе, предлагается способ лиофилизации водного раствора тромбина, причем способ включает приготовление водного раствора тромбина, содержащего от приблизительно 1 до менее чем приблизительно 4,6% (вес/об) сахарида или сахарного спирта; по меньшей мере от приблизительно 0,7 до менее чем приблизительно 1,75% (вес/об) хлорида натрия; от приблизительно 0,2 до приблизительно 3% альбумина; хлорид кальция; и ацетат натрия; и лиофилизацию водного раствора тромбина.
В некоторых вариантах осуществления присутствие кальция в водном растворе тромбина стабилизирует структуру тромбина, таким образом сохраняя его активность при лиофилизации. Кроме того, кальций необходим для поддержки гемостатической активности тромбина. После лиофилизации водного раствора тромбина получают пористый и губчатый твердый материал, называемый лепешкой (также называемый в настоящем документе твердой композицией тромбина).
В некоторых вариантах осуществления водный раствор тромбина содержит от приблизительно 200 до приблизительно 2000 МЕ/мл тромбина; от приблизительно 0,3 до приблизительно 1,5% (вес/об) хлорида кальция; и от приблизительно 0,14 до приблизительно 1% (вес/об) ацетата натрия.
В некоторых вариантах осуществления водный раствор тромбина содержит от приблизительно 1,6 до менее чем приблизительно 4,6% (вес/об) сахарида или сахарного спирта; от приблизительно 0,7 до приблизительно 1,7% (вес/об) хлорида натрия; от более чем приблизительно 0,2 до менее чем приблизительно 3% альбумина; от приблизительно 0,3 до приблизительно 1,2% (вес/об) хлорида кальция; и от приблизительно 0,14 до приблизительно 0,7% (вес/об) ацетата натрия.
В некоторых вариантах осуществления сахарид или сахарный спирт присутствует в концентрации 2% (вес/об); альбумин присутствует в концентрации приблизительно 0,6% (вес/об); хлорид натрия присутствует в концентрации приблизительно 0,76% (вес/об); хлорид кальция присутствует в концентрации приблизительно 0,6% (вес/об); и ацетат натрия присутствует в концентрации приблизительно 0,27% (вес/об).
В некоторых вариантах осуществления водный раствор тромбина состоит по существу из тромбина; сахарида или сахарного спирта; хлорида натрия, альбумина, хлорида кальция и ацетата натрия.
В некоторых вариантах осуществления сахарид представляет собой моносахарид (необязательно выбранный из группы, состоящей из глюкозы, фруктозы, галактозы, ксилозы и рибозы) и/или дисахарид (необязательно выбранный из группы, состоящей из сахарозы, мальтозы и лактозы). В некоторых вариантах осуществления дисахарид представляет собой сахарозу и/или мальтозу, необязательно в концентрации приблизительно 2% (вес/об).
В некоторых вариантах осуществления сахарный спирт представляет собой сахарный спирт, полученный из моносахарида, необязательно выбранного из группы, состоящей из маннита, сорбита и ксилита.
В некоторых вариантах осуществления сахар, полученный из моносахарида, содержит маннит, необязательно в концентрации приблизительно 2% (вес/об).
В некоторых вариантах осуществления сахарный спирт представляет собой сахарный спирт, полученный из дисахарида, необязательно выбранного из группы, состоящей из мальтита, изомальта и лактита.
В некоторых вариантах осуществления водный раствор тромбина содержит один сахарид (либо моносахарид, либо дисахарид) или сахарный спирт. В некоторых вариантах осуществления водный раствор тромбина не содержит более чем один вид сахарида или сахарного спирта. В некоторых вариантах осуществления водный раствор тромбина не содержит по меньшей мере один из полиэтиленгликоля и гистидина.
В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает доведение рН водного раствора тромбина до рН в диапазоне от приблизительно 5,5 до приблизительно 9 перед лиофилизацией.
В некоторых вариантах осуществления высота водного раствора тромбина в сосуде для лиофилизации, измеренная от самой низкой точки сосуда, не превышает приблизительно 10 мм, например, приблизительно 10 мм, приблизительно 9 мм, приблизительно 8 мм, приблизительно 7 мм или приблизительно 6 мм. В некоторых примерных вариантах осуществления высота составляет приблизительно 8 мм.
В некоторых таких вариантах осуществления, в которых высота водного раствора тромбина не превышает приблизительно 10 мм, общее время лиофилизации не превышает приблизительно 35 часов, например, приблизительно 35 часов, приблизительно 34 часа, приблизительно 33 часа, приблизительно 32 часа, приблизительно 31 час, приблизительно 30 часов или приблизительно 29 часов. В некоторых примерных вариантах осуществления общее время лиофилизации не превышает приблизительно 30 часов.
В некоторых вариантах осуществления высота водного раствора тромбина в сосуде для лиофилизации не превышает приблизительно 20 мм. В некоторых вариантах осуществления высота водного раствора тромбина находится в диапазоне от приблизительно 15 до приблизительно 19 мм, например, 15 мм, 16 мм, 17 мм, 18 мм или 19 мм. В некоторых примерных вариантах осуществления высота водного раствора тромбина в сосуде для лиофилизации составляет приблизительно 17 мм.
В некоторых таких вариантах осуществления, в которых высота водного раствора тромбина не превышает приблизительно 20 мм, общее время лиофилизации не превышает приблизительно 68 часов.
В некоторых вариантах осуществления, в которых высота водного раствора тромбина не превышает приблизительно 20 мм, общее время лиофилизации короче, чем цикл лиофилизации с применением контрольного раствора идентичной высоты в сосуде для лиофилизации. «Контрольный раствор» имеет композицию, которая отличается от композиции, описанной в настоящем документе. Контрольная композиция может отличаться от композиции изобретения тем, что содержит дополнительные или другие типы вспомогательных веществ и/или концентрации отдельных вспомогательных веществ.
В некоторых вариантах осуществления общее время лиофилизации по сравнению с таким временем при применении известных растворов предшествующего уровня техники снижается приблизительно на 37%.
В некоторых вариантах осуществления лиофилизация включает: i) процедуру заморозки водного раствора тромбина для получения замороженного раствора тромбина; ii) процедуру первичной сушки замороженного раствора тромбина, полученного на стадии i); и iii) процедуру вторичной сушки продукта, полученного на стадии ii).
В некоторых вариантах осуществления процедуру заморозки осуществляют при температуре заморозки от приблизительно -45°С до приблизительно -55°С. В некоторых вариантах осуществления лиофилизацию осуществляют на полке лиофилизатора, и процедура заморозки включает выдерживание полки лиофилизатора при температуре заморозки (также называемой в настоящем документе выдержкой для замораживания) от приблизительно -45°С до приблизительно -55°C, например, приблизительно -50°С.
В некоторых вариантах осуществления процедуру заморозки осуществляют при давлении приблизительно 0,1 мегапаскаля (1 атмосфера).
В некоторых вариантах осуществления, в которых высота водного раствора тромбина в сосуде для лиофилизации не превышает приблизительно 10 мм (то есть, приблизительно 8 мм), температуру заморозки поддерживают в течение не более чем приблизительно 5 часов.
В некоторых вариантах осуществления, в которых высота водного раствора тромбина в сосуде для лиофилизации не превышает приблизительно 20 мм (то есть, приблизительно 15-19 мм, например, приблизительно 17 мм), температуру заморозки поддерживают в течение не более чем приблизительно 6 часов.
В некоторых вариантах осуществления температура заморозки, такая как температура полки лиофилизатора, достигается в течение периода времени (также называемого в настоящем документе линейным изменением для замораживания) не более чем приблизительно 2,5 часа.
В некоторых вариантах осуществления процедуру первичной сушки осуществляют при температуре от приблизительно -12°С до приблизительно -18°С. В некоторых вариантах осуществления процедура первичной сушки включает выдерживание полки лиофилизатора при температуре первичной сушки (также называемой в настоящем документе выдержкой для первичной сушки) от приблизительно -12°С до приблизительно -18°С, например, приблизительно -12°C, приблизительно -13°С, приблизительно -14°С, приблизительно -15°С, приблизительно -16°С, приблизительно 17°С или приблизительно -18°С, при давлении от приблизительно 10 Па до приблизительно 16 Па (от приблизительно 100 мкбар до приблизительно 160 мкбар). В некоторых примерных вариантах осуществления температура первичной сушки составляет приблизительно -15°С.
В некоторых вариантах осуществления температура первичной сушки, такая как температура полки лиофилизатора, достигается в течение периода времени (также называемого в настоящем документе линейным изменением для первичной сушки) от приблизительно 80 до приблизительно 90 минут.
В некоторых вариантах осуществления, в которых высота водного раствора тромбина в сосуде для лиофилизации не превышает приблизительно 10 мм (то есть, например, приблизительно 8 мм), температуру и давление первичной сушки поддерживают в течение не более чем приблизительно 13 часов, то есть, например, приблизительно 13 часов, приблизительно 12 часов или приблизительно 11 часов.
В некоторых вариантах осуществления, в которых высота водного раствора тромбина в сосуде для лиофилизации не превышает приблизительно 20 мм (то есть, например, от приблизительно 15 до приблизительно 19 мм или приблизительно 17 мм), температуру (выдержку для замораживания) и давление первичной сушки поддерживают в течение не более чем приблизительно 31 часа.
В некоторых вариантах осуществления процедуру вторичной сушки осуществляют при температуре от приблизительно 20°С до приблизительно 30°С. В некоторых вариантах осуществления процедура вторичной сушки включает выдерживание полки лиофилизатора при температуре вторичной сушки (также называемой в настоящем документе выдержкой для вторичной сушки) от приблизительно 20°С до приблизительно 30°С (то есть, например, приблизительно 25°C) и давлении от менее чем приблизительно 5 Па (50 мкбар), то есть, например, менее чем приблизительно 2 Па (20 мкбар).
В некоторых вариантах осуществления температура вторичной сушки достигается в течение периода времени (также называемого линейным изменением для вторичной сушки) от приблизительно 60 до приблизительно 90 минут.
В некоторых вариантах осуществления, в которых высота водного раствора тромбина в сосуде для лиофилизации не превышает приблизительно 10 мм (то есть, например, приблизительно 8 мм), температуру и давление вторичной сушки поддерживают в течение не более чем приблизительно 11 часов (то есть, например, от приблизительно 9,5 до приблизительно 11 часов).
В некоторых вариантах осуществления, в которых высота водного раствора тромбина в сосуде для лиофилизации не превышает приблизительно 20 мм (то есть, от приблизительно 15 до приблизительно 19 мм, например, приблизительно 17 мм), температуру и давление вторичной сушки поддерживают в течение не более чем приблизительно 15 часов. В некоторых таких вариантах осуществления способ дополнительно включает перед процедурой вторичной сушки процедуру промежуточной сушки, которую осуществляют при приблизительно от 5 до приблизительно 15°С. В некоторых вариантах осуществления процедура вторичной сушки включает выдерживание полки лиофилизатора при промежуточной температуре сушки (также называемой в настоящем документе выдержкой для промежуточной сушки) от приблизительно 5 до приблизительно 15°С, то есть, например, приблизительно 10°C. В некоторых таких вариантах осуществления давление в ходе процедуры промежуточной сушки составляет приблизительно 12 Па (120 мкбар). В некоторых таких вариантах осуществления температуру промежуточной сушки поддерживают в течение не более чем приблизительно 13 часов.
В некоторых вариантах осуществления, в которых высота водного раствора тромбина в сосуде для лиофилизации не превышает приблизительно 10 мм (то есть, например, приблизительно 8 мм), лиофилизация на полке лиофилизатора включает:
a) доведение температуры полки лиофилизатора до температуры заморозки, составляющей приблизительно -50°C, в течение периода времени в диапазоне от приблизительно 1,5 до приблизительно 2,5 часа;
b) поддержание температуры заморозки в течение периода времени в диапазоне от приблизительно 4 до приблизительно 6 часов;
c) повышение температуры полки лиофилизатора стадии b) до температуры первичной сушки, составляющей приблизительно -15°C, и доведение давления от приблизительно 10 до приблизительно 16 Па (от приблизительно 100 до приблизительно 160 мкбар) в течение периода времени в диапазоне от приблизительно 50 до приблизительно 90 минут;
d) поддержание температуры и давления первичной сушки в течение периода времени в диапазоне от приблизительно 11 до приблизительно 13 часов;
e) повышение температуры полки лиофилизатора стадии d) до температуры вторичной сушки, составляющей приблизительно 25°C, и снижение давления до менее чем приблизительно 5 Па (50 мкбар) в течение периода времени в диапазоне от приблизительно 60 до приблизительно 90 минут; и
f) поддержание температуры и давления вторичной сушки стадии e) в течение периода времени в диапазоне от приблизительно 9,5 до приблизительно 11 часов.
В некоторых вариантах осуществления, в которых высота водного раствора тромбина в сосуде для лиофилизации не превышает приблизительно 20 мм (то есть, приблизительно 15-19 мм, например, 17 мм), лиофилизация на полке лиофилизатора включает:
a) доведение температуры полки лиофилизатора до температуры заморозки, составляющей приблизительно -50°C, в течение периода времени в диапазоне от приблизительно 1,5 до приблизительно 2,5 часа;
b) поддержание температуры заморозки стадии a) в течение периода времени в диапазоне от приблизительно 4 до приблизительно 6 часов для получения замороженного раствора тромбина;
c) повышение температуры полки лиофилизатора стадии b) до температуры первичной сушки, составляющей приблизительно -15°C, и доведение давления от приблизительно 10 до приблизительно 16 Па (от приблизительно 100 до приблизительно 160 мкбар) в течение периода времени в диапазоне от приблизительно 30 до приблизительно 70 минут;
d) поддержание температуры и давления первичной сушки в течение периода времени в диапазоне от приблизительно 30 до приблизительно 32 часов;
e) повышение температуры полки лиофилизатора стадии d) до температуры вторичной сушки, составляющей приблизительно 25°C, и снижение давления до менее чем приблизительно 5 Па (50 мкбар) в течение периода времени в диапазоне от приблизительно 40 до приблизительно 80 минут; и
f) поддержание температуры и давления вторичной сушки в течение периода времени в диапазоне от приблизительно 13 до приблизительно 17 часов.
В некоторых вариантах осуществления стадии a) и b) осуществляют при атмосферном давлении.
В некоторых вариантах осуществления предлагается твердая композиция тромбина, получаемая в соответствии с любым из способов, описанных в настоящем документе.
В некоторых вариантах осуществления содержание воды в твердой композиции тромбина не превышает приблизительно 3% (вес/вес), а возобновление активности тромбина составляет по меньшей мере 95%.
В некоторых вариантах осуществления содержание воды в твердой композиции тромбина не превышает приблизительно 1,5% (вес/вес), а возобновление активности тромбина составляет по меньшей мере 98%.
В некоторых вариантах осуществления твердая композиция тромбина стабильна в течение по меньшей мере 2 лет при хранении в условиях отсутствия заморозки, например, при комнатной температуре.
В некоторых вариантах осуществления твердая композиция тромбина содержит от приблизительно 19,5% до приблизительно 78% (вес/вес от общего веса композиции) маннита, от приблизительно 1% до приблизительно 20% (вес/вес от общего веса композиции) ацетата натрия, от приблизительно 2% до приблизительно 53% (вес/вес от общего веса композиции) альбумина, от приблизительно 2,5% до приблизительно 31% (вес/вес от общего веса композиции) хлорида кальция и от приблизительно 6% до приблизительно 45% (вес/вес от общего веса композиции) хлорида натрия.
В некоторых вариантах осуществления твердая композиция тромбина содержит от приблизительно 22% до приблизительно 66% (вес/вес от общего веса композиции) маннита, от приблизительно 1,5% до приблизительно 10% (вес/вес от общего веса композиции) ацетата натрия; от приблизительно 2,5% до приблизительно 43% (вес/вес от общего веса композиции) альбумина; от приблизительно 4% до приблизительно 17% (вес/вес от общего веса композиции) хлорида кальция; и от приблизительно 9,5% до приблизительно 25% (вес/вес от общего веса композиции) хлорида натрия.
Согласно одному аспекту некоторых вариантов осуществления, описанных в настоящем документе, предлагается водный раствор тромбина, содержащий от приблизительно 1 до менее чем приблизительно 4,6% (вес/об) сахарида или сахарного спирта; по меньшей мере от приблизительно 0,7 до менее чем приблизительно 1,75% (вес/об) хлорида натрия; от приблизительно 0,2 до приблизительно 3% (вес/об) альбумина; хлорид кальция; и ацетат натрия.
В некоторых вариантах осуществления водный раствор тромбина содержит от приблизительно 200 до приблизительно 2000 МЕ/мл тромбина; от приблизительно 0,3 до приблизительно 1,5% (вес/об) хлорида кальция; и от приблизительно 0,14 до приблизительно 1% (вес/об) ацетата натрия.
В некоторых вариантах осуществления водный раствор тромбина содержит от приблизительно 1,6 до менее чем приблизительно 4,6% (вес/об) сахарида или сахарного спирта; от приблизительно 0,7 до приблизительно 1,7% (вес/об) хлорида натрия; от более чем приблизительно 0,2 до менее чем приблизительно 3% альбумина; от приблизительно 0,3 до приблизительно 1,2% (вес/об) хлорида кальция; и от приблизительно 0,14 до приблизительно 0,7% (вес/об) ацетата натрия.
В некоторых вариантах осуществления водного раствора тромбина сахарид или сахарный спирт присутствует в концентрации приблизительно 2% (вес/об); альбумин присутствует в концентрации приблизительно 0,6% (вес/об); хлорид натрия присутствует в концентрации приблизительно 0,76% (вес/об); хлорид кальция присутствует в концентрации приблизительно 0,6% (вес/об); и ацетат натрия присутствует в концентрации приблизительно 0,27% (вес/об).
В некоторых вариантах осуществления водный раствор тромбина состоит по существу из тромбина; сахарида или сахарного спирта; хлорида натрия; альбумина; хлорида кальция; и ацетата натрия.
В некоторых вариантах осуществления сахарид представляет собой моносахарид, такой как моносахарид, выбранный из группы, состоящей из глюкозы, фруктозы, галактозы, ксилозы и рибозы.
В некоторых вариантах осуществления сахарид представляет собой дисахарид, такой как дисахарид, выбранный из группы, состоящей из сахарозы, мальтозы и лактозы.
В некоторых вариантах осуществления сахарный спирт представляет собой сахарный спирт, полученный из моносахарида, такой как сахарный спирт, полученный из моносахарида, выбранного из группы, состоящей из маннита, сорбита и ксилита. В некоторых вариантах осуществления сахарный спирт, полученный из моносахарида, представляет собой маннит, необязательно в концентрации приблизительно 2% (вес/об).
В некоторых вариантах осуществления водный раствор тромбина содержит один сахарид или сахарный спирт (например, один из только сахарозы, только мальтозы или маннита).
В некоторых вариантах осуществления водный раствор тромбина не содержит более чем один вид сахарида или сахарного спирта.
В некоторых вариантах осуществления водный раствор тромбина не содержит по меньшей мере один из полиэтиленгликоля и гистидина.
В некоторых вариантах осуществления водный тромбин имеет pH в диапазоне от приблизительно 5,5 до приблизительно 9.
В некоторых вариантах осуществления предлагается способ лиофилизации водного раствора тромбина, включающий получение водного раствора тромбина, как описано в настоящем документе; и лиофилизацию водного раствора тромбина.
В некоторых вариантах осуществления высота водного раствора тромбина в сосуде для лиофилизации не превышает приблизительно 10 мм (то есть, например, приблизительно 8 мм). В некоторых таких вариантах осуществления общее время лиофилизации не превышает приблизительно 35 часов.
В некоторых вариантах осуществления высота водного раствора тромбина в сосуде для лиофилизации не превышает приблизительно 20 мм (то есть, например, приблизительно 15-19 мм, например, приблизительно 17 мм). В некоторых таких вариантах осуществления общее время лиофилизации не превышает приблизительно 68 часов.
В некоторых вариантах осуществления лиофилизация включает: i) процедуру заморозки водного раствора тромбина для получения замороженного раствора белка; ii) процедуру первичной сушки замороженного раствора тромбина, полученного на стадии i); и iii) процедуру вторичной сушки продукта, полученного на стадии ii).
В некоторых вариантах осуществления процедуру заморозки осуществляют при температуре заморозки от приблизительно -45°C до приблизительно -55°C.
В некоторых вариантах осуществления лиофилизацию осуществляют на полке лиофилизатора и процедура заморозки включает выдерживание полки лиофилизатора при температуре заморозки от приблизительно -45°С до приблизительно -55°C, то есть, например, приблизительно -50°С.
В некоторых вариантах осуществления процедуру заморозки осуществляют при давлении приблизительно 0,1 мегапаскаля (1 атмосфера).
В некоторых вариантах осуществления высота водного раствора тромбина в сосуде для лиофилизации не превышает приблизительно 10 мм (то есть, например, приблизительно 8 мм). В некоторых таких вариантах осуществления температуру заморозки поддерживают в течение не более чем приблизительно 5 часов.
В некоторых вариантах осуществления высота водного раствора тромбина в сосуде для лиофилизации не превышает приблизительно 20 мм (то есть, приблизительно 15-19 мм, например, приблизительно 17 мм). В некоторых таких вариантах осуществления температуру заморозки поддерживают в течение не более чем приблизительно 6 часов.
В некоторых вариантах осуществления температуру полки лиофилизатора доводят до температуры заморозки в течение не более чем приблизительно 2,5 часа.
В некоторых вариантах осуществления процедура первичной сушки включает выдерживание полки лиофилизатора при температуре первичной сушки от приблизительно -12°С до приблизительно -18°С (то есть, например, приблизительно 15°С), при давлении от приблизительно 10 Па до приблизительно 16 Па (от приблизительно 100 мкбар до приблизительно 160 мкбар).
В некоторых вариантах осуществления температуру полки лиофилизатора доводят до температуры первичной сушки в течение периода времени (также называемого в настоящем документе линейным изменением для первичной сушки) от приблизительно 80 до приблизительно 90 минут.
В некоторых вариантах осуществления, в которых высота водного раствора тромбина в сосуде для лиофилизации не превышает приблизительно 10 мм (то есть, например, приблизительно 8 мм), температуру и давление первичной сушки выдерживают в течение не более чем приблизительно 13 часов (то есть, например, от приблизительно 11 до приблизительно 13 часов).
В некоторых вариантах осуществления, в которых высота водного раствора тромбина в сосуде для лиофилизации не превышает приблизительно 20 мм (то есть, от приблизительно 15 до приблизительно 19 мм, например, приблизительно 17 мм), температуру и давление первичной сушки поддерживают в течение не более чем приблизительно 31 часа.
В некоторых вариантах осуществления процедура вторичной сушки включает выдерживание полки лиофилизатора стадии ii) при температуре вторичной сушки от приблизительно 20°С до приблизительно 30°С при давлении менее чем приблизительно 5 Па (50 мкбар) (то есть, например, менее чем приблизительно 2 Па (20 мкбар)).
В некоторых вариантах осуществления температуру полки лиофилизатора доводят до температуры вторичной сушки в течение периода времени от приблизительно 60 до приблизительно 90 минут.
В некоторых вариантах осуществления, в которых высота водного раствора тромбина в сосуде для лиофилизации не превышает приблизительно 10 мм (то есть, например, приблизительно 8 мм), температуру и давление вторичной сушки поддерживают в течение не более чем приблизительно 11 часов (то есть, например, от приблизительно 9,5 до приблизительно 11 часов).
В некоторых вариантах осуществления, в которых высота водного раствора тромбина в сосуде для лиофилизации не превышает приблизительно 20 мм (то есть, например, от приблизительно 15 до приблизительно 19 мм, например, приблизительно 17 мм), температуру и давление вторичной сушки поддерживают в течение не более чем приблизительно 15 часов (то есть, например, от приблизительно 11 до приблизительно 13 часов). В некоторых таких вариантах осуществления перед стадией iii) полку лиофилизатора стадии ii) выдерживают при температуре промежуточной сушки от приблизительно 5 до приблизительно 15°С (то есть, например, приблизительно 10°С).
В некоторых вариантах осуществления полку лиофилизатора стадии ii) выдерживают при температуре промежуточной сушки при давлении 12 Па (120 мкбар).
В некоторых вариантах осуществления температуру промежуточной сушки поддерживают в течение не более чем приблизительно 13 часов.
В некоторых вариантах осуществления, в которых высота водного раствора тромбина в сосуде для лиофилизации не превышает приблизительно 10 мм (то есть, например, приблизительно 8 мм), лиофилизация на полке лиофилизатора включает:
a) доведение температуры полки лиофилизатора до температуры заморозки, составляющей приблизительно -50°C, в течение периода времени в диапазоне от приблизительно 1,5 до приблизительно 2,5 часа;
b) поддержание температуры заморозки стадии a) в течение периода времени в диапазоне от приблизительно 4 до приблизительно 6 часов для получения замороженного раствора тромбина;
c) повышение температуры полки лиофилизатора стадии b) до температуры первичной сушки, составляющей приблизительно -15°C, и доведение давления от приблизительно 10 до приблизительно 16 Па (от приблизительно 100 до приблизительно 160 мкбар) в течение периода времени в диапазоне от приблизительно 50 до приблизительно 90 минут;
d) поддержание температуры и давления первичной сушки в течение периода времени в диапазоне от приблизительно 11 до приблизительно 13 часов;
e) повышение температуры полки лиофилизатора стадии d) до температуры вторичной сушки, составляющей приблизительно 25°C, и снижение давления до менее чем приблизительно 5 Па (50 мкбар) в течение периода времени в диапазоне от приблизительно 60 до приблизительно 90 минут; и
f) поддержание температуры и давления вторичной сушки в течение периода времени в диапазоне от приблизительно 9,5 до приблизительно 11 часов.
В некоторых вариантах осуществления, в которых высота водного раствора тромбина в сосуде для лиофилизации не превышает приблизительно 20 мм (то есть, от приблизительно 15 до приблизительно 19 мм, например, 17 мм), лиофилизация на полке лиофилизатора включает:
a) доведение температуры полки лиофилизатора до температуры заморозки, составляющей приблизительно -50°C, в течение периода времени в диапазоне от приблизительно 1,5 до приблизительно 2,5 часа;
b) поддержание температуры заморозки в течение периода времени в диапазоне от приблизительно 4 до приблизительно 6 часов для получения замороженного раствора тромбина;
c) повышение температуры полки лиофилизатора стадии b) до температуры первичной сушки, составляющей приблизительно -15°C, и снижение давления от приблизительно 10 до приблизительно 16 Па (от приблизительно 100 до приблизительно 160 мкбар) в течение периода времени в диапазоне от приблизительно 30 до приблизительно 70 минут;
d) поддержание температуры и давления первичной сушки в течение периода времени в диапазоне от приблизительно 30 до приблизительно 32 часов;
e) повышение температуры полки лиофилизатора стадии d) до температуры вторичной сушки, составляющей приблизительно 25°C, и снижение давления до менее чем приблизительно 5 Па (50 мкбар) в течение периода времени в диапазоне от приблизительно 40 до приблизительно 80 минут; и
f) поддержание температуры и давления вторичной сушки в течение периода времени в диапазоне от приблизительно 13 до приблизительно 17 часов.
В некоторых вариантах осуществления стадии a) и b) осуществляют при атмосферном давлении.
В некоторых вариантах осуществления предлагается твердая композиция тромбина, получаемая в соответствии с любым из способов, описанных в настоящем документе.
В некоторых вариантах осуществления содержание воды в твердой композиции тромбина не превышает приблизительно 3% (вес/вес), а возобновление активности тромбина составляет по меньшей мере 95%.
В некоторых вариантах осуществления содержание воды в композиции тромбина не превышает приблизительно 1,5% (вес/вес), а возобновление активности тромбина составляет по меньшей мере 98%.
В некоторых вариантах осуществления твердая композиция тромбина стабильна в течение по меньшей мере 2 лет при хранении в условиях отсутствия заморозки (например, при комнатной температуре).
В некоторых вариантах осуществления твердая композиция тромбина содержит от приблизительно 19,5% до приблизительно 78% (вес/вес от общего веса композиции) маннита, от приблизительно 1% до приблизительно 20% (вес/вес от общего веса композиции) ацетата натрия; от приблизительно 2% до приблизительно 53% (вес/вес от общего веса композиции) альбумина; от приблизительно 2,5% до приблизительно 31% (вес/вес от общего веса композиции) хлорида кальция; и от приблизительно 6% до приблизительно 45% (вес/вес от общего веса композиции) хлорида натрия.
В некоторых вариантах осуществления твердая композиция тромбина содержит от приблизительно 22% до приблизительно 66% (вес/вес от общего веса композиции) маннита, от приблизительно 1,5% до приблизительно 10% (вес/вес от общего веса композиции) ацетата натрия; от приблизительно 2,5% до приблизительно 43% (вес/вес от общего веса композиции) альбумина; от приблизительно 4% до приблизительно 17% (вес/вес от общего веса композиции) хлорида кальция; и от приблизительно 9,5% до приблизительно 25% (вес/вес от общего веса композиции) хлорида натрия.
Все технические и научные термины, используемые в настоящем документе, если не указано иное, имеют общепринятое значение, понятное любому специалисту в данной области, к которой имеет отношение изобретение. Кроме того, описания, материалы, способы и примеры приводятся только в целях иллюстрации и не имеют ограничительного характера. При практическом применении настоящего изобретения могут применяться способы и материалы, аналогичные или эквивалентные описанным в настоящем документе.
В настоящем документе термин «лепешка» или «твердая лепешка» относится к композиции с пористой или рыхлой структурой, полученной в процессе лиофилизации.
В настоящем документе термин «коллапс» применительно к лепешке относится к точке, при которой лепешка не может больше поддерживать собственную структуру.
В настоящем документе термин «твердая композиция» относится к композиции с содержанием воды, равным или меньшим, чем приблизительно 3% (вес/вес), таким как равное или меньшее, чем приблизительно 1,5%, в расчете на общий вес твердой композиции.
В настоящем документе термин «возобновление активности
тромбина» относится к активности тромбина в твердой композиции после восстановления, по сравнению с первоначальной активностью тромбина в водном растворе тромбина до лиофилизации. Как правило, возобновление активности приводится в процентах.
В настоящем документе термин «стабильный» в отношении лиофилизированной/твердой композиции тромбина относится, например, к композиции, которая может существенно поддерживать свою структуру без коллапса лепешки, и/или композиции, которая сохраняет по меньшей мере 80% своей активности (то есть, 90%, 95% или выше) в течение по меньшей мере 2 лет при хранении в условиях отсутствия заморозки, например, при температуре 2-8°С и до комнатной температуры, например, менее чем 25°С. В одном варианте осуществления изобретения твердая композиция является стабильной в течение 2 лет при хранении при комнатной температуре. Как правило, коллапс наиболее очевидно характеризуется потерей структуры лепешки во время сушки. Коллапс, как правило, приводит к структуре, объем которой значительно меньше, чем объем композиции, применяемой для получения лепешки. Кроме того, также можно наблюдать уменьшение среднего размера пор и пористости, а также увеличение объемной плотности.
Термин «лиофилизация» обычно относится к способу замораживания раствора и дальнейшему снижению концентрации воды, например, путем сублимации до уровней, которые не поддерживают протекание биологических или химических реакций. Полученная лиофилизированная композиция может храниться в течение относительно длительного периода времени. После хранения лиофилизированную композицию можно применять в виде порошка или можно восстанавливать путем добавления различных объемов водного раствора. Объем, добавленный в процессе восстановления, может быть аналогичен объему раствора до лиофилизации, быть выше или ниже его.
В настоящем документе термины «содержащий», «включающий» и «имеющий», а также их грамматические варианты должны пониматься как определение указанных элементов, атрибутов, стадий или компонентов, однако они не исключают добавления одного или более дополнительных элементов, атрибутов, стадий, компонентов или их групп. Эти термины охватывают термины «состоящий из» и «состоящий по существу из».
В настоящем документе термины в единственном числе означают «по меньшей мере один» или «один или более», если только контекст явно не подразумевает иное.
В настоящем документе термин «приблизительно» относится к ±10%.
Растворы и способы, описанные в настоящем документе, позволяют получить твердую композицию тромбина с помощью более короткого цикла лиофилизации по сравнению со способами лиофилизации, известными в данной области в настоящий момент, таким образом повышая продуктивность лиофилизации и снижая производственные затраты. Твердые композиции тромбина, полученные с помощью растворов и способов, описанных в настоящем документе, имеют низкое содержание воды после лиофилизации по сравнению с известными композициями тромбина, являются стабильными при хранении при комнатной температуре в течение относительно длительных периодов времени и показывают высокий процент возобновления активности тромбина после восстановления.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Некоторые варианты осуществления изобретения описаны в настоящем документе со ссылками на сопроводительные чертежи. Описание вместе с чертежами позволяет специалисту в данной области понять, каким образом некоторые варианты осуществления изобретения можно применять на практике. Чертежи представлены для целей иллюстрации, и авторы не делают попытки показать структурные элементы какого-либо варианта осуществления подробнее, чем это необходимо для фундаментального понимания изобретения. Для полной ясности следует упомянуть, что некоторые объекты, изображенные на чертежах, показаны не в масштабе.
На фигурах представлено следующее.
Фиг. 1 показывает внешний вид лепешки, полученной в ходе примерного короткого цикла лиофилизации, как описано в настоящем документе.
ОПИСАНИЕ НЕКОТОРЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение, в некоторых вариантах его осуществления, относится к способам лиофилизации водного раствора тромбина, растворам тромбина для применения в таких способах лиофилизации и к твердым композициям тромбина, полученным такими способами.
Принципы, способы применения и варианты осуществления изобретения, раскрытого в настоящем документе, можно лучше понять при рассмотрении сопроводительного описания. При внимательном ознакомлении с описанием специалист в данной области сможет реализовать изобретение без лишних усилий и экспериментальной работы.
Перед более подробным разъяснением по меньшей мере одного варианта осуществления следует понимать, что в своей сфере применения изобретение не обязательно ограничивается отдельными элементами конструкции и расположением компонентов и/или способами, приведенными в описании ниже. Изобретение допускает другие варианты осуществления или применения на практике или осуществление различными способами. Фразеология и терминология в настоящем документе используются в целях описания и не должны считаться ограничивающими.
Как указано выше, известные растворы тромбина значительно различаются по числу и типам присутствующих вспомогательных веществ и по концентрациям отдельных вспомогательных веществ.
ПРИМЕРЫ
МАТЕРИАЛЫ И СПОСОБЫ
Базовый раствор тромбина
Базовый раствор тромбина, использованный для получения водных растворов тромбина, описанных в примерах ниже, содержал приблизительно 3500 МЕ/мл тромбина, приблизительно 200 мМ NaCl, со стабилизаторами - 2% маннитом и 0,2% человеческим сывороточным альбумином (HSA) (если не указано иное). Базовый раствор получали из Фактора II (протромбина) плазмы человека, которую активировали и очищали последовательным применением анионообменной смолы диэтиламиноэтилцеллюлозы (ДЭАЭ-целлюлозы) и катионообменной смолы SP, по существу, как описано в патенте США 5143838, включенном в настоящий документ путем ссылки.
Лиофилизация
A. Лиофилизация раствора тромбина высотой 8 мм в сосуде для лиофилизации
Лиофилизацию осуществляли на полке лиофилизатора в сублимационной сушилке Christ Epsilion 2-8D (компания Christ, Германия) в 8-миллилитровых силиконизированных стеклянных пробирках (компания Schott, Германия). В каждую пробирку добавляли 2 мл водного раствора тромбина. Высота раствора в каждой пробирке составляла приблизительно 8 мм.
Осуществляли два различных коротких цикла лиофилизации, как указано ниже в таблице 1 (полная продолжительность - 34 часа) и таблице 2 (полная продолжительность - 30 часов). Приведенные температуры - это температуры полки лиофилизатора.
После лиофилизации получали твердую композицию тромбина в объеме, сходном с объемом водного раствора до лиофилизации.
Таблица 1
Стадия
Продолжительность (ч:мин)
Давление (Па (мкбар))
Температура (°C)
Линейное изменение для замораживания
2
Атм.
от комн. темп. до -50°C
Выдержка для замораживания
5
Атм.
-50°C
Линейное изменение для первичной сушки
1:30
от атм. до 14 Па (140 мкбар)
от -50°C до 15°C
Выдержка для первичной сушки
13
14 Па (140 мкбар)
-15°C
Линейное изменение для вторичной сушки
1:30
от 14 Па до 1,2 Па (от 140 мкбар до 12 мкбар)
от -15°C до 25°C
Выдержка для вторичной сушки
11
1,2 Па (12 мкбар)
25°C
Полная продолжительность
34
В настоящем документе термин «выдержка» в отношении способа замораживания или сушки относится к поддержанию постоянной температуры и давления лиофилизируемой композиции в течение установленного периода времени для выполнения замораживания или сушки, соответственно.
В настоящем документе термин «линейное изменение» в отношении способа замораживания или сушки относится к стадии, на которой температуру и давление лиофилизируемой композиции постепенно изменяют в течение установленного периода времени для доведения композиции до установленных для замораживания или сушки температуры и давления, соответственно.
Таблица 2
Стадия
Продолжительность (ч:мин)
Давление (Па (мкбар))
Температура (°C)
Линейное изменение для замораживания
2
Атм.
от комн. темп. до -50°C
Выдержка для замораживания
4:40
Атм.
-50°C
Линейное изменение для первичной сушки
1:20
от атм. до 14 Па (140 мкбар)
от -50°C до 15°C
Выдержка для первичной сушки
11
14 Па (140 мкбар)
-15°C
Линейное изменение для вторичной сушки
1:30
от 14 Па до 1,2 Па (от 140 мкбар до 12 мкбар)
от -15°C до 25°C
Выдержка для вторичной сушки
9:30
1,2 Па (12 мкбар)
25°C
Полная продолжительность
30
B. Лиофилизация раствора тромбина высотой 17 мм в сосуде для лиофилизации
Лиофилизацию осуществляли на полке лиофилизатора в сублимационной сушилке Christ Epsilion 2-8D (компания Christ, Германия) в стаканах LYOGUARD (GORE). В каждую пробирку добавляли 52 мл водного раствора тромбина. Высота раствора в каждой пробирке составляла приблизительно 17 мм.
Осуществляли короткие циклы лиофилизации, как указано ниже в таблице 3 (полная продолжительность - 68 часов). Приведенные температуры - это температуры полки лиофилизатора.
После лиофилизации получали твердую композицию тромбина в объеме, сходном с объемом водного раствора до лиофилизации.
Таблица 3
Стадия
Продолжительность (ч:мин)
Давление (Па (мкбар))
Температура (°C)
Линейное изменение для замораживания
2:00
Атм.
от комн. темп. до 50°C
Выдержка для замораживания
5:40
Атм.
-50°C
Линейное изменение для первичной сушки
0:50
от атм. до 12 Па (120 мкбар)
от -50°C до 15°C
Первичная сушка
31:00
12 Па (120 мкбар)
-15°C
Линейное изменение для промежуточной сушки
0:30
12 Па (120 мкбар)
от -15°C до 10°C
Промежуточная сушка
12:00
12 Па (120 мкбар)
10°C
Линейное изменение для вторичной сушки
1:00
от 14 Па до 1,2 Па (от 140 мкбар до 12 мкбар)
от 10°C до 25°C
Вторичная сушка
15:00
1,2 Па (12 мкбар)
25°C
Полная продолжительность
68:00
Количественное определение содержания воды в лиофилизированной композиции тромбина
Определение содержания воды осуществляли с помощью метода волюметрического титрования по Карлу Фишеру (KFT), основанного на химическом анализе по требованиям Фармакопеи США (USP 27, <921>, P. 2398-2399). До начала титрования из лиофилизированной композиции удаляли воду путем добавления безводного метанола в пробирку, содержащую лиофилизированную композицию, и встряхивания пробирки. Для титрования отбирали образец надосадочной жидкости.
Определение активности тромбина
Активность тромбина в водных растворах тромбина определяли с помощью анализа времени свертывания путем измерения коагулирующей активности тромбина в различных растворах согласно модифицированной методике химического анализа Европейской Фармакопеи (0903/1997). Вкратце, стандартные растворы тромбина (4, 6, 8 и 10 МЕ/мл) или испытуемые растворы выдерживали в термостате в течение 2 минут при 37°C. Затем 40 мкл каждого испытуемого раствора или стандартного раствора смешивали с 160 мкл раствора фибриногена (0,1%; Enzyme research; кат. № FIB1 2800L) и измеряли время свертывания. С помощью стандартов строили калибровочную кривую логарифма времени свертывания в зависимости от логарифма концентрации тромбина. Активность тромбина в различных испытуемых растворах определяли по полученному времени свертывания (автоматически рассчитанному с помощью анализатора коагуляции (Diagnostica Stago STart Coagulation Analyzer), которое интерполировали с помощью калибровочной кривой и умножали на коэффициент разбавления).
Возобновление активности тромбина после восстановления (% начальной активности)
Активность тромбина измеряли, как описано выше, в испытуемых растворах до лиофилизации и в твердой композиции тромбина, полученной путем лиофилизации, после восстановления до первоначального объема с помощью очищенной воды. Возобновленную активность рассчитывали путем деления активности, полученной для твердой композиции тромбина после восстановления, на активность, полученную для раствора тромбина до лиофилизации, и умножения на 100.
Качественная и количественная оценка твердых композиций тромбина, полученных с помощью короткого способа лиофилизации
Твердые композиции тромбина, которые получали, подвергая различные водные растворы тромбина короткому циклу лиофилизации, оценивали по следующим параметрам: содержание воды в твердых композициях, возобновление активности тромбина после восстановления твердых композиций и структурный вид лепешки (визуальная оценка). Обычно лепешка, имеющая «хороший структурный вид», определяется как лепешка, объем которой сходен с объемом водного раствора тромбина до лиофилизации, является монолитным блоком, характеризуется равномерной пористостью всей твердой композиции и не имеет видимых влажных участков.
Для определения влияния короткого способа лиофилизации на различные тромбиновые композиции несколько водных растворов тромбина, содержащих различные ингредиенты, например, различные сахариды, соли и вспомогательные вещества в различных концентрациях, получили из базового раствора тромбина, описанного в главе «МАТЕРИАЛЫ И СПОСОБЫ», а затем растворы лиофилизировали, применяя короткий цикл лиофилизации, как указано в таблицах 1, 2 или 3.
Пример 1. Применение различных сахаридов и концентраций или сахарного спирта в растворе тромбина, подвергаемого действию короткого цикла лиофилизации
Дисахариды (сахароза и мальтоза) и сахарный спирт (маннит) в различных концентрациях применяли для получения водных растворов тромбина, и изучали твердые композиции тромбина, полученные с применением таких растворов тромбина в коротком цикле лиофилизации.
2
Маннит тестировали в концентрациях 1,6%, 2,1%, 2,6% и 4,6% (вес/об) путем добавления маннита к разбавленному базовому раствору, как описано ниже; сахарозу и мальтозу тестировали в концентрации 2% (вес/об). [Для получения испытуемых растворов тромбина базовый раствор тромбина, описанный выше, разбавляли 1:3,5 раствором, обеспечивающим следующие конечные композиции: 0,6% человеческого сывороточного альбумина, 20 мМ ацетата натрия (0,27%), 130 мМ NaCl (0,76%) и 0,6% CaCl в воде при рН 7,0, и тестируемый сахарид или сахарный спирт добавляли в раствор в концентрациях, перечисленных выше. В случае маннита раствор доводили до указанной концентрации (после разбавления базового раствора раствор содержал приблизительно 0,6% маннита).
Следует отметить, что человеческий сывороточный альбумин, присутствующий в базовом растворе тромбина, также присутствовал во всех испытуемых растворах в качестве «фонового ингредиента» в концентрации приблизительно 0,06%. Кроме того, базовый раствор содержал 0,6% маннита.
Полученные водные растворы тромбина лиофилизировали с применением короткого цикла лиофилизации, как описано в таблице 2 выше, для получения твердых композиций тромбина. Измеряли содержание воды в каждой твердой композиции и возобновление активности тромбина после восстановления лиофилизированной композиции. Результаты представлены в таблице 4 ниже.
Таблица 4
Тестируемый сахарид/сахарный спирт
Содержание воды в твердой композиции (%)
Возобновление активности тромбина (%)
Сахароза 2%
0,4
96
Мальтоза 2%
0,6
95
Маннит 1,6%
0,6
100
Маннит 2,1%
н/о
100
Маннит 2,6%
0,6
98
Маннит 4,6%
1,7
100
Результаты показали, что каждый из тестируемых сахаридов и сахарных спиртов, когда они присутствуют в водном растворе тромбина в концентрации 2,6% или ниже, приводил к получению твердых композиций тромбина с низким содержанием воды (0,4-0,6%) после короткого цикла лиофилизации и высоким возобновлением активности тромбина (95-100%) после восстановления твердой композиции.
Результаты также показали, что водные растворы тромбина приводили к получению лепешек, которые поддерживали свою структуру без коллапса и которые имели хороший структурный вид, как определено выше.
Напротив, водный раствор тромбина, содержащий 4,6% маннита, при воздействии на него короткого цикла лиофилизации, приводил к получению сморщенной лепешки с более высоким содержанием воды 1,7%.
Эти результаты показывают, что водный раствор тромбина для применения в коротком цикле лиофилизации преимущественно содержит от приблизительно 1,6% до менее чем приблизительно 4,6% сахаридов или сахарных спиртов для получения твердой и стабильной (структурно и функционально) композиции тромбина.
Пример 2. Применение различных концентраций человеческого сывороточного альбумина в растворе тромбина, подвергаемого короткому циклу лиофилизации
При получении водных растворов тромбина применяли различные концентрации HSA, и изучали твердые композиции тромбина, полученные с применением таких растворов тромбина в коротком цикле лиофилизации.
HSA тестировали в следующих концентрациях: 0,2%, 0,6%, 3% и 10%.
2
Растворы получали из базового раствора тромбина путем разбавления 1:3,5 раствором, обеспечивающим следующую конечную композицию: 2,6% маннита, 20 мМ ацетата натрия (0,27%), 130 мМ NaCl (0,76%) и 0,6% CaCl в воде при рН 7,0.
Следует отметить, что человеческий сывороточный альбумин присутствовал во всех тестируемых растворах в концентрации приблизительно 0,06%, (в дополнение к добавленным концентрациям HSA, перечисленным выше).
Полученные водные растворы тромбина лиофилизировали с применением короткого цикла лиофилизации, описанного в таблице 2 выше, в котором раствор имел высоту приблизительно 8 мм в сосуде для лиофилизации, с получением твердых композиций тромбина. Измеряли содержание воды в каждой твердой композиции и возобновление активности тромбина после восстановления твердой композиции. Результаты представлены в таблице 5 ниже.
Таблица 5
Концентрация HSA (%)
Содержание воды в твердой композиции (%)
Возобновление активности тромбина (%)
0,2
3,0
100
0,6
0,6
98
3
н/о
89
10
0,3
28
Результаты показали, что изменение концентрации HSA оказало значительное воздействие на содержание воды в твердой композиции тромбина и на возобновление активности тромбина после восстановления твердой композиции.
Более конкретно, было показано, что раствор тромбина, содержащий 0,6% HSA, приводит к получению твердой композиции, имеющей как относительно низкое содержание воды, так и высокое возобновление активности тромбина после восстановления. Напротив, растворы тромбина с более низкой концентрацией HSA приводили к получению твердых композиций с повышенным содержанием воды, в то время как растворы с более высокими концентрациями HSA приводили к снижению восстановления активности тромбина после восстановления.
Таким образом, показано, что оптимальные растворы тромбина преимущественно содержат HSA в концентрации от более чем приблизительно 0,2% до менее чем приблизительно 3%.
Пример 3. Применение различных солей и концентраций в растворе тромбина, подвергаемого короткому циклу лиофилизации
А. Влияние концентрации хлорида натрия (NaCl)
При приготовлении водных растворов, не содержащих тромбина, использовали различные концентрации NaCl (90 мМ, 120 мМ и 150 мМ, т.е. 0,5% вес/об, 0,7% вес/об и 0,9% вес/об, соответственно) и изучили твердые композиции, полученные с применением таких растворов в коротком цикле лиофилизации, в котором высота растворов в сосуде для лиофилизации составляла приблизительно 8 мм.
2
Растворы содержали, в дополнение к различным концентрациям NaCl, 2% маннита, 0,6% HSA, 20 мМ ацетата натрия (0,27%) и 0,6% CaCl при рН 7,0.
Растворы лиофилизировали с применением короткого цикла, аналогичного тому, который описан в таблице 2 выше, в котором высота раствора в сосуде для лиофилизации составляла приблизительно 8 мм, причем выдержка для первичной сушки была на час дольше, чем описано в таблице 2.
После лиофилизации тестировали содержание воды в твердой композиции. Результаты представлены в таблице 6 ниже.
Таблица 6
Концентрация NaCl
Содержание воды в твердой композиции (%)
90 мМ/0,5% вес/об
3%
120 мМ/0,7% вес/об
1,2%
150 мМ/0,9% вес/об
<1,2%
Как показано в таблице, содержание воды было обратно пропорционально концентрации NaCl до 150 мМ.
В дополнительных аналогичных экспериментах с применением растворов тромбина и растворов, не содержащих тромбина (данные не показаны), не было обнаружено дополнительного снижения содержания воды при увеличении концентрации NaCl свыше 150 мМ.
Концентрации NaCl 300 мМ (1,75% вес/об) и выше оказывали ингибирующее действие на активность тромбина по данным анализа времени свертывания (данные не показаны).
Что касается структурного вида твердой композиции, лепешка, полученная из раствора, содержащего 90 мМ NaCl, имела плохой вид, будучи сморщенной по сравнению с объемом раствора, из которого она была получена, и имела гранулированную консистенцию с неравномерной пористостью по всей твердой композиции.
Таким образом, был сделан вывод о том, что оптимальные растворы тромбина преимущественно содержат NaCl в концентрации от по меньшей мере 120 мМ (0,7% вес/об) до менее чем 300 мМ (1,75% вес/об).
B. Влияние частичной замены NaCl на хлорид калия (KCl)
Оценили возможное применение KCl вместо NaCl в растворе тромбина. Поскольку NaCl присутствует в базовом растворе тромбина, применяемом для получения тестируемых растворов, он не может быть полностью удален, и поэтому к раствору добавили 65 мМ KCl (доведя раствор до конечной концентрации соли приблизительно 125 мМ). Кроме того, протестировали дополнительный раствор тромбина, содержащий базовый раствор с добавлением NaCl, доведя раствор до конечной концентрации соли 130 мМ.
Растворы с добавлением NaCl или KCl получали путем разбавления базового раствора 1:3,5 с получением концентрации NaCl 60 мМ. Первый раствор затем доводили до концентрации NaCl 130 мМ; а ко второму раствору добавили 65 мМ KCl.
2
Базовый раствор разбавляли с обеспечением следующей конечной композиции: 2,6% маннита, 20 мМ ацетата натрия (0,27%) и 0,6% CaCl в воде при рН 7,0.
Полученные растворы лиофилизировали с применением короткого цикла лиофилизации, описанного в таблице 2 выше, в котором раствор имел высоту в сосуде для лиофилизации приблизительно 8 мм, и измеряли содержание воды в твердых композициях и возобновление активности тромбина после восстановления твердой композиции. Результаты представлены в таблице 7 ниже.
Таблица 7
Тестируемая соль
Содержание воды в твердой композиции (%)
Возобновление активности тромбина (%)
130 мМ NaCl (0,76% вес/об)
0,6
98
65 мМ (0,49% вес/об) KCl; и 60 мМ (0,35% вес/об) NaCl
5,2
100
Было обнаружено, что частичная замена NaCl на KCl в растворе оказывает отрицательное воздействие на содержание воды в композиции твердого тромбина, полученного после короткого цикла лиофилизации (содержание воды твердой композиции после лиофилизации раствора, содержащего NaCl и KCl, составляет 5,2% по сравнению с 0,6% после лиофилизации раствора, содержащего NaCl без KCl). Как показано в таблице 7, после восстановления твердой композиции, полученной лиофилизацией раствора, содержащего 130 мМ NaCl, и раствора, содержащего 65 мМ KCl и 60 мМ NaCl, было получено аналогичное возобновление активности тромбина.
Визуальный осмотр структурного вида твердой композиции показал, что замена NaCl на KCl привела к получению сморщенной лепешки.
Поэтому был сделан вывод о том, что преимущественно для получения твердой композиции с относительно низким содержанием воды предпочтительно, чтобы KCl отсутствовал в растворе тромбина.
Дополнительно был сделан вывод о том, что оптимальный водный раствор тромбина, который приводит к твердой композиции с низким содержанием воды и высоким возобновлением активности тромбина после лиофилизации с применением короткого цикла, содержит от приблизительно 1,6% до менее чем приблизительно 4,6% сахарида или сахарного спирта, от по меньшей мере приблизительно 120 мМ (0,7% вес/об) до менее чем приблизительно 300 мМ (1,75% вес/об) хлорида натрия и от более чем приблизительно 0,2% до менее чем приблизительно 3% альбумина, в дополнение, от приблизительно 0,3% до приблизительно 1,2% хлорида кальция; и от приблизительно 0,14% до приблизительно 0,7% ацетата натрия.
Пример 4. Применение растворов, описанных в настоящем документе, и растворов, аналогичных растворам предшествующего уровня техники, в коротком цикле лиофилизации с высотой раствора в сосуде для лиофилизации 8 мм
Было получено три раствора: раствор, описанный в настоящем документе, и два раствора, которые являются аналогичными растворам предыдущего уровня техники, а именно:
2
1. Раствор тромбина, описанный в настоящем документе, содержащий 2% маннита, 0,6% человеческого сывороточного альбумина, 20 мМ ацетата натрия (0,27%), 130 мМ хлорида натрия (0,76%) и 40 мМ CaCl (0,6%) в дистиллированной воде при рН 7,0.
2
2. Раствор тромбина, аналогичный раствору, описанному в ЕР 1766003B1 (Jiang et al.), содержащий 3% сахарозы, 4% маннита, 150 мМ NaCl (0,9%), 0,1% полиэтиленгликоля 3350 (ПЭГ 3350), 4 мМ CaCl (0,04%); и 5 мМ (0,08%) гистидина в дистиллированной воде при рН 6,0.
3. Раствор тромбина, аналогичный раствору, описанному в ЕР 813598B1 (MacGregor et al.), содержащий 40 мМ (0,78%) глюконовой кислоты, 20 мМ (0,5%) тринатрий цитрата и 150 мМ NaCl (0,9%) в дистиллированной воде при рН 6,5.
Компоненты раствора дополнительно представлены в таблице 8.
Таблица 8
Раствор 1
Раствор 2
Раствор 3
Маннит
2%
4%
--
Альбумин
0,6%
--
--
Ацетат натрия
0,27%
--
--
Хлорид натрия
0,76%
0,9%
0,9%
Хлорид кальция
0,6%
4 мМ (0,04%)
--
Сахароза
--
3%
--
ПЭГ
--
0,1%
--
Гистидин
--
5 мМ (0,08%)
--
Глюконовая кислота
--
--
40 мМ (0,78%)
Тринатрий цитрат
--
--
20 мМ (0,5%)
Все три раствора тромбина получили путем разбавления базового раствора тромбина, описанного выше, 1:3,5 раствором, содержащим ингредиенты, перечисленные в каждом растворе 1-3. Маннит и человеческий сывороточный альбумин присутствовали во всех трех испытуемых растворах в концентрации приблизительно 0,6% и 0,06%, соответственно, в качестве фоновых ингредиентов.
Растворы лиофилизировали с применением коротких циклов лиофилизации, описанных в таблице 1 или таблице 2 выше (в которых высота раствора в сосуде для лиофилизации составляла приблизительно 8 мм). Содержание воды в твердой композиции тромбина и возобновление активности тромбина после восстановления твердой композиции тромбина измеряли, как описано выше.
Фиг. 1 показывает внешний вид твердой композиции тромбина, полученного после короткой лиофилизации водного раствора тромбина, описанного в настоящем документе (раствор 1; № 1 на Фиг. 1); и твердую композицию тромбина, полученную после короткой лиофилизации раствора в соответствии с EP 1766003B1 (раствор 2; № 2 на Фиг. 1). Твердая композиция, представленная на Фиг. 1, была получена с применением цикла, как описано в таблице 1. Аналогичные результаты были получены с применением цикла, как описано в таблице 2.
Визуальный осмотр вида твердых композиций тромбина показал, что твердые композиции, полученные после лиофилизации раствора тромбина в соответствии с изобретением и раствора 3, имели «хороший структурный вид» в соответствии с определением, приведенным выше. Однако лепешка, полученная с применением раствора тромбина в соответствии с ЕР 1766003 B1 (раствор 2) в коротком цикле лиофилизации, имела гранулированную структуру.
Содержание воды в трех твердых композициях тромбина и возобновление активности тромбина твердых композиций представлены в таблице 9 ниже.
Таблица 9
Тестируемый раствор тромбина
Содержание воды в твердой композиции (%)
Среднее содержание воды (%) ± ст. откл.
Возобновление активности тромбина(%)
Среднее возобновление активности тромбина (%) ± ст. откл.
Цикл из таблицы 1
Цикл из таблицы 2
Цикл из таблицы 1
Цикл из таблицы 2
Раствор 1
0,8
0,6
0,7±0,14
100
98
99±1,4
Раствор 2
3,2
4,1
3,65±0,64
92
96
94±2,8
Раствор 3
1,6
3,3
2,45±1,2
93
91
92±1,4
Как показано в таблице 9, было обнаружено, что после короткого цикла лиофилизации (как описано в таблицах 1 или 2) самое низкое среднее содержание воды было обнаружено в лиофилизированной твердой композиции, полученной с применением раствора, описанного в настоящем документе (0,7±0,14%).
Как дополнительно показано в таблице 9, установлено, что после восстановления твердых композиций, полученных в коротком цикле лиофилизации, самое высокое возобновление активности тромбина было получено для твердой композиции, полученной с применением раствора, описанного в настоящем документе (99±1,4%), в соответствии с таблицами 1 или 2.
Пример 5. Применение растворов, описанных в настоящем документе, в коротком цикле лиофилизации с высотой раствора в сосуде для лиофилизации 17 мм
2
Лиофилизировали первый раствор тромбина, описанный в настоящем документе, содержащий 2% маннита, 0,6% человеческого сывороточного альбумина, 20 мМ ацетата натрия (0,27%), 130 мМ хлорида натрия (0,76%) и 40 мМ CaCl (0,6%) в дистиллированной воде при рН 7,0; и второй раствор, аналогичный первому раствору, но имеющий концентрацию хлорида натрия менее чем 120 мМ (0,7%) хлорида натрия (менее чем 0,76%). Первый раствор лиофилизировали с применением коротких циклов лиофилизации, описанных в таблице 3 выше; а второй раствор (с низкой концентрацией хлорида натрия) лиофилизировали в цикле лиофилизации, имеющем продолжительность 108 часов (в котором высота каждого раствора в сосуде для лиофилизации составляла приблизительно 17 мм).
Содержание воды в обеих твердых композициях тромбина и возобновление активности тромбина после восстановления обеих твердых композиций тромбина измеряли, как описано выше.
В обеих твердых композициях содержание воды составляло 1,5%, а возобновление активности тромбина составляло 100%.
Результаты показывают, что раствор тромбина в соответствии с изобретением позволяет сократить продолжительность цикла лиофилизации приблизительно на 37%. В заключение, раствор тромбина, описанный в настоящем документе, преимущественно позволяет применять короткий цикл лиофилизации, который приводит к твердой композиции, имеющей низкое содержание воды и высокое возобновление активности тромбина по сравнению с известными растворами тромбина.
Следует понимать, что определенные элементы изобретения, которые для ясности описаны в контексте отдельных примеров осуществления, также могут предлагаться в комбинации в одном варианте осуществления. И наоборот, различные элементы изобретения, которые для краткости описаны в контексте одного варианта осуществления, также могут предлагаться по отдельности, или в любой подходящей субкомбинации, или подходящим образом в любом другом описанном варианте осуществления изобретения. Определенные элементы, описанные в контексте различных вариантов осуществления, не должны считаться неотъемлемыми элементами этих вариантов осуществления, если только вариант осуществления не функционирует без этих элементов.
Хотя изобретение описано во взаимосвязи с конкретными вариантами его осуществления, специалисту в данной области будет понятно, что существует множество его альтернативных вариантов, модификаций и вариаций. Соответственно, предполагается, что оно охватывает все такие альтернативные варианты, модификации и вариации, относящиеся к объему прилагаемой формулы изобретения.
Цитирование или обозначение любой ссылки в настоящей заявке не должны пониматься как признание того, что такая ссылка указывает на прототип настоящего изобретения.