NO175135B - Frossen, vandig dispersjon for farmasöytisk eller veterinærmedisinsk bruk som bærer - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører en frossen, vandig dispersjon for anvendelse som bærer for farmasøytiske eller veterinærmedisinske formål. I dispersjonen inngår en biologisk nedbrytbar amfipatisk kopolymer, og spesielt en slik kopolymer som er hurtig selv-dispergerbar i vann slik at det dannes en stabil dispersjon.

Slike kopolymerer er nyttige ved fremstilling av preparater med kontinuerlig frigivelse av medikamenter, og er spesielt nyttige ved fremstilling av slike sammenblandinger hvor medikamentet er følsomt overfor denaturering eller nedbryting ved utsettelse for organiske løsningsmidler, ikke-nøytral pH eller forhøyet temperatur, f.eks. mange polypeptid-medikamenter. Kopolymerene som her beskrives tillater fremstilling av preparater med kontinuerlig frigivelse av disse medikamenter under forhold hvorved ikke-nøytral pH og forhøyet temperatur unngås, og under slike forhold at utsettelse for organiske løsningsmidler unngås eller reduseres til minimalt nivå i løsningsmiddelblandinger som bare inneholder en liten andel av organisk løsningsmiddel.

Det skal forstås at i denne beskrivelse betyr uttrykket "selv-dispergerbar", når det anvendes om en kopolymer, en kopolymer som dispergeres for å danne en stabil dispersjon når den settes til vann, uten tilsetning av noe overflateaktivt middel eller annet additiv. I denne forbindelse er en "stabil" dispersjon én som ikke i betydelig grad agglomererer eller utfelles innen den tid som vanligvis kreves for å bearbeide kopolymeren til et preparat med kontinuerlig frigivelse, f.eks. 24 timer.

I US-patentskrifter nr. 3.773.919 og 3.887.699 beskrives anvendelse av biologisk nedbrytbare polymerer, spesielt polylaktid og poly(laktid-ko-glykolid), ved fremstilling av farmasøytiske preparater med forsinket frigivelse, og selv om deres åpenbarelse inkluderer visse polypeptid-medikamenter, så har vi funnet at fremstillingsforholdene, som innebærer en temperatur på minst 130°C, er slik at de nesten fullstendig spalter mange polypeptid-medikamenter, slik at tilfredsstillende preparater med kontinuerlig frigivelse ikke er oppnåelige ved anvendelse av tekno-logien fra disse US-patentskrifter.

Videre angir europeisk patentpublikasjon nr. 58481 at kopolymerene som er beskrevet i de ovennevnte US-patentskrifter, endog om de bearbeides forskjellig, f.eks. for å unngå spaltning av polypeptid-medikamentet, ikke kan anvendes for å oppnå tilfredsstillende preparater med kontinuerlig frigivelse av polypeptider. Videre var frigivelsesprofilen snarere bifaset og diskontinuerlig, idet en innledende frigivelsesperiode som kom av overflate-utluting av polypeptidet, ble fulgt av en forlenget "død-fase", i hvilken intet eller svært lite ble frigitt, og denne ble på sin side fulgt av hovedfrigivelsen av polypeptidet med den følge at kopolymermatriksen absorberte vann og ble biologisk nedbrutt.

EP 58481 åpenbarte imidlertid at det kunne dannes tilfredsstillende preparater med kontinuerlig frigivelse av visse polypeptider ved anvendelse av polylaktid eller poly(laktid-ko-glykolid) med generelt lavere molekylvekter enn dem som ble åpenbart i de nevnte US-patenter, og ved lavere temperaturer, men det var fremdeles nødvendig ved bearbeidningen å anvende organiske løsningsmidler, overfor hvilke mange polypeptider er ustabile.

Europeisk patentpublikasjon nr. 92918 beskriver anvendelse av biologisk nedbrytbare amfipatiske kopolymerer av den generelle type som anvendes ved foreliggende oppfinnelse, ved fremstilling av preparater med kontinuerlig frigivelse. Kopolymerene som er beskrevet der er imidlertid ikke selv-dispergerbare i vann for å danne stabile dispersjoner, men behøver anvendele av organiske løsningsmidler, som, som angitt ovenfor, kan være denaturerende for polypeptider ved den etterfølgende bearbeidning til preparater med kontinuerlig frigivelse.

Ved foreliggende oppfinnelse benyttes en biologisk nedbrytbar kopolymer som er selv-dispergerbar i vann, og som derfor kan anvendes ved fremstilling av preparater med kontinuerlig frigivelse av medikamenter uten å ta tilflukt til anvendelse av høye temperaturer eller ikke-nøytral pH, og, for vannløselige medikamenter så som polypeptider, uten å utsette medikamentet for anvendelse av organiske løsningsmidler under fremstilling. Slike kopolymerer kan være selv-dispergerbare slik som de opprinnelig er syntetisert, eller kopolymerer som ikke i seg selv er selv-dispergerbare kan gjøres slik ved de fremgangsmåter som er beskrevet her.

De biologisk nedbrytbare amfipatiske kopolymerer som anvendes i oppfinnelsen er også nyttige for fremstilling av innsprøytbare preparater med forsinket kontinuerlig frigivelse av medikamenter som, i motsetning til polypeptider, har lav molekylvekt og lav vannløselighet. For slike medikamenter virker de her beskrevne kopolymerer som meget effektive dispergeringsmidler, og de kan gi kolloidale suspensjoner som kan administreres ved innsprøyting for å gi forsinket kontinuerlig frigivelse av lipofile medikamenter.

Dessuten kan dispersjonen av biologisk nedbrytbare amfipatiske kopolymerer i henhold til denne oppfinnelse anvendes til å fremstille medikament-sammenblandinger som kan rettes inn på mål i spesielle organer i menneske- eller dyrelegemet. Det er kjent at partikler eller mikrokuler av forskjellig størrelse oppsamles i forskjellige organer i legemet etter intravenøs innsprøyting, i avhengighet av størrelsen på de innsprøytede partikler (for å få en oversikt, se Tomlinson, "Microsphere Delivery Systems For Drug Targeting And Controlled Release" i Int. Pharm. Tech. and Prod. Mfr., 4, (3), s. 49-57, 1983). For eksempel kan partikler på mindre enn 50 nm passere gjennom fenestrasjonene i lever-endotheliet og bli lokalisert, kanskje etter lymfatisk transport,

i milten, benmargen og muligens svulstvev. Intravenøs, intra-arteriell eller intraperitoneal innsprøyting av partikler på tilnærmet 0,1 til 2,0 nm fører til rask borttrekking av partikler fra blodstrømmen ved makrofagene i det retikuloendotheliale system, med eventuell lokalisering av disse i lyosomene i Kuppfer-cellene i leveren. Intravenøs avlevering av partikler over 7-12 nm fører til mekanisk filtrering i lungene, mens partikler mellom 2 og 12 nm vil bli innesluttet innen det kapillære nett-verk, ikke bare i lungene, men også i leveren og milten. Intra-arteriell avlevering av partikler større enn 12 yum fører til at de blokkerer det første kapillære lag som de støter på. Dispersjoner i henhold til denne oppfinnelse kan fremstilles med regulert partikkelstørrelse, som kan målrettes mot organ på den måte som er beskrevet ovenfor.

Skjema 1 gir en skjematisk illustrasjon av prosessene som er involvert ved denne oppfinnelse.

Den frosne, vandige dispersjon i henhold til oppfinnelsen er karakterisert ved at den inneholder en selv-dispergerbar form av en amfipatisk, ikke-tverrbundet lineær, forgrenet eller podet blokk-kopolymer som har en minste vekt-midlere molekylvekt på 1000, i hvilken den hydrofobe komponent er biologisk nedbrytbar eller hydrolytisk ustabil og den hydrofile komponent kan være eller ikke være biologisk nedbrytbar eller hydrolytisk ustabil, fremstilt ved å oppløse en slik kopolymer i den ikke-selv-dispergerbare form i et vannblandbart løsningsmiddel som enten har et lavt kokepunkt eller er frysetørkbart, agitere nevnte løsning kraftig mens det tilsettes et overskudd av vann, og fryse den resulterende dispersjon.

Den ovenfor beskrevne selv-dispergerbare kopolymer kan også fremstilles ved å frysetørke en frossen stabil vandig dispersjon av en faramsøytisk eller veterinærmedisinsk godtagbar amfipatisk, ikke-tverrbundet lineær, forgrenet eller podet blokk-kopolymer, som har en minste vektmidlere molekylvekt på 1000, i hvilken den hydrofobe komponent er biologisk nedbrytbar eller hydrolytisk ustabil under slike forhold, og den hydrofile komponent kan være eller ikke være biologisk nedbrytbar eller hydrolytisk ustabil under slike forhold.

Når det her refereres til en "vandig dispersjon", så menes at denne omfatter en dispersjon i vann alene, eller i vann som inneholder en liten andel, f.eks. opp til 10%, av et vannblandbart organisk løsningsmiddel.

De kopolymerer som kan anvendes som utgangsmaterialer ved prosessen ovenfor, er slike som er beskrevet i europeisk patentpublikasjon nr. 92918 som det er referert til ovenfor.

Den frosne, stabile vandige dispersjon i henhold til oppfinnelsen kan oppnås ved å oppløse den umiddelbart ovenfor beskrevne kopolymer i dens ikke-selv-dispergerbare form, som opprinnelig syntetisert, i en minimal mengde av et vannblandbart løsningsmiddel, som enten har lavt kokepunkt, f.eks. under 100°C, f.eks. metanol eller etanol, eller kan frysetørkes, f.eks. dioksan eller eddiksyre, agitere nevnte løsning kraftig mens den sakte tilsettes et overskudd av vann, for å danne en ytterst fin, stabil vandig dispersjon, og så fryse nevnte dispersjon.

Foreliggende oppfinnelse kan utnyttes til å fremstille et fast kopolymer/medikament-pulvermateriale ved å frysetørke en frossen, stabil vandig dispersjon av kopolymeren og medikamentet.

Den frosne, stabile vandige dispersjon i henhold til oppfinnelsen kan oppnås, når medikamentet er vannløselig, f.eks. et polypeptid, ved å dispergere den selv-dispergerbare kopolymer i vann, pufferbehandle dispersjonen til fysiologisk eller nøytral pH, blande den pufrede dispersjon med en vandig løsning av det vannløselige medikament, og fryse den resulterende kopolymer/ medikament-dispersjon.

Spesielle vannløselige polypeptider som kan anvendes ved denne oppfinnelse er f.eks. oksytocin, vasopressin, adreno-kortikotrofisk hormon (ACTH), epidermal vekstfaktor (EGF), omformende vekstfaktor-antagonister, prolaktin, luliberin eller luteiniserende hormon-frigivende hormon (LH-RH), LH-RH-agonister eller -antagonister, veksthormon, utløsende faktor for veksthormon, insulin, somatostatin, bombesin-antagonister, glukagon, interferon, gastrin, tetragastrin, pentagastrin, urogastron, sekretin, kalcitonin, enkefaliner, endorfiner, angiotensiner, renin, bradykinin, bacitraciner, polymyksiner, colistiner, tyrocidin, gramicidiner, og syntetiske analoger og modifikasjoner og farmasøytisk aktive fragmenter derav, monoklonale antistoffer og løselige vaksiner.

Når medikamentet er vannløselig, kan den frosne, stabile vandige dispersjon oppnås ved å oppløse medikamentet i den selv-dispergerbare kopolymer i en minste mengde av et vannblandbart organisk løsningsmiddel, f.eks. dioksan, eddiksyre, acetonitril, metanol eller etanol, langsomt tilsette et overskudd av vann til den kraftig agiterte løsning for å danne en fin, stabil dispersjon, og så fryse dispersjonen.

Ethvert medikament med lav vannløselighet er passende for anvendelse sammen med dispersjonen i henhold til oppfinnelsen.

Alternativt kan én av frysetørke-prosessene unngås ved å anvende kopolymeren i dens ikke-selv-dispergerbare form, oppløse den i et vannblandbart organisk løsningsmiddel, utfelle den som en fin dispersjon ved langsom tilsetning av et overskudd av vann under kraftig agitering, tilsette en løsning av et medikament, enten i vann, dersom medikamentet er vannløselig, eller i et vannblandbart organisk løsningsmiddel eller i en blanding derav med vann dersom medikamentet er vann-uløselig, til kopolymer-dispersjonen, og så fryse og frysetørke den totale blanding.

Visse farmasøytiske eller veterinærmedisinsk godtagbare amfipatiske, ikke-tverrbundne lineære, forgrenede eller podete blokk-kopolymerer, som har en minste vektmidlere molekylvekt på 1000, i hvilke den hydrofobe komponent er biologisk nedbrytbar eller hydrolytisk ustabil under vanlige fysiologiske forhold, og i hvilke den hydrofile komponent kan være eller ikke være biologisk nedbrytbar eller hydrolytisk ustabil under slike forhold, er selv-dispergerbare i vann slik som de er syntetisert. Disse er kopolymerer som inneholder en stor hydrofil andel,

d.v.s. mer enn 50%, i forhold til den hydrofobe andel, eller kopolymerer i hvilke den hydrofobe andel har lav molekylvekt, f.eks. en M w på mindre enn 5000.

Dessuten regulerer strukturen til kopolymeren, og naturen til de enkelte hydrofile og hydrofobe polymerer deri, graden av selv-dispergerbarhet i vann for den derfra oppnådde kopolymer. Således er f.eks. polylaktid-pode-polyvinylpyrrolidon (PVP) selv-dispergerbar når den inneholder 50% eller mer av PVP, selv om polylaktidet kan ha en relativt høy molekylvekt, f.eks. en Mw på mer enn 30.000; og polylaktid/polyetylenglykol 1900

(like mengder) er selv-dispergerbar. Polylaktid/polyetylenglykol 5000 (like mengder) er imidlertid vanskelig selv-dispergerbar, og over denne molekylvekt er kopolymerene ikke umiddelbart selv-dispergerbare i vann, men må innledningsvis ha en tilsetning av en liten del av et organisk løsningsmiddel, som deretter kan fjernes ved inndampning eller frysetørking.

Som angitt ovenfor er dispersjoner i henhold til denne oppfinnelse nyttige ved .fremstilling av preparater med forsinket kontinuerlig frigivelse av medikamenter. Som ovenfor beskrevet kan en blanding av en kopolymer og et medikament fremstilles under slike forhold at medikamentet ikke utsettes for høy temperatur, ikke-nøytral pH, høye konsentrasjoner av organisk løsningsmiddel eller organisk løsningsmiddel ved forhøyet temperatur, og slike kopolymer-medikamentblandinger kan bearbeides til egnede farmasøy-tiske eller veterinærmedisinske sammenblandinger ved konvensjonelle fremgangsmåter, f.eks. ved press-støping ved lave temperaturer (mange kan bekvemt press-støpes ved ca. 60°C, godt under spaltningstemperaturen til de fleste medikamenter, innbefattet polypeptid-medikamenter som er blant dem som er mest ømfintlige for spalting ved høye temperaturer) for å danne implanterings-dyktige depot-sammenblandinger, som f.eks. beskrevet i europeiske patentpublikasjoner nr. 58481 og 92918, som gir en forsinket kontinuerlig frigivelse av medikamentet. Alternativt, for vann-uløselige medikamenter, kan kopolymer-medikamentblandingen ganske enkelt dispergeres i sterilt vann for å gi en fin vandig dispersjon som kan anvendes som et innsprøytbart preparat med kontinuerlig frigivelse, eller, dersom partikkelstørrelsen blir passende regulert, en sammenblanding som er målrettet mot et spesielt organ, som beskrevet ovenfor.

Partikkelstørrelsen til en slik vandig dispersjon kan reguleres innen ganske snevre grenser ved å regulere partikkel-størrelsen til den anvendte kopolymer. Dette oppnås under fremstillingen av den selv-dispergerbare form av den anvendte kopolymer, og blir oppnådd ved passende justering av tilset-ningshastigheten for vann til løsningen av kopolymer i det fryse-tørkbare, vannblandbare løsningsmiddel, og regulering av agiteringshastigheten under denne prosess. Partikkelstørrelsen i den således oppnådde dispersjon kan måles på konvensjonell måte, f.eks. ved optisk mikroskopi, Coulter-teller eller nanosorterer.

Nyttige ko-eksipienter ved fremstilling av preparater med forsinket kontinuerlig frigivelse av polypeptider ved anvendelse

av de ovenfor beskrevne kopolymer/medikament-blandinger, er lav-eller høymolekylære vannløselige polymerer som er forlikelige, eller delvis forlikelige med disse, såsom gelatin, polyvinylpyrrolidon, dekstran, polyetylenglykoler, natriumalginat og vannløselige, syntetiske, ikke-terapeutiske polypeptider. Slike ko-eksipienter tilveiebringer ytterligere hydrofile områder,

eller porer, i polymermatriksen, og stabiliserer også den tertiære struktur hos polypeptidet ved kjede-sammenfiltrering, som er opp-nåelig på grunn av at de er forlikelige eller delvis forlikelige med polypeptidet.

Eksempel 1

2 g av en biologisk nedbrytbar kopolymer av typen AB som omfatter 25 vekt% av en metoksypolyetylenglykol med molekylvekt 5900 (komponent A) og 75 vekt% av poly(D,L-laktid) (komponent B) ble oppløst i iseddik (2 ml), og løsningen ble kraftig rørt mens destillert vann (21 ml) ble tilsatt langsomt, for å danne en ytterst fin dispersjon. Dispersjonen ble frosset, og fryse-tørket ved 0,01 mm Hg (13,3 Pa) i 24 timer for å gi en tørr pulver-kopolymer.

Ved tilsetning av det tørre pulver til vann, under

omrøring, ble det gjendispergert for å danne en meget fin dispersjon.

Eksempel 2

Den tørre pulver-kopolymer fra eks. 1 (0,5 g) ble under kraftig omrøring dispergert i destillert vann (5 ml) inneholdende natriumazid (0,01%), og dispersjonen ble puffer-behandlet til pH 8 med 0,IN natriumhydroksyd. Storfeserum-albumin (BSA)

(0,125 g) ble oppløst i destillert vann (1,0 ml) og <14>C-metylert BSA (10 yl av en 5 uCi pr. ml løsning i 0,01 M natriumfosfat-puffer) ble tilsatt, BSA-løsningen ble satt til kopolymer-dispersjonen, blandingen ble frosset og så frysetørket ved 0,01 mm Hg (13,3 Pa) i 24 timer.

Det frysetørkede produkt ble støpt ved 60-70° for å gi kvadratiske skiver på 1 cm og med tykkelse 0,2 cm, 0,09 cm og 0,0 4 cm. Hver av de forskjellige skivene ble hver for seg senket ned i 2 ml av fosfat-pufret saltløsning (pH 7,4) inneholdende 0,02% natriumazid, ved 37°C. Etter intervaller ble mediet tatt ut og erstattet med frist puffer, og den utløste radioaktivitet i det uttatte medium ble bedømt.

Eksempel 3

2,5 g av en poly(D,L-laktid-ko-glykolid)-pode(polyvi.nyl-pyrrolidon)-kopolymer inneholdende 50 vekt% av poly(D,L-laktid-ko-glykolid) omfattende ekvimolare mengder av laktid og glykolid, og 50 vekt% av polyvinylpyrroli.don ble oppløst i iseddik (5 ml) og rørt kraftig mens destillert vann (20 ml) ble tilsatt langsomt for å danne en meget fin dispersjon, som så ble frosset og frysetørket ved 0,1 mm Hg (13,3 Pa) i 24 timer, for å gi en tørr pulver-kopolymer.

Ved tilsetning av den tørre pulver-kopolymer til vann, under omrøring, ble den gjendispergert nesten umiddelbart for å danne en meget fin dispersjon.

Eksempel 4

2,0 g av en biologisk nedbrytbar blokk-kopolymer av typen ABA omfattende 80 vekt% av poly(D,L-laktid) (komponent A) og 20 vekt% av polyetylenglykol med molekylvekt 2000 (komponent B) ble satt til absolutt etanol (3 ml) og rørt kraftig mens vann (1,5 ml) ble tilsatt langsomt for å danne en ytterst fin dispersjon. Ytterligere 15 ml vann ble tilsatt, under kraftig røring, for å gi en fortynnet dispersjon av kopolymeren, som så ble puffer-behandlet til pH 8 ved tilsetning av 0,1 N natriumhydroksyd.

Storfeserum-albumin (BSA) (0,5 g) ble oppløst i vann

(5 ml) og <14>C-metylert BSA (70 yl av en 5 uCi/ml løsning i

0,01 M natriumfosfat) ble tilsatt. BSA-løsningen ble så blandet med kopolymer-dispersjonen, frosset og frysetørket ved 0,01

mm Hg (13,3 Pa) i 30 timer.

Det frysetørkede pulver ble støpt ved 60°C for å gi. kvadratiske skiver på 1 cm og med tykkelse 0,36 cm, 0,16 cm og 0,06 cm. Hver av de forskjellige skivene ble så hver for seg senket ned i 2 ml av fosfat-pufret saltløsning, pH 7,4, ved 37°C. Etter intervaller ble mediet tatt ut og erstattet med frisk puffer, og den utløste radioaktivitet i det uttatte medium ble bedømt.

Eksempel 5

Renset metoksypolyetylenglykol med molekylvekt 1900, kraftig rørt ved 160°C i 1 time ved 0,1 mm Hg (13,3 Pa) (10 g), og nyfremstilt, kraftig tørket D,L-lakti.d (10 g) ble rørt under nitrogen ved 160°C, tinn(II)oktoat (tinn(II)-2-etylheksanoat)

(50 yl) ble tilsatt, og blandingen ble holdt ved 160°C i 3 timer, for å gi en halmfarvet, svakt viskøs væske som størknet ved avkjøling. Det faste produkt (0,5 g) ble satt til destillert vann (5 ml) og rørt ved 37°C i 18 timer, og etter denne tid ble det dannet en ytterst fin dispersjon eller kolloidal suspensjon, som syntes fullstendig klar, bortsett fra en meget svak blå

dis når den ble holdt mot lyset.

I motsetning til flette gav ikke en enkel blanding av den samme metoksypolyetylenglykol (0,25 g) og poly(D,L-melkesyre)

(0,25 g) i destillert vann (5 ml) noen dispersjon etter omrøring

ved 37°C i en lignende periode, men polyesteren ble værende som en halv-fast, ikke-dispergert fase.

Eksempel 6

En AB-blokk-kopolymer av poly(d,1-laktid) og metoksypolyetylenglykol inneholdende 50 vekt% polyester og 50 vekt% polyeter ble fremstilt ved ringåpnings-polymerisasjon av d,l-laktid i nærvær av metoksypolyetylenglykol 5000 ved 160°C

ved anvendelse av en organotinn-katalysator.

100 mg av blokk-kopolymeren og 10 mg av et anti-østrogen, ICI 189150, som har svært lav vandig løselighet, ble oppløst

i 0,4 ml iseddik, og 2 ml vann ble tilsatt langsomt under kraftig røring for å gi en kolloidal suspensjon av medikament/- polymer i eddiksyre/vann-blandi.ngen. Blandingen ble frosset og frysetørket ved 0,01 mm Hg (13,3 Pa) i 24 timer for å gi et fast frysetørket produkt.

Ved tilsetning av 0,9% natriumkloridløsning i vann ble det frysetørkede produkt gjendispergert for å gi en stabil dispersjon egnet for innsprøyting.

Claims (1)

1. Frossen, vandig dispersjon for anvendelse som bærer for farmasøytiske eller veterinær-medisinske formål,

   karakterisert ved at den inneholder en selv-dispergerbar form av en amfipatisk, ikke-tverrbundet lineær, forgrenet eller podet blokk-kopolymer som har en minste vekt-midlere molekylvekt på 1000, i hvilken den hydrofobe komponent er biologisk nedbrytbar eller hydrolytisk ustabil og den hydrofile komponent kan være eller ikke være biologisk nedbrytbar eller hydrolytisk ustabil, fremstilt ved å oppløse en slik kopolymer i den ikke-selvdispergerbare form i et vannblandbart løsningsmiddel som enten har et lavt kokepunkt eller er fryse-tørkbart, agitere nevnte løsning kraftig mens det tilsettes et overskudd av vann, og fryse den resulterende dispersjon.