PL167177B1 - Sposób wytwarzania srodków farmaceutycznych o polepszonej zdolnosci regulacji farma-kokinetycznych i farmakologicznych wlasciwosci substancji farmaceutycznie czynnej PL PL PL - Google Patents

Abstract

1 . Sposób wytwarzania srodków farmaceuty- c znych o polepszonej zdolnosci regulacji farmako- kinetycznych i farmakologicznych wlasciwosci substancji farmaceutycznie czynnej, nadajacej sie do wstrzykiwan ssakom i zawartej w strukturze mikrokulek, znamienny tym, ze dyspersje substancji czynnej w substancji nosnikowej, która tworzy strukture kulista, jest naturalnie obecna w orga- nizmie ssaka oraz jest trwala w stanie stalym do temperatury co najmniej 60°C i w przyjmujacym srodowisku fizjologicznym wspomnianego ssaka, stapia sie w atmosferze gazu obojetnego, te sto piona materie rozpyla sie do postaci mgly kropelek i wymraza w atmosferze zimnego gazu obojetnego, a otrzymane stale i nieporowate mikrokulki o sred nicy 5-300 µ m. zawierajace substancje farmaceuty cznie czynna w kulistej strukturze utworzonej przez co najmniej jedna, farmakologicznie obojetna sub stancja nosnikowa, której kinetyka rozpuszczania w organizmie ssaka-biorcy jest wolniejsza od kine tyki uwalniania substancji czynnej w tym samym organizmie, rozdziela sie na frakcje granulometry czne i z tych mikrokulek sporzadza sie srodek far- maceutyczny do wstrzykiwan,... FIG. 1 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania środków farmaceutycznych o polepszonej zdolności regulacji farmakokinetycznych i farmakologicznych właściwości substancji farmaceutycznie czynnej, nadającej się do wstrzykiwań ssakom i zawartej w strukturze mikrokulek.

167 177

Substancje biologicznie czynne, słabo rozpuszczalne w środowisku fizjologicznym stosowano dotychczas w postaci zawiesiny cząstek do wstrzyknięć domięśniowych w celu uzyskania powolnego rozpuszczania, czyli przedłużenia działania w organizmie ludzkim lub zwierzęcym. Na przykład wypróbowywano mieszaniny noretysteronu i mestranolu w postaci krystalicznego proszku w zawiesinie wodnej do wytworzenia środka antykoncepcyjnego, nadającego się do wstrzyknięć domięśniowych (J. Garza Flores i in., Contraception, maj 1988, tom 35, nr 5,571-481).

Prawdopodobnie z powodu wahań uziarnienia oraz nieregularności postaci cząstek, kompozycje według stanu techniki wykazują zazwyczaj liczne mankamenty:

- krzywa uwalniania substancji aktywnych wykazuje silny pik bezpośrednio po wstrzyknięciu, a następnie opada, co wymaga zwiększenia całej dawki dla uzyskania wystarczająco długotrwałego efektu;

- zdarza się zbrylanie i zeskorupianie zawiesiny;

- należy używać igieł podskórnych o dużej średnicy, by uniknąć ryzyka zablokowania ujścia strzykawki.

W pewnych przypadkach, bezpośrednie zetknięcie cząsteczki czynnej z otaczającą żywą tkaniną (bardzo silne stężenie miejscowe) może powodować reakcje zapalne lub uszkodzenia.

Substancje o dobrej rozpuszczalności w środowisku fizjologicznym nie mogą być podawane w tej postaci, jeśli zamierza się uzyskać „działanie opóźnione. Znana metoda stosowana do spowolnienia rozpuszczania takich substancji polega na ich powlekaniu lub mikrokapsułkowaniu.

W europejskim opisie patentowym EP nr 257368 (American Cyanamid Co.) opisano kompozycję do stosowania pozajelitowego, utworzoną z mikrokulek tłuszczów i/lub wosków pochodzenia naturalnego lub syntetycznego, o niskiej temperaturze topnienia (40-60°C), obciążonych cząstkami polipeptydu, np. hormonu wzrostu. Gdy kompozycję tę wstrzykuje się bydłu, to hormon wzrostu rozpuszcza się z opóźnieniem wskutek powleczenia woskiem lub tłuszczem, co wywołuje przedłużenie jego obecności w organiźmie zwierzęcym i w efekcie zwiększenie wzrostu lub laktacji. Takie mikrokulki mają tendencję do mięknięcia i odkształcenia się, zbrylania lub koalescencji, gdy temperatura otoczenia jest wyższa, zwłaszcza w krajach tropikalnych (40-60°C), co może powodować trudności w manipulacjach nimi lub w magazynowaniu.

Ponieważ zawartość aktywnego polipeptydu w cząsteczce jest w praktyce ograniczona do 30-40%, wstrzykiwanie takich cząstek wykazuje również mankament wprowadzania tą drogą do organizmu pewnej ilości nośnikowej substancji obcej dla tego organizmu (wosk pszczeli, tłuszcz pochodzenia roślinnego, mineralnego lub syntetycznego, itp.), w ilości przynajmniej 1,5-3 razy większej od ilości substancji czynnej.

Niektóre sposoby powlekania lub mikrokapsułkowania stosowane do chwili obecnej są opisane np. w „Encyklopedia of Chemical Technology, wyd. 3, tom 15, str. 470-493 (1981), wydawca John Wiley and Sons. Tak wytworzone mikrokapsułki często zawierają cząstki „centralne o bardzo zróżnicowanych rozmiarach, a nawet w ogóle nie zawierają cząstki centralnej.

W europejskim opisie patentowym EP nr 210875 (Teragenix Corp.) opisano wstrzykiwanie do ciała mikrokulek szklanych naładowanych radioaktywnie, np. do wątroby w celu miejscowego leczenia raka. Obecność pozostałości takich kulek po zabiegu jest usprawiedliwiona tylko w ciężkich przypadkach.

Usuwanie nośnikowej substancji ze środowiska wewnętrznego przez drogi metaboliczne może być trudne; substancja taka może być zaakceptowana do podawania doustnego (i usuwania przez przewód pokarmowy) w medycynie ludzkiej, lecz w znacznie mniejszym stopniu do wstrzyknięcia pozajelitowego.

Ponadto stosowano hormony steroidowe, takie jak środki antykoncepcyjne, w postaci wszczepów podskórnych. Wszczepy takie o długości 0,5 do 1 cm mogą być wytworzone przez stopienie i formowanie hormonu w stanie stopionym, czystego lub zmieszanego z nośnikiem lipoidowym. Takie procesy wytwarzania są na przykład opisane w opisie patentowym WO-88/07816 (Endocon) lub w opisie patentowym Stanów Zjedn. Am. nr 4244949 (Gupta). Czas działania takich wszczepów może przekraczać jeden rok; lecz z drugiej strony, układ taki jest niewygodny jeśli pożądany czas działania ma wynosić tylko kilka tygodni. Umieszczenie takiego wszczepu wymaga nacięcia chirurgicznego lub trokaru oraz ewentualnego usunięcia przez wycięcie.

167 177

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania środków farmaceutycznych o polepszonej zdolności regulacji farmakokinetycznych i farmakologicznych właściwości substancji czynnej, zwłaszcza regulacji opóźnionego uwalniania w przypadku podawania przez wstrzyknięcie pozajelitowe człowiekowi lub innym ssakom. Środki te pozwalałyby na precyzyjną regulację uwalniania substancji farmakologicznie czynnych i nie wykazywałyby wad zawiesin cząstek lub mikrokapsułek znanych wcześniej.

Nieoczekiwanie stwierdzono, że można osiągnąć ten cel za pomocą stosowania stałych, nie porowatych mikrokulek o średnicy 5-300 pm, zawierających co najmniej jedną substancję farmaceutycznie czynną zawartą w strukturze kulistej, utworzonej przez co najmniej jedną farmakologicznie obojętną substancją nośnikową.

Sposób wytwarzania środków farmaceutycznych o polepszonej zdolności regulacji farmakokinetycznych i farmakologicznych właściwości substancji farmaceutycznie czynnej, nadającej się do wstrzykiwań ssakom i zawartej w strukturze mikrokulek, polega według wynalazku na tym, że dyspersja substancji czynnej w substancji nośnikowej, która tworzy strukturę kulistą, jest naturalnie obecna w organiźmie ssaka oraz jest trwała w stanie stałym do temperatury co najmniej 60°C i w przyjmującym środowisku fizjologicznym wspomnianego ssaka, stapia się w atmosferze gazu obojętnego, tę stopioną materię rozpyla się do postaci mgły kropelek i wymraża w atmosferze zimnego gazu obojętnego, a otrzymane stałe i nieporowate mikrokulki o średnicy 5-300pm, zawierające substancję farmaceutycznie czynną w kulistej strukturze utworzonej przez co najmniej jedną, farmakologicznie obojętną substancję nośnikową, której kinetyka rozpuszczania w organiźmie ssaka-biorcy jest wolniejsza od kinetyki uwalniania substancji czynnej w tym samym organiźmie, rozdziela się na frakcje granulometryczne i z tych mikrokulek sporządza się środek farmaceutyczny do wstrzykiwań, przy czym jako substancję nośnikową stosuje się koprosterol, kwas glikocholowy, cholesterol i/lub estry cholesterolu, a zawartość wspomnianej substancji nośnikowej w mikrokulkach stanowi więcej niż dwie trzecie ciężaru całkowitego.

Korzystnie w sposobie tym oddziela się frakcję, w której ponad 70% mikrokulek wykazuje średnicę zawartą w zakresie 70-130% przepisowej średnicy.

Jako substancję farmaceutycznie czynną w sposobie według wynalazku korzystnie stosuje się związek wybrany spośród substancji działających na ośrodkowy układ nerwowy, takich jak substancje uspakajające, zwłaszcza lorazepam, haloperidol i diazepam, takich jak substancje działające przeciw chorobie Parkinsona, zwłaszcza biperiden i triheksylfenidyl · HCl, takich jak substancje przeciwdrgawkowe, zwłaszcza klonazepam, takich jak narkotyki, zwłaszcza morfina-zasada i pochodne morfiny, albo stosuje się związek wybrany spośród substancji działających na wegetatywny układ nerwowy, takich jak substancje przeciwwymiotne, zwłaszcza metoklopramid lub takich jak substancje działające gastrokinetycznie, zwłaszcza domperidona.

Jako substancję farmaceutycznie czynną nadto stosuje się korzystnie związek wybrany spośród substancji rozszerzających naczynia obwodowe, takich jak winkamina, nylidryna, funaryzyna, pizotifen i dihydroergotamina lub substancji rozszerzających oskrzela, takich jak bromohydrat, fenoterol, tolbuterol, klenbuterol i solbutamol, albo stosuje się korzystnie związek wybrany spośród substancji przeciwhistaminowych, takich jak astemizol, maleinian chlorfenaminy i azatadyna oraz substancji antagonistycznych względem receptorów-H2, takich jak famotydyna.

Również w sposobie według wynalazku jako substancję farmaceutycznie czynną korzystnie stosuje się związek wybrany spośród steroidów, takich jak desametazon, betametazon i 17-3estradiol albo stosuje się związek wybrany spośród substancji uśmierzających ból, takich jak indometacyna i naproksen.

Przez określenie „trwała w stanie stałym do temperatury co najmniej 60°C należy rozumieć, że mikrokulki z takiej substancji nośnikowej nie tylko nie topią się, lecz także nie miękną i nie zbrylają się. Natomiast w sensie wynalazku określenie to nie oznacza trwałości nieokreślonej, którą mogłaby wykazywać np. kulka szklana, lecz oznacza trwałość wystarczającą do tego, aby rząd wielkości czasu życia mikrokulki w tym środowisku (zanikanie kulek zachodzące przez zwykłe powolne rozpuszczenie lub przez chemiczny atak metaboliczny) nie był mniejszy od żądanego czasu działania leku; innymi słowy, kinetyka rozpuszczania substancji nośnikowej w organiźmie ssaka-biorcy winna być wolniejsza od kinetyki uwalniania substancji czynnej w tym samym organizmie.

167 177

W odróżnieniu od mikrokulek otrzymywanych w sposobie według wynalazku np. znane ogólnie ze stosowania do wstrzykiwań liposomy zwykle wykazują średnicę 0,1-1 pm lub jeszcze mniejszą, są więc wiele mniejszymi cząstkami, toteż w przypadku liposomów uwalnianie substancji farmaceutycznie czynnej następuje odpowiednio szybciej. Przy tym liposomy są smektycznymi fazami pośrednimi, ulegającymi cieplnym przemianom fazowym, a zatem nie wykazują termicznej stabilności mikrokulek według wynalazku. Dla wbudowania substancji farmaceutycznie czynnej w liposom, musi ona bezwarunkowo być rozpuszczona uprzednio w hydrofobowym rozpuszczalniku, co w sposobie według wynalazku nie występuje. Stosowanie liposomów nie umożliwia zatem precyzyjnej regulacji uwalniania substancji farmaceutycznie czynnej, jak dzieje się to w przypadku mikrokulek.

Jeśli do wytwarzania mikrokulek stosuje się sposób aerozolowego wymrażania, powinna substancja nośnikowa być chemicznie trwała w temperaturze topnienia oraz w stanie stopionym, przynajmniej w zakresie temperatury wystarczającym dla tej operacji.

Szybkość rozpuszczania mikrokulki w danym środowisku - rozpuszczalniku jest funkcją promienia kulki (uwzględniającą stosunki pomiędzy objętością środka wiążącego, powierzchnią i promieniem kulki). Wykorzystanie w sposobie według wynalazku stałych nieporowatych kulek pozwala na dokładną znajomość stosunku masa - powierzchnia cząstek, a więc - dzięki doborowi kalibru kulek, tzn. promienia lub rozrzutu promieni - pozwala na ścisłą regulację stopnia uwalniania podawanego(ych) składnika(ów) czynnego(ych).

Szybkość rozpuszczania składników aktywnych zależy również od struktury mikrokulki, a zwłaszcza od dostępności jej wnętrza dla rozpuszczalnika. Substancja nieaktywna np. o strukturze żelu pęczniejącego w środowisku fizjologicznym (np. frakcja kolagenu) powoduje tylko słabe opóźnienie w uwalnianiu substancji aktywnych, podczas gdy substancja mająca litą strukturę hydrofobową daje maksymalny efekt opóźniający. W sposobie według wynalazku również wybór cząsteczki determinującej i budującej mikrokulkę pozwala na uzyskanie opóźnionego uwalniania składników aktywnych, wahającego się od kilku godzin do kilku tygodni.

Jeśli substancja farmaceutycznie czynna występuje w postaci stałego roztworu w substancji nośnikowej lub w postaci praktycznie jednorodnej zawiesiny rozpuszczonych cząstek, małych (np. koloidy) w stosunku do średnicy mikrokulki (10-300pm), to jej rozpuszczanie jest spowolnione zależnie od odpowiednich stężeń. Jeśli substancja czynna występuje w postaci dyspersji powleczonych zewnętrzną warstewką substancji hydrofobowej cząstek większych, to początek rozpuszczania jest opóźniony. Z przyczyn technicznych, rozmiar powlekanych cząstek jest ograniczony; w stosunku do średnicy mikrokulek w procesie aerozolowego wymrażania korzystne jest ograniczenie rozmiaru cząstek do 1/10 rozmiaru cząstek mikrokulek.

Dopasowanie tych różnych parametrów pozwala w środku farmaceutycznym, wytworzonym sposobem według wynalazku na precyzyjną regulację uwalniania składników czynnych. Ta sama precyzja regulacji, dzięki której unika się przedawkowań lub potrzeby uzupełniania zbyt małych dawkowań, pozwala na zmniejszenie całkowitej aplikowanej ilości substancji biologicznie czynnej(ych) do minimalnej ilości, potrzebnej do uzyskania pożądanego efektu leczniczego i w związku z tym pozwala na zmniejszenie ryzyka wywołania u chorego niepożądanych efektów ubocznych.

Dawka do wstrzyknięć 200 mg mikrokulek, na ampułkę, zawierającą do 50 mg składnika czynnego, jest uważana za korzystną.

Niektóre substancje dodatkowe zawarte w mieszaninie nie mogą być bezpośrednio aktywne wobec organizmu biorcy, przynajmniej dla określonego zastosowania, ani stanowić podstawy struktury kulistej. Mieszanina może zawierać różne dopuszczalne farmaceutycznie dodatki w celu poprawy chemicznej trwałości lub niezmienności substancji lub całości struktury: środki powierzchniowo czynne, antyutleniacze, środki mikrobójcze, bufor, itp. Może się zwłaszcza okazać pożyteczne obniżenie temperatury topnienia lub zahamowanie reakcji rozkładu w czasie procesu wytwarzania (np. topnienie-zamrażanie) mikrokulek. Mikrokulki, takie jak przedstawione na fig. 2, wytwarza się drogą tzw. aerozolowego wymrażania. Jeśli do mieszaniny, składającej się z substancji farmaceutycznie czynnej i stapialnego, jednak nielotnego nośnika, wprowadzonoby dodatkowo lotny rozpuszczalnik i tę mieszaninę bądź ten roztwór poddawanoby sposobowi aerozolo-wymrażającego suszenia, to w przypadku suszenia na zimno tych zmrożonych mikrokulek otrzymanoby porowatą strukturę (sposoby takie są opisane w odnośnej literaturze fachowej).

16*7177

Ponieważ jednak postępowanie prowadzi się bez dodawania środka lotnego, toteż otrzymuje się strukturę litą.

W porównaniu ze znanymi ze stanu techniki zawiesinami czystych składników czynnych w postaci cząstek o kształtach nieregularnych, mikrokulki otrzymane sposobem według wynalazku mają tę zaletę, że wykazują mniejszą skłonność do zbrylania się i że przechodzą bardziej płynnie przez igłę do wstrzyknięć podskórnych. Poza tym mikrokulki mogą w zależności od rozmiarów być sortowane i rozdzielane w sposób bardziej precyzyjny i bardziej niezawodny niż cząstki o kształcie nieregularnych.

Sporządzony sposobem według wynalazku środek farmaceutyczny, gotowy do aplikowania w dziedzinie medycyny lub weterynarii, może mieć postać proszku z mikrokulek we flakonie- ampułce, gotowego do spor^dzania zawiesiny lub postać już przygotowanej zawiesiny kt^i^i^^cjonowanej w ampułce do wstrzyknięć bądź bezpośrednio w strzykawce. Środowiskiem zawiesiny może być woda, roztwór soli lub olej, które zawierają bufory, środki powierzchniowo czynne i/lub środki konserwujące, zwykle stosowane w farmacji w zawiesinach do wstrzyknięć, bądź dowolna inna substancja lub mieszanina, które nie zagraża fizycznej i chemicznej niezmienności zawieszonych substancji i które nadaje się dla organizmu biorcy. Jeśli pożądane jest uniknięcie początkowego gwałtownego wzrostu aktywności składnika czynnego w wewnętrznym środowisku organizmu biorcy, to zaleca się w przypadku gotowych do użycia zawiesin stosowanie ciekłych nośników, w których te składniki czynne są praktycznie nierozpuszczalne. W przypadku substancji czynnych rozpuszczalnych częściowo w ciepłej cieczy nośniej, lecz nierozpuszczalnych na zimno, należy z farmakologicznego punktu widzenia unikać wytrącania się osadów (efekt zwany „caking“), sporządzając ze środka farmaceutycznego formę użytkową, zawierającą oddzielnie mikrokulki w proszku i ciecz nośną, które będą zmieszane dopiero w momencie wstrzyknięcia.

Przy zastosowaniu w weterynarii, gdzie żądany okres działania może być bardzo długi (np. okres laktacji dorosłej samicy), można stosować mikrokulki o średnicy kilkuset mikrometrów. Jeśli ze względu na wygodę pacjenta potrzebne jest zmniejszenie średnicy igieł strzykawek do wstrzyknięć, dobrze jest ograniczyć średnicę mikrokulek do 300pm, a korzystniej do 100pm. I przeciwnie, dla bardzo krótkich czasów działania (np. dobowych), średnica mikrokulki może zmniejszyć się do 5 pm.

Dla większości zastosowań w medycynie (czas działania składnika aktywnego mieszczący się między cyklem dobowym i cyklem miesięcznym) korzystne jest stosowanie mikrokulek, których średnica mieści się w zakresie 5-100 pm, w zależności od mieszaniny substancje czynne/substancje nośnikowe.

Klasyfikację mikrokulek w zależności od ich średnicy można prowadzić w trakcie wytwarzania, stosując różne znane sposoby, np. rozdzielanie w cyklonach, przesiewanie z zasysaniem powietrza lub też przesiewanie w środowisku wodnym. W praktyce wystarczy, aby ponad 70% mikrokulek wykazywało średnicę w zakresie 70-130% średnicy właściwej. W razie potrzeby, krzywą idealnego rozpuszczania, określoną dla danego zastosowania, można przybliżyć, sporządzając serię mieszanin o różnych odpowiednich średnicach. Co więcej, cząstki nie odpowiadające wymaganiom mogą być zawracane.

Sposoby przprowadzania produktu stałego w postać mikrokulek są znane specjalistom. W innych sposobach stosuje się np. zawieszanie produktu w stanie stopionym w postaci mikrokropelek w warunkach mieszania w cieczy nośnej, z którą produkt ten nie miesza się, a następnie zestalanie tego produktu. Dla wytwarzania mikrokulek w sposobie według wynalazku opracowano lepsze postępowanie, polegające na rozpyleniu pod ciśnieniem i/lub za pomocą gorącego gazu (ewentualnie wobec wibracji) stopionej substancji nośnikowej, przeznaczonej do tworzenia kulek i zawierającej zdyspergowane substancje farmakologicznie czynne, znajdujące się bądź w stanie rozpuszczonym bądź w postaci cząstek (<5 pm), a następnie na szybkim zamrożeniu tak utworzonej mgły. Jednakże trudno jest sposobem aerozolowego wymrażania wytworzyć mikrokulki o średnicy ®2 pm, zawierające powleczone cząstki stałe.

Farmakodynamicznie nieaktywne substancje nośnikowe, stosowane w sposobie według wynalazku, których temperatury topnienia są wyższe od około 70°C i które są lub mogą być uczynione termicznie trwałymi w temperaturze powyżej ich temperatury topnienia dla umożliwienia ich stosowania w procesie wytwarzania mikrokulek, pozwalają na otrzymanie mikrokulek trwałych (nie mięknących i nie zbrylających się) w temperaturze pokojowej, niskiej lub średniej.

16-7 177

Jednakże, odpowiednio do czasu pozostawiania składnika czynnego w zawiesinie w podwyższonej temperaturze bez rozkładu, korzystne jest, aby dla uniknięcia ryzyka zmieniania się mikrokulek podczas przypadkowego znacznego wzrostu temperatury (transport, magazynowanie) dobrać strukturotwórczą substancję nośnikową o temperaturze topnienia wyższej od 90°C.

Spośród korzystnych substancji nośnikowych można wspomnieć następujące substancje obojętne mogące tworzyć strukturę mikrokulek:

1. Koprosterol o temperaturze topnienia 101°C; jest to produkt otrzymany przez metabolizowanie steroli, uczestniczący w tworzeniu się sterolidów i kwasów żółciowych.

2. Kwas glikocholowy o temperaturze topnienia 130°C; wchodzi on w skład soli żółciowych.

3. Cholesterol o temperaturze topnienia 148-149°C; jest to główny sterol u ssaków, obecny w prawie wszystkich tkaninach organizmu ludzkiego; a także estry cholesterolu.

Na pierwszy rzut oka dziwnym wydaje się wstrzykiwanie człowiekowi cholesterolu w zawiesinie cząstek kulistych, jeśli weźmie się pod uwagę rolę, jaką przypisuje się cholesterolowi w niektórych chorobach sercowo-naczyniowych. Lecz w porównaniu z 5-10 gramami cholesterolu, obecnego naturalnie w stanie wolnym w środowisku fizjologicznym, ilość 50-200 mg cholesterolu do wstrzyknięcia jest ilością niewielką. Co więcej, jego względna nieczynność metaboliczna pozwala uważać go za farmakologicznie nieaktywny w tych dawkach. Poza tym właściwości fizyczne cholesterolu czynią z niego doskonałą substancję nośnikową w sposobie według wynalazku.

Substancjami farmakologicznie czynnymi nadającymi się szczególnie dla tego środka farmakologicznego są te substancje, które 1) są rozpuszczalne (lub reaktywne) w płynach biologicznych,

2) nawet gdy mają tendencję do rozkładu w bardzo wysokich temperaturach, bliskich lub wyższych niż ich temperatura topnienia, to pozostają fizycznie i chemicznie trwałe w temperaturze topnienia substancji obojętnej, stosowanej jako strukturotwórczą. Przykładem może być metoklopramid, środek przeciwwymiotny, dobrze rozpuszczalny w wodzie.

Innym przykładem jest morfina w postaci zasady, narkotyczny środek przeciwbólowy, której temperatura topnienia wynosi 254-256°C i która staje się fizycznie i chemicznie nietrwała w temperaturze około 200°C. Morfinę (cząstki rzędu 1-5 pm lub mniejsze) dysperguje się w ciekłym cholesterolu (t. t. 148°C) bez ryzyka rozkładu. Mieszaninę rozpyla się i zamraża w mikrokulki. Morfina w tej postaci może być podawana w warunkach szpitalnych z częstotliwością 1 wstrzyknięcia dziennie dawki 50 mg morfiny zawartej w 200 mg mikrokulek/ampułkę (dawka silnie zróżnicowana ze względu na indywidualne reakcje na morfinę); u pacjenta ambulatoryjnego lepiej jest dostosować postać (dawkę i strukturę kulek) do wstrzykiwania co 2-3 dni, a nawet raz w tygodniu.

Spośród substancji czynnych, zbyt łatwo rozpuszczalnych w środowisku fizjologicznym, aby mogły być podane w stanie wolnym i aby wykazywały przy tym działanie opóźnione, a wystarczająco odpornych na ciepło aby mogły być wprowadzone do cholesterolu, można zwłaszcza wspomnieć:

a) substancje działające na ośrodkowy układ nerwowy (środki uspakajające jak lorazepam, haloperidol, środki działające przeciwko chorobie Parkinsona, jak biperiden, triheksylfenidyl HCl, środki przeciwdrgawkowe jak klonazepan, narkotyki jak morfina-zasada);

b) substancje działające na wegetatywny układ nerwowy (środki przeciwwymiotne, jak metoklopramid, maleinian acepromazyny, gastrokinetyki, jak domperidona);

c) substancje rozszerzające naczynia obwodowe, jak winkamina, nylidryna, funarazyna, pizotifen, dihydroergotamina lub substancje rozszerzające oskrzela, jak denoterol, tolbuterol, klenbuterol, solbutamol;

d) substancje o działaniu przeciwhistaminowym (astemizol, chlorfenamina, azatydyna);

e) antagonistę receptorów-H2, jak famotydyna;

f) różne steroidy (desametazon, betametazon).

Rozpuszczanie niektórych środków przeciwbólowych, które same są słabo rozpuszczalne, takich jak indometacyna lub naproksen, może być korzystnie spowolnione drogą wprowadzenia ich do struktury cholesterolu (co pozwala zwiększyć wstrzyknięcie, podwyższając dawkę jednostkową).

Zrozumienie wynalazku ułatwiają ilustrujące go rysunki i niżej podane przykłady.

Figura 1 na rysunku przedstawia schemat otrzymywania mikrokulek z cholesterolu w sposobie według wynalazku.

167 177

Figura 2 na rysunku przedstawia mikrofotografię (mikroskop elektronowy) mikrokulek z cholesterolu.

Figura 3 na rysunku przedstawia rozkład granulometryczny frakcji mikrokulek z cholesterolu (średnia średnica 15 pm).

Figura 4 na rysunku przedstawia rozkład granulometryczny frakcji mikrokulek cholesterolu (średnia średnica 25 jum).

Figura 5 na rysunku przedstawia układ doświadczalny do oznaczania szybkości rozpuszczania mikrokulek.

Figury 6 i 7 na rysunku przedstawiają profil rozpuszczania mikrokulek 17-e-estradiolu, niesionego przez cholesterol (rys. 6), w porównaniu do profilu rozpuszczania kryształów Π-β estradiolu (rys. 7).

Figury 8 i 9 przedstawiają profil rozpuszczania mikrokulek diazepamu, niesionego przez cholesterol (rys. 8), w porównaniu do profilu rozpuszczania kryształów diazepamu (rys. 9).

Figura 10 na rysunku uzyskuje poziomy plazmatyczne diazepamu uzyskane (u królika) przez wstrzyknięcie odpowiednio roztworu (krzywa 0), kryształów w zawiesinach (krzywa 1) i mikrokulek diazepam/cholesterol (krzywa 2).

Figury 11, 12 i 13 na rysunku ukazują poziomy plazmatyczne ΓΖ-β-estradiolu uzyskane (u królika) przez wstrzyknięcie odpowiednio roztworu (krzywa 0), kryształów w zawiesinach (krzywa 1) oraz mikrokulek Π-β-estradiol/cholesterol (krzywa 2).

Jeśli każdorazowo porównuje się:

- figurę 6 z figurą 7,

- figurę 8 z figurą 9, to wówczas widać, że krzywe rozpuszczania w przypadku mikrokulek są znacznie ściślej ułożone (tzn. mogą być precyzyjniej mierzone) niż w przypadku kryształów lub innych nieregularnych cząstek.

Jeśli każdorazowo porównuje się:

- krzywe 0, 1 i 2 figury 10,

- figury 11 i 12 z figurą 13, to wówczas widać, że wierzchołek (pik) stężenia po zaaplikowaniu jest w przypadku tych mikrokulek stępiony.

Przykład I. Wytwarzanie mikrokulek cholesterolu.

Opis odniesiono do rysunku fig. 1. Azot przegrzany pod ciśnieniem, przesyłany przewodem wlotowym A1 do urządzenia rozpylającego, przechodził przez strefę ogrzewania B z termoregulacją gdzie był podgrzewany do temperatury 160-190°C przed wprowadzeniem do pulweryzatora D. Pulweryzator D był połączony przewodem z ogrzewaną komorą C, w której cholesterol był utrzymywany w stanie stopionym (t. t. 150°C) i pod ciśnieniem azotu (wlot A2). Cholesterol był porywany w strumieniu azotu i mieszany z nim aby ulec rozpyleniu do postaci mgły w dyszy wylotowej pulweryzatora D, a następnie przechodził do komory pulweryzacji-zamrażania F. Zbiornik E zawierał ciekły azot, który odparowywał i przechodził przez liczne przewody w postaci gazu ultra-zimnego, o dużej szybkości, do komory pulweryzacji-zamrażania F, gdzie spotykał się z mgłą cholesterolu. Kropelki, od razu po utworzeniu przez pulweryzator, były otaczane strumieniem lodowatego gazu, który je krystalizował w mikrokulki i nie pozwalał im na dotykanie ścianek przed całkowitym zestaleniem. Temperatura na wylocie z komory pulweryzacji-zamrażania wynosiła od -15°C do -50°C. Wszystkie mikrokulki wytworzone w komorze F miały formę doskonale kulistą. Na wylocie z komory F były umieszczone dwa rozdzielacze cyklonowe G1 i G2, połączone szeregowo. Mikrokulki odbierano z odbieralników H1 i H2; gazy na wylocie z cyklonów przechodziły przez filtr czyszczący J, w którym utrzymywano za pomocą pompy niewielką depresję w stosunku do ciśnienia panującego w pierwszym cyklonie. Na rysunku fig. 2 pokazano frakcję uzyskanych mikrokulek cholesterolu, w postaci mikrofotografii (za pomocą mikroskopu elektronowego).

Przykład II. Rozkład granulometryczny.

Mikrokulki cholesterolu, wytworzone w warunkach opisanych powyżej, rozdzielono na frakcje. Rysunki fig. 3 i 4 przedstawiają dystrybucje granulometryczne frakcji ześrodkowanych odpowiednio na 15 pm i 25 pm.

167 177

Przykład III. Wytwarzanie mikrokulek 17-e-estradiol/cholesterol.

Zastosowano sposób z przykładu I dla mieszaniny 17-β-estradiol/cholesterol w stosunku wagowym 1/9.

Warunki robocze:

Topnienie: 149°C w atmosferze azotu.

Rozpryskiwanie: przez zawór, przy ciśnieniu powietrza 20 kPa.

Wymrażanie: powietrzem o temperaturze -20°C, pod ciśnieniem 400 kPa.

Odzyskiwanie: za pomocą cyklonów.

Selekcja: w środowisku wodnym i przez odsiewanie według granulometrii.

Przykład IV. Wytwarzanie mikrokulek diazepam/cholesterol.

Zastosowano sposób z przykładu I dla mieszaniny diazepam/cholesterol w stosunku wagowym 1/2.

Warunki robocze:

Topnienie: 138°C w atmosferze azotu.

Rozpryskiwanie: przez zawór, przy ciśnieniu powietrza 10 kPa.

Wymrażanie: za pomocą powietrza o temperaturze -20°C, pod ciśnieniem 400 kPa.

Odzyskiwanie: za pomocą cyklonów.

Sekcja: w środowisku wodnym i przez odsiewanie według granulometrii.

PrzykładV. Wytwarzanie mikrokulek kefeina/cholesterol.

Zastosowano sposób z przykładu I dla mieszaniny kofeina/cholesterol w stosunku wagowym 20:80.

Warunki robocze:

Topnienie: 165°C w atmosferze azotu.

Rozpryskiwanie: przez zawór, przy ciśnieniu powietrza 14kPa.

Zamrażanie: za pomocą powietrza o temperaturze -20°C, pod ciśnieniem 400 kPa.

Odzyskiwanie: za pomocą cyklonów.

Sekcja: w środowisku wodnym i przez odsiewanie według granulometrii.

Porównawcze analizy spektrofotometryczne UV i IR przed i po wytworzeniu mikrokulek.

Należało sprawdzić, czy podczas procesu topienia-zamrażania nie zachodzi jakikolwiek rozkład chemiczny substancji, który mógłby zmodyfikować ich działanie lecznicze. Porównanie przeprowadzono pomiędzy surowcem (kryształy) i mikrokulkami otrzymywanymi przez topnienie-zamrażanie, stosując analizę spektrofotometryczną UV i IR. Wykresy „przed i po“ powinny zawsze nakładać się w UV i zazwyczaj w IR. Gdyby pojawiły się różnice w krzywych w podczerwieni, należało sprawdzić, czy nie są one spowodowane zjawiskiem polimorfizmu, stosując wysoko sprawną chromatografię cieczową z podłączonymi diodami. Należało również posłużyć się metodami termograficznymi nie tylko dla dobrego ustalenia temperatur topnienia, lecz także dla określenia czy pojawiły się zjawiska endotermiczności lub egzotermiczności mogące również wywołać zmiany strukturalne lub polimorfizm, zdolne do wpływania na proces tworzenia mikrokulek, jak i zmiany chemiczne spowodowane przez ogrzewanie.

Aparat użyty do spektrofotometrii UV: Hewlett Packard model 8452A z przyłączonymi fotodiodami, z komórką kwarcową o wiązce 0,1 cm.

Rozpuszczalniki: etanol dla 17-3-estradiolu i cholesterolu; 0,1N HCl dla diazepamu.

Rezultaty nie wskazały nawet na ślad zmian.

Aparat użyty do spektrofotometrii IR: Nicolet 205-FT-IR.

Środowisko dyspersji: bromek potasu.

Wysokosprawna chromatografia cieczowa z przyłączonymi diodami, marki WATERS, z fotodiodą (Array detector) mod. Waters 990 i N. E. C. Powermate 2 workstation.

Termograf: Shimadzu DSC-50 Calormeter i CR4A workstation.

Rezultaty nie wykazały żadnej zmiany po przeprowadzeniu w mikrokulki 17-e-estradiolu oraz diazepamu.

Układ eksperymentalny do prowadzenia testów rozpuszczania in vitro pokazano na rysunku fig. 5. Komórka do perfuzji 1, zawierająca próbkę, była zasilana ze zbiornika (mieszanie) środowiska rozpuszczania 2. Oba naczynia były umieszczone w łaźni wodnej 3. Gęstość optyczna środowiska była rejestrowana przez spektrofotometr 4 i środowisko było doprowadzane do zbiornika.

167 177

Układ uzupełniały łapacz pęcherzyków 5 i pompa perystaltyczna 6. Przykłady poniżej wykazały porównywalną odtwarzalność początkowych części krzywych rozpuszczania kryształów i mikrokulek o porównywalnej granulometrii, dla takiego samego produktu. Użyto aparat przedstawiony na rysunku fig. 5. Kilka (3 do 6) obiegów pomiarowych (komórka do rozpuszczania i przewody), zawierających jednakowe próbki, użyto równolegle stosując tę samą pompę perystaltyczną i prowadząc pomiar jednoczesny.

Przykład VI. Rozpuszczanie mikrokulek B^S-estradiol/cholesterol (1/9).

Użyto aparat pokazany na rysunku fig. 5. Zastosowano następujące środowisko rozpuszczania: woda o jakości HPLC z dodatkiem 0,01% Tween 80.

Próbka: 50 mg.

Granulometria: 50 do 100 pm.

Odstępy w pobieraniu próbek: 0, 3, 6, 9, 12, 24 godziny.

Długość fali w spektrofotometrii: 282 nm.

Krzywe rozpuszczania pokazano na rysunkach fig. 6 (mikrokulki) i 7 (kryształy).

Przykład VII. Rozpuszczanie mikrokulek diazepam/cholesterol (1/2).

Użyto aparat pokazany na rysunku fig. 5. Zastosowane środowisko rozpuszczania: woda o jakości HPLC z dodatkiem 0,01% Tween 80.

Próbka: 50 mg.

Granulometria: 50 do 100 pm.

Odstępy w pobieraniu próbek: 0, 1, 2, 4, 8 godzin.

Długość fali w spektrofotometrii: 286 nm.

Krzywe rozpuszczania przedstawiono na rysunkach fig. 8, (mikrokulki) i 9 (kryształy). Przykład VIII. Sporządzanie form użytkowych.

Forma użytkowa nr 1.

Mikrokulki 17-β-estradiol/cholesterol* 25 mg

Glikol polietylenowy 800 20 mg

Karboksymetyloceluloza sodowa 1,66 mg

Polisorbat 2,0 mg

Propyloparaben 0,14 mg

NaCl 1,2 mg

H2O, q. s. ad 1 ml ^v równoważne 2,5 mg 17-S-estradiolu

Forma użytkowa nr 2.

Mikrokulki diazepam/cholesterol 33%* 33,3 mg

Glikol polietylenowy 4000 3,0 mg

NaCl 8,5 mg

Alkohol benzylowy 9,0 mg

NaOH lub HCl: ilość wystarczająca dla pH 5-6 H₂O, q. s. ad 1 mli *^z równoważne 10 mg diazepamu.

Przykład IX. Badanie poziomów plazmatycznych H-S-estradiol/cholesterol u królika.

Badanie polega na porównawczej ocenie efektu na poziomy plazmatyczne u królika, wywołanego przez podanie pozajelitowe estradiolu w formie roztworu olejowego (rys. fig. 11), zawiesiny wodnej cząstek estradiolu (rys. fig. 12) i zawiesiny wodnej mikrokulek (rys. fig. 13) estradiol/choksterol (forma użytkowa nr 1).

Dziesięciu królikom samcom rasy nowozelandzkiej, o wadze 3,5 kg podano domięśniowo jednostkową dawkę 5 mg estradiolu. Odstępy w pobieraniu próbek wynosiły 1, 2,4 i 24 godziny w ciągu 20 dni, a następnie co 3 dni, aż do osiągnięcia 30 dni. Próbki 2 ml pobierano przez punkcję dożylną, odwirowywano a następnie utrzymywano w 20°C do momentu analizy metodą radioimmunologiczną.

Przykład X. Ewolucja porównawcza poziomów plazmatycznych diazepamu w roztworze olejowym i w zawiesinie kryształów i w zawiesinie mikrokulek.

Przedmioty badania: króliki rasy nowozelandzkiej w wieku 5 miesięcy, o wadze 3,7 kg średnio.

Próbka odniesienia wynosiła 5 ml krwi pobranej przez punkcję sercową; następnie podano domięśniowo w prawą kończynę dolną 2 ml formy użytkowej przezaczonej do oceny (forma

167 177 11 użytkowa nr 2). „Kryształy służące do porównania stanowiły mieszaninę diazepam/cholesterol 1:2, stopioną, ponownie zamrożoną i zmieloną.

Próbki do analizy pobierano w ostępach co 30 minut w ciągu 2 godzin oraz co 60 minut aż do osiągnięcia 6 godzin. W niektórych przypadkach, w zależności od charakterystyk kinetycznych leku, miały miejsca dodatkowe pobrania.

ml próbki do analizy, również pobrane przez punkcję sercową, umieszczono w aparacie Vacutainer, dodano heparynę, odwirowano przy 3000 obr./min. w ciągu 10 minut, po czym oddzielono plazmę i zestalono ją w kriorurkach do temperatury -20°C, przed jej zanalizowaniem.

Warunki chromatografowania:

Detekcja UV przy 220 nm.

Kolumna Novapack Ci8 o średnicy 10 pm.

Faza ruchoma: bufor fosforanowy pH 3,5/acetonitryl, 59:41 obj./obj.

Przepływ: 1,6 ml/min.

Wzorzec wewnętrzny: ibuprofen.

Rysunek fig. 10 pokazuje ewolucję poziomów plazmatycznych do 30 godzin po wstrzyknięciu uzyskanych odpowiednio przez wstrzyknięcie roztworu olejowego (krzywa 0), zawiesiny mikrokulek formy użytkowej nr 2 z przykładu VIII (krzywa 2) i równoważnej zawiesiny kryształów (krzywa 1). Stwierdza się, że stosowanie mikrokulek usuwa początkowy pik plazmatyczny.

Reasumując całość rezultatów przytoczonych powyżej, widać, że w początkowej fazie rozpuszczania aktywne substancje farmaceutyczne wykazują bardziej odtwarzalne wartości liczbowe i bardziej regularny profil rozpuszczania jeśli mają postać próbki kalibrowanych mikrokulek, niż cząstek o kształtach nieregularnych. Pozwala to na wyliczenie w sposób bardziej precyzyjny skutecznej dawki farmaceutycznej. Co więcej, zniknięcie lub przynajmniej znaczne zmniejszenie początkowego piku rozpuszczania (w stosunku do kryształów lub jakichkolwiek cząstek), a także spowolnienie globalnego wydłużenia zjawiska rozpuszczania pozwala na wyliczenie większych dawek jednostkowych przeznaczonych do podawania w dłuższych odstępach czasu.

Z drugiej strony, powyższe rezultaty wskazują, że użycie tego typu struktury nadaje się równie dobrze do wytwarzania leków o stosunkowo krótkim czasie działania, od kilku godzin do kilku dni (np. środki przeciwbólowe), jak leków o czasie działania kilkutygodniowym. Spośród tych ostatnich można zwłaszcza wymienić użycie hormonów płciowych (jak progesteron i Π-β-estradiol) do wytwarzania środków antykoncepcyjnych przeznaczonych do wytwarzania raz w miesiącu lub środków antykoncepcyjnych przeznaczonych zwłaszcza dla kobiet w okresie poporodowym, lub też do wytwarzania leków o długim czasie działania, nadających się do wstrzyknięć, przeznaczonych do zapobiegania osteoporozie u kobiet w okresie przekwitania.

Opisany wyżej sposób wytwarzania, struktury kuliste i otrzymane formy użytkowe oraz ich stosowanie drogą pozajelitową przez wstrzyknięcie nie ograniczają się oczywiście do substancji podanych w przykładach powyżej, lecz stosują się do wszelkich substancji farmakologicznie aktywnych, trwałych chemicznie podczas mikronizacji, pod warunkiem, że modyfikacje farmakokinetyczne spowodowane przez mikrokulki (czas krótki lub długi zależnie od średnicy, regulacji profili plazmatycznych) przedstawiają korzyść terapeutyczną lub udogodnienie i że dawki do podawania nie przekraczają rozsądnej objętości. Można wybrać jeden z następujących sposobów podawania: przez wstrzyknięcie podskórne, domięśniowe, dostawowe i dordzeniowe, w zależności od przewidywanego zastosowania.

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania środków farmaceutycznych o polepszonej zdolności regulacji farmakokinetycznych i farmakologicznych właściwości substancji farmaceutycznie czynnej, nadającej się do wstrzykiwań ssakom i zawartej w strukturze mikrokulek, znamienny tym, że dyspersję substancji czynnej w substancji nośnikowej, która tworzy strukturę kulistą, jest naturalnie obecna w organizmie ssaka oraz jest trwała w stanie stałym do temperatury co najmniej 60°C i w przyjmującym środowisku fizjologicznym wspomnianego ssaka, stapia się w atmosferze gazu obojętnego, tę stopioną materię rozpyla się do postaci mgły kropelek i wymraża w atmosferze zimnego gazu obojętnego, a otrzymane stałe i nieporowate mikrokulki o średnicy 5-300μιη, zawierające substancję farmaceutycznie czynną w kulistej strukturze utworzonej przez co najmniej jedną, farmakologicznie obojętną substancją nośnikową, której kinetyka rozpuszczania w organizmie ssaka-biorcy jest wolniejsza od kinetyki uwalniania substancji czynnej w tym samym organizmie, rozdziela się na frakcje granulometryczne i z tych mikrokulek sporządza się środek farmaceutyczny do wstrzykiwań, przy czym jako substancję nośnikową stosuje się koprosterol, kwas glikocholowy, cholesterol i/lub estry cholesterolu, a zawartość substancji nośnikowej w mikrokulkach stanowi więcej niż dwie trzecie ciężaru całkowitego.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że oddziela się frakcję, w której ponad 70% mikrokulek wykazuje średnicę zawartą w zakresie 70-130% przepisowej średnicy.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako substancję farmaceutycznie czynną stosuje się związek wybrany spośród substancji działających na ośrodkowy układ nerwowy, takich jak substancje uspokajające, zwłaszcza lorazepam, haloperidol i diazepam, takich jak substancje działające przeciw chorobie Parkinsona, zwłaszcza biperiden i triheksylfenidyl · HCl, takich jak substancje przeciwdrgawkowe, zwłaszcza klonazepam, takich jak narkotyki, zwłaszcza morfina- zasada i pochodne morfiny.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako substancję farmaceutycznie czynną stosuje się związek wybrany spośród substancji działających na wegetatywny układ nerwowy, takich jak substancje przeciwwymiotne, zwłaszcza metoklopramid, albo takich jak substancje działające gastrokinetycznie, zwłaszcza domperidona.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako substancję farmaceutycznie czynną stosuje się związek wybrany spośród substancji rozszerzających naczynia obwodowe, takich jak winkamina, nylidryna, funaryzyna, pizotifen i dihydroergotamina, albo substancji rozszerzających oskrzela, takich jak bromohydrat, fenoterol, tolbuterol, klenbuterol i solbutamol.
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako substancję farmaceutycznie czynną stosuje się związek wybrany spośród substancji przeciwhistaminowych, takich jak astemizol, maleinian chlorfenaminy i azatadyna i substancji antagonistycznych względem receptorów-H2, takich jak famotydyna.
7. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako substancję farmaceutycznie czynną stosuje się związek wybrany spośród steroidów, takich jak desametazon, betametazon i 17-e-estradiol.
8. 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako substancję farmaceutycznie czynną stosuje się związek wybrany spośród substancji uśmierzających ból, takich jak indometacyna i naproksen.