PL195462B1

PL195462B1 - Sposób usuwania materiału rozpuszczalnego w płynie nadkrytycznym z wnętrza twardej kapsułki oraz kapsułka

Info

Publication number: PL195462B1
Application number: PL98342650A
Authority: PL
Inventors: Steven T. Harhota; Said Saim
Original assignee: Boehringer Ingelheim Pharma
Priority date: 1997-10-14
Filing date: 1998-10-05
Publication date: 2007-09-28
Also published as: EP1024794A1; EE200000292A; ATE350019T1; CY1106033T1; TR200001000T2; CZ299101B6; BG65169B1; JP2001519380A; DK1024794T3; HUP0003990A3; PT1024794E; CN1306420A; NZ504394A; IL134731A0; CZ20001365A3; DE69836822D1; DE69836822T2; KR20010031097A; BG104317A; PL342650A1

Abstract

1. Sposób usuwania materialu rozpuszczalnego w plynie nadkrytycznym z wewnetrznej po- wierzchni trzonu i nasadki lub obu czesci zelatynowej, celulozowej lub plastikowej twardej kapsulki w stanie otwartym, zamknietym lub zabezpieczonym, znamienny tym, ze poddaje sie trzon i nasad- ke lub obie czesci kapsulki dzialaniu plynu nadkrytycznego o temperaturze krytycznej mniejszej niz 200°C i cisnieniu krytycznym mniejszym niz 69 MPa, przenoszac material rozpuszczalny w plynie nadkrytycznym do plynu nadkrytycznego, a nastepnie usuwa sie plyn nadkrytyczny i material roz- puszczalny w plynie nadkrytycznym z trzonu i nasadki lub obu czesci twardej kapsulki. 11. Sposób usuwania materialu rozpuszczalnego w plynie nadkrytycznym z wnetrza zamknie- tej zelatynowej, celulozowej lub plastikowej twardej kapsulki, znamienny tym, ze poddaje sie za- mknieta kapsulke dzialaniu plynu nadkrytycznego, o temperaturze krytycznej mniej niz 200°C i ci- snieniu krytycznym mniej niz 69 MPa, przenoszac material rozpuszczalny w plynie nadkrytycznym do plynu nadkrytycznego, a nastepnie usuwa sie plyn nadkrytyczny i material rozpuszczalny w plynie nadkrytycznym z zamknietej twardej kapsulki. 19. Twarda kapsulka, znamienna tym, ze jej czesci poddano dzialaniu plynu nadkrytycznego w celu usuniecia kazdego materialu rozpuszczalnego w plynie nadkrytycznym z wnetrza czesci, przy czym plyn nadkrytyczny ma temperature krytyczna mniejsza niz okolo 200°C i cisnienie krytyczne mniejsze niz okolo 69 MPa. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób usuwania materiału rozpuszczalnego w płynie nadkrytycznym z wewnętrznej powierzchni żelatynowej, celulozowej lub plastikowej twardej kapsułki przeznaczonej szczególnie do przechowywania i utrzymywania w stanie sproszkowanym preparatów farmaceutycznych. Przedmiotem wynalazku jest również kapsułka poddana działaniu płynu nadkrytycznego.

Kapsułki są często stosowane jako środki do przechowywania silnie rozdrobnionych proszków farmaceutycznych zawierających aktywny lek, który podaje się pacjentowi na drodze inhalacji. Na przykład, w celu uniknięcia stosowania propelentów gazowych, z których część (chlorofluorowe pochodne węgla lub CFC) powoduje szkody środowiskowe (zubażanie warstwy ozonowej w atmosferze), suchy proszek zawierający lek umieszcza się w kapsułce do stosowania w inhalatorze suchego proszku (Dry Powder Inhaler - DPI). Na ogół takie urządzenia przed podaniem przecinają lub dziurawią kapsułki zawierające suchy proszek, który następnie jest wdychany przez pacjenta.

Kapsułki zazwyczaj składają się z dwóch (2) połówek, które na ogół dostarcza producent kapsułek w stanie złożonym (zamkniętym), ale niezabezpieczonym. Podczas wypełniania kapsułki, dwie połówki rozdziela się, wypełnia proszkiem preparatu farmaceutycznego zawierającym aktywny lek, a następnie zamyka i zabezpiecza. Następnie zabezpieczone kapsułki wkłada się do inhalatora DPI.

Często kapsułka jest twardą, żelatynową kapsułką. Używa się także twardych kapsułek celulozowych i plastikowych, odpowiednich do przechowywania proszków farmaceutycznych. Takie kapsułki są dostępne między innymi z firmy Capsugel (Belgium), Su-Heung (South Korea) i Elanco (U.S.A.).

Gdy aktywny lek w sproszkowanym preparacie farmaceutycznym podaje się do górnych dróg oddechowych (tj. donosowo), cząstki aktywnego leku powinny mieć wymiar około 20 do około 100 mm. Gdy podaje się aktywny lek do dolnych dróg oddechowych (tj. dopłucnie) cząstki aktywnego leku korzystnie powinny mieć wymiar poniżej około 5 mm.

Takie wymiary są źródłem problemów manipulacyjnych (tj. wypełniania kapsułek podczas wytwarzania), a więc aktywny lek miesza się zazwyczaj z gruboziarnistym nośnikiem. Typowym nośnikiem może być glukoza, laktoza lub mannitol. Ponadto, wiele leków stosowanych w terapii inhalacyjnej podaje się w małych dawkach, tj. poniżej około 250 mikrogramów, zatem nośnik może także służyć jako środek spęczniający dla takich leków. Patrz np. opis patentowy St. Zjedn. Ameryki nr 5254335. Ponadto, nośnik można także zastosować w celu poprawienia przepływu aerodynamicznego preparatu, a także umożliwienia dyspersji cząstek podczas inhalacji.

Bromek ipratropium (I.B.) jest aktywnym lekiem, który typowo podaje się na drodze inhalacji, sprzedawanym przez firmę Boehringer Ingelheim Pharmaceuticals, Inc. pod nazwą handlową ATROVENT®. Jest on kłopotliwy do zastosowania w DPI, ponieważ podawana ilość I.B. jest bardzo mała (< 50 mikrogramów). Zgodnie z tym, w celu podawania przez DPI, I.B. należy zmieszać ze środkiem spęczniającym, takim jak laktoza lub glukoza.

Podczas wytwarzania kapsułek żelatynowych wewnętrzne powierzchnie takich kapsułek pokrywa się lubrikantem uwalniającym kapsułkę z formy. Jest to wymuszone sposobem wytwarzania takich kapsułek, obejmującym zanurzanie formy w postaci prętów w stopionej substancji tworzącej kapsułki, wyjmowanie prętów z kąpieli substancji tworzącej kapsułki, a następnie pozostawianie substancji tworzącej kapsułki na prętach do stwardnienia. Następnie z kołków usuwa się twarde skorupki kapsułki. W celu usunięcia skorupek kapsułki bez uszkodzenia, konieczne jest smarowanie prętów formy. Stosuje się lubrikant, który może pokrywać wewnętrzną powierzchnię kapsułki. Lubrikant ten może powodować zatrzymywanie aktywnego leku w kapsułce, ponieważ preparat farmaceutyczny raczej „przykleja się do ścianek kapsułki, niż uwalnia do wdychania.

Problem zatrzymywania leku w kapsułkach komplikuje fakt, że ilość lubrikantu w kapsułkach różni się nie tylko w kolejnych partiach, ale także w każdej partii, w kolejnych kapsułkach. Brak powtarzalności ilości leku, która dociera do płuc, tj. ilości pochłoniętej przy inhalacji, może więc zależeć nie tylko od obecności lubrikanta, ale także od względnie dużej rozbieżności ilości lubrikanta w kapsułkach. Żadnego z tych czynników nie można łatwo kontrolować podczas wytwarzania kapsułek.

Ponadto, jak można łatwo przewidzieć, oprócz poziomów wilgotności sproszkowanego preparatu farmaceutycznego, lub kapsułek, w dawkowaniu aktywnego leku może także mieć znaczenie poziom wilgotności otoczenia. Może to prowadzić do zatrzymywania sproszkowanego preparatu na ściankach i powierzchniach kapsułek.

Wykazano, że lubrikanty są najbardziej odpowiedzialne za zatrzymywanie proszku w twardych kapsułkach żelatynowych. Tym problemem zajęli się Brown S. (Boehringer Ingelheim PharmaceutiPL 195 462 B1 cals, Inc., Unpublished Results, 1994), a później Clark A.R. i Gonda I. (opis patentowy St. Zjedn. Ameryki nr 5641510), ekstrahując substancję lubrikanta z kapsułek, z zastosowaniem ciekłych rozpuszczalników organicznych. Brown jasno przedstawił, że odmycie lubrikanta z kapsułek rozpuszczalnikiem organicznym prowadzi do znaczącej redukcji zatrzymywania. Jednakże, zastosowanie takich rozpuszczalników może wprowadzić nowe zanieczyszczenia i skażenie rozpuszczalnika, i nie pozwala na obróbkę kapsułek w ich stanie zamkniętym. Innym możliwym rozwiązaniem jest ograniczenie ilości oleju, używanego przez producenta kapsułek tak, aby zminimalizować przyleganie proszku do wewnętrznej powierzchni kapsułki. Okazało się to niepraktyczne.

Patent US 5287632 ujawnia sposób usuwania pozostałości rozpuszczalników organicznych ze stałych artykułów jak sprasowane tabletki, pigułki, czopki, poprzez działanie na nie płynem nadkrytycznym lub gazem w warunkach zbliżonych do krytycznych.

Publikacja WO95/18834 opisuje sposób rozdzielania pierwszego składnika kompozycji od drugiego składnika. Sposób obejmuje kontaktowanie kompozycji z płynem nadkrytycznym zawierającym 1,1,1,2-tetrafluoroetan lub 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropan, lub ich mieszaninę, w stanie nadkrytycznym w warunkach i w czasie wystarczających do usunięcia pierwszego składnika z kompozycji. W szczególności odnosi się do ekstrakcji materiałów polimerycznych jak gumy.

W zgłoszeniu EP421577 opisano sposób ekstrakcji lotnych rozpuszczalników zatrzymanych w polimerowej kapsułce zawierającej kompozycję farmaceutyczną, przy pomocy gazu pod ciśnieniem.

Sposób usuwania materiału rozpuszczalnego w płynie nadkrytycznym z wewnętrznej powierzchni trzonu i nasadki lub obu części żelatynowej, celulozowej lub plastikowej twardej kapsułki w stanie otwartym, zamkniętym lub zabezpieczonym, zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się tym, że poddaje się trzon i nasadkę lub obie części kapsułki działaniu płynu nadkrytycznego o temperaturze krytycznej mniejszej niż 200°C i ciśnieniu krytycznym mniejszym niż 69 MPa, przenosząc materiał rozpuszczalny w płynie nadkrytycznym do płynu nadkrytycznego, a następnie usuwa się płyn nadkrytyczny i materiał rozpuszczalny w płynie nadkrytycznym z trzonu i nasadki lub obu części twardej kapsułki.

Korzystnie stosuje się temperaturę od 0,6 do 1,4 Tc, przy czym Tc oznacza temperaturę krytyczną w stopniach K, oraz ciśnienie od 0,5 do 100 Pc, przy czym Pc oznacza ciśnienie krytyczne. Kapsułka jest kapsułką teleskopową składającą się z trzonu i nasadki o nieznacznie większej średnicy, suwliwie dopasowanej do otwartego końca trzonu.

Twarda kapsułka dodatkowo zawiera w swym trzonie swobodnie przesypujący się proszek, który zawiera preparat farmaceutyczny, korzystnie preparat farmaceutyczny przeznaczony do inhalacji. Korzystnie, preparat farmaceutyczny przeznaczony do inhalacji zawiera bromek ipratropium, bromek tiotropium, bromek oksytropium, albuterol, siarczan albuterolu, clenbuterol, fenoterol, dipropionian beklometazonu, glukozę lub laktozę.

Materiałem rozpuszczalnym w płynie nadkrytycznym jest środek smarujący formę, a płyn nadkrytyczny obejmuje dwutlenek węgla albo dwutlenek węgla i jeden lub więcej organicznych rozpuszczalników.

Sposób usuwania materiału rozpuszczalnego w płynie nadkrytycznym z wnętrza zamkniętej żelatynowej, celulozowej lub plastikowej twardej kapsułki zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się tym, że poddaje się zamkniętą twardą kapsułkę o działaniu płynu nadkrytycznego, o temperaturze krytycznej mniej niż 200°C i ciśnieniu krytycznym mniej niż 69 MPa, przenosząc materiał rozpuszczalny w płynie nadkrytycznym do płynu nadkrytycznego, a następnie usuwa się płyn nadkrytyczny i materiał rozpuszczalny w płynie nadkrytycznym z zamkniętej twardej kapsułki. Dodatkowo okresowo zmniejsza się i zwiększa ciśnienie, pod którym zamknięta twarda kapsułka jest poddawana działaniu płynu nadkrytycznego.

Twarda kapsułka o twardej powłoce dodatkowo zawiera w swym wnętrzu swobodnie przesypujący się proszek, który zawiera preparat farmaceutyczny, korzystnie preparat farmaceutyczny przeznaczony do inhalacji. Preparat farmaceutyczny przeznaczony do inhalacji korzystnie zawiera bromek ipratropium, bromek tiotropium, bromek oksytropium, albuterol, siarczan albuterolu, clenbuterol, fenoterol, dipropionian beklometazonu, glukozę lub laktozę.

W sposobie według wynalazku materiałem rozpuszczalnym w płynie nadkrytycznym jest środek smarujący formę, a płynem nadkrytycznym jest dwutlenek węgla.

Twarda kapsułka według wynalazku charakteryzuje się tym, że jej części poddano działaniu płynu nadkrytycznego w celu usunięcia każdego materiału rozpuszczalnego w płynie nadkrytycznym z wnętrza jej części, przy czym płyn nadkrytyczny ma temperaturę krytyczną mniejszą niż około 200°C

PL 195 462 B1 i ciśnienie krytyczne mniejsze niż około 69 MPa. Kapsułka jest wykonana z żelatyny, celulozy, tworzywa sztucznego lub ich mieszanki. Materiałem rozpuszczalnym w płynie nadkrytycznym jest środek smarujący formę.

Wynalazek pozwala na zmniejszenie zatrzymywania suchego, sproszkowanego preparatu farmaceutycznego w kapsułkach oraz zmniejszenie różnic w ilości aktywnego leku dostarczanego w dawce z DPI. Jednocześnie, wynalazek umożliwia usuwanie wilgoci lub zanieczyszczeń z kapsułek, a także ze sproszkowanych preparatów aktywnego leku.

Wynalazek dotyczy prostego i niekłopotliwego sposobu rozwiązania problemów zatrzymywania sproszkowanego preparatu w kapsułkach. Zapewnia on nowe i nowatorskie sposoby zminimalizowania ilości proszku pozostałego w kapsułkach po inhalacji, tym samym zwiększając ilość aktywnego leku, która dostaje się do płuc pacjenta, jednocześnie poprawiając jej powtarzalność. Wynalazek pozwala także na kontrolowanie poziomu nawilżenia kapsułek.

Zastosowanie płynów nadkrytycznych (SCF) do ekstrakcji substancji lubrikanta z kapsułek zapewnia dużą podatność na obróbkę. Ilość i własności frakcji nieekstrakcyjnej substancji lubrikanta pozostającej w kapsułkach mogą zależeć albo od zmiany czasu, ciśnienia, temperatury ekstrakcji i/lub natężenia przepływu czystego SCF, lub od dodawania małych ilości organicznego rozpuszczalnika do czystego SCF w celu zwiększenia lub zmniejszenia mocy rozpuszczalnika mieszaniny SCF. W przeciwieństwie do ekstrakcji ciekłymi rozpuszczalnikami, sposób umożliwia także ekstrakcję kapsułek w stanie otwartym, zamkniętym lub zabezpieczonym bez widocznych zmian fizycznych. Możliwość ekstrakcji zamkniętych kapsułek jest ważna, ponieważ producent kapsułek dostarcza je w stanie zamkniętym, i napełnia się je za pomocą urządzenia napełniającego, w stanie zamkniętym, korzystna więc będzie możliwość ich ekstrakcji w tym stanie bez potrzeby ich otwierania.

Niespodziewanie stwierdzono, że SCF można stosować zamiast organicznych rozpuszczalników, wodnych rozpuszczalników lub substancji stałych do traktowania kapsułek, w celu uzyskania słabszego zatrzymywania leku i nośnika w kapsułce po inhalacji, i jednocześnie uzyskania lepszego i bardziej jednolitego dozowania leku z DPI. Stwierdzono, że SCF selektywnie ekstrahuje frakcję substancji lubrikanta, najbardziej odpowiedzialną za zatrzymywanie leku w otwartych, zamkniętych lub zabezpieczonych kapsułkach. Ponadto, stwierdzono, że SCF można także zastosować do usuwania śladowych zanieczyszczeń i wilgoci z kapsułek, cząstek leku i nośnika w celu uzyskania bardziej jednolitych własności powierzchniowych, jednocześnie nie obserwując uszkodzenia albo kapsułki lub preparatu. Stwierdzono, że selektywna ekstrakcja substancji lubrikanta wywiera niezwykle pozytywny wpływ na zatrzymywanie leku w kapsułce i masę drobnych cząstek (cząstki < 5,6 mm) w kaskadowym separatorze pneumatycznym stosowanym w celu określenia aerodynamicznego rozkładu wymiarów cząstek proszku i tym samym oszacowania ilości leku docierającej do płuc pacjenta. Stwierdzono, że ekstrakcja z zastosowaniem SCF zapewnia sposób usuwania większości frakcji przylegającej z substancji lubrikanta, pozostawiając prawie stałą lub stałą pozostałość na wewnętrznej powierzchni kapsułek. Ten nowy sposób zapewnia więc metodę usuwania składników substancji lubrikanta, w dużej części odpowiedzialnych za zatrzymywanie leku w kapsułce, oraz sprawia, że powierzchnia kapsułek staje się bardziej jednorodna i bardziej jednolita, ponieważ na wewnętrznej powierzchni kapsułek pozostaje zasadniczo pozostałość o charakterze stałym. Stwierdzono, że ta sama technika zapewnia spadek wilgoci zawartości kapsułek do poziomu podobnego do żądanego przed umieszczeniem w DPI.

Przedmiot wynalazku został w korzystnych przykładach wykonania przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat ideowy jednostki, którą można stosować do praktycznego wykorzystania sposobu według wynalazku, fig. 2 - wykres zmiany ciśnienia w czasie, podczas typowej dynamicznej ekstrakcji płynem nadkrytycznym (SFE), fig. 3 - wykres zmiany ciśnienia w czasie, podczas typowej ekstrakcji kapsułek przy zmieniającym się wahadłowo ciśnieniu SFE, fig. 4 - schemat ideowy próbnika Andersena do sortowania cząstek według wymiarów Mark II wyposażonego w separator wstępny i inhalator, fig. 5 - schemat ideowy stopni próbnika Andersena odpowiadających ludzkiemu układowi oddechowemu, fig. 6 - wykres ilości lubrikanta ekstrahowanego SFE w funkcji czasu, fig. 7 - wykres ilości lubrikanta ekstrahowanego w czasie dwóch godzin dynamicznym SFE w funkcji ciśnienia, fig. 8 - chromatogram HPLC mieszaniny układu rozpuszczalników eluujących, fig. 9 - chromatogram HPLC lubrikanta w kapsułkach, fig. 10 - chromatogram HPLC pozostałości lubrikanta w kapsułkach po ekstrakcji płynem nadkrytycznym (SFE) kapsułek według wynalazku, fig. 11 - badanie mikroskopowe wewnętrznej powierzchni kapsułki kontrolnej z zastosowaniem elektronowego mikroskopu skaningowego (SEM), fig. 12 - badanie miPL 195 462 B1 kroskopowe SEM wewnętrznej powierzchni kapsułki potraktowanej ekstrakcją płynem nadkrytycznym (SFE) według wynalazku, fig. 13 - wykres wskazujący różnicę pomiędzy zatrzymywaniem leku w kapsułkach kontrolnych, a zatrzymywaniem leku w kapsułkach potraktowanych ekstrakcją płynem nadkrytycznym (SFE) według wynalazku, fig. 14 - wykres wskazujący różnicę pomiędzy masą drobnych cząstek (FPM) leku dla kapsułek kontrolnych i masą drobnych cząstek (FPM) leku dla kapsułek potraktowanych ekstrakcją płynem nadkrytycznym (SFE) według wynalazku, fig. 15 wykres wskazujący różnicę pomiędzy zatrzymywaniem nośnika w kapsułkach kontrolnych i zatrzymywaniem nośnika w kapsułkach potraktowanych ekstrakcją płynem nadkrytycznym (SFE) według wynalazku, fig. 16 - wykres wskazujący różnicę pomiędzy FPM nośnika dla kapsułek kontrolnych i FPM nośnika dla kapsułek potraktowanych ekstrakcją płynem nadkrytycznym (SFE) według wynalazku, fig. 17 - wykres ilustrujący powtarzalność zatrzymywania leku w kapsułkach kontrolnych, fig. 18 - wykres ilustrujący powtarzalność zatrzymywania leku w kapsułkach potraktowanych ekstrakcją płynem nadkrytycznym (SFE) według wynalazku, fig. 19 - wykres ilustrujący powtarzalność FPM leku dla kapsułek kontrolnych, fig. 20 - wykres ilustrujący powtarzalność FPM leku dla kapsułek potraktowanych SFE według wynalazku, fig. 21 - wykres wskazujący różnicę w zatrzymywaniu leku w kapsułkach kontrolnych i zatrzymywaniu leku w kapsułkach ekstrahowanych według wynalazku w dużej skali, fig. 22 - wykres wskazujący różnicę w FPM leku dla kapsułek kontrolnych i FPM dla kapsułek ekstrahowanych według wynalazku w dużej skali, fig. 23 wykres ilustrujący powtarzalność zatrzymywania leku w kapsułkach kontrolnych, a fig. 24 przedstawia powtarzalność zatrzymywania leku w kapsułkach potraktowanych ekstrakcją płynem nadkrytycznym (SFE) według wynalazku w dużej skali.

Stosowane w opisie słowo „kapsułka odnosi się do kapsułki teleskopowej składającej się z dwóch części: trzonu i nasadki o nieznacznie większej średnicy, umożliwiającej suwliwe dopasowanie jej otwartego końca do trzonu.

Sproszkowany preparat farmaceutyczny z aktywnym lekiem umieszcza się w przestrzeni ograniczonej wewnętrznymi ściankami trzonu i nasadki. Kapsułka na ogół nadaje się do przechowywania związku farmaceutycznego do podawania pacjentowi w postaci aerozolu. Kapsułka jest „twarda, co oznacza, że jej wystarczająco sztywna konstrukcja umożliwia przechowywanie farmaceutycznego proszku, ale jednocześnie można ją przekłuć lub przedziurawić przed użyciem, umożliwiając podanie farmaceutycznego proszku pacjentowi.

Przykłady odpowiednich kapsułek obejmują twarde kapsułki żelatynowe, celulozowe i plastikowe, na ogół wykonane odpowiednio z mieszanek żelatynowych, celulozy i substancji plastikowych, które mogą zawierać np. barwniki, środki cieniujące, plastyfikatory i środki konserwujące.

Kapsułki na ogół formuje się przez maczanie w roztworze błonotwórczym. Przy wytwarzaniu takich kapsułek, stosuje się lubrikanty uwalniające, które ułatwiają usunięcie prętów formy z rdzenia tworzącego kapsułkę, tak więc lubrikant pozostaje na wewnętrznej powierzchni połówek kapsułki.

„Lubrikant oznacza substancję zdolną do zmniejszania tarcia pomiędzy prętami formy i wewnętrzną powierzchnią utworzonej kapsułki. Lubrikant jest kompatybilny z kapsułką (tj. nie powinien uszkadzać kapsułki), ułatwia usunięcie kapsułki z prętów formy i jest farmaceutycznie dopuszczalny (tj. nietoksyczny). Podczas gdy lubrikantem może być pojedynczy związek smarujący, może to być także „kompozycja smarująca zawierająca jeden lub więcej związków smarujących i, ewentualnie, inne dodatki lub rozcieńczalniki.

Do wytwarzania kapsułek dostępnych i stosowanych jest wiele odpowiednich lubrikantów. Przykłady odpowiednich lubrikantów obejmują: olej silikonowy, sól sodową lub magnezową siarczanu laurylu, kwasy tłuszczowe (np. kwas stearynowy i laurynowy), stearyniany (np. stearynian magnezu, glinu lub wapnia), kwas borowy, oleje roślinne, oleje minerale (np. parafina), fosfolipidy (np. lecytyna), glikole polietylenowe, benzoesan sodu, oraz ich mieszaniny. Często lubrikant zawiera inne składniki. Np., w olejowym lubrikancie można rozproszyć mydło wapniowe. Czasem lubrikant rozpuszcza się np. w wazelinie. Takie kompozycje lubrikanta są dobrze znane w dziedzinie i są objęte terminem „lubrikant.

Stosowany w opisie termin „farmaceutyczny proszek odnosi się do proszku zawierającego co najmniej jeden aktywny lek i, ewentualnie, farmaceutycznie dopuszczalny nośnik lub rozczynnik. Farmaceutyczny proszek na ogół podaje się do dróg oddechowych pacjenta poprzez inhalację. Wynalazek przydatny jest zwłaszcza do leków podawanych w małej dawce. Średni wymiar cząstek farmaceutycznego proszku zawierającego środek terapeutyczny korzystnie mieści się w zakresie 0,1 do 20

PL 195 462 B1 mikrometrów, korzystniej 1 do 6 mikrometrów. Typowo, co najmniej 50% cząstek ma wymiar zawierający się w tych zakresach.

Przykłady aktywnych leków, które można podawać do dróg oddechowych pacjenta obejmują środki o działaniu antyhistaminowym i przeciwalergicznym, takie jak kromoglikan sodu, agoniści receptorów beta, środki przeciwcholinergiczne takie jak bromek ipratropium, bromek tiotropium, bromek oksytropium i chlorek tiazinamidu, sympatykomimetyczne aminy takie jak terbutalina, albuterol, klenbuterol, pirbuterol, reproterol, prokaterol i fenoterol, steroidy, szczególnie kortykosteroidy takie jak dipropionian beklometazonu, oraz środki mukolityczne takie jak ambroksol. Aktywny lek mogą również stanowić polipeptydy takie jak, między innymi, hormony wzrostu, hormon przytarczycy, hormon tyreotropowy, czynniki przeciw krzepnięciu i surfaktanty płuc. Na ogół, polipeptydem jest peptyd lub białko zawierające więcej niż około dziesięciu aminokwasów.

Przykłady innych aktywnych leków, które można umieścić w twardej kapsułce żelatynowej obejmują środki nasenne, środki uspokajające, ataraktyki, środki przeciwzapalne, preparaty antyhistaminowe, leki przeciwkaszlowe, leki przeciwdrgawkowe, leki zwiotczające mięśnie, środki przeciwskurczowe, środki sercowo-naczyniowe, środki przeciwbakteryjne takie jak pentamidyna, antybiotyki i środki hipoglikemiczne.

Na ogół, ze względu na sposób podawania i stosowane dawki, omówione powyżej, farmaceutyczny proszek zawiera farmaceutycznie dopuszczalny nośnik lub rozczynnik. Np. można wykonać fizyczną mieszankę aktywnego leku i nośnika, z drobnymi cząstkami aktywnego leku przylegającymi do relatywnie większej cząstki nośnika. Alternatywnie, jednorodna mieszanina cząstek aktywnego leku i rozczynnika może tworzyć farmaceutyczny proszek. Przykłady farmaceutycznie dopuszczalnych nośników lub rozczynników obejmują między innymi sole (np. chlorek sodu) lub cukry (np. glukozę, fruktozę, laktozę, mannitol, trehalozę i sacharozę). Cukry mogą być krystaliczne, bezpostaciowe lub mogą to być ich mieszaniny.

Inne związki mogą występować w farmaceutycznym proszku jeśli są wymagane lub pożądane. W farmaceutycznym proszku może występować np. lek rozszerzający oskrzela (np. izoprenalina, rimiterol, efedryna, ibuterol, izoetaryna, fenoterol, karbuterol, klenbuterol lub ich farmaceutycznie dopuszczalne sole) lub środek barwiący, lub smakowy, lub środki konserwujące, takie jak typowo wprowadzane do wziewnych kompozycji suchego proszku.

„Płyn nadkrytyczny (SCF) oznacza substancję lub mieszaninę substancji powyżej jej temperatury krytycznej i ciśnienia krytycznego. Termin „płyn nadkrytyczny odnosi się także do płynu, który w warunkach atmosferycznych występuje w stanie gazowym i ma umiarkowaną temperaturę krytyczną (tj. poniżej 200°C). SCF taki jak ditlenek węgla powyżej swojej temperatury i ciśnienia krytycznego (31°C, 7,4 MPa) zachowuje się jak sprężony gaz. Gęstość, i na ogół zdolność rozpuszczania, SCF wzrasta wraz ze wzrostem ciśnienia do punktu, w którym zbliża się do gęstości wielu organicznych rozpuszczalników. Jednakże, z powodu swoich własności gazowych, SCF charakteryzuje się większą dyfuzyjnością niż ciecze, a więc ma zdolność do szybszego transportowania ekstrahowanej substancji, z postaci takiej jak kapsułki, do większościowej fazy CO2. W przeciwieństwie do ekstrakcji cieczami, SCF łatwo uchodzi z ekstraktora, nie pozostawiając pozostałości na ekstrahowanej formie (tj. kapsułkach) i nie wymagając późniejszego suszenia. Wybór informacji dotyczących właściwości SCF, w tym rozpuszczalności substancji lipidowej podobnej do lubrikantów stosowanych w wyrobie kapsułek z zastosowaniem SCF jest dostępny w literaturze technicznej (McHugh, M. I Krukonis, V. „Supercritical Fluid Extraction, Principles and Practice, Wydanie 2, Butterworths, 1993).

SCF taki jak CO2 ma szczególne powinowactwo do substancji lipidowej takiej jak lubrikanty stosowane do uwalniania kapsułki z formy, a więc jest szczególnie odpowiedni do takiego zastosowania. Jednakże, SCF taki jak CO2 umożliwia bardziej selektywną ekstrakcję niż większość organicznych rozpuszczalników. Zatem, składniki lubrikanta nierozpuszczalne w 2500, które są na ogół stałe i suche nie ulegają ekstrakcji i pozostają na wewnętrznej powierzchni kapsułek. Przypomina to sposób ekstrakcji substancji lubrikanta organicznymi rozpuszczalnikami, które mają zdolność do ekstrakcji prawie całego lubrikanta i do pozostawiania w kapsułce zanieczyszczenia w postaci resztek rozpuszczalnika. Niniejszy wynalazek można także zastosować do ekstrakcji lubrikantów całkowicie rozpuszczalnych w wybranym SCF lub w warunkach temperatury, ciśnienia, natężenia przepływu, czasu ekstrakcji i z zastosowaniem modyfikatorów SCF tak, aby całość lubrikanta uległa ekstrakcji, bez żadnej pozostałości. Należy zwrócić uwagę, że według tego wynalazku, możliwe jest też opracowanie kompozycji substancji lubrikanta tak, aby po poddaniu kapsułek SFE, dowolna pozostałość miała optymalny skład i strukturę umożliwiając zapewnienie żądanego, minimalnego zatrzymywania w kapsułkach. PozostaPL 195 462 B1 łość może także działać jako bariera dla dyfuzji wilgoci do zawartości kapsułek (tj. aktywnego leku i rozczynnika lub substancji nośnika). Ten wynalazek można także zastosować do ekstrakcji rozpuszczalnika lub innej substancji rozpuszczalnej stosowanej do wytwarzania leku tak, aby w kapsułce pozostawał suchy produkt.

Inną własnością tego wynalazku, w przeciwieństwie do ciekłych rozpuszczalników, jest możliwość stosowania SCF do ekstrakcji lubrikantów z pustych, otwartych kapsułek; pustych,zamkniętych, kapsułek; lub napełnionych, zabezpieczonych kapsułek bez pozostawiania jakichkolwiek zanieczyszczeń z rozpuszczalnika.

SCF taki jak CO2 nie zmienia ponadto zabarwienia, wyglądu lub właściwości fizycznych kapsułek. W szczególności, w pewnych warunkach, CO2 nie ekstrahuje znaczącej ilości aktywnego leku lub środków spęczniających, takich jak laktoza, tak więc śladowe ilości zanieczyszczeń można ekstrahować z powierzchni cząstek bez naruszenia składu preparatu. Ponadto stwierdzono, że CO2 umożliwia wysuszenie kapsułek do poziomu wystarczającego do zminimalizowania wpływów wilgoci na zatrzymywanie leku.

Niniejszy wynalazek ujawnia ponadto, że selektywna ekstrakcja niektórych związków lubrikanta zapewnia prostszy, bardziej efektywny, mniej inwazyjny i łatwiej osiągalny sposób minimalizowania wpływu substancji lubrikanta, niż jakakolwiek inna znana metoda. Stwierdzono, że ekstrakcja SCF (SFE) daje kapsułki, które wykazują mniejszą skłonność do wzajemnego oddziaływania, z lekiem i cząstkami nośnika niż kapsułki nieekstrahowane. Ponadto, sposób ten umożliwia wysuszenie kapsułek, leku i cząstek nośnika do żądanego poziomu, i usuwanie śladów zanieczyszczeń z powierzchni leku i cząstek nośnika.

Niniejszy wynalazek zapewnia dużą podatność na obróbkę. Na ilość i własności frakcji nieekstrakcyjnej substancji lubrikanta pozostającej w kapsułkach może wpływać albo zmiana czasu ekstrakcji, ciśnienia, temperatury lub natężenia przepływu SCF, lub dodanie małych ilości organicznego rozpuszczalnika do SCF, w celu zwiększenia lub zmniejszenia zdolności rozpuszczania mieszaniny SCF. Alternatywnie, 2500, w postaci podkrytycznej (gaz lub ciecz), można również zastosować do ekstrakcji substancji lubrikanta.

Wynalazek dotyczy zatem nowego sposobu:

1. ekstrakcji substancji lubrikanta z kapsułek;

2. ekstrakcji niepożądanej substancji z kapsułek i ich zawartości;

3. suszenia kapsułek do żądanego poziomu wilgotności i kruchości; i

4. usuwania zanieczyszczeń lub niepożądanej substancji z leku i przenoszonych cząstek.

Ta technika, w przeciwieństwie do uprzednio wymienionych technik, jest nieinwazyjna (nie wprowadza żadnej nowej substancji stałej, ciekłej lub zanieczyszczeń), nie pozostawia żadnej mierzalnej ilości pozostałości i nie wymaga późniejszego suszenia. Proces jest prosty do zaprojektowania i powiększania skali i można go zakończyć w kilka godzin. Kapsułki pozostają zasadniczo nieuszkodzone inie wykazują zmian wyglądu lub zabarwienia.

Niniejszy wynalazek wykorzystuje nieinwazyjny SCF do traktowania powierzchni kapsułek w celu znaczącego zmniejszenia ilości leku lub nośnika, pozostającej w kapsułkach po inhalacji i jednocześnie istotnego zwiększenia rozprowadzanej ilości leku i powtarzalności dawek z DPI. Niniejszy wynalazek jest prostszy do wdrożenia niż poprzednie techniki, takie jak ekstrakcja rozpuszczalnikiem organicznym, i można go stosować do traktowania: (1) otwartych kapsułek, w celu ekstrakcji frakcji lubrikanta częściowo odpowiedzialnej za silne zatrzymywanie leku w kapsułce po inhalacji leku przez pacjenta, (2) pustych, zamkniętych kapsułek, w celu usunięcia olejowego lubrikanta bez otwierania kapsułek, (3) napełnionych kapsułek, w celu ekstrakcji albo olejowego lubrikanta (jeśli kapsułki nie były uprzednio ekstrahowane z zastosowaniem SCF przed napełnieniem mieszanką proszku), rozpuszczalnika użytego podczas wytwarzania leku, lub śladowych ilości zanieczyszczeń z nośnika lub cząstek leku, (4) zanieczyszczeń z leku lub cząstek nośnika przed wprowadzeniem do kapsułek, (5) kapsułek, nośnika lub cząstek leku w celu uzyskania żądanego poziomu wilgotności bezpośrednio przed pakowaniem produktu, lub (6) dowolnej kombinacji takich działań. We wszystkich zastosowaniach tego wynalazku, CO2 lub dowolny inny odpowiedni SCF kontaktuje się z traktowaną substancją w celu wyekstrahowania albo lubrikanta, wilgoci lub zanieczyszczeń z kapsułek, cząstek nośnika lub cząstek leku. Wynalazek może znaleźć zastosowanie we wszystkich dziedzinach, w których stosuje się kapsułki do celów medycznych, w tym DPIi kapsułki podawane doustnie, niezależnie od rodzaju leku.

PL 195 462 B1

Przeprowadzono badania podatności na ekstrakcję surowej substancji lubrikanta jak również lubrikanta z twardych kapsułek żelatynowych. Wyniki ekstrakcji surowej substancji lubrikanta zastosowano do ustalenia warunków, w których lubrikant będzie ilościowo ekstrahowany z otwartych kapsułek. Kapsułki ekstrahowano w skali laboratoryjnej w stanie albo otwartym, zamkniętym lub zabezpieczonym. Kapsułki w stanie zamkniętym ekstrahowano także w dużej skali, w celu zbadania czy proces nadaje się do wytwarzania większych ilości kapsułek. Wyniki ekstrakcji w dużej skali przedstawiono w oddzielnej sekcji. Wpływ leku i nośnika na zatrzymywanie i FPM także przedstawiono w oddzielnej sekcji.

Ekstrakt i pozostałość lubrikanta zanalizowano metodą HPLC. Określono kruchość kapsułki przed i po ekstrakcji, i do zanalizowania zmian powierzchni kapsułek wywołanych zastosowaniem procesu SFE zastosowano skaningową mikroskopię elektronową SEM. Zatrzymywanie leku i FPM uzyskane zarówno przez kapsułki potraktowane SFE i kapsułki nie poddane ekstrakcji (tj. kapsułki kontrolne dostarczone przez producenta) oszacowano stosując kaskadowy separator pneumatyczny Andersena (C.I.).

Wyposażenie i metody

Doświadczenia ekstrakcji laboratoryjnej prowadzono stosując wykonaną na miejscu jednostkę SFE. Wszystkie procedury ekstrakcji i metody analityczne opracowano na miejscu. Ekstrakcje w dużej skali dowodzące, że proces nadaje się do powiększania skali, przeprowadziła korporacja specjalizująca się w SFE. W następujących sekcjach opisano doświadczalną jednostkę SFE. Jednostka SFE dla większej skali pracuje na podobnych zasadach.

Doświadczalne wyposażenie SFE

Jak przedstawiono powyżej, niniejszy wynalazek wymaga zastosowania SCF.

Figura 1 przedstawia schemat technologiczny jednostki doświadczalnej, którą można stosować do prowadzenia SFE kapsułek lub preparatów leku, będącej przedmiotem niniejszego wynalazku.

Jednostkę do SFE, wraz z systemem kontrolowania i monitorowania procesu, zaprojektowano i zmontowano z części i wyposażenia od różnych dostawców. Jednostkę SFE można także zakupić od ISCO Inc. (Lincoln, NE) i Applied Separations (Allentown, PA). Jednostka składa się z trzech sekcji: sekcji zasilającej (1-15), sekcji ekstrakcyjnej, która także obejmuje monitorowanie i kontrolowanie parametrów procesu (16-22), i sekcji pomiaru przepływu i odzysku ekstraktu (23-25). Do monitorowania i kontrolowania ciśnienia i temperatury w zbiorniku ekstrakcyjnym (19) oraz natężenia przepływu przez przepływomierz masowy (25) stosuje się komputer (26) wyposażony w urządzenie sterownicze wraz z mikrometrycznym urządzeniem sterującym zaworem i zbierający dane. Do monitorowania i kontrolowania temperatury łaźni wodnej (20) stosuje się oddzielną jednostkę sterującą. Jednostkę SFE można, na przykład, zastosować do ekstrakcji leku i/lub nośnika, surowego lubrikanta, lubrikanta z kapsułek otwartych, pustych, zamkniętych, napełnionych lub zabezpieczonych. Podstawowe procedury są podobne dla wszystkich tych zastosowań.

Doświadczalna SFE proszku leku, surowego lubrikanta lub otwartych kapsułek

Procedura ekstrakcji proszku leku, surowego lubrikanta lub otwartych kapsułek jest na ogół następująca. W odniesieniu do fig. 1, znaną ilość substancji do ekstrakcji umieszcza się w 350 ml zbiorniku wysokociśnieniowym (19) (High Pressure Equipment (HPE), Erie, PA, model #GC-9). Zbiornik (19) następnie szczelnie zamyka się i umieszcza w izotermicznej łaźni wodnej (20) (Polyscience Niles, IL)). Następnie zbiornik (19) pozostawia się na kilka minut do wyrównania temperatury z temperaturą łaźni wodnej (20).

Do ekstrakcji można stosować ditlenek węgla o różnych stopniach czystości, w tym CO2 o czystości do żywności (minimalna czystość 99,2%). W tym badaniu laboratoryjnym jako SCF użyto CO2 o czystości chromatograficznej (minimalna czystość 99,9995%), lub CO2 o czystości SFE, który może zawierać zanieczyszczenia na poziomie około 100 części na trylion. Tak więc CO2 w cylindrze (1) zaopatrzonym w pompę strumieniową parową lub rurkę syfonową (2) i manometr (3), pozostawia się w zbiorniku aż do osiągnięcia ciśnienia około 6,2 MPa. Następnie CO2 przepompowuje się strumieniem o stałym natężeniu, stosując nadciśnienie i pompę wysokociśnieniową (4) (Thermo Separation Products, Riviera Beach, FL, Model #396-89), aż do osiągnięcia w zbiorniku ekstrakcyjnym żądanego ciśnienia. Głowicę pompy (4) chłodzi się, np. roztworem glikolu etylenowego w temperaturze -10°C pompowanego z cyrkulacją w łaźni wodnej. Alternatywnie, gazowy CO2 można pompować poprzez jednostkę stosując sprężarkę.

Tak więc CO2 pompuje się z cylindra (1) poprzez zawór zwrotny (5), (Norvalk Valve & Fitting (NV&F), Shelton, CT) w celu uniknięcia cofania strumienia CO2 do pompy (4), przeponę bezpieczeńPL 195 462 B1 stwa (16) (HPE) w celu bezpiecznego usunięcia zawartości jednostki do kołpaka na wypadek, gdyby w jednostce powstało zbyt duże ciśnienie, jeden lub więcej zaworów obniżających ciśnienie (7), (NV&F) do kontroli szybkości początkowej, z którą wprowadza się CO2 do zbiornika (19), zawór odcinający (8) (NV&F), i linię wymiennika ciepła (15) o średnicy zewnętrznej 1/8 ze stali nierdzewnej, przed wejściem do zbiornika wysokociśnieniowego (19). Zawór odcinający linię wypływu (21) jest normalnie zamknięty, aż do osiągnięcia w zbiorniku (19) żądanego ciśnienia ekstrakcji. Gdy żądane ciśnienie zostanie osiągnięte, otwiera się zawór odcinający linii wypływu (21) i ustala się przepływ poprzez zawór sterowany mikrometrycznie (22), (Autoclave Engineers (AE) Model 30VRMM). Ciśnienie kontroluje się stosując cyfrowe urządzenie sterownicze, przetwornik ciśnienia (17) (Omega, Stamford, CT, Model PX605) i silnik krokowy (Model# M061-LE08) sprzężony z siłownikiem o przełożeniu 50/1 (oba z Minarik CO, Bristol, CT). Normalnie ciśnienie kontroluje się w zakresie ±0,14 Mpa stosując sposób sterowania proporcjonalno-całkująco-różniczkujący. Do monitorowania temperatury i ciśnienia w zbiorniku (19) stosuje się odpowiednio manometr 34,5 MPa (16) (AE), i termoparę 1/16 (18) (Omega), wprowadzoną do pochwy poprzez kołpak zbiornika wysokociśnieniowego (19). Ekstrakt zawierający CO2 przechodzi poprzez zawór sterowany mikrometrycznie (22) do zimnego gniazda palca (24) dla ekstraktu, a następnie prawie czysty CO2 przepływa poprzez elektroniczny przepływomierz masowy (25) (Omega, Model FMA 1700) do atmosfery.

Figura 2 przedstawia zmiany ciśnienia w typowym doświadczeniu ekstrakcji SFE. Okres ekstrakcji dynamicznej odnosi się do okresu, w którym kontroluje się ciśnienie na poziomie 17,2 MPa, podczas utrzymywania ciągłego przepływu CO2 poprzez zawór sterowany mikrometrycznie.

Zawór obniżający ciśnienie (23) o 69 kPa stosuje się do upustu wypływającego CO2 i tym samym zabezpieczenia przepływomierza masowego (25), na wypadek powstania nadciśnienia w linii wypływu. Na końcu okresu ekstrakcji dynamicznej ciśnienie powoli obniża się do poziomu ciśnienia atmosferycznego, następnie pozostałą, niewyekstrahowaną substancję usuwa się ze zbiornika, waży i oddaje do analizy. Ekstrakt zatrzymany w linii wypływu wymywa się roztworem 60% etanol/40% THF, łączy z ekstraktem odzyskanym z zimnego gniazda palca (24), a następnie przechowuje w brązowych butelkach w zamrażarce do analizy HPLC. Ekstrahowane kapsułki przechowuje się szczelnie w małych aluminiowych torbach, aż do przeprowadzenia analizy kruchości, zatrzymywania proszku i masy drobnych cząstek. Ubytek wagi określa się bezpośrednio po ich wyjęciu ze zbiornika.

SFE kapsułek zamkniętych

Celem ekstrakcji jest efektywne usunięcie substancji lubrikanta rozpuszczonej w CO2 występującym w kapsułkach. Z powodu oporu przenikania masy pomiędzy wnętrzem zamkniętej kapsułki i większościową fazą 2500, ekstrakcja zamkniętych kapsułek typową metodą SFE, tj. przy stałym ciśnieniu, tak jak w przypadku otwartych kapsułek, nie zapewnia całkowitego usunięcia z kapsułek ekstrakcyjnego lubrikanta w sensownie krótkim czasie ekstrakcji. Obliczenia wskazują, że około 20% lubrikanta w kapsułce, zawartego w fazie 2500, przechodzi do większościowej fazy w czasie 2 godzin. W czasie 5 godzin ekstrakcji dynamicznej z kapsułki usunięto około 55% lubrikanta zawartego w fazie CO2.

Podczas gdy kilka technik można stosować w celu poprawienia ekstrakcji lubrikanta z zamkniętych kapsułek, w tym zwiększenia czasu ekstrakcji, ciśnienia, temperatury lub natężenia przepływu CO2 i fluidyzacji złoża kapsułek z zastosowaniem 2500, do pokonania bariery przenoszenia masy nadają się zwłaszcza procedura ze zmieniającym się wahadłowo ciśnieniem, dzięki której zawartość kapsułek ulega częściowemu odgazowaniu przy każdym zmniejszeniu ciśnienia. Tak więc w celu poprawienia wydajności ekstrakcji opracowano procedurę ze zmieniającym się wahadłowo ciśnieniem, dzięki czemu zawartość kapsułek ulega częściowemu odgazowaniu przy każdym zmniejszeniu ciśnienia. Procedura ekstrakcji zamkniętych kapsułek obejmuje etap stosowania względnie dużych wahadłowych zmian ciśnienia w czasie trwania ekstrakcji. Tę ekstrakcję, przy wahadłowo zmieniającym się ciśnieniu, uzyskuje się znacznie podnosząc ciśnienie w zbiorniku (np. do 17,2 MPa), umożliwiając ekstrakcję bateryjną w kapsułkach przez 5 minut, i następnie powoli zmniejszając ciśnienie do niższego poziomu (10,3 MPa). Ten ostatni poziom ciśnienia zwiększa gęstość 2500, która jest prawie 10% niższa niż przy 17,2 MPa, ale wciąż wystarczająco duża aby ekstrahowana substancja pozostawała rozpuszczona w fazie CO2 w kapsułce. Zmniejszenie gęstości o 10% oznacza, że 10% lubrikanta w fazie CO2 w kapsułce jest usuwane w każdym cyklu wahadłowej zmiany ciśnienia. Ciśnienie następnie podbija się aż do 17,2 MPa (2500 psig) i operację powtarza się około 20 razy. Po 20 cyklach wahadłowej zmiany ciśnienia, stężenie substancji lubrikanta w kapsułce w fazie CO2 jest niskie (<7% stężenia początkowego), a końcowa redukcja

PL 195 462 B1 ciśnienia do atmosferycznego zapewnia usunięcie z kapsułek całości nadającego się do ekstrakcji lubrikanta, przy czym zasadniczo wewnątrz kapsułek nie wytrąca się ponownie substancja lubrikanta. Ta procedura wzmaga mieszanie w fazie CO2 w kapsułce podczas nabijania ciśnienia, i tym samym zwiększa szybkość przenoszenia masy lubrikanta z powierzchni kapsułki do fazy CO2 kapsułki, jak również wypycha ekstrahowaną substancję z kapsułki do większościowej fazy CO2. W tych warunkach obliczenia wskazują, że prawie 100% wszystkie ekstrakcyjnych substancji jest usuwane z kapsułek.

Figura 3 przedstawia zmianę ciśnienia zachodzącą podczas typowego doświadczenia SFE przy wahadłowo zmieniającym się ciśnieniu.

Należy zwrócić uwagę, że górny poziom ciśnienia może być tak wysoki jak to pożądane, ale korzystnie poniżej 69 MPa, a niski poziom może być tak niski jak to pożądane. Zależnie od stężenia lubrikanta w kapsułkach i warunków ekstrakcji i procedury, może także zmieniać się liczba wahadłowych zmian ciśnienia potrzebna do ekstrakcji przeważającej części frakcji lubrikanta.

Kruchość kapsułki

Kruchość kapsułki przed i po ekstrakcji określono stosując przyrząd zaprojektowany do określania energii uderzenia potrzebnej do przedziurawienia kapsułki. Przyrząd składa się zasadniczo ze szpilki przytwierdzonej do dna dźwigni wychylającej się z wrastających wysokości i uderzającej w kapsułkę. Minimalna wysokość przy której kapsułka ulega przedziurawieniu uderzającą szpilką określa energię potrzebną do przedziurawienia kapsułki. Im wyższa energia (mJ) potrzebna jest do przedziurawienia kapsułki, tym mniejsza jest kruchość kapsułki.

Napełnienie kapsułek proszkiem

Przygotowano mieszankę proszku laktozy i bromku ipratropium (I.B.). Jednorodność mieszanki proszku zbadano metodą analizy HPLC dla leku i nośnika. 5,5 mg mieszanki proszku I.B. składało się z 5,454 mg laktozy i 0,046 mg I.B. Mieszankę proszku umieszczono w kapsułkach kontrolnych i potraktowanych SFE. W celu upewnienia się, że większość laktozy nie pojawi się w płucach na skutek wdechu, zapewnia się taki rozkład wymiaru cząstek proszku, aby masowa większość laktozy tworzyła cząstki o wymiarze większym niż 5,8 mm. Z drugiej strony, w celu upewnienia się, że duża frakcja leku może potencjalnie dostać się do płuc pacjenta, zapewnia się taki rozkład wymiaru cząstek I.B., aby masowa większość tworzyła cząstki mniejsze niż 5,8 mm. Kapsułki ekstrahowane w skali laboratoryjnej napełniano ręcznie proszkiem z tej samej partii i porównywano do kapsułek kontrolnych napełnianych ręcznie tym samym proszkiem. Kapsułki ekstrahowane w dużej skali napełniano, z zastosowaniem urządzenia o gabarytach przemysłowych, napełniającego kapsułki taką samą mieszanką proszku pochodzącą z różnych partii, i porównywano do kapsułek kontrolnych napełnianych z zastosowaniem tego samego urządzenia.

Ustawienie kaskadowego separatora pneumatycznego

Kaskadowy separator pneumatyczny (C.I.) jest standardowym przyrządem symulującym ludzki układ oddechowy. Stosuje się go do oznaczania aerodynamicznej frakcji drobnych cząstek leku, które, zgodnie z oczekiwaniami dostaną się do dolnych dróg oddechowych (płuc) pacjenta po inhalacji leku.

Fiury 4 i 5 przedstawiają schematy C.I. Andersena i ilustrację rozkładu wymiaru cząstek w C.I. i odpowiednio w porównaniu do różnych segmentów ludzkiego układu oddechowego. C.I. stosowany w tym doświadczeniu (próbnik do sortowania cząstek według wymiarów Mark II Andersena o 8 segmentach i 1 ACFM, Andersen Sampler, Inc., Atlanta, Georgia, USA) wyposażono w separator wstępny i inhalator, który zawiera ustnik i napełnioną kapsułkę, i jest tak kalibrowany, aby zakresy wymiaru dla każdej części przedstawiały się tak, jak w fig. 5. Składa się on z szeregu części obejmujących separator wstępny, osiem segmentów metalowych z otworami o zmniejszających się wymiarach od góry do dna sterty, oddzielonych metalowymi płytkami zbierającymi.

W celu uruchomienia urządzenia, kapsułkę najpierw dziurawi się za pomocą dwóch ostrzy i zamyka inhalator. Następnie zwalnia się przycisk dziurawiący i w celu przepchnięcia próbki w kapsułce przez stertę segmentów stosuje się pompę próżniową. Im mniejsza cząstka, tym dłużej pozostaje w strumieniu powietrza i może przedostać się do niższego segmentu. W celu zapobiegania odskakiwaniu cząstek z płytek segmentów i ich porywaniu w strumieniu powietrza, płytki zbierające i separator wstępny pokryto substancją adhezyjną (Brij 35 w glicerolu) (Broadhead, J., Edmond Rouan, S.K., i Rhodes, C.T. „Dry Powder Inhalators: Evaluation of Testing Methodology i Effect of Inhalator Design, Pharmaceutica Acta Helvetiae, 70, 1995, str. 125-131). Płytki oczyszczono i pokrywano na nowo po każdym przebiegu. Separator wstępny pokrywano co sześć przebiegów.

PL 195 462 B1

C.I. jest wyposażony w urządzenie sterownicze, które umożliwia zaciąganie powietrza przez inhalator przez określony okres czasu. Natężenie przepływu powietrza i czas pobierania próbki ustalono odpowiednio na 28,3 l/minutę i 15 sekund. W tych warunkach, strata ciśnienia z uwagi na opór przepływu wyniosła 31 cm wody przy natężeniu przepływu 2,35 m³/godzinę i ciśnieniu powietrza 1000 hPa. Do ustalenia, czy straty ciśnienia mieszczą się w określonych przed przeprowadzeniem próby dziurawienia kapsułki w ustniku zakresach tolerancji, stosuje się rurkę omijającą.

Wyznaczono zatrzymywanie mieszanki proszku leku I.B. i laktozy (opisanej uprzednio) w kapsułkach i masę drobnych cząstek (FPM, tj. masa cząstek o wymiarach < 5,8 m m) w segmentach 2-7 C.I., która przybliża ilość leku przetransportowaną do płuc pacjenta. Cząstki zebrane w sekcjach 0-1 są większe niż 5,8 mm, i nie przedostają się do obszarów oskrzelikowych płuc lub pęcherzyków płucnych. Cząstki zebrane z płytek 2-7, reprezentujące frakcję wdychaną (wymiar < 5,8 mm), ekstrahowano razem z 20 ml 0,01N HCl. Roztwór następnie przesączono przez 0,45 mm filtr Gelmana PTFE. Następnie do określenia ilości substancji na płytkach 2-7, tj. FPM, zastosowano analizę HPLC.

Zatrzymywanie proszku w kapsułkach określono najpierw otwierając kapsułkę, następnie przenosząc trzon i nasadkę wraz z pozostałym proszkiem do 20 ml zakręcanej fiolki scyntylacyjnej, dodając 10 ml 0,01N HCl, sonikując w łaźni lodowej przez 1 minutę, filtrując roztwór przez 0,45 mm filtr Gelmana PTFE i następnie analizując metodą HPLC na zawartość I.B. i laktozy. Dla każdej partii kapsułek, określanie zatrzymywania i FPM w partiach kapsułek albo ekstrahowanych lub kontrolnych powtarzano co najmniej 6 razy. Badanie zatrzymywania i FPM dla kapsułek ekstrahowanych w skali laboratoryjnej prowadzono dla poszczególnych kapsułek. Dla kapsułek ekstrahowanych w dużej skali, zatrzymywanie leku i nośnika określono dla poszczególnych kapsułek, a FPM określono dla każdej, sekcji separatora pneumatycznego, stosując połączone osady 10 kapsułek na płytkach separatora pneumatycznego. Wykonano to w celu przezwyciężenia ograniczeń czułości wykrywania HPLC.

Analiza HPLC olejowego lubrikanta

Stwierdzono, że wolny kwas linolowy będący składnikiem lecytyny stanowi główny pik na chromatogramie HPLC lubrikanta z rodzaju stosowanego do wytwarzania kapsułek w tym badaniu. Kwas linolowy wybrano więc jako składnik wzorcowy do szacowania ilości lubrikanta w kapsułkach po inhalacji. W celu określenia ilości kwasu linolowego w surowym lubrikancie, pięć próbek o różnej ilości czystego kwasu linolowego wstrzyknięto (4-12 mg) do układu HPLC, i otrzymano krzywą wzorcową powierzchni piku w funkcji ilości wstrzykniętego kwasu linolowego. Analizę prowadzono z zastosowaniem kolumny 4, 6 x 250 mm, 5 mm Zorbax SB-Phenyl i mieszaniny acetonitryl/0,1% kwas fosforowy 70/30 (objętościowo) jako fazy ruchomej, przy natężeniu przepływu 1,0 ml/minutę. Temperaturę kolumny nastawiono na 35°C, wstrzykiwano 25 ml, długość fali detektora UV wynosiła 210 nm, a czas przebiegu 45 min.

Ilość lubrikanta w kapsułkach określono następująco:

Najpierw, otwarto 100 żelatynowych kapsułek i zmieszano z około 80 ml mieszaniny etanol/tetrahydrofuran (60:40, objętościowo) i następnie sonikowano w łaźni wodnej przez około 5 minut. Następnie roztwór ekstraktu ostrożnie przeniesiono do 250 ml butli Pyrexa. Osłonki ekstrahowano dwukrotnie w przybliżeniu 40 ml mieszanego rozpuszczalnika, i roztwory ekstraktu połączono w butli Pyrexa. Ekstrakt odparowano następnie do suchej masy w strumieniu N2. Pozostałość rozpuszczono w 5 ml roztworu mieszanego rozpuszczalnika. Roztwór przesączono przez filtr Acrodisc CR PTFE i przesącz zanalizowano metodą HPLC. Ilość lubrikanta na wewnętrznej ścianie kapsułek oszacowano w oparciu o ilość kwasu linolowego otrzymanego z ekstrakcji kapsułki. Ilość kwasu linolowego przekłada się na ilość lubrikanta w oparciu o zawartość procentową kwasu linolowego w konkretnym badanym lubrikancie.

Analiza HPLC leku i nośnika

Analizę dla I.B. prowadzono stosując chromatografię w fazach odwróconych na kolumnie 4,6x150 mm Zorbax SB-C 18; jako fazę ruchomą zastosowano mieszaninę 0,008M soli sodowej kwasu 1-pentano-sulfonowego/acetonitryl 82:18 (objętościowo) przy natężeniu przepływu 1,5 ml/minutę. Temperatura kolumny wynosiła 35°C, wstrzykiwana objętość 100 ml, wykrywana długości fal UV 210 nm, i czas przebiegu przynajmniej 10 minut.

Analizę dla laktozy prowadzono stosując kolumnę wykluczającą jony 7,8x300 mm Bio-Rad Aminex HPX-87H i jako fazę ruchomą 0,012 N kwas siarkowy przy natężeniu przepływu 1,0 ml/minutę. Temperatura kolumny wynosiła 40°C, wstrzykiwana objętość 100 ml, detekcję określano poprzez współczynnik załamania, a czas przebiegu wynosił co najmniej 15 minut.

PL 195 462 B1

Badania mikroskopowe kapsułek z zastosowaniem elektronowego mikroskopu skaningowego (SEM)

Elektronowy mikroskop skaningowy (SEM, Hitachi S-4000) zastosowano do zbadania zmian w wewnętrznej powierzchni kapsułki wywołanych procesem SFE. Kapsułki przecięto stosując podgrzany drut, a następnie przytwierdzono do aluminiowego pręta stosując obustronnie klejącą taśmę srebrną. Następnie wewnętrzną powierzchnię pokryto cienką warstwą platyny stosując rozpylanie.

SFE surowej substancji lubrikanta

Przeprowadzono badania laboratoryjne ekstrakcji surowej substancji lubrikanta stosowanej przez producenta A przy wytwarzaniu kapsułek. Badania te służyły określeniu warunków, w których można przeprowadzić efektywną ekstrakcję substancji lubrikanta z kapsułek.

W tym badaniu, znaną ilość olejowego lubrikanta wylano najpierw do uprzednio zważonej małej zlewki szklanej. Zlewkę i olej następnie zważono razem i umieszczono w zbiorniku ekstrakcyjnym. We wszystkich doświadczeniach temperaturę łaźni wodnej utrzymywano na poziomie 35°C, a natężenie przepływu pompowanego CO2 wynosiło w przybliżeniu 1,6 SLM. Przy tym natężeniu przepływu, ciśnienie osiągnęło wartość 17,2 MPa po 47±2 minutach, i późniejsza

2-godzinna dynamiczna ekstrakcja przy 17,2 MPa pozwoliła na wymianę około 1 objętości 350 ml zbiornika. Temperaturę 35°C wybrano dla wszystkich szarż, jako że jest nieznacznie wyższa od temperatury krytycznej 2500, a jednocześnie wystarczająco niska aby gęstość CO2 była względnie wysoka przy rozsądnych wartościach ciśnienia i nie zachodziła żadna degradacja termiczna lubrikanta lub żelatynowej substancji. Ilość lubrikanta zastosowana we wszystkich szarżach wynosiła 0,37±0,01 g, z wyjątkiem szarży przy 17,2 MPa, 2-godzinnej dynamicznej ekstrakcji, w której użyto 0,33 g olejowego lubrikanta. Po ekstrakcji, wydajność obliczono z względnej różnicy masy oleju przed ekstrakcją w stosunku do masy oleju pozostałego w zlewce szklanej.

Figury 6 i 7 ilustrują wyniki ekstrakcji lubrikanta z zastosowaniem CO2w różnych warunkach ciśnienia i czasu dynamicznej ekstrakcji. Fig. 6i 7 wskazują, że zarówno czas jak i ciśnienie wpływają na wydajność ekstrakcji. Fig. 6 wskazuje, że wydajność ekstrakcji wzrasta wraz z czasem trwania dynamicznej ekstrakcji; jednakże, powyżej dwóch godzin dynamiczna ekstrakcja przy ciśnieniu 17,2 MPa nie zapewnia poważnego wzrostu wydajności. Zatem maksymalnie 73,7% lubrikanta ulega ekstrakcji z zastosowaniem CO2 przy ciśnieniu 17,2 MPa i w temperaturze 35°C.

Figura 7 wskazuje, że zwiększenie ciśnienia z 17,2 MPa do 27,6 MPa nie powoduje znaczącego wzrostu wydajności.

Znaczne wytrącanie się lubrikanta podczas obniżania ciśnienia zaobserwowano tylko dla szarży, w której nie występował żaden moment dynamicznej ekstrakcji, tj. dla szarży, w której zbiornik fazy CO2 napełniano powoli aż do uzyskania ciśnienia 17,2 MPa. Fig. 6 wskazuje, że 25,6% substancji lubrikanta, tj. 94 mg substancji lubrikanta, składającej się głównie z lżejszej frakcji lubrikanta, rozpuściło się w fazie CO2 gdy ciśnienie najpierw podwyższono do 17,2 MPa. Zatem osiągnięto maksymalne stężenie lubrikanta 0,26 mg/ml, wartość ta jest wyższa niż maksymalne możliwe stężenie lubrikanta w kapsułkce w fazie CO2 (0,13 m/ml w oparciu o zawartość kapsułki 40 mg i objętość kapsułki 0,3 ml). Oznacza to, że podczas ekstrakcji kapsułek, przy braku ograniczeń przenoszenia masy zwłaszcza do kapsułek, większość bardziej rozpuszczalnej frakcji lubrikanta znajdzie się w kapsułce w fazie 2500, jak tylko ciśnienie osiągnie 17,2 MPa.

Olejowe pozostałości z doświadczeń przy ciśnieniu 17,2 MPa i dynamicznej ekstrakcji trwającej > 2 godzin mają postać szklistej, raczej stałej substancji, podczas gdy pozostałości z innych doświadczeń są wciąż raczej ciekłe, chociaż bardziej lepkie niż czysty olejowy lubrikant. Zatem, 2-godzinna dynamiczna ekstrakcja przy ciśnieniu 17,2 MPa powinna prowadzić do zasadniczo optymalnego odzyskania ekstrakcyjnego lubrikanta z kapsułek, i do ekstrakcji prawie całej ciekłej frakcji lubrikanta, która hipotetycznie jest najbardziej odpowiedzialna za zatrzymywanie leku w kapsułkach.

Badano także wpływ dodatku do CO2 organicznego rozpuszczalnika na jego zdolność do lepszej ekstrakcji lubrikanta. W tym badaniu, najpierw do zbiornika wylano 30,8ml etanolu, a następnie umieszczono w nim 0,38 g olejowego lubrikanta w zlewce szklanej. Ten sposób dodawania modyfikatora, w przeciwieństwie do pompowania modyfikatora osobno i mieszania z CO2 przed wprowadzeniem do zbiornika ekstrakcyjnego, jest prostszy i można go stosować w celu upewnienia się, że faza CO2/etanol kontaktująca się z lubrikantem jest nienasycona lub prawie nasycona i czy jest w stanie nadkrytycznym. Ekstrakcję prowadzono przy ciśnieniu 17,2 MPa przez 8 godzin tak, aby cały etanol został całkowicie usunięty ze zbiornika, przedkońcem okresu dynamicznej ekstrakcji. Analiza HPLC odzyskanego ekstraktu w wymrażarce wskazuje, że obecPL 195 462 B1 ność etanolu zwiększa odzyskiwanie związków olejowych lubrikanta, takich jak kwas linolowy, ale całkowity odzysk jest wciąż podobny do otrzymanego przy zastosowaniu czystego CO2 przy ciśnieniu 17,2 MPa i 4-godzinnej ekstrakcji (73,7%). To badanie wskazuje więc, że praca przy ciśnieniu 17,2 MPa przez 2 godziny powinna prowadzić do prawie maksymalnego odzysku ekstrakcyjnego oleju z kapsułek, i ekstrakcji prawie całej frakcji ciekłej olejowego lubrikanta.

Ekstrakcję kapsułek prowadzono zarówno w laboratorium (skala laboratoryjna, 112 kapsułek), w skali półtechnicznej (9000 kapsułek), jak również w dużej skali (250000 kapsułek).

Poniższa sekcja przedstawia wyniki ekstrakcji kapsułek przy powiększeniu skali do 9000 kapsułek.

Laboratoryjna ekstrakcja substancji lubrikanta z kapsułek: wpływ na ubytek masy, kruchość, wewnętrzną powierzchnię kapsułki, oraz zatrzymywanie leku i nośnika, i FPM.

Po ekstrakcji określono ubytek masy, kruchość kapsułki oraz zatrzymywanie leku i nośnika i FPM. Wyniki następnie porównano do odpowiadających właściwości kapsułek kontrolnych.

Uwagi dotyczące procesu

Powyższe badania ekstrakcji surowego lubrikanta i analizy wskazują, że korzystnie, jeśli stosuje się ten specyficzny lubrikant i powyższą temperaturę ekstrakcji i natężenie przepływu

2500, w celu uzyskania prawie całkowitego usunięcia rozpuszczalnej frakcji lubrikanta, otwarte kapsułki powinny być ekstrahowane przy ciśnieniu > 17,2 MPa i czasie dynamicznej ekstrakcji > 2 godzin, a zamknięte kapsułki powinny być ekstrahowane z zastosowaniem zmieniającego się wahadłowo ciśnienia. Faktycznie, badania wskazują, że ekstrakcja otwartych kapsułek przy ciśnieniu 17,2 MPa i 1-godzinnej dynamicznej ekstrakcji daje kapsułki o podobnej całkowitej utracie masy (tj. strata wilgoci + lubrikanta + ewentualnych innych zanieczyszczeń) i mniejszym zatrzymywaniu niż kapsułki kontrolne (tj. nieekstrahowane), ale większym zatrzymywaniu niż kapsułki ekstrahowane przez 2 godziny przy takim samym ciśnieniu. To wskazuje, że 1-godzinna dynamiczna ekstrakcja jest niewystarczająca do zapewnienia całkowitego usunięcia ekstrakcyjnego lubrikanta, oraz że 2-godzinna ekstrakcja jest wystarczająca do uzyskania optymalnie działającej kapsułki. Podobnie, ekstrakcja zamkniętych kapsułek przy stałym ciśnieniu 17,2 MPa i 2-godzinnej dynamicznej ekstrakcji także daje kapsułki o podobnej całkowitej utracie masy i mniejszym zatrzymywaniu niż kapsułki kontrolne, ale dużo większym zatrzymywaniu leku i nośnika niż kapsułki ekstrahowane metodą zmieniającego się wahadłowo ciśnienia. Wynika z tego, że ekstrakcja wilgoci i ewentualnych małych ilości substancji ekstrakcyjnej innej niż lubrikant nie przyczynia się w znaczący sposób do zmniejszenia zatrzymywania leku i nośnika, i że przeniesienie zawartości fazy CO2 kapsułki, tj. CO2+lubrikant, do większościowej fazy CO2 (prawie czysty CO2) jest konieczne do osiągnięcia znacznego zmniejszenia zatrzymywania leku. W opisie zamieszczono wyniki badania wpływu ekstrakcji kapsułek w niemalże optymalnych warunkach, tj. przy ciśnieniu 17,2 MPa i 2-godzinnej dynamicznej ekstrakcji dla otwartych kapsułek i z zastosowaniem zmieniającego się wahadłowo ciśnienia dla zamkniętych kapsułek, na zatrzymywanie leku i nośnika, i FPM.

Tabela 1 przedstawia warunki ekstrakcji kapsułek od dwóch różnych producentów. Jednocyfrowe numery partii kapsułek (1-4) odnoszą się do partii kontrolnych. W tym badaniu zastosowano cztery partie twardych, barwionych kapsułek żelatynowych od różnych producentów i o różnych właściwościach zatrzymywania proszku. Numery partii kapsułek po których następuje litera E wskazują kapsułki ekstrahowane w warunkach wyspecyfikowanych w tabeli 1. Partie kapsułek 1-3 są typowymi, tj. dostępnymi w handlu, żelatynowymi kapsułkami od producenta A. Partia kapsułek 4 składa się z typowych, żelatynowych kapsułek od producenta B. Oprócz partii kapsułek 1, którą ekstrahowano w skali półtechnicznej (~9000kapsułek),wszystkieinnepartieekstrahowanowskali laboratoryjnej.

Wszystkie kapsułki zastosowane w badaniu C.I. napełniono ręcznie mieszanką proszku I.B./laktoza (uprzednio opisaną) pochodzącą z tej samej szarży.

PL 195 462 B1

Tabe l a 1. Warunki odniesienia dla ekstrakcji otwartych kapsułek (ciśnienie 17,2 MPa, 35°C, 2-godzinna dynamiczna SFE) i zamkniętych kapsułek w warunkach zmieniającego się wahadłowo ciśnienia (17,2 MPa -10,3 MPa, 35°C)

Numer partii kapsułek kontrolnych	Numer partii kapsułek potraktowanych SFE	Sposób ekstrakcji	Stan kapsułki	Masa kapsułki nietraktowanej (g)	Masa kapsułki traktowanej SFE (g)	Ubytek masy (g)	Ubytek masy (%)
1	1E	Wahadłowe zmiany ciśnienia	Zamknięty		-	-	-
2	2E1	Ciśnienie stałe	Otwarty	5,31	5,18	0,13	2,40
2	2E2	Wahadłowe zmiany ciśnienia	Zamknięty	5,24	5,11	0,12	2,30
3	3E	Ciśnienie stałe	Otwarty	5,24	5,16	0,08	1,50
4	4E	Wahadłowe zmiany cisnienia	Zamknięty	5,59	5,58	0,01	0,20

- wartość niemierzona

Większość kapsułek posiada wyraźne małe bruzdy i zgrubienia zaprojektowane w celu uniknięcia narastania ciśnienia powietrza i możliwych uszkodzeń zabezpieczonych kapsułek. Uważa się, że te bruzdy ułatwiają przenoszenie CO2 w stanie nadkrytycznym do i z kapsułek bez żadnego fizycznego uszkodzenia; jednakże, zamknięte kapsułki najlepiej znoszą proces SFE, gdy podwyższanie ciśnienia prowadzi się ze względnie małą szybkością. Wszystkie kapsułki można ekstrahować w stanie zamkniętym bez żadnych uszkodzeń, jeśli ciśnienie początkowe rośnie względnie wolno. W tym badaniu, zabarwienie i ogólny wygląd kapsułek traktowanych SFE były podobne do kapsułek kontrolnych. Proces SFE najsłabiej wpływał na kapsułki z partii 4, niezależnie od warunków pracy i ekstrakcji czy to w stanie otwartym, zamkniętym lub nawet zabezpieczonym. Proces SFE nie wpływa na otwarte kapsułki.

Ubytek masy kapsułki w wyniku SFE

Jak przedstawiono w tabeli 1, redukcję masy kapsułek obserwowano po każdej ekstrakcji, przy czym charakteryzowała się ona szerokim zakresem (0,2-2,4%). Ta zmiana masy jest, jednakże, tylko wartością przybliżoną, ponieważ kapsułki mają tendencję do odzyskiwania części utraconej masy po wystawieniu na działanie czynników zewnętrznych po wyładowaniu ze zbiornika. Większa względna wilgotność (RH) atmosfery przed ekstrakcją także wpływa na zawartość wilgoci w kapsułkach, a zatem ich względny ubytek masy w wyniku SFE.

Ubytek masy kapsułek od producenta A zmieniał się we względnie wąskim zakresie (1,5-2,4%), pomimo że doświadczenia prowadzono przez 5 miesięcy, kiedy potencjalnie występują duże zmiany względnej wilgotności atmosfery (RH). Ubytek masy był najniższy dla partii 4. Prawidłowość tego ostatniego wyniku zweryfikowano w większej skali SFE partii 4 (30000 kapsułek), gdzie ubytek masy wyniósł 0,3%. Tak więc wydaje się, że partia 4 zawiera najmniejszą ilość substancji ekstrakcyjnej (wilgoć + lubrikant + ewentualnie inna substancja ekstrakcyjna). Z powodu małej łącznej ilości lubrikanta w kapsułkach (<4,5 mg), oczywiste jest że ten ubytek masy (80-130 mg) nie może być przypisany wyłącznie ekstrakcji lubrikanta.

Stwierdzono, że izotermy absorpcji i desorpcji wilgoci były prawie identyczne dla wszystkich kapsułek, tj. takie same jak dla substancji żelatynowej; zatem większość obserwowanych różnic w utracie masy powinno przypisać się różnicom w większej względnej wilgotności przed ekstrakcją i różnicy w stracie ekstrakcyjnej substancji innej niż wilgoć. W celu wyeliminowania wpływu większej RH atmosferycznej i określenia frakcji substancji ekstrakcyjnej innej niż lubrikant i wilgoć, kapsułki z partii kontrolnych 2 i 4 utrzymywano w środowisku o 53,3% RH nad nasyconym roztworem Mg(NO3)2 przez 48 godzin przed ich ekstrakcją. Kapsułki następnie ważono i ekstrahowano w stanie otwartym przez 2 godziny przy ciśnieniu 17,2 MPa. Ekstrahowane kapsułki następnie utrzymywano przez 48 godzin nad takim samym roztworem, a następnie ponownie ważono w celu określenia ułamka utraty

PL 195 462 B1 masy, nie wynikającej ze straty wilgoci. W tych warunkach, ubytek masy dla partii 2i 4 wynosił odpowiednio 0,52% i 0,45%, tj. odpowiednio 239 mg i 207 mg dla kapsułki o masie 46 mg. Zatem, zgodnie z poprzednimi stwierdzeniami dotyczącymi kapsułek nie przetrzymywanych nad roztworem, partia kapsułek 4 wykazuje niższe zawartości substancji ekstrakcyjnej innej niż odpowiednio wilgoć i lubrikant.

Wyłączając stratę lubrikanta występującego w ilości 40 mg/kapsułkę lub mniejszej, te straty będą wynosić w przybliżeniu 170-200 mg/kapsułkę. Te straty, jeśli mają znaczenie statystyczne, są bardzo małe i mogą wynikać z ekstrakcji substancji takich jak organiczne zanieczyszczenia lub żelatynowa substancja o małej masie cząsteczkowej. Niniejszy wynalazek można więc także stosować jako sposób ekstrakcji zanieczyszczeń, substancji rozpuszczalnej, lub substancji ruchliwej takiej jak wilgoć, z substancji podstawowej kapsułki, które mogą stykać się lub reagować z mieszanką proszku. Dyfuzja związków o niskiej masie cząsteczkowej przez substancję żelatynową jest jednym z mechanizmów kontaktowania się niepożądanej substancji z mieszanką proszku. Ten sam sposób można zastosować do ekstrakcji zanieczyszczeń z kapsułek wykonanych z substancji innej niż żelatyna, takiej jak plastik i celuloza.

HPLC ekstraktu kapsułki oraz pozostałości

Figury 8 i 9 przedstawiają chromatogramy eluującego układu rozpuszczalników (etanol:THF) i ekstraktu z kapsułek po zastosowaniu tego układu rozpuszczalników. Lubrikant zawiera wiele rozmaitych związków, w tym nasycone kwasy tłuszczowe, nienasycone kwasy tłuszczowe, w tym kwas linolowy, i pochodne lecytyny.

Figura 10 jest przykładem chromatogramu pozostałości lubrikanta w kapsułkach po ich ekstrakcji SFE. Związki lubrikanta eluujące w pobliżu pików rozpuszczalnika występują w dużym stężeniu w kapsułkach nietraktowanych, ale nie wykrywa się ich w pozostałości. Kilka innych związków w nietraktowanych kapsułkach, które eluowały w zakresie czasu retencji 4-14 minut występują albo w bardzo małych stężeniach lub w ogóle nie wykrywa się ich w kapsułkach potraktowanych SFE. Zatem związki te uległy ekstrakcji. Oczywiste jest, że na wielkość i obecność tych pików w pozostałości mogą wpływać warunki procesu SFE. Nawet przy względnie łagodnych warunkach SFE, stosowanych w ekstrakcjach SFE, stwierdzono, że ekstrakcji ulega 90% kwasu linolowego, będącego składnikiem lubrikanta w kapsułkach.

Kruchość kapsułki po SFE

Tabela 2 wskazuje, że kapsułki poddane SFE są bardziej kruche niż kapsułki nietraktowane. Ten poziom kruchości jest podobny do osiąganego dzięki suszeniu kinetycznemu w temperaturze 21°C i przy 22% RH, stosowanemu w celu zmniejszenia zawartości wilgoci w kapsułkach do poziomu poniżej 12,4%, i tym samym minimalizacji kontaktu pomiędzy wilgocią i proszkiem leku. Nadmiar wilgoci może, w niektórych produktach, prowadzić do zbrylania się cząstek i ewentualnej hydrolizy cząsteczek leku. Technikę SFE można więc alternatywnie stosować do otrzymywania takiego samego poziomu suchości kapsułek.

Tabela 2. Siła (mJ) wymagana do przedziurawienia kontrolnych (nietraktowanych) i traktowanych SFE, otwartych i zamkniętych kapsułek przy ciśnieniu 17,2 MPa, w temperaturze 35°C.

Numer partii	2 (RH 53,3%)	3 (RH 53,3%)	2E1	3E	2E1 (RH 53,3%)	3E (RH 53,3%)
Siła	38	42	28	32	44	48
	36	36	21	32	44	44
	38	34	21	24	43	48
	46	38	24	21	48	44
	40	44	28	21	44	48
	36	46	17	28	44	48
	40	40	21	28	48	36
	46	42	32	21	44	48
	38	38	21	28	44	48
	40	38	32	28	43	48
Średnio	39,8	39,8	24,5	26,3	45,6	46,0

PL 195 462 B1

Tabela 2 wskazuje, że kapsułki traktowane SFE utrzymywane w środowisku o RH 53,3% wykazują kruchość nieznacznie mniejszą od kruchości kapsułek kontrolnych utrzymywanych w takim samym środowisku, ale dużo niższa od kruchości niekondycjonowanych kapsułek potraktowanych SFE. Wskazuje to, że zmiana w kruchości kapsułki po SFE jest odwracalna i spowodowana głównie usunięciem wilgoci przez CO2. Faktycznie, zabarwienie, właściwości mechaniczne i właściwości chemiczne ekstrahowanych i kondycjonowanych kapsułek są takie same jak kapsułek kontrolnych. Nieznacznie mniejsza kruchość kondycjonowanych kapsułek potraktowanych SFE, wraz z małą stratą masy kapsułki (200 mg/kapsułkę) obserwowana dla ekstrahowanych kapsułek, wskazuje na możliwość, że ekstrahowana substancja wchłonęła wilgoć po zrównoważeniu kapsułek potraktowanych SFE.

Elektronowa mikroskopia skaningowa (SEM) kapsułek

Badania mikroskopowe SEM wewnętrznych powierzchni kapsułek kontrolnych wskazują, że substancja lubrikanta znajduje się na całej kapsułce w postaci kropelek o różnych kątach zwilżania żelatynowej powierzchni. Kropelki lubrikanta ponadto mają różne wymiary. Z drugiej strony, kapsułki potraktowane SFE nie wykazują obecności żadnej z płynnych substancji lubrikanta. Powierzchnia wydaje się być sucha, a wypukłości i zagłębienia na żelatynowej powierzchni są lepiej widoczne niż na kapsułkach kontrolnych, z uwagi na usunięcie lubrikanta. To stwierdzenie ilustrują fig. 11 i 12.

Zatrzymywanie leku i nośnika oraz masa drobnych cząstek (FPM)

Tabele 3-6 przedstawiają wyniki oznaczeń zatrzymywania leku i nośnika oraz FPM z zastosowaniem C. I. Andersena. Fig. 13-16 przedstawiają graficzną ilustrację tych wyników. Tabele 3 i 5 oraz fig. 13 i 15 wskazują, że kapsułki potraktowane SFE zatrzymują mniej leku i nośnika niż kapsułki kontrolne, niezależnie od ich producenta i faktu, czy ekstrahowano je w stanie otwartym, czy zamkniętym.

Tabel a 3. Zatrzymywanie leku (mg/kapsułkę) w kapsułkach kontrolnych i kapsułkach potraktowanych ekstrakcją SFE

Numer szarży	1	1E	2	2E1	2E2	3	3E	4	4E
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1 (n=6)	6,21	5,13	7,29	2,32	1,90	10,57	3,30	2,66	4,13
11,11	4,87	6,77	2,06	3,69	11,62	1,43	2,23	4,02
6,68	4,73	9,21	2,03	3,39	14,45	2,21	4,91	3,83
9,95	5,46	9,15	5,52	3,51	-	2,86	7,80	4,65
8,58	4,44	8,05	2,44	2,96	9,90	3,15	5,95	4,29
6,08	5,52	8,27	2,45	2,50	14,83	2,17	5,70	5,13
2 (n=6)		4,79	8,15	1,80	2,80	10,57	3,65
5,20	6,60	2,20	2,15	10,47	3,94
3,39	6,58	1,85	2,42	13,27	1,97
4,07	11,14	2,36	3,23	7,96	5,09
3,97	9,01	1,30	3,00	6,66	3,56
4,62	9,77	1,55	4,23	8,18	2,35
3 (n=6)		4,17	9,77	2,16	3,16	9,93	2,78
3,58	8,14	2,59	2,61	8,53	2,70
6,37	8,75	3,48	3,58	8,05	2,92
3,18	5,34	2,16	4,11	8,77	5,02
4,54	7,61	2,09	2,86	9,68	4,18
5,09	7,09	1,30	4,23	12,38	3,21

PL 195 462 B1 cd. tabeli 3

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Średnio	8,10	4,62	8,15	2,31	3,13	10,34	3,14	4,88	4,35
Odchylenie standardowe	2,1	0,8	1,4	0,9	0,7	2,3	1,0	2,1	0,5

Tabel a 4. Masa drobnych cząstek (FPM) (mg/kapsułkę) leku uzyskana dla kapsułek kontrolnych i kapsułek potraktowanych ekstrakcją SFE

Numer szarży	1	1E	2	2E1	2E2	3	3E	4	4E
1 (n=6)	13,87	15,75	15,84	16,20	18,19	11,60	17,15	15,00	15,30
7,88	17,64	15,73	18,18	19,38	11,62	17,31	16,41	17,46
11,41	17,22	19,19	15,29	19,00	9,16	15,44	13,74	17,39
12,09	17,91	16,83	16,61	19,79	-	17,38	12,02	16,61
11,03	17,10	13,55	18,58	20,57	14,15	18,86	14,31	16,54
12,95	16,46	13,84	17,53	18,66	10,94	19,56	14,38	16,29
2 (n=6)		16,72	13,75	19,81	18,15	14,15	18,04
16,77	14,86	17,88	19,53	11,47	17,34
16,57	15,89	19,22	19,97	10,73	18,16
19,08	13,01	19,83	18,88	12,71	19,26
18,64	14,13	20,63	18,90	12,24	18,09
18,16	13,66	17,72	18,98	12,29	19,22
3 (n=6)		18,79	13,18	16,46	17,71	11,54	12,13
17,63	14,03	17,59	17,14	12,68	17,78
16,89	13,55	19,86	17,28	14,32	16,85
19,71	14,73	18,37	19,12	13,74	16,30
19,34	15,73	17,20	19,32	13,65	14,15
17,66	15,33	20,31	19,13	10,65	18,19
Średnio	11,54	17, 67	14,82	18,18	18,87	12,21	17,17	14,31	16,61
Odchylenie standardowe	2,1	1,1	1,5	1,5	0,9	1,5	1,8	1,4	0,9

Tabe l a 5. Zatrzymywanie nośnika (mg/kapsułkę) w kapsułkach kontrolnych i kapsułkach potraktowanych SFE

Numer szarży	1	1E	2	2E1	2E2	3	3E	4	4E
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1 (n=6)	180,57	207,7	233,0	66,3	82,6	300,4	133,2	377,4	272,1
323,14	174,1	220,9	130,7	148,8	288,3	73,6	264,6	275,5
230,18	153,9	233,0	55,1	118,2	365,5	101,6	440,7	213,1
284,09	215,4	273,5	76,2	128,1	-	81,5	611,1	326,1
237,76	157,7	245,9	74,8	127,5	274,1	99,2	540,8	262,1
168,23	222,3	273,7	85,0	96,4	330,9	97,1	470,9	285,5

PL 195 462 B1 cd. tabeli 5

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
2 (n=6)		174,0	266,8	75,7	115,7	264,7	147,1
184,2	195,2	53,2	88,9	263,8	149,5
131,2	183,5	57,7	165,6	323,0	70,5
150,8	322,9	86,9	94,3	248,7	167,7
167,0	314,0	29,6	146,2	190,3	129,7
137,8	262,7	79,8	147,8	207,8	86,2
3 (n=6)		142,4	260,6	70,4	131,5	280,0	82,1
123,4	220,3	67,1	106,9	219,1	136,6
244,8	222,4	134,6	134,4	223,4	84,3
110,9	182,3	51,5	134,6	219,9	151,8
161,0	224,5	52,0	100,1	288,5	104,9
203,3	239,9	25,4	147,3	325,8	131,2
Średnio	237,33	170,1	243,1	70,7	123,0	271,4	112,7	450,9	274,4
Odchylenie standardowe	59,3	62,6	39,1	28,2	24,0	49,1	30,8	121,7	40,6

T a b e l a 6. Masa drobnych cząstek (mg/kapsułkę) nośnika uzyskana dla kapsułek kontrolnych i kapsułek potraktowanych SFE

Numer szarży	1	1E	2	2E1	2E2	3	3E	4	4E
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1 (n=6)	191,3	276,5	179,2	236,9	285,6	162,1	229,0	328,5	277,6
120,0	287,2	188,1	234,1	312,9	172,9	230,1	334,5	292,7
175,2	280,1	230,5	331,8	281,7	115,9	202,2	293,2	289,4
172,1	285,9	191,3	266,9	305,0	-	215,1	273,2	279,1
161,1	285,4	186,5	290,0	315,2	187,1	208,8	277,8	281,0
191,6	288,1	169,4	274,6	289,9	133,8	262,0	287,5	286,4
2 (n=6)		99,8	198,0	263,4	294,6	190,6	224,7
286,6	214,3	241,9	315,4	142,9	216,0
289,5	201,8	457,3	317,3	130,9	238,1
312,4	211,2	277,2	305,7	162,7	225,6
308,2	190,2	286,0	312,7	156,4	209,9
303,3	191,9	247,3	293,0	158,3	234,1
3 (n=6)		302,2	154,5	220,2	290,6	156,0	140,8
292,0	170,2	240,8	264,9	169,2	197,5
275,1	171,2	266,8	266,1	195,6	219,2
311,4	189,5	250,1	302,3	182,5	201,0
305,3	205,6	235,4	304,9	180,2	182,3
273,8	193,8	270,6	323,7	132,9	240,2

PL 195 462 B1 cd. tabeli 6

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Średnio	168,6	292,4	191,0	271,7	299,0	160,6	215,4	299,1	285,0
Odchylenie standardowe	26,5	36,8	18,3	53,2	17,0	23,3	26,3	26,0	6,55

Pośród kapsułek kontrolnych, kapsułki od producenta B (partia 4) wykazują najwyższe FPM i najmniejsze zatrzymywanie. FPM kapsułek kontrolnych z partii 2 jest podobne do tych z partii 4, ale ich zatrzymywanie jest znacznie większe.

Zatrzymywanie w kapsułkach potraktowanych SFE odproducenta A jest 2-4 razy mniejsze niż zatrzymywanie w odpowiadającym im kapsułkom kontrolnym. Najniższe poziomy zatrzymywania leku i laktozy osiągnięto dla kapsułek z partii2. Partia 2 kapsułek potraktowanych SFE również w sposób powtarzalny daje 18,5 mg (40% łącznej dawki) FPM leku. Zmniejszenie zatrzymywania leku w kapsułkach zpartii 4 przez zastosowanie SFE jest mniejsze niż dla innych kapsułek, zuwagi na fakt, że kapsułki kontrolne z partii 4 już wcześniej zatrzymywały względnie małe ilości leku; jednakże, wprzeciwieństwie do kapsułek kontrolnych z partii 4, które wykazywały zatrzymywanie w zakresie 2,2-7,8 mg, zatrzymywaniewewnątrz ekstrahowanych kapsułek z tej samej partii było w zakresie 3,8-5,1 mg. Zatem, kapsułki potraktowane SFE mająbardziejjednolitewłaściwościzatrzymywanianiżnietraktowane kapsułki, niezależnie od ich właściwości zatrzymywania, tak więc SFE można zastosować do ustalenia jakości kapsułek niezależnie od ich źródła.

Tabele3 i 4 wskazują, że wszystkie kapsułki można potraktować metodą SFE, uzyskując średnie wartości zatrzymywania leku w zakresie 2,0-5,0 mg (4-11%) i FPM w zakresie 16,5-19,0 mg (36-41%), niezależnie od partii kapsułek i ich producenta. Odpowiednio kapsułki kontrolne wykazują średnie zatrzymywanie leku w zakresie 4,5-10,5 mg (10-23%) i średnie FPM w zakresie 12,0-15,0 mg (26-33%). Większe zatrzymywanie leku w kapsułkach kontrolnych niż w kapsułkach ekstrahowanych dowodzi, że proces SFE znacznie osłabia zdolność kapsułek do zatrzymywania leku. Zgodnie z oczekiwaniami, mniejszemu zatrzymywaniu leku w kapsułkach SFE towarzyszy proporcjonalny wzrost FPM. Całkowite zatrzymywanie i FPM dla połączonych partii ekstrahowanych kapsułek 1-4 wyniosło odpowiednio 3,5 ±0,9 mg i 17,7 ±0,9 mg. Zatem, odchylenia standardowe w albo zatrzymywaniu lub FPM dla połączonych partii były małe.

Tabele5 i 6, i fig. 15 i 16 wskazują, że zatrzymywanie nośnika w ekstrahowanych kapsułkach jest dużo mniejsze w kapsułkach potraktowanych SFE niż w kapsułkach kontrolnych, i że FPM nośnika uzyskane dla ekstrahowanych kapsułek jest na ogół większe niż dla kapsułek kontrolnych. W partii kapsułek, powtarzalność zatrzymywania nośnika dla kolejnych kapsułek jest na ogół większa dla kapsułek ekstrahowanych. FPM nośnika jest większe dla ekstrahowanych kapsułek, oprócz partii 4, gdzie FPM nośnika zasadniczo nie zmieniło się. Zatem, traktowanie SFE ma pozytywny wpływ zarówno na zatrzymywanie nośnika jak również FPM nośnika.

Zwiększenie powtarzalności dla kolejnych kapsułek w zatrzymywaniu leku i FPM przez SFE kapsułek zilustrowano dokładniej w fig. 17-20, które obejmują wszystkie dane dla partii 1-4. Fig. 17 i 18 ilustrują znaczne zmniejszenie zatrzymywania leku i duże zwiększenie powtarzalności zatrzymywania leku dla kapsułek traktowanych SFE.

Zatrzymywanie leku w ekstrahowanych kapsułkach różni się w zakresie 1-6 mg, podczas gdy zatrzymywanie w kapsułkach kontrolnych różni się w zakresie 2-15 mg. Fig. 19 i 20ilustrują zwiększenie FPM leku i jego powtarzalność uzyskane przez ekstrakcję kapsułek nadkrytycznym CO2. FPM leku uzyskane przez ekstrahowane kapsułki wynosi, na ogół, ±2 mg niezależnie od partii kapsułki. Dużo większe zmiany obserwuje się dla kapsułek kontrolnych. Podobne zwiększenia powtarzalności obserwuje się dla nośnika.

Wszystkie powyższe wyniki, w tym pomiary twardości, chromatograficzna analiza ekstraktu i pozostałości, SEM kapsułek i zatrzymywania leku i proszku oraz FPM, połączone ze sobą demonstrują, że proces SFE umożliwia ekstrakcję frakcji substancji lubrikanta odpowiedzialnej za duże zatrzymywanie leku i zmienność dawki, bez uszkodzenia kapsułek.

SFEzamkniętychkapsułekwdużejskali

To badanie zaprojektowano w celu demonstracji możliwości zastosowania niniejszego wynalazku do obróbki szarż w dużej skali. Tak więc kapsułki z różnych partii, w stanie zamkniętym, umieszczono w oddzielnych, bawełnianych workach i osobno związano plastikowymi paskami. Bawełniane

PL 195 462 B1 worki następnie załadowano kolejno do 80 l cylindrycznego zbiornika i ekstrahowano metodą zmieniającego się wahadłowo ciśnienia (17,2-10,3 MPa, 35°C), stosując nadkrytyczny CO2. Każdy bawełniany worek zawierał w przybliżeniu 15000 kapsułek. Prawie 315000 kapsułek ekstrahowano w 3 turach w każdej po około 105000 kapsułek. Szarża w skali przemysłowej może liczyć do kilku milionów kapsułek.

Kilka partii ekstrahowanych kapsułek wraz z ich odpowiednimi partiami kontrolnymi następnie napełniono w przemysłowym urządzeniu napełniającym uprzednio opisaną mieszanką proszku

I.B./laktoza pochodzącą z różnych szarż. Ogółem otrzymano 10 szarż kapsułek I.B./laktoza z 3 regularnych partii kapsułek od producenta A (1, 3 i 5) i 1 regularnej partii kapsułek od producenta B (partia 4). Kapsułki następnie utrzymywano w środowisku o RH 53,3%, a później zanalizowano na zatrzymywanie leku i FPM, stosując C. I. Andersena. Wyznaczanie wartości zatrzymywania leku i nośnika na kapsułkę powtórzono 10 razy dla każdej partii. Każdą poszczególną część C.I. zanalizowano ze względu na lek i proszek zebrane z 10 kolejnych przebiegów C.I. Zawartość 10 kapsułek dostarczyło wystarczającą ilość proszku do separatora wstępnego i 8 płytek, aby było możliwe dokładne określenie ilości zebranego proszku w każdym segmencie.

To badanie wskazuje, że proces ekstrakcji kapsułek metodą SFE, mający na celu zmniejszenie zatrzymywania proszku i zwiększenie FPM, można stosować w większej skali, do dużej ilości kapsułek. Wszystkie ekstrahowane kapsułki zatrzymywały mniej proszku i wykazywały większe FPM leku i nośnika niż odpowiadające im kapsułki kontrolne, niezależnie od partii laktozy i partii I.B. Ilustracją powyższego stwierdzenia dla I.B. są fig. 21 do 24. Podobne wyniki otrzymano dla laktozy.

Figura 21 wskazuje, że kapsułki potraktowane SFE zatrzymują mniej leku niż odpowiadające im kapsułki kontrolne, niezależnie od partii kapsułek, partii leku lub partii nośnika. Dla połączonych partii, zatrzymywanie leku w kapsułkach potraktowanych SFE mieści się w węższym zakresie, niż zatrzymywanie w kapsułkach kontrolnych (1,5-3,5 mg wobec 2,5-5,5 mg). Średnie zatrzymywanie w kapsułkach potraktowanych SFE i kapsułkach kontrolnych wyniosło odpowiednio 2,6±0,6 mg i 4,5±1,0 mg. Tak jak w badaniu w skali laboratoryjnej, zatrzymywanie leku w kapsułkach kontrolnych i potraktowanych SFE od producenta B ponownie było mniejsze.

Figura 22 wskazuje, że kapsułki potraktowane SFE dają większe FPM leku niż kapsułki kontrolne, niezależnie od partii kapsułek, partii leku lub partii nośnika. FPM uzyskane dla kapsułek od producenta B i odpowiadających im kapsułek potraktowanych SFE są, na ogół, nieznacznie większe niż FPM uzyskane dla kapsułek od producenta A. FPM uzyskane dla ekstrahowanych kapsułek od producenta A było prawie stałe (16,7-19,2 mg), niezależnie od partii kapsułek, partii leku lub partii nośnika. W przeciwieństwie FPM w kapsułkach kontrolnych waha się pomiędzy 13,0-17,5 m g. Całkowite, dla wszystkich kapsułek, średnie FPM uzyskane dla kapsułek potraktowanych SFE i kapsułek kontrolnych wyniosło odpowiednio 18,5±1,7 mg i 14,8+1,5 mg.

Figury 23 i 24 ilustrują różnicę dla kolejnych kapsułek powtarzalności zatrzymywania leku odpowiednio w kapsułkach kontrolnych i kapsułkach potraktowanych SFE. Zatrzymywanie leku w kapsułkach kontrolnych różni się pomiędzy 1,0-10,5 mg. W przeciwieństwie, zatrzymywanie leku w kapsułkach potraktowanych SFE różni się w dużo węższym zakresie (1,0-5,6). Tak więc kapsułki potraktowane SFE zachowują się podobnie pod względem zatrzymywania leku, niezależnie od partii kapsułek. Zatem, jak wskazują badania w skali laboratoryjnej, większą powtarzalność zatrzymywania leku, a zatem dawki leku, można osiągnąć w kapsułkach potraktowanych SFE, niż w kapsułkach kontrolnych.

Wpływ ekstrakcji leku, nośnika i proszku leku nadkrytycznym CO2: wyniki i analiza

Badania ekstrakcji składników proszku leku wykonano w celu określenia czy na właściwości przylegania nośnika może wpływać ekstrakcja zanieczyszczeń z powierzchni cząstek z zastosowaniem nadkrytycznego CO2. Ta technika może potencjalnie zapewnić jednorodne i powtarzalne powierzchnie nośnika i cząstek leku, a więc poprawić powtarzalność i wydajność uzyskiwania drobnych cząstek.

Napełnione i zabezpieczone kapsułki także ekstrahowano nadkrytycznym CO2. Istnieje zatem alternatywna możliwość traktowania kapsułek metodą SFE po napełnieniu proszkiem leku.

SFE laktozy, leku i mieszanki proszku

Laktozę i I.B. ekstrahowano oddzielnie przy ciśnieniu 17,2 MPa i temperaturze 35°C, przeprowadzając 2-godzinną dynamiczną ekstrakcję z zastosowaniem CO2. Nie zaobserwowano wykrywalnej utraty masy wynikającej z ekstrakcji, a mikroskopowe badania SEM laktozy nie wykryły zmiany wymiaru i ostatecznego wyglądu, wskazując, że zarówno laktoza jak również I.B. nadają się do traktowania

PL 195 462 B1 metodą SFE. Tak więc SFE może ekstrahować zanieczyszczenia z obu substancji, nie wpływając w zasadzie na preparat. Zanieczyszczenia występują, na ogół, w ilościach śladowych, a więc można na ogół rozpuszczać się w SCF takimjak CO2. W celu estrakcji białkowych zanieczyszczeń, na ogół wykrywanych na laktozie, może być konieczne zwiększenie ciśnienia do poziomów bliższych 69 MPa.

Powyższe stwierdzenia zilustrowano w tabelach 7 i 8. Stwierdzono, że proszki leku przygotowane z ekstrahowanej laktozy, w przeciwieństwie do laktozy kontrolnej zapewnionej przez producenta, wykazują większe FPM. Ekstrakcja laktozy nie powoduje żadnej widocznej zmiany w zatrzymywaniu proszku. Zatem, zatrzymywanie zależy tylko od właściwości kapsułki, a własności powierzchniowe laktozy ważne są do określania siły przylegania leku do nośnika. Tak więc ekstrakcja laktozy może zapewnić sposób kontrolowania FPM. Kondycjonowanie kapsułek w R.H. 53,3% nieznacznie zwiększa FPM i zmniejsza zatrzymywanie.

Ta b el a 7. Wpływ ekstrakcji laktozy na zatrzymywanie leku inośnika oraz FPM. Laktozę z partii 1i lek z partii 2zmieszano z wytworzeniem proszku leku.

Proszkiem leku napełniono kapsułki z partii 5.

Warunki	FPM leku (\|mg/kapsułkę)	Zatrzymywanie leku (\|mg/kapsułkę)	FPM nośnika (\|mg/kapsułkę)	Zatrzymywanie nośnika (\|mg/kapsułkę)
uL+uC	10,9	9,9	147,7	256,9
uL+eC	15,0	4,4	176,0	129,9
uL+ecC	16,0	2,8	178,9	83,7
eL+uC	13,2	8,7	175,5	206,2
eL+eC	16,1	2,9	182,0	92,5
eL+ecC	17,1	3,2	213,7	116,2

u: nietraktowane; e: ekstrahowane; c: kapsułki kondycjonowane przy RH 53,3%; C: kapsułki; L: laktoza

Ta b e l a 8. Wpływ ekstrakcji mieszanki proszku na zatrzymywanie leku i nośnika oraz FPM. Laktozę z partii 1ilek z partii 2 zmieszano z wytworzeniem proszku leku. Proszkiem napełniono kapsułki z partii 5.

Rodzaj laktozy i numer partii	FPM leku (mg/kapsułkę)	Zatrzymywanie leku (mg/kapsułkę)	FPM nośnika (mg/kapsułkę)	Zatrzymywanie nośnika (mg/ kapsułkę)
uB1	14,1	4,9	223,1	153,0
eB1	13,0	4,9	282,0	127,6
uB2	14,3	4,5	201,3	142,3
eB2	14,0	5,2	194,8	170,7

Ekstrakcja proszku leku, tj. zmieszanego leku i nośnika, nie wpływa ani na FPM leku lub jego zatrzymywanie. Brak wpływu na FPM wskazuje, że proces ekstrakcji nie zmienia właściwości przylegania leku i nośnika. Uwzględniając powyższe stwierdzenie, że na powierzchnię laktozy wpływa proces SFE, i że mieszanki proszku z ekstrahowaną laktozą mają inne FPM niż mieszanki proszku z laktozą kontrolną, stwierdzono że ekstrakcja mieszanki nie wpływa na powierzchnię przylegania leku i nośnika. Zatem, na powierzchnię przylegania leku i leku lub nośnika nie wpływa proces ekstrakcji. To z kolei oznacza, że albo powierzchnia przylegania nie jest dostępna dla CO2 lub że interakcyjne siły przylegania pomiędzy lekiem i lekiem lub nośnikiem są silniejsze niż moc rozpuszczająca CO2 dla powierzchni składników nośnika.

SFE napełnionych i zabezpieczonych kapsułek partie nietraktowanych kapsułek od producentaA (partie 1,5 i 6) i B (partia 7) napełniono uprzednio opisaną mieszanką proszku I.B./laktoza, zamknięto i zabezpieczono, a następnie ekstrahowano w temperaturze 35°C metodą ekstrakcji przy zmieniającym się wahadłowo ciśnieniu. Następ22

PL 195 462 B1 nie określono FPM leku i nośnika i zatrzymywanie zarówno w ekstrahowanych kapsułkach jak i w odpowiadających im napełnianych kapsułkach kontrolnych. Ponieważ lubrikant ekstrahuje się w obecności proszku leku, część ekstrahowanego lubrikanta może dzielić się pomiędzy fazę proszku i fazę cieczy nadkrytycznej wewnątrz kapsułki. Oczekuje się, że adsorpcja lubrikanta na proszku indukuje zbrylanie cząstek, tym samym zmniejszając FPM, jeśli nie usunięto go całkowicie podczas procesu ekstrakcji. Zatem ekstrakcja może wymagać prowadzenia przez dłuższy okres czasu do uzyskania całkowitej ekstrakcji lubrikanta z kapsułki i proszku.

Tabela 9 przedstawia zatrzymywanie i FPM proszku w tych kapsułkach. Na ogół, zatrzymywanie proszku, szczególnie nośnika, jest mniejsze w ekstrahowanych kapsułkach niż w kapsułkach kontrolnych. Oprócz partii 1 kapsułek, w której proces ekstrakcji nieznacznie zmniejszył FPM, FPM pozostało albo niezmienione lub zwiększone dzięki ekstrakcji, co dowodzi że lubrikant uległ ekstrakcji z zabezpieczonych kapsułek. Dla połączonych partii, FPM leku w nietraktowanych kapsułkach, wyniosło 16,0 mg, podczas gdy w ekstrahowanych kapsułkach 17,1 mg. Zatrzymywanie leku w albo nietraktowanych lub ekstrahowanych kapsułkach jest małe i zasadniczo równe (odpowiednio 4,3 i 4,4 mg). Tak więc, badanie to wskazuje, że lubrikant w zabezpieczonych i napełnionych kapsułkach można ekstrahować metodą SFE w celu wytworzenia preparatów o na ogół większym FPM i małym zatrzymywaniem proszku.

Ta b e l a 9. SFE Napełnionych kapsułek: wpływ na zatrzymywanie leku i nośnika, i FPM. Laktozę z partii 1 i lek z partii 2 zmieszano do wytworzenia proszku leku.

Partia kapsułek	FPM leku (mg/kapsułkę)	Zatrzymywanie leku (mg/kapsułkę)	FPM nośnika (mg/kapsułkę)	Zatrzymywanie nośnika (mg/kapsułkę )
6	15,1	4,7	208,4	122,1
e6	14,7	4,6	182,7	97,0
1	15,5	5,6	201,4	186,4
e1	13,6	6,1	159,1	66,6
5	14,3	5,5	201,3	142,3
e5	18,5	4,4	237,8	113,3
7	19,1	2,5	256,0	77, 6
e7	21,7	2,4	263,6	97,6

u: nietraktowane; e: ekstrahowane

Należy zauważyć, że zatrzymywanie nośnika w nietraktowanych kapsułkach jest dużo większe niż zatrzymywanie nośnika w ekstrahowanych kapsułkach (132,1 mg wobec 93,6 mg). Sugeruje to, że ekstrahowany lubrikant preferencyjnie przyłącza się do cząstek leku, które następnie mają większą skłonność do przyczepiania się do ścianek kapsułki podczas inhalacji. Faktycznie, I.B. jest substancją podstawową, i oczekuje się, że oddziaływuje silniej z ekstrahowanym kwasem stearynowym i kwasami tłuszczowymi występującymi w lubrikancie. To spostrzeżenie tłumaczy także dlaczego zatrzymywanie leku w ekstrahowanych kapsułkach nie jest znacznie niższe niż w nietraktowanych kapsułkach, pomimo usunięcia lubrikanta z kapsułek. Laktoza jest substancją kwasową, a więc nie oddziaływuje tak silnie jak I.B. z ekstrahowaną substancją lubrikanta.

Przedstawiono ekstrakcję lubrikanta z kapsułek z zastosowaniem metod SFE. Te metody można stosować do ekstrakcji substancji lubrikanta z albo otwartych, zamkniętych, zabezpieczonych lub zabezpieczonych i napełnionych kapsułek bez widocznego fizycznego lub chemicznego uszkodzenia kapsułek. Wykazano, że ekstrakcja lubrikanta zmniejsza zatrzymywanie leku i nośnika, zwiększa FPM leku i poprawia powtarzalność albo zatrzymywania lub FPM. Metody te wykazują także przydatność w ekstrakcji wilgoci lub innych zanieczyszczeń z kapsułek, leku lub nośnika.

Ekstrakcję SFE albo zamkniętych, otwartych, zabezpieczonych kapsułek, nośnika lub leku można prowadzić w temperaturze w zakresie 0,6-1,4 Tc przy czym Tc jest temperaturą krytyczną w K, i przy ciśnieniu w zakresie 0,5-100 Pc. Zatem można stosować SCF albo w stanie podkrytycznym lub nadkrytycznym. Ekstrakcję można także prowadzić w sposób bezpośredni; przez mieszanie zawartości zbiornika podczas kontaktowania ekstrahowanej substancji z SCF; przez fluidyzację ekstraPL 195 462 B1 howanej substancji z SCF; lub metodą SFE przy zmieniającym się wahadłowo ciśnieniu. Korzystnie, ekstrakcję prowadzi się w zakresie temperatury 1,0-1,1 Tc, i w zakresie ciśnienia 1-10 Pc. Wprzypadku ekstrakcji z zastosowaniem 2500, korzystne są warunki 31-90°C i 7,4-69 MPa. Ponadto, można zastosować CO2 lub inny odpowiedniSCF, wtymkwasheksafluorosulfonowy,podtlenekazotu,trifluorometan, etan, etylen, propan, butan, izobutan i ich mieszaniny. Do dowolnego SCF, w celu zmodyfikowania ich właściwości rozpuszczających, można również dodać modyfikatory rozpuszczalników organicznych, w tym etanol, metanol, aceton, propanol, izopropanol, dichlorometan, octan etylu, sulfotlenek dimetylu i ich mieszaniny. Modyfikatory organiczne stosuje się korzystnie we względnie niskich stężeniach (0-20%). Podobnie, można także dodać lekkie gazy takie jak N2, O2, He, powietrze, H2, CH4 i ich mieszaniny w różnych proporcjach do SCF, w celu zmiany ich i właściwości ekstrakcyjnych i transportowych.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób usuwania materiału rozpuszczalnego w płynie nadkrytycznym z wewnętrznej powierzchni trzonu i nasadki lub obu części żelatynowej, celulozowej lub plastikowej twardej kapsułki w stanie otwartym, zamkniętym lub zabezpieczonym, znamienny tym,żepoddajesiętrzoninasadkę lub obie części kapsułki działaniu płynu nadkrytycznego o temperaturze krytycznej mniejszej niż 200°C i ciśnieniu krytycznym mniejszym niż 69MPa, przenosząc materiał rozpuszczalny w płynie nadkrytycznym do płynu nadkrytycznego, a następnie usuwa się płyn nadkrytyczny i materiał rozpuszczalny w płynie nadkrytycznym z trzonu i nasadki lub obu części twardej kapsułki.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się temperaturę od 0,6 do 1,4 Tc, przy czymTc oznaczatemperaturękrytycznąwstopniachK,orazciśnienieod0,5do100Pc,przyczymPc oznacza ciśnienie krytyczne.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kapsułka jest kapsułką teleskopową składającą się z trzonu i nasadki o nieznacznie większej średnicy, suwliwie dopasowanej do otwartego końca trzonu.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że twarda kapsułka dodatkowo zawiera w swym trzonie swobodnie przesypujący się proszek.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że swobodnie przesypujący się proszek zawiera preparat farmaceutyczny.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że preparat farmaceutyczny jest przeznaczony doinhalacji.
7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że preparat farmaceutyczny przeznaczony do inhalacji zawiera bromek ipratropium, bromek tiotropium, bromek oksytropium, albuterol, siarczan albuterolu, clenbuterol, fenoterol, dipropionian beklometazonu, glukozę lub laktozę.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że materiałem rozpuszczalnym w płynie nadkrytycznym jest środek smarujący formę.
9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym,że płyn nadkrytyczny obejmuje dwutlenek węgla.
10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że płyn nadkrytyczny obejmuje dwutlenek węgla ijeden lub więcej organicznych rozpuszczalników.
11. Sposób usuwania materiału rozpuszczalnego w płynie nadkrytycznym z wnętrza zamkniętej żelatynowej, celulozowej lub plastikowej twardej kapsułki, znamienny tym,żepoddajesięzamkniętą kapsułkę działaniu płynu nadkrytycznego, o temperaturze krytycznej mniej niż 200°C i ciśnieniu krytycznymmniejniż69MPa,przenoszącmateriałrozpuszczalnywpłynienadkrytycznymdopłynunadkrytycznego, a następnie usuwa się płyn nadkrytyczny i materiał rozpuszczalny w płynie nadkrytycznymzzamkniętejtwardej kapsułki.
12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że dodatkowo okresowo zmniejsza się i zwiększa ciśnienie, pod którym zamknięta twarda kapsułkajest poddawana działaniu płynu nadkrytycznego.
13. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że twarda kapsułka dodatkowo zawiera w swym wnętrzu swobodnie przesypujący się proszek.
14. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że swobodnie przesypujący się proszek zawiera preparat farmaceutyczny.
15. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym,żepreparatfarmaceutycznyjestprzeznaczony doinhalacji.

PL 195 462 B1
16. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że preparat farmaceutyczny przeznaczony do inhalacji zawiera bromek ipratropium, bromek tiotropium, bromek oksytropium, albuterol, siarczan albuterolu, clenbuterol, fenoterol, dipropionian beklometazonu, glukozę lub laktozę.
17. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że materiałem rozpuszczalnym w płynie nadkrytycznym jest środek smarujący formę.
18. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że płynem nadkrytycznym jest dwutlenek węgla.
19. Twarda kapsułka, znamienna tym, że jej części poddano działaniu płynu nadkrytycznego w celu usunięcia każdego materiału rozpuszczalnego w płynie nadkrytycznym z wnętrza części, przy czym płyn nadkrytyczny ma temperaturę krytyczną mniejszą niż około 200°C i ciśnienie krytyczne mniejsze niż około 69 MPa.
20. Twarda kapsułka według zastrz. 19, znamienna tym, że jest wykonana z żelatyny, celulozy, tworzywa sztucznego lub ich mieszanki.
21. Kapsułka według zastrz. 19, znamienna tym, że materiałem rozpuszczalnym w płynie nadkrytycznym jest środek smarujący formę.