RO121407B1

RO121407B1 - Sisteme de administrare în fază solidă, cu eliberare controlată a moleculelor încorporate, şiprocedeu de obţinere

Info

Publication number: RO121407B1
Application number: RO97-00293A
Authority: RO
Inventors: Bruce Joseph Roser; Camilo Colaco; Mohammad Abdel Zahra Jerrow; Julian Alexander Blair; Jaap Kampinga; James Lewis Wardell; John Alistair Duffy
Original assignee: Quadrant Holdings Cambridge Limited
Priority date: 1997-02-13
Filing date: 1997-02-13
Publication date: 2007-05-30

Abstract

Invenţia se referă la sisteme de administrare aagenţilor terapeutici care se prezintă sub forma unor compoziţii solide pentru administrare prininhalare, dispozitiv pentru eliberarea agentului terapeutic ?i la un procedeu de obţinere a compoziţiei.

Description

Invenția se referă la o compoziție sub formă de particule pentru administrare prin inhalare și la un procedeu de obținere a acestor compoziții.

Sistemele de administrare în fază solidă sunt utilizate într-un domeniu larg de aplicații, cum ar fi eliberarea controlată a moleculelor labile, în special la materiale bioactive, precum agenții farmaceutici, enzimele, vaccinurile și agenții de control biologici, precum fertilizanții, pesticidele și feromonii.

Administrarea dozelor solide de compuși bioactivi țesuturilor biologice, cum sunt cele mucozale, dermice, oculare, subcutanate, intradermice și pulmonare, oferă diverse avantaje față de metodele cunoscute, cum sunt aplicațiile topice ale lichidelor, administrarea transdermică prin așa-numitul plasture și injecțiile hipodermice. Administrarea dozei solide poate fi realizată prin administrare transdermică directă a dozei solide, ceea ce reduce riscul de infecții prin eliminarea utilizării acelor și seringilor convenționale, prezintă o dozare mai precisă decât flacoanele cu multidoze și micșorează sau elimină disconfortul ce apare adesea la injecții hipodermice. Sunt cunoscute diverse sisteme de administrare a dozei solide, incluzând dispozitivele de administrare transdermice și balistice.

Administrarea topică este utilizată pentru numeroși compuși bioactivi, cum sunt antibioticele pentru vindecarea rănilor. Aceste unguente, geluri, creme etc. topice trebuie aplicate repetat pentru a fi eficiente. Această operație este dificilă, în special în cazul rănilor datorate arsurilor și ulcerelor.

Dispozitivele utilizate pentru administrarea medicamentelor pe cale transdermică cuprind, în mod obișnuit, compozite laminate pe care este aplicat un strat rezervă care conține medicamentul și, împreună cu compozitul, este aplicat pe piele, de exemplu, plasture transdermic, așa cum este descris în brevetul US 4906463. Totuși, multe medicamente nu sunt adecvate pentru administrare transdermică și nici vitezele de eliberare controlată a medicamentelor pe cale transdermică nu sunt perfectate.

Au fost formulate, de asemenea, sisteme terapeutice de împlânte subdermice pentru eliberare lentă a unor anumiți agenți farmaceutici, în perioade de timp largi, cum ar fi luni sau ani. Un exemplu bine cunoscut este Norplant® pentru administrare de hormoni steroizi.

în administrarea controlată de tip membrană permeabilă a medicamentelor, acesta este încapsulat într-un compartiment care este introdus într-o membrană polimerică, care permite eliberarea medicamentelor cu viteză limitată. Rezervorul de medicament poate conține fie particule de medicament, fie o dispersie (sau soluție) de medicament solid într-un lichid sau un mediu de dispersare de tip matriceal. Membrana polimerică poate fi fabricată dintr-un material polimeric, neporos, omogen sau eterogen sau o membrană semipermeabilă. încapsularea rezervorului cu medicamentul în interiorul membranei polimeri ce poate fi realizată prin turnare, încapsulare, microîncapsulare sau alte metode. Implanturile eliberează medicamentele prin dizolvarea medicamentului în miezul intern și difuzie lentă către matricea exterioară. Eliberarea de medicament dintr-un asemenea tip de sistem terapeutic implantabil ar trebui să fie relativ constantă și este într-o mare măsură dependentă de viteza de dizolvare a medicamentului în membrana polimerică sau de viteza de difuzie în interiorul membranei microporoase sau semipermeabile. Miezul interior poate să se dizolve substanțial în timp; totuși, în mijloacele curent folosite, matricea exterioară nu se dizolvă.

Implanturile sunt plasate subcutanat prin efectuarea unei incizii în piele și introducerea forțată a implanturilor între piele și mușchi. La sfârșitul utilizării acestora, dacă nu s-au dizolvat, aceste implanturi sunt scoase chirurgical. în brevetul US 4244949 este descris un implant care are o matrice exterioară dintr-un material plastic inert, cum este rășina de politetrafluoretilenă. Exemple de acest tip de sistem terapeutic implantabil sunt Progestasert IUD și sistemul Ocusert.

RO 121407 Β1

Alte sisteme terapeutice implantabile includ administrarea controlată a medicamen- 1 tului, de tip difuzie matriceală. Rezerva de medicament este formată prin dispersia omogenă a particulelor de medicament printr-o matrice de polimer lipofilic sau hidrofilic. Dispersarea 3 particulelor de medicament în matricea de polimer poate fi însoțită de amestecarea medicamentului cu un polimer lichid vâscos sau un polimer semisolid, la temperatura camerei, 5 urmată de o reticulare a polimerului sau prin amestecarea particulelor de polimer cu un polimer topit, la o temperatură ridicată. De asemenea, aceasta se poate realiza prin dizolva- 7 rea particulelor de medicament și/sau polimer într-un solvent organic, urmată de amestecare și evaporarea solventului într-o matriță, la o temperatură ridicată sau sub vacuum. Viteza de 9 eliberare a medicamentului la acest tip de mijloc de administrare nu este constantă. Exemple de acest tip de sistem terapeutic implantabil sunt inelele vaginale contraceptive și implantul 11 Compudose. în PCT/GB 90/00497 sunt descrise sisteme vitroase, de eliberare lentă pentru formarea de mijloace implantabile. Implanturile descrise sunt bioabsorbabile și nu necesită 13 îndepărtare chirurgicală. Totuși, inserția se face prin mijloace chirurgicale. De altfel, aceste mijloace sunt riguros limitate la tipul de compus bioactiv care poate fi încorporat care trebuie 15 să fie stabil la căldură și/sau solvenți pentru a face posibilă încorporarea în dispozitivul de eliberare. 17 în administrarea controlată a medicamentelor prin dizolvare într-un micro-rezervor, doza de medicament, care este o suspensie de particule de medicament într-o soluție 19 apoasă a unui polimer miscibil cu apa, formează o dispersie omogenă dintr-o multitudine de particule de medicament microscopice, nefiltrabile, discrete, într-o matrice de polimer. Micro- 21 dispersarea se poate realiza utilizând o tehnică de dispersare cu energie înaltă. Eliberarea medicamentului din acest tip de mijloc de administrare de medicament urmează fie o divizare 23 interfacială fie un proces controlat de difuzie în matrice. Un exemplu de acest tip de dispozitiv de administrare de medicament este Syncro-Mate-C Implant. 25 în cazul implantelor cu matriță polimerică, nu sunt adecvați pentru utilizare compușii bioactivi care nu rezistă la solvenți organici. în cazul sistemelor polimerice extrudate, nu sunt 27 adecvați pentru utilizare compușii bioactivi care nu pot rezista la temperaturi ridicate, necesare pentru formarea implantelor. în toate cazurile, aceștia sunt neadecvați pentru utilizare 29 compușii bioactivi care sunt instabili la temperatura corpului, în special pe perioade lungi de timp. 31

A fost furnizat un număr mare de formulări pentru administrarea sub formă de aerosoli pe suprafețele mucozale, în special, prin inhalare (nazo-faringean sau pulmonar). 33 Compozițiile pentru administrare farmaceutică prin inhalare, în general, cuprind o formulare lichidă a agentului farmaceutic și un mijloc pentru eliberarea lichidului sub formă de aerosoli. 35 în brevetul US 5011678 sunt descrise compoziții adecvate conținând o substanță activă farmaceutic, un steroid amfifilic biocompatibil și un agent propulsor bio-compatibil organic 37 (hidro/fluoro). în brevetul US 5006343 sunt descrise compoziții adecvate conținând lipozomi, substanțe active farmaceutic și o cantitate de agent tensioactiv alveolar, pe bază de proteine, 39 capabile de a înlesni transportul lipozomilor către suprafața pulmonară.

Un inconvenient al utilizării compozițiilor sub formă de aerosoli este faptul că 41 menținerea agenților farmaceutici în suspensii apoase sau soluții duce la aglomerarea și pierderea activității și biodisponibilității. Pierderea activității poate fi parțial prevenită prin 43 refrigerare; totuși, aceasta limitează utilizarea acestor compoziții. Aceasta se întâmplă în special, in cazul peptidelor și hormonilor. De exemplu, analogi ai hormonului de eliberare de 45 gonadotropină sintetică, cum ar fi agonistul de nafarelină sau antagonistul ganirelex, sunt cunoscuți pentru reactivitatea crescută, hidrofobicitate mărită și legare la membrană. 47

RO 121407 Β1

Compușii au un caracter hidrofob pronunțat, astfel încât are loc o aglomerare în soluție apoasă și se formează o structură ordonată, care duce la o viscozitate mărită, în timp. Astfel, biodisponibilitatea în compoziții nazale sau pulmonare poate fi scăzută accentuat. Utilizarea compozițiilor sub formă de pulbere poate depăși multe din aceste neajunsuri. Mărimea necesară a particulelor pentru astfel de pulberi este 0,5-5 μ pentru o depozitare alveolară în profunzime, în administrarea pulmonară. Din păcate, pulberile cu particule de dimensiuni din domeniul de mai sus tind să absoarbă apa și să se aglomereze, în acest fel diminuându-se depunerea pulberii în profunzime în spațiile alveolare. Deși pulberile cu o mărime a particulelor mai mare sunt potrivite pentru administrarea în regiunea nas-faringe, tendința pulberilor de a se aglomera scade suprafața particulei la contactul cu, și absorbția prin, aceste membrane. Sunt curent utilizate mijloace de desfacere a aglomerărilor formate, prin interacțiuni electrostatice (de exemplu, Turbohaler™); totuși, pe această cale nu sunt înlăturate aglomerările datorate umezelii. Ar fi mai avantajos să se obțină pulberi care să nu absorbă umezeala și să nu se aglomereze și astfel să se mărească concentrația pulmonară eficientă.

Sunt cunoscuți purtători farmaceutici la eliberarea dozelor solide pentru administrare transdermică, balistică. De exemplu, în brevetul US 3948263 este descris un implant animal balistic care cuprinde o peliculă polimerică exterioară ce include un material bioactiv, pentru utilizări veterinare. Similar, în brevetul US 4326524, este prezentat un proiectil balistic care conține doza solidă ce cuprinde materialul bioactiv și un liant inert, fără un înveliș exterior. Administrarea se face cu gaz comprimat sau prin explozie. în brevetul US 979993 sunt, de asemenea, descrise proiectile balistice pentru implant, din substanțe tranchilizante acoperite cu gelatină. Aceste mijloace balistice, totuși, sunt aplicabile numai la utilizări veterinare la animale mari, datorită unei cantități relativ mari de doză eliberată, în modul obișnuit de ordinul milimetrilor.

Administrarea balistică la nivel celular a fost testată, de asemenea, cu succes. Principiul general al administrării balistice este utilizarea unui front de undă supersonic, creat prin eliberarea gazului comprimat pentru a propulsa particulele conținute într-o incintă alăturată. De exemplu, acizii nucleici absorbiți pe particule microproiectile de tungsten au fost cu succes administrați la celule epidermice de plante vii, arată Klein (1987) în Nature 327:7073. Un mijloc mai bine controlat este pușca cu aflux de particule (PIG), conform Vain ș.a. (1993) în Plant Cell. Tissue and Organ Culture 33:237-246.

Au fost descrise în brevet US 4790824 și PCT/GB 94/00753 mijloace în care fiole închise la flacără au conținut medicamente utilizând presiune de gaz. Diverse mijloace de injectare a fluidelor sunt, de asemenea, descrise în brevete US 5312335 și 4680027. Există diferite compoziții adecvate pentru administrare balistică. Formulările sub formă de pulbere, ale substanțelor farmaceutice, sunt inadecvate pentru administrare balistică. Particulele din pulberi sunt, în general, neregulate, variind ca mărime, formă și densitate. Această lipsă de uniformitate duce la formarea unor depozite de pulbere și la pierderi pe suprafața pielii în timpul administrării și, de asemenea, se creează probleme în controlul și profunzimea administrării în țesuturile subcutanate și intradermice.

Astfel, pentru administrare balistică, este avantajoasă utilizarea unor sisteme de administrare de medicamente solide cu mărime, formă și densitate definite, și viteză de dizolvare, pentru a asigura o distribuție mai uniformă. Avantaje în plus ar putea rezulta dacă forma purtătorului farmaceutic ar putea fi controlată pentru a facilita penetrarea controlată în epidermă și în straturile tari ale pielii. Sistemele de administrare de mărimi mici, preferabil cuplate cu administrare la anumit moment vor mări, de asemenea, confortul administrării,

RO 121407 Β1 cu repercusiuni minime pentru țesut. Obținerea unor astfel de sisteme de administrare a 1 dozei solide ar trebui să se facă astfel încât nici agentul de vehiculare nici substanța activă ce trebuie eliberate să nu fie prejudiciate și eficacitatea acestora să nu scadă. în plus, 3 substanța activă trebuie să rămână stabilă pe timpul condiționării, împreună cu agentul purtător, astfel încât să se realizeze o administrare eficientă, iar stocarea sistemului de adminis- 5 trare să fie astfel facilitată. Producerea agentului purtător pentru administrare de doză solidă și condiționarea acestuia cu material activ pentru a obține un sistem de administrare a dozei 7 solide și administrarea sistemului trebuie să fie relativ simplă și economică.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în furnizarea unui sistem de 9 administrare a fazei solide îmbunătățit, pentru administrarea prin inhalare a unui agent terapeutic. 11

Dezavantajele sistemelor de administrare cunoscute sunt eliminate prin utilizarea compoziției conform invenției, sub formă de particule care constau dintr-o soluție solidă, care 13 cuprinde un agent terapeutic și un carbohidrat care formează stare vitroasă, superior unei monozaharide și care este capabil de a stabiliza agentul în timpul uscării prin pulverizare și 15 stocare, cu condiția ca atunci când agentul terapeutic este insulina, soluția să nu conțină citrat. 17

Compoziția pentru utilizare terapeutică, adecvată pentru administrare prin inhalare, este sub fomă de particule care constau dintr-o soluție solidă, care cuprinde un agent tera- 19 peutic și un carbohidrat care formează stare vitroasă, superior unei monozaharide, care este amorf la temperaturi ridicate. 21

Dispozitivul pentru eliberarea pulmonară a unui agent terapeutic, conform invenției, include particule definite anterior.23

Procedeul de obținere a particulelor, conform invenției, cuprinde etapele de topire a carbohidratului care formează stare vitroasă, incorporarea agentului terapeutic în acesta, în25 care temperatura topiturii este suficientă pentru a fluidiza carbohidratul, dar insuficientă pentru a inactiva substanțial agentul terapeutic, răcirea topiturii și măcinarea produsului răcit. 27

Prin aplicarea invenției se obțin compoziții sub formă de particule adecvate pentru administrare prin inhalare cu o bună stabilitate a agentului terapeutic pe perioada uscării prin29 pulverizare și a stocării.

Fig. 1 este un grafic ce reprezintă distribuția tipică a mărimii particulelor de pulbere 31 de sticlă trehaloză, adecvată pentru administrarea prin inhalare. Fig. 1 este descrisă în exemplul 2.33

Fig. 2A este un grafic ce reprezintă distribuția mărimii particulelor limitată pentru trehaloză/pulbere de sticlă cu apă moleculară pompată, tamponată cu sare (MWPB). Fig. 2B 35 este un grafic ce prezintă absorbția apei de către diferite pulberi de sticlă trehaloză/MWPB și trehaloză/clorură, după stocare la temperatura ambiantă și diferite umidități relative. 37 Fig. 2B reprezintă umiditate relativă 51% și MWPB (·), umiditate relativă 80% și MWPB (|), umiditate relativă 51% și clorură (□ ) și umiditate relativă 80% și clorură (X). Fig. 2 este 39 descrisă în exemplul 2.

Fig. 3 este un grafic ce prezintă distribuția limitată a mărimii particulelor pentru pulbe- 41 rea de sticlă trehaloză, obținută prin uscarea prin pulverizare într-un uscător spray Lab-plant. Fig. 3 este descrisă în exemplul 2. 43

Fig. 4 este un grafic ce prezintă o comparație a distribuției mărimii particulelor exactă pentru pulberi de sticlă de trehaloză (trehaloză 0,5M/lactat de calciu 0,5M) preparate cu 2 45 uscătoare spray diferite (Lab-Plant) (□) și Buchi (A), așa cum sunt indicate. Fig. 4 este descrisă în exemplul 2. 47

RO 121407 Β1

Fig. 5A este un grafic ce reprezintă rezistența peroxidazei din hrean la acetonă efectuată prin uscarea enzimei cu trehaloză. Valorile medii sunt prezentate pentru: nici un solvent plus trehaloză (o), nici un solvent minus trehaloză (*), acetonă plus trehaloză (pătrat deschis în partea de jos) și acetonă minus trehaloză (pătrat deschis în partea de sus). Fig. 5B este un grafic ce reprezintă rezistenta fosfatazei alcaline la acetona, efectuată prin uscarea enzimei cu trehaloză. în fig. 5B cercurile deschise reprezintă expunere fără solvent plus trehaloză, cercurile închise reprezintă expunere fără solvent minus trehaloză, pătratele deschise în partea de jos reprezintă media acetonă plus trehaloză și pătratele deschise în partea de sus reprezintă media acetonă minus trehaloză. Fig. 5 este descrisă în exemplul 3.

Fig. 6 este un grafic ce reprezintă eliberarea MB9 din filme selectate de sticlă pe bază de metalcarboxilat. Pătratele reprezintă film de hexanoat de aluminiu (100-200 μ), când eliberarea precede dizolvarea filmului. Cercurile reprezintă film de neodecanoat de calciu (12 mm) când eliberarea urmează după dizolvarea filmului. Fig. 6 este descrisă în exemplul 7.

Fig. 7 este un grafic ce reprezintă cantitatea de colorant acid albastru 129 încapsulat din disc de sticlă pe bază de α-D-glucoză pentaacetat (α-GPAC). Fig. 7 este discutată în exemplul 8.

Fig. 8 este un grafic ce reprezintă eliberarea MB9 din discuri de sticlă de trehaloză octaacetat (TOAC) (6 mm x 2,5 mm) în soluție de PBS. Fig. 8 este discutată în exemplul 9.

Fig. 9 este un grafic ce reprezintă eliberarea de MB9 din matrice de TOAC/RUDA (trehaloză octaacetat/rafinoză undecaacetat) în apă deionizată. Diferitele concentrații reprezentate sunt: 95% TOAC, 0,61%, în greutate colorant (□); 75% TOAC, 1,17%, în greutate, colorant (o); 50% TOAC, 2,09%, în greutate, colorant (A) TOAC singur, 1,39%, în greutate colorant (o) și Ruda singur, 4%, în greutate, colorant (▼). Fig. 9 este descrisă în exemplul 9.

Fig. 10 este un grafic ce reprezintă variația în Tg dependent pe mol %TOAC ale coformulărilor de doi HDC. Pătratele reprezintă sticlă pe bază de trehaloză octaacetat/ sorbitol hexaacetat (TOAC/SHAC). Cercurile reprezintă sticlă pe bază de TOAC/RUDA. Triunghiurile reprezintă sticlă pe bază de trehaloză octaacetat/a-glucoză pantaacetat (TOAC/a-GPAC). Fig. 10 este descrisă în exemplul 9.

Fig. 11 este un grafic ce reprezintă eliberarea % medie de MB9 în PBS din sfere de sticlă TOAC/RUDA selectate (n=4). Pătratele reprezintă 10% RUDA. Cercurile reprezintă 50% RUDA. Triunghiurile reprezintă numai RUDA. Fig. 11 este descrisă în exemplul 9.

Fig. 12 este un grafic ce reprezintă eliberarea de MP9 (1% în greutate) din coformulări de TOAC + 25% SOAC (*) și 25% COAC (*) (n=5). Fig. 12 este descrisă în exemplul 9.

Fig.13 este un grafic ce reprezintă eliberarea de MP9 (1% în greutate) din TOAC/aGPAC în următoarele rapoarte 90:10 (*). 75:25 (·), 50:50 (*) și 25:75 (») (n=4). Fig. 13 este descrisă în Exemplul 9.

Fig. 14 este un grafic ce reprezintă eliberarea de MP9 din TOAC (·) și TOAC/TOPR (25% în greutate) (·) (n=5). Fig. 14 este descrisă în exemplul 9.

Fig. 15 este un grafic ce reprezintă eliberarea de MP9 (1% în greutate) din TOAC singur (·) și TOAC plus XPDO (5%) (*) (n=5). Fig. 15 este descrisă în exemplul 9.

Fig. 16 este o fotomicrografie a unui film subțire dintr-o coformulare de sticlă cuprinzând 10% trehaloză în TOAC uscat din dimetilformamidă (DMF). Fig. 16 este descrisă în exemplul 10.

Fig. 17 este o fotomicrografie mărită a coformulării din fig. 16. Fig. 17 este descrisă în exemplul 10.

Fig. 18 este o fotomicrografie a unei coformulări de sticlă cuprinzând 10% trehaloză în TOAC cu verde de metil și Oii red O uscat în DMF. Fig. 18 este descrisă în exemplul 10.

RO 121407 Β1

Invenția cuprinde agenți purtători de administrare solizi, vitroși, adecvați pentru formu- 1 lare cu o largă varietate de substanțe, pentru a se obține sisteme de administrare. Alegerea agenților purtători de administrare, vitroși, este influențată de natura substanțelor active și 3 de viteza de eliberare dorită a substanței active. Invenția furnizează o mare varietate de viteze și tipuri de administrare. De asemenea, sunt furnizate substanțe active preferate, 5 substanțe tampon, adjuvanți și stabilizatori adiționali. Sistemele de administrare pot fi de diferite mărimi și forme pentru o varietate de moduri de administrare. 7

Invenția cuprinde sisteme de administrare rapidă a dozelor solide solubile conținând un poliol de stabilizare (SP) și o substanță activă. Aceste sisteme de administrare pot fi con- 9 diționate sub formă de pulberi cu o mărime omogenă a particulelor și în forme mai mari, implantabile. 11

Invenția conține, de asemenea, agenți purtători, vitroși, formați din carbohidrați derivatizați hidrofob (HDCs). Acești HDCs sunt netoxici și eliberarea substanțelor active din 13 aceste sisteme este controlată, în mod superior, astfel încât eliberarea substanțelor active să se poată realiza pe perioade extinse de timp. Eliberarea din sistemele de administrare 15 HDC poate fi efectuată prin devitrificare, dizolvare și/sau hidroliză. Sistemele de administrare HDC sunt indicate pentru a elibera substanțe active precum pesticidele, feromonii, hormonii 17 steroizi, peptidele, înlocuitorii depeptide, antibioticele și alte substanțe farmaceutice organice, precum corticosteroizii sintetici, bronhodilatatoare și imunomodulatoare și imunosupre- 19 soare ca ciclosporina A (CSA).

Invenția cuprinde, de asemenea, coformulări de diferiți agenți purtători vitroși, pentru 21 a se obține noi combinații de sisteme de administrare. Sistemele de administrare combinate cuprind HDC împreună cu SP și/sau alte materiale vitroase, solubile lent în apă, cum sunt 23 compozițiile vitroase cu carboxilat, nitrat sau fosfat, fiind obținute sisteme de administrare a dozei solide cu proprietăți noi și variate. 25

Invenția constă în sisteme de administrare a dozei solide cu eliberare multifazică care cuprinde un înveliș exterior din HDC, solubil lent într-o soluție apoasă, iar în interior se află 27 o cavitate cu o porțiune interioară care cuprinde cel puțin un SP și o cantitate eficientă din punct de vedere terapeutic din cel puțin o substanță activă. 29

Invenția constă, de asemenea, în metode de eliberare a materialelor bioactive prin sistemele de administrare a dozei solide descrise mai sus și administrarea sistemului la un 31 țesut biologic. Administrarea poate fi efectuată la nivelul mucoasei, oral, topic, subcutanat, intradermic, intramuscular, intravenos și prin inhalare. 33

Invenția constă de asemenea, în metode de obținere a sistemelor de administrare în fază solidă. SP și/sau HDC, substanțele active și ceilalți componenți sunt amestecați și 35 prelucrați printr-o varietate largă de metode, incluzând dizolvarea în topitură, urmată de răcire bruscă, uscare prin pulverizare, uscare prin congelare, uscare la aer, uscare în 37 vacuum, uscare în pat fluidizat, coprecipitare și evaporare de fluide super-critice. Materialul vitros rezultat poate fi încălzit la înmuiere și apoi poate fi supus extruderii, tras sau filat în 39 fibre solide sau tubul are. Componentele uscate pot fi, de asemenea, amestecate în soluții apoase sau organice și uscate, de exemplu, prin uscare cu pulverizare, uscare prin 41 congelare, uscare la aer, uscare sub vacuum, uscare în pat fluidizat, coprecipitare și evaporare de fluide super-critice. 43

Invenția furnizează, de asemenea, metode de obținere a sistemelor de administrare adecvate pentru o eliberare lentă sau pulsatilă a substanțelor active. Metodele includ 45 combinarea substanțelor active în soluții solide de stabilizare de polioli cu formare de sticlă și/sau HDC și/sau sticle cu viteze de dizolvare sau degradare mai scăzute decât ale SP și 47

RO 121407 Β1 prelucrarea componentelor așa cum s-a descris mai sus. Proporțiile materialelor pot fi controlate astfel încât să rezulte un interval larg de viteze de eliberare, definite precis. Coformulările de SP și /sau HDC și alte materiale vitroase solubile în apă și/sau biodegradabile, materiale plastice și modificatori de sticlă, obținute, fac parte din prezenta invenție.

Sistemele de administrare a dozei solide și metodele de obținere conform invenției, constau din forme de doză solidă care cuprind fibre, sfere, tablete, discuri, particule și ace, cu o distribuție a mărimilor, relativ omogenă. Agenții purtători pot fi microscopici sau macroscopici.

O mare varietate de substanțe active este recomandată pentru utilizare în prezenta invenție, incluzând, dar nelimitându-se la, agenți de diagnosticare, terapeutici, profilactici și alți agenți activi. Sistemele de administrare și metodele de utilizare a acestora se referă la o varietate de scheme de dozare pentru eliberarea substanțelor active și sunt adecvate pentru un interval larg de utilizări, incluzând aplicații în agricultură, în medicina veterinară și umană.

Invenția cuprinde sisteme de administrare în fază solidă conținând agenți purtători de eliberare a dozei solide și substanțe active. Sistemele de administrare sunt astfel formulate, încât să permită eliberarea substanțelor active încorporate la viteze precise. Sistemele de administrare sunt în mod special indicate pentru eliberarea de molecule bioactive la animale, incluzând omul.

De asemenea, într-o altă formă de realizare a invenției sunt prezentate metode de eliberare a agenților terapeutici incluzând, dar nelimitându-se la, administrare la nivelul mucoasei, orală, topică, subcutanată și intradermică, intramusculară, intravenoasă și prin inhalare.

Invenția se referă, de asemenea, la metode de obținere a sistemelor de administrare.

Prin termenul de doză solidă utilizat aici, se înțelege că o substanță activă încorporată în agentul purtător este mai degrabă în formă solidă decât lichidă și forma solidă este forma utilizată pentru eliberare. Subtanțele active sunt acele molecule, macromolecule sau ansambluri macromoleculare, sintetice și naturale și fracțiuni celulare, celule vii sau moarte, bacterii și viruși și alte substanțe active încorporate în agentul purtător; este indicată o mare varietate de substanțe active pentru această utilizare și este descrisă mai jos. Prin cantitate eficientă de substanță activă, se înțelege o cantitate pentru realizarea efectului dorit. De exemplu, cu un material bioactiv, o cantitate efectivă este cea care efectuează reacția fiziologică dorită. Agentul purtător este în formă solidă și este de natură amorfă sau vitroasă. Alți aditivi, substanțe tampon, coloranți etc, pot fi încorporați în sistemele de administrare. Așa cum se folosește aici, termenul agent purtător include toate substanțele cu formare de sticlă, utilizate în prezenta invenție. Termenul de sistem(e) de administrare include forme de doză solidă cuprinzând agenții purtători și substanțele active. Sistemele de administrare formate din agenți purtători specifici au nume date distinct așa cum sunt indicate; dacă nu sunt indicate, termenul de sistem de administrare cuprinde pe fiecare din acestea.

într-o formă de realizare, invenția se referă la sisteme de doză solidă cu viteze de eliberare rapidă a substanțelor active. în această formă de realizare, agentul purtător este un SP. S-a descoperit, de asemenea, că substanțele SP pot fi prelucrate pentru a se obține pulberi cu o distribuție omogenă a mărimilor de particule, sub formă de microsfere sau de ace. Substanțele SP pot fi, de asemenea, prelucrate pentru a se obține forme de eliberare macroscopice, adecvate pentru formularea mijloacelor implantabile. Invenția descrie o varietate largă de forme de dozare și metode pentru obținerea formelor de dozare. S-a descoperit că aceste substanțe SP sunt în mod special utilizabile când alte condiții de denaturare ar face imposibilă formularea formelor de dozare solidă a materialelor bioactive. în special, astfel de condiții includ temperaturi ridicate (cele deasupra cărora materialul bioactiv este de altfel denaturat) și prezența solvenților organici.

RO 121407 Β1 într-o altă formă de realizare, invenția se referă la sisteme de dozare solidă, cu viteze 1 de eliberare a substanțelor active noi, definite și controlabile. în această formă de realizare, agentul purtător este o sticlă pe bază de carboxilat organic. S-a descoperit că carboxilații 3 organici formează agenți purtători, amorfi, stabili prin evaporare de solvent. Aceste sticle organice eliberează substanțele active încorporate, la viteze definite precis, depinzând de 5 anionul carboxilat compozit și cationul metalic utilizat. La fel ca și agenții purtători cuprinzând SP, aceste sticle pot fi prelucrate, fie singure, fie în amestecuri cu alți carboxilați organici 7 și/sau SP și/sau HDC, pentru a se obține pulberi cu o distribuție a mărimii particulelor omogenă, sub formă de microsfere, ace și/sau mijloace implantabile, pentru obținerea unei largi 9 varietăți de forme de eliberare macroscopice.

într-o altă formă de realizare, invenția se referă la sisteme de dozare solidă cu viteze 11 de eliberare, noi, definite și controlabile, a substanțelor active. în această formă de realizare, agentul purtător este un derivat carbohidrat hidrofob (HDC). S-a descoperit că substanțele 13 HDC formează agenți purtători, vitroși, stabili, care eliberează substanțe active, în condiții apoase, la viteze definite precis, depinzând de carbohidrat, de radicalul(ii) hidrofob utilizat 15 pentru a derivatiza carbohidratul și de gradul de derivatizare. La fel ca agenții purtători cuprinzând SP, cei cuprinzând HDC pot fi prelucrați pentru a se obține pulberi cu o distribuție 17 omogenă a mărimii particulelor, sub formă fie de microsfere, fie de ace. Substanțele HDC pot fi, de asemenea, prelucrate pentru a forma o largă varietate de forme de eliberare macro- 19 scopice.

Invenția descrie formele de dozare și metode pentru obținerea formelor de dozare 21 sunt descrise aici. Aceste sisteme de administrare sunt destinate în mod special în situațiile în care natura substanței active ar face imposibilă formularea formelor de dozare solidă, 23 astfel încât sunt indicate sisteme de administrare pentru substanțe active hidrofobe, care altfel sunt dificil de formulat în forme de dozare sau pentru a obține concentrații fiziologice 25 eficiente, datorită insolubilității în solvenți apoși.

Sistemele de administrare există ca soluții solide, emulsii, suspensii sau coacervate 27 ale substanței active în agentul purtător solid. Substanța activă este rezistentă la temperaturi mai mari în agentul purtător decât singură. Rezistența la temperatură exactă depinde de 29 agentul purtător utilizat. Astfel, componenții sistemelor de administrare pot fi menținuți ca topituri pentru perioade scurte de timp, fără să se altereze substanțele active în timpul pre- 31 lucrării. în același sens, sistemele de administrare pot fi în continuare prelucrate și sunt rezistente la condițiile de lucru în timpul sinterizării cu nitrat și/sau carboxilat și/sau HDC și/sau 33 alte substanțe cu formare de sticlă.

Invenția se referă și la coformulări de diferiți agenți purtători și sisteme de eliberare, 35 în scopul obținerii unei largi varietăți de combinații de agenți purtători.

Invenția cuprinde compoziții și metode pentru obținerea compozițiilor. Deși pot fi 37 utilizate forme singulare, pot fi prezente mai mult decât un agent purtător, mai mult decât o substanță activă și mai mult decât un aditiv. Determinarea cantităților eficiente din acești 39 compuși este la îndemâna specialistului.

Invenția cuprinde sisteme de administrare a dozei solide în care agentul purtător de 41 eliberare conține un poliol stabilizat. Acestea sunt denumite sisteme de administrare SP.

S-a descoperit că sistemele de eliberare SP pot fi prelucrate într-o varietate largă de forme 43 de dozare solide, în special, ridicate pentru administrarea terapeutică a substanțelor active.

RO 121407 Β1

Substanțele SP includ, dar nu se limitează la, carbohidrați. Așa cum este folosit aici, termenul carbohidrați include, dar nu se limitează la, monozaharide, dizaharide, trizaharide, oligozaharide și alcoolii lor corespunzători, polizaharide și carbohidrații modificați chimic cum sunt hidroxietilamidonul și copolimerii zaharosi (Ficoll). Carbohidrații, atât naturali cât și sintetici, sunt prezentați în invenție. Carbohidrații sintetici includ, dar nu se limitează la, cei care au legătura glicozidică înlocuită cu o legătură tiol sau carbon. Pot fi folosite ambele forme D și L ale carbohidraților. Carbohidrații pot fi nereducători sau reducători. Agenți purtători adecvați sunt cei in care o substanță activă poate fi uscată și stocată fără înregistrarea unor pierderi semnificative în acțiunile ulterioare, de denaturare, agregare sau alte mecanisme. Prevenirea pierderilor de activitate poate fi intensificată prin adăugarea de diferiți aditivi, cum sunt inhibitorii reacției Maillard, descriși mai jos. Adăugarea de astfel de inhibitori este, în special, preferată împreună cu carbohidrați reducători.

Carbohidrații reducători indicați pentru a fi utilizați în prezenta invenție sunt cunoscuți specialiștilor în domeniu și includ, dar nu se limitează la, glucoză, maltoză, lactoză, fructoză, galactoză, manoză, maltuloză, izomaltuloză și lactuloză.

Carbohidrații nereducători includ, dar nu se limitează la trehaloză, rafinoză, stacioză, zaharoză și dextran. Alți carbohidrați utilizabili includ glucozide nereducătoare ale polihidroxicompușilor aleși dintre alcoolii zaharici și alți polialcooli cu catenă ramificată. Dintre glicozidele alcoolilor zaharici sunt preferate monoglicozidele, în special, compușii obținuți prin reducerea dizaharidelor cum sunt lactoza, maltoza, lactuloza și maltuloza. Gruparea glicozidică este preferabil o glucozidă sau o galactozidă și alcoolul zaharic este preferabil sorbitolul (glucitolul). în special, carbohidrații preferați sunt maltitol (4-O-P-D-glucopiranozil-D-glucitol), lactitol (4-O-P-D-galactopiranozil-D-glucitol), palatinit (un amestec de GPS, a-D-glucopiranozil-1 -6-sorbitol și GPM, a-D-glucopiranozil-1 -6-manitol și alcoolii lor individuali, componente GPS și GPM.

Preferabil, SP este un carbohidrat care există sub formă de hidrat, incluzând trehaloză, lactitol și palatinit. Mai preferabil, SP este trehaloză. S-a descoperit, surprinzător, că sistemele de administrare a dozei solide conținând anumiți hidrați zaharici, ca trehaloză, sunt lipsite de viscozitatea sau adezivitatea formelor de doză solidă care conțin alți carbohidrați. Astfel, pentru producere, ambalare și administrare, trehaloza este substanța preferată SP.

Trehaloza, (α-D-glucopiranozil-a-D-glucopiranozidă) este o dizaharidă obținută natural, nereducătoare, care, inițial, s-a arătat că este asociată cu prevenirea afecțunilor cauzate de deshidratare, la anumite plante și animale, care pot fi deshidratate fără a fi deteriorare și care pot fi ulterior rehidratate. Trehaloza s-a dovedit a fi indicată în prevenirea denaturării proteinelor, virușilor și produselor alimentare în timpul deshidratării, așa cum se arată în brevete US 4891319; 5149653; 5026566; Blakeley ș.a. (1990) Lancet 336:854-855; Roser (iulie 1991) Trends in Food Sci. and Tech. 166-169; Colaco ș.a. (1992) Biotechnol. Internat., 345-350; Roser (1991) BioPharm. 4:47-53; Colaco ș.a. (1992) Bio/Tech. 10:1007-1011; și Roser ș.a. (mai 1993) New Scientist, pg. 25-28.

Alte substanțe SP indicate pentru utilizare în invenție sunt descrise, de exemplu, în WO 91/18091, WO 87/00196, US 4891319 și 5098893, care prezintă utilizarea poliolilorca sticle pentru stabilizarea moleculelor în timpul uscării și stocării, pentru reconstituire înainte de utilizare. Formele de dozare solide cuprinse în invenție sunt indicate pentru utilizare directă, ca sisteme de administrare pentru eliberarea controlată a substanțelor active încorporate. în plus, acești polioli pot fi utilizați în combinație cu alte matrice amorfe pentru a se obține sisteme de administrare, care s-a demonstrat că prezintă interval larg de viteze de eliberare și caracteristici care sunt ușor și precis controlabile, pentru a produce sisteme de dozare solide unice.

RO 121407 Β1

De asemenea, s-a descoperit că substanțele active preferențial solubile în solvenți 1 organici pot fi uscate în trehaloză dintr-un amestec de solvent organic/apos, pentru a se obține o coformulare care este ușor de reconstituit în solvenți apoși. Invenția cuprinde 3 sisteme de dozare solide obținute în acest fel. Metodele pentru producerea materialului uscat și compozițiile obținute astfel, sunt prezentate în invenție. Substanța activă este dizolvată 5 într-un solvent organic/apos în combinație cu o cantitate eficientă de trehaloză și apoi este uscată. Se obține o soluție solidă, emulsie, suspensie sau coacervat de substanță activă într- 7 o sticlă de trehaloză care apoi se dizolvă ușor într-o soluție apoasă pentru a se obține o suspensie fin dispersată de substanță activă insolubilă. S-a observat că imunosupresorul 9 CSA (care este puțin solubil în apă și administrat normal ca o soluție uleioasă) într-o soluție de trehaloză într-un amestec etanol:apă 1:1, poate fi uscat pentru a se obține o sticlă clară 11 de trehaloză cu conținut de CSA.

Această sticlă poate fi laminată pentru a se obține o pulbere liberă, fluidă, care poate, 13 de asemenea, fi tabletată, care atunci când se adaugă apă se dizolvă instantaneu, obținându-se o suspensie fină, dispersată, de CSA în apă. 15

Invenția prezintă, de asemenea, sisteme de administrare a dozei solide în care agentul purtător conține cel puțin un HDC. Acestea sunt denumite sisteme de administrare 17 HDC. Substanțele HDC formează o grupă separată de derivați de carbohidrat netoxici, indicați pentru utilizare în obținerea unui agent purtător de doza solidă. Deși au fost sintetizate 19 multe sisteme HDC, avantajele obținerii de sticlă de acest tip nu au fost până acum prezentate. Invenția constă în obținerea de sisteme vitroase HDC, care permit formarea de 21 matrice cu compoziție amorfă. Sistemele de administrare HDC sunt, în special, indicate, pentru utilizare în eliberarea controlată, ritmică sau întârziată a substanțelor active. Oricare 23 dintre substanțele active descrise aici pot fi încorporate în sistemele de administrare HDC.

Așa cum s-a arătat aici, substanțele HDC formează sticle fie din o topitură prin răcire 25 bruscă, fie prin evaporarea solventului organic. Substanțele HDC pot, de asemenea, fi prelucrate prin metodele descrise pentru SP. 27

Așa cum se utilizează aici, HDC se referă la o largă varietate de derivați carbohidrați hidrofobi, în care cel puțin o grupare hidroxil este substituită cu un radical hidrofob, 29 incluzând, dar fără a se limita la, esteri și eteri. Numeroase exemple de substanțe HDC recomandate și sintezele acestora sunt descrise în Developments in Food Carbohydrate, 31 ed. 2, C.K.Lee, Applied Science Publishers, London, (1980). Alte sinteze sunt descrise, de exemplu, în Akoh ș.a., (1987) J.Food Sci. 52:1570; Khan ș.a., (1983) Tetra.Letts 34:7767; 33

Khan (1984) Pure & AppI.Chem. 56:833-844; și Khan ș.a. (1990) Carb.Res. 198:275-283. Exemplele specifice de HDC includ, dar nu se limitează la, sorbitol hexaacetat (SHAC), a- 35 glucoză pentaacetat (a-GPAC), β-glucoză pentaacetat (β-GPAC), 1-O-octil^-D-glucoză tetraacetat (OGTA), trehaloză octaacetat (TOAC), trehaloză octapropanoat (TOPR), 37 zaharoză octoacetat (SOAC), celobioză octoacetat (COAC), rafinoză undecaacetat (RUDA), zaharoză octapropanoat, celobioză octapropanoat, rafinoză undecapropanoat, fetra-O-metil 39 trehaloză și d/-O-metil-hexa-O-acetil zaharoză. Un exemplu de HDC adecvat, în care carbohidratul este trehaloza, este: 41

CH_ZR CH_ZR

RO 121407 Β1 în formula 1, R reprezintă o grupare hidroxil sau cel mai mic derivat hidrofilic al acestuia, cum arfi un ester sau un eter sau oricare modificări funcționale ale acestora, când cel puțin un R nu este hidroxil ci un derivat hidrofobic. Modificări funcționale adecvate includ, dar nu se limitează la, cele în care atomul de oxigen este înlocuit cu un heteroatom, cum este N sau S. Gradul de substituire poate, de asemenea, varia și poate fi un amestec de derivați distincți. Substituția totală a grupărilor hidroxil nu este indicată, deoarece poate altera proprietățile fizice (cum este solubilitatea) ale agentului purtător. R poate fi oricare lungime de lanț de la C₂ în sus și poate fi liniar, ramificat, ciclic sau modificat. în timp ce formula 1 prezintă dizaharid-trehaloza, oricare din carbohidrații prezentați aici poate fi carbohidratul principal și poziția legăturii glicozidice și lungimea lanțului de zaharidă pot varia. în mod tipic, din motive de cost și eficiență a sintezei, practic este o pentazaharidă, totuși, invenția nu se limitează la zaharide de un tip particular, legătură glicozidică sau lungime de lanț. Invenția prezintă și alte aspecte ale sistemelor HDC, nefiind limitate. De exemplu, zaharidele componente ale fiecărui sistem HDC pot, de asemenea, fi variate, poziția și natura legăturii glicozidice dintre zaharide pot fi alterate, și tipul de substituție poate varia în interiorul unei HDC. Un exemplu reprezentativ de HDC cu substituție mixtă cu esteri și eteri este 2,3,4,5tetraacetat de 1-O-Octil-p-D-glucopiranozid:

R în care R este O₂CCH₃.

Abilitatea de a modifica proprietățile substanțelor HDC prin transformări ușoare în compoziție le face pe acestea, în mod unic adecvate utilizării ca agenți purtători de doză solidă, în special, comparate cu sistemele polimerice, care adesea depind de regiuni de cristalinitate, în variația proprietăților lor, în special bioeroziunea. Sistemele de administrare HDC pot fi obținute astfel încât să aibă proprietăți determinate precum vitezele de eliberare ale substanțelor active. O astfel de aranjare se poate face prin variația modificărilor unui anumit carbohidrat sau prin combinarea unei varietăți de diferite substanțe HDC.

S-a observat că sticle pure, cu o singură substanță HDC, sunt stabile la temperatura ambiantă și mai înaltă, la cel puțin 60% umiditate. Amestecurile de sticle HDC încorporând anumite substanțe active sunt, totuși, în mod surprinzător, stabile la temperatura ambiantă și mai înaltă, la cel puțin 95% umiditate. în mod remarcabil, încorporarea chiar a 10% (greutate/volum) de substanțe active extrem de higroscopice, cum ar fi corticosteroidul 6a,9a-difluoro-11 β,21 -dihid roxi-16a, 17a-propilmetilendioxi-4-pregnen-3,20-diona (XPDO) duce la sticle HDC care sunt stabile când sunt expuse la umidități relative de 95%, la temperatura camerei, timp de mai mult de o lună, cu eliberare imediată a substanțelor active, în interval de 5-10 min, după adaugarea de apă. Un efect identic al stabilității sticlei HDC s-a găsit la sticlele TOAC, conținând 10% (greutate/volum) CSA încorporat ca substanță activă.

Autorii au descoperit că prin adăugarea altor substanțe HDC în aceleași proporții, s-au obținut sisteme mixte HDC, care au avut același comportament la devitrificare, la o umiditate relativă 95%. Astfel, sticlele TOAC conținând 10% (greutate/volum) fie GPAC fie TOPR au prezentat o rezistență completă la devitrificare la umiditate relativă de 95%. Interesant este că aceste sticle HDC compozite s-au comportat diferit în apă; sticla GPAC/TOAC s-a devitrificat de la suprafață mult mai repede decât sticla TOPR/TOAC, conform fig. 13,14. Această capacitate de disoluție mai rapidă a sticlelor HDC compozite le recomandă ca agenți de administrare cu eliberare controlată.

RO 121407 Β1

Sticlele HDC pot fi formate fie prin evaporarea solventului fie prin răcirea bruscă a 1 topiturii HDC. Datorită punctelor de înmuiere scăzută a anumitor sticle HDC, substanțele active, labile termic, cum sunt medicamentele și moleculele biologice, pot fi încorporate în 3 topitura de HDC în timpul prelucrării sistemului de administrare, fără descompunere. Surprinzător, aceste substanțe active au demonstrat viteze cinetice de eliberare de ordinul zero, 5 când compozițiile pentru formarea matricii amorfe se erodează în soluție apoasă. Eliberarea urmează procesului de devitrificare la suprafață. Sistemele de administrare HDC pot fi ușor 7 modelate în orice formă, așa cum sunt cele descrise aici. O astfel de modelare se poate face prin extrudere, turnare etc. și oricare metodă cunoscută în domeniu. Agenții purtători de 9 administrare HDC sunt netoxici și inerți față de oricare substanțe dizolvate, care pot fi încorporate în aceștia. 11

Aceste sisteme de administrare HDC, când sunt formulate ca matrice și/sau învelișuri protectoare, suferă o eroziune eterogenă, de suprafață, când sunt plasate într-un mediu 13 apos. Nefiind confirmat de nici o teorie, un posibil mecanism pentru degradarea acestora începe cu o devitrificare inițială de suprafață ca o supersaturare ce are loc la interfață, 15 urmată de o eroziune în continuare și/sau dizolvare a straturilor superficiale, cu o viteză mai mică. Matricile pot fi modificate printr-o selecție atentă a componentelor, pentru a se obține 17 vitezele de devitrificare dorite și de aici vitezele de eliberare necesare ale substanței active, astfel încât matricea devitrificată să nu reprezinte o barieră pentru eliberarea substanței 19 active.

Topiturile HDC sunt solvenți excelenți pentru multe molecule organice. Acest fapt le 21 recomandă în mod special pentru utilizarea în eliberarea materialelor bioactive, dealtfel dificil de formulat. Mai mult decât 20% în greutate din moleculele organice pot fi încorporate în 23 sistemele de administrare HDC. în mod notabil, substanțele HDC sunt inerte și nu prezintă reactivitate față de substanțele dizolvate sau substanțele active încorporate în ele. Așa cum 25 se descrie mai detaliat în continuare, substanțele HDC sunt adecvate pentru a forma o dispersie a unei suspensii fine de sistem de administrare SP, obținându-se astfel sisteme de 27 administrare compozite, complexe. Componentele HDC sunt sintetizate la puritate înaltă, utilizând principii sintetice stabile, chimice sau enzimatice. Substanțele HDC și substanțele 29 active pot fi intim amestecate, în rapoarte molare corespunzătore și topite până la transparență. Condițiile de topire adecvate includ, dar nu se limitează la, topirea în recipiente de 31 sticlă deschise la 100 și 150°C, timp de 1-2 min. Rezultă astfel o topitura fluidă care poate fi lăsată să se răcească lent înainte de a dizolva substanța activă în topitură, răcind brusc 33 sticla prin turnare peste o placă de alamă sau într-o matriță de metal pentru modelarea agenților purtători de administrare. Indiferent de cale, temperatura topiturii poate fi controlată 35 cu grijă și substanțele active pot fi încorporate fie în formularea HDC topită în prealabil fie amestecate în topitura HDC răcită, înainte de răcirea bruscă. 37

Topiturile HDC sunt termic stabile și permit încorporarea moleculelor organice fără denaturare sau suspendarea particulelor interne fără alterarea naturii lor fizice. Topiturile de 39 sticlă pot fi, de asemenea, utilizate pentru acoperire de particule de mărimea micronilor, aceasta este în mod particular important în formularea pulberilor nehigroscopice conținând 41 agenți higroscopici activi pentru administrarea prin inhalare a agenților terapeutici.

Alternativ, agenții de vehiculare vitroși HDC pentru administrare pot fi formați prin 43 evaporarea HDC, iar substanța activă este încorporată în soluție într-un solvent sau amestec de solvenți. Substanțele HDC componente sunt ușor dizolvate în mulți solvenți organici. 45 Solvenții adecvați includ, dar nu se limitează la, diclorometan, cloroform, dimetilsulfoxid

RO 121407 Β1 (DMSO), dimetilformamidă (DMF) și alcooli superiori. Tipul solventului este neesențial și dacă acesta este complet eliminat la formarea sistemului de administrare. Preferabil, componentul HDC cât și substanța activă sunt solubile în solvent. Totuși, solventul poate dizolva HDC și poate forma o suspensie cu substanța activă. Prin concentrarea solventului, cristalizarea nu are loc cu mai multe substanțe HDC utilizabile. în schimb, se obține un solid amorf, care are proprietăți similare cu sticla răcită brusc. Din nou, substanțele active pot fi ușor încorporate fie din soluție, fie sub formă de suspensie de particule.

Temperaturile de tranziție ale sticlei HDC (Tg) sunt scăzute, tipic mai mici decât 70°C și, surprinzător, nu sunt predictibile din temperaturile de topire. în general, tendința de a cristaliza, dintr-o topitură în răcire sau cu solvent de reducere, este scăzută. Atât devitrificarea cât și fluiditatea topiturii la temperaturi apropiate de Tg, pot fi controlate cu modificatori cum sunt alți derivați zaharoși și anumiți compuși activi organici. Următoarele două tabele, prezintă Tg și temperaturile de topire pentru o serie de compuși HDC prezentați în exemple, recomandați pentru utilizare, fie singuri, fie într-o sticlă compozită.

Tabelul 1

Material/sticlă	Punct topire/°C	Tg/°C	Masă moleculară
SHAC	100-104	-6	434,4
a-GPAC	109-111	14	390,3
β-GPAC	130-131	17	390,3
OGTA	50-52	-10	460,5
TOAC	101-103	50	678,6
TOPR	47-48	3	790,6
SOAC	87-89	25	678,6
COAC	224-226	65	678,6
RUDA	87-88	55	966,9

Tabelul 2

Sistem sticlă	Rapoarte molare HDC în sticlă	Tg/’C
TOAC	100	50
RUDA	100	55
Q-GPAC:TOAC	10:90	47
	25:75	44
	50:50	32
	75:25	22
SOAC:TOAC	25:75	41
COAC:TOAC	25:75	55

RO 121407 Β1

Tabelul 2 (continuare)

Sistem sticlă	Rapoarte molare HDC în sticlă	Tg/°C
TOPR:TOAC	22:78	37
RUDA:TOAC	10:90	52
	25:75	53
	50:50	52
	75:25	54

Invenția prezintă în continuare agenți purtători, de administrare, ce conțin combinații 9 de diferite substanțe HDC care s-a demonstrat că pot fi noi agenți purtători de administrare, cu Tg înalt controlabile și alte proprietăți fizico-chimice cum sunt viscozitatea și rezistența la 11 degradarea în mediu apos.

Invenția se referă, de asemenea, la sisteme de administrare a dozei solide ce cuprind 13 substanțe HDC și SP și/sau alte substanțe cu formare de sticlă, în coformulări și alte combinații. Acestea sunt denumite combinații de sisteme de administrare. 15

Cel puțin două sisteme de administrare combinate sunt produse prin coformulare de agenți purtători HDC și SP pentru a se obține sisteme de administrare. într-un exemplu, 17 microsfere de sistem de administrare SP sunt suspendate într-un sistem de administrare HDC. în al doilea exemplu, microsfere de sistem de administrare HDC sunt suspendate în 19 sistemul de administrare SP. Aceste combinații de sisteme de administrare permit eliberarea a cel puțin două substanțe active diferite, una hidrofobă și una hidrofilă, la cel puțin două 21 viteze de eliberare diferite.

Alte combinații de sisteme de administrare sunt formate prin acoperirea unui sistem 23 de administrare cu altul. De exemplu, un sistem de administrare SP, în formă implantabilă, poate fi acoperit cu un strat de HDC sau de sistem de administrare HDC, pentru a se obține 25 eliberarea întârziată a substanței active în sistemul de administrare SP sau o eliberare următoare a diferitelor substanțe active. Se poate realiza o varietate de astfel de forme. Numărul 27 de acoperiri este teoretic nelimitat și este la îndemâna specialistului.

Combinațiile de sisteme de administrare pot, de asemenea, fi formate prin extruderea 29 unui agent purtător cilindric tare ce conține un lumen, dintr-un agent purtător sau sistem de administrare (SP, HDC sau o combinație) și umplerea lumenului cu alt sistem de adminis- 31 trare. Aceste compoziții sunt, în special, adecvate pentru formarea mijloacelor injectabile sau implantabile. 33

Așa cum se prezintă mai departe, sistemele de administrare mai pot conține cel puțin o sticlă fiziologic acceptabilă. Sticle adecvate includ, dar nu se limitează la, carboxilat, fosfat, 35 nitrat, sulfat, bisulfat, substanțe HDC și combinații ale acestora. Carboxilații au mai fost folosiți când au fost solicitate sticle greu solubile în apă și multe din acestea sunt doar puțin 37 solubile în apă. Astfel de sticle adecvate includ, dar nu se limitează la, cele descrise în PCT/GB 90/00497. Totuși, formarea acestor sticle pe bază de carboxilați s-a realizat până 39 acum numai prin răcirea bruscă a topiturii.

Temperatura ridicată necesară pentru a topi carboxilații limitează sever carboxilații 41 care pot fi utilizați pentru a forma agenți purtători de administrare vitroși, în special în cazul materialelor bioactive care tind să fie labile la căldură. Autorii au descoperit, surprinzător, că 43 sticlele pe bază de carboxilați pot fi ușor formate prin evaporarea unui solvent ce conține un

RO 121407 Β1 carboxilat metalic cu formare de sticlă și substanța activă ce va fi încorporată. Invenția cuprinde, de asemenea, metode de obținere a agenților purtători de doză solidă și sisteme ce cuprind dizolvarea unui component carboxilat într-un solvent adecvat și apoi evaporarea solventului pentru a se obține un material vitros. Amestecurile de carboxilați pot fi folosite, ca amestecuri de alte componente care pot forma sticle pentru noi sisteme de administrare, care intră în domeniul prezentei invenții.

Sistemele de administrare pot fi, de asemenea, acoperite cu unul sau mai multe straturi dintr-o sticlă acceptabilă fiziologic, având o viteză de dizolvare predeterminată. Aceastea sunt, eficiente în special, pentru eliberarea pulsatilă a substanțelor active. Compoziția mai poate conține alte sticle solubile în apă și biodegradabile. Substanțele ce formează sticle, adecvate, includ, dar nu se limitează la, lactide și copolimeri lactidă/glicolidă, polimeri de glucuronidă și alți poliesteri, poliortoesteri și polianhidride.

Exemple de tipuri de substanțe active care pot fi folosite în agenții purtători și metode ale invenției includ substanțe chimice industriale cum sunt coloranții și parfumurile și medicamentele sau materialele bioactive agricole, adecvate pentru utilizare in vivo și in vitro. Materialele bioactive adecvate includ, dar nu se limitează la, agenți farmaceutici, agenți terapeutici și profilactici și substanțe agrochimice cum sunt pesticidele și feromonii.

Agenții farmaceutici adecvați includ, dar nu se limitează la, medicamente antiinflamatorii, analgezice, medicamente antiartritice, antispasmodice, antidepresive, antipsihotice, tranchilizante, medicamente antioxilitice, antagoniști narcotici, agenți antiparkinson, agoniști colinergici, medicamente chemoterapeutice, agenți imunosupresivi, agenți antivirali, agenți antibiotici, supresanți de apetit, antiemetice, anticolinergice, antihistaminice, agenți antimigrenă, vasodilatatoare coronariene, cerebrale sau periferice, agenți hormonali, contraceptive, agenți antitrombotici, diuretice, agenți antihipertensivi, medicamente cardiovasculare, opioide și altele asemenea.

Agenții terapeutici și profilactici adecvați includ, dar nu se limitează la, modificatori biologici, eficienți terapeutic. Asemenea modificatori includ, dar nu se limitează la, compoziții subcelulare, celule, bacterii, viruși și molecule incluzând, dar fără a se limita la, lipide, substanțe organice, proteine și peptide (sintetice și naturale), înlocuitori de peptide, hormoni (peptide, steroizi și corticosteroizi), polimeri ai aminoacizilor D și L, oligozaharide, polizaharide, nucleotide, oligonucleotide și acizi nucleici, incluzând DNA și RNA, hibrizi de acid nucleic-proteină, molecule mici și analogi activi fiziologic ai acestora. în continuare, modificatorii pot fi derivați din surse naturale sau pot fi obținuți prin mijloace recombinante sau sintetice și includ analogi, agoniști și omologi.

Termenul utilizat de proteină se referă, de asemenea, la peptide și polipeptide. Astfel de proteine includ, dar nu se limitează la, enzime, biomedicamente, hormoni de creștere, factori de creștere, insulina, anticorpi monoclonali, interferoni, interleukine și citokine.

Substanțele organice includ, dar nu se limitează la, substanțe chimice active farmaceutic. De exemplu, substanțe organice reprezentative includ, dar nu se limitează la, vitamine, neurotransmițători, antimicrobiene, antihistamine, analgezice și imunosupresanți.

Hormoni steroizi adecvați includ, dar nu se limitează la, corticosteroide, estrogen, progesteron, testosteron și analogi activi fiziologic ai acestora. Numeroși analogi de hormoni steroizi sunt cunoscuți în domeniu și includ, dar nu se limitează la, estradiol, SH-135 și tamoxifen. Mulți hormoni steroizi cum sunt progesteronul, testosteronul și analogi ai acestora sunt, în special, adecvați pentru utilizare în prezenta invenție, întrucât aceștia nu sunt absorbiți transdermic și, cu excepția a câtorva analogi, sunt descompuși prin administrare orală prin așa numitul mecanism de primul pas hepatic.

RO 121407 Β1

Așa cum se utilizează în prezenta invenție, acizii nucleici includ oricare acizi nucleici 1 eficienți terapeutic cunoscuți în domeniu, incluzând, fără a se limita la, ARN, ARN și analogii activi fiziologic ai acestora. Nucleotidele pot codifica gene singulare sau pot fi oricare vector 3 cunoscut în domeniul ARN recombinant incluzând, fără a se limita la, plasmide, retroviruși și viruși adenoasociați. Preferabil, nucleotidele sunt administrate sub formă de pulbere în 5 sistemul de doză solidă.

Compozițiile cuprinzând sisteme de administrare a dozei solide conținând materiale 7 bioactive profilactice și materiale de suport sunt, de asemenea, conținute în prezenta invenție. Compoziții preferabile includ imunogene pentru utilizare în vacinuri. Preferabil, compo- 9 zițiile conțin o cantitate imunogenică de imunogen eficient fie pentru imunizare, fie pentru inoculare amplificată. 11

Imunogeni adecvați includ, dar nu se limitează la, viruși vii și atenuați, vectori de nucleotide cu codificare de antigeni, bacterii, antigeni plus adjuvanți și hapteni cuplați cu 13 materiale de suport. în special, sunt preferați imunogenii eficienți în determinarea unui răspuns imun împotriva difteriei, tetanosului, butilinumului, holerei, bolii Dengue, hepatitelor 15 A, C și E, gripei hemofilice, virusului herpesului, Helicobacterium pylori, gripei, encefalitei japoneze, meningococilor A, B și C, pojarului, rotavirușilor, oreionului, virușilor papi Hon, 17 pneumococilor, polio, rubeolei, rotavirușilor, virușilor sincițiali, bolii Shigella, tuberculozei, febrei galbene și combinații ale acestora. 19

Imunogenii pot fi, de asemenea, produși prin metode de biologie moleculară cu obținere de peptide recombinate sau proteine de fuziune ce conțin una sau mai multe por- 21 țiuni de proteină derivată de la un patogen. De exemplu, proteinele de fuziune ce conțin antigenul interesat și subunitatea B a toxinei de holeră au demonstrat că induc un răspuns 23 imun față de antigenul interesat, au arătat Sanchez ș.a. (1989) în Proc. Natl. Acad. Sci.,

USA, 86:481-485. 25

Preferabil, compoziția imunogenă conține o cantitate dintr-un adjuvant suficientă pentru a intensifica răspunsul imun față de imunogen. Adjuvanți adecvați includ, dar nu se limi- 27 tează la, săruri de aluminiu, amestecuri squalene (SAF-1), muramilpeptide, derivați de saponină, preparate de pereți de celulă de micobacterii, monofosforil lipidă A, derivați de acid 29 micolic, surfactanți de bloc copolimeri neionici, Quil A, subunitatea de toxină B de holeră, polifosfazenă și derivați și complecși imunostimulatori (ISCCMs) așa cum sunt descriși de 31 Takahashi ș.a. (1990) în Nature 344:873-875. Pentru utilizare veterinară și pentru producerea anticorpilor la animale, pot fi utilizate componente mitogenice de adjuvant Freud. 33

Ca toate compozițiile imunogenice, cantitățile eficiente imunologic trebuie să fie determinate empiric. Factorii ce trebuie luați în considerare includ imunogenicitatea, și anu- 35 me imunogenul poate fi complexat sau atașat covalent la un adjuvant sau o proteină de suport sau alte materiale de suport, calea de administrare și numărul de doze de imunizare 37 ce trebuie administrate. Asemenea factori sunt cunoscuți în domeniul vaccinurilor și unui specialist în imunologie, pentru a face astfel de determinări fără experimentări exagerate. 39 Preferabil, dacă substanța activă și/sau agentul purtător conțin grupări amino, imino sau guanidino, sistemele de administrare mai cuprind cel puțin un inhibitor acceptabil fizio- 41 logic de reacție Maillard, într-o cantitate eficientă pentru a preveni substanțial condensarea grupărilor amino și a grupărilor reactive carbonil, în compoziție. 43

Inhibitorul reacției Maillard poate fi oricare din cei cunoscuți în domeniu. Inhibitorul este prezent într-o cantitate suficientă pentru a preveni substanțial condensarea grupărilor 45 amino și grupărilor carbonil reactive. Tipic, grupările amino sunt prezente în materialul bioactiv și grupările carbonil sunt prezente în carbohidrat sau invers. Totuși, grupările amino 47 și carbonil pot fi intramoleculare, în interiorul substanței biologice sau carbohidratului.

RO 121407 Β1

Sunt cunoscute diferite clase de compuși care prezintă un efect inhibitor în reacția Maillard si deci pot fi utilizate în compozițiile descrise aici. Acești compuși sunt, în general, inhibitori competitivi sau necompetitivi. Inhibitorii competitivi includ, dar nu se limitează la, reziduuri de aminoacid (împreună D și L), combinații de reziduuri de aminoacid și peptide. Sunt preferate în special, lizina, arginina, histidina și triptofanul. Lizina și arginina sunt cele mai eficiente. Există mulți inhibitori necompetitivi. Aceștia includ, dar nu se limitează la, aminoguanidina și derivați, cum sunt derivații de 4-hidroxi-5,8-dioxochinolină și inhibitori Maillard adecvați, așa cum sunt cei din EP-A-0433679.

în plus față de formele de dozare descrise mai sus, sunt prevăzute aici o varietate de alte forme de dozare adecvate pentru diferite utilizări.

Prezenta invenție se referă la sisteme de administrare care au mărimi și forme pentru penetrarea epidermei și sunt recomandate pentru administrare balistică. Mărimea agentului purtător este cea de ordinul micronilor, preferabil în intervalul de 1-5 μ în diametru și 5-150 μ în lungime, care permit penetrarea și administrarea prin epidermă la țesuturi subcutanate, intradermice, intramusculare și intravenoase. Este de apreciat că, la această mărime, sistemul de administrare poate apărea macroscopic sub formă de pulbere, fără deosebire de configurația la nivel microscopic.

Configurațiile preferate ale sistemelor de administrare balistice sunt microace și microfibre. Producerea microfibrelor este relativ simplă și economică și rezultă sisteme de administrare stabile ce cuprind agentul purtător sub formă sticloasă și substanța activă. Pot fi, de asemenea, adăugați stabilizatori adiționali, substanțe tampon, sticle și polimeri, în timpul procedeului, așa cum se va descrie mai departe. Multe din biomoleculele cele mai labile pot rezista la temperaturi înalte (de exemplu, 60-100”C) când sunt stabilizate prin uscare în trehaloză, cu condiția ca majoritatea suprafeței lor să fie în contact cu agentul purtător. Temperaturi de 70°C pot fi tolerate timp de peste o lună arată (Colaco ș.a. (1992) în Bio/Technology 10:1007-1011) și temperaturi mai înalte pentru perioade mai scurte de timp. Rezultatele prezentate aici arată că ficoeritrina proteină fluorescentă uscată în trehaloză poate fi stocată la 100’C pentru cel puțin o lună, fără a se observa o pierdere detectabilă în activitatea funcțională. Alți agenți purtători conferă protecție la temperaturi mai scăzute decât trehaloza. Temperatura maximă de protecție trebuie să fie determinată empiric de către un specialist în domeniu, fără alte experimentări.

Microfibrele preparate în concordanță cu principiile prezentei invenții prezintă un raport înalt referitor la formă, adică lungimea comparată cu diametrul, preferabil în intervalul de 1-5 μ în diametru și 5-150 μ în lungime. Acest raport de formă înalt duce la o penetrare finală intensificată la administrarea balistică, prin tendința microfibrelor de aliniere paralel cu cilindrul microinjectorului balistic, așa cum este descris mai detaliat în continuare. Macrofibrele mai lungi pot fi injectate utilizând mijloace balistice de impact, convenționale sau prin trocar. Alternativ, ace de sticlă macroscopice de rezistență intrinsecă suficientă pot fi direct conduse în piele pentru administrarea subcutanată, intradermică sau intramusculară a substanței active.

Realizări preferate alternative ale sistemelor de administrare includ microsfere, preferabil cu o distribuție de mărimi limitată. Această configurație este în special utilizabilă, când este de dorit un control mărit al adâncimii penetrării sistemului de admininistrare. Un astfel de control arfi utilizabil, de exemplu, pentru administrarea intradermică, intramusculară, intravenoasă a vaccinurilor la stratul bazic al epidermei, pentru a aduce antigenul în apropierea celulelor Langerhans ale pielii, în scopul inducerii replicilor imune optime.

Invenția cuprinde, de asemenea, fibre tubulare pentru administrarea substanțelor active. Prin trefilarea unui bloc cilindric într-un cuptor care produce înmuierea locală a agentului purtător vitros, pot fi formate ace fine, tubulare. Aceste ace pot fi umplute cu un

RO 121407 Β1 compus stabilizat sub formă de pulbere fină prin introducerea pulberii fine în timpul pro- 1 cesului de topire și trefilare. Fibra tubulară poate fi, de asemenea, obținută din polimer organic, termoplastic și/sau carbohidrat și/sau HDC care poate fi lent sau rapid solubil în apă 3 și/sau biodegradabil.

O formă de realizare alternativă pentru agentul purtător de administrare cuprinde un 5 agent purtător tubular dintr-o sticlă greu solubilă în apă sau plastic care este umplută și opțional acoperă sistemele de administrare descrise aici. 7 într-o altă formă de realizare a invenției, sunt incluse coformulări de agenți purtători și alte materiale greu solubile în apă. De exemplu, coformulările agenților purtători cu sticle 9 solubile în apă cum sunt sticlele de fosfat, nitrat sau carboxilat sau materiale plastice biodegradabile ca lactida sau copolimerii lactidă/glicolidă ce vor da un agent purtător mai greu 11 erodabil pentru eliberarea întârziată a materialului bioactiv.

Invenția constă și în metode de obținere a sistemelor de doză solidă. întrucât timpul 13 de expunere este limitat, substanțele active amestecate în agenți purtători uscați pot fi încălzite pentru a fluidiza sticla care poate fi trasă sau răsucită fără a prejudicia produsul. 15 Fibrele pot fie trase dintr-un bloc, răcite pentru solidificarea lor și apoi trefilate într-un tambur sau pot fi trefilate prin orificii fine într-un cilindru rotativ rapid, care este încălzit deasupra 17 punctului de topire al agentului purtător. Fiind inerent fragile, aceste fibre pot fi ușor tăiate, rupte, strivite sau retezate în lungimi scurte din baghete cilindrice lungi sau ace. Prin variația 19 diametrului fibrelor produse, pot fi formate ace, care variază de la micro la macroace, de exemplu, de la grosimea de câțiva microni la fracțiuni de milimetru. S-a descoperit că dis- 21 pozitivele de făcut vată de zahăr sunt adecvate pentru utilizare în prepararea de microfibre cu diametre fine. Deși condițiile optime trebuie să fie determinate empiric pentru fiecare 23 agent purtător, astfel de determinări sunt la îndemâna specialistului.

Pentru a prepara microsfere, conform prezentei invenții, pot fi folosite mai multe 25 metode în funcție de modul de aplicare a agenților purtători. Metodele adecvate includ, dar nu se limitează la, uscare prin pulverizare, uscare prin congelare, uscare la aer, uscare sub 27 vacuum, uscare în pat fluidizat, măcinare, coprecipitare și evaporare de fluid supercritic. în cazul uscării prin pulverizare, uscării prin congelare, uscării la aer, uscării sub vid, uscării în 29 pat fluidizat și evaporării de fluide supercritice, componenții (SP și/sau HDC, și/sau alți produși cu formare de sticlă, substanțe active, substanțe tampon etc) sunt în primul rând 31 dizolvate sau suspendate în solvenți adecvați. în cazul măcinării, sticlele formate din componenți, fie prin evaporare de solvent fie prin răcirea bruscă a topiturii, sunt mărunțite în stare 33 uscată și prelucrate prin orice metodă cunoscută în domeniu. în cazul coprecipitării, componenții sunt amestecați în mediu organic și prelucrați așa cum este descris în continuare. 35

Uscarea prin pulverizare poate fi utilizată pentru a încărca agentul purtător cu substanța activă. Componenții sunt amestecați într-un mediu de solvent adecvat și uscați 37 utilizând ajutaje de precizie pentru a produce picături extrem de uniforme într-o cameră de răcire. Utilajele de uscare cu pulverizare adecvate includ, dar nu se limitează la, uscătoare 39 cu pulverizare Buchi, NIRO, APV și Lab-plant, care funcționează conform instrucțiunilor producătorului. Un număr de carbohidrați sunt neadecvați pentru utilizare în uscarea prin 41 pulverizare, întrucât punctele de topire ale carbohidraților sunt prea scăzute și se obțin materiale amorfe uscate care aderă la pereții camerei de uscare. în general, carbohidrații cu 43 un punct de topire mai scăzut decât temperatura de prelucrare din camera de uscare prin pulverizare sunt neadecvați pentru utilizare în uscarea prin pulverizare. De exemplu, 45 palatinitul și lactitolul nu sunt adecvate pentru utilizare în uscarea prin pulverizare, în condiții convenționale. O determinare a carbohidraților adecvați poate astfel fi făcută după punctele 47 de topire cunoscute sau determinate empiric. Astfel de determinări sunt la îndemâna specialistului în domeniu. 49

RO 121407 Β1

O metodă alternativă pentru obținerea microsferelor ca agenți purtători de administrare, conform prezentei invenții, este prepararea unei emulsii uniforme în fază apoasă/ organică a substanței active într-o soluție de agent purtător ca fază apoasă și sticlă în fază organică sau invers. Aceasta este urmată de uscarea picăturilor de emulsie pentru a forma o soluție solidă a substanței active și agent purtător într-o matrice amorfă de sticlă. într-o modificare a acestei metode, emulsia poate fi formată din substanța activă în soluție solidă în agentul purtător și două sticle diferite și/sau polimeri dizolvați împreună într-un solvent sau dizolvați în doi solvenți separați. Solvenții sunt apoi îndepărtați prin evaporare, pentru a se obține microsfere duble sau cu mai mulți pereți. Metode adecvate pentru obținerea microsferelor cu multipli pereți sunt descrise, de exemplu, în Pekarek ș.a. (1994) Nature 367:258-260 și în US 4861627.

Sistemul de administrare poate, de asemenea, fi uscat dintr-o soluție organică de SP sau o substanță activă hidrofobă, pentru a forma o sticlă ce conține substanța activă omogen distribuită în soluție solidă sau o suspensie fină într-o sticlă de poliol. Aceste sticle pot apoi fi măcinate și/sau uzate pentru a se obține microparticule de mărimi definite omogene.

Substanța activă și agentul purtător pot fi, de asemenea, coprecipitate pentru a obține pulberi de calitate înaltă. Coprecipitarea se realizează prin pulverizare, de exemplu cu un curent de aer, diferitele componente și/sau compușii polimerici cu formare de sticlă într-un lichid în care nu se dizolvă, cum ar fi acetona răcită cu gheață.

Invenția se referă, de asemenea, la fibre tubulare pentru eliberarea substanțelor active. Prin tragere dintr-un bloc cilindric încălzit, pot fi formate ace fine tubulare. Acestea pot fi făcute să conțină un compus stabilizat sub formă de pulbere fină prin introducerea unei pulberi fine în timpul topirii și procesului de tragere. Fibra tubulară poate fi, de asemenea, obținută dintr-un polimer organic, termoplastic și/sau carbohidrat și/sau sticlă HDC care poate fi lent sau rapid solubilă în apă și/sau biodegradabilă.

O formă de realizare alternativă a agentului purtător de administrare, cuprinde un agent purtător tubular ce cuprinde o sticlă slab solubilă în apă sau material plastic care este umplut și opțional acoperit cu o sticlă SP și/sau HDC și substanța activă. Fibre tubulare fine de sticle anorganice sau organice, greu solubile în apă pot fi trase dintr-un bloc cilindric si un sistem de administrare SP sub formă de pulbere fină poate fi încorporat în lumenul blocului și apoi al fibrei, în timpul procesului.

într-o altă formă de realizare a invenției, sunt incluse coformulări de agenți purtători și alte materiale solubile în apă. De exemplu, coformulări de agenți purtători cu sticle solubile în apă cum sunt sticlele pe bază de fosfat. (Pilkington Glass Company) sau materiale plastice biodegradabile cum ar fi lactida sau copolimeri lactidă/glicolidă vor da un agent purtător mai greu erodabil pentru eliberarea întârziată a substanței active. Pentru a se obține coformulările, o sticlă sub formă de pulbere fină conținând substanța activă poate fi intim amestecată cu o sticlă de carboxilat sub formă de pulbere fină și cosinterizată.

Alternativ, dacă o sticlă de carboxilat metalic are punctul de topire mai scăzut decât sistemul de administrare, acesta din urmă poate fi omogen încastrat ca un încapsulat într-o sticlă de carboxilat prin răcirea bruscă a topiturii obținute. Acesta poate fi măcinat pentru a se obține o pulbere fină, cu solubilități intermediare între solubilitatea relativ rapidă a agentului purtător și solubilitatea scăzută a sticlei de carboxilat.

Coformulări alternative includ utilizarea unei suspensii omogene de sistem de administrare vitros, sub formă de pulbere fină, încapsulat într-o sticlă de carboxilat prin uscarea dintr-un solvent organic în care carboxilatul este solubil, dar pulberea amorfă nu este solubilă, pentru a forma sticla de carboxilat. Aceasta poate fi sedimentată pentru a da o pulbere fină, care ar avea sistemul de administrare cu dizolvare relativ rapidă prins într-o

RO 121407 Β1 sticlă de carboxilat cu dizolvare lentă (de exemplu, comparabil cu un sistem convențional de 1 eliberare lentă). Forme de eliberare intermitentă pot fi obținute fie prin cicluri de încapsulare repetate utilizând sticle cu viteze diferite de dizolvare fie prin amestecarea unui număr de 3 pulberi de coformulări, cu intervalul dorit de caracteristici de eliberare. De notat că această sticlă poate fi, de asemenea, trasă sau răsucită pentru a obține microfibre sau microace cu 5 eliberare lentă ce vor fi împlânte. Este de apreciat că oricare formulare de sistem de administrare trebuie să fie astfel capabilă de eliberarea substanței active după administrare și nu Ί trebuie să aibă un efect excesiv asupra stabilității materialului de administrat.

Așa cum s-a discutat mai sus, sticlele din derivați de carbohidrați sunt, de asemenea, 9 adecvate pentru această utilizare.Derivații de carbohidrați adecvați includ, dar nu se limitează la, esteri, eteri, imide de carbohidrați și alți derivați și polimeri greu solubili în apă. 11 Agentul purtător de administrare poate fi încărcat cu substanța activă prin uscarea unei soluții de substanță activă ce conține o cantitate suficientă de agent purtător pentru a 13 forma o sticlă prin uscare. Această uscare poate fi realizată prin orice metodă cunoscută în domeniu, incluzând, fără a se limita la, uscare prin congelare, vacuum, pulverizare, aer, 15 uscare în pat fluidizat. Materialul uscat poate fi măcinat sub formă de pulbere fină înainte de prelucrarea materialului cu sticla de poliol sau de coformulare. 17

Scheme diferite de dozare se aleg, în funcție de agentul purtător, de eliberare, folosit.

Un agent purtător de administrare, conform invenției, poate fi prevăzut pentru o eliberare 19 rapidă sau o doză de injecție a substanței active după administrare, când sistemul de administrare este ușor solubil. Coformulări de agenți purtători cu sticle sau materiale plastice 21 greu solubile în apă, cum sunt sticlele pe bază de fosfat, nitrat sau carboxilat și lactidă/ glicol idă, glucuronidă sau polihidroxibutirat și poliesteri pot conține agenți purtători cu dizolvare 23 mai lentă pentru o eliberare mai lentă și mai prelungită. Un efect de amorsare și de amplificare poate fi, de asemenea, realizat prin utilizarea unui agent purtător tubular, greu solubil 25 în apă, umplut și acoperit cu o sticlă cu dizolvare rapidă SP și/sau HDC încărcată cu substanța activă. învelișul vitros încărcat cu substanța activă se va dizolva rapid pentru a da 27 efectul de dozare inițial. Nu va fi o acțiune de dozare când porțiunea de perete exterioară, tubulară a agentului purtător se dizolvă, dar doza de amorsare inițială va fi urmată de o doză 29 de amplificare a umpluturii interioare când peretele exterior tubular este înlăturat prin dizolvare. Asemenea format de eliberare intermitentă este, în special, utilizabil pentru admi- 31 nistrarea compozițiilor imunogenice. Dacă se dorește un efect multiplu de eliberare intermitentă, pot fi realizați agenți purtători de administrare cu orice combinație de straturi de 33 agenți purtători neîncărcați și agenți purtători încărcați cu substanțele active.

Administrarea a mai mult decât o substanță activă poate fi, de asemenea, realizată 35 utilizând un sistem de administrare compus din acoperiri sau straturi multiple de agent purtător încărcat cu diferite materiale sau amestecuri ale acestora. Administrarea sistemelor 37 cu eliberarea dozei solide, conform prezentei invenții, poate fi utilizată în combinație cu alte terapii convenționale și coadministrate cu alte substanțe terapeutice, profilactice sau de 39 diagnostic.

Invenția cuprinde și metode de administrare a sistemelor cu doză solidă. 41

Metode de administrare adecvate ale substanțelor active includ, dar nu se limitează la, metode topice, transdermice, transmucozale, orale, gastrointestinale, subcutanate, ocu- 43 lare, intramusculare, intravenoase și prin inhalare (nazofaringial și pulmonar, incluzând transbronhial și transalveolar). Administrarea topică este, de exemplu, prin pansare sau 45 utilizarea unui bandaj având dispersat în el un sistem de administrare sau prin administrarea directă a sistemului de administrare în incizii sau răni deschise. Creme sau unguente având 47 dispersat în ele bile sau microsfere ale sistemului de administrare sunt adecvate pentru utilizare, de exemplu, ca unguente topice sau agenți de acoperire a rănilor. 49

RO 121407 Β1

Compozițiile pentru administrare transdermică sunt preferabil pulberi ale sistemelor de eliberare sub formă de microace sau microbile de mărimi omogene. Forme de ace sau bile macroscopice, mai mari, ale sistemelor de administrare. Sunt prezentate de asemenea, pentru implantarea subdermică și eliberarea extinsă a medicamentului. Mărimile particulelor trebuie să fie destul de mici ca să aducă minimum de prejudicii pielii, prin administrare. Formele de pulbere ale sistemelor de administrare pot fi microace de aproximativ 10-1000 μ în lungime și 1-150 μ în diametru. Pulberile pot fi prembalate sub formă de doză unică, sigilată, sterilă.

Metode adecvate pentru administrare transdermică includ, dar nu se limitează la, impact direct, administrare balistică și cu jet lichid. Pentru administrare prin impact direct, macroacele pot fi formate cu precizie prin metode bine cunoscute în domeniul formării sticlei anorganice, cum ar fi cele utilizate pentru producerea fibrelor optice. Aceste ace pot fi obținute într-o formă precisă tubulară de plastic și direcționate în piele cu un plonjor. Administrarea balistică este preferată întrucât este relativ fără durere. în general, sistemul de administrare este accelerat cu un val de șoc de heliu sau de alt gaz și se descarcă în epidermă. Un mijloc adecvat pentru administrare balistică este descris în PCT/GB 94/00753. Un mijloc adecvat pentru eliberare în jet lichid este un dispozitiv Medi-ject (Diabetes Care (1993)1 b, 1479-1484). Astfel de dispozitive cu jet lichid sunt, în special, utilizabile cu sisteme de eliberare de ace macro mai mari, care pot fi, de asemenea, eliberate prin utilizarea de mijloace balistice de impact convenționale sau prin trocar.

La administrarea transdermică, gradul de penetrare a sistemului de administrare poate fi controlat la un anumit nivel, nu numai cu microinjectorul balistic, descris mai jos, dar, de asemenea, prin forma și mărimea particulelor pulberii. De exemplu, când este dorit un grad mai scăzut și relativ uniform de penetrare, microsferele sunt indicate pentru aplicarea prezentei invenții. Când este dorit un grad mai mare de penetrare, poate fi preferată o configurație de microace.

Datorită faptului că raportul de formă (de exemplu, lungime față de diametru) al microacelor este mare, atunci vor fi mase mai mari față de particulele sferice cu un diametru similar. Dacă acestea pot fi induse la impact cu pielea, masa lor mai mare le va da un moment mai mare pentru aceeași viteză și acestea vor penetra mai adânc în țesuturi. Când microacele orientate întâmplător sunt introduse într-un curent laminar de gaz, se vor alinia ele însele în direcția fluidului și în injectorul balistic propulsat cu gaz, asigurându-se astfel impactul cu pielea, la unghiuri drepte, pentru a asigura penetrarea.

Sistemele de administrare adecvate pentru eliberare transmucozală includ, dar nu se limitează la, casete mucoadezive, filme sau pulberi, pilule pentru eliberare orală, pesarii și inele, și alte mijloace pentru administrare vaginală sau cervicală.

Compoziții adecvate pentru administrare gastrointestinală includ, dar nu se limitează la, pulberi, tablete, capsule și pilule, acceptabile farmaceutic pentru ingestie și supozitoare pentru administrare rectală.

Compoziții adecvate pentru administrare subcutanată includ, dar nu se limitează la, diferite implanturi. Preferabil, implanturile sunt de formă macroscopică, discoidală, sferică sau cilindrică, pentru facilitarea inserției și pot fi cu eliberare rapidă sau lentă. Deoarece întreg implantul este dizolvat în fluidele organismului, îndepărtarea implantului nu este necesară. în plus, implanturile nu conțin polimeri sintetici și sunt biodegradabile.

Compoziții adecvate pentru administrarea oculară includ, dar nu se limitează la, formulări de microsfere și macrosfere, și picături saline, creme și unguente, conținând baghete cu capăt rotund pentru aplicarea pe pleoapa de jos în tratarea conjuctivitei.

Compoziții adecvate pentru administrare prin inhalare includ, dar nu se limitează la, sisteme de administrare sub formă de pulbere. Preferabil, pulberile au o mărime a particulelor de 0,1 până la 10 μ. Mai preferabil, mărimea particulelor este 0,5 până la 5 μ.

RO 121407 Β1

Mult mai preferabil, mărimea particulelor este de 1 la 4 μ. în special pentru administrare 1 pulmonară, mărimea particulelor preferată este 2,5-3 μ.

Preferabil, pulberile de agenți purtători de eliberare SP conțin, de asemenea, o can- 3 titate eficientă de material tampon și apă moleculară, acceptabilă fiziologic (MWPB). Un MWPB este o sare acceptabilă fiziologic care efectuează o pierdere de apă din compoziție, 5 astfel încât, la umiditatea ambiantă, presiunea de vapori a apei de cristalizare este de cel puțin 14 mm Hg (2000 Pa) la 20°C și nu interferează cu formarea de sticlă a agentului pur- 7 tător. O cantitate eficientă de MWPB este cea care reduce suficient higroscopicitatea pentru a preveni aglomerarea substanțială, de exemplu, un raport molar de 50% de sulfat de pota- 9 siu. Sulfatul de sodiu și lactatul de calciu sunt sărurile preferate, iar sulfatul de potasiu este cel mai preferat. 11

Sistemele de administrare HDC compozite sunt, în special, utilizabile pentru forme de dozare prin inhalare. De exemplu, sisteme de administrare GPAC/TOAC în amestec de 13 10% (greutate/volum) sunt rezistente la o umiditate relativă de 95% (RH), dar recristalizează în contact cu apa și astfel eliberează oricare substanțe active încorporate în acestea. Aceas- 15 ta este, în special, important pentru pulberi inhalabile, deoarece aceste pulberi preferabil se devitrifiază și eliberează substanțele active găsind lichid în alveole și nu în căile traheale 17 umede.

Atomizoare și vaporizatoare umplute cu pulberi, fac parte, de asemenea, din invenție.19

Există o varietate de mijloace adecvate pentru utilizarea în administrarea pulberilor prin inhalare. Vezi, de exemplu, Lindberg (1993) Summary of Lecture at Management Forum 6-721 dec. 1993 Creating the Future for Portable Inhalers. Mijloace adiționale adecvate pentru utilizare, includ, dar nu se limitează la, cele descrise în W09413272, W09408552,23

WO9309832 și US 5239993.

Diferite alte sisteme de administrare a dozei solide sunt cuprinse în prezenta invenție.25

Acestea sunt adecvate pentru administrarea unei varietăți largi de substanțe active nemedicale. De exemplu, o sticlă HDC, încorporând o substanță activă agricolă este uscată ea 27 însăși, chiar la tropice, dar eliberează agenți de control pesticizi sau biologici în contact cu apă lichidă pe suprafețele plantelor sau în sol. O sticlă HDC care încorporează o enzimă se 29 poate utiliza prin adăugare la detergenți de spălare, întrucât aceasta stabilizează enzima chiar la umiditate înaltă și eliberează enzima imediat în contact cu apa. Numeroase alte 31 forme de realizare fac parte din prezenta invenție și sunt la îndemâna specialistului în domeniu să le aplice. 33

Invenția este ilustrată prin 10 exemple nelimitative.

Exemplul 1. Metode pentru obfinerea sistemelor vitroase de administrare a dozei 35 solide cu microfibre SP

a) Formarea microfibrelor SP 37

Sticlele sunt formate prin uscarea soluțiilor 20% fie de trehaloză, lactitol, palatinit, fie

GP, conținând MWPS și 1 mg/ml ficoeritrină, proteină de alge, fluorescentă, sub vacuum 39 (80 mTorr), timp de 16 h. Sticlele s-au sfărâmat într-o râșnițăde cafea de menaj pentru a se obține o pulbere grosieră care s-a utilizat pentru a umple capul rotitor al unui dispozitiv pentru 41 prepararea vatei de zahăr Kando K1 Kandy Floss (GB 1533012). Motorul a fost apoi pornit și sticla făcută pulbere s-a încălzit acționând butonul între 5 și 9. Timpul de staționare în 43 capul rotitor a fost 2-10 min și s-a menținut un proces continuu prin funcționarea constantă a capului rotitor. 45

Fibrele produse s-au mărunțit într-o râșniță de cafea de menaj și rezultatele obținute sunt prezentate în tabelul 3, care prezintă o medie a acelor produse. Aceste date indică că, 47 cu toate trei sticlele zaharoase, reglări de elemente reduse rezultă în producerea de microace cu diametru mai fin. Cu trehaloză, la reglarea 6 s-au obținut microace cu un 49

RO 121407 Β1 diametru mediu de 15 μ și la reglarea 9, microace cu un diametru mediu de 40 μ. Cu GPS, reglarea 9 dă microace cu un diametru mediu de 15 μ. Microacele formate din sticle conținând săruri tampon au rămas uscate la temperaturile și umiditățile ambiante. Microacele conținând ficoeritrină au prezentat o retenție a activității bilogice care s-a evaluat prin fluorescență.

Tabelul 3

Analiza mărimii microacelor	Lungime (pm)	Grosime (pm)
Medie	192,60	43,35
Eroare standard	12,53	2,33
Median	167,5	37,5
Mod	137,5	47,5
Deviație standard	123,44	22,91
Variație de probă	15237,75	524,72
Exces	16,17	2,55
Distorsiune	3,35	1,45
Interval	862,5	115
Minimum	67,5	10
Maximum	930	125
Suma	18682,5	4205
Calcul	97	97
Nivel de siguranța (95,000%)	24,57	4,56

b) Formarea microfibrelor de sticlă din compozite binare SP/organic

Sticlele s-au format prin uscarea a unui amestec 5:1:1 de trehaloză, octanoat de sodiu și apă sub vacuum (80 mTorr) timp de 16 h. Sticlele s-au fărâmițat într-o râșniță de cafea de menaj pentru a se obține o pulbere grosieră care s-a utilizat la umplerea capului rotitor al unei mașini Kando K1 Kandy Floss. Motorul a fost apoi pornit și sticla binară de carbohidrat/organică sub formă de pulbere s-a încălzit cu elementul de reglare între 5 și 9. Ca și la sticlele de trehaloză pură, reglări reduse au dus la producerea de diametre mai fine de microace. Sticlele de amestec binar pot fi tăiate pentru a se obține sticle cu proprietăți de tracțiune semnificativ diferite, comparate cu sticlele de trehaloză pură, corespunzătoare. Timpul de staționare în capul rotativ a fost tot de 2-10 min și s-a menținut un proces continuu prin acționarea constantă a capului. Rezultatele obținute au indicat că variațiile punctelor de topire și timpilor de dizolvare ale sticlelor și proprietățile fizice rezultate ale microfibrelor pot fi realizate prin variația moleculelor de carbohidrat/organice și a rapoartelor utilizate.

Exemplul 2. Metode pentru obținerea sistemelor vitroase SP de administrare a dozei solide sub formă de pulberi

a) încorporarea substanței active în agentul purtător vitros SP pentru a se obține pulberi uzate

Sticlele s-au format prin uscarea soluțiilor 20% de trehaloză, lactitol, palatinit, GMB sau GPS, conținând un raport echimolecular de MWPB și proteină, prin uscare-congelare, sub vacuum (80 mTorr), timp de 16 h. Sticlele au fost făcute pulberi într-o moară cu jet de

RO 121407 Β1 aer Trost. Mărimea particulelor pulberilor uzate a fost măsurată utilizând un aparat de 1 determinare de mărimi de particule cu laser Malvern Mastersizer. Rezultatele obținute cu pulberi uzate obținute dintr-o soluție inițială de 0,5M trehaloză și 0,5M lactat de calciu au 3 arătat o distribuție a particulelor monodisperse cu diametre medii de particule de 1,1 μ (Fig. 1). Pulberile conținând MWPB au rămas ca pulberi liber curgătoare și nu au prezentat 5 schimbări în mărimea particulelor sau aglomerări și absorbție a apei prin expunere prelungită la temperaturi și umidități ambiante (Fig. 2A și 2B). 7

b) încorporarea de substanțe active în agentul purtător vitros SP pentru a se obține pulberi uscate prin pulverizare 9

Soluții 20% de trehaloză conținând săruri de MWPB și proteină (ficoeritrină) s-au uscat într-un uscător spray Buchi sau Lab-Plant, la o viteză de pompare de 500-550 ml/h 11 și o temperatură de intrare de 180°C. Mărimea particulei a fost măsurată utilizând un aparat de măsurare de particule cu laser SympaTec. Pulberile uscate prin pulverizare au prezentat 13 o distribuție a particulelor monodisperse cu o distribuție de mărime suficient de îngustă pentru utilizarea eficientă ca particule într-un dispozitiv balistic de pulbere. în rezultatele 15 prezentate în fig. 3, analiza mărimii particulelor a pulberii uscate prin pulverizare produsă prin uscarea prin pulverizare a unui amestec de 0,5M trehaloză și 0,5M lactat de calciu într-un 17 uscător spray Lab-Plant a arătat un diametru mediu de particule de 8,55 μ și ilustrează distribuția punctului culminant al unei curbe înguste, obținută. 19

Variația mărimii medii a particulelor poate fi realizată prin variația fie a compoziției amestecului ce trebuie uscat prin pulverizare, fie a caracteristicilor ansamblului de uscător 21 spray cu ajutaj utilizat. Rezultatele arătate în fig. 4 prezintă o comparație a analizei mărimii particulelor ale pulberii uscată prin pulverizare ca în fig. 3 cu o pulbere uscată prin pulveri- 23 zare produsă prin uscarea aceluiași amestec pe un uscător spray Buchi care utilizează un ansamblu cu ajutaj, diferit. Distribuția punctului culminant al curbei arătată în fig. 4 prezintă 25 un interval la fel de îngust, dar mărimea medie a particulei este acum 7,55 μ.

Aceste date arată că particulele obținute prin diferite procedee de uscare prin pulve- 27 rizare sunt tot atât de adecvate pentru a obține compoziții pentru administrare balistică. De notat că abilitatea de a varia mărimea particulelor duce la compoziții cu diferite caracteristici 29 de penetrare. Aceasta este, în special, important pentru determinarea administrării intradermice, intramusculare, intravenoase sau intramusculare, întrucât penetrația este o funcție a 31 momentului particulei și distribuția este o funcție a dispersării mărimii particulelor.

c) încorporarea substanței active într-un agent purtător vitros SP, de administrare, 33 prin uscare din solvenți organici

O soluție de 50 mg/ml de CSA într-un amestec 1:1 de etanokapă, conținând 20% 35 trehaloză, a fost uscat la aer, la temperatura ambiantă pentru a forma o sticlă de trehaloză, conținând CSA în soluție sau suspensie solidă. Sticla s-a mărunții pentru a obține o pulbere, 37 conform metodei descrisă în exemplul 1 și s-a obținut o pulbere liber curgătoare la temperatura și umiditățile ambiante. Prin adăugarea pulberii la apă a condus la dizolvarea trehalozei 39 și formarea unei suspensii apoase, uniforme de CSA.

d) încorporarea substanței active într-un agent purtător vitros SP, de administrare, 41 prin coprecipitare.

Soluții 20% de trehaloză, lactitol, palatinit, GMB sau GPS, conținând MWPB și 43 proteină (ficoeritrină) s-au uscat prin pulverizare într-o baie de congelare cu acetonă-bioxid de carbon solid. Pulberile precipitate s-au separat prin centrifugare sau filtrare și prin uscare 45 la aer s-a îndepărtat solventul rezidual. Pulberile au prezentat din nou o distribuție de particule monodispersă și cele care conțineau săruri tampon în formulare au rămas uscate 47 la temperaturile și umiditățile ambiante.

RO 121407 Β1

e) Formarea unui agent purtător vitros de administrare a dozei solide, drept compozit, al unei substanțe active hidrofobe în SP, prin uscare din solvenți organici

S-au utilizat două sisteme de solvent diferite pentru a se produce sticlele mixte. In primul caz, s-a dizolvat CSA în etanol absolut și s-a adăugat lent un volum egal de apă, astfel încât CSA care a precipitat la fiecare adăugare, s-a lăsat să se redizolve. Apoi s-a dizolvat trehaloză într-o soluție 50% volum/volum până la o concentrație finală de 50% greutate/volum. Sticlele mixte s-au produs prin evapoarea solventului amestecat pe o placă fierbinte, la 70‘C. în al doilea caz, CSA și trehaloză au fost amândouă dizolvate în DMF și din nou sticla compozită s-a obținut prin evaporare așa cum s-a descris mai sus. în ambele cazuri, a rezultat o sticlă ușor opalescentă. Pe filmele de sticlă s-a picurat apă pentru a studia dizolvarea și proprietățile de eliberare ale sticlelor.

Rezultatele obținute au indicat că sticlele au avut o comportare evident diferită. Sticlele obținute din DMF au fost impermeabile față de apă, cu o suprafață evident hidrofobă. Treptat acestea au devenit opace, cu aglomerări de precipitat CSA atunci când au fost în contact cu apa. Sticlele obținute din etanol 50% au fost hidrofile. Acestea s-au dizolvat rapid în apă, cu eliberarea unui nor de particule fine de CSA. Această ultimă sticlă a apărut cu conținut de CSA fie într-o suspensie solidă fină fie într-o soluție solidă în sticlă de trehaloza care a eliberat CSA ca un precipitat, când trehaloză s-a dizolvat. Astfel, aceasta reprezintă o formă de dozare foarte utilizabilă pentru CSA cu biodisponibilitate înaltă datorată formatului său fin divizat și uniform, după eliberare.

Comportarea diferită a sticlelor de compoziție identică după uscare din diferiți solvenți sugerează un procedeu interesant și utilizabil, ducând la un control precis asupra modului de depunere a diferitelor sticle în timpul evaporării solventului. Deoarece CSA este mai solubil în DMF decât este trehaloza, sticlele compozite de 10-20% CSA în trehaloză preparate din acest solvent, tind să aibă miezuri de trehaloză hidrofilă și straturile superficiale de CSA hidrofobe. In contrast, când se evaporă 50% etanol, pierderea timpurie a etanolului în azeotropul 97% face ca CSA să ajungă în soluție înconjurată de un sirop de trehaloză care apoi se solidifică întrucât faza continuă conduce la o CSA în emulsie solidă de sticlă trehaloză.

Exemplul 3. Protejarea proteinelor față de acțiunea unui solvent organic și a temperaturilor ridicate, efectuată prin uscare în trehaloză

a) Protejarea peroxidazeide hrean și fosfatazei fațade acțiunea acetonei, prin uscare în trehaloză.

O soluție de 0,1 mg/ml de peroxidază de hrean sau de 1 mg/ml fosfatază alcalină/4mg/ml soluție de albumină de ser de bovină, s-a uscat într-un uscător congelator FTS Systems cu sau fără 50% trehaloză. Uscătorul a fost utilizat ca un uscător sub vacuum și amestecul s-a uscat fără congelare. S-a adăugat de patru ori volumul solventului și soluția s-a lăsat să se evapore la sec. Conținuturile au fost redizolvate în 5 ml apă și activitatea enzimatică a fost evaluată, în diluție în serie, cu reactivi de trusă, comerciali. Trusa de fosfatază alcalină a fost obținută de la Sigma Chemical Co. și peroxidaza de hrean a fost obținută de la Kirkegaard & Perry Laboratories, Inc. Așa cum s-a arătat în fig. 5A și 5B, enzimele uscate cu trehaloză au fost mai rezistente la acetonă decât enzimele uscate fără trehaloză.

b) Protejarea ficoeritrinei față de acțiunea solvenților organici furnizați prin uscare în trehaloză

O soluție de 400 pg/ml ficoeritrina a fost uscată prin congelare într-un uscător congelator Labconco cu sau fără 20% trehaloză. Pulberea de proteina uscată a fost expusă la un număr de solvenți organici timp de 72 h. Ficoeritrina a rămas fluorescentă în acetonă, acetonitril, cloroform și metanol. In piridină, ficoeritrina a rămas fluorescentă timp de 24...48 h, dar s-a umezit și a pierdut fluorescenta în 72 h. în dimetilsulfoxid, pulberea s-a solubilizat, dar ficoeritrina a rămas fluorescență.

RO 121407 Β1

c) Protejarea ficoeritrinei la temperatură de 100 °C atinsă prin uscarea în trehaloză 1 O soluție de 400 ug/ml ficoeritrina s-a uscat prin congelare într-un uscător FTS cu sau fără 20% trehaloză. Proteina uscată s-a menținut la 100°C timp de o lună, fără a pierde din 3 activitatea sa funcțională.

Exemplul 4. Prepararea sistemului vitros de administrare a dozei solide cu substanța 5 activă încorporată în compozitul SP și/sau HDC și/sau carboxilat

a) Coformularea sistemului vitros, de administrare a dozei solide a sticlelor mixte SP 7 și organice, prin evaporare

Microparticule de trehaloză conținând MB9 au fost preparate prin uscare prin pulveri- 9 zare așa cum s-a descris în Exemplul 2b. Soluția care s-a uscat a conținut 0,39M trehaloză și 0,14M lactat de calciu și 0,5% MB9. Aceste particule au fost acoperite prin adăugarea la 11 acestea a unei soluții saturate de palmitat de zinc (ZnC₁₆) în toluen și răcire de la 60”C la 30°C. S-a depus astfel un strat de ZnC₁₆ pe particulele care au fost apoi filtrate sub vacuum 13 pentru a îndepărta excesul de ZnC₁₆, s-a spălat cu acetonă și s-a uscat la aer. Pulberea rezultată a rămas neumezită în apă timp de cel puțin trei zile (particulele au plutit în apă fără 15 a se scufunda și fără a elibera MB9 și apoi s-a eliberat lent colorant în apă). Astfel, pulberile solubile în apă pot deveni impermeabile prin acoperire cu carboxilați metalici cum este ZnC₁₆, 17 pentru a se obține forme cu eliberare lentă. De notat că materialul de acoperire este cel mai probabil în formă cristalină și nu o sticlă; deci, faza solidă în care substanțele active sunt 19 suspendate, necesită a nu fi în fază sticloasă pentru a fi impermeabile la apă.

b) Coformularea sistemului vitros SP, de administrare a dozei solide conținând 21 substanță activă și sticle organice, prin evaporare.

O sticlă de trehaloză pulverulentă conținând ficoeritrina s-a adăugat la o sticlă mixtă 23 de carboxilat și anume, un amestec 1:1 de octanoat de sodiu și etilhexanoat de zinc, dizolvat într-un exces de cloroform și evaporat sub un curent de N₂, la temperatura camerei, pentru 25 a se obține o sticlă de carboxilat conținând pulbere de ficoeritrină în suspensie sau soluție solidă. Sticla coformulată a rămas insolubilă în apă timp de cel puțin 48 h. Pulberea de 27 ficoeritrina a rămas fluorescentă atât în soluția organică inițială, cât și în sticla finală.

c) Coformularea sistemului vitros de administrare a dozei solide de sticle SP 29 conținând substanțe active și sticle organice, prin co-topire

O sticlă organică performanta obținută prin răcirea bruscă a unei topituri de amestec 31

1:1 de ocatnoat de sodiu și etilhexanoat de zinc s-a încălzit la 95°C și s-a adăugat la topitură o sticlă de trehaloză pulverulentă conținând phycoeritririă. Amestecul rezultat a fost imediat 33 răcit pe un bloc de aluminiu prerăcit la 15’C. S-a format o sticlă clară de carboxilat conținând încapsulată o pulbere de ficoeritrină care și-a reținut funcționalitatea sa biologică, așa cum 35 s-a determinat prin abilitatea sa fluorescentă. Variind natura și rapoartele de carbohidrat și de părți organice în sticlele coformulate, rezultă sticle cu un interval de caracteristici de 37 eliberare lentă, așa cum s-a evaluat după timpul variabil de dizolvare în apă.

d) Coformularea sistemului vitros SP de administrare a dozei solide conținând 39 substanțe active și sticle HDC prin evaporare.

Sistemele de administrare s-au preparat prin uscare prin pulverizare utilizând un 41 uscător spray Buchi B-191. Trehaloză uscată prin pulverizare/colorant MB9 (1%) particule 6 pm, 0,264 g preformulate s-au suspendat într-o soluție de TOAC, 4 g și azobenzen, 43 0,029 g în diclorometan, 100 ml într-un uscător spray cu o temperatură la intrare de 40°C.

S-a obținut o pulbere hidrofobă, galbenă, nămoloasă, cu sticlă TOAC, încorporând colorantul 45 de azobenzen galben, încapsulând sticla de trehaloză care încorporează colorantul albastru MB9. Agentul purtător de administrare, mixt, a întârziat eliberarea colorantului MB9 albastru 47 solubil în apă, intens, când a fost imersat într-o soluție soluție apoasă.

RO 121407 Β1

e) Coformularea sistemului vitros SP de administrare a dozei solide con Ținând substanje active și materiale plastice prin evaporare

O sticlă de trehaloză pulverulentă conținând ficoeritrină preparată conform exemplului 1 s-a adăugat la o soluție de perspex (material plastic transparent preparat prin polimerizarea metacrilatului de metil) dizolvat într-un exces de cloroform și s-a evaporat sub un curent de N₂, la temperatura camerei, pentru a se obține un bloc de perspex solid conținând pulbere de ficoeritrină în soluție solidă. Pulberea de ficoeritrină a rămas fluorescentă atât în soluția organică inițială, cât și în perspex solid reformat, care a fost impermeabil la apă chiar după 4 săptămâni. Rezultate similare s-au obținut cu poliester dizolvat în diclorometan și poliuretan dizolvat în dimetilsulfoxid.

Exemplul 5. Prepararea acelor tubulare umplute cu sisteme de administrare

Capătul unui cilindru de sticlă de trehaloză cu o cavitate centrală umplută cu o sticlă de trehaloză pulverulentă, conținând ficoeritrină, preparată conform exemplului 1, a fost topit într-un cuptor zonal și fibra s-a format prin spiralare într-un tambur de metal rotativ, cu viteză constantă. Fibrele tubulare formate conțin trehaloză fin pulverizată-compus stabilizat și pot fi tăiate la mărimea dorită. Fibra tubulară poate fi, de asemenea, făcută din materiale termoplastice, biodegradabile sau organice sau HDC și prin variația diametrului fibrelor produse, pot fi formate ace umplute care variază de la micro la macro-ace, de exemplu, de la grosimi de microni până la fracțiuni de un milimetru. Acele tubulare pot fi umplute cu orice purtător a dozei solide, descris aici.

Exemplul 6. Administrarea balistică a sistemelor de administrare a dozei solide

Sticlele sub formă de pulbere au fost injectate în piele prin propulsie la viteze hipersonice utilizând o presiune de șoc creată prin eliberare de gaz comprimat. Pulberea a fost reținută în camera atașată la capătul larg a unei cavități sub formă de pâlnie până la capătul mai mic de care a fost atașat un cartuș de gaz comprimat sigilat cu un film și șocul hipersonic a fost generat prin ruperea membranei. Alternativ, poate fi utilizat un solenoid cu acționare cu releu, cu reglare în timp, pentru a controla eliberarea de heliu care permite funcționarea la presiuni mai scăzute de heliu. Acesta este principiul utilizat în tunul cu admisie de particule (PIG) inventat de către Finer pentru transformarea țesuturilor de plante, conform Vain ș.a. (1993) Plant Cell Tissue and Organ Cuiture 33:237-246.

Exemplul 7. Prepararea sistemelor de administrare a dozei solide din sticle organice prin evaporare

a) Prepararea sistemelor de administrare carboxilat a dozei solide de carboxilat, prin evaporarea solventului

S-a dizolvat hexanoat de aluminiu în cloroform, 0,5 g/10 ml, împreună cu o suspensie fină de 1%, în greutate, MB9 cu rol de colorant trasor. Un film amorf fin, de 100...200 pm grosime, s-a format prin turnare pe glisante de sticlă de silicat și îndepărtare a prin evaporare a solventului într-un curent de aer cald. Punerea în libertatea colorantului în apă distilată a fost monitorizată timp de peste 5 h și este prezentată în fig.6. Nu s-a observat devitrificarea acestor sticle și filmele au rămas transparente, deși acestea s-au decolorat întrucât colorantul a difuzat în mediu.

S-au format, de asemenea, filme amorfe din neodecanoat de calciu dizolvat în cloroform, 0,5 g/10 ml, așa cum s-a descris mai sus. Punerea în libertate a colorantului din aceste filme mai groase (1 ...2 nm grosime) în apă distilată a fost din nou monitorizată timp de peste 24 h așa cum este prezentat în fig. 6. în contrast cu filmele de aluminiu, punerea în libertate a colorantului din filmele de neodecanoat de calciu, urmată de dizolvarea filmelor a fost monitorizată prin spectroscopia de adsorbție atomică a Ca²⁴.

RO 121407 Β1

b) Prepararea sistemelor vitroase, compozite SP-carboxilat, de administrare a dozei 1 solide conținând substanțe active încorporate în sticla de carboxilat, prin evaporare

Filme de sticlă de glucoză încorporând 1 %, în greutate, MB9 s-au formulat prin răcire 3 bruscă din topitură. Aceste filme au fost acoperite cu filme de carboxilat de metal amorfe, subțiri (100 pm grosime) prin evaporarea soluției de carboxilat în cloroform, 0,5 g/10 ml, 5 Carboxilatul metalic utilizat a fost hexanoat și octanoat de aluminiu, neodecanoat de calciu și izostearat și neodecanoat de magneziu. Dizolvarea filmelor a fost monitorizată prin pune- 7 rea în libertate a colorantului în apă distilată. Aceste sisteme de administrare au întârziat eliberarea colorantului în intervale de timp de la minute la ore, cu excepția celor formate din 9 izostearat de magneziu care a întârziat eliberarea colorantului timp de 10 zile.

Exemplul 8. Prepararea sistemelor HDC de administrare a dozei solide 11

S-au preparat diferite sticle HDC prin topire și răcire bruscă. în următoarele exemple, componentul HDC a fost livrat de la Aldrich Chemicals cu excepția TOPR care s-a sintetizat 13 conform metodei descrise de către Akoh ș.a. (1987). Componenții au format sticle fără a se descompune sau cu o descompunere redusă. Fructoza, zaharoza și într-o anumită măsură, 15 glucoza, s-au topit cu un grad ridicat de descompunere sau polimerizare. Un ester cum este pentaacetatul de α-D-glucoză este stabil la punctul său de topire și formează o sticlă inco- 17 loră, clară, imediat ce este răcit brusc. O stabilitate mai mare a derivaților de eter și de ester este clar în avantajul încapsulării materialelor organice reactive cum sunt pesticidele și 19 biocidele.

Substanțele HDC cu puncte de topire joase formează sticle ceroase, moi, după ce 21 au fost răcite brusc. Spectrul RMN a pentaacetatului de α-D-glucoză vitros a fost găsit identic cu cel al pentaacetatului de α-D-glucoza cristalizat. 23

Sticla formată din pentaacetatul de β-D-glucoză este puțin solubilă în apă și un disc (20 mm diametru și 2,5 mm grosime) preparat din acest ester și plasat într-un curent de apă 25 a pierdut circa 33% din greutatea sa inițială în 10 zile. Un alt disc de sticlă de dimensiuni similare a fost preparat din pentaacetat de α-D-glucoză și plasat în 1 I de apă, care a fost 27 înlocuită zilnic. După 7 zile, sticla și-a pierdut 20% din greutatea sa inițială. Viteza de eliberare a colorantului Albastru Acid încapsulat, din această sticlă, așa cum se arată în fig. 7, a 29 fost destul de constantă. Viteza de eliberare a colorantului a fost mai mare în prima zi deoarece elibearea a avut loc în mare parte de la suprafața discului de sticlă. 31

Recuperări excelente s-au obținut la încapsularea a diferite substanțe organice în sticle. Discurile de sticlă de pentaacetat de α-D-glucoză conținând 2% greutate/greutate de 33 materiale listate în tabelul 4 au fost formate prin topire și răcire bruscă și apoi mărunțite.

Fotocrom II este 5-clor-1,3-dihidro-1,3,3-trimetilspiro[2H]-indol-2,3'-[3H]-naft[2,1 -bj-35 oxazină. Materialele încapsulate au fost extrase într-un solvent adecvat cum este metanolul sau apa. Rezultatele obținute sunt prezentate în tabelul 4.37

Tabelul 439

Material încapsulat	punct de fierbere *C	punct de topire °C	Utilizare
Galben Acid 65		>300	colorant solubil în apă
Albastru acid 129		>300	colorant solubil în apă
Roșu de dispersie 1 nelinear		161	Material optic
Albastru mordant 9		>300	colorant solubil în apă

RO 121407 Β1

Tabelul 4 (continuare)

Material încapsulat	punct de fierbere ’C	punct de topire ’C	Utilizare
Hexanoat de etil	168
Octanoat de etil	207
Oxadiazon		90	Pesticid
Azobenzen	293
Melatonin veterinar		117	Hormon
Fotocrom II		183	Fotocrom

Vitezele de eliberare a Albăstruiul Acid 129 s-au găsit a fi dependente de vitezele de dizolvare și de configurația sticlelor. Pesticid, cum este Oxadiazon, a fost dizolvat ușor în topitura acestei sticle la circa 15% greutate/greutate, fără probleme.

Exemplul 9. Formarea și proprietățile de eliberare a sistemelor vitroase HDC de administrare a dozei solide, prin răcire bruscă din topitura

a) Formarea și proprietățile de eliberare a sticlelor HDC, simple și compozit, din topitură în următoarele experiențe, sistemul de administrare a fost preformulat, fie ca un material simplu fie ca o compoziție mixtă. Aceasta s-a realizat prin măcinarea temeinică a substanțelor HDC componente împreună, urmată de topirea controlată, atentă într-un cuptor, între 120 și 140’C și cu atmosferă normală pentru a forma topituri. Topiturile au fost răcite brusc până la sticlă, prin turnare peste un bloc de alamă. Această sticlă apoi a fost fin măcinată.

Colorantul MB9 (1 sau 5%, în greutate) a fost amestecat cu sticlă mărunțită înainte de retopire la 140°C. Topitura a fost răcită brusc pentru a se forma sfere mici de sticlă (2,5 mm diametru) care s-au utilizat în experiențe de eliberare controlată.

Eliberarea controlată a colorantului încapsulat a fost monitorizată prin suspendare a trei astfel de sfere în 25 sau 50 ml de apă deionizată sau soluție PBS la temperaturi ambiante (27...30’C) sau la 37°, așa cum s-a indicat. Mediul a fost lăsat în repaus, agitat periodic și nivelul a fost completet la intervale fixe (în general la intervale de 72 h). Au fost formate atât sticle simple HDC cât și sticle mixte HDC. Sticlele mixte HDC formulate sunt prezentate în tabelul 5. Eliberarea de colorant a fost măsurată prin spectrofotometrie (Ămax 516 nm) și rezultatele au fost prezentate în fig. 8...14. Sticla TOAC prezintă caracteristici de eliberare de ordinul zero. Utilizarea altor substanțe HDC ca modificatori de sticlă în formulările compozite HDC a dus la obținerea de sticle cu caracteristici de eliberare dorite.

Fig. 8 prezintă caracteristicile de eliberare de ordinul zero pentru sistemele de administrare TOAC. în fig. 8, rezultatele au fost obținute de la discuri de sticlă TOAC (6 mm x 2,5 mm) cu colorant MB9 egal dispersat la 2% în greutate. Eliberea substanței active a fost controlată la 25’C cu agitare ușoară și schimbări ale mediilor la intervale regulate. Se remarcă alura lineară a eliberării colorantului MB9 într-o perioadă de peste 55 zile. Rezultatele prezentate în fig. 8 au indicat că un sistem de administrare de agent purtător vitros, HDC, pur, are viteze de eliberare de ordinul zero pentru substanțele active. Rezultatele prezentate în fig. 9-14 arată variația în vitezele de eliberare prin schimbarea raporturilor diferitelor substanțe HDC în sistemele de administrare, schimbând lungimea lanțului principal de carbohidrat și prin schimbarea naturii derivatului de lanț de carbohidrat.

RO 121407 Β1 în fiecare exemplu este clar că sistemele de administrare HDC permit un interval larg de 1 viteze de eliberare care pot fi aranjate în funcție de substanța activă și de eliberarea acesteia. 3

Fig. 9 prezintă rezultatele obținute când rapoartele a două substanțe diferite HDC variază în sistemul de administrare. Viteza de punere în libertate a colorantului MB9 a fost 5 măsurată din matrice de TOAC/RUDA, așa cum s-a descris în Fig. 8. S-a constatat că viteze de eliberare variază cu diferite formulări, dar nu a fost direct raportată la concentrația RUDA. 7

De exemplu, cea mai mare viteză de eliberare s-a observat pentru compozitul cu 75% TOAC (25% RUDA) și cea mai mică viteză de eliberare la compozitul cu 95% TOAC. Astfel, viteza 9 acestor sisteme de administrare poate fi derivată ușor și empiric.

Fig. 10 compară schimbarea în Tg a trei diferite coformulări de HDC cu cantități 11 variabile de TOAC. Au fost testate trei diferite coformulări, TOAC/SHAC, TOAC/RUDA și TOAC/a-GPAC cu creșterea procentuală, în procente molare, de TOAC. Aceste rezultate 13 au indicat că Tg al agenților purtători crește direct cu procentajul molar al TOAC în acele coformulări care au avut inițial un Tg mai scăzut al TOAC/a-GPAC și TOAC/SHAC. 15

Fig. 11 compară punerea în libertate a colorantului MB9 în procente din două diferite coformulări de TOAC/RUDA și RUDA singur. RUDA a prezentat o viteză bifazică de eliberare 17 cu o eliberare inițială rapidă de circa 60% de colorant în 5 zile și o viteză lentă de câteva procente mai mult a colorantului mai mult de următoarele 25 zile. Viteza de eliberare a RUDA 19 singur este substanțial modificată prin prezența de TOAC. Formularea cu 50% RUDA prezintă o viteză de eliberare aproape lineară, mai mare decât cea a formulării cu 10% RUDA. 21 Fig. 12 compară eliberarea colorantului MB9 din coformulări cu TOAC (75%) cu SOAC sau cu COAC pentru a dovedi efectul variației lanțului principal de carfoohidrat. Re- 23 zultatele arată că vitezele de eliberare pot fi variate în acest fel, coformularea TOAC/ COAC a arătat o viteză de eliberare mărită comparată cu coformularea TOAC/COAC. 25

Fig. 13 compară viteza de eliberare a colorantului MB9 din coformulări de doi componenți HDC de diferite lungimi de lanț de carbohidrat, TOAC și a-GPAC. Vitezele de 27 eliberare nu au fost direct dependente de procentul în greutate al TOAC cu 50% TOAC, având cele mai scăzute viteze de eliberare și 25%, având vitezele cele mai mari. Din nou, 29 vitezele sunt ușor determinate empiric.

Fig. 14 compară viteza de eliberare a colorantului MB9 din două diferite coformulări 31 de componenți HDC cu același lanț principal de carbohidrat și diferiți derivați, TOAC și TOPR. Rezultatele au indicat că adăugarea de 25% TOPR la un sistem de administrare de 33 TOAC descrește dramatic viteza de eliberare a substanței active.

Tabelul 5 35

Sistem sticlă	Greutate% MB9	Temperatură/’C	Rapoarte%
1.TOAC	1 și 5	RT, 37	100
2. RUDA	1 și 5	RT	100
3. TOAC/SOAC	1	RT	75 (greutate)
4. TOAC/a-GPAC	1	RT, 37	75 (greutate)
5. TOAC/COAC	1	RT	75 (greutate)
6. TOAC/TOPR	1	RT	75 (greutate)
7. TOAC/p-GPAC	1	RT	75 (greutate)
8. TOAC/a-GPAC	1	RT	90, 75, 50, 25 mol%
9. TOAC/RUDA	1	RT	90, 75, 50, 25 mol%

RO 121407 Β1

b) încorporarea substanțelor active în HDC prin răcire bruscă din topitură

Dizolvarea corticosteroidului sintetic XPDO (descris mai jos) într-o topitură de TOAC și răcire bruscă s-au efectuat pentru a forma sistemul vitros de administrare a dozei solide. Prin observarea eliberării de MB9 în soluție apoasă, aceste experiențe au testat compatibilitatea steroidului cu sticlă, recuperarea în continuare a steroidului și s-a studiat efectul pe care îl are XPDO asupra proprietăților sistemului de administrare format, prin observarea eliberării de MB9 în soluție apoasă. TOAC, 3,21 g, a fost topit la 150°C, înainte de a fi răcit brusc, cu formare de sticlă. Sticla a fost măcinată fin cu XPDO, 0,15 g, înainte de a fi retopită. Topitură clară a fost din nou răcită pentru a se obține o sticlă mixtă HDC/ activă. Analiza termică s-a efectuat pe un calorimetru cu scanare diferențială, științific, reometric (DSC) la o viteză de încălzire de 107min sub o atmosferă de azot. S-au preparat următoarele probe:

TOAC/XPDO (5% în greutate) Tg=50,6°C

TOAC/XPDO (5% în greutate) + MB9 (1% în greutate) TOAC singur

TOAC/MB9 (2% în greutate)

Tg=50,9°C

Tg=50,rC

Tg=50,3’C

Caracteristicile de eliberare ale sistemelor vitroase HDC de administrare a dozei solide, HDC, vitroase s-au studiat prin monitorizarea punerii în libertate a MB9 din sticle TOAC/XPDO așa cum este prezentat în fig. 15. Pentru analiza stabilității substanței active în sistemele vitroase HDC de administrare a dozei solide, XPDO a fost recuperat din probe prin dizolvarea sticlei în acetonitril și analizare prin HPLC. A fost o recuperare completă a substanței active chiar după o stocare la 45°C timp de 4 săptămâni.

Exemplul 10. Formarea sistemelor vitroase HDC de administrare a dozei solide, prin evaporarea solventului

a) Formarea sticlelor HDC prin evaporarea solventului

Așa cum s-a descris mai sus, s-a descoperit că TOAC devine un bun agent purtător de eliberare prin răcire bruscă din topitură. Un astfel de sistem de administrare are un punct de topire scăzut și tendință foarte mică de recristalizare. O serie de experiențe s-au realizat pe sticle TOAC obținute prin evaporarea solventului pe planuri înclinate sticlă-sodă 3x1.

Diclorometanul (DCM) și cloroformul sunt solvenți standard pentru TOAC, care este, de asemenea, solubil în alți solvenți cum este acetonitrilul. DCM a fost utilizat pentru toate experimentările următoare.

Sticlele s-au obținut prin evaporarea DCM pe o placă fierbinte, la 65°C, din soluții de 25% de TOAC (50% din soluții au depus adesea cristale pe vârful pipetei). Uscarea a fost efectuată timp de 2 h pentru a fi siguri de uscarea completă. Sticle uniforme s-au obținut prin utilizarea unei pipete de tip Eppendorf pentru a picura 100 pl pe o glisieră recent plasată pe o placă fierbinte și apoi scoaterea a circa 50 μΙ prin utilizarea volumului complet de expulzare al pipetei.

Sticlele au fost foarte clare și aderente când au fost făcute prima dată, dar treptat au recristalizat după o lună la temperatura camerei (RT) și umiditate relativă 50...60% (RRH).

Sticlele de trehaloză similar obținute prin evaporarea apei dintr-o soluție de trehaloză 50% au fost foarte clare când au fost făcute prima dată, dar gradat au recristalizat după o perioadă de câteva săptămâni.

b) încorporarea substanței active în sticle HDC prin evaporarea solventului; pulberi adecvate pentru inhalare

XPDO este un compus antiinflamator steroid. Chimic el este 6a,9a-difluor-1ip,21dihidroxi-16a,17a-propilmetilendioxi-4-pregnen-3,20-dionă. XPDO cristalizează ca un fascicul de spire împreună în ace, lăsând spații intermoleculare lungi, goale, care leagă moleculele de apă într-un mod asemănător zeoliților. Aceasta face steroidul suficient de higro

RO 121407 Β1 scopic pentru a exclude utilizarea sa într-un inhalator de pulbere uscată, care este metoda 1 sa preferată de administrare. în formă amorfă (necristalină), XPDO este nehigroscopic, dar este chimic instabil. Studii asupra stabilizării acestui compus cu trehaloză nu au avut succes, 3 astfel încât nu a fost posibil să se producă o pulbere nehigroscopică.

XPDO a fost apoi încorporat într-o sticlă TOAC prin dizolvarea ambelor TOAC și 5 XPDO cristaline în DCM și evaporarea solventului la 70’0 pe o placă fierbinte. XPDO s-a utilizat în proporții de 10% și 20% față de toate solidele în sticla finală TOAC. Aceste sticle 7 au fost perfect clare ca apa și transparente. Când au fost stocate la RH de 75%, 81%, 90% și 95% timp de 4 săptămâni nu au prezentat nici o schimbare în structura sticlei, cum ar fi 9 recristalizarea.

Totuși, când au fost imersate în apă lichidă, suprafața sticlei a recristalizat ușor, astfel 11 încât au putut fi văzute cristale piramidale microscopice de TOAC, la un microscop în interval de 15...30 min de la adăugarea apei. Cristalizarea a fost ușor progresivă și după alte câteva 13 minute mănunchiuri mici de ace tipice au luat forma de cristale de XPDO. Când nu s-au mai observat ace precum cristalele de XPDO și nici cristale piramidale de TOAC aderente la 15 sticla de bază, acestea au fost spălate ușor pentru a apare o suprafață proaspătă de sticlă pentru o altă dizolvare ușoară. Excluderea completă a XPDO din cristalele de TOAC a 17 permis ca această moleculă, în prealabil încorporată în matricea vitroasă TOAC, să fie acum eliberată în fază lichidă. 19

c) încorporarea substanței active în sticle HDC prin evaporare de solvent; pulberi uscate prin pulverizare adecvate pentru inhalare 21

S-au efectuat studii utilizând un corticosteroid sintetic XPDO, dizolvat în DCM. Soluția a fost uscată prin pulverizare într-un uscător spray Buchi B-191, utilizând o temperatură la 23 intrare de 40*C. A rezultat astfel o pulbere albă, fină, amorfă, care a conținut XPDO în soluție solidă. XPDO a fost încorporat la 20%, în greutate. Pulberea a fost complet amorfă, așa cum 25 s-a confirmat prin analiză termică (Tg=46’C).

Pentru analiză, XPDO a fost extras din pulberea uscată prin pulverizare, prin dizol- 27 varea pulberii în acetonitril și apoi diluarea acetonitrilului cu soluție tampon fosfat de sodiu, pentru analiză HPLC. Probele au fost dispuse pentru testul de stabilitate a XPDO în formulări 29 uscate prin pulverizare, la 45’C și stocate peste sulfat de zinc saturat (RH 80...85%).

Pentru punere în libertate în soluție tampon de fosfat de sodiu, 0,0868 g de pulbere 31 uscată prin pulverizare s-a agitat în 10 ml de soluție tampon timp de 1 min. Suspensia a fost apoi filtrată printr-un filtru de 0,2 pm. La analiză prin HPLC, s-a concluzionat că XPDO a fost 33 eficace fiind eliberat în soluție apoasă. Biodisponibilitatea steroidului din sistemul de administrare a fost testată prin imersie într-o soluție apoasă pentru un scurt timp. Stabilitatea 35 steroidului în formularea uscată prin pulverizare a fost testată la umiditate înaltă și la 45°C (ambii factori sunt importanți dacă aplicarea ca o pulbere inhalantă trebuie să fie făcută cu 37 succes). Rezultatele au indicat o rezistență la umiditate înaltă, stabilitate în sticlă și o biodisponibilitate în testele in vitro. Nici o degradare evidentă nu s-a observat prin analiză HPLC 39 la pulberea de sticlă uscată prin pulverizare chiar după 4 săptămâni la 45°C și 85% RH.

d) încorporarea substanțelor active în sticle HDC prin evaporare de solvent; 41

Eliberare lentă de CSA

Ciclosporina (CSA, Sandimmun) este o peptidă ciclică hidrofobă utilizată ca un agent 43 imunosupresiv în special, la pacienții cu translpant de organe. CSA este administrată oral și intravenos. Se dizolvă în alcool pentru administrare. în practica clinică, nivelurile sângelui 45 sub tratamentul cu acest medicament suferă fluctuații severe, datorită absorbției neimportante din intestinul subțire (jejunum). Această problemă ar putea fi evitată dacă CSA este 47 eliberată la o viteză constantă timp de peste câteva ore, într-o formă adecvată pentru absorbție. 49

RO 121407 Β1

CSA a fost încorporată într-o sticlă TOAC prin dizolvarea ambelor, TOAC și CSA cristaline, în DCM și evaporarea solventului la 70’C pe o placă fierbinte. CSA a fost utilizată în proporții de 5%, 10% și 20% față de solidele totale în sticla finală TOAC. Aceste sticle au fost perfect clare ca apa și transparente. Când s-au stocat la RH de 75%, 81%, 90% și 95% timp de 4 săptămâni nu a apărut nici o schimbare în structura sticlei cum ar fi recristalizarea. Când au fost imersate în apă, aceste sticle s-au comportat similar cu sticlele cu conținut de XPDO, de exemplu, ele au recristalizat lent sub formă de cristale separate TOAC și CSA.

e) Formarea agen/ilor purtători vitroși de administrare a dozei solide, pentru sticlele HDC mixte prin evaporare de solvent în afară de TOAC, două alte zaharide modificate hidrofob, a-GPAC și TOPR, au fost studiate în amestecuri pentru a se obține sticle amestecate, cu proprietăți îmbunătățite.

Amestecuri vitroase de perechi de substanțe HDC au fost produse prin amestecarea componenților cristalini în diferite proporții și apoi evaporarea solventului DCM pe o placă fierbinte sau topire la 150°C și răcire bruscă pe o placă de alamă.

Sticlele rezultate au fost testate în ceea ce privește utilitatea lor ca matrice de eliberare controlată pe două căi. Prima, a constat în evaluarea rezistenței la devitrificare prin expunere la RH înalt la RT. A doua, a constat în imersarea în apă sau soluție salină tamponată cu fosfat (PBS) pentru a studia solubilitatea lor și viteza de eroziune prin recristalizare de suprafață.

Sticlele cu un singur component ale ambelor substanțe a- și β-GPAC au putut fi obținute numai prin răcire bruscă din topitură. Când s-a evaporat solventul, soluțiile cu acest component HDC au cristalizat. Sticle cu un singur component de TOAC și TOPR au fost ușor produse fie prin evaporare de solvent fie prin răcire bruscă, dar au fost foarte susceptibile la devitrificare la RH înalt, prezentând recristalizare completă a filmelor de sticlă subțiri, la microscop și recristalizare de suprafață a discurilor răcite brusc la RH de la 75% la 95% după expunere peste noapte. Sticlele amestecate s-au comportat așa cum se descrie în tabelul 6.

Tabelul 6

%GPAC	%T0AC	%TOPR	Formă inițială	După RH 24 h
	100		Sticlă	Crist⁺⁺⁺⁺
10	90		Sticlă	Sticlă
	90	10	Sticlă	Sticlă
50	50		Sticlă	Sticlă
90	10		Crist⁺⁺⁺⁺	ND
80	20		Crisf	Crist⁺⁺⁺⁺
90		10	Crist⁺⁺⁺⁺	ND

Rezultatele obținute au indicat că efectul diferitelor RH a fost foarte uniform. în timp ce TOAC pur și unele din sticlele compozite au cristalizat la toate RH de la 75% la 95%, celelalte sticle compozite au rămas amorfe la toate RH studiate.

Sticlele 10% α-GPAC și 10% TOPR în TOAC și sticla cu raport molar 50:50 TOAC: α-GPAC au fost, de asemenea, imersate în apă, pentru a examina viteza acestora de devitrificare în apă lichidă mai degrabă decât în aer umed. Prima sticlă a recristalizat în 20...30 min, în timp ce a doua a dezvoltat câteva cristale foarte mici după 4 h, în timp ce sticla 50:50 nu a prezentat schimbări după peste 4 zile, indicând surprinzător o solubilitate scăzută.

Claims

Revendicări 1

1. Compoziție sub formă de particule pentru utilizare terapeutică, adecvată pentru administrare prin inhalare, caracterizată prin aceea că particulele constau dintr-o soluție 3 solidă care cuprinde un agent terapeutic și un carbohidrat care formează stare vitroasă, superior unei monozaharide și care este capabil de a stabiliza agentul în timpul uscării prin 5 pulverizare și stocare, cu condiția ca atunci când agentul terapeutic este insulina, soluția să nu conțină citrat. 7
2. Compoziție conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că carbohidratul este ales dintre dizaharide, trizaharide și oligozaharide, alcooli zaharici corespunzători, polizaha- 9 ride și carbohidrați modificați chimic.
3. Compoziție conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că carbohidratul este 11 o glicozidă nereducătoare a unui compus polihidroxilic ales dintre alcooli zaharici și alți polialcooli cu catenă liniară. 13
4. Compoziție conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că carbohidratul este trehaloza, maltoza, lactoza, maltuloza, izomaltuloza, lactuloza, rafinoza, stachioza, melezi- 15 toza, dextran, maltitol, lactitol, a/fa-D-glucopiranozil-1-6-sorbitol, a/fa-D-glucopiranozil-1-6manitol sau palatinii. 17
5. Compoziție conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că carbohidratul este trehaloza.19
6. Compoziție conform cu oricare dintre revendicările precedente, caracterizată prin aceea că particulele au o mărime de la 0,1 la 10 pm.21
7. Compoziție conform revendicării 6, caracterizată prin aceea că particulele au o mărime de la 1 la 4 pm.23
8. Compoziție conform cu oricare dintre revendicările precedente, caracterizată prin aceea că agentul terapeutic este o proteină sau peptidă, nucleotidă, oligonucleotidăsau acid25 nucleic.
9. Compoziție conform cu oricare dintre revendicările 1 la 7, caracterizată prin 27 aceea că agentul terapeutic este o enzimă, un hormon de creștere, un factor de creștere, un anticorp monoclonal, un interferon, o interleukină sau o citokină.29
10. Compoziție conform cu oricare dintre revendicările 1 la 7, caracterizată prin aceea că agentul terapeutic este ciclosporina A, estrogen, progesteron, testosteron, estra- 31 diol, Sh-135 sau tamoxifen.
11. Compoziție conform revendicării 8, caracterizată prin aceea că agentul 33 terapeutic este insulina.
12. Compoziție conform cu oricare dintre revendicările precedente, fără condiția 35 limitativă, caracterizată prin aceea că particulele cuprind și un carboxilat, nitrat, sulfat sau sticlă bisulfat acceptabile farmaceutic. 37
13. Compoziție conform cu oricare dintre revendicările precedente, fără condiția limitativă, caracterizată prin aceea că particulele cuprind și un inhibitor al reacției Maillard. 39
14. Compoziție conform cu oricare dintre revendicările precedente, fără condiția limitativă, caracterizată prin aceea că particulele cuprind și un tampon al pompei de apă 41 moleculară.
15. Compoziție conform cu oricare dintre revendicările 1 la 11, fără condiția limitativă, 43 caracterizată prin aceea că particulele constau numai din agent terapeutic, carbohidrat și, opțional, un inhibitor al reacției Maillard sau un tampon al pompei de apă moleculară. 45

RO 121407 Β1
16. Compoziție sub formă de particule pentru utilizare terapeutică, adecvată pentru administrare prin inhalare, caracterizată prin aceea că particulele constau dintr-o soluție solidă care cuprinde un agent terapeutic și un carbohidrat care formează stare vitroasă, superior unei monozaharide, care este amorf la temperaturi ridicate.
17. Compoziție conform revendicării 16, caracterizată prin aceea că agentul terapeutic este o proteină.
18. Dispozitiv pentru eliberarea pulmonară a unui agent terapeutic, caracterizat prin aceea că dispozitivul include particule definite în oricare dintre revendicările 1 la 17.
19. Procedeu de obținere a particulelor definite în oricare dintre revendicările 1 la 15, caracterizată prin aceea că cuprinde etapele de topire a carbohidratului care formează stare vitroasă, încorporarea agentului terapeutic în acesta, în care temperatura topiturii este suficientă pentru a fluidiza carbohidratul, dar insuficientă pentru a inactiva substanțial agentul terapeutic, răcirea topiturii și măcinarea produsului răcit.
20. Procedeu de obținere a particulelor definite în oricare dintre revendicările 1 la 15, caracterizată prin aceea că cuprinde etapele de dizolvare sau suspendare a carbohidratului și a agentului terapeutic într-un solvent, și uscarea soluției sau suspensiei rezultate, pentru a forma particulele.
21. Procedeu contorm revendicării 20, caracterizată prin aceea că uscarea cuprinde uscarea prin pulverizare.
22. Procedeu conform revendicării 20, caracterizată prin aceea că uscarea cuprinde evaporarea fluidului supercritic.