Микрочастицы, содержащие серосодержащие соединения
Изобретение относится к микрочастицам, содержащие цистеамин, цистамин или его фармацевтически приемлемую соль, гидрат или их сложный эфир и стабилизирующий агент, где стабилизирующий агент выбран из группы, состоящей из дисахаридов, и сахароспиртов и где микрочастицы содержат 70-95 мас.% дисахарида или сахароспирта, при этом частицы имеют размер от 1 до 13 микрон. Также изобретение относится к применению микрочастиц для лечения таких респираторных заболеваний как кистозный фиброз, хроническое обструктивное легочное заболевание, хронический бронхит, бронхоэктаз, эмфизему, хроническую обструктивную непроходимость дыхательных путей, хронический кашель, обычную простуду, грипп, хантавирусную инфекцию, пневмонию или плеврит. А также изобретение относится к способу лечения указанных заболеваний и ингаляционному устройству на основе микрочастиц, указанных выше. Технический результат: получены микрочастицы известных из уровня техники соединений, которые обеспечивают практически применимый способ доставки цистеамина у пациентов с заболеванием легких, при этом полученные микрочастицы стабильны. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.,16 табл., 3 пр.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к микрочастицам, содержащим серосодержащее химическое соединение, такое как цистеамин или цистамин, или его фармацевтически приемлемую соль, гидрат или сложный эфир.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Муковисцидоз (кистозный фиброз) представляет собой мультисистемное заболевание, вызванное мутациями в гене регулятора трансмембранной проводимости при муковисцидозе (CFTR), расположенного на хромосоме.
Заболевание легких остается основной причиной заболеваемости и смертности у пациентов с муковисцидозом [Davis РВ, Drumm М, Konstan MW. Cystic fibrosis. Am J Respir Crit Care Med 1996; 154:1229; Goss CH, Rosenfeld M. Update on cystic fibrosis epidemiology; Curr Opin Pulm Med 2004; 10:510; Brennan AL, Geddes DM. Cystic fibrosis. Curr Opin Infect Dis 2002; 15:175; Gibson RL, Burns JL, Ramsey BW. Pathophysiology and management of pulmonary infections in cystic fibrosis. Am J Respir Crit Care Med 2003; 168:918].
Одним из основных факторов, обусловливающих заболевание легких при муковисцидозе, является инфекция (Sagel SD, Gibson RL, Emerson J, et al. Impact of Pseudomonas and Staphylococcus infection on inflammation and clinical status in young children with cystic fibrosis. J Pediatr 2009; 154:183; Cystic Fibrosis Foundation Annual Patient Registry 2013. Доступно по адресу: http://www.cff.org/research/ClinicalResearch/PatientRegistryReport/ (Доступно с 07 августа 2015 г.).
Подход к лечению инфекции при муковисцидозе является разносторонним и включает в себя антибиотики, физиотерапию грудной клетки, ингаляцию лекарственных средств для облегчения выведения секрета, и противовоспалительные средства. Не вызывает сомнений, что более эффективное использование антибиотиков обеспечивает значительную часть повышенной выживаемости, которая наблюдается у пациентов с муковисцидозом (Brennan AL, Geddes DM. Cystic fibrosis. Curr Opin Infect Dis 2002; 15:175; Sagel SD, Gibson RL, Emerson J, et al. Impact of Pseudomonas and Staphylococcus infection on inflammation and clinical status in young children with cystic fibrosis. J Pediatr 2009; 154:183).
Остается потребность в улучшенных способах лечения и предотвращения заболеваний/состояний легких, в частности тех, которые связаны с обильным выделением слизи, таких как муковисцидоз легких. Кроме того, по-прежнему необходимо ограничивать количество или дозы антибиотиков, используемых при проведении новых, замещающих терапий или вспомогательных терапий, которые могут повысить эффективность доступных в настоящее время способов лечения, применяемых для лечения или предотвращения бактериальных инфекций, в частности муковисцидоза легких.
Неожиданно заявители обнаружили, что микрочастицы обеспечивают практически применимый способ доставки цистеамина у пациентов с заболеванием легких.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В первом аспекте настоящее изобретение относится к микрочастице или микрочастицам, содержащим серосодержащее химическое соединение, или его фармацевтически приемлемую соль, гидрат или сложный эфир.
Как используемый в описании термин «серосодержащее химическое соединение» относится к цистеамину, цистамину или их производному. Серосодержащее химическое соединение может представлять собой аминотиол. Примеры аминотиолов могут охватывать цистеамин и его производные. Термин «его производное» может включать в себя 2-метилтиоэтиламин (циннамат), 2-метилтио-этилмочевину, N-(2-метилтиоэтил) п-ацетамидобензамид, 2-аминоэтантиол, N-(2-метилтиоэтил) п-ацетамидобензолсульфонамид, N-(2-пропилтиоэтил)-п-метоксибензамид, N-(бутилтиоэтил) никотинамид, N-(2-додецилтиоэтил)- п-бутоксибензамид, N-(2-метилтиоэтил) п-толуолсульфонамид, N-(2-изопропилтиоэтил)пропионамид, N-(2-октилтиоэтил) ацетамид, N-(2-бутилтиоэтил)метансульфонамид, N-(2-изопентилтиоэтил)бутан, бис 1,4-(2-ацетамидоэтилтио), 2,3-бутандиол, 2-гексадецилтиоэтиламин гидрохлорид, 2-аллилтиоэтиламинмалат, 9-октадецен 2-илтиоэтиламин гидрохлорид, 2-додецилтиоламин гидрохлорид, 2-изопентилтиометиламин манделат, 2-октадецилтиоэтиламин салицилат, 2-бета-гидроксиэтилтиоэтилмочевину, 2-бета-гидроксиэтилтиоэтиламин гидрохлорид, п-толуолсульфонат 2-(2,3-дигидроксипропилтио) этиламина, 2-(2-гидроксипропилтио) этиламиноксалат, N-(2-метилтиоэтил) фенилацетамид, 2-(2,2-диметоксиэтилтио) этиламин гидрохлорид, 2-(2,2-диметоксиэтилтио) этиламинаундециленат, 2-(2,2-диэтоксиэтилтио) этиламинундецилат, 2-(2,2-диэтоксиэтилтио) этиламинацетат, 2-ундеценилэтиламин, 2-бета-уреидоэтилтиоламин гидрохлорид, 2-бета-ацетамидоэтилтиоэтиламинтропат, 2,2'-тиодиэтиламинфумарат, 2,2'-тиодиэтилмочевину, 3-бета-аминоэтилтиопропиламин гидрохлорид, S-бета-уреидоэтилтиокарбамат, 2-этоксикарбонилтиоэтиламин гидрохлорид, 2-диметиламинокарбонилтиоэтиламин сульфат, 2-бутоксикарбонилметилтиомочевину, 2-этилоксикарбонилметилтиоэтиламин гидрохлорид, 6-бета-аминоэтилтиогексаноат метилгидрохлорида, 5-бета-аминоэтилтиопентановую кислоту, 2-фенилтиоэтиламиндигидрофосфат, 2-п-трет-бутилфенилтиоэтиламин трихлорацетат, 2-п-метоксифенилтиоэтиламин дитартрат, 2-толилтиоэтиламин гидробромид, 2-(1-бифенилтио) этиламин гидрохлорид, 2-N-пентахлорфенилтиоэтилацетамид, 2-бензилтиоэтиламинмалат, 2-бензилтиоэтиламинникотинат, 2-бензилтио-2-метилпропиламин гидрохлорид, 2-бензилтиопропиламинлактат, N-(2-бензилтиоэтил) никотинамид гидрохлорид, N-(2-бензилтиоэтил) 10-ундеценамид, N-(2-бeнзилтиoэтил) гексадеканамид, S-бета-аминоэтилмеркаптомасляную кислоту, N-(2-бензилтиоэтил)формамид, N-(2-бензилтиоэтил)фенилацетамид, N-[2-(2,6-диметилфенил)этил] гексанамид, 2-о-аминофенилтиоэтиламин сукцинат, N-(2-бензилтиоэтил) глутамин, S-бета-аминоэтилмеркаптоуксусную кислоту (3-S-бета-аминоэтил) меркаптопропионовую кислоту, (3-S-гамма-аминопропил) меркаптоуксусную S(2-п-метоксибензамидоэтил) меркапто-2-(2-нафтилметилтио)этиламин гидрохлорид, 2-(2-нафтилметилтио) этиламиндисукцинат, (2-тенил) 2-тиоэтиламин гидробромид, 2-N-ацетил(2-тенилтиоэтиламин, 2-о-хлорбензилтиоэтиламин гидрохлорид, 2-п-хлорбензилтиоэтиламингликолят, 2-о-фторбензилтиоэтиламин гидрохлорид, 2-фурфурилтиоэтиламин гидрохлорид, 2-тетрагидрофурфурилэтиламин п-аминобензоат, 2-бета-фенилэтилтиоэтиламин глутамат, 2-дифенилметилтиоламин гидрохлорид, 2-трифенилметилтиоламин гидрохлорид полугидрат, 2-(2-пиридилэтилтио)этиламин гидрохлорид, 2-(2-п-толуолсульфонамидоэтилтио)пиридин N-оксид, 2-бета-аминоэтилтиометилпиридин N-оксид дигидрохлорид, 2-бета-аминоэтилтиопиридина N-оксид гидрохлорид, 2,4-дихлор-2-бензилтиоэтиламин аспартат, N-[2-(3,4-дихлорбензилтио)этил] бутирамид, N-[2-(2,6-дихлорбензилтио)этил] додеканамид, N-[2-(3,5-дихлорбензилтио)этил] трифторацетамид гидрохлорид, 2-п-этоксибензилтиоэтиламин гидрохлорид, N-[2-т-фторбензилтиоэтил] хлорацетамид, 2-п-бромбензилтиоэтиламинсукцинат, 2-(3,4-диметоксибензилтио)этиламинмалат, 2-(3,4-метилендиоксибензилтио) этиламин гидрохлорид, 2-(2,4-дихлорцетилтио) этиламин, 2(3,4,5-триметоксибензилтио)этиламингидроциннамат, 2-п-метоксибензилтиоэтиламин салицилат, 2-о-метилбензилтиоэтиламин фенилацетат, N-[2-п-диметиламинобензилтиоэтил] метансульфонамид, 2-п-феноксибензилтиоламин гидрохлорид, 2-бета-аминоэтилтиопиридин гидрохлорид, 2-бензилтиоэтиламинцитрат, N-[2-бензилтиоэтил]-2,4-дигидрокси-3,3-диметилбутирамид, N-(2-бензилтиоэтил)-6,8-дигидрокси-7,7-диметил-5-оксо-4-азаоктанамид, N-[2-(2-пиридилтио)этил] пропионамид, 2-(2-пиридилметилтио)этиламин дигидрохлорид, 2-бензилтиоэтиламина пантотенат, S-(бета-ацетамидоэтил)меркаптоацетат бета-морфолиноэтила, S-(бета-фенилацетамидоэтил)меркаптоацетат N'-метил-2-пиперазиноэтил, S-(бeтa-уреидоэтил)меркаптоацетат бета-пирролидино-этила, 3-(бета-трифторацетамидоэтил)-бета-меркаптопропионат бета-диметиламиноэтила, 2-п-нитробензилтиоэтиламинкротонат, 2-бета-морфолинокарбонилэтилтиоэтиламина гидрохлорид, N,N-ди(гидроксиэтил) 6-(бета-бензамидоэтил) меркаптоацетамидо, N[2-N'-метил пиперазинокарбонилтиоэтил]ацетамид, 2-(1-нафтилтио)этиламин гидрохлорид, N-(3-бета-уреидоэтилтиопропил) сукцинамовую кислоту, 3-аллилтиопропиламин, 3-(2,2'-диметоксиэтилтио)пропиламин, 3-(2,2'-диметоксиэтилтио)пропиламинсульфат, S-бета-аминоэтил меркаптоуксусную кислоту, S-бета-аминоэтил меркаптоуксусной кислоты гидрохлорид, N-(2-бензилтиоэтил)ацетамид, N-(2-бензилтиоэтил)пропионамид, N-(2-бензилтиоэтил)бутирамид, N-(2-бензилтиоэтил)метансульфонамид, N-(2-бензилтиоэтил)этансульфонамид, N-(2-бензилтиоэтилпропансульфонамид, N-(2-бензилтиоэтил)бутансульфонамид, S-(2-п-ацетамидобензолсульфонамидоэтил) меркаптоуксусную кислоту, S-(2-п-ацетамидобензамидоэтил) меркаптоуксусную кислоту, N-(2-этилтиоэтил)ацетамид, 2-бензилтиопропиламин, 2-бензилтио-2-метилпропиламин, N-оксид 2-(2-п-толуолсульфонамидоэтилтио)пиридина, S-(2-п-бутоксибензамидоэтил) меркаптоуксусную кислоту, 2-трет-бутилтиоэтиламин гидрохлорид, 2-метоксикарбонилметилтиоэтиламин гидрохлорид, 2-этоксикарбонилметилтиоэтиламин гидрохлорид, 2-пропоксикарбонилметилтиоэтиламин гидрохлорид, 2-бутоксикарбонилметилтиоэтиламин гидрохлорид, 2,2'-тиодиэтиламин дигидрохлорид, 3-(2-аминоэтилтио)аланин гидрохлорид, двухкислотный фосфат 2-бензилтиоэтиламмония, 2-метилтиоэтиламин, М-(метилтиоэтил) п-ацетамидобензамид, N-(2-мeтилтиoэтил) никотинамид, N-(2-метилтиоэтил) бензамид, N-(2-мeтилтиoэтил) п-бутоксибензамид, N-(2-метилтиоэтил) бутирамид, N-(2-мeтилтиoэтил) пропионамид, N-(2-метилтиоэтил) ацетамид, N-(2-мeтилтиoэтил) бутансульфонамид, N-(2-oктилтиoэтил) метансульфонамид, 2-цетилтиоэтиламин гидрохлорид, 2-(2-гидроксиэтилтио) этиламин гидрохлорид, 2-метилтиоэтиламинфенилацетат и 2-метилтиоэтиламинундециленат.
Альтернативно, серосодержащее химическое соединение может представлять собой органический дисульфид, такой как цистамин.
Серосодержащее химическое соединение настоящего изобретения может быть введено в форме фармацевтически приемлемых солей. Фармацевтически приемлемые соли настоящего изобретения изобретению могут быть синтезированы обычными химическими методами из исходного соединения, которое содержит основную или кислотную часть. Как правило, такие соли могут быть получены путем взаимодействия этих соединений в форме свободной кислоты или основания со стехиометрическим количеством соответствующего основания или кислоты в воде или в органическом растворителе или в смеси этих двух растворителей; как правило, предпочтительными являются неводные среды, такие как эфир, этилацетат, этанол, изопропанол или ацетонитрил. Списки подходящих солей приведены в книге Remington's Pharmaceutical Sciences, 17th ed., Mack Publishing Company, Easton, Pa., US, 1985, p.1418, раскрытие которой включено в настоящее изобретение путем ссылки; см. также Stahl et al., Eds, "Handbook of Pharmaceutical Salts Properties Selection and Use", Verlag Helvetica Chimica Acta and Wiley-VCH, 2002. Термин «фармацевтически приемлемые» используется здесь для обозначения таких химических соединений, материалов, композиций и/или лекарственных форм, которые в пределах здравого медицинского суждения пригодны для применения в контакте с тканями человека или, в зависимости от обстоятельств, животного без чрезмерной токсичности, раздражения, аллергической реакции или другой проблемы или осложнения, имеющие разумное соотношение польза/риск.
Таким образом, настоящее изобретение включает в себя фармацевтически приемлемые соли раскрытых химических соединений, где исходное соединение модифицировано путем получения его кислотных или основных солей, например, обычных нетоксичных солей или солей четвертичного аммония, которые образованы, например, неорганическими или органическими кислотами или основаниями. Примеры таких солей присоединения кислоты включают в себя ацетат, адипат, альгинат, аспартат, бензоат, бензолсульфонат, бисульфат, бутират, цитрат, камфарат, камфорсульфонат, циклопентанпропионат, диглюконат, додецилсульфат, этансульфонат, фумарат, глюкогептаноат, глицерофосфат, гемисульфат, гептаноат, гексаноат, гидрохлорид, гидробромид, гидроиодид, 2-гидроксиэтансульфонат, лактат, малеат, метансульфонат, 2-нафталинсульфонат, никотинат, оксалат, памоат, пектинат, персульфат, 3-фенилпропионат, пикрат, пивалат, пропионат, сукцинат, тартрат, тиоцианат, тозилат и ундеканоат. Основные соли включают в себя соли аммония, соли щелочных металлов, такие как соли натрия и калия, соли щелочноземельных металлов, такие как соли кальция и магния, соли с органическими основаниями, такими как соли дициклогексиламина, N-метил-D-глюкамин и соли с аминокислотами, такими как аргинин, лизин и так далее. Кроме того, основные азотсодержащие группы могут быть кватернизованы такими агентами, как низшие алкилгалогениды, такие как метил, этил, пропил и бутилхлорид, бромиды и иодиды; диалкилсульфаты, такие как диметил, диэтил, дибутил; и диамилсульфаты, галогениды с длинной цепью, такие как децил, лаурил, миристил и стеарилхлориды, бромиды и иодиды, аралкилгалогениды, такие как бензил и фенетилбромиды и другие.
В предпочтительном аспекте настоящего изобретения микрочастицы имеют размер частиц от примерно 0,5 до 15 микрон, например от 1 до 13 микрон, в том числе от 4 до 8 микрон. Размер частиц может быть определен как «среднеобъемный диаметр», и таким образом микрочастицы могут иметь среднеобъемный диаметр от примерно 0,5 до 15 микрон, например от 1 до 13 микрон, в том числе от 4 до 8 микрон. Микрочастицы могут иметь среднеобъемный диаметр от 2 до 4 микрон/микрометров (2-4 мкм).
Среднее значение представляет собой расчетное значение, аналогичное понятию среднего. Различные методики расчета среднего значения определены в нескольких стандартных документах (ISO 9276-2: 2001 Representation of results of particle size analysis - Part 2: Calculation of average particle sizes/diameters and moments from particle size distributions; ASTM E 799-03 Standard Practice for Determining Data Criteria and Processing for Liquid Drop Size Analysis) Существует несколько определений для среднего значения, потому что среднее значение связано с основанием вычисления распределения (количественного, поверхностного, объемного), для объяснения количественного, поверхностного и объемного распределений см. (TN154, Интерпретация результата измерения размера частиц: количественное и объемные распределения, доступные по адресу www.horiba.com/us/particle). Ниже приведено уравнение для определения среднеобъемного диаметра. Лучший способ получить представление об этом вычислении это столбчатая диаграмма, показывающая верхний и нижний пределы каналов размера n вместе с процентами внутри этого канала. Значение Di для каждого канала представляет собой среднее геометрическое значение, квадратный корень из произведения верхнего и нижнего диаметра. Числитель представляет собой среднее геометрическое значение Di в четвертой степени, умноженное на проценты в этом канале, суммированное по всем каналам. Знаменатель представляет собой среднее геометрическое значение Di в третьей степени, умноженное на проценты в этом канале, суммированное по всем каналам.
Среднеобъемный диаметр имеет несколько наименований, включая D4,3 или D50/D90.
Используемый здесь термин «диаметр» или «d» применительно к частицам относится к среднечисловому размеру частиц, если не указано иное. Пример уравнения, которое можно использовать для описания среднечислового размера частиц, приведен ниже:
где n = число частиц данного диаметра (d).
Используемые здесь термины «геометрический размер», «геометрический диаметр», «объемный средний размер», «объемный средний диаметр» или 
относятся к среднему средневзвешенному диаметру. Ниже приведен пример уравнений, которые могут быть использованы для описания объемного среднего диаметра:
где n = число частиц данного диаметра (d).
Используемый здесь термин «объемный медианный» относится к медианному значению диаметра «объемно-взвешенного» распределения. Медианный диаметр - это диаметр, для которого 50% из общего числа частиц имеют диаметр меньше медианного, и 50% частиц имеют диаметр больше медианного, и соответствует кумулятивной доле 50%.
Геометрический анализ размера частиц может быть выполнен на приборе Култера, путем рассеяния света, с помощью световой микроскопии, сканирующей электронной микроскопии или просвечивающей электронной микроскопии, как известно в данной области техники. Общепризнанным является, то, что идеальные для доставки в легкие частицы должен иметь аэродинамический диаметр <5 микрометров. См., например, Edwards et al., J Appl. Physiol. 85(2):379-85 (1998); Suarez & Hickey, Respir. Care. 45(6):652-66 (2000).
Используемый здесь термин «аэродинамический диаметр» относится к эквивалентному диаметру сферы с плотностью 1 г/мл, если бы она падала под действием силы тяжести с той же скоростью, что и анализируемая частица. Аэродинамический диаметр (da) микрочастицы связан с геометрическим диаметром 
и плотностью вещества, ограниченного огибающей поверхностью (ре) следующим образом:
Пористость влияет на плотность вещества, ограниченного огибающей поверхностью, которая, в свою очередь, влияет на аэродинамический диаметр. Таким образом, пористость может использоваться для воздействия как на то, где микрочастицы попадают в легкие, так и на скорость, с которой микрочастицы высвобождают фармацевтический агент в легких. Гравитационное осаждение (седиментация), инерционное соударение, броуновская диффузия, улавливание и электростатическое взаимодействие влияют на осаждение частиц в легких.
Микрочастицы могут иметь аэродинамический диаметр от примерно 0,5 до 15 микрометров, например от 1 до 13 микрометров, в том числе от 4 до 8 микрометров. Микрочастицы могут иметь аэродинамический диаметр от 2 до 4 микрон/микрометров (2-4 мкм).
В другом аспекте настоящее изобретение относится к композиции, содержащей микрочастицы в соответствии с первым аспектом изобретения и стабилизирующий агент. В некоторых случаях стабилизирующий агент выбран из группы, состоящей из моносахаридов, дисахаридов, трисахаридов, олигосахаридов и их соответствующих сахароспиртов, полисахаридов и химически модифицированных углеводов.
Еще в одном аспекте настоящее изобретение относится к композиции, содержащей серосодержащее химическое соединение или его фармацевтически приемлемую соль, гидрат или сложный эфир и стабилизирующий агент, как определено здесь.
Стабилизирующий агент может представлять собой сахар, такой как трегалоза.
Стабилизирующий агент может представлять собой сахароспирт, выбранный из группы, состоящей из лактозы, эритрита, рибита, ксилита, галактита, глюцита и маннита. Предпочтительно стабилизирующий агент представляет собой маннит.
В предпочтительной композиции настоящего изобретения эта композиция содержит до 20 мас.% серосодержащего химического соединения, например, от 1 до 15%, например, от примерно 5 до 10 мас.% серосодержащего химического соединения. Как правило, композиция содержит примерно 5 или 10% серосодержащего химического соединения.
Используемый здесь термин «примерно» предназначен для изменения указанного количества, чтобы учитывать незначительные колебания +/- 10% от указанного количества.
В предпочтительной композиции настоящего изобретения заявляемая композиция содержит до 85% стабилизирующего агента. Композиция может содержать от 80 до 95 мас.% стабилизирующего агента, например, от 85 до 90 мас.% стабилизирующего агента. Как правило, композиция содержит примерно 90% стабилизирующего агента.
Было показано, что в композициях настоящего изобретения, которые содержат трегалозу или маннит, цистеамин обладает повышенной стабильностью в рецептуре.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения серосодержащее химическое соединение представляет собой цистеамин или цистамин, предпочтительно цистеамин. В другом варианте осуществления изобретения серосодержащее химическое соединение представляет собой битартрат цистеамина.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения композиция представляет собой водную композицию.
Композиция настоящего изобретения может дополнительно содержать лейцин. Показано, что лейцин улучшает стабильность рецептуры. В одном варианте осуществления изобретения композиция содержит от 1 до 10% лейцина, предпочтительно примерно 5% лейцина.
Композиция может находиться в форме твердой дозы, выбранной из группы, состоящей из микрочастиц, микросфер и порошков. Предпочтительно композиция предоставляет собой сухой порошок. Порошок может содержать частицы, имеющие геометрический диаметр примерно от 3 до 8 микрон, в том числе от 4 до 8 микрон, например от 3 до 7 микрон. В одном варианте осуществления изобретения порошок содержит частицы, имеющие геометрический диаметр до примерно 5 микрон, например от 2 до 4 мкм.
В другом аспекте настоящее изобретение относится к микрочастицам в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения или композиции настоящего изобретения для применения для лечения или предотвращения заболевания легких.
В еще одном аспекте настоящее изобретение относится к способу лечения или предотвращения заболевания легких, включающему в себя введение микрочастиц в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения или композиции настоящего изобретения субъекту, страдающему или ранее страдавшему от заболевания легких.
Используемый здесь термин «заболевание легких» включает в себя любое заболевание или состояние легких, включая муковисцидоз, в частности легочные инфекции, связанные с муковисцидозом, и хроническую обструктивную болезнь легких (ХОБЛ). ХОБЛ - это наименование группы болезней легких, включающей в себя хронический бронхит, бронхоэктаз, эмфизему и хроническое обструктивное заболевание дыхательных путей. Предполагается, что термин «заболевание легких» также включает в себя любое респираторное заболевание, которое имеет слизистый или инфекционный элемент, например хронический кашель, простуда, грипп, хантавирусная инфекция, пневмония и плеврит.
В другом аспекте настоящее изобретение относится к терапевтической композиции (или комбинации), которая может применяться для лечения или предотвращения заболевания легких, которая включает в себя микрочастицы в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения или композицию настоящего изобретения и, по меньшей мере, один дополнительный фармацевтический агент. Дополнительный фармацевтический агент может быть выбран из группы, состоящей из противомикробных агентов, таких как противовирусные, противогрибковые или антибактериальные агенты, например, антибиотики, муколитические агенты, сосудорасширяющие средства, такие как бронходилаторы, антигипертензивные агенты, сердечно-сосудистые препараты и блокаторы кальциевых каналов. Предпочтительно дополнительный фармацевтический агент представляет собой антибиотик.
Термин «антибиотик» используется для обозначения антибактериальных агентов, которые могут быть получены из бактериальных источников. Антибиотики могут быть бактерицидными и/или бактериостатическими.
Антибиотик может содержать β-лактамное кольцо. β-лактамное кольцо является частью основной структуры нескольких семейств антибиотиков, основными из которых являются пенициллины, цефалоспорины, карбапенемы и монобактамы. Эти антибиотические агенты называются β-лактамными антибиотиками.
Как правило, антибиотик представляет собой группу, состоящую из аминогликозидов, ансамицинов, карбацефема, β-лактамных карбапенемов, цефалоспоринов (включая цефалоспорины первого, второго, третьего, четвертого и пятого поколений), пенициллина, монобактамов, глицилциклинов, линкозамидов, липопептидов, макролидов, нитрофуранов, оксазолидинонов, хинолонов, сульфонамидов, полипептидов и тетрациклинов.
Антибиотик может быть из группы, состоящей из аминогликозидов, ансамицинов, карбацефема, карбапенемов, цефалоспоринов (включая цефалоспорины первого, второго, третьего, четвертого и пятого поколений), линкозамидов, макролидов, монобактамов, нитрофуранов, хинолонов, пенициллина, сульфонамидов, полипептидов и тетрациклинов. Альтернативно или дополнительно антибиотик может быть эффективным против микобактерий.
Антибиотик может представлять собой аминогликозид, такой как амикацин, гентамицин, канамицин, неомицин, нетилмицин, тобрамицин или паромомицин.
Антибиотик может быть таким, как гелданамицин и гербимицин
Альтернативно, антибиотик может представлять собой карбацефем, такой как лоракарбеф.
Антибиотик представляет собой карбапенем, такой как эртапенем, дорипенем, имипенем/циластатин или меропенем.
Альтернативно антибиотик может представлять собой цефалоспорин (первого поколения), такой как цефадроксил, цефазолин, цефалексин, цефалотин или цефалофин, или, альтернативно, цефалоспорин (второго поколения), такой как цефаклор, цефамандол, цефокситин, цефпрозил или цефуроксим. Альтернативно антибиотик может представлять собой цефалоспорин (третьего поколения), такой как цефиксим, цефдинир, цефдиторен, цефоперазон, цефотаксим, цефподоксим, цефтибутен, цефтизоксим и цефтриаксон, или цефалоспорин (четвертого поколения), такой как цефепим и цефтобипрол.
Антибиотик может представлять собой линкозамид, такой как клиндамицин и азитромицин, или макролид, такой как азитромицин, кларитромицин, диритромицин, эритромицин, рокситромицин, тролеандомицин, телитромицин и спектиномицин.
Альтернативно, антибиотик может представлять собой монобактам, такой как ацтреонам, или нитрофуран, такой как фуразолидон или нитрофурантоин.
Антибиотик может представлять собой пенициллин, такой как амоксициллин, ампициллин, азлоциллин, карбенициллин, клоксациллин, диклоксациллин, флуксакциллин, мезлоциллин, нафциллин, оксациллин, пенициллин G или V, пиперациллин, темоциллин и тикарциллин.
Антибиотик может представлять собой оксазолидинон, такой как линезолид или тедизолид.
Антибиотик может представлять собой сульфонамид, такой как мафенид, сульфонамидохрисоидин, сульфацетамид, сульфамазин, сульфамазилин серебра, сульфаметизол, сульфаметоксазол, сульфанилимид, сульфасалазин, сульфисоксазол, триметоприм и триметоприм-сульфаметоксазол (ко-тримоксазол) (TMP-SMX).
Антибиотик может представлять собой хинолон, такой как ципрофлоксацин, эноксацин, гатифлоксацин, левофлоксацин, ломефлоксацин, моксифлоксацин, налидиксовая кислота, норфлоксацин, офлоксацин, тровафлоксацин, грефафлоксацин, спарфлоксацин и темафлоксацин.
Антибиотик может представлять собой полипептид. Примеры таких полипептидов включают в себя бацитрацин, колистин и полимиксин В. В одном варианте осуществления изобретения антибиотик не является полипептидом.
Антибиотик может представлять собой липопептид. Примеры таких липопептидов включают в себя даптомицин и сурфактин.
Альтернативно, антибиотик может представлять собой тетрациклин, такой как демеклоциклин, доксициклин, миноциклин и окситетрациклин.
Альтернативно, антибиотик может представлять собой глициклицин. Примеры таких глицилциклинов включают в себя тигециллин.
Альтернативно или дополнительно антибиотик может быть эффективным против микобактерий. В частности, антибиотик может представлять собой клофазимин, лампрен, дапсон, капреомицин, циклосерин, этамбутол, этионамид, изониазид, пиразинамид, рифампицин, рифабутин, рифапентин или стрептомицин.
В одном варианте осуществления изобретения антибиотик представляет собой макролид и/или аминогликозид и/или сульфонамиды.
В одном варианте осуществления изобретения антибиотик выбран из тобрамицина, азитромицина, телитромицина, ципрофлаксина, цефтазидима.
В одном варианте осуществления изобретения антибиотик не является ципрофлаксином. В другом варианте осуществления изобретения антибиотик не является тобрамицином.
Антибиотик может быть активным при лечении или профилактике инфекций, вызванных Enterobacteriaceae (например, E.coli или Klebsiella spp., такие как K.pneumoniae) или бактериями не являющимися Enterobacteriaceae, такими как Burkholderia spp.
Как правило, антибиотик является активным при лечении или профилактике инфекций, вызванных грамотрицательными или грамположительными бактериями, такими как Pseudomonas spp.
В одном варианте осуществления изобретения антибиотик не является β-лактамным антибиотиком.
Активные агенты настоящего изобретения могут находиться в виде фармацевтических композиций, дополнительно содержащих один или несколько фармацевтически приемлемых разбавителей, вспомогательных веществ и/или носителей. Например, дополнительный фармацевтический агент может находиться в виде композиции, содержащей агент и носитель, такой как лактоза или маннит.
В предпочтительном аспекте настоящего изобретения микрочастицы или композиция настоящего изобретения и дополнительный фармацевтический агент могут вводиться одновременно, последовательно или отдельно. Микрочастицы или композиция, и дополнительное фармацевтическое средство могут быть находиться в виде комбинированной упаковки. Комбинированная упаковка может дополнительно содержать инструкции для одновременного, отдельного или последовательного введения каждого из микрочастиц или композиции и дополнительного фармацевтического агента. В случае последовательного введения микрочастицы или композицию и дополнительный фармацевтический агент можно вводить в любом порядке.
По меньшей мере, один дополнительный фармацевтический агент может находиться в микрочастицах, отличных от указанных микрочастиц в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения. Альтернативно, по меньшей мере, один дополнительный фармацевтический агент может находиться в форме, отличной от микрочастиц.
В одном варианте осуществления изобретения микрочастицы в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения или композиция настоящего изобретения содержат, по меньшей мере, один дополнительный фармацевтический агент.
В еще одном варианте осуществления изобретения, по меньшей мере, один дополнительный фармацевтический агент вводят в микрочастицах, отличных от микрочастиц первого аспекта или композиции настоящего изобретения.
В еще одном варианте осуществления изобретения, по меньшей мере, один дополнительный фармацевтический агент вводят в форме, отличной от микрочастиц.
В одном варианте осуществления изобретения микрочастицы или композиция настоящего изобретения, содержащие серосодержащее химическое соединение, такое как цистеамин, и/или дополнительный фармацевтический агент, вводимый в дополнение к серосодержащему химическому соединению, имеют объемный средний диаметр от 0,1 до 5 микрометров (например, от 1 до 5 микрометров, от 2 до 5 микрометров и т.д.). В другом варианте осуществления изобретения микрочастицы или композиция настоящего изобретения и/или дополнительный фармацевтический агент имеют объемный средний диаметр до 10 микрометров для направленной доставки в крупные бронхи. Размер частиц (геометрический диаметр и аэродинамический диаметр) выбирают для обеспечения легко диспергируемого порошка, который при аэрозолизации и ингаляции легко оседает в желаемом месте в дыхательных путях (например, верхних дыхательных путях, глубоко в легких и т.д.), предпочтительно, избегая или минимизируя чрезмерное осаждение частиц в области ротоглотки или носа. В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения пористые микрочастицы имеют объемный средний диаметр от 2 до 5 микрометров, например, от 2 до 4 микрометров.
Значительное внимание было уделено разработке терапевтических аэрозольных ингаляторов для повышения эффективности ингаляционной терапии. Timsina et al., Int. J Pharm., 101: 1-13 (1995); и Tansey, I.P., Spray Technol. Market, 4: 26-29 (1994). Также внимание было уделено разработке структуры поверхности сухого порошкового аэрозоля, в частности в связи с необходимостью избегать аггрегацию частиц, что значительно снижает эффективность ингаляционной терапии. French, D.L., Edwards, D.A. and Niven, R.W., J. Aerosol ScL, 27: 769-783 (1996). Сухие порошкообразные составы («СПС») с большим размером частиц обладают улучшенными характеристики текучести, такими как меньшая агрегация (Visser, J., Powder Technology 58: 1-10 (1989)), облегченная аэрозолизация и потенциально меньший фагоцитоз Rudt, S. and R.Н. Muller, J. Controlled Release, 22: 263-272 (1992); Tabata, Y. and Y. Bcada, J. Biomed. Mater. Res., 22: 837-858 (1988). Сухие порошковые аэрозоли для ингаляционной терапии обычно производятся со средними геометрическими диаметрами, преимущественно в диапазоне менее 5 микрометров Ganderton, D., J Biopharmaceutical Sciences, 3: 101-105 (1992); and Gonda, I. "Physico-Chemical Principles in Aerosol Delivery" in Topics in Pharmaceutical Sciences 1991, Crommelin, D.J. and К.K. Midha, Eds., Medpharm Scientific Publishers, Stuttgart, pp.95-115, 1992. Крупные частицы-«носители», (не содержащие лекарственного средства) доставляли совместно с терапевтическими аэрозолями, чтобы помимо других возможных преимуществ способствовать достижению эффективной аэрозолизации. French, D. L, Edwards, D.A. and Niven, R.W., J. Aerosol ScL, 27: 769- 783 (1996).
Лекарственные препараты, вводимые в настоящее время путем ингаляции, в основном представляют собой жидкие аэрозольные препараты. Однако многие лекарственные средства и вспомогательные вещества, особенно белки, пептиды (Liu, R., et al., Biotechnol. Bioeng., 37: 177-184 (1991)) и биоразлагаемые носители, такие как поли(лактид-ко-гликолиды) (ПЛГА), являются нестабильными в водных средах в течение продолжительных периодов времени. Это может сделать проблематичным хранение жидких форм лекарственных препаратов. Кроме того, во время аэрозолизации в составе жидких композиций может происходить денатурация белка. Учитывая эти и другие ограничения, сухие порошкообразные составы (СПС) представляют повышенный интерес в виде аэрозольных композиций для доставки в легкие Darnms, В. and W. Bains, Nature Biotechnology (1996); Kobayashi, S., et al., Pharm. Res., 13(1): 80-83 (1996); and Timsina, M., et al., hit. J. Pharm., 101: 1-13 (1994). Однако один из недостатков СПС заключается в том, что порошки сверхмелких частиц обычно обладают плохими свойствами текучести и аэрозолизации, что приводит к относительно низким вдыхаемым фракциям аэрозоля, которые представляют собой доли ингаляционного аэрозоля, которые избегают осаждения в полости рта и горле. Gonda, I., in Topics in Pharmaceutical Sciences 1991, D. Crommelin and K. Midha, Editors, Stuttgart: Medpharm Scientific Publishers, 95-117 (1992). Основной проблемой многих аэрозолей является аггрегация частиц, вызванная взаимодействиями между частицами, такими как гидрофобные, электростатические и капиллярные взаимодействия. Настоящее изобретение направлено на решение этих проблем.
Таким образом, в еще одном аспекте настоящее изобретение относится к ингаляционному устройству, содержащему микрочастицы в соответствии с первым аспектом или композицию настоящего изобретения. Это устройство может быть выбрано из устройства для ингаляции сухого порошка и дозирующего ингалятора.
В следующем аспекте настоящего изобретения композицию получают путем приготовления водного раствора микрочастиц или сульфгидрильного (SH) химического соединения и стабилизирующего агента и выпаривания воды из раствора. Предпочтительно этап выпаривания осуществляют распылительной сушкой.
Таким образом, в еще одном аспекте настоящее изобретение относится к способу получения композиции настоящего изобретения, включающему в себя приготовление водного раствора микрочастиц или сульфгидрильного (SH) химического соединения, стабилизирующего агента и выпаривания воды из водного раствора. Предпочтительно этап выпаривания осуществляют распылительной сушкой.
Микрочастицы настоящего изобретения могут находиться в виде сухого порошка. Микрочастицы могут высвобождать эффективное количество сульфгидрильного (SH) химического соединения в течение, по меньшей мере, двух часов после вдыхания указанных микрочастиц человеком. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, практически все серосодержащее химическое соединение высвобождаются в течение 24 часов после вдыхания указанных микрочастиц человеком.
Микрочастицы удобны для введения, что повышает степень приверженности лечению у пациента. Микрочастицы или композиции настоящего изобретения могут быть введены в виде одного впрыскивания аэрозоля. Альтернативно, микрочастицы находятся в составе композиции для обеспечения пролонгированного высвобождения цистеамина. Микрочастицы могут облегчать местную доставку цистеамина в легкие или системную доставку через легкие.
Микрочастицы или композиции настоящего изобретения также могут быть введены интраназально или путем ингаляции и могут доставляться в форме сухого порошкового ингалятора или аэрозольного распыления из сосуда под давлением, насоса, распылителя, форсунки, небулайзера с или без использования подходящего пропеллента. Предпочтительно микрочастицы или композиции настоящего изобретения вводят в дыхательные пути.
Предполагается, что используемые здесь термины «содержать», «содержащий», «включать в себя» и «включающий в себя» являются открытыми, неограничивающими терминами, если прямо не указано противоположное.
Изобретение будет теперь описано путем приведения примеров со ссылкой на следующие чертежи:
Фигура 1 представляет собой график, показывающий распределение частиц по размерам в партии 57#08а;
Фигура 2 представляет собой график, показывающий распределение частиц по размерам в партии 57#08b;
Фигура 3 представляет собой график, показывающий распределение частиц по размерам в партии 57#07 (плацебо);
Фигура 4. Исследование Линовекс/лактозы, демонстрирующее снижение нагрузки Pseudomonas в легких;
Фигура 5. Комбинация Линовекс (цистеамин) и Тобрамицин, приводит к уменьшению нагрузки на легкие;
Фигура 6. Масса мыши не уменьшается при использовании комбинации Линовекс и Тобрамицин.
ПРИМЕРЫ
Пример 1:
Распылительная сушка в качестве потенциальной методики получения препарата для доставки битартрата цистеамина путем пероральной ингаляции
1 Материалы
Битартрат цистеамина: Производитель Recordati, номер партии 140514-1 был поставлен Nova Biotics.
Олеиновая кислота: Fluka, 75096-1L, номер лота BCBN9185V
Вода: деионизированная, Millipore, система RiOs 5, серийный номер F8HN7 8491K
L-лейцин: Sigma, L-8000, номер лота 91k0906
Трегалоза: Sigma, Т9449-1006, номер лота 011M7000N
2 Методы
2.1. Первоначальные исследования распылительной сушки с использованием растворов битартрата цистеамина, приготовленного с олеиновой кислотой и трегалозой
Несколько партий битартрата цистеамина получали с помощью распылительной сушки растворов, содержащих только активный ингредиент, и активный ингредиент с добавлением трегалозы и олеиновой кислоты (добавляли в качестве потенциального агента, маскирующего вкус).
Битартрату цистеамина давали нагреться до комнатной температуры в течение 30 минут перед открытием. Для каждой партии, подлежащей распылительной сушке, 100 мг порошка битартрата цистеамина добавляли к 10 мл деионизированной воды с получением общей концентрации твердых веществ 1% мас./об. Смесь перемешивали до полного растворения твердого.
Дополнительные вспомогательные вещества (олеиновая кислота и трегалоза) добавляли к раствору битартрата цистеамина для оценки их влияния на порошковые свойства после распылительной сушки. Растворы сушили распылением с использованием распылительной сушилки Buchi В290, оснащенной высокоэффективным циклоном и двухпоточной форсункой Buchi. Полные условия распылительной сушки приведены ниже в Таблице 1
Результаты этих первоначальных исследований подтвердили, что присутствие олеиновой кислоты в препарате приводило к плохим порошковым свойствам и низкому уровню извлечения.
Краткое описание высушенных распылением партий описано ниже в Таблице 2
2.2. Первоначальные исследования распылительной сушки с использованием растворов битартрата цистеамина, приготовленного с трегалозой (без олеиновой кислоты)
Исходя из результатов распылительной сушки, полученных в 3.1 (см. ниже), было решено удалить олеиновую кислоту из рецептуры.
Битартрату цистеамина давали нагреться до комнатной температуры в течение 30 минут перед открытием. Для каждой партии, подлежащей распылительной сушке, 100 мг порошка битартрата цистеамина добавляли к 10 мл деионизированной воды с получением общей концентрации твердых веществ 1% мас./об. Смесь перемешивали до полного растворения твердого вещества.
Трегалозу добавляли к раствору битартрата цистеамина для оценки ее влияния на свойства высушенного распылителением порошка. Растворы сушили распылением с использованием распылительной сушилки Buchi В290, оснащенной высокоэффективным циклоном и двухпоточной форсункой Buchi. Полные условия распылительной сушки приведены ниже в Таблице 3
Краткое описание высушенных распылением партий описано ниже в Таблице 4.
Использовались для получения дополнительных данных
2.3 Распылительная сушка битартрата цистеамина в смеси с трегалозой и L-лейцином (высушенные распылением партии номер 052#155, 052#140, 052#121 с лейцином и 052#122 без лейцина)
Для дальнейшего улучшения свойств высушенного распылением порошка в рецептуру добавляли L-лейцин.
Битартрату цистеамина давали нагреться до комнатной температуры в течение 30 минут перед открытием. 100 мг порошка битартрата цистеамина, 50 мг L-лейцина и 850 мг трегалозы добавляли к 10 мл деионизированной воды, чтобы получить общую концентрацию твердых веществ 10% мас./об. Смесь перемешивали до полного растворения твердых веществ. Партии 052#140 и 052#155 масштабировали для получения размера партии 2 г.
Растворы сушили распылением с использованием распылительной сушилки Buchi В290, оснащенной высокоэффективным циклоном и двухпоточной форсункой Buchi. Полные условия распылительной сушки приведены ниже в Таблице 5.
После распылительной сушки содержание влаги в продукте дополнительно снижали вторичной вакуумной сушкой при температуре окружающей среды в течение ночи. Конечный продукт затем хранили в запечатанном стеклянном флаконе до наполнения капсулы. Высушенные распылением растворы описаны ниже в Таблице 6.
* Собран в виде двух партий приблизительно по 1 г.
2.4 Анализ размера частиц
Анализ размера частиц проводили с использованием анализатора размера частиц SympaTec HELOS с диспергатором RODOS. Приблизительно 50 мг композиции вводили в бункер. Распыление обеспечивали при помощи сжатого воздуха под давлением 2 бар. Все настройки прибора подробно описаны в отчетах об анализе размеров частиц в приложении 1 (данные не приводятся).
2.5 Анализ аэродинамического размера частиц с помощью каскадного импактора Андерсена
Аэродинамический размер частиц высушенного распылением порошка определяли с использованием 8-ступенчатого каскадного импактора Андерсена (ACI) Copley Scientific, снабженного предварительным сепаратором с производительностью 60 л/мин и ступенями от -1 до 6. Способ был таким, как описано в Фармакопее США 29 общая глава <601> и Европейской фармакопее 5.1. 2.9.18 (процедура для сухих порошковых ингаляторов).
Были использованы следующие параметры:
Доза: 2х капсулы
Капсулы: Qualicaps НРМС, стандартный размер 3 Устройство: Plastiape, 3444, COQ, 23970000АА Покрытие планшета: нет
Поток воздуха: приблизительно 60 л/мин (определяется как перепад давления 4 кПа на устройстве).
Время срабатывания: приблизительно 4 секунды (определяется потоком воздуха, равным по объему 4 литрам).
Промывка планшета: 0,1 М натрий-фосфатный буфер с ЭДТА, рН 8.
Детекция: УФ с длиной волны 412 нм с использованием реактива Эллмана для получения подходящего хромофора.
Концентрацию битартрата цистеамина в промывках измеряли при длине волны 412 нм, как описано в разделе 3.6 ниже.
Массу порошка, осажденного на каждой ступени, затем рассчитывали с использованием коэффициента экстинкции, определенного в разделе 3.6. Благодаря анализу количества лекарственного средства, осажденного на различных ступенях, стало возможным с помощью специального программного обеспечения Copley Scientific рассчитать дозу тонкодисперсных частиц (ДТЧ), фракцию тонкодисперсных частиц (ФТЧ), масс-медианное аэродинамическое распределение (ММАД) и геометрическое стандартное отклонение (ГСО) собранных пептидных частиц.
Дозу тонкодисперсных частиц (ДТЧ) определяли как количество лекарственного средства в предписанной дозе вдыхаемого продукта, которое, как обычно считается, имеет размер, способный проникать в легкие во время вдыхания, то есть является вдыхаемой. Как правило, считается, что этот размер составляет примерно 5 микрон или меньше.
Фракция тонкодисперсных частиц (ФТЧ) представляла собой ДТЧ, выраженную в процентах от доставленной дозы.
2.6 Количественное определение битартрата цистеамина
Количественное определение битартрата цистеамина проводили с использованием УФ-спектрометра Shimadzu UV-1650PC. Поскольку битартрат цистеамина не имеет УФ-хромофора, использовали реактив Эллмана, 5,5-дитиобис (2-нитробензойная кислота).
2.6.1 Приготовление реактивов
Реакционный буфер: 0,1 М фосфат натрия, рН 8,0, содержащий 0,1 мМ ЭДТА.
Раствор реактива Эллмана: растворить 40 мг реактива Эллмана в 10 мл реакционного буфера.
Растворить 34 мг битартрата цистеамина в 100 мл реакционного буфера, чтобы получить 1,5 мМ раствор.
2.6.2 Приготовление стандартных растворов
Стандарты готовили путем растворения битартрата цистеамина в реакционном буфере в следующих концентрациях:
Готовили несколько флаконов, каждый из которых содержал 50 мкл раствора реактива Эллмана и 2,5 мл реакционного буфера.
Анализируемый раствор или стандарт (250 мкл) добавляли во флаконы, приготовленные на предыдущем этапе. Реагенты смешивали и сразу анализировали на спектрофотометре. Поглощение измеряли при длине волны 412 нм.
Значения, полученные для стандартов, использовали для построения стандартной кривой. Концентрацию экспериментального образца битартрата цистеамина определяли по этой кривой.
3 Результаты
3.1 Первоначальные исследования распылительной сушки битартрата цистеамина с олеиновой кислотой и трегалозой
Первоначальные исследования, описанные в разделах 3.1, подтвердили, что невозможно получить подходящий сухой порошок путем распылительной сушки растворов битартрата цистеамина, содержащих олеиновую кислоту (с трегалозой и без нее). При всех используемых условиях полученный порошок состоял из стеклообразного твердого материала, который прилипал к стенкам циклона и емкости для сбора.
Улучшенные результаты были получены при удалении олеиновой кислоты из рецептуры (см. раздел 3.2). Удаление олеиновой кислоты приводило к получению тонкодисперсного белого порошка (а не воскообразного твердого вещества). Однако порошок все еще был когезивным и имел относительно плохие свойства текучести.
3.2 Распылительная сушка препаратов битартрата цистеамина, содержащих трегалозу и L-лейцин
Свойства порошка улучшались при добавлении в исходный раствор L-лейцина, что приводило к получению тонкодисперсных белых порошков. Извлечение (выход) было высокими; в диапазоне от 50 до 83%. Высушенные распылением порошки обладали приемлемыми технологическими свойствами и могли быть легко извлечены из емкости для сбора с минимальным статическим зарядом. Препараты, содержащие L-лейцин, имели более высокий % выхода и улучшенные характеристики текучести по сравнению с препаратами без L-лейцина.
Выход, полученный из высушенных распылением растворов, содержащих L-лейцин, приведен ниже в Таблице 8:
** Без учета остаточной влажности;
* Размер партии 2 г.
3.3 Анализ размера частиц высушенных распылением препаратов битартрата цистеамина, содержащих трегалозу и L-лейцин
Обобщенные данные о размере частиц для препаратов битартрата цистеамина, содержащих трегалозу и L-лейцин, приведены в Таблице 9.
* 10% микрочастиц, по объему, ниже этого показателя;
** 50% микрочастиц, по объему, ниже этого показателя;
*** 90% микрочастиц, по объему, ниже этого показателя;
**** Среднеобъемный диаметр.
3.4 Анализ аэродинамического размера частиц при помощи каскадного импактора Андерсена
Обобщенные данные об аэродинамическом размере частиц для высушенных распылением партий препаратов битартрата цистеамина, с трегалозой и L-лейцином, приведены в Таблице 9. Полные отчеты об анализе размера частиц подробно описаны в приложении 2 (данные не приводятся).
*Не включено из-за изменений в аналитическом методе процесса извлечения.
4 Выводы
Битартрат цистеамина был успешно высушен распылением с трегалозой и с L-лейцином или без него. В этих исследованиях препарат, содержащий битартрат цистеамина (10 мас.%), трегалозу (85 мас.%) и L-лейцин (5% мас.%), оказался лучше с точки зрения извлечения порошка, технологичности обработки и загрузки лекарственного средства в капсулы.
Улучшенные технологические характеристики обработки порошка препаратов битартрат цистеамина/трегалоза/лейцин выражались в увеличении фракции тонкодисперсных частиц (ФТЧ), особенно в препаратах, содержащих 5% лейцина.
Первоначальные технико-экономические исследования доставки с использованием сухих порошковых ингаляторов подтверждают, что высушенные распылением порошки могут быть доставлены с использованием коммерчески доступных сухих порошковых ингаляторов без лактозного носителя. В начальных технико-экономических исследованиях использовались порошки, высушенные распылением, с ФТЧ от 20% до 40% и МТЧ от 3 до 6,9 мг, доставленные из двух капсул.
Пример 2
Получение высушенных распылением препаратов битартрата цистеамина для тестирование in vivo
5 Материалы
Битартрат цистеамина поставлялся NovaBiotics (Recordati 140514-1). Все остальные реагенты были аналитического качества, поставляемые компанией Sigma.
6 Методы
6.1 Распылительная сушка препаратов битартрата цистеамина
6.1.1 Битартрат цистеамина 5 мас.%, L-лейцин 5 мас.%, маннит 90 мас.% (партия 57#08а)
Порошок битартрата цистеамина нагревали до комнатной температуры в течение 30 минут перед открытием. Раствор, содержащий 0,1 г порошка битартрата цистеамина, 0,1 г L-лейцина и 1,8 г маннита, готовили в 20 мл деионизированной воды, чтобы получить общую концентрацию твердых веществ 10% мас./об. Эту смесь перемешивали до полного растворения твердых веществ.
Раствор сушили распылением с использованием распылительной сушилки Buchi В290, оснащенной высокоэффективным циклоном и двухпоточной форсункой Buchi. Полные условия распылительной сушки приведены ниже в Таблице 10.
После распылительной сушки порошок собирали и хранили в стеклянном флаконе, завернутом в лабораторную пленку и фольгу, в защитной среде с относительной влажностью <10%.
6.12 Битартрат цистеамина 10 мас.%, L-лейцин 5 мас.%, маннит 85 мас.% (партия 57#08b)
Порошок битартрата цистеамина нагревали до комнатной температуры в течение 30 минут перед открытием. Раствор, содержащий 0,2 г порошка битартрата цистеамина, 0,1 г L-лейцина и 1,7 г маннита, готовили в 20 мл деионизированной воды, чтобы получить общую концентрацию твердых веществ 10% мас./об. Эту смесь перемешивали до полного растворения твердых веществ.
Раствор сушили распылением с использованием распылительной сушилки Buchi В290, оснащенной высокоэффективным циклоном и двухпоточной форсункой Buchi. Полные условия распылительной сушки приведены ниже в Таблице12.
После распылительной сушки порошок собирали и хранили в стеклянном флаконе, завернутом в лабораторную пленку и фольгу, в защитной среде с относительной влажностью <10%.
6.13 Партия плацебо, содержащая L-лейцин 5 мас.%, маннит 95 мас.% (партия 57#07)
Раствор, содержащий 0,1 г L-лейцина и 1,9 г маннита, готовили в 20 мл деионизированной воды, чтобы получить общую концентрацию твердых веществ 10% мас./об. Эту смесь перемешивали до полного растворения твердых веществ.
Раствор сушили распылением с использованием распылительной сушилки Buchi В290, оснащенной высокоэффективным циклоном и двухпоточной форсункой Buchi. Полные условия распылительной сушки приведены ниже в Таблице 13.
После распылительной сушки порошок собирали и хранили в стеклянном флаконе, завернутом в лабораторную пленку и фольгу, в защитной среде с относительной влажностью <10%.
6.2 Анализ размера частиц
Анализ размера частиц проводили с использованием анализатора размера частиц SympaTec HELOS с диспергатором RODOS. Приблизительно 50 мг высушенного распылением препарата битартрата цистеамина помещали в вибрационный питатель и подавали в бункер. Распыление обеспечивали при помощи сжатого воздуха под давлением 2 бар.
6.3 Анализ содержания битартрата цистеамина в высушенных распылением порошках
Количественное определение битартрата цистеамина проводили с использованием УФ-спектрометра Shimadzu UV-1650PC. Поскольку битартрат цистеамина не имеет УФ-хромофора, для измерения сульфгидрильной группы на цистеамине использовали реактив Эллмана, 5,5-дитиобис (2-нитробензойная кислота).
6.3.1 Приготовление реактивов
Реакционный буфер: 0,1 М фосфат натрия, рН 8,0, содержащий 0,1 мМ ЭДТА.
Раствор реактива Эллмана: растворить 40 мг реактива Эллмана в 10 мл реакционного буфера
Растворить 34 мг битартрата цистеамина в 100 мл реакционного буфера, чтобы получить 1,5 мМ раствор.
6.3.2 Получение стандартных кривых
Стандарты готовили путем растворения битартрата цистеамина в реакционном буфере при концентрациях, показанных в Таблице 14:
Готовили несколько флаконов, каждый из которых содержал 50 мкл раствора реактива Эллмана и 2,5 мл реакционного буфера.
Анализируемый раствор или стандарт (250 мкл) добавляли во флаконы, приготовленные на предыдущем этапе. Реагенты смешивали и сразу анализировали на спектрофотометре. Поглощение измеряли при длине волны 412 нм.
Значения, полученные для стандартов, использовали для построения стандартной кривой. Концентрацию экспериментального образца битартрата цистеамина определяли по этой кривой.
6.3.3 Анализ содержания цистеамина в исходных растворах и высушенных распылением порошках
Содержание битартрата цистеамина измеряли в каждом из исходных растворов, использованных для получения двух высушенных распылением партий. Аликвоту 100 мкл каждого раствора разводили в 10 мл деионизированной воды для получения раствора, концентрация которого попадала в линейную область стандартной кривой. Образцы анализировали, как описано в разделе 3.3.2, и определяли концентрацию битартрата цистеамина.
Содержание битартрата цистеамина измеряли в двух высушенных распылением препаратах. 50 мг образца каждого порошка разводили в 0,5 мл деионизированной воды. Аликвоту 100 мкл разводили в 10 мл деионизированной воды для получения раствора, концентрация которого попадала в линейную область стандартной кривой. Образцы анализировали, как описано в разделе 3.3.2, и определяли концентрацию битартрата цистеамина.
7 Результаты и обсуждение
7.1 Распылительная сушка препаратов битартрата цистеамина
Весь исходный раствор был успешно высушен распылением, в результате чего получился тонкодисперсный белый порошок. Результаты извлечения приведены ниже в Таблице 15:
Извлечение для партий было ниже, чем ожидалось, однако это, вероятно, связано с небольшим размером партии (2 г). Все порошки обладали хорошими технологическими свойствами, однако было замечено, что препарат с 10% цистеамина был несколько более когезивным, чем препарат с 5% цистеамина.
7.2 Анализ размера частиц
Обобщенные данные о размере частиц для всех временных точек приведены в Таблице 16, а репрезентативные распределения размеров частиц показаны на Фигурах 1-3.
* 10% микрочастиц, по объему, ниже этого показателя;
** 50% микрочастиц, по объему, ниже этого показателя;
*** 90% микрочастиц, по объему, ниже этого показателя;
**** Среднеобъемный диаметр.
Примеры распределений размеров, полученные для каждой партии, показаны на фигурах 1-3.
7.3 Определение содержания цистеамина в исходном растворе и в высушенных распылением порошках
Как исходный раствор, который подавали в распылительную сушилку, так и полученные порошки, высушенные распылением, анализировали на содержание цистеамина. Полученные результаты приведены ниже в Таблице 17.
Во всех образцах измеренная концентрация была выше, чем ожидаемая концентрация, рассчитанная на основе теоретического содержания.
Пример 3
Оценка эффективности препарата Линовекс (цистеамин) в мышиной модели интраназальной нейтропении. вызванной Pseudomonas aeruginosa АТСС 27853 (модель нагрузки на легкие)
Химические реактивы
Подавление иммунитета/предварительную обработку животных проводили циклофосфамидом в дозе или 200 мг/кг, или 150 мг/кг. Линовекс, химическое название цистеамин, и носитель использовали или как Линовекс и лактоза в качестве носителя, или как Линовекс и носитель на основе маннита (оба вещества предоставлены компанией Upperton (продукт Upperton)). Эти вещества использовали для лечения и контроля носителем отдельно и в комбинации. Тобрамицин использовали в виде ингаляционного препарата в лактозе. Все процедуры проводились с использованием устройства Реnn Century. Фосфатно-солевой буфер (ФСБ) и селективный агар для Pseudomonas были необходимы для обеспечения бактериальной нагрузки на ткани.
Животные
В этом исследовании использовали самцов мышей CD1 (n=6 для групп лечения, плюс пять в группе до лечения, всего 35 мышей). На 4-й день у мышей подавляли иммунитет/проводили предварительную обработку циклофосфамидом в дозе 200 мг/кг внутрибрюшинно; и в день -1 циклофосфамидом в дозе 150 мг/кг внутрибрюшинно. Мышей заражали инокулятом P.aeruginosa АТСС27853 с концентрацией 5×106 КОЕ/мл, который вводили интраназально в объеме 40 мкл после обезболивания анестезирующим коктейлем кетамин/ксилазин в течение 15 минут, для Линовекса, используемого с лактозой, и инокулятом с концентрацией 4×106 для продукта Upperton-Линовекс.
Лечение
Все процедуры проводились интратрахеально с использованием устройства Реnn Century.
Линовекс (цистеамин) вводили в дозе 1,5 мг отдельно и в комбинации с лактозой в следующих концентрациях: Линовекс 0,75 мг +2,25 мг порошка лактозы, Линовекс 1,5 мг +1,5 мг порошка лактозы, Линовекс 2,25 мг +0,75 мг порошка лактозы вместе с носителем, только контроль 3 мг лактозы. Кроме того, тобрамицин в дозе 188 мкг на дозу вводили в виде ингаляционной композиции, которую смешивали с лактозой для облегчения измерения. Лечение проводили приблизительно через 5 минут после заражения.
В другом исследовании Линовекс вводили в следующих дозах: 3 мг 5% Линовекс и 3 мг 10% Линовекс.Линовекс в комбинации с тобрамицином следующим образом: 3 мг 5% Линовекс+тобрамицин 0,188 мг в 1,5 мг носителя, 3 мг 10% Линовекс+тобрамицин 0,188 мг в 1,5 мг носителя (на основе маннита, предоставленного компанией Upperton) и только тобрамицин в качестве контроля (0,188 мг на дозу в лактозном носителе). Лечение проводили один раз приблизительно через 10 минут после заражения.
Бактериальная нагрузка в ткани
Определяли нагрузку на легочную ткань каждого животного в клинической конечной точке через 24 часа после заражения. Легкие гомогенизировали в 2 мл ФСБ, серийно разводили в ФСБ и высевали на селективный агар для Pseudomonas перед количественным определением через 24-48 ч при температуре 37°С.
В исследовании Линовекс/лактоза была достигнута переменная инфекция в легких у мышей, инфицированных P.aeruginosa АТСС27853. Внутритрахеальное введение 0,188 мг ингаляционной композиции тобрамицина приводило к статистически значимому снижению нагрузки на легкие по сравнению с мышами, получавшими носитель (р=0,0097 критерий Крускала-Уоллиса), и у 5/6 животных уровень инфекции снижался до уровня ниже предела обнаружения. Внутритрахеальное введение 1,5 мг и 2,25 мг Линовекса также уменьшало нагрузку на легкие по сравнению с носителем (р=0,0072 и р=0,0349, соответственно) у 5/6 и 4/6 мышей, соответственно, уровень инфекции снижался до уровня ниже предела обнаружения (Фигура 4).
В исследовании Линовекс с продуктом Upperton была достигнута устойчивая инфекция в легких у мышей, инфицированных P.aeruginosa АТСС27853.
Внутритрахеальное введение 0,188 мг ингаляционной композиции тобрамицина приводило к сильно изменяющимся нагрузкам со средним снижением легочной нагрузки на 1,61 log10 КОЕ/г по сравнению с мышами, получавшими носитель (критерий Крускала-Уоллиса). Внутритрахеальное введение 3 мг 5% или 10% Линовекс в качестве монотерапии не уменьшало легочную нагрузку по сравнению с носителем. Однако сочетание 5% или 10% Линовекс с 0,188 мг тобрамицина привело к снижению нагрузки по сравнению с мышами, получавшими носитель, (Р<0,0001 и Р<0,0001, соответственно). Это снижение сравнивали с лечением одним тобрамицином (р<0,0001 для 5% Линовекс + тобрамицин и р<0,0015 для 10% Линовекс+тобрамицин, критерий Крускала-Уоллиса) (Фигура 5).
Кроме того, измеряли вес мыши до и после заражения. Мыши, получавшие носитель, монотерапию Линовексом или монотерапию тобрамицином, теряли вес после заражения. Напротив, мыши, получавшие лечение комбинациями Линовекс + тобрамицин, сохраняли вес после заражения, указывая на то, что они оставались относительно здоровыми после заражения (Фигура 6).
Следует отметить, что тобрамицин для ингаляции сухого порошка был суспендирован в лактозе, а не в манните. Суспендирование в лактозе приводило к комкованию порошка, что приводило к некоторым трудностям при доставке, так как многие устройства Penn Century блокировались во время дозирования. Суспензии Линовекс вводить было намного проще, и все они доставлялись без проблем, связанных с блокировкой устройства доставки. Хотя снижение нагрузки в группах, получавших комбинированную терапию, оказалось большим и значительно превосходящим монотерапию тобрамицином, данные о некоторых мышах, получавших монотерапию тобрамицином, могут быть подозрительными из-за сложности доставки при помощи сухого порошкового ингалятора. Даже когда животные с неоднозначным результатом лечения тобрамицином исключались из рассмотрения, значительно повышенная эффективность комбинации по-прежнему сохранялась.
1. Микрочастицы, содержащие цистеамин, цистамин или его фармацевтически приемлемую соль, гидрат или их сложный эфир и стабилизирующий агент, где стабилизирующий агент выбран из группы, состоящей из дисахаридов и сахароспиртов, и где микрочастицы содержат 70-95 мас.% дисахарида или сахароспирта, при этом частицы имеют размер от 1 до 13 микрон.
2. Микрочастицы по п. 1, где фармацевтически приемлемая соль представляет собой цистеамин битартрат.
3. Микрочастицы по п. 1, где микрочастицы имеют размер от 4 до 8 микрон
4. Микрочастицы по п. 1, где микрочастицы имеют размер от 2 до 4 микрон.
5. Микрочастицы по любому из предыдущих пунктов, где дисахарид представляет собой трегалозу.
6. Микрочастицы по п.5, где стабилизирующий агент представляет собой маннит.
7. Микрочастицы по любому предыдущему пункту, которые содержат вплоть до 20% об./об. цистеамина, цистамина или его фармацевтически приемлемой соли, гидрата или их сложного эфира.
8. Микрочастицы по п.7, которые содержат примерно между 5 и 10% об./об. цистеамина, цистамина или его фармацевтически приемлемой соли, гидрата или их сложного эфира.
9. Микрочастицы по любому предыдущему пункту, которые содержат от 80 до 95 мас.% стабилизирующего агента.
10. Микрочастицы по любому предыдущему пункту, которые дополнительно содержат лейцин.
11. Микрочастицы по п. 10, которые содержат от 1 до 10% лейцина.
12. Применение микрочастиц для лечения или предотвращения заболеваний легких, где заболевание легких является респираторным заболеванием, и где микрочастицы, содержат цистеамин, цистамин или его фармацевтически приемлемую соль, гидрат или их сложный эфир и стабилизирующий агент, где стабилизирующий агент выбран из группы, состоящей из дисахаридов, и сахароспиртов, где респираторное заболевание представляет собой кистозный фиброз, хроническое обструктивное легочное заболевание, хронический бронхит, бронхоэктаз, эмфизему, хроническую обструктивную непроходимость дыхательных путей, хронический кашель, обычную простуду, грипп, хантавирусную инфекцию, пневмонию или плеврит.
13. Применение по п. 12, где микрочастицы вводят путем ингаляции или интраназально.
14. Применение по п. 12, где предотвращение заболевания легких характеризуется поддержанием функции вентиляции путем предотвращения накопления слизистого элемента.
15. Способ лечения или предотвращения заболевания легких, где заболевание легких является респираторным заболеванием, включающий введение микрочастиц, где микрочастицы содержат цистеамин, цистамин или его фармацевтически приемлемую соль, гидрат или их сложный эфир и стабилизирующий агент, где стабилизирующий агент выбран из группы, состоящей из дисахаридов и сахароспиртов, где респираторное заболевание представляет собой кистозный фиброз, хроническое обструктивное легочное заболевание, хронический бронхит, бронхоэктаз, эмфизему, хроническую обструктивную непроходимость дыхательных путей, хронический кашель, обычную простуду, грипп, хантавирусную инфекцию, пневмонию или плеврит.
16. Ингаляционное устройство, содержащее микрочастицы по любому из пп. 1-11.
