ТВЕРДОЕ ИНСУЛИНСОДЕРЖАЩЕЕ ЛЕКАРСТВЕННОЕ СРЕДСТВО Российский патент 1998 года по МПК A61K38/28 

Изобретение относится к области медицины, а именно к твердому инсулинсодержащему лекарственному средству, которое используют для лечения больных сахарным диабетом.

Сахарный диабет - одно из наиболее распространенных тяжелых заболеваний, в основе которого лежит абсолютный или относительный недостаток гормона поджелудочной железы - инсулина.

Инсулинотерапия (введение инсулина извне) является единственным и традиционным методом лечения заболевания, позволяющим восполнить недостаток инсулина в организме. Наиболее распространенный способ введения инсулина - подкожная инъекция. Этот способ неудобен, травмирует психику больных (особенно детей), причиняет физические и моральные страдания, но самое главное может сам по себе обострять патологию заболевания. Последнее связано с тем, что при подкожной инъекции инсулина нормальная концентрация глюкозы в крови достигается за счет систематической гиперинсулинемии периферических тканей, в то время как печень (основное место активности эндогенного, вырабатываемого в организме инсулина) испытывает недостаток инсулина.

Единственный способ предотвратить осложнения, неизбежно сопутствующие инъекционной инсулинотерапии, по возможности добиться полной имитации природного пути поступления гормона в живом организме - смоделировать физиологическую разницу в уровне инсулина в портальной и периферической системах кровообращения. И с этой точки зрения, пероральный (через рот) путь доставки инсулина наиболее благоприятен.

Главными препятствиями, возникающими на пути создания пероральных форм инсулина, является низкая устойчивость гормона к действию протеолитических ферментов желудочно-кишечного тракта, а также низкая проницаемость инсулина через эпителиальную ткань кишечной стенки в кровоток, обусловленная как низкой липофильностью, так и размерами макромолекул гормона.

За последние десятилетия были предприняты многочисленные попытки создания пероральных форм инсулина, однако до сих пор не удалось разработать эффективно действующий препарат, способный конкурировать по терапевтическому действию с инсулином, вводимым инъекционным путем. Среди лекарственных форм препаратов перорального применения наиболее заманчивой и перспективной является твердая форма, поскольку она наиболее комфортна и удобна как для употребления больными, так и для хранения, к тому же, технологии производства таких форм относительно недороги и достаточно отработаны.

Известно твердое инсулинсодержащее лекарственное средство, состоящее из ядра, содержащего инсулин и вспомогательные вещества, и оболочки из биодеградируемого пленкообразующего полимерного материала [1]. Средство изготовляют введением в твердую желатиновую капсулу или таблетку 1-40 мг кристаллического инсулина и 200 мг стехиометрической смеси 5-метоксисалициловой кислоты и бикарбоната натрия. Затем капсулу (таблетку) покрывают сополимером гидроксиэтилметакрилата и стирола, сшитым дивинилазобензолом. Оболочка устойчива к действию среды желудка и тонкого кишечника, но распадается в толстом кишечнике под действием присутствующих там микроорганизмовю.

Недостатком этого средства является низкая эффективность и неопределенное время достижения максимального эффекта. Пероральное введение крысам указанного средства, содержащего 1 ед. инсулина, приводит к уменьшению концентрации глюкозы в крови на 20% через 9 ч после введения. В то же время подкожное введение раствора инсулина в дозе 0,1 или 1,0 ед. приводит к снижению уровня глюкозы в крови на 39 и 63% соответственно. Максимальный гипогликемический эффект для отдельных животных достигается в период от 1 до 9 часов, а у некоторых животных эффект уменьшения концентрации глюкозы отсутствует и через 10 ч после введения лекарственного средства.

Известно твердое инсулинсодержащее лекарственное средство в форме нанокапсул, представляющих собой микрочастицы диаметром порядка 300 нм, состоящие из биодеградируемого (под действием микрофлоры кишечника) полиалкилцианоакрилата с иммобилизованным внутри него инсулином [2].

Недостатками этого средства является низкая эффективность и неопределенное время достижения максимального эффекта. Так, например, при пероральном введении его крысам в дозах 12,5, 25 и 50 ед/кг инсулина клинический эффект (50-60%-ое уменьшение уровня глюкозы в крови) наблюдается лишь на второй день после введения нанокапсул.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому решению является твердое инсулинсодержащее лекарственное средство, состоящее из ядра, содержащего инсулин, ингибитор протеолитических ферментов и вспомогательные вещества, и желудочно-резистентной оболочки [3,4]. В качестве ингибитора протеолитических ферментов лекарственное средство содержит ингибитор трипсина из сои, а в качестве вспомогательных веществ - холат натрия и лактозу. Лактозу используют в качестве неактивного наполнителя, а холат натрия - в качестве соединения, повышающего проницаемость инсулина через стенки кишечника.

Недостатком этого средства является низкая эффективность. Так, при пероральном введении средства здоровым собакам при дозе инсулина 40 ед./кг веса животного максимальное снижение концентрации глюкозы в крови животного составляет 18% и наблюдается лишь через 144 мин после введения препарата, в то время как с помощью подкожной инъекции аналогичного гипогликемического эффекта можно достичь при дозе инсулина в 10 раз меньшей. Кроме того, указанное средство, содержащее ингибитор трипсина из сои, обладает избирательным действием по отношению к различным видам животных, иными словами не является универсальным. Так, при пероральном применении оно проявляет активность по отношению к собакам и не активно по отношению к крысам. [4].

Все перечисленные аналоги, в том числе и прототип, не могут использоваться как самостоятельное лекарственное средство в клинической практике в силу указанных выше причин.

Задачей предполагаемого изобретения является разработка твердого инсулинсодержащего лекарственного средства по своему терапевтическому действию близкого к инсулину, вводимому инъекционным путем.

Технический результат, который может быть получен от использования предлагаемого средства заключается в достижении устойчивого, терапевтически эффективного гипогликемического действия на различных животных моделях, включая человека, независимо от срока хранения препарата, и, что особенно важно, при дозах, соизмеримых с уровнем доз инъекционного инсулина.

Решение поставленной задачи достигается тем, что твердое инсулинсодержащее лекарственное средство, состоящее из ядра, содержащего инсулин, ингибитор протеолитических ферментов и вспомогательные вещества, и желудочно-резистентной оболочки, в качестве ингибитора протеолитических ферментов содержит сшитый гидрофильный полимер, модифицированный овомукоидом.

В качестве вспомогательных веществ ядро предлагаемого средства содержит микрокристаллическую целлюлозу, натрий карбоксиметилцеллюлозу, натрий лаурилсульфат, стеарат кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Кристаллический инсулин (4-50 Е) (с условной активностью 25 Е/мг) - 0,01 - 0,4
Сшитый гидрофильный полимер - 1 - 20
Натрий карбоксиметилцеллюлоза - 2 - 50
Натрий лаурилсульфат - 1 - 5
Стеарат кальция - 0,05 - 1
Микрокристаллическая целлюлоза - Остальное
Натрий карбоксиметилцеллюлозу используют в качестве разрыхляющего вещества, обеспечивающего механическое разрушение лекарственной формы (например, таблетки) в кишечнике при контакте с пищеварительными соками. Механизм действия такого типа вспомогательного вещества сводится к повышению скорости гидратации твердых частиц сшитого гидрофильного полимера с образованием набухающих в кишечной жидкости гидрогелевых частиц: именно внутри этих частиц реализуется защита иммобилизованного инсулина от действия протеолитических ферментов и создаются благоприятные условия для диффузии из их объема инсулина к поверхности всасывания.

В качестве разрыхлителей такого действия могут быть использованы и другие водорастворимые соединения, способные оказывать влияние на гидратацию частиц сшитого полимера, такие как метилцеллюлоза, желатин, натрий крахмал гликолат, кросповидон, полиэтиленгликоль и т.п.

Натрий лаурилсульфат используют в качестве разрыхляющего вещества, механизм действия которого сводится к улучшению смачиваемости и водопроницаемости твердой лекарственной формы. Такую же функцию могут выполнять и другие поверхностно-активные вещества, например твины - эфиры полиоксиэтилированного сорбитана и жирных кислот, спены - сложные эфиры жирных кислот и неполиоксиэтилированного сорбитана, обычные мыла, сульфированные спирты и т. д.

Скорость набухания частиц сшитого полимера можно также регулировать, варьируя химическую структуру модифицированного гидрофильного полимера, например вводя в его состав участки звеньев гидрофильных функциональных мономеров, способных к ионизации в условиях pH, отвечающих кишечной полости, например, акриловой или метакриловой кислоты.

Натрий лаурилсульфат используют также в качестве вещества, повышающего мембранную проницаемость слизистых оболочек и, тем самым, облегчающего проницаемость инсулина в кровоток. Аналогичную роль могут выполнять и другие поверхностно-активные вещества, например натриевые соли додецил- и стеарилсуфатов, а также соли желчных кислот, хелатообразующие вещества и др.

Стеарат кальция используют в качестве скользящего и смазывающего вещества для улучшения сыпучести таблетируемой смеси и уменьшения прилипания таблеток к прессующим поверхностям при таблетировании.

Микрокристаллическую целлюлозу используют, в основном, в качестве наполнителя с целью достижения необходимого веса твердой лекарственной формы, например таблеток, при столь незначительном содержании активного ингредиента. В качестве наполнителя могут быть использованы и другие совместимые с инсулином и индифферентные для организма вещества, такие как, например, лактоза, поливинилпирролидон, метилцеллюлоза, натрий карбоксиметилцеллюлоза, полиэтиленгликоль, и др., используемые обычно для получения твердых лекарственных форм вещества.

Отличительным признаком предлагаемого средства от указанного выше прототипа является наличие в качестве ингибитора протеиназ сшитого гидрофильного полимера, модифицированного овомукоидом.

Известно использование овомукоида в инсулинсодержащем лекарственном гелеобразном средстве, состоящем из инсулина, сшитого гидрофильного полимера, модифицированного ингибитором протеолитических ферментов, и воды [5]. Указанное средство содержит 0,001 - 0,5% инсулина, 1,0 - 30,0% модифицированного полимера и 70 - 98% воды. Пероральное применение средства обеспечивает достоверное снижение уровня глюкозы в крови экспериментальных (недиабетических) кроликов до 53% от исходного уровня при введении дозы инсулина 10 Е/кг веса животного.

Однако проявление гипогликемического эффекта наблюдается только при использовании средства указанного выше состава, для которого обязательно наличие воды. При удалении из лекарственного средства воды его биологическая активность теряется. Средство невозможно точно дозировать, в том числе и из-за частичной потери воды при хранении, оно неудобно в применении, что обусловлено его гелеобразным состоянием. К тому же, оно характеризуется низкой устойчивостью при хранении; так его биологическая активность снижается в среднем на 10, 15, 21 и 70% при хранении в течение 8, 14, 23 и 50 суток соответственно при комнатной температуре.

Однако сочетание лиофильно высушенного инсулинсодержащего сшитого гидрофильного полимера, модифицированного овомукоидом, с предложенной группой вспомогательных веществ впервые обеспечивает создание эффективного по терапевтическому действию твердого лекарственного средства для применения в клинической практике.

Для защиты инсулина от деструктирующего действия протеолитических ферментов желудочного сока и его высокой кислотности, а также локализации его освобождения непосредственно в кишечнике ядро предлагаемого средства покрывают желудочно-резистентным (кишечно-растворимым) пленочным покрытием. Этот прием известен и широко используется в фармацевтической промышленности. В качестве примера кишечно-растворимого пленочного покрытия используют состав, содержащий ацетилфталилцеллюлозу, двуокись титана и касторовое масло при соотношении 2: 1: 1. Для кишечно-растворимых покрытий также могут быть использованы как природные вещества, такие как шеллак, казеин, кератин, парфинспермацет, так и синтетические продукты, такие как стеариновая кислота в сочетании с жирами и желчными кислотами, бутилстеарат, ацетилцеллюлоза, метилфталил-целлюлоза и т.д.

Твердая дозированная лекарственная форма инсулина может быть выполнена в виде таблеток, капсул, пилюль, драже, покрытых желудочно-резистентной оболочкой. Для идентификации твердых инсулин-содержащих лекарственных форм по дозам в состав оболочки могут быть введены пигменты и красители.

Пример 1. В состав ядра лекарственного средства вводят, мас.%:
Инсулин свиной кристаллический (с активностью 1 мг = 25 ед) - 0,08
Сшитый сополимер акриламида и овомукоида (при содержании 82,4 и 16,5 мас.% соответственно) - 3,85
Натрий лаурилсульфат - 0,47
Натрий карбоксиметилцеллюлоза - 1,97
Микрокристаллическая целлюлоза - 93,6
Стеарат кальция - 0,05
Таблетируемую массу из композиции указанного состава готовят следующим образом. 0,064 г (1600 Е) свиного инсулина (с активностью 1 мг = 25 Е) растворяют в 75 мл воды дистиллированной, доведенной до pH ≈ 3. В полученный раствор загружают 3 г предварительно лиофильно высушенного сшитого полиакриламида, модифицированного овомукоидом, и выдерживают при комнатной температуре в течение 5 ч. За это время полимер полностью набухает в воде. Затем малыми порциями добавляют натрий карбоксиметилцеллюлозу (1,54 г), лаурилсульфат натрия (0,37 г) и микрокристаллическую целлюлозу (73 г), тщательно перемешивают путем растирания в ступке, получая однородную массу, высушивают на воздухе при комнатной температуре до состояния сухой комковатой массы. Далее ее гранулируют на вальцах и таблетируют, предварительно опудрив стеаратом кальция (0,038 г). Получают 160 таблеток-ядер, каждая массой 0,48 г ± 5% и содержанием инсулина 10 Е.

Затем ядра покрывают желудочно-резистентным покрытием, используя для этого пленкообразующий состав, содержащий ацетилфталилцеллюлозу, диоксид титана и касторовое масло при массовом соотношении 50: 25: 25. Нанесение осуществляют из смеси ацетон - этиловый спирт, при соотношении 9:1 (по объему) в аппарате ожиженного слоя. Толщина слоя порядка 0,05 - 0,2 мм, что составляет не более 4% от массы таблетки. Такое покрытие выдерживает длительное воздействие желудочного сока (модель, pH 2) порядка 1 - 2 ч, в кишечнике (модель, pH 7,5, ионная сила 0,5 м/л) оно распадается за 15-30 мин.

Примеры 2-3. Таблетки получают по методике примера 1, за исключением того, что для ядер таблеток используют композиции другого состава, указанные в табл. 1, и что в примере 2 используют сшитый полимер с содержанием акриламида и овомукоида (АА-ОМ) 86,9 и 8,7 мас.% соответственно; а в примере 3 используют человеческий инсулин (Actrapid HM, Novo).

Пример 4. Таблетки получают по методике примера 1, за исключением того, что в качестве сшитого модифицированного полимера используют сополимер акриламида, акриловой кислоты и макромономера овомукоида (АА-АК-ОМ) при массовом содержании компонентов 84,3, 2,78 и 8,7 соответственно; состав ядра представлен в табл.1.

Полученные таблетки испытывают на экспериментальных животных. Образцы крови отбирают перед испытанием и через 30, 60, 90 и 120 мин после перорального введения препаратов инсулина и анализируют на содержание глюкозы. Результаты представлены в табл.2.

В табл. 3 приведены результаты сравнительных исследований по оценке эффективности действия инсулинсодержащих препаратов (предлагаемых и полученных по способу [5]) на кроликах в зависимости от срока их хранения.

Таким образом, как следует из табл.2, заявляемое средство обеспечивает статистически достоверный гипогликемический эффект на различных моделях млекопитающих, включая человека, т.е. носит универсальный характер. Причем дозы, необходимые для достижения требуемого терапевтического действия, являются сравнимыми с уровнями доз инъекционного инсулина; биологическая активность перорально вводимого предлагаемого инсулинового препарата составляет, в среднем, около 60-70% активности подкожно инъецируемого инсулина, при тех же дозах.

Как следует из табл.3, инсулин в этой лекарственной форме обладает высокой устойчивостью, сохраняя свою биологическую активность на протяжении длительного времени хранения (эксперимент до 50 суток) в отличие от известного средства в гелеобразном состоянии, практически теряющего свою активность уже через несколько недель.

Приведенные результаты позволяют высказать вполне обоснованную надежду на возможность практического использования заявляемой лекарственной формы инсулина для лечения больных сахарным диабетом, и тем самым в определенной степени усовершенствовать лечение этого заболевания, и, возможно, несколько снизить тяжелые последствия применяемой в настоящее время инъекционной терапии.

Источники информации
1. M. Saffran, G.S.Kumar, C. Savarlar, J.C. Burnham, F. Williams, D.S. Neckers, A new approach to the oral administration of insulin and other peptide drugs, Science, v. 233, p. 1081-1084, 1986.

2. C. Damge, C. Michel, V. Aprahamian, P. Couveur, J.P. Devissaquet, Nanocapsules as carrier for oral peptide delivery, Journal of Controlled Release, v. 13, p. 233-239, 1990.

3. Ehud Ziv, Miriam Kidron, Itamar Raz, Michael Krausz, Yoav Blatt, Avner Rotman, and Hanoch Bar-On, Oral administration of insulin in solid form to nondiabetic and diabetic dogs, Journal of Pharmaceutical Science, v. 83, N 6, p. 792-794, 1994.

4. M. Kidron, M. Krausz, I. Raz, H. Bar-On, E. Ziv, The absorbtion of insulin: the absorbtion of insulin from the intestine in dogs, Nenside. Surfactants. Deterg. 26(5), p. 352-4, 1989.

5. RU, патент, 2066551, кл. A 61 K 38/28, 1995.

Изобретение относится к медицине. Твердое инсулинсодержащее лекарственное средство, предназначенное для лечения больных сахарным диабетом пероральным путем, состоит из ядра, содержащего инсулин, белковый ингибитор протеолитических ферментов, представляющий собой сшитый гидрофильный полимер, модифицированный овомукоидом, и вспомогательные вещества, и желудочно-резистентной оболочки. Указанное средство обладает стабильной на протяжении длительного времени биологической активностью, характеризующейся гипогликемическим действием, составляющей порядка 60 - 70% активности подкожно инъецируемого инсулина, при тех же дозах. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. Твердое инсулинсодержащее лекарственное средство, состоящее из ядра, содержащего инсулин, ингибитор протеолитических ферментов и вспомогательные вещества, и желудочно-резистентной оболочки, отличающееся тем, что в качестве ингибитора протеолитических ферментов оно содержит сшитый гидрофильный полимер, модифицированный овомукоидом. 2. Средство по п.1, отличающееся тем, что ядро в качестве вспомогательных веществ микрокристаллическую целлюлозу, натрий карбоксиметилцеллюлозу, натрий лаурилсульфат, стеарат кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Кристаллический инсулин - 0,03 - 0,4
Сшитый полимер - 1 -20
Натрий карбоксиметилцеллюлоза - 2 - 50
Натрий лаурилсульфат - 1 - 5
Стеарат кальция - 0,05 - 1
Микрокристаллическая целлюлоза - Остальное8