МИКРОЧАСТИЦЫ С АНТИБИОТИКОМ ДЛЯ ИНГАЛЯЦИИ Российский патент 2015 года по МПК A61K9/00 A61K9/16 A61K9/48 A61K31/195 A61P11/00 A61P11/12 

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к композиции для ингаляции, содержащей микрочастицы, состоящие из антибиотика и стеарата магния.

Изобретение также относится к способу получения указанных микрочастиц и их применению в лечении бактериальных эндобронхиальных инфекций, связанных с определенными заболеваниями легких.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Муковисцидоз, также известный как MB или фиброзно-кистозная дегенерация, представляет собой смертельное наследственное расстройство.

Несмотря на то, что его формально рассматривают как редкое заболевание, он является одним из наиболее широко распространенных наследственных заболеваний, приводящих к уменьшению продолжительности жизни, и поражает более 60000 человек во всем мире.

Он связан с нарушением транспорта хлорид-ионов через мембраны эпителиальных клеток экзокринных желез, что приводит к уменьшению содержания воды в их секретах. Морфологические изменения в виде расширения и гипертрофии бронхиальных желез сопровождаются образованием слизистых пробок. Эта вязкая слизь в дыхательных путях приводит к возможности бактериальной колонизации с последующим развитием инфекции в дыхательных путях, что способствует непрерывному повреждению ткани.

Haemophilus influenzae и Staphylococcus aureus являются первыми патогенами, колонизирующими дыхательные пути в детстве. По мере прогрессирования заболевания легких происходит колонизация патогеном Pseudomonas aeruginosa.

После периода неустойчивой колонизации Pseudomonas aeruginosa у большинства пациентов с MB развивается хроническая колонизация, практически не поддающаяся эрадикации.

Среди прочего, в настоящее время применяют парентеральное введение антибиотиков, принадлежащих к классу аминогликозидов, и, в частности, тобрамицина.

Указанные антибиотики препятствуют прогрессированию MB, уменьшая повреждение легких и улучшая их функции.

Тем не менее, аминогликозиды плохо проникают в эндобронхиальные секреты (мокроту), чем обусловлена необходимость внутривенного введения высоких доз для достижения эффективной концентрации в месте инфекции. Эти высокие дозы приводят к риску развития у пациентов нефротоксических и ототоксических эффектов.

Эти проблемы могут быть преодолены введением лекарственных средств в легкие распылением, поскольку при таком способе введения указанные антибиотики плохо всасываются через эпителиальные поверхности легких, сохраняя при этом химическую стабильность.

В частности, водные композиции для введения тобрамицина [(2S,3R,4S,5S,6R)-4-aмино-2-{[(1S,2S,3R,4S,6R)-4,6-диамино-3-{[(2R,3R,5S,6R)-3-амино-6-(аминометил)-5-гидроксиоксан-2-ил]окси}-2-

гидроксициклогексил]окси}-6-(гидроксиметил)оксан-3,5-диола] с использованием небулайзеров различных типов имеются в настоящее время в продаже под товарным знаком TOBI® (Novartis Pharm Corp) и BRAMITOB® (Chiesi Farmaceutici SpA).

Тем не менее, введение с использованием небулайзеров не обеспечивает полной приверженности пациентов к лечению, поскольку пациентам необходимы устройства для доставки в условиях стационара или в домашних условиях.

Более того, во многих сообщениях показана бактериальная контаминация небулайзеров, используемых пациентами с MB, что приводит к необходимости их регулярной очистки и дезинфекции. Другим недостатком небулайзеров может быть их низкая эффективность.

Композиции в форме порошка для введения подходящими устройствами, известными как ингаляторы сухого порошка (ИСП), можно рассматривать как подходящую альтернативу композициям тобрамицина для введения с использованием небулайзеров, поскольку эти системы могут обеспечить более простое и более быстрое введение лекарственного средства.

В частности, ввиду их высокой терапевтической дозы, капсульные ингаляторы сухого порошка следует рассматривать как подходящие устройства.

Некоторые из проблем, которые необходимо решить для обеспечения эффективной композиции тобрамицина в форме сухого порошка, представляют собой проблемы, обычно возникающие при изготовлении композиций такого типа, то есть, композиция должна демонстрировать подходящую сыпучесть, подходящую химическую и физическую стабильность в устройстве перед применением и обеспечивать хорошую вдыхаемую фракцию, а также доставку точной терапевтически активной дозы активного ингредиента.

В частности, ввиду высокой дозы и, следовательно, большого количества порошка в каждой капсуле (15 мг или более) необходимо, чтобы композиция демонстрировала подходящие свойства сыпучести для обеспечения эффективного опорожнения капсулы при использовании ингалятора и, следовательно, воспроизводимой распыляемой дозы.

Более того, хорошо известно, что тобрамицин гигроскопичен.

Поскольку кроме влияния на химическую стабильность влажность может также влиять на сыпучесть, особое внимание следует уделять уменьшению количества остаточной воды, а также накоплению воды при хранении.

Решение этих задач по изготовлению композиции тобрамицина для ИСП, по-видимому, непросто, поскольку до настоящего времени в продажу не поступил ни один такой продукт.

В WO 03/053411 и WO 2006/066367 раскрыты композиции тобрамицина, содержащие фосфолипиды. Тем не менее, при их применении возникают опасения относительно их физико-химической стабильности.

Недавно Parlati et al (Pharm Res 2009, 26(5), 1084-1092) представили данные о порошке тобрамицина, содержащем стеарат натрия, полученном распылительной сушкой.

Тем не менее, все еще сохраняется потребность в порошке, содержащем антибиотики, принадлежащие к группе аминогликозидов, такие как тобрамицин, подходящем для введения с использованием ИСП.

В частности, будет также очень полезным обеспечить композицию, простую в изготовлении без использования растворителей, и, в особенности, без использования водных растворителей, поскольку остаточная вода может влиять на химическую стабильность и/или сыпучесть порошка.

Композиция по настоящему изобретению позволяет преодолеть проблемы и недостатки предшествующего уровня техники.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно изобретению предложена композиция в форме сухого порошка для легочного введения, содержащая механосинтезированные микрочастицы, состоящие из частиц антибиотика, принадлежащего к группе аминогликозидов, в количестве 90% масс/масс, или более и стеарата магния в количестве 10% масс/масс, или менее, где стеарат магния покрывает по меньшей мере 50% всей поверхности частиц лекарственного средства, и, возможно, физиологически приемлемый фармакологически инертный носитель.

Предпочтительно, антибиотик представляет собой тобрамицин.

В другом аспекте изобретение относится к механосинтезированным микрочастицам.

Согласно изобретению также предложена капсула для использования с ингалятором сухого порошка, заполненная композицией в форме сухого порошка по изобретению.

В другом аспекте согласно изобретению предложен способ получения микрочастиц по изобретению механосинтезом.

В другом аспекте согласно изобретению предложены микрочастицы, состоящие из частиц антибиотика, принадлежащего к группе аминогликозидов, в количестве 90% масс/масс, или более и стеарата магния в количестве 10% масс/масс, или менее, где стеарат магния покрывает по меньшей мере 50% всей поверхности частиц лекарственного средства, получаемых механосинтезом.

Изобретение также относится к механосинтезированным микрочастицам по изобретению для применения в лечении эндобронхиальной бактериальной инфекции, связанной с заболеванием легких.

Изобретение также относится к применению механосинтезированных микрочастиц по изобретению в изготовлении лекарственного средства для лечения эндобронхиальной бактериальной инфекции, связанной с заболеванием легких.

В еще одном аспекте изобретение относится к механосинтезированным микрочастицам по изобретению для лечения эндобронхиальной бактериальной инфекции, связанной с заболеванием легких.

В еще одном аспекте согласно изобретению предложен способ лечения эндобронхиальной бактериальной инфекции, связанной с заболеванием легких, у пациента, включающий введение терапевтически эффективного количества механосинтезированных микрочастиц по изобретению.

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Термины «активное лекарственное средство», «активный ингредиент», «активный агент» и «активное вещество», «активное соединение» и «терапевтический агент» использованы здесь как синонимы.

Ингаляторы сухого порошка можно разделить на два основных типа:

1) однодозовые ингаляторы для введения отдельных однократных доз активного соединения; каждая однократная доза обычно представлена в капсуле;

2) многодозовые ингаляторы сухого порошка, предварительно заполненные количествами активных веществ, достаточными для более длительных циклов лечения.

Термин «покрытие» означает, что смазывающее вещество стеарат магния образует пленку вокруг активных частиц.

Покрытие является лишь частичным, если количество стеарата магния недостаточно для образования пленки по всей поверхности всех частиц активного ингредиента.

Термин «по существу чистый» обозначает активный ингредиент с химической чистотой более 90% масс/масс, предпочтительно 93% масс/масс, или более.

Обычно размер частиц определяют, измеряя характерный диаметр эквивалентной сферы (characteristic equivalent sphere diameter), известный как объемный диаметр (volume diameter), лазерной дифракцией.

Размер частиц можно также определить измерением массового диаметра (mass diameter) с использованием подходящих инструментов, хорошо известных специалисту в данной области техники.

Объемный диаметр (VD) связан с массовым диметром (MD) через плотность частиц (при допущении, что плотность частиц не зависит от их размера).

Термин «механосинтезированный» относится к микрочастицам, состоящим из двух разных веществ, где первое вещество механически нанесено на второе вещество сухим способом.

Размер частиц выражают в единицах объемного диаметра и распределение частиц по размерам выражают в единицах (1) объемного медианного диаметра (VMD), соответствующего диаметру 50 процентов частиц по массе или объему, соответственно, и (2) объемного диаметра (VD) в мкм 10% и 90% частиц, соответственно.

Термин «агломерированный» использован здесь в двух разных значениях.

Термин «агломерированные микрочастицы» относится к частицам, состоящим из более чем одной микрочастицы, сцепленных друг с другом. Например, агломерированная микрочастица размером 1,5 мкм ([d(v,0,5)]) может состоять из большого числа сцепленных друг с другом микрочастиц, каждая из которых имеет меньший диаметр.

В отличие от этого, термин «неплотно агломерированные микрочастицы» относится к частицам в форме мягких агломератов, способных к быстрому распаду с образованием отдельных микрочастиц.

Термин «подходящие свойства сыпучести» относится к композиции, простой в обращении в процессе изготовления и способной обеспечить точную и воспроизводимую доставку терапевтически эффективной дозы. Выражение «точная терапевтически активная доза активного ингредиента» относится к композиции, при применении которой средняя вводимая доза составляет 60% номинальной дозы или более, предпочтительно более 65%, еще более предпочтительно более 70%.

Выражение «химически стабильный» относится к композиции, которая при хранении соответствует требованиям руководства CPMP/QWP/122/02 Европейского агентства по оценке лекарственных средств (ЕМЕА) с названием «Оценка стабильности существующих активных веществ и связанных с ними конечных продуктов» ("Stability Testing of Existing Active Substances and Related Finished Products").

Выражение «физически стабильный» относится к композиции, физическое состояние которой не изменяется в устройстве до ее применения и при хранении.

Выражение «вдыхаемая фракция» относится к значению процента активных частиц, достигающих нижних отделов легких у пациента.

Вдыхаемую фракцию, также называемую фракцией тонкодисперсных частиц (FPF), оценивают in vitro с использованием подходящего устройства, обычно многокаскадного импактора (Multistage Cascade Impactor) или многокаскадного жидкостного импинджера (Multi Stage Liquid Impinger, MLSI) согласно способам, описанным в обычных фармакопеях. Тем не менее, могут быть успешно использованы другие устройства, такие как двухкаскадное устройство (Twin Stage Apparatus) или устройство SprayTec, как описано в Примерах.

Эти расчеты проводят по отношению вдыхаемой дозы, соответствующей частицам, имеющим диаметр менее приблизительно 5 мкм, и доставленной (распыленной) дозы.

Вдыхаемая фракция (FPF), значительно превышающая 30%, является показателем хороших аэрозольных свойств.

Термин «терапевтически эффективное количество» означает количество антибиотика, принадлежащего к группе аминогликозидов, которое, при его доставке в легкие с использованием композиции в форме сухого порошка, как описано здесь, обеспечивает желаемый биологический эффект.

ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

На Фиг.1 показаны изображения, полученные сканирующей электронной микроскопией (SEM) механосинтезированных микрочастиц по изобретению, состоящих из: (а) 99% тобрамицина и 1% стеарата магния; и (б) 95% тобрамицина и 5% стеарата магния.

Изобретение отчасти основано на обнаружении того, что сухое покрытие активных частиц антибиотика, принадлежащего к группе аминогликозидов, такого как тобрамицин, стеаратом магния с применением механосинтеза улучшает аэрозольные свойства указанных частиц.

Таким образом, в одном аспекте изобретение относится к композиции в форме сухого порошка для легочного введения, содержащей механосинтезированные микрочастицы, состоящие из частиц антибиотика, принадлежащего к группе аминогликозидов, в количестве 90% масс/масс, или более и стеарата магния в количестве 10% масс/масс, или менее.

Предпочтительно, антибиотик, принадлежащий к группе аминогликозидов, может быть выбран из группы, состоящей из тобрамицина, канамицина А, дибекацина, амикацина и арбекацина.

Указанные аминогликозиды в микрочастицах по изобретению могут быть использованы в форме основания или в форме его фармацевтически приемлемой соли, такой как сульфат, нитрат, хлорит и бромид.

Предпочтительным антибиотиком является тобрамицин, который предпочтительно используют в форме основания. При его использовании в форме соли предпочтительной солью является сульфат тобрамицина в стехиометрическом соотношении 2:5.

Альтернативно, могут быть использованы другие соли тобрамицина, такие как нитрат.

Стеарат магния в микрочастицах по изобретению представлен в количестве 10% масс/масс, или менее. Предпочтительно, стеарат магния представлен в количестве от 0,1 до 10%, более предпочтительно 0,5% до 5% масс/масс.

В одном воплощении данное количество может также составлять от 0,5 до 2% масс/масс. Вместо этого, в другом воплощении данное количество может составлять от 5 до 10% масс/масс, или от 2 до 5% масс/масс.

В особенно предпочтительном воплощении данное количество составляет от 0,5 до 1,0% масс/масс.

Оставшаяся часть антибиотика может быть вычислена соответствующим образом.

Для микрочастиц по изобретению необходимо, чтобы стеарат магния покрывал по меньшей мере 50% всей поверхности частиц лекарственного средства, предпочтительно по меньшей мере 60%, предпочтительно по меньшей мере 75%, более предпочтительно по меньшей мере 80% всей поверхности частиц лекарственного средства.

Наличие покрытия может быть качественно выявлено способами визуализации, такими как сканирующая электронная микроскопия (SEM).

В отличие от этого, степень покрытия может быть определена другими известными способами. Например, степень покрытия микрочастиц по изобретению может быть определена рентгеновской фотоэлектронной спектроскопией (XPS), хорошо известным способом определения степени, а также равномерности распределения определенных элементов на поверхности других веществ. В приборе для XPS фотоны с определенной энергией используют для возбуждения электронных состояний атомов, расположенных под поверхностью образца. Электроны, исходящие от поверхности, фильтруют по энергии с использованием полусферического анализатора (HSA) перед записью их интенсивности относительно определенной энергии детектором. Поскольку электроны остова в атомах твердой фазы квантованы, в получаемых энергетических спектрах присутствуют резонансные пики, характеризующие электронную структуру атомов поверхности образца.

Обычно XPS-измерения проводят на приборе Axis-Ultra, доступном от Kratos Analytical (Manchester, UK), с использованием монохроматизированного излучения А1 Kα (1486,6 эВ) при токе эмиссии 15 мА и анодном напряжении 10 кВ (150 Вт). Для компенсации заряда диэлектрика используют считывающий электронный прожектор низкой энергии. Обзорные снимки, на основании которых получают количественные данные о выявленных элементах, получают при энергии прохождения анализатора 160 эВ и величине шага 1 эВ. Получают изображения областей С 1s, О 1s, Mg 2s, N 1s и Cl 2p высокого разрешения при энергии прохождения 40 эВ и величине шага 0,1 эВ. Размеры исследуемой области составляют приблизительно 700 мкм ×300 мкм для обзорных снимков, и для снимков высокого разрешения диаметр исследуемой области составляет 110 мкм.

Обычно сообщают о точности регулярно проводимых XPS-экспериментов

Альтернативно, степень покрытия поверхности антибиотика стеаратом магния может быть определена сначала измерением угла контакта микрочастиц с водой и затем применением уравнения, известного в литературе как уравнение Кассье и Бакстера (Cassie and Baxter), приведенного на странице 338 в Colombo I et al II Farmaco 1984, 39(10), 328-341.

Измерение угла контакта с водой может быть проведено, как описано на странице 332 в Colombo et al, то есть, с применением метода сидячей или неподвижной капли, подразумевающего размещение капли жидкости на поверхности порошка в форме диска, полученного прессованием (метод диска из прессованного порошка). Может быть использовано устройство для оценки смачиваемости, доступное от Lorentzen Wettre (Sweden).

Другие способы, которые могут быть преимущественно использованы при измерении степени покрытия поверхности антибиотика стеаратом магния, представляют собой инфракрасную спектроскопию и спектроскопию комбинационного рассеяния в сочетании с SEM или время-пролетной масс-спектрометрией вторичных ионов (Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry, TOF-SIMS). Указанные способы известны специалисту в данной области техники, и инструкции по их применению входят в его общие знания.

В отличие от микрочастиц, полученных из растворов, таких как микрочастицы, полученные распылительной сушкой, имеющие сферическую форму, на Фиг.1 можно также видеть, что форма механосинтезированных микрочастиц по изобретению является неправильной, а не сферической.

Для качественной оценки свойств микрочастиц по изобретению, таких как форма частиц и строение их поверхности, могут быть использованы сканирующая электронная микроскопия (SEM) или оптическая микроскопия.

Получаемые сглаженные и покрытые смазывающим веществом поверхности, по-видимому, уменьшают силы взаимодействия между частицами (межмолекулярные поверхностные силы и силы трения) порошка, обеспечивая, посредством этого, лучшие дисперсионные свойства при распылении.

Механосинтезированные микрочастицы по изобретению могут быть кристаллическими или аморфными. Тем не менее, % аморфности, выраженный как массовый % относительно всей массы микрочастиц, может значительно варьировать и может составлять 50% или более, предпочтительно по меньшей мере 70%, еще более предпочтительно по меньшей мере 90%.

Указанный процент аморфности может быть определен с применением дифракции рентгеновских лучей на порошке или других известных методик, которые знает специалист в данной области техники, таких как дифференциальная сканирующая калориметрия (DSC) или микрокалориметрия.

Размер микрочастиц по изобретению составляет менее 15 мкм. Предпочтительно, по меньшей мере 90% частиц имеют объемный диаметр менее приблизительно 10 мкм. Более предпочтительно, не более 10% микрочастиц имеют объемный диаметр [d(v,0,1)] менее 0,1 мкм. Предпочтительно, не более 50% частиц имеют объемный диаметр [d(v,0,5)] менее 0,6 и предпочтительно [d(v,0,5)] составляет от 0,7 до 2,0 мкм, более предпочтительно от 0,8 до 1,5 мкм.

Размер частиц может быть измерен лазерной дифракцией согласно известным способам.

Механосинтезированные микрочастицы по изобретению могут быть представлены в форме неагломерированных, то есть, отдельных, или стабильно агломерированных микрочастиц, размер которых входит в один из описанных выше диапазонов.

Микрочастицы по изобретению содержат очень небольшое количество остаточной воды, например, менее 5,0% масс/масс, предпочтительно от 4,8% до 4,5% масс/масс, как определено согласно известным методам, таким как метод Карла-Фишера.

Действительно, было обнаружено, что количество остаточной воды в микрочастицах по изобретению существенно не увеличивается по сравнению с антибиотиком как таковым.

Также было обнаружено, что стеарат магния, покрывая, по меньшей мере частично, поверхность частиц активного ингредиента, способен защищать микрочастицы от влажности окружающей среды.

Как указано выше, поскольку кроме влияния на химическую стабильность влажность может также отрицательно влиять на сыпучесть, и это можно рассматривать как дополнительное преимущество. Что касается сыпучести, то микрочастицы по изобретению также имеют следующие свойства:

- насыпная плотность от 0,16 до 0,35 г/мл;

- плотность после утряски от 0,25 до 0,60 г/мл;

- коэффициент прессуемости менее 50%, предпочтительно 46% или менее, более предпочтительно менее 40%.

Указанные технологические свойства делают соответствующие композиции подходящими для легочного введения капсульным ингалятором сухого порошка (capsule-based Dry Powder Inhaler).

Указанная композиция может состоять только из микрочастиц по изобретению или может содержать физиологически приемлемый фармакологически инертный носитель. Такой носитель может служить просто наполнителем, когда желательно снизить концентрацию активного агента в доставляемом пациенту порошке, или может обеспечивать улучшение дисперсионных свойств порошка в устройстве для распыления порошка для обеспечения более эффективной и воспроизводимой доставки активного агента, улучшения свойств активного агента (например, сыпучести и консистенции) и облегчения изготовления и фасовки порошка.

Носитель может состоять из любого аморфного или кристаллического физиологически приемлемого инертного вещества животного или растительного происхождения или их комбинации. Предпочтительными веществами являются кристаллические сахара и, например, моносахариды, такие как глюкоза или арабиноза, или дисахариды, такие как мальтоза, сахароза, декстроза или лактоза. Также могут быть использованы многоатомные спирты, такие как маннит, сорбит, мальтит, лактит. Наиболее предпочтительным веществом является моногидрат α-лактозы.

Композиция может также содержать один или более чем один активный ингредиент, предпочтительно другой антибиотик для ингаляционного лечения бактериальной инфекции, или другие подходящие эксципиенты, такие как корригенты и агенты, маскирующие вкус.

Композиция по изобретению, состоящая из микрочастиц по изобретению, обеспечивает, при ее распылении, отличную вдыхаемую фракцию, предпочтительно более 30%, более предпочтительно более 35%, предпочтительно более 40%, более предпочтительно более 50%.

Распыляемая доза может предпочтительно составлять более 60%, предпочтительно более 70%.

В некоторых определенных воплощениях, когда количество стеарата магния составляет от 0,5 до 1,0%, для дополнительного повышения как распыляемой дозы, так и вдыхаемой фракции, микрочастицы по изобретению могут быть подвергнуты неплотной агломерации с получением неплотно агломерированных микрочастиц, предпочтительно просеиванием порошка через два вибросита с размером отверстий 180 и 710 мкм.

В другом аспекте согласно изобретению предложен способ получения микрочастиц по изобретению механосинтезом.

Механосинтез представляет собой простой сухой механический способ, разработанный для нанесения тонких слоев смазывающих веществ на поверхность частиц.

Тонкодисперсные частицы активного ингредиента и частицы стеарата магния помещают в рабочую емкость для механосинтеза, где на них воздействуют центробежной силой и прессуют на внутренней стенке емкости. Порошок прессуют между фиксированной поверхностью стенки барабана и изогнутым внутренним элементом при высокой относительной скорости перемещения барабана и элемента относительно друг друга. Внутренняя стенка и изогнутый элемент вместе образуют зазор или зажим, в котором происходит совместное прессование частиц. В результате на частицы воздействуют очень большие усилия сдвига и очень сильные сжимающие напряжения, поскольку частицы зажаты между внутренней поверхностью барабана и внутренним элементом (кривизна которого больше кривизны внутренней поверхности барабана).

Частицы сталкиваются друг с другом с большой силой, и энергия этих столкновений достаточна для местного нагревания и размягчения, разрыва, деформации, сглаживания и распределения частиц гидрофобного материала вокруг центральной частицы с образованием покрытия. В большинстве случаев эта энергия достаточна для распада агломератов, в то время как размер частиц активного ингредиента по существу не меняется.

Для относительного перемещения наружной емкости и внутреннего элемента относительно друг друга возможно вращение либо наружной емкости, либо внутреннего элемента. Зазор между этими поверхностями относительно мал и обычно составляет менее 10 мм и предпочтительно менее 5 мм, более предпочтительно менее 3 мм. Этот зазор постоянен, следствием чего является лучший контроль энергии сжатия, чем при использовании мельниц других форм, таких как шаровые мельницы. Кроме того, рабочие поверхности мельницы предпочтительно не соприкасаются друг с другом, что позволяет минимизировать износ и, в результате, контаминацию.

Возможно также наличие скребка для измельчения любого спекшегося материала, накапливающегося на поверхности емкости. Это особенно полезно при использовании тонкодисперсных когезионных исходных веществ. Местную температуру можно контролировать с использованием нагревательной/охлаждающей рубашки, встроенной в стенки барабанной емкости. Возможно повторное пропускание порошка через емкость.

Предпочтительно, используют такие аппараты, как устройства для механосинтеза Nobilta® и Nanocular® от Hosokawa Micron Corporation, Япония. Обе системы включают цилиндрическую емкость с вращающимся стержнем. В устройстве Nobilta® от стержня отходят продольные лопасти, не доходящие приблизительно 1 мм до стенки емкости. Таким образом, при вращении стержня края лопастей постоянно перемещаются вблизи стенки емкости, обеспечивая постоянное и интенсивное перемещение порошка. Благодаря высокой скорости вращения лопастей порошок смещается ближе к стенке, и в результате у края лопасти на смесь воздействуют очень большие усилия сдвига и, между стенкой и лопастью, очень сильные сжимающие напряжения.

Устройство Nanocular® функционирует сходным образом, но с меньшим воздействием на частицы ввиду отсутствия лопастей и с большими сжимающими напряжениями между стенкой и подушкой пресса.

Время обработки будет зависеть от конкретного устройства и может быть подходящим образом откорректировано специалистом в данной области техники в зависимости от размера партии. В некоторых воплощениях обработку можно проводить в течение по меньшей мере 2 минут, предпочтительно в течение по меньшей мере 5 минут, более предпочтительно в течение по меньшей мере десяти минут. В некоторых воплощениях изобретения время обработки может составлять от 10 до 20 минут. Кроме того, скорость вращения будет зависеть от конкретного устройства для механосинтеза и размера обрабатываемой партии.

Обычно может быть использована скорость вращения не более 10000 об/мин, преимущественно не более 6000 об/мин, предпочтительно от 1000 до 5000 об/мин, более предпочтительно от 2000 до 3000 об/мин.

Альтернативно, скорость вращения может быть определена не в об/мин, а как скорость конца лопасти в м/с.

Скорость конца лопасти будет зависеть от диаметра ротора. При диаметре ротора приблизительно 9,2 см предпочтительно используемая скорость конца лопасти составляет более 5 м/с, предпочтительно более 10 м/с, более предпочтительно более 25 м/с.

Предпочтительно, может быть использован другой сходный аппарат, такой как Cyclomix® (Hosokawa) и Hybridiser (Nara).

При получении микрочастиц описанным выше способом антибиотик в микрочастицах остается по существу химически чистым.

Доза антибиотика в микрочастицах по изобретению может варьировать в широких пределах в зависимости от природы бактериальной инфекции, типа заболевания, подлежащего лечению, и типа пациента.

Специалист в данной области техники может определить терапевтически эффективное количество для каждого пациента и, посредством этого, определить подходящую дозу. В случае использования тобрамицина обычная однократная стандартная доза для ингаляционного лечения эндобронхиальной инфекции, вызванной Pseudomonas aeruginosa, связанной с муковисцидозом, может входить в диапазон от 20 мг до 160 мг (вычислено в форме свободного основания), предпочтительно от 30 до 90 мг, для введения пациенту от одного до трех раз в сутки.

В зависимости от ИСП однократная стандартная доза может быть введена из одного контейнера, или, предпочтительно, она может быть разделена на несколько контейнеров, таких как капсулы для последовательного введения, или она может быть введена из нескольких контейнеров, расположенных в ИСП. Следовательно, каждая капсула в отдельности заполнена менее чем однократной стандартной дозой.

Например, однократная стандартная доза может быть разделена на от двух до шести капсул, предпочтительно от трех до пяти капсул.

Обычно при использовании тобрамицина каждая капсула заполнена 12-40 мг тобрамицина (вычислено в форме свободного основания), предпочтительно от 15 до 30 мг.

В одном из предпочтительных воплощений для повышения вдыхаемой фракции каждая капсула содержит 15 мг порошка.

Может быть использована любая капсула для фармацевтического применения, например, капсулы из гидроксипропилметилцеллюлозы (НРМС) или желатиновые капсулы 3 размера.

Композиция по настоящему изобретению может быть использована в лечении любой эндобронхиальной бактериальной инфекции, связанной с заболеванием легких, таким как муковисцидоз (MB), бронхоэктазы, не связанные с MB, пневмония, хроническая обструктивная болезнь легких и туберкулез. Предпочтительно, она может быть использована в лечении инфекции, вызванной грамотрицательными бактериями, такими как Pseudomonas aeruginosa.

В частности, композиция по изобретению может быть использована для лечения пациентов с муковисцидозом, у которых подтверждена колонизация Pseudomonas aeruginosa.

В завершение, преимущества микрочастиц по настоящему изобретению включают тот факт, что соответствующая композиция физически и химически стабильна, менее подвержена накоплению воды, обеспечивает большую вдыхаемую фракцию, обеспечивает точную и воспроизводимую доставку терапевтически эффективной дозы и более проста и экономична в изготовлении, чем известные композиции.

Изобретение проиллюстрировано более подробно в следующих примерах.

Пример 1 - Получение микрочастиц по изобретению

Микронизированный тобрамицин и различные количества стеарата магния, 0,5%, 1%, 5% и 10% масс/масс, помещают в рабочую емкость Nobilta® или Nanocular®.

Обработку проводили при размере партии приблизительно 40 мл в течение 10 и 20 минут при скорости вращения во время обработки 5000 об/мин.

Собирали полученные механосинтезированные микрочастицы и определяли их технологические и аэрозольные свойства.

Сходным образом могут быть получены микрочастицы с другими антибиотиками, принадлежащими к группе аминогликозидов.

Пример 2 - Определение технологических свойств микрочастиц из

Примера 1

Микрочастицы, полученные в Примере 1, анализировали следующим образом.

Сканирующая электронная микроскопия (SEM). Морфологические свойства исследовали с использованием сканирующего электронного микроскопа (Phenom^TM, FEI Company, Hillsboro, OR). Каждый образец тщательно устанавливали на держателе образца, чтобы обеспечить получение репрезентативных изображений, и распыляли на них золото. SEM-микрофотографии получали с использованием встроенного программного обеспечения для получения изображений.

Репрезентативные изображения приведены на Фиг.1 (а) и (б).

Размер и форма микрочастиц по изобретению существенно не изменяются по сравнению с тобрамицином как таковым, но в порошке присутствует меньшее число неплотных агломератов.

Свойства плотности и сыпучести. Оба показателя плотности вычисляли способом, приведенным в Европейской фармакопее.

Насыпную плотность (dv) измеряли, медленно насыпая образцы в градуированный измерительный цилиндр объемом 10 мл через воронку, расположенную на постоянной высоте над цилиндром. Плотность после утряски (ds) определяли после 1250 встряхиваний с использованием автоматического анализатора (AUTOTAP^TM, Quantachrome Instruments, Boynton Beach, FL, USA). Анализатор обеспечивал вертикальные встряхивания амплитудой 3,18 мм с частотой 260 встряхиваний в минуту. Коэффициент прессуемости (КП) вычисляли на основании насыпной плотности и плотности после утряски с использованием следующего уравнения:

$$КП(\%)=\frac{ds-dv}{ds}\times 100$$ .

Определение размера частиц лазерной дифракцией. Распределения размера частиц измеряли лазерной дифракцией (Mastersizer® S, Malvern Instruments, Worcestershire, UK) с использованием линзы 300 RF с небольшой емкостью для внесения образцов (объем 150 мл). Порошки диспергировали в 0,065% диоктилсульфосукцинате натрия в н-гексане. Перед измерением образец диспергировали в помощью ультразвука в диспергирующем агенте в течение 5 минут.

Результаты в единицах плотности, коэффициента прессуемости и размера частиц (среднее+относительное стандартное отклонение) приведены в Таблице 1.

ТМС - тобрамицин; MgSt - стеарат магния; RSD - относительное стандартное отклонение.

Таблица 1 Плотности, коэффициент прессуемости и размер частиц Партия   Насыпная плотность (г/мл) Плотность после утряски (г/мл) Коэффициент прессуемости D10 (мкм) D50 (мкм) D90 (мкм) ТМС, 10% MgSt, механосинтез, Nobilta, 10 минут Среднее 0,30 0,53 0,43 0,13 0,89 9,47   RSD 0,02 0,02 0,03 0,04 0,08 0,02 ТМС, 10% MgSt, механосинтез, Nobilta, 20 минут Среднее 0,31 0,58 0,46 0,14 0,90 9,32   RSD 0,01 0,02 0,02 0,04 0,11 0,03 ТМС, 5% MgSt, механосинтез, Nobilta, 10 минут Среднее 0,28 0,51 0,46 0,14 0,96 9,03   RSD 0,01 0,01 0,01 0,04 0,09 0,03

ТМС, 5% MgSt, механосинтез, Nobilta, 20 минут Среднее 0,28 0,52 0,46 0,14 0,80 8,65   RSD 0,01 0,01 0,02 0,07 0,06 0,03 ТМС, 1% MgSt, механосинтез, Nobilta, 10 минут Среднее 0,17 0,31 0,45 0,15 1,53 7,81   RSD 0,01 0,03 0,03 0,08 0,11 0,02 ТМС, 1% MgSt, механосинтез, Nobilta, 20 минут Среднее 0,18 0,33 0,45 0,19 1,23 8,30   RSD 0,01 0,03 0,03 0,07 0,07 0,04 ТМС, 10% MgSt, механосинтез, Nanocular, 10 минут Среднее 0,18 0,29 0,39 0,14 1,76 7,69   RSD 0,02 0,03 0,03 0,04 0,10 0,63 ТМС, 5% MgSt, механосинтез, Nanocular, 10 минут Среднее 0,19 0,34 0,45 0,17 1,40 10,06   RSD 0,02 0,04 0,05 0,08 0,15 0,05 ТМС, 1% MgSt, механосинтез, Nanocular, 10 минут Среднее 0,16 0,27 0,43 0,13 1,54 7,85   RSD 0,01 0,01 0,02 0,06 0,08 0,02

Таблица 1 демонстрирует, что как насыпная плотность, так и плотность после утряски увеличивались по мере увеличения содержания MgSt, указывая на более полное покрытие поверхности частиц тобрамицина MgSt при его большем содержании. В целом, такие изменения плотности после покрытия указывают на значительное уменьшение когезии между микрочастицами порошка.

Пример 3 - Описание аэрозольных свойств микрочастиц из Примера 1

Аэрозольные свойства микрочастиц по изобретению оценивали лазерным дифрактометром (Spraytec, Malvern Instruments, Worcestershire, UK) с ингаляционной кюветой. Приблизительно 30 мг (или 15 мг в дальнейших тестах) каждого порошка вносили в капсулы из НРМС 3 размера (Capsugel, Peapack, NJ, USA). Перед распылением каждый конец капсулы прокалывали иглой из нержавеющей стали для обеспечения возможности высвобождения порошка из капсулы с образованием двух отверстий диаметром приблизительно 1 мм. Содержимое каждой капсулы распыляли с использованием ингалятора Monodose (Miat S.p.A., Milan, Italy) при скорости потока 60 и 90 л/мин. Все измерения повторяли четыре раза при комнатной температуре (20°С, относительная влажность 50%). Каждое измерение проводили в течение 4 с.

Удерживание порошка в ингаляторах вычисляли как процент порошка, оставшегося как в капсулах, так и в ингаляторах, от его общего количества. Фракцию тонкодисперсных частиц (FPF) определяли как количество частиц лекарственного средства размером менее 5,4 мкм в процентах от количества порошка, распыленного из ингалятора.

Следует отметить, что все порошки тестировали после удаления крупных агломератов осторожным просеиванием порошков через сито с размером отверстий 250 мкм. Результаты в форме среднего+RSD приведены в Таблице 2 (скорость потока воздуха 90 л/мин).

Таблица 2 Аэрозольные свойства при скорости потока воздуха 90 л/мин Партия   Распыленная доза(%) <5,4 мкм(%) Необработанный ТМС Среднее 70,77 32,58   RSD 0,02 0,13 ТМС, 10% MgSt, механосинтез, Nobilta, 10 минут Среднее 81,86 53,26   RSD 0,07 0,09 ТМС, 10% MgSt, механосинтез, Nobilta, 20 минут Среднее 64,72 49,57   RSD 0,01 0,05 ТМС, 5% MgSt, механосинтез, Nobilta, 10 минут Среднее 67,13 63,19   RSD 0,04 0,05 ТМС, 5% MgSt, механосинтез, Nobilta, 20 минут Среднее 64,70 50,13

  RSD 0,06 0,03 ТМС, 1% MgSt, механосинтез, Nobilta, 10 минут Среднее 81,52 65,90   RSD 0,04 0,02 ТМС, 10% MgSt, механосинтез, Nanocular, 20 минут Среднее 79,72 41,22   RSD 0,05 0,13 ТМС, 5% MgSt, механосинтез, Nanocular, 10 минут Среднее 72,33 39,96   RSD 0,07 0,06 ТМС, 1% MgSt, механосинтез, Nanocular, 10 минут Среднее 62,99 42,11   RSD 0,05 0,01

Результаты продемонстрировали, что у необработанного порошка лекарственного средства относительно плохие аэрозольные свойства, при этом его FPF (%<5,4 мкм) составляет приблизительно 30%.

После механосинтеза все партии микрочастиц по изобретению демонстрировали лучшие, чем у необработанного порошка лекарственного средства, свойства. Несколько неожиданным было обнаружение того, что партии механосинтезированных частиц с меньшим содержанием MgSt 1% проявляли значительно улучшенные дисперсионные свойства, в некоторых случаях лучше, чем у партий с высоким содержанием MgSt.

Пример 4 - Эффект неплотной агломерации на аэрозольные свойства

Для дополнительного улучшения как распыленной дозы, так и FPF механосинтезированных микрочастиц с небольшим содержанием MgSt, например, от 0,5% до 1%, образование неплотных агломератов стимулировали просеиванием порошков через два вибросита с размером отверстий 180 и 710 мкм. Перед таким просеиванием порошки перемешивали для облегчения образования неплотных агломератов. Результаты (среднее +RSD) для неплотно агломерированных порошков приведены в Таблице 3.

Таблица 3 Аэрозольные свойства неплотно агломерированных порошков лекарственного средства при скорости потока воздуха 90 л/мин Партия 90 л/мин Распыленная доза (%) <5,4 мкм(%) Необработанный ТМС Среднее 70,77 32,58   RSD 0,02 0,13 ТМС, 1% MgSt, 10 минут (без просеивания) Среднее 75,09 69,19   RSD 0,02 0,03 ТМС, 1% MgSt, 10 минут (с просеиванием, 180-720 мкм) Среднее 65,65 68,15   RSD 0,06 0,10 ТМС, 0,5% MgSt, 10 минут (без просеивания) Среднее 59,35 54,43   RSD 0,06 0,02 ТМС, 0,5% MgSt, 10 минут (с просеиванием, 180-710 мкм) Среднее 81,17 66,90   RSD 0,04 0,03

Результаты показали, что после такого образования неплотных агломератов распыленная доза механосинтезированных микрочастиц с невысоким содержанием MgSt могла быть несколько улучшена и FPF достигала значительно более высокого уровня.

Данное изобретение относится к капсуле для использования с ингалятором сухого порошка, содержащей композицию в форме сухого порошка для легочного введения, содержащую механосинтезированные микрочастицы, состоящие из антибиотика и стеарата магния. Изобретение также относится к способу получения указанной капсулы и её применению в лечении бактериальных инфекций, связанных с определенными заболеваниями легких.2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 пр., 3 табл., 1 ил.

1. Капсула для использования с ингалятором сухого порошка, содержащая композицию в форме сухого порошка для легочного введения, содержащую механосинтезированные микрочастицы, состоящие из тобрамицина в количестве от 99 до 99,5% мас./мас. и стеарата магния в количестве от 0,5 до 1,0% мас./мас., где стеарат магния покрывает по меньшей мере 50% всей поверхности частиц тобрамицина, где количество остаточной воды в указанных микрочастицах составляет менее 5% мас./мас. и где указанная капсула содержит от 12 до 40 мг указанного тобрамицина в пересчете на свободное основание.

2. Капсула по п. 1, где композиция дополнительно содержит физиологически приемлемый фармакологически инертный носитель.

3. Капсула по п. 1, содержащая от 15 до 30 мг указанного тобрамицина в пересчете на свободное основание.

4. Капсула по п. 1, содержащая 15 мг указанного тобрамицина в пересчете на свободное основание.

5. Капсула по п. 1, представляющая собой капсулу из гидроксипропилметилцеллюлозы (НРМС) или желатиновую капсулу.

6. Капсула по п. 1 для применения в лечении эндобронхиальной бактериальной инфекции, связанной с заболеванием легких.

7. Капсула по п. 6, где заболевание выбрано из группы, состоящей из муковисцидоза (MB), бронхоэктаза, не связанного с MB, пневмонии, хронической обструктивной болезни легких и туберкулеза.

8. Капсула по п. 7, где заболевание представляет собой муковисцидоз.

9. Способ получения капсулы по п. 1, включающий стадии
1) внесения частиц тобрамицина и стеарата магния в рабочую емкость устройства для механосинтеза;
2) обработки частиц в течение периода времени по меньшей мере 2 минут и
3) сбора полученных микрочастиц.

10. Способ по п. 9, где частицы обрабатывают в течение периода времени по меньшей мере 5 минут.