Перекрестная ссылка на родственные заявки
Данная заявка претендует на приоритет поданной ранее предварительной заявки США №61/317,738, поданной 26 марта 2010 года, полное содержание которой включено в данную заявку в качестве ссылки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Процессы эмульгирования или двойного эмульгирования, как правило, используют для формирования микрочастиц, содержащих полимерную матрицу и биологически активный агент, инкапсулированный в полимерную матрицу. Такие микрочастицы являются полезными для высвобождения биологически активного вещества в окружающую среду и широко используются при доставке лекарственных средств, косметических средств, и в сельском хозяйстве. В типичном процессе эмульгирования образуется эмульсия, которая содержит инкапсулирующий полимер и биологически активный агент, которые обычно присутствуют в двух различимых фазах. Часто дисперсная фаза образуется в непрерывной фазе с использованием двух или более несмешивающихся жидкостей.
Для стабилизации эмульсий для микроинкапсулирования, часто используют поверхностно-активное вещество или поверхностно-активный агент. Распространенные поверхностно-активные вещества включают поли(виниловый спирт), TWEEN, и другие вещества. Поверхностно-активные вещества - это вещества, которые может быть трудно полностью удалить из оконечной композиции микрочастиц. Остаточные небиоразлагаемые поверхностно-активные вещества могут быть неполезными для использования в некоторых применениях, таких как доставка лекарственных веществ.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В данной заявке описаны поверхностно-активные, биологически разлагаемые, блок-сополимеры, содержащие один или более гидрофобных блоков и один или более гидрофильных блоков. Поверхностно-активные полимеры используют в качестве стабилизаторов в эмульсиях, которые используют в процессах микроинкапсулирования. Описаны также микрочастицы, которые получают из эмульсий.
Преимущества данного изобретения будут изложены частично в описании, которое следует ниже, и частично будут очевидны из описания или могут быть изучены при реализации аспектов, описанных ниже. Преимущества, описанные ниже, будут реализованы и достигнуты с помощью элементов и комбинаций, конкретно указанных в прилагаемой формуле данного изобретения. Следует понимать, что как предшествующее общее описание, так и последующее подробное описание являются только иллюстративными и пояснительными и не являются ограничительными.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На Фигуре 1 представлен график выпуска гозерелина из микрочастиц из Примера 1.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Перед тем, как данные соединения, композиции, композиты, изделия, устройства и/или способы будут раскрыты и описаны, должно быть понятно, что аспекты, описанные ниже, не ограничиваются конкретными соединениями, композициями, композитами, изделиями, устройствами, способами или применениями, поскольку таковые могут, конечно, изменяться. Также следует понимать, что терминология, используемая в данной заявке, приведена только с целью описания только конкретных аспектов и не предназначена для ограничения.
В данном описании и в формуле изобретения, которые следуют, будут сделаны ссылки на ряд терминов, которые должны быть определены как имеющие следующие значения:
По всему данному описанию, если контекст не требует иного, термин «содержать», или вариации, такие как «содержит» или «содержащий», как будет понятно, подразумевает включение указанного целого числа или стадии или группы целых чисел или стадий, но не исключение любого другого целого числа или стадии или группы целых чисел или стадий.
Следует отметить, что используемые в описании и прилагаемой формуле изобретения формы единственного числа включают множественное число, если контекст явно не диктует иное. Так, например, ссылка на «биологически активный агент» включает смеси двух или более таких агентов, и тому подобное.
«Необязательный» или «необязательно» означает, что впоследствии описанное событие или обстоятельство может или не может произойти, и что описание включает случаи, когда событие или обстоятельство происходят, и случаи, когда это не так.
Диапазоны могут быть выражены в данной заявке начиная с «приблизительно» одного конкретного значения, и/или до «приблизительно» другого конкретного значения. Если выражен такой диапазон, другой аспект включает от одного конкретного значения и/или до другого конкретного значения. Аналогичным образом, когда значения выражают в приближении, при использовании предшествующего «приблизительно», будет понятно, что конкретное значение образует еще один аспект. Дополнительно будет понятно, что конечные точки каждого из диапазонов являются значимыми как по отношению к одной конечной точки, и независимо от другой конечной точки.
Термин «микрочастицы» используется в данной заявке для обозначения в общем разнообразия структур, имеющих размеры от 10 нм до 2000 микрон (2 миллиметра), и включает микрокапсулы, микросферы, наночастицы, нанокапсулы, наносферы, а также частицы, в общем, меньшие, чем приблизительно 2000 микрон (2 миллиметра). В одном аспекте, биологически активный агент инкапсулирован в микрочастицу.
«Биоразлагаемый», в общем в данной заявке назван как материал, который будет разрушен до растворимых видов или который будет деградировать в физиологических условиях до меньших единиц или химических веществ, которые, сами по себе, не токсичны (биосовместимы) с субъектом и способны метаболизироваться, выводиться или выделяться субъектом.
«Биологически активный агент» относится к агенту, который обладает биологической активностью. Биологические агенты могут быть использованы для лечения, диагностики, исцеления, смягчения, предотвращения (например, профилактически), улучшения, модулирования или имеют иное благоприятное воздействие на заболевания, расстройства, инфекции и тому подобное. «Высвобождаемый биологически активный агент» - это агент, который может быть высвобожден из раскрытой микрочастицы. Биологически активные агенты также включают те вещества, которые влияют на структуру или функции субъекта, или про-лекарство, которое становится биологически активным или более биоактивным после того, как оно был помещено в заданную физиологическую среду.
Раскрыты соединения, композиции и компоненты, которые могут быть использованы для, могут быть использованы в сочетании с, могут быть использованы при получении или являются продуктами описанных способов и композиций. Эти и другие материалы описаны в данной заявке, и понятно, что, если комбинации, подмножества, взаимодействия, группы и т.д., данных материалов описаны так, что в то время как конкретная ссылка на каждые различные индивидуальные и коллективные комбинации и перестановки этих соединений могут не быть конкретно раскрыты в данном описании, каждое из них специально предусмотрено и описано в данной заявке. Например, если количество различных полимеров, и агентов представлено и обсуждено, каждая и все комбинации и перестановки полимера и агента специально предусмотрены, если конкретно не указано иное. Таким образом, если описан класс молекул А, В, С, а также класс молекул, D, Е, и F, и пример комбинационной молекулы, A-D, описан, то даже если каждый из них в отдельности не приведен, каждый индивидуально и коллективно рассмотрен. Таким образом, в этом примере, каждая из комбинаций А-Е, A-F, B-D, В-Е, В-F, C-D, С-Е, C-F специально предусмотрена и должна быть рассмотрена как раскрытая из описания А, В, и С; D, Е, и F и иллюстративная комбинация A-D. Аналогично, любое их подмножество или комбинация также конкретно рассмотрена и раскрыта. Так, например, подгруппа А-Е, B-F и С-Е, специально предусмотрена и должна быть рассмотрена из описания А, В, и С, D, Е, и F и иллюстративной комбинации A-D. Это понятие относится ко всем аспектам данного описания, включая, но не ограничиваясь приведенным, стадии в способах получения и использования раскрытых композиций. Таким образом, если существует множество дополнительных стадий, которые могут быть выполнены, то понятно, что каждая из этих дополнительных стадий может быть выполнена с любым конкретным вариантом исполнения или комбинаций вариантов исполнения описанных способов, и что каждая такая комбинация специально предусмотрена и должна быть рассмотрена как описанная.
Настоящее изобретение относится к эмульсиям, процессам и микрочастицам, которые получают из эмульсий и процессам, которые включают биоразлагаемый поверхностно-активный блок-сополимер, который содержит один или более гидрофильных блоков и одного или более гидрофобных блоков. Поверхностно-активный блок-сополимер может помочь в стабилизации эмульсии и может привести к сопоставимой и даже улучшенной эффективности инкапсуляции, по сравнению с традиционными процессами эмульгирования, которые в первую очередь используют небиоразлагаемые поверхностно-активные вещества, такие как поли(виниловый спирт), TWEEN, и тому подобное. Использование гидрофобных блок-сополимеров в эмульсиях можно избежать недостатков, обычно связанных с использованием небиоразлагаемых поверхностно-активных вещества, в частности для фармацевтических применений. Кроме того, блоки поверхностно-активного блок-сополимера могут быть выбраны, для обеспечения полезную среду для полезного биологически активного агента во внутренней части микрочастицы, например гидрофильный полисахаридный или поли(этиленгликолевый) блок может накапливаться преимущественно в водной биологически активный агент содержащей фазе процесса двойного эмульгирования и тем самым концентрироваться вокруг биологически активного агента, что в некоторых случаях может приводить к полезным эффектам в конечном продукте микрочастицы (например, гидрофильность, взаимодействия биологически активный агент-полимер, стабильность биологически активного агента и т.д.).
Эмульсии согласно данному изобретению обычно содержат внешнюю непрерывную фазу первой жидкости и внутреннюю дисперсную фазу второй жидкости, которая по меньшей мере частично не смешивается с первой жидкостью, и где эмульсия включает: (а) биоразлагаемый поверхностно -активный блок-сополимер, который содержит один или более гидрофильных блоков и один или более гидрофобных блоков (б) биоразлагаемый инкапсулированный полимер, а также (в) биологически активный агент, который присутствует во внутренней дисперсной фазе.
Эмульсии согласно изобретению могут, в некоторых примерах, существенно не содержать биоразлагаемые полимеры и поверхностно-активные вещества, такие как поли(виниловый спирт), TWEEN и т.д., например, может содержать 0,1% или менее, включая эмульсию, которая является полностью свободной от небиоразлагаемых полимеров или поверхностно-активных веществ. В других аспектах, небиоразлагаемые полимеры или поверхностно-активные вещества могут присутствовать, например, в количестве до 1%, например, от более чем 0,1% до 1%.
В одном аспекте поверхностно-активный блок-сополимер, по меньшей мере частично растворим в воде и смешивается с другими компонентами эмульсии в виде водного раствора. В некоторых примерах, эмульсия является либо эмульсией типа масло-в-воде O/W, эмульсией типа твердое вещество-в-масле в воде, или двойной эмульсией вода-в-масле-в-воде (W/O/W). В эмульсии типа масло-в-воде, поверхностно-активный блок-сополимер, будет главным образом присутствовать во внешней непрерывной фазе, которая является водной фазой.
Эмульсия типа твердое вещество-в-масле-в-воде может быть полезной для инкапсуляции твердого биологически активного агента, который является нерастворимым или в некоторой степени нерастворимым в органическом растворителе, используемом в масляной фазе. Твердый биологически активный агент может быть диспергирован в органическую фазу, и биоразлагаемый инкапсулированный полимер может присутствовать в масляной фазе, окружающей твердый биологически активный агент (органическая фаза). Поверхностно-активный блок-сополимер предпочтительно находится в наружной непрерывной фазе такой эмульсии, т.е. внешней водной фазе.
В двойной эмульсии типа вода-в-масле-в-воде (W/O/W), биологически активный агент, как правило, присутствует во внутренней водной фазе, окруженной масляной фазой, которая содержит органический растворитель и биоразлагаемый инкапсулирующий полимер, растворенный в органическом растворителе. В этом примере, внутренняя дисперсная фаза включает внутреннюю W/О фазу, которая диспергирована во внешней водной непрерывной фазе. В этой двойной эмульсии, поверхностно-активный блок-сополимер может присутствовать либо в водной фазе, т.е. водной фазе внутренней дисперсии (также называется первичной эмульсией), или во внешней водной непрерывной фазе. В одном предпочтительном аспекте, поверхностно-активный блок-сополимер присутствует в водной фазе внутренней дисперсии (первичная эмульсия), выступая в качестве стабилизатора эмульсии для внутренней W/О эмульсии.
В некоторых примерах, поверхностно-активный блок-сополимер может присутствовать в более чем одной фазе, ввиду его гидрофобного/гидрофильного характера. Как правило, гидрофильный участок блок-сополимера будет ориентирован к или находиться в водной фазе, в то время как гидрофобный участок блок-сополимера будет ориентирован к или присутствовать в органической фазе. Такой гидрофобный/гидрофильный характер блок-сополимера приводит к появлению свойств, подобных поверхностно-активному веществу, и тем самым может позволить стабилизацию эмульсий в соответствии с данным изобретением.
Количество поверхностно-активного блок-сополимера в эмульсии будет меняться. Количество поверхностно-активного блок-сополимера в эмульсии будет зависеть от количества блок-сополимера в исходном растворе или дисперсии, которые используют для получения эмульсии. Например, в эмульсиях типа масло-в-воде, твердое вещество-в-масле-в-воде или вода-в-масле-в-воде, которые обсуждены выше, биоразлагаемый поверхностно-активный блок-сополимер смешивают с одной или более несмешивающимися фазами в виде водного раствора. Такой водный раствор может также содержать биологически активный агент, например, при получении первичной эмульсии типа вода-в-масле двойной эмульсии.
В общем, количество поверхностно-активного блок-сополимера в водном растворе может находиться в диапазоне от 0,001 мг/л до 10 г/л, предпочтительно от 0,001 мг/л до 200 мг/л и более предпочтительно от 0,001 мг/л до 100 мг/л, в зависимости от растворимости поверхностно-активного блок-сополимера. Предпочтительно поверхностно-активный блок-сополимер имеет растворимость по меньшей мере 0,1 мг/л в воде. В дополнительных примерах количество поверхностно-активного блок-сополимера в водном растворе находится в диапазоне от 0,1 мг/л до 100 мг/л, 1 мг/л до 100 мг/л, или от 10 мг/л до 100 мг/л.
Количество поверхностно-активного блок-сополимера, который присутствует в конкретной фазе эмульсии, может отличаться от количеств, рассмотренных выше, после смешивания несмешивающихся фаз и формирования эмульсии. Однако, как правило, предполагается, что в эмульсии типа масло-в-воде, в эмульсии типа твердое вещество-в-масле-в-воде или в эмульсии типа вода-в-масле-в-воде, поверхностно-активный блок-сополимер может присутствовать в количестве от 0,001 мг/л в водной фазе до 10 г/л в водной фазе, включая любую из конкретных концентраций, перечисленных выше. В эмульсии типа вода-в-масле-в-воде, поверхностно-активный блок-сополимер может присутствовать во внутренней водной фазе внутренних дисперсных фаз или внешней водной непрерывной фазе в любом обсуждаемом количестве.
Желательно, чтобы большинство, если не все, биологически активных агентов, которые должны быть инкапсулированы в биоразлагаемый инкапсулирующий полимер, будут присутствовать во внутренней фазе. В примере с двойной эмульсией, биологически активный агент будет присутствовать во внутренней водной фазе внутренней дисперсной фазы (первичная эмульсия). Как обсуждалось выше, «внутренняя дисперсная фаза» сама по себе может включать более одной фазы, например, в двойных эмульсиях, обсуждаемых выше, которые включают внутреннюю фазу, которая включает внутреннюю водную фазу и органическую фазу, окружающую внутреннюю водную фазу. Вместе, эта первичная эмульсия типа вода-в-масле составляет внутреннюю дисперсную фазу, которая является первичной эмульсией.
В одной эмульсии, которая может быть либо эмульсией типа масло-в-воде, либо эмульсией типа вода-в-масле, биологически активный агент может присутствовать в количестве от 1% до 75% от массы внутренней дисперсной масляной фазы или внутренней дисперсной водной фазы, включая, без ограничения, количества приблизительно 5%, 10%, 15%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60% или 70% от массы биологически активного агента. В двойной эмульсии биологически активный агент, как правило, будет присутствовать во внутренней органической или водной фазе внутренней первичной эмульсии в количестве от 1% до 70% по массе внутренней органической или водной фазы внутренней первичной эмульсии, включая, без ограничения, количества приблизительно 5%, 10%, 15%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60% или 70% по массе биологически активного агента. В эмульсии, в которой биологически активный агент является нерастворимым или частично растворимым (например, эмульсия, содержащая компонент твердое вещество-в-жидкости), биологически активный агент может присутствовать в любом из рассмотренных выше количеств, которые обычно находятся в диапазоне от 1% до 70% по массе биологически активного агента, по отношению к общей массе биологически активного вещества и фазе, в которой биологически активный агент диспергирован.
«Теоретическая нагрузка» биологически активного агента рассчитывается, исходя из массы биологически активного агента по отношению к общей соединенной массе твердых веществ, которые используют для формирования микрочастиц (это часто комбинированные массы биологически активного агента и биоразлагаемого полимера). Масса жидкости или растворителя (или внутренней водной фазы) не входит в расчет теоретической нагрузки. В качестве примера, процесс с использованием соотношения 5 граммов биологически активного агента и 15 граммов биоразлагаемого полимера, будет иметь теоретическую нагрузку 25%, независимо от того, сколько растворителя было использовано для получения растворов или дисперсий дисперсной фазы. «Фактическая нагрузка», разделенная на «теоретическую нагрузку» имеет в данной заявке название «эффективность инкапсуляции» (выражается в %). Фактическая нагрузка может быть определена путем ВЭЖХ определений общего количества биологически активного агента, экстрагирования биологически активного агента из продукта микрочастиц и количественного определении количества при помощи ВЭЖХ (с фактической нагрузкой выраженной, как мас % биологически активного агента).
Биоразлагаемый инкапсулированный полимер предпочтительно представляет собой полимер, который по меньшей мере частично растворим в органическом растворителе и слабо растворим или нерастворим в воде. Как правило, биоразлагаемый инкапсулирующий полимер растворяют в органическом растворителе в концентрации органической фазы эмульсии от 0,01 до 90% по массе, предпочтительно от 0,1 до 80% по массе, включая, без ограничения, приблизительно 5%, 10%, 15%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70% или 80% по массе.
Одну эмульсию типа О/W или W/O получают путем смешивания раствора биоразлагаемого инкапсулирующего полимера в наружной непрерывной фазе растворителя (воды или органического вещества) с растворителем внутренней фазы, содержащим биологически активный агент, а затем эмульгирование смеси. Как уже обсуждалось выше, поверхностно-активный блок-сополимер может присутствовать в как во внутренней, так и во внешней фазе. Двойную O/W/O или W/O/W эмульсию получают путем эмульгирования одной первичной эмульсии с растворителем внешней непрерывной фазы, аналогично получению первичной эмульсии.
Эмульгирующие процедуры могут быть проведены традиционным способом, например, путем смешивания двух или более несмешивающихся фаз при перемешивании с помощью известного эмульгирующего устройства, такого как пропеллерная мешалка, турбинная мешалка, эмульгатор высокого давления, ультразвуковой дисперсионный смеситель, статический смеситель, колонка псевдоожиженного слоя (например, FormEZE колонка) и тому подобное. Эмульгирование также может быть выполнено с помощью других способов, таких как мембранный эмульгирующий способ, способ распыления, среди других способов.
Эмульгирование способом мембранного эмульгирования может быть проведено путем обеспечения пористой мембраны (например, пористой керамики, поверхность которой необязательно химически модифицирована, пористого стекла и т.д.) между двух несмешивающихся фаз и экструзии одной из фаз в другую фазу через тонкие отверстия в пористой мембране под давлением, и при желании с перемешиванием одной или нескольких фаз. Такой способ более подробно обсужден в Journal of Microencapsulation, vol.11 (2), cc.171-178, 1994.
Эмульгирование с помощью способа распыления может быть проведено путем распыления одной фазы на другую фазу традиционным распылительным аппаратом. Распылительный аппарат включает, например, воздушное сопло, сопло высокого давления, ультразвуковое сопло, центробежный распылитель и тому подобное.
Эмульсии в соответствии с данным изобретением, таким образом, обычно содержат внутреннюю дисперсную фазу и внешнюю непрерывную фазу, где внешняя непрерывная фаза находится в соотношении 1 до 10000 частей по объему, предпочтительно от 2 до 1000 частей по объему, на 1 часть по объему внутренней дисперсной фазы.
Водная фаза любой из описанных эмульсий может содержать любой подходящий водный растворитель. Один неограничивающий пример водного растворителя представляет собой воду. В одном аспекте, вода может смешиваться с другим смешивающимся растворителем, например, этанолом, метанолом, ДМСО, ДМФ, изопропиловым спиртом, среди многих других смешивающихся с водой полярных растворителей. В различных аспектах, первая фаза может содержать другие соединения, такие как буферы, соли, сахара и/или агенты, модифицирующие вязкость или их комбинации.
Органическая фаза эмульсий обычно содержит органический растворитель, имеющий температуру кипения ниже, чем у воды, включая галогенированные алифатические углеводородные растворители (например, метиленхлорид, хлороформ, четыреххлористый углерод, хлорэтан, дихлорэтан, трихлорэтан и т.д.), алкилэфирные растворители (например, метилацетат, этилацетат и т.д.), ароматические углеводородные растворители (например, бензол), алифатические углеводородные растворители (например, н-гексан, н-пентан, циклогексан и т.д.), кетонные растворители (например, метилэтилкетон и т.д.) и эфирные растворители (например, диэтиловый эфир, диизопропиловый эфир, метилизобутиловый эфир, метил-трет-бутиловый эфир, тетрагидрофуран и т.д.). В некоторых аспектах, органический растворитель представляет собой полимер, который может растворять биоразлагаемый инкапсулирующий полимер.
Органические растворители предпочтительно имеют температуру кипения на 15-60°C ниже, чем у воды, в условиях удаления органических растворителей. Особенно предпочтительными органическими растворителями являются метиленхлорид, хлороформ и этилацетат.
После формирования эмульсии, микрочастицы могут быть сформированы из эмульсии. Микрочастицы типично образуются путем удаления растворителя для биоразлагаемого инкапсулирующего полимера (например, органических растворителей). Растворитель для биоразлагаемого инкапсулирующего полимера может быть удален любым подходящим способом. В одном аспекте, растворитель может быть удален путем экстракции растворителя экстрагирующей жидкостью, такой, как вода. В других аспектах, растворитель может быть удален путем сушки, например, путем сушки распылением, сушки при пониженном давлении, испарением растворителя, лиофилизацией, или их комбинации.
Эмульсионные способы получения микрочастиц обсуждены дополнительно в Jeffery, et al., "The preparation and characterisation of poly(lactide-co-glycolide) microparticles. I: Oil-In-water emulsion solvent evaporation," Int. J. Pharm. 77(2-3): 169-175 (1991); Jeffery, et al., "The Preparation and Characterization of Poly(lactide-co-glycolide) Microparticles. II. The Entrapment of a Model Protein using a (Water-in-Oil)-in-Water Emulsion Solvent Evaporation Technique," Pharm. Res. 10(3):362-368 (1993)). Способы испарения растворителя обсуждены в Wichert, В. and Rohdewald, P. (1993) J. Microencapsul. 10:195.
Поверхностно-активный биоразлагаемый полимер может содержать различные гидрофобные и гидрофильные блоки и обычно может быть АВ-сополимером, ABA три-блок-сополимером, ВАВ три-блок-сополимером, (АВ)П мультиблок-сополимером, привитым сополимером, звездным блок-сополимером или дендримером.
Молекулярная масса отдельных гидрофобных и гидрофильных блоков, а также молекулярные массы полимера в целом могут варьироваться. Молекулярная масса одного или более гидрофильных блоков поверхностно-активного блок-сополимера может составлять от 250 до 20000 дальтон (Да), от 500 до 8000 дальтон (Да) или от 1000 до 6000 дальтон (Да). Молекулярная масса одного или более гидрофобных блоков поверхностно-активного блок-сополимера может составлять от 250 до 20000 дальтон (Да), от 500 до 8000 дальтон (Да) или от 1000 до 6000 дальтон (Да).
Поверхностно-активный блок-сополимер может иметь молекулярную массу от 500 до 75000 Дальтон (Да), от 500 до 75000 Да, или 500 до 25000 Да, например, от 1000 до 15000 дальтон (Да), или 2000 до 10000 Дальтон (Да). Линейный блок-сополимер (АВ, ABA, и т.д.) может иметь любую из этих молекулярных масс. Молекулярная масса такого линейного полимера может быть определена методом гельпроникающей хроматографии (ГПХ). Для разветвленных полимеров, таких как дендримеры или привитые сополимеры, молекулярная масса может быть выше, например, от 500 до 100000 Да, от 500 до 25000, например, от 1000 до 15000 дальтон (Да), или от 2000 до 10000 дальтон (Да). Для разветвленных полимеров, таких как дендримеры, привитые сополимеры и т.д., молекулярная масса предпочтительно измеряется с помощью методов, которые определяют абсолютную молекулярную массу, таких как рассеяние света.
В одном аспекте, биоразлагаемый поверхностно-активный блок-сополимер является неионным, т.е. полимер не содержит заряженных остатков.
Примеры поверхностно-активного блок-сополимера включают полимеры, которые содержат один или более гидрофильных блоков, выбранных из поли(этиленгликоля) (ПЭГ), и поли (винилпирролидона) (ПВП), и полисахаридов, таких как декстрин, крахмал, декстран, гиалуроновая кислота, целлюлоза, включая модифицированные версии целлюлозы, такие как метилцеллюлоза, и один или более гидрофобных блоков выбирают из поли(лактида), поли(гликолида), поли(капролактона), пол (валеролактона), поли(гидроксибутирата) и их сополимеров.
Микрочастицы в соответствии с данным изобретением, которые могут быть образованы из эмульсий, обычно включают биоразлагаемый инкапсулирующий полимер в качестве полимерной матрицы, и биологически активный агент, инкапсулированный в полимерную матрицу. Микрочастицы могут также иметь остаточный поверхностно-активный блок-сополимер, инкапсулированный в матрицу. Как правило, микрочастицы могут иметь диапазон средних размеров частиц, например, от 5 микрон до 150 микрон, или от 10 микрон до 80 микрон или от 30 микрон до 80 микрон.
Инкапсулирующие полимеры, обычно, получают в виде раствора или дисперсии полимера в органическом растворителе, а затем смешивают с водным раствором или дисперсией биологически активного агента с образованием эмульсии, как описано выше. Приемлемые биоразлагаемые полимеры для использования в данном изобретении включают, без ограничения поли(лактид), поли(гликолид), поли(лактид-со-гликолид), поли(капролактон), поли(ортоэфир), поли(фосфазен), поли(гидроксибутират) сополимер, содержащий поли(гидроксибутират), поли(лактид-капролактон), поликарбонат, полиэфирамид, полиангидрид, поли(диоксанон), поли(алкиленалкилат), сополимер полиэтилена гликоля и полиортоэфира, биоразлагаемый полиуретан, поли(аминокислоту), полиамид, полиэфирамид, полиэфир-сложный эфир, полиацеталь, полицианоакрилат, сополимер поли(оксиэтилена)/поли(оксипропилена), полиацетали, поликетали, полифосфоэфиры, полигидроксивалераты или сополимер, содержащий полигидроксивалерат, полиалкиленоксалаты, полиалкиленсукцинаты, поли(малеиновую кислоту) и их сополимеры, терполимеры и их комбинации.
Биоразлагаемый полимер может содержать один или более остатков молочной кислоты, гликолевой кислоты, лактида, гликолида, капролактона, гидроксибутирата, гидроксивалератов, диоксанонов, полиэтиленгликоля (ПЭГ), полиэтиленоксида или их комбинации. Более предпочтительно, чтобы гидрофобные производные полисахарида смешивали с одним или более полимеров, которые содержат один или более остатков лактида, гликолида, капролактона или их комбинации.
В некоторых аспектах биоразлагаемый полимер содержит один или несколько лактидных остатков. Полимер может содержать любой лактидный остаток, включая все рацемические и стереоспецифические формы лактида, в том числе, но не ограничиваясь приведенным, L-лактид, D-лактид и D, L-лактид, или их смесь. Полезные полимеры, содержащие лактид, включают, но не ограничиваясь приведенным, поли(L-лактид), поли(L-лактид) и поли(DL-лактид); и поли(сополимер лактид-гликолида), включая поли(сополимер L-лактид-гликолида), поли(сополимер D-лактид-гликолида) и поли(сополимер DL-лактид-гликолида), или их сополимеры, терполимеры, комбинации, или смеси. Лактид/гликолидные полимеры могут быть традиционно получены путем полимеризации расплава через раскрытие цикла лактидного и гликолидного мономеров. Дополнительно, рацемические DL-лактидные, L-лактидные и D-лактидные полимеры являются коммерчески доступными. L-полимеры являются более кристаллическими и повторно поглощают медленнее, чем DL-полимеры. В дополнение к сополимерам, содержащим гликолид и DL-лактид или L-лактид, сополимеры L-лактида и DL-лактида являются коммерчески доступными. Гомополимеры лактида или гликолида также являются коммерчески доступными.
Если используют поли(сополимер лактид-гликолида), поли(лактид) или поли(гликолид), то количество лактида и гликолида в полимере может варьироваться. Например, биоразлагаемый полимер может содержать от 0 до 100% мол, от 40 до 100 мол %, от 50 до 100 мол %, от 60 до 100 мол %, от 70 до 100 мол %, или от 80 до 100% мол лактида и от 0 до 100 мол %, от 0 до 60 мол %, от 10 до 40 мол %, от 20 до 40 мол %, или от 30 до 40% мол гликолида, где количество лактида и гликолида составляет 100% мол. В дополнительном аспекте, биоразлагаемый полимер может быть поли(лактидом), 95:5 поли(сополимером лактид-гликолида) 85:15 поли(сополимером лактид-гликолида), 75:25 поли(сополимером лактид-гликолида), 65:35 поли (сополимером лактид-гликолида), или 50:50 поли(сополимером лактид-гликолида), где соотношения являются мольными соотношениями.
В дополнительном аспекте биоразлагаемый полимер может содержать поли (капролактон) или поли(сополимер лактид-капролактона). Например, полимер может быть поли(лактид-капролактоном), который, в различных аспектах, может быть 95:5 поли(сополимером лактид-капролактона), 85:15 поли(сополимером лактид-капролактона), 75:25 поли(сополимером лактид-капролактона), 65:35 поли(сополимером лактид-капролактона) или 50:50 поли(сополимером лактид-капролактона), где соотношения являются мольными соотношениями.
В некоторых аспектах как поверхностно-активный блок-сополимер, так и инкапсулирующий полимер содержат такие же или аналогичные биоразлагаемые остатки. Тем не менее, следует понимать, что поверхностно-активный блок-сополимер и инкапсулирующий полимер являются отдельными полимерами, то есть, они не связаны друг с другом.
Множество биологически активных агентов может быть использовано в описанных способах и может присутствовать в эмульсии и быть инкапсулировано в микрочастицы в соответствии с данным изобретением. Биологически активный агент может включать косметические и сельскохозяйственные продукты и биологически активные вещества. В одном аспекте, биологически активный агент содержит растворимые в воде V. Примеры подходящих растворимых в воде биологически активных веществ или лекарственных средств включают, без ограничения, пептиды, белки, аптамеры, нуклеиновые кислоты, РНК, ДНК и иРНК комплексы, такие, как РНК-трансфекционные комплексы, включая комплексы siPHK трансфекции.
Биологически активный агент, как правило, присутствует во внутренней дисперсной фазе эмульсии и может присутствовать в любом подходящем количестве. В некоторых примерах биологически активный агент присутствует во внутренней дисперсной фазе в количестве от 1% до 75% по массе (например, от 1% до 50%, от 1% до 30%, от 1% до 20%, или от 1% до 10%) дисперсной фазы, или по массе первоначальной композиции, используемой для получения дисперсной фазы, такой, как водный раствор или водная дисперсия биологически активного агента, который будет диспергирован в непрерывной фазе, или которые используются для получения первичной эмульсии двойной эмульсии.
Могут быть использованы различные формы биологически активных агентов, способных высвобождаться из микрочастицы в субъект. Жидкий или твердый биологически активный агент может быть включен в микрочастицы, описанные в данной заявке. Биологически активные агенты могут быть растворимыми в воде или нерастворимыми в воде. В некоторых аспектах, биологически активный агент, по меньшей мере, очень слабо растворим в воде и, предпочтительно, умеренно растворим в воде. Биологически активные агенты могут включать соли активного ингредиента. Таким образом, биологически активные агенты могут быть кислыми, основными или амфотерными солями. Они могут быть неионными молекулами, полярными молекулами или молекулярными комплексами, способными образовывать водородные связи. Биологически активный агент может быть включен в устройство в виде, например, незаряженной молекулы, молекулярного комплекса, соли, простого эфира, сложного эфира, амида, конъюгата полимера и лекарственных средств или других форм для обеспечения эффективной биологической или физиологической активности.
ПРИМЕРЫ
Следующие примеры приведены таким образом, чтобы обеспечить специалистам в данной области полное раскрытие и описание того, как соединения, композиции, изделия, устройства и/или способы, заявленные в данной заявке, получают и оценивают, и предназначены только для иллюстрации данного изобретения и не предназначены для ограничения объема того, что изобретатели считают своим изобретением. Были предприняты усилия, чтобы обеспечить точность в отношении чисел (например, количества, температуры и т.д.), но некоторые ошибки и отклонения должны быть учтены. Если не указано иное, части являются частями по массе, температура приведена в °C или при комнатной температуре и давление является или близко к атмосферному.
Пример 1
Композиции микрочастиц, содержащие ацетат гозерелина, были получены с использованием процесса двойного эмульгирования, микрокапсулирования с экстракцией растворителя, как описано ниже. Композиции были получены с использованием растворенного гозерелина в водном растворе, который был диспергирован в дисперсной фазы (DP) раствора, таким образом формируя первичную эмульсию процесса двойного эмульгирования. Для всех композиций микрочастиц, биоразлагаемый полимер 50:50 поли (сополимер DL-лактид-гликолид) (Lakeshore Biomaterials brand, SurModics Pharmaceuticals, Birmingham, AL) был использован для получения раствора DP.
Вначале четыре партии были подготовлены с использованием дихлорметана в качестве органического растворителя для раствора полимера DP (Таблица 1). Для Партии 00277-058 блок-сополимер ПЭГ-поли (DL-лактид) (ПЭГ-PL) был использован в качестве полимерного поверхностно-активного вещества в водной фазе первичной эмульсии. В данном примере, раствор полимерного поверхностно-активного вещества был получен путем растворения 20 мг на 100 DLmПЭГ5K2CE полимера (SurModics Pharmaceuticals, Birmingham, AL) в 1 л деионизированной воды. Раствор лекарственного вещества был получен путем растворения 200 мг гозерелина ацетата (Genzyme pharmaceuticals) в 1 мл раствора полимерного поверхностно-активного вещества. Раствор дисперсной фазы (DP) получали путем диспергирования раствора лекарственного вещества в 12 г раствора полимера, состоящего из 15 мас % 50:50 поли(сополимера DL-лактид-гликолида) (0,45 дл/г) в метиленхлориде. Смеситель IKA ultra-turrax probe использовали для дисперсии раствора лекарственного средства в растворе полимера, формируя тем самым раствор DP в виде первичной эмульсии. Полученный раствор DP эмульгировали в 200 г раствора непрерывной фазы (CP), состоящей из 2 мас % водного поливинилового спирта (ПВС) и содержащего 1,6 мас %, метиленхлорида. Эмульгирование DP и CP выполняли периодически, вводя DP в раствор CP, который перемешивали с использованием Silverson L4R-T Probe смесителя и фильтра высокого сдвига (скорость установки 900 об./мин.). Микрочастицы были получены путем смешивания эмульсии в течение 30 секунд, с последующей заливкой непосредственно в 2600 г перемешиваемой деионизированной воды. Полученную суспензию перемешивали в течение 30 мин, после чего продукт микрочастиц выделяли путем скрининга через 125 и 20 микронные тестовые сита. Микрочастицы собирали на 20-микронных ситах, промывали 2 л деионизированной воды. После мытья микрочастицам давали высохнуть на ситах 20 микрон в вытяжном шкафу с ламинарным потоком.
Для Партии 00277-067 блок-сополимер ПЭГ-PL был также использован в качестве полимерного поверхностно-активного вещества в водной фазе первичной эмульсии, однако в данном примере полимерное поверхностно-активное вещество было использовано в 100-кратно более высокой концентрации, чем было использовано для Партии 00277-058. В данном примере раствор полимерного поверхностно-активного вещества получали путем растворения 20 мг 100 DLmПЭГ5К2СЕ полимера (Lakeshore Biomaterials) в 10 мл деионизированной воды. Раствор лекарственного средства получали путем растворения 200 мг гозерелина ацетата (Genzyme pharmaceuticals) в 1 мл раствора полимерного поверхностно-активного вещества. Микрочастицы получали так, как описано для Партии 00277-058.
Для Партии 00277-0641% ПВС был использован в качестве раствора полимерного поверхностно-активного вещества вместо разбавленного ПЭГ-PL блок-сополимера. Все остальные условия были такими же, что и для Партии 00277-058.
Для Партии 00277-061 деионизированную воду использовали вместо раствора ПАВ. Все остальные условия были такими же, что и для Партии 00277-058.
Далее, две партии были подготовлены с использованием этилацетата в качестве органического растворителя для получения раствора полимера DP и для насыщения раствором CP (Таблица 2). Партия 00277-113 была подготовлена с использованием той же концентрации ПЭГ-PL полимерного поверхностно-активного вещества, которое было использовано для Партии 00277-058 (20 мг/л). Как уже упоминалось, этилацетат использовали для получения 15 мас % раствора полимера, а затем добавляли этилацетат в CP раствор (вместо дихлорметана) при уровне насыщения приблизительно 7,5% мас. Все остальные условия были такими же, как было использовано для подготовки Партии 00277-058. В качестве контроля партия 00277-109 была подготовлена с использованием только воды, чтобы растворить гозерелин ацетат и получить первичную эмульсию (без использования раствора полимерного поверхностно-активного вещества). Опять же, этилацетат использовали вместо метиленхлорида, как описано для партии 00277-113. Все остальные условия обработки были такими же, как были использованы для подготовки партии 00277-058.
Далее, четыре партии были подготовлены с использованием дихлорметана в качестве органического растворителя для получения раствора полимера DP и для насыщения раствора CP (Таблица 3). Как указано в Таблице 3, партии были подготовлены либо с помощью раствора ПЭГ-PL полимерного поверхностно-активного вещества (при уровнях 20 мг/л или 20 мг/10 мл, как указано) или чистой воды для растворения лекарственного средства и для получения первичной эмульсии. Каждый из этих двух наборов проб затем был получен с использованием двух различных соотношений водная фаза: органическая фаза для получения первичной эмульсии. В первых двух пробах (Партии 00277-117 и 00277-105), 100 мг гозерелин ацетата растворяли в 1 мл водного раствора (ПЭГ-PL раствор полимерного поверхностно-активного вещества или деионизированная вода). Наоборот, оставшиеся две пробы (партии 00277-129 и 00277-132 были приготовлены путем растворения 100 мг гозерелин ацетата только в 0,5 мл водного раствора (ПЭГ-PL раствор полимерного поверхностно-активного вещества или деионизированная вода). Все остальные условия обработки, используемые для получения данных композиций, были такими же, как были использованы для подготовки партии 00277-058.
Композиции микросфер были проанализированы на содержание гозерелина. От 20 до 30 мг части каждой композиции взвешивали в мерной колбе на 25 мл и добавляли 5 мл ледяной уксусной кислоты. Пробы оставляли растворяться. После того, как вся проба растворилась, колбы разбавляли до объема фосфатным буферным раствором (ФБР). Полученную смесь фильтровали через 0,45 мкм фильтр шприца. Отфильтрованный раствор переносили в виалу ВЭЖХ и пробы анализировали с помощью ВЭЖХ (УФ при 220 нм). Анализ проводили трижды. Контроли были подготовлены путем взвешивания лекарственных средств и полимера и выполняя ту же стадию, что и выше.
Профили высвобождения in vitro были определены для композиций гозерелина. 20-30 мг пробы каждой композиции взвешивали в стеклянной виале на 20 мл и добавляли 10 мл ФБС. Виалу помещали в инкубатор встряхивания, температуру которого поддерживали на уровне 37°C. В соответствующий момент времени 9 мл буфера были удалены из виалы и 9 мл свежего буфера добавлены обратно в виалу. Осторожность соблюдали, чтобы не удалить микросферы. Виала была помещена обратно в инкубатор до следующего момента времени. Буфер, содержащий высвобожденный гозерелин, анализировали на гозерелин с помощью метода ВЭЖХ (УФ при 220 нм). Анализ проводили трижды. Сообщали о кумулятивно высвобожденном гозерелине.
Результаты представлены в Таблицах 1-3.
Пример 2
Модель белка бычьего сывороточного альбумина (БСА) была использована для получения партий, приведенных в Таблице 4. Пакет 00277-138 был подготовлен с использованием 200 мг БСА, растворенного в 1 мл 2 мг/мл ПЭГ-PL полимерного раствора поверхностно-активного вещества. Все остальные условия обработки, использованные для получения этой композиции, были такими же, как те, которые использовали для подготовки партии 00277-067. В качестве контроля, вторая партия была подготовлена, партия 0277-135, в которой 200 мг БСА растворяли в деионизированной воде, а все остальные условия обработки были такими же, как те, которые использовали для подготовки партии 00277-058.
Композиции микрочастиц были проанализированы на содержание БСА. От 20 до 30 мг каждой композиции взвешивали в оппендорфах на 2 мл и добавляли 1 мл этилацетата. Микросферы оставляли растворяться. Содержимое пробирки центрифугировали в микроцентрифуге при 14000 оборотов в минуту в течение 10 мин. Были приняты меры, чтобы не удалить любые твердые белки и приблизительно 800 мкл этилацетата удаляли. 800 мкл свежего этилацетата добавляли и содержимое пробирки центрифугировали. После этого этилацетат удаляли. Поток азота (10 мл/мин) направляли в пробирку, чтобы высушить оставшийся растворитель. Пробирку помещали в сублимационную сушилку для дополнительного высушивания растворителя. После высушивания содержимое пробирки растворяли в 1 мл ФБС и переносили в 10 мл. В пробирку еще ФБС добавляли и переносили в колбу. Содержимое колбы разбавляли до объема ФБС. Часть переносили в виалу ВЭЖХ, и пробы анализировали с помощью ВЭЖХ (УФ при 220 нм). Анализ проводили трижды. Контроли были подготовлены путем взвешивания лекарственного средства и полимера и выполняя те же стадии, что и выше.
Результаты приведены в Таблице 4.
Различные модификации и изменения могут быть выполнены для соединений, композитов, наборов, изделий, устройств, композиций и способов, описанных в данной заявке. Другие аспекты соединений, композитов, наборов, изделий, устройств, композиций и способов, описанных в данной заявке, будут очевидны из рассмотрения описания и реализации соединений, композитов, наборов, изделий, устройств, композиций и способов, описанных в данной заявке. Предполагается, что описание и примеры должны быть рассмотрены как иллюстративные.
Группа изобретений относится к области химико-фармацевтической промышленности, а именно к эмульсии для микрокапсулирования, содержащей внешнюю непрерывную фазу первой жидкости и внутреннюю дисперсную фазу второй жидкости, которая по меньшей мере частично не смешивается с первой жидкостью; где эмульсия дополнительно содержит: (а) сополимер полилактид-полиэтиленгликоль в качестве биоразлагаемого поверхностно-активного блок-сополимера, (б) сополимер полилактид-гликолид (50:50) в качестве биоразлагаемого инкапсулирующего полимера, (в) гозерелин ацетат в качестве биологически активного агента, в которой поверхностно-активный блок-сополимер, по меньшей мере, частично растворим в воде и смешивается с другими компонентами эмульсии в виде водного раствора, а также к микрочастице для высвобождения гозерелин ацетата, полученной из указанной эмульсии. Группа изобретений обеспечивает улучшение эффективности инкапсуляции. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 пр., 4 табл., 1 ил.
1. Эмульсия для микрокапсулирования, содержащая внешнюю непрерывную фазу первой жидкости и внутреннюю дисперсную фазу второй жидкости, которая по меньшей мере частично не смешивается с первой жидкостью; где эмульсия дополнительно содержит: (а) сополимер полилактид-полиэтиленгликоль в качестве биоразлагаемого поверхностно-активного блок-сополимера, (б) сополимер полилактид-гликолид (50:50) в качестве биоразлагаемого инкапсулирующего полимера, и (в) гозерелин ацетат в качестве биологически активного агента, в которой поверхностно-активный блок-сополимер, по меньшей мере, частично растворим в воде и смешивается с другими компонентами эмульсии в виде водного раствора.
2. Эмульсия по п. 1, отличающаяся тем, что внутренняя дисперсная фаза или внешняя непрерывная фаза содержит по меньшей мере 0,001 мг/л поверхностно-активного блок-сополимера.
3. Эмульсия по п. 1, отличающаяся тем, что внутренняя дисперсная фаза или внешняя непрерывная фаза содержит по меньшей мере 0,1 мг/л поверхностно-активного блок-сополимера.
4. Эмульсия по п. 1, отличающаяся тем, что внутренняя дисперсная фаза или внешняя непрерывная фаза содержит от 0,1 мг/л до 10 г/л поверхностно-активного блок-сополимера.
5. Эмульсия по п. 1, отличающаяся тем, что биоразлагаемый поверхностно-активный блок-сополимер является неионным.
6. Эмульсия по п. 1, отличающаяся тем, что эмульсия свободна от небиоразлагаемых полимеров.
7. Эмульсия по п. 1, отличающаяся тем, что первая жидкость содержит воду.
8. Эмульсия по п. 1, отличающаяся тем, что дисперсная фаза содержит первичную эмульсию, содержащую третью жидкость, диспергированную во второй жидкости, где третья жидкость и вторая жидкость по меньшей мере частично являются несмешивающимися.
9. Эмульсия по п. 1, отличающаяся тем, что вторая жидкость содержит органический растворитель.
10. Микрочастица для высвобождения биологически активного вещества, полученная из эмульсии по пп. 1-9, содержащая биоразлагаемую полимерную матрицу, содержащую гозерелин ацетат в качестве биологического агента, растворенного или диспергированного в ней, и сополимер полилактид-полиэтиленгликоль в качестве поверхностно-активного блок-сополимера, где поверхностно-активный блок-сополимер растворен или диспергирован в микрочастице или присутствует на поверхности микрочастицы.
11. Микрочастица по п. 10, отличающаяся тем, что эмульсия свободна от небиоразлагаемых полимеров.
12. Микрочастица по одному из пп. 10 или 11, отличающаяся тем, что биоразлагаемая полимерная матрица содержит сополимер полилактид-гликолид (50:50).
| US 6764698 B1, 20.07.2004 | |||
| WO 2006002365 A2, 05.01.2006 | |||
| US 5543158 А, 06.08.1996 | |||
| WO 03086369 A2, 23.10.2003 | |||
| WO 2006123361 А2, 23.11.2006. |
