專利名稱：速效和長(zhǎng)效胰島素聯(lián)合制劑的制作方法
速效和長(zhǎng)效胰島素聯(lián)合制劑
背景技術(shù)：
本發(fā)明總體上涉及聯(lián)合使用速效胰島素和長(zhǎng)效胰島素的制劑。
本專利申請(qǐng)要求下列申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)Solomon S. Steiner和 Roderike Pohl于2006年4月12日提交的名稱為"速效和長(zhǎng)效胰島 素的聯(lián)合制劑"的申請(qǐng)U.S.S.N 60/744,687、 Solomon S. Steiner和 Roderike Pohl于2006年9月29日提交的名稱為"速效和長(zhǎng)效胰島 素的制劑"的申請(qǐng)U.S.S.N 11/537,335、以及Solomon S. Steiner和 Roderike Pohl于2007年4月2日提交的名稱為"速效和長(zhǎng)效胰島素 的聯(lián)合制劑"的申請(qǐng)U.S.S.N 11/695,562。
糖尿病的胰島素強(qiáng)化治療法涉及提供基礎(chǔ)胰島素(理想的是， 該基礎(chǔ)胰島素在24小時(shí)的期限內(nèi)能夠以均勻的水平存在于血液中)， 以及大劑量胰島素或進(jìn)餐時(shí)胰島素(餐時(shí)胰島素)從而降低由每次進(jìn) 食的消化伴隨物引起的碳水化合物負(fù)荷的增加。
1936年，Hans Christian Hagedorn禾卩B. Noman Jensen發(fā)現(xiàn)通 過(guò)加入由河鮭魚的"魚白"或精液中所獲得的魚精蛋白可以延長(zhǎng)注射 胰島素的效果。將胰島素加入到魚精蛋白中并且將該溶液的pH調(diào)節(jié) 至7以用于注射。在1946年，Nordisk公司能夠制得魚精蛋白和胰島 素的晶體，并于20世紀(jì)50年代以NPH (中性魚精蛋白哈格多恩， Neutral Protamine Hagedorn， "NPH")胰島素的形式上市。NPH胰 島素的優(yōu)點(diǎn)在于其可以與具有更快的起效性能的胰島素混合，從而達(dá) 到更長(zhǎng)的持續(xù)作用。最終所有的動(dòng)物胰島素都被人重組胰島素所取 代。
直至最近，在當(dāng)今許多地方，通常還是通過(guò)每日施用兩劑NPH 胰島素(間隔12小時(shí))來(lái)提供基礎(chǔ)胰島素。每日食用三餐并且使用 NPH胰島素作為基礎(chǔ)胰島素的患者每日需要注射五次胰島素三餐 中的每一餐時(shí)均要注射一次，另外還要注射兩次NPH胰島素， 一次
4在早晨，另一次在就寢時(shí)。為了減少患者必須承受的注射次數(shù)，早晨 給藥NPH胰島素時(shí)，與短效胰島素(重組人胰島素)或速效胰島素 的類似物(如，賴脯胰島素)聯(lián)合使用。常用的聯(lián)合使用方式為70%
的NPH和30%的速效胰島素類似物的混和物。結(jié)果，患者可以將注 射次數(shù)從每日五次減少到每日四次。例如參見(jiàn)Garber， Drugs 66(1): 31-49 (2006)。
更近的是甘精胰島素(商品名LANTUS⑧)(一種"非常長(zhǎng)效" 的胰島素類似物)已經(jīng)面世。注射后大約一小時(shí)它開(kāi)始使血糖降低并 且均勻地持續(xù)作用24小時(shí)。J.Rosenstock及其同事們發(fā)現(xiàn)使用甘精 胰島素的患者比使用NPH胰島素的患者患低血糖(低血糖癥)的風(fēng) 險(xiǎn)更低。
甘精胰島素不能與其他短效或速效胰島素混合，原因在于所述 混合物會(huì)導(dǎo)致甘精胰島素在注射前發(fā)生沉淀，而施用己發(fā)生沉淀的胰 島素使得實(shí)質(zhì)上不能施用已知的和可靠的劑量。甘精胰島素的生產(chǎn)商 警告使用者不要將甘精胰島素與任何其他胰島素混合。
因此本發(fā)明的目的是提供一種胰島素制劑，該制劑可用于將每 日的注射次數(shù)減少至三次。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種基礎(chǔ)-大劑量的胰島素制劑。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種具有即時(shí)釋放特性和長(zhǎng)期釋放 特性的穩(wěn)定的胰島素制劑。
發(fā)明概述
人們己研制出了快速或速效-長(zhǎng)效胰島素的聯(lián)合制劑，其中調(diào)節(jié) 所述快速或速效胰島素的pH，使得當(dāng)速效胰島素和長(zhǎng)效胰島素混合 在一起時(shí)，它們能夠保持為可溶解的狀態(tài)。優(yōu)選實(shí)施方案包括在低 pH下與任何中效、長(zhǎng)效或非常長(zhǎng)效胰島素聯(lián)合使用的任何非常迅速、 迅速或快速起效的胰島素制劑。在另一個(gè)實(shí)施方案中，在螯合劑存在 的條件下，任何非常迅速、迅速或快速胰島素可以在低pH下與任何 中效、長(zhǎng)效或非常長(zhǎng)效胰島素聯(lián)合使用。在最優(yōu)選實(shí)施方案中， VIAject (—種非常速效胰島素)在pH4下與甘精胰島素混合，從而使血液中胰島素濃度迅速產(chǎn)生初始峰值以降低由食物的消化物中 所吸收的碳水化合物，并使血液中基礎(chǔ)胰島素的濃度保持不變。
當(dāng)在早餐前將可注射的大劑量基礎(chǔ)胰島素制劑與速效或非常速 效胰島素共同施用時(shí)，其可以提供足夠的大劑量胰島素水平以便進(jìn) 餐，而在餐后不會(huì)發(fā)生低血糖并且可以提供24小時(shí)足夠的基礎(chǔ)胰島 素。在午餐和晚餐時(shí)可以注射兩次大劑量快速起效胰島素，或者注射 一次速效或非常速效胰島素。結(jié)果，使用了胰島素強(qiáng)化治療的患者每 日僅注射三次即可，而不是四次。
人們通過(guò)進(jìn)行試驗(yàn)己經(jīng)證實(shí)了向六聚體胰島素中加入特定的酸 (如天冬氨酸、谷氨酸、馬來(lái)酸、富馬酸或琥珀酸)的重要性，其可 以提高吸收速度和吸收量并且可以在其解離為二聚體/單體形式后依 然保持生物活性。另外還可以加入螯合劑，優(yōu)選加入乙二胺四乙酸
(EDTA)。無(wú)論胰島素的來(lái)源怎樣(包括天然胰島素、重組胰島素、 長(zhǎng)效胰島素、豬胰島素、牛胰島素、以及它們的胰島素衍生物和類似 物)，都可以基于多元酸的分子大小和結(jié)構(gòu)來(lái)選擇多元酸，以優(yōu)化多 元酸與胰島素表面上的氫鍵結(jié)合位點(diǎn)的締合，從而有效地屏蔽帶電荷 的氨基酸殘基(

圖1)。在可獲得最優(yōu)電荷屏蔽效應(yīng)的濃度下使用這 些酸(如實(shí)施例所示，優(yōu)選的酸為天冬氨酸、谷氨酸、琥珀酸、馬來(lái) 酸、富馬酸和檸檬酸)。在胰島素制劑中同時(shí)聯(lián)合使用優(yōu)選的酸和螯 合劑似乎是造成胰島素迅速吸收的原因。EDTA不是對(duì)所有酸均有 效。當(dāng)EDTA與己二酸、草酸或HC1—同使用時(shí)，胰島素的吸收速 度沒(méi)有明顯增加。這些研究建立了酸和螯合劑在體外(人口腔上皮細(xì) 胞)及體內(nèi)(大鼠、豬和人)研究中的重要性。這些發(fā)現(xiàn)證實(shí)了在使 用非常速效胰島素(聯(lián)合使用檸檬酸和EDTA)和基礎(chǔ)甘精胰島素進(jìn) 行治療的糖尿病患者中所觀察到的結(jié)果。'
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明
圖1為顯示出電荷的胰島素的三維示意圖。
圖2為用于測(cè)定通過(guò)口腔上皮細(xì)胞所吸收的胰島素的Tmnswell 裝置的圖。
6圖3為在接種有上皮細(xì)胞的Transwell膜板的下室中平均胰島素 累積量(|iU)隨時(shí)間(分鐘)變化的圖，在該圖中，對(duì)含有EDTA 的胰島素制劑( )、不含EDTA的胰島素制劑(■)、以及不含
細(xì)胞的對(duì)照液(▲)進(jìn)行了比較。
圖4為在與檸檬酸和EDTA聯(lián)合使用的樣品中、在與檸檬酸但 不與EDTA聯(lián)合使用的樣品中、以及在與天冬氨酸和EDTA聯(lián)合使 用的樣品中，累積胰島素(U)隨時(shí)間(分鐘)變化的圖。
圖5為與EDTA聯(lián)合使用的胰島素(實(shí)線)和不與EDTA聯(lián)合 使用的胰島素(陰影線)的含有檸檬酸、谷氨酸、己二酸或草酸的樣 品的胰島素表觀滲透率隨時(shí)間(分鐘)變化的圖。
圖6為葡萄糖從基線的下降百分率隨時(shí)間(分鐘)變化的圖， 在該圖中，對(duì)與天冬氨酸和EDTA聯(lián)合使用的胰島素和與HC1和 EDTA聯(lián)合使用的胰島素在大鼠體內(nèi)的情況進(jìn)行了比較。
圖7為小型豬的平均葡萄糖水平隨時(shí)間變化的圖，在該圖中， 對(duì)與EDTA和檸檬酸聯(lián)合使用的胰島素和與EDTA和HC1聯(lián)合使用 的胰島素進(jìn)行了比較。
圖8為來(lái)自人體臨床試驗(yàn)的連續(xù)血糖值隨時(shí)間(小時(shí))變化的 圖，其中，甘精胰島素(Lantus )和VIAject被分別單獨(dú)施用(注 射兩次)，或者在一次注射中聯(lián)合施用。
發(fā)明詳述 I .成分
A.胰島素
所述成分包括快速起效、速效或非常速效的胰島素和中效或長(zhǎng) 效胰島素。將所述速效胰島素調(diào)節(jié)至低的pH，在該pH下當(dāng)速效胰 島素與長(zhǎng)效胰島素混合在一起時(shí)，即使它們的比例在較寬的范圍內(nèi)， 長(zhǎng)效胰島素也不會(huì)沉淀。
有多種不同類型的市售胰島素適用于糖尿病患者。這些胰島素 的類型根據(jù)下述情況而不同(1)它們需要多長(zhǎng)時(shí)間才能進(jìn)入血流 中并開(kāi)始降低血糖的水平；(2)胰島素在最大功效下能夠發(fā)揮多長(zhǎng)時(shí)間的作用；以及(3)胰島素對(duì)血糖能夠持續(xù)產(chǎn)生多長(zhǎng)時(shí)間的作用。 快速起效胰島素
快速起效胰島素旨在對(duì)進(jìn)餐過(guò)程中由碳水化合物的消化物所產(chǎn) 生的葡萄糖產(chǎn)生作用?？焖倨鹦б葝u素在1至20分鐘內(nèi)開(kāi)始發(fā)揮作 用，在約一個(gè)小時(shí)后達(dá)到峰值，并且持續(xù)作用三至五小時(shí)?？焖倨鹦?胰島素需要約兩個(gè)小時(shí)才能被完全吸收到體循環(huán)中。快速起效胰島素 包括常規(guī)的重組人胰島素(如Lilly公司上市的Humulin ,以及Novo Nordisk公司上市的Novalin )，其在pH為7的等滲溶液中被施用。 牛胰島素和豬胰島素(盡管有幾個(gè)氨基酸與人胰島素不同，但它們?cè)?人體中具有生物活性)也是快速起效胰島素。
速效胰島素
一些糖尿病患者在進(jìn)餐時(shí)使用速效胰島素，并使用長(zhǎng)效胰島素
作為"背景"持續(xù)胰島素。這組胰島素包括為了改善它們的吸收速度 而被修飾的胰島素或者氨基酸位點(diǎn)已發(fā)生改變的胰島素。
目前有三種市售的速效胰島素類似物賴脯胰島素(Eli Lilly公 司以HUMALOG⑧名稱銷售的賴氨酸-脯氨酸胰島素)、賴谷胰島素 (Sanofi-Aventis公司以APIDRA⑧名稱銷售)和門冬胰島素(Novo Nordisk公司以NOVOLOG 名稱銷售)。 非常速效胰島素
Biodel公司具有專利權(quán)的一種常規(guī)人胰島素的胰島素制劑，其 甚至比速效胰島素的類似物一VIAJECTTM—更加快速。這是一種在 pH為4下的條件下將常規(guī)人胰島素與EDTA和檸檬酸聯(lián)合使用的制 劑。
中效胰島素
中效胰島素的預(yù)期使用期限比短效胰島素的預(yù)期使用期限長(zhǎng)， 但前者的起效較慢且需更更長(zhǎng)的時(shí)間才能達(dá)到其最大效力。中效胰島 素通常在注射后2-4小時(shí)內(nèi)起效，約4-14小時(shí)內(nèi)達(dá)到峰值效力并持 續(xù)作用長(zhǎng)達(dá)24小時(shí)。中效胰島素的類型包括NPH (中性魚精蛋白 哈格多恩)胰島素和LENTE胰島素。NPH胰島素中含有可減慢吸收 速度的魚精蛋白，使得該胰島素需要更長(zhǎng)的時(shí)間才能進(jìn)入到血流中，但是其具有更長(zhǎng)時(shí)間的峰值和預(yù)期使用期限。中效胰島素可與速效胰 島素在中性pH下聯(lián)合使用，從而減少每日的總注射次數(shù)。 長(zhǎng)效胰島素
LANTUSTM (甘精胰島素)是一種重組人胰島素的類似物，其 可具有長(zhǎng)達(dá)24小時(shí)的持續(xù)時(shí)間。它與人胰島素的區(qū)別之處在于前者 在21位上具有甘氨酸而不是天冬酰胺，并且在(3鏈的羧基末端上結(jié) 合有兩個(gè)精氨酸。LANTUSTM由溶解于澄清的水性流體中的甘精胰島 素(100IU、 3.6378mg甘精胰島素、30mg鋅、2.7mg間甲酚、20mg 的85%甘油，加水至lml)組成。用HC1將pH調(diào)至4 。
注射之后，從開(kāi)始注射到藥效結(jié)束之間的中位時(shí)間最大為24小 時(shí)。對(duì)于甘精胰島素而言，注射之后，從開(kāi)始注射到藥效結(jié)束之間的 中位時(shí)間為24小時(shí)，對(duì)于NPH人胰島素而言，該中位時(shí)間為14.5 小時(shí)。
與大多數(shù)速效胰島素和中效胰島素不同的是，由于該胰島素在 混合時(shí)產(chǎn)生沉淀，因此包裝說(shuō)明書上注明不要將LANTUSTM與其他 任何類型的胰島素混合。
在甘精胰島素的情況下，當(dāng)將其與pH也為4的ViajectTM混合 時(shí)沒(méi)有生成沉淀，因此ViajectTM與甘精胰島素相匹配。最終，這種 聯(lián)合使用提供了一種非常速效胰島素，從而使得患者在進(jìn)餐過(guò)程中使 用更少的大劑量胰島素，這是因?yàn)樵谏攀诚笤摲浅Ｋ傩б葝u素能 夠非常迅速地被吸收且消除速度較慢，從而降低了低血糖癥的發(fā)生機(jī) 率，并可以提供24小時(shí)的長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)基礎(chǔ)胰島素。這最終可以將 每日所需的注射次數(shù)從四次減至三次。
B.酸性穩(wěn)定劑和螯合劑
酸性穩(wěn)定劑
能夠使結(jié)晶性六聚體胰島素有效地溶解的酸可以基于它們的分 子大小和pKa來(lái)進(jìn)行選擇，并預(yù)計(jì)這些酸能夠最有效地屏蔽當(dāng)胰島 素分子解離為單體或二聚體形式時(shí)暴露其上的電荷(圖1)。當(dāng)六聚 體胰島素解離為單體形式時(shí)，特定的酸可保持生物活性、有效地屏蔽 電荷并提高吸收速度。體外實(shí)施例(人口腔上皮細(xì)胞)和體內(nèi)實(shí)施例
9(大鼠、豬和人)均顯示出酸的重要性。用HC1將常規(guī)人胰島素 (Humulin )溶解，并在生理pH下進(jìn)行配制。該胰島素的藥物動(dòng)力 學(xué)圖譜表明該胰島素沒(méi)有被非常迅速地吸收，而是在給藥后約兩個(gè)小 時(shí)才出現(xiàn)胰島素峰值濃度。
優(yōu)選的酸為"多元酸"，即含有多個(gè)酸性殘基的酸。優(yōu)選的多 元酸包括天冬氨酸、谷氨酸、琥珀酸、富馬酸、馬來(lái)酸和檸檬酸。 相對(duì)于每毫升含0.5至4mg胰島素的溶液而言，酸的有用濃度范圍是 0.1至3mg/ml。 pH的范圍是3.0至4.2，優(yōu)選范圍是3.8至4.1。這些 酸可以與任何速效胰島素聯(lián)合使用以降低pH，并且使它們?cè)谂c Lantus混合時(shí)能夠溶解。 螯合劑
在優(yōu)選實(shí)施方案中，螯合劑與活性物質(zhì)混合。除了在螯合過(guò)程 中的主要作用之外，據(jù)信螯合劑還與胰島素發(fā)生氫鍵結(jié)合，從而屏蔽 電荷并促進(jìn)胰島素的吸收。據(jù)認(rèn)為，螯合劑將鋅從胰島素上拉走，從 而當(dāng)胰島素被注入皮下組織(例如，粘膜或脂肪組織)后，相對(duì)于六 聚體形式，該胰島素更有利地保持為單體形式。通過(guò)保持為單體形式 促進(jìn)了胰島素的吸收。此外，所述螯合劑還通過(guò)將暴露在胰島素分子 上的表面電荷掩蔽或屏蔽來(lái)幫助吸收。
所述螯合劑可為離子型或非離子型的。合適的螯合劑包括乙 二胺四乙酸(EDTA)、檸檬酸、二巰基丙醇(BAL)、青霉胺、海 藻酸、小球藻、芫荽葉、a-硫辛酸、二巰基丁二酸(DMSA) 、 二巰 基丙磺酸鹽(DMPS)和草酸。在優(yōu)選實(shí)施方案中，螯合劑為EDTA。 離子可以是活性物質(zhì)的一部分、離子可以加入到穩(wěn)定劑中、離子可以 與螯合劑混合、和/或離子可以包含于涂層中。代表性離子包括鋅 離子、鈣離子、鐵離子、錳離子、鎂離子、鋁離子、鈷離子、銅離子、 或任何二價(jià)金屬或過(guò)渡金屬的離子。與CaW相比，Zn^與EDTA的 結(jié)合能(binding preference)更強(qiáng)。
C.制劑
活性化合物或其可藥用的鹽可以以藥物組合物的形式施用，其中 該活性化合物與一種或多種可藥用的載體、賦形劑或稀釋劑摻合或混合。在優(yōu)選實(shí)施方案中，通過(guò)注射來(lái)施用胰島素?？蛇x擇的是，組合 物可通過(guò)口服、口腔、舌下、陰道、直腸或鼻腔施用的方式來(lái)施用。
液體制劑
液體制劑可被注射(皮下注射、肌肉注射、腹腔注射)或噴射以 進(jìn)行鼻腔、舌下、陰道或口腔施用。注射用制劑通?；鞈矣跓o(wú)菌水、 磷酸鹽緩沖鹽水、鹽水或甘油中。其他合適的可藥用試劑也是已知的。 通常在即用前將這些試劑加入到處于凍干或干燥形式的胰島素中，但 是也可以在使用前加入。增溶劑包括潤(rùn)濕劑(如，聚山梨醇酯和泊 洛沙姆)、非離子和離子型表面活性物質(zhì)、食品酸味劑和食品堿味劑 (例如碳酸氫鈉)、醇類、以及控制pH用的緩沖酸或鹽。圖8示出了 Viaject與甘精胰島素的可注射混合物的人體臨床試驗(yàn)的數(shù)據(jù)。
固體制劑
固體或半固體凝膠可被配制以用于皮下注射(可用注射器注射的 低粘度凝膠)或者被干燥成薄膜以用于雙效胰島素的口腔、舌下、口 服、直腸或陰道施用。它們可通過(guò)在溶液中混入一種或多種親水性聚 合物，并通過(guò)離子鍵和/或共價(jià)鍵而凝膠化或固化來(lái)形成。合適的材料 包括(但不限于)淀粉、預(yù)糊化淀粉、明膠、糖類(包括蔗糖、葡 萄糖、右旋糖、乳糖和山梨醇)、殼聚糖(各種形式)、糊精、麥芽 糖糊精、聚乙二醇、蠟、天然和合成膠(如，阿拉伯膠、瓜爾膠、黃 芪膠、海藻酸鹽、海藻酸鈉)、纖維素(包括羥丙基甲基纖維素、羧 甲基纖維素鈉、羥丙基纖維素、羥乙基纖維素、乙基纖維素、甲基纖 維素)、以及改性硅酸鎂鋁、氫化植物油、I型硅酸鎂鋁、以及合成聚 合物(如，丙烯酸和甲基丙酸烯共聚物、卡波姆、甲基丙烯酸共聚物、 甲基丙烯酸甲酯共聚物、甲基丙烯酸氨基烷醇酯共聚物、聚丙烯酸/聚 甲基丙酸烯、聚乙烯吡咯烷酮)?；旌戏ɑ蚬簿鄯?該方法足以賦予 一定程度的親水性)可用于改善材料的潤(rùn)濕性和粘膜粘附性。例如， 約5%至約20%的單體可作為親水性單體。親水性聚合物(如，羥丙基 纖維素(HPC)、羥丙基甲基纖維素(HPMC)、羧甲基纖維素(CMC)) 通常用于該目的。優(yōu)選的是，所述聚合物為生物可蝕性的，其優(yōu)選分 子量范圍為1000至15,000 Da，最優(yōu)選為2000至5000 Da。這些聚合
11物也可以是非離子型聚合物，例如乙二醇單硬脂酸酯、丙二醇肉豆蔻 酸酯、單硬脂酸甘油酯、硬脂酸甘油酯、聚甘油-4-油酸酯、失水山梨
醇酰化物、蔗糖酰化物、PEG-150月桂酸酯、PEG-400單月桂酸酯、 聚氧乙烯單月桂酸酯、聚山梨醇酯、聚氧乙烯辛基苯基醚、PEG-1000 十六垸基醚、聚氧乙烯十三烷基醚、聚丙二醇丁基醚、Poloxamer 401、 硬脂?；鶈萎惐及贰⒁约熬垩跻蚁浠Ｓ王０?。兩性表面活性物 質(zhì)的實(shí)例包括N-十二烷基-P-丙氨酸鈉、N-月桂基-p-亞氨基二丙酸鈉、 肉豆蔻酰兩性基乙酸鹽、十二垸基甜菜堿和十二烷基磺基甜菜堿。
在一個(gè)實(shí)施方案中，所述制劑為含有賦形劑(如聚(乙烯醇)、甘 油、羧甲基纖維素(CMC)、殼聚糖以及可任選的聚(乙二醇)和水)的 舌下固體制劑。該組合物可為透明或不透明的、具有撓性的、薄的材
料的形式。 一般的厚度范圍為0.01至4 mm。該薄膜可具有任何合適的 形狀，包括圓形、橢圓形、矩形或正方形。該薄膜可為單層、雙層或 三層膜。在優(yōu)選實(shí)施方案中，所述薄膜被設(shè)計(jì)成適于舌下施用的形式。 單層薄膜含有活性物質(zhì)和一種或多種賦形劑。雙層薄膜含有一種或多 種賦形劑，例如在第一層中含有增溶劑和/或金屬螯合劑，在第二層中 含有活性物質(zhì)。與(如果)在單一一層中含有賦形劑和活性物質(zhì)的情 況相比，這種結(jié)構(gòu)使得活性物質(zhì)與賦形劑分開(kāi)貯存，可以提高活性物 質(zhì)的穩(wěn)定性，并且可任選地提高組合物的保存期。三層薄膜包括三層 膜。各層膜可以不同，或者三層膜中的兩層(例如底層和頂層)可基 本上具有相同的組成。在一個(gè)實(shí)施方案中，底層和頂層夾著含有活性 物質(zhì)的芯層。底層和頂層可含有一種或多種賦形劑(例如，增溶劑和 金屬螯合劑)。優(yōu)選地，底層和頂層具有相同的組成?？蛇x擇的是， 底層和頂層可含有不同的賦形劑，或含有不同量的相同賦形劑。芯層 通常含有胰島素，并且可任選地含有一種或多種賦形劑。在一個(gè)實(shí)施 方案中，該膜為這樣的雙層薄膜在一層中含有EDTA和檸檬酸，在 第二層中含有胰島素。每層可含有另外的賦形劑(如甘油、聚乙烯醇、 羧甲基纖維素、以及可任選的PEG (如PEG400或PEG1600))。在 一個(gè)實(shí)施方案中，第三層可置于胰島素層和含有其他成分的層之間， 從而進(jìn)一步保護(hù)活性物質(zhì)在貯存過(guò)程中不會(huì)受到置于其他層中的降解性成分的損害。用于保護(hù)層的合適材料包括羧甲基纖維素鈉、巴西 棕櫚蠟、鄰苯二甲酸乙酸纖維素、十六烷醇、細(xì)紋理碎糖、乙基纖維 素、明膠、羥乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、液態(tài)葡萄糖、麥芽糖 糊精、甲基纖維素、微晶蠟、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、蟲膠、蔗 糖、滑石、二氧化鈦和玉米素。為了達(dá)到期望的吸收特征和后續(xù)作用， 通過(guò)改變賦形劑的組成，可將該膜設(shè)計(jì)為迅速溶解(小于30秒鐘)或 慢速溶解(長(zhǎng)達(dá)15分鐘)。該膜可在3至5分鐘、5至8分鐘或8至 15分鐘的時(shí)間期限內(nèi)溶解。優(yōu)選地，該膜在2至IO分鐘的時(shí)間期限內(nèi) 溶解。
有許多市售著色劑和調(diào)味劑。調(diào)味劑包括薄荷、檸檬、櫻桃、泡 泡糖及其他標(biāo)準(zhǔn)調(diào)味劑。可以添加甜味劑(包括無(wú)糖甜味劑)，這特 別有利于胰島素的施用。著色劑可為紅、藍(lán)、綠、黃、橙色，或FDC 許可的其它任何標(biāo)準(zhǔn)顏色。
穩(wěn)定劑用于抑制或延遲藥物的分解反應(yīng)(例如包括氧化反應(yīng))。 可以使用許多穩(wěn)定劑。合適的穩(wěn)定劑包括多醣(如纖維素和纖維素 衍生物)；簡(jiǎn)單的醇(如甘油)；抑菌劑(如苯酚、間甲酚和羥苯甲 酯)；等滲劑(如氯化鈉、甘油和葡萄糖)；卵磷脂(例如，天然卵 磷脂(例如蛋黃卵磷脂或大豆卵磷脂)以及合成或半合成卵磷脂(如 二肉豆蔻酰磷脂酰膽堿、二棕櫚酰磷脂酰膽堿或二硬脂酰磷脂酰膽 堿))；磷脂酸；磷脂酰乙醇胺；磷脂酰絲氨酸(例如，二硬脂酰磷 脂酰絲氨酸、二棕櫚酰磷脂酰絲氨酸和二花生四烯酰磷脂酰絲氨酸)； 磷脂酰甘油；磷脂酰肌醇；心磷脂；鞘磷脂；以及合成清潔劑(如二 辛?；字Ｄ憠A和聚乙烯-聚丙二醇)。其他合適的穩(wěn)定劑包括阿 拉伯膠、白蛋白、海藻酸、膨潤(rùn)土、羧甲基纖維素鈣、羧甲基纖維素 鈉、環(huán)糊精、單硬脂酸甘油酯、羥丙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、 硅酸鎂鋁、丙二醇、海藻酸丙二醇酯、海藻酸鈉、白蠟、黃原膠和黃 蠟。在優(yōu)選實(shí)施方案中，活性物質(zhì)為胰島素，穩(wěn)定劑可為一種或多種 多糖與甘油、抑菌劑、等滲劑、卵磷脂或合成清潔劑的組合。
II.制劑的制備方法
13可以使用一種或多種生理學(xué)上可接受的載體(其包括賦形劑和 助劑)按照常規(guī)的方式來(lái)配制藥物組合物，其中所述載體有利于將活
性化合物加工成可被藥用的制劑。例如，藥物的配制方法在Hoover, John E.， Remington編著的 Pharmaceutical Sciences (Mack 出版公 司，Easton，美國(guó)賓夕法尼亞(1975))以及Liberman, H.A.禾口 Lachman, L.編著的Pharmaceutical Dosage Forms (Marcel Decker,紐約，美國(guó) 紐約州(1980))中有所討論。合適的制劑取決于所選擇的施用途徑。
in.制劑的使用方法
所述制劑可以多種方式來(lái)施用，包括注射施用(優(yōu)選皮下注射)， 或局部施用(如口服、口腔、鼻腔、舌下、直腸、陰道、肺部或眼部 施用)至粘膜表面。優(yōu)選皮下注射、口腔或舌下施用。在施用后，劑 型快速溶解，從而釋放出藥物或者形成含有藥物(可任選地含有一種 或多種賦形劑)的小顆粒。對(duì)所述制劑進(jìn)行設(shè)計(jì)，以使其被快速吸收 并輸送至血漿中以進(jìn)行系統(tǒng)遞送。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述制劑是通過(guò)將粉末狀活性物質(zhì)與液體 稀釋劑混合而形成的，其中所述液體稀釋劑含有可藥用的液體載體和 一種或多種增溶劑。在最優(yōu)選的實(shí)施方案中，活性物質(zhì)是胰島素，稀
釋劑中包含鹽或甘油、EDTA和檸檬酸。施用前將粉末和稀釋劑混合在 一起，從而形成可注射的組合物。
參照下面的非限制性的實(shí)例將進(jìn)一步理解本發(fā)明。
實(shí)施例1: EDTA對(duì)通過(guò)上皮細(xì)胞多層的胰島素吸收的作用 目的證實(shí)在體外試驗(yàn)中在存在有檸檬酸的條件下EDTA對(duì)通過(guò) 上皮細(xì)胞多層的胰島素吸收的作用。 材料和方法
將兩種鹽溶液混合，從而獲得含1 mg/ml胰島素、2mg/mlEDTA 和2mg/ml檸檬酸的溶液("溶液l")、或者含1 mg/ml胰島素和2mg/ml 檸檬酸的溶液("溶液2")。對(duì)照液(無(wú)細(xì)胞)含EDTA、檸檬酸和 胰島素。將無(wú)限增殖的人口腔上皮細(xì)胞株培養(yǎng)物接種于transwell板上 (圖2)。使細(xì)胞生長(zhǎng)融合，并利用跨上皮電阻法來(lái)檢測(cè)膜的完整性。在時(shí)間為零時(shí)，用0.5 ml胰島素溶液(即，溶液1或溶液2)來(lái)取代 transwell板的上室中的液體。同時(shí)測(cè)試含有溶液1的兩塊板、含有溶 液2的兩塊板和含有對(duì)照液(無(wú)細(xì)胞)的一塊板。每塊板的下室中含 有1.5ml鹽溶液。在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)從下室中取出100pL液體，并用胰島 素酶聯(lián)免疫吸附分析法(ELISA)進(jìn)行分析。向下室中加入100 ^L鹽 水以便在整個(gè)研究過(guò)程中保持1.5mL的體積不變。將在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)從 下室中取出的胰島素的量加上在前面的時(shí)間點(diǎn)所取出的胰島素的量， 以確定在下室中恢復(fù)的胰島素的累計(jì)量。對(duì)細(xì)胞進(jìn)行染色以檢查試驗(yàn) 前后細(xì)胞的存活性。每個(gè)板上的細(xì)胞存活性沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。 結(jié)果
圖3為在接種有上皮細(xì)胞的Tmnswell板的下室中平均胰島素累 積量()iU)隨時(shí)間(分鐘)變化的圖，在該圖中，對(duì)含有EDTA的 胰島素制劑( )、不含EDTA的胰島素制劑(■)、以及不含細(xì)
胞的對(duì)照液(▲)進(jìn)行了比較。
與不含EDTA的溶液2相比，含有EDTA的溶液1更加有效地 通過(guò)上皮細(xì)胞的多層。因此，EDTA與檸檬酸聯(lián)合使用所產(chǎn)生的效果 在于可以促進(jìn)胰島素的吸收速度和吸收量。
實(shí)施例2:天冬氨酸和檸檬酸對(duì)通過(guò)上皮細(xì)胞多層的胰島素吸收 的作用
目的正如透過(guò)細(xì)胞的胰島素吸收量增加所顯示的那樣，證實(shí)了 多元酸對(duì)于與EDTA聯(lián)合使用的胰島素具有不同的親合性。 方法和材料
如實(shí)施例1所述，使用接種于transwell板上的口腔上皮細(xì)胞來(lái)確 定透過(guò)細(xì)胞多層的胰島素吸收速度。將胰島素(lmg/ml)溶解于天冬 氨酸(0.2mg/ml)或檸檬酸(2mg/ml)中，且兩者中都加入EDTA
(2mg/ml)。將與檸檬酸聯(lián)合使用的胰島素(無(wú)EDTA)作為對(duì)照。 溶液的pH約為3.5至4，并且存在生理鹽水(0.85。/。的NaCl，足以產(chǎn) 生280-310 mOsm的滲透壓，該滲透壓值是采用位于美國(guó)馬薩諸塞州 Natick市的Precision systems公司生產(chǎn)的Microsmette、禾U用凝固點(diǎn)降
15低法來(lái)測(cè)定的)以便為細(xì)胞提供等滲環(huán)境。將樣品由接收室中取出，
并利用ELISA (Linco公司)來(lái)檢測(cè)人重組胰島素(^U/ml)。
結(jié)果
如實(shí)施例2所示，通過(guò)加入EDTA，透過(guò)細(xì)胞層的胰島素/檸檬酸 的吸收得到提高。然而，如圖4所示，在EDTA存在的條件下天冬氨 酸更有效地提高胰島素的轉(zhuǎn)運(yùn)。
結(jié)論
在EDTA存在的條件下，不同的多元酸對(duì)胰島素吸收的作用不 同，這可能是由于電荷屏蔽程度不同的緣故。
實(shí)施例3:比較檸檬酸、谷氨酸、己二酸和草酸對(duì)通過(guò)上皮細(xì)胞 多層的胰島素吸收的作用
材料和方法
使用接種有口腔上皮細(xì)胞的transwell板來(lái)進(jìn)行這些試驗(yàn)。根據(jù)透 過(guò)transwell板下室的胰島素的量來(lái)監(jiān)控EDTA的作用。
口腔上皮細(xì)胞在插入式transwell板上生長(zhǎng)2周，直到形成多層 (4-5層)細(xì)胞層為止。通過(guò)將適當(dāng)?shù)娜芤?均含有l(wèi)mg/ml的人胰島 素)加入到供給孔(donor well)中并在10分鐘后從接收孔中取出樣品 來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)研究。采用ELISA法來(lái)分析接收孔中胰島素的量。利用下 式來(lái)計(jì)算表觀滲透率表觀滲透率二Q/A(C)t,其中Q為在培養(yǎng)時(shí)間內(nèi) 的總滲透量(嗎)，A為插入板的面積(cm2) ， C為供給孔中的初始 濃度(pg/cm3) ， t為總的試驗(yàn)時(shí)間(秒)。
在所有情況中EDTA的濃度均為0.45 mg/ml，酸的濃度如下檸 檬酸0.57 mg/ml、谷氨酸0.74 mg/ml、己二酸0.47 mg/ml、草酸0.32 mg/ml。在所有情況中溶液的pH均為3.6。
結(jié)果
圖5示出了在存在和不存在EDTA的條件下，由已經(jīng)被檢測(cè)的不 同的有機(jī)多元酸得到的表觀滲透率的變化。結(jié)果表明在檸檬酸和谷氨 酸的情況中，當(dāng)將EDTA加入到酸/胰島素中時(shí)，胰島素表觀滲透率的 累積量增加。并不是對(duì)于所有的有機(jī)多元酸都是這樣的。己二酸和草
16酸就沒(méi)有顯示出這樣的反應(yīng)。
實(shí)施例4:酸對(duì)通過(guò)直腸施用方式施用給大鼠的聚合物凝膠中的 胰島素的吸收的作用
目的在體內(nèi)模型中觀察酸和EDTA的作用 材料和方法 樣品
通過(guò)與胰島素/天冬氨酸或胰島素/HCl相混合，將胰島素包合在 由PVA (0.5%) 、 Carbopol (2.7%) 、 CMC (0.005%)禾口 PEG 400 (0.14%)、甘油(0.14%)、以及EDTA (0.005%)構(gòu)成的凝膠中。 胰島素/天冬氨酸凝膠中胰島素的最終濃度為0.7 mg/g，胰島素/HCl 凝膠中胰島素的最終濃度為1.7mg/g。
大鼠直腸研究
將大鼠禁食過(guò)夜并用溫水灌腸劑清理所有的排泄物。然后將凝 膠制劑插入直腸，并監(jiān)測(cè)大鼠血糖8小時(shí)。 結(jié)果
結(jié)果如圖6所示，該圖示出了將與天冬氨酸和EDTA聯(lián)合使用 的胰島素和與HC1和EDTA聯(lián)合使用的胰島素進(jìn)行比較時(shí)，葡萄糖 從基線降低的百分率。結(jié)果表明與含有HC1的胰島素相比，含有天 冬氨酸的胰島素具有明顯更好的葡萄糖降低率。
實(shí)施例5:比較HC1和檸檬酸對(duì)與EDTA聯(lián)合使用的胰島素在 小型糖尿病豬體內(nèi)的吸收的作用
目的觀察當(dāng)胰島素與多元酸或有機(jī)酸一起注射并與EDTA聯(lián) 合使用時(shí)葡萄糖的反應(yīng)時(shí)間。
材料和方法
為了進(jìn)一步證實(shí)酸的類型對(duì)解離的胰島素快速起效的重要性， 在患糖尿病的小型豬體內(nèi)對(duì)檸檬酸和HC1進(jìn)行比較。將胰島素(0.9 mg/ml)制成澄清的等滲溶液，該溶液含有檸檬酸(1.8 mg/ml)、EDTA U.8mg/ml)和作為防腐劑的間甲酚，該溶液的pH約為4。按照同
17樣的方式制備對(duì)比液，不同之處在于用HC1 (0.001 N)代替檸檬酸， 并且用NaOH調(diào)節(jié)pH約為4。
在研究當(dāng)天不給患糖尿病的小型豬進(jìn)食，并在三個(gè)時(shí)間點(diǎn)給予 劑量為0.08U/kg的HC1制劑。作為對(duì)比，在兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)給予該劑量 的檸檬酸制劑，并且另外在其它四個(gè)時(shí)間點(diǎn)給予更高劑量0.125 U/kg 的檸檬酸制劑。抽血以測(cè)定在8小時(shí)研究期限內(nèi)胰島素和葡萄糖。
結(jié)果
圖7示出了結(jié)果，該結(jié)果比較了在給患糖尿病的小型豬施用胰 島素后達(dá)到最低葡萄糖水平(最低點(diǎn))的時(shí)間。與使用HC1所制得 的相同制劑相比，檸檬酸制劑總是更快地達(dá)到最低點(diǎn)。
實(shí)施例6:甘精胰島素和ViajectTM—起或分別單獨(dú)給糖尿病患 者施用
材料和方法
通過(guò)葡萄糖鉗夾技術(shù)來(lái)穩(wěn)定9名患者(5男4女；年齡為40±10 歲，體重指數(shù)("BMI")為24.0±2.0 kg/m2)的血糖("BG")(目 標(biāo)BG為120 mg/dl)。給藥前，停止輸注葡萄糖。使用隨機(jī)治療次 序的正交設(shè)計(jì)，在餐前立即給同 一 患者皮下注射特定劑量的 VIAjectTM和Lantus。在一種情況中，在同 一次注射中 一起使用上述 兩種制劑。在另一種情況中，分別在兩次注射中獨(dú)立施用相同劑量的 各胰島素。連續(xù)監(jiān)控血糖8小時(shí)，如果BG低于60mg/dl，則重新開(kāi) 始輸注葡萄糖。在整個(gè)研究過(guò)程中測(cè)定血漿中的胰島素水平。
結(jié)果
圖8示出了平均血糖值在第一個(gè)三小時(shí)內(nèi)變化的圖。在第一個(gè) 三小時(shí)內(nèi)兩者具有非常類似的曲線，這是進(jìn)餐后速效的Viaje"TM的 典型情況。
18
權(quán)利要求
1. 一種組合物，其含有與中效或長(zhǎng)效胰島素聯(lián)合使用的快速起效、速效或非常速效的胰島素，其中調(diào)節(jié)所述組合物的pH以溶解所述長(zhǎng)效胰島素。
2. 如權(quán)利要求1所述的組合物，其含有甘精胰島素。
3. 如權(quán)利要求1所述的組合物，其還含有速效胰島素。
4. 如權(quán)利要求1所述的組合物，其還含有中效胰島素。
5. 如權(quán)利要求1所述的組合物，該組合物的pH為3.0-4.2。
6. 如權(quán)利要求1所述的組合物，其含有選自下列組中的螯合劑， 所述組由乙二胺四乙酸(EDTA) 、 二巰基丙醇(BAL)、青霉胺、 海藻酸、小球藻、芫荽葉、a-硫辛酸、二巰基丁二酸(DMSA) 、 二 巰基丙磺酸鹽(DMPS)和草酸構(gòu)成。
7. 如權(quán)利要求6所述的組合物，其中所述螯合劑為乙二胺四乙 酸(EDTA)。
8. 如權(quán)利要求1所述的組合物，其含有選自下列組中的酸，所 述組由天冬氨酸、谷氨酸、馬來(lái)酸、富馬酸、琥珀酸和檸檬酸構(gòu)成。
9. 一種胰島素制劑，其含有選自由速效胰島素、長(zhǎng)效胰島素 及它們的組合構(gòu)成的組中的胰島素，選自由天冬氨酸、谷氨酸、琥珀 酸、馬來(lái)酸、富馬酸或檸檬酸構(gòu)成的組中的酸，胰島素以及螯合劑。
10. 如權(quán)利要求9所述的制劑，其含有EDTA。
11. 如權(quán)利要求9所述的制劑，其含有檸檬酸。
12. 如權(quán)利要求9所述的制劑，其含有比例為l: 2: 2的速效胰島素。
13. 如權(quán)利要求9所述的制劑，其中所述胰島素為天然人胰島素、 重組人胰島素、豬胰島素、牛胰島素、人胰島素的衍生物、或適合施 用于人的人胰島素的類似物。
14. 一種使用胰島素治療患者的方法，該方法包括將權(quán)利要求 1-13中任意一項(xiàng)所述的組合物施用至個(gè)人。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述胰島素是通過(guò)注射施 用的。
16. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述胰島素包含在采用舌 下、口服、鼻腔、口腔、直腸或陰道施用方式施用的制劑中。
全文摘要
本發(fā)明開(kāi)發(fā)了一種速效胰島素-長(zhǎng)效胰島素聯(lián)合使用的制劑，其中調(diào)節(jié)所述速效胰島素的pH，使得當(dāng)它們混合在一起時(shí)長(zhǎng)效甘精胰島素保持可溶解狀態(tài)。在優(yōu)選實(shí)施方案中，在早餐前施用這種可注射的基礎(chǔ)-大劑量胰島素，能夠提供足夠的大劑量胰島素水平以抵消膳食引起的影響，進(jìn)食后不會(huì)產(chǎn)生低血糖癥，并且在24小時(shí)內(nèi)都能夠提供足夠的基礎(chǔ)胰島素?？赏ㄟ^(guò)注射兩次大劑量快速起效的胰島素、或者速效或非常速效胰島素來(lái)抵消午餐和晚餐引起的影響。結(jié)果，使用胰島素強(qiáng)化法治療的患者可每日僅注射三次，而不是四次。本發(fā)明人通過(guò)進(jìn)行試驗(yàn)證實(shí)了向六聚體胰島素中加入特定的酸的重要性，其可以提高胰島素的吸收速度和吸收量，并且在胰島素解離為二聚體/單體的形式后通過(guò)加入諸如EDTA之類的螯合劑來(lái)保持生物活性。
文檔編號(hào)A61K38/28GK101454019SQ200780019450
公開(kāi)日2009年6月10日 申請(qǐng)日期2007年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月12日
發(fā)明者所羅門·S·斯坦納, 羅德里克·波爾 申請(qǐng)人:百達(dá)爾公司