具有s形釋放曲線的聚丙交酯-聚乙交酯微粒的制備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及由聚（D，L丙交酯-共-乙交酯）（PLGA)聚合物形成的生物可降解微 粒的制備，和如何實(shí)現(xiàn)活性藥物化合物自微粒的S形釋放。具體地，本發(fā)明涉及內(nèi)部/油相 至外部/水相的乳化，隨后猝滅和單一干燥步驟用于制備具有優(yōu)選堿性/親核化合物的優(yōu) 選釋放曲線的微粒，化合物諸如利培酮?？蛇x地，本發(fā)明還適于具有差的水溶性并且需要大 于20%w/w的高載藥量的疏水化合物。釋放曲線可通過調(diào)節(jié)具有用于內(nèi)部/油相的有機(jī)溶 劑的外部/水相的飽和度，和猝滅步驟的溫度來控制。具體地，初始延滯期和基本上S形釋 放曲線可通過使用在乳化步驟用于內(nèi)部相的溶劑使外部水相過飽和，結(jié)合猝滅期間的低溫 實(shí)現(xiàn)。
【背景技術(shù)】
[0002] 雖然文獻(xiàn)聚焦在生物大分子的可注射的長(zhǎng)效藥物（depot)的重要的挑戰(zhàn)，但是疏 水化合物是非常有意義的一類藥物并且在它們自身領(lǐng)域（right)中提出了獨(dú)特的挑戰(zhàn)。估 計(jì)全部新的化學(xué)個(gè)體中至多40%顯示差的溶解性。術(shù)語"疏水化合物"粗略地描述了在 水中表現(xiàn)差的溶解性，但是通常，并不總是溶于各種有機(jī)溶劑的非均相組（heterogeneous group)的小分子（小于1300)。通常，術(shù)語微溶的（l-10mg/ml)、非常微溶的（0· 1-lmg/ml) 和幾乎不可溶的（〈〇.lmg/ml)被用于分類這樣的化合物。另外，"堿性化合物"意思是當(dāng)化 合物溶解在水中時(shí)，其產(chǎn)生具有大于純水的氫離子活性和大于7. 0的pH的溶液。堿性化合 物也可以是疏水化合物。
[0003] 控釋的劑型通過增加治療活性同時(shí)減少副作用的強(qiáng)度和治療期間所需的給藥次 數(shù)提高了藥物治療的效果。對(duì)于（i)具有寬的治療窗，（ii)需要低的每日劑量，和（iii) 將被用于疾病的長(zhǎng)期治療的某些藥物，可注射的控釋的長(zhǎng)效藥物一一諸如載藥的生物可降 解的聚合物微粒一一可以提供這樣的可選遞送策略，潛在地解救用其他方式不可遞送的藥 物。
[0004] 直徑范圍為從大約10至125μm的生物可降解的微粒（微膠囊和微球）可令人滿 意地充當(dāng)延長(zhǎng)釋放的藥物遞送系統(tǒng)。由某些治療劑和適合的生物可降解基質(zhì)組成的微?？?懸浮在粘性稀釋劑中并且被肌肉內(nèi)（IM)或皮下注射。
[0005] 多種生物可降解聚合物已經(jīng)被用于不同藥物的控釋。對(duì)于腸胃外藥物遞送系統(tǒng)的 研發(fā)，適合的生物可降解聚合物的選擇和設(shè)計(jì)是第一個(gè)挑戰(zhàn)步驟。已經(jīng)提出若干類別的合 成聚合物，其包括聚（酯）、聚（酐）、聚（碳酸酯）、聚（氨基酸）、聚（酰胺）、聚（氨基甲 酸酯）、聚（原酸酯）、聚（亞氨基碳酸酯）和聚（磷腈）。
[0006] 已知各種方法，疏水化合物可通過其以微粒的形式被封裝（Christian ffischke和StevenP.Schwendeman，"Principlesofencapsulatinghydrophobic compoundsinPLA/PLGAmicroparticles"，InternationalJournalofPharmaceutics 364(2008)298-327)。最完善的（well-estabilished)概括如下：
[0007] -o/V乳液技術(shù)（溶劑蒸發(fā)和/或萃?。?br>[0008] 由于相當(dāng)大數(shù)目的疏水化合物溶于多種不與水混溶的有機(jī)溶劑中，并且當(dāng)然較差 地溶于水中，將這樣的藥物封裝在生物可降解的聚合物中的最簡(jiǎn)單的方法之一是通過水包 油（0/V)乳液/溶劑蒸發(fā)和/或萃取技術(shù)。0/V方法涉及將聚合物（在大部分情況中是 PLGA)溶解在不與水混溶的、揮發(fā)性的有機(jī)溶劑（諸如二氯甲烷（DCM)、四氫呋喃（THF)和 乙酸乙酯）中，并且然后將化合物溶解在制備的溶液中或可選地將化合物溶解在混溶共溶 劑中并混合。共溶劑通常用于在主要有機(jī)溶劑中不顯示高溶解性的藥物。然后，得到的有 機(jī)油相乳化在含有合適乳化劑的水溶液（連續(xù)相）中。包括在水相中的乳化劑起到水包油 乳液的穩(wěn)定劑的作用。然后通過蒸發(fā)或萃取過程使乳液經(jīng)歷溶劑去除，以使油滴固化。一 般而言，揮發(fā)性溶劑可通過蒸發(fā)至氣相或在任何情況下通過萃取至連續(xù)相從這樣的乳液移 除。在前者的情況中，保持乳液在降低的壓力下或在大氣壓下，并且減小攪拌速率，同時(shí)增 加溫度以使揮發(fā)性溶劑蒸發(fā)。在后者的情況中，乳液被轉(zhuǎn)移至大量的水（有或沒有表面活 性劑）或其它猝滅介質(zhì)中，與油滴相關(guān)的溶劑擴(kuò)散出來至水或其它猝滅介質(zhì)中。溶劑蒸發(fā) 和萃取的組合也是可應(yīng)用的。然后將如此獲得的固體微球清洗并篩分收集。然后在合適的 條件下一一諸如真空干燥或凍干一一將其干燥。
[0009] -s/o/w乳液技術(shù)
[0010] 當(dāng)藥物不能溶解在載體溶劑或溶劑混合物中，或當(dāng)采用共溶劑系統(tǒng)不能夠避免大 量藥物損失至連續(xù)相中時(shí)，通常使用該技術(shù)。在該方法中，藥物被分散在油相中，油相由有 機(jī)溶劑或溶劑和溶解在該相中的聚合物的混合物組成。由于某些活性試劑在有機(jī)溶劑中的 低但不同的溶解性，藥物的某部分也可以以s/o/w制劑的形式在溶液中。s/o/w方法需要 非常低的藥物顆粒尺寸，以允許藥物晶體的完全封裝。除了需要小尺寸藥物材料外，s/〇/ W技術(shù)的其它缺點(diǎn)可能是在封裝過程期間藥物顯示沉淀（比懸浮介質(zhì)更高的密度）或飄浮 (由于低潤(rùn)濕性由氣泡粘合至疏水表面引起）的傾向，以及在產(chǎn)品研發(fā)的稍后階段，在放大 至大規(guī)模制造期間，預(yù)期也可能出現(xiàn)困難?？赡苡伤幬锖铣梢灰焕缭谒幬锞w結(jié)構(gòu)或潤(rùn) 濕特性中--的變化引起的改變預(yù)計(jì)將影響來自s/o/w顆粒的釋放曲線。此外，相比于由 ο/w技術(shù)制備并顯示均勻藥物分散的致密微球，可能出現(xiàn)釋放的差異。
[0011] -〇/〇 方法
[0012] 雖然被分類為疏水化合物，但是一些活性物質(zhì)在水性介質(zhì)如外部水相中表現(xiàn)明顯 的溶解性。因此，預(yù)期ο/w方法由于在封裝過程期間活性試劑從分散相至較大體積的連續(xù) 相的通量導(dǎo)致低的封裝效率。為了克服該問題，可使用〇1/〇2乳液方法。藥物和聚合物溶解 在有機(jī)溶劑（如，乙腈）中，并且然后溶液被乳化進(jìn)入由乳化劑（HLB通?！?)的油溶液一一 如棉籽油或礦物油一一組成的連續(xù)相中。〇1相溶劑（即，乙腈）在外部油相中被萃?。ㄔ?棉子油中乙腈溶解度為10% )，其對(duì)于聚合物和藥物兩者應(yīng)當(dāng)是非溶劑。可選的方法涉及 結(jié)合s/o/w和〇/〇方法學(xué)的概念的s/o/o技術(shù)。然而，對(duì)于在油中進(jìn)行的方法，連續(xù)相的移 除需要特殊處理，例如用己烷或石油醚清洗顆粒。乳化過程可通過機(jī)械攪拌、高剪切混合器 和/或靜態(tài)混合器實(shí)現(xiàn)。
[0013] -噴霧干燥
[0014] 微粒通過將藥物在聚合物的有機(jī)溶液中的溶液或懸浮液噴霧獲得。噴霧干燥被定 義為通過將進(jìn)料噴入熱的氣態(tài)干燥介質(zhì)（例如，熱空氣）中進(jìn)料從流體狀態(tài)（溶液或分散 體）至干燥的顆粒形式的轉(zhuǎn)化。其為連續(xù)的一步方法操作，其中可區(qū)分四個(gè)不同的階段， 即：進(jìn)料的霧化、噴霧和空氣的混合、溶劑蒸發(fā)、和產(chǎn)品分離。各種霧化系統(tǒng)是可用的，根據(jù) 噴嘴設(shè)計(jì)其可被分類為旋轉(zhuǎn)式霧化、加壓霧化和雙液霧化。噴霧干燥技術(shù)能夠克服乳液基 封裝方法引起的大體積溶劑污染的水相的問題，然而它面臨關(guān)于從小規(guī)模轉(zhuǎn)移到大規(guī)模生 產(chǎn)的技術(shù)的可擴(kuò)展性問題。
[0015] 存在大量證據(jù)支持藥物從緩釋腸胃外系統(tǒng)的釋放主要由遞送系統(tǒng)的特性控制并 主要依賴于擴(kuò)散（早期）和水解侵蝕（后期）的組合的假設(shè)（Cheng-juKim,Controlled ReleaseDosageFormDesign,TECHNOMICpublications；XiaolingLi,BhaskaraR. Jasti,DesignofControlledReleaseDrugDeliverySystems,McGraw-Hi11) 〇釋放曲線 通常圖解為累積釋放，表達(dá)為作為時(shí)間的函數(shù)，存在于微粒中的活性試劑的總量的百分比。 不同的臨床應(yīng)用和/或不同的活性試劑可需要不同類型的釋放曲線。例如，一種類型的釋 放曲線包括隨時(shí)間基本上線性的釋放曲線。另一種類型的釋放曲線是S形釋放曲線，其特 征在于初始延滯期，陡峭的中間釋放期，和平坦的最終釋放期。
[0016] 藥物釋放機(jī)制形式PLGA微粒已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)是聚合物侵蝕和藥物擴(kuò)散的組合 (N.Faisant等人，"PLGA-basedmicroparticles:elucidationofmechanismand anew,simplemathematicalmodelquantifyingdrugrelease",Eur.J.Pharm. Aci.，15(2002)355-366)。影響生物可降解微粒產(chǎn)品的釋放曲線的一個(gè)關(guān)鍵變量是最終微 粒產(chǎn)品中聚合物或聚合基質(zhì)材料的分子量。聚合物的分子量影響聚合物的生物降解速率。 對(duì)于活性試劑釋放的擴(kuò)散機(jī)制（擴(kuò)散控制的），聚合物應(yīng)當(dāng)保持完整直到全部活性試劑從 微粒釋放，然后降解?；钚栽噭┮部呻S著聚合基質(zhì)材料生物侵蝕（降解控制的）從微粒釋 放。通過聚合材料的適當(dāng)選擇，可制成微粒制劑，其中得到的微粒表現(xiàn)擴(kuò)散釋放性質(zhì)和生物 降解釋放性質(zhì)二者。
[0017] 藥物從顆粒尺寸>10μπι的生物可降解PLGA微粒釋放由基質(zhì)/主體侵蝕控制， 并且當(dāng)需要S形釋放曲線時(shí)選擇這些系統(tǒng)（Μ.Kdrber,"PLGAErosion:Solubi1ity-〇r Diffusion-Controlled?〃，PharmRes(2010) 27:2414-2420)。通過水解聚合物主鏈中不 穩(wěn)定的酯鍵，使不溶于水的聚合物的聚合物鏈破碎為較小的、溶于水的分子。然后物理分散 在聚合物基質(zhì)的間隙的藥物釋放。聚合物降解的副產(chǎn)物是乳酸和乙醇酸，其一般發(fā)現(xiàn)在體 內(nèi)代謝循環(huán)中。在聚合物Mw下降到發(fā)生質(zhì)量損失的臨界值以下的延滯時(shí)間之后預(yù)期開始 藥物釋放。已知不同的聚合物類型需要不同的時(shí)間用于完全降解，在較大分子量和高得多 的丙內(nèi)酯含量時(shí)，和