CZ295827B6

CZ295827B6 - Způsob aerosolizace dávky inzulinu, inzulinový přípravek a jeho použití

Info

Publication number: CZ295827B6
Application number: CZ19962600A
Authority: CZ
Inventors: John S. Patton; Linda C. Foster; Robert M. Platz
Original assignee: Nektar Therapeutics
Priority date: 1994-03-07
Filing date: 1995-02-07
Publication date: 2005-11-16
Also published as: HU9602454D0; US7521069B2; EP2036541A1; CN1152867A; DK0748213T3; AU1744995A; CA2183577C; EP1462096B1; KR970701534A; BR9507023A; WO1995024183A1; ATE264096T1; HUT75676A; JP2006077032A; MY124282A; CZ260096A3; US20020192164A1; EP0748213B1; DE69532884D1; FI963468L

Abstract

Způsob aerosolizace dávky inzulinu tím, že se vytvoří suchý inzulinový prášek, určité množství suchého prášku se rozpráší v proudu vzduchu za vzniku aerosolu, kterým se naplní komůrka s náustkem. Inzulinový přípravek k plicnímu podávání obsahující jednotlivé částice, které zahrnují rozprašováním sušený amorfní práškový inzulin v množství 5 až 99 % hmotnostních ve farmaceutickém nosiči, přičemž částice mají velikost menší než 10 .mi.m.

Description

Oblast techniky

Předkládaný vynález se obecně týká způsobu aerosolizace dávky inzulínu a přípravků pro podávání inzulínu diabetikům dýchacími cestami. Předkládaný vynález se zejména týká inzulínových přípravků ve formě suchého prášku k rychlému systémovému vstřebávání plícemi po plicním podání.

Dosavadní stav techniky

Inzulín je polypeptidový hormon sestávající z 50 aminokyselin, který má molekulovou hmotnost 6000 a je produkován v pankreatických beta-buňkách normálních (nediabetických) jedinců. Inzulín je nezbytný pro řízení sacharidového metabolismu, neboť snižuje hladinu glukózy v krvi (glykémii), a jeho systematický nedostatek způsobuje cukrovku. Přežívání diabetiků závisí na soustavném a dlouhodobém podávání inzulínu, který udržuje glykémii v přijatelných mezích.

Obvykle se inzulín podává subkutánní injekcí, typicky do oblasti břicha nebo horního stehna. Aby se udržely přijatelné glykémie, je často nezbytné injikovat inzulín alespoň jednou nebo dvakrát denně, s podpůrnými injekcemi rychle působícího inzulínu, který se podává, je-li to nezbytné. Útočné léčení cukrovky může vyžadovat dokonce ještě častější injekce, kdy pacient těsně sleduje glykémie za použití domácích diagnostických souprav. Předkládaný vynález se týká zejména rychle působících inzulínů, které, po podání, jsou schopny zajistit vrchol sérové hladiny inzulínu během jedné hodiny a pokles glykémie během 90 minut.

Podávání inzulínu injekcí je v mnoha ohledech nevyhovující. Zaprvé, mnoho pacientů shledává, že je nesnadné a obtížné, aby si sami podávali injekce tak často, jak je nezbytné k udržení přijatelné glykémie. Takové zdráhání může vést k nespolupráci, která v nejvážnějších případech může být až život ohrožující. Navíc systémové vstřebávání inzulínu ze subkutánní injekce je relativně pomalé, často vyžaduje 45 až 90 minut, dokonce i když jsou použity rychle působící inzulínové přípravky. Takže je již dlouho cílem poskytnout alternativní inzulínové přípravky a cesty podávání, které obejdou potřebu sebeinjikování a které mohou zajistit rychlou systémovou dostupnost inzulínu.

Takových alternativních cest podávání inzulínu byla navržena celá řada, včetně intranazální, intrarektální a intravaginální.

Zatímco tyto techniky obcházejí nepohodlí a určitou neochotu spojenou se subkutánní injekcí, každá z nich trpí vlastním omezením. Intrarektální a intravaginální podávání jsou nevyhovující a nepohodlná a později jmenované není dostupné celé populaci diabetiků. Intranazální podávání by bylo pohodlné a pravděpodobně méně vyvolávající námitky než injekce, ale vyžaduje použití potenciálně toxických látek usnadňujících pronikání k tomu, aby inzulín pronikl přes nosní sliznici, která je charakterizována silnou epiteliální vrstvou rezistentní k průchodu makromolekul. Předkládaný vynález se obzvláště zabývá plicním podáváním inzulínu, kdy pacient inhaluje inzulínový přípravek a systémové vstřebávání inzulínu se děje tenkou vrstvou epiteliálních buněk v oblastech plicních alveolů. Takové plicní podávání zajišťuje rychlejší systémovou dostupnost inzulínu, než jakou poskytuje subkutánní injekce a obchází použití jehly. Avšak plicní podávání inzulínu musí nicméně dosáhnout všeobecného přijetí. Až dosud se plicní podávání nejčastěji provádělo rozprašováním tekutých inzulínových přípravků, které vyžadovalo použití nepohodlných kapalinových rozprašovačů. Navíc aerosoly vytvářené takovými rozprašovači obsahovaly inzulín ve velice nízké koncentraci, což nutně vedlo k velkému počtu inhalací pro zajištění postačující dávky. Koncentrace inzulínu je limitována zásluhou nízké rozpustnosti inzulínu ve vhod

-1 CZ 295827 B6 ných vodných roztocích. V některých případech může být vyžadováno až 80 či více vdechů k dosažení postačující dávky, což může mít za následek dobu podávání 10 až 20 minut či více.

Bylo by žádoucí najít vylepšené způsoby a přípravky k plicnímu podávání inzulínu. Obzvláště by bylo žádoucí, kdyby takové způsoby a přípravky byly dostatečně vhodné k tomu, aby umožnily podávání dokonce mimo domov a byly schopny dodat požadovanou celkovou dávku při relativně malém počtu vdechů, výhodně menším než deset. Takové způsoby a přípravky by také měly zajistit rychlé systémové vstřebávání inzulínu nejlépe dosahující vrchol sérové hladiny za 45 minut či rychleji a mající za následek pokles glykémie do jedné hodiny či rychleji. Takové rychle působící přípravky budou s výhodou vhodné pro použití v protokolech útočné léčby, kdy injekce střednědobě či dlouhodobě působících inzulínů jsou omezeny či vyloučeny. Přípravky předkládaného vynálezu by také měly být stabilní, nejlépe sestávající výhodně z koncentrovaných přípravků ve formě suchého prášku.

Podávání aerosolizovaných vodných roztoků inzulínu dýchacími cestami je popsáno ve velkém množství odkazů, začínajícím prací Gansslena (1925) Kliň. Wbchenschr. 4:71a zahrnujícím Laubeho a kol. (1993) JAMA 269 :2106-21-9: dále Elliott a kol. (1987) Aust. Paediatr. J. 23 : 293-297; Wigley a kol. (1971) Diabetes 20 : 552-556; Corthorpe a kol. (1992) Pharm. Res. 9 : 764-768, Govinda (1959) Indián J. Physiol. Pharmacol. 3 : 161-167; Hastings a kol. (1992) J. Appl. Physiol. 73: 1310-1316; Liu a kol. (1993) JAMA 269:2106-2109; Nagano a kol. (1985) Jikeikai Med. J. 32 : 503-506; Sakr (1992) Int. J. Phar. 86 :1-7; a Yoshida a kol. (1987) Clin. Res. 35 : 160—166. Plicní podávání léku ve formě suchého prášku, např. inzulínu, v nosiči o velkých částicích, je popsáno v patentu US 5 254 330. Dávkovači inhalátor (metered dose inhaler, MDI) pro podávání krystalického inzulínu rozptýleného v pohonné látce je popsán v práci Leea a Schiary (1976) J. Pharm. Sci. 65 : 567=572. Dávkovači inhalátor se zařízením pro regulaci inhalovaného toku, kterým se podával inzulín, je popsán v patentu US 5 320 094. Intrabronchiální podávání rekombinantního inzulínu je krátce popsáno v práci Schlutera a kol. (abstrakt) (1984) Diabetes 33-75A a Kohlera a kol. (1987) Atemw. Lungenkrkh. 13 : 230-232. Podávání celé řady polypeptidů včetně inzulínu (společně s látkou usnadňující pronikání) intranazálně a dýchacími cestami je popsáno v patentu US 5 011 678 a v práci Nagaie a kol. (1984) J. Contr. Rel. 1: 15-22. Intranazální podávání inzulínu v přítomnosti látek usnadňujících pronikání a/nebo obsaženého v přípravcích s řízeným uvolňováním jsou popsány v patentech US 5 204 108; 4 294 829; a 4 153 689; PCT zveřejněných přihláškách WO 93/02 712, WO 91/02 545, WO 90/09 780 a WO 88/04 556; britském patentu 1 527 605; dále je popisují Rydén a Edman (1992) Int. J. Pharm. 83 : 1-10; a Bjork a Edman (1988) Int. J. Pharm. 47 : 233-238. Příprava a stabilita amorfního inzulínu byly popsány Rigsbeem a Pikalem v Američan Association of Pharmaceutical Sciences, AAPS, listopad 14-18, 19993, Lake Buena Vista, Florida. Způsoby rozprachového sušení polypeptidů, polynukleotidů a jiných nestálých léků v nosiči, který vytváří amorfní strukturu stabilizující lék, jsou popsány v evropské patentové přihlášce EP 520 748.

Podstata vynálezu

Předkládaný vynález poskytuje způsob aerosolizace dávky inzulínu a přípravky pro podávání inzulínu savčímu hostiteli, zejména lidskému pacientu trpícímu cukrovkou, které zajišťují rychlé vstřebání inzulínu do krevního oběhu a obejdou se bez subkutánní injekce.

Předkládaný vynález poskytuje způsob aerosolizace dávky inzulínu spočívající ve vytvoření suchého inzulínového prášku, přičemž se určité množství suchého prášku rozpráší v proudu vzduchu za vzniku aerosolu, kterým se naplní komůrka s náustkem.

Způsoby předkládaného vynálezu jsou tedy založeny zejména na plicním podávání inzulínu ve formě suchého prášku. Překvapivě bylo shledáno, že vdechnutý suchý inzulínový prášek je zanesen do oblastí plicních alveolů a alveolárním epitelem je rychle vstřebáván do krevního oběhu.

-2CZ 295827 B6

tánní injekcí.

Podle předkládaného vynálezu se inzulín používá v podobě suchého prášku, obvykle ale ne nezbytně, v amorfním stavu, a je rozprášen ve vzduchu nebo jiném fyziologicky přijatelném proudícím plynu za vzniku aerosolu. Aerosol je zachycen v komůrce, která má náustek, a kde je doss farmaceuticky přijatelným nosiěem ve formě suchého prášku, jak je detailně popsáno níže. Inzulínový prášek obsahuje výhodně částice, které mají průměr menší než 10 pm, výhodněji průměr menší než 7,5 pm, a nejvýhodněji pod 5 pm, obvykle jsou v rozmezí od 0,1 pm do 5 pm. Překvapivě bylo shledáno, že přípravky inzulínu ve formě suchého prášku předkládaného vynálezu jsou vstřebávány v plicích bez použití látek usnadňujících pronikání, jak je vyžadují přípravky pro vstřebávání nosní sliznicí a horními cestami dýchacími.

Předkládaný vynález poskytuje inzulínové přípravky, které se zásadně skládají ze suchého inzulínového prášku o průměrné velikosti částic pod 10 pm a který se kombinuje s farmaceutickými práškovými nosiči. Inzulínový přípravek je výhodně bez látek usnadňujících pronikání a obsahuje částice, které mají průměr menší než 10 pm, výhodně průměr menší než 7,5 pm, a nejvýhodněji pod 5 pm, obvykle jsou v rozmezí od 0,1 do 5 pm. Přípravek obsahuje obvykle 5 až 99 % (hmotnostních) inzulínu, obvykle 15 až 80 %, ve vhodném farmaceutickém nosiči, což je obvykle sacharid, organická sůl, aminokyselina, peptidnebo bílkovina, jak je detailně popsáno níže.

Podle předkládaného vynálezu je suchý inzulínový prášek připravován rozpuštěním inzulínu ve vodném pufru, takto vzniklý roztok je pak rozprachově sušen, takže se tvoří v podstatě amorfní hmota o velikosti částic menší než 10 pm, výhodně menší než 7,5 pm, a nej výhodněji pod 5 pm, obvykle v rozmezí od 0,1 pm do 5 pm. Farmaceutický nosič se také rozpouští v pufru a z tohoto homogenního roztoku se pak rozprachovým sušením tvoří jednotlivé částice obsahující inzulín, pufr a jakoukoliv složku přítomnou v roztoku. Výhodně je nosič sacharid, organická sůl, aminokyselina, peptid nebo bílkovina, které vytvářejí v podstatě amorfní strukturu během rozprachového sušení. Amorfní nosič je buď sklovitý nebo gumovitý a zvyšuje stabilitu inzulínu během skladování. Takové stabilizované přípravky jsou výhodně schopny při vdechování do oblasti plicních alveolů účinně dodat inzulín do krevního řečiště.

Předkládaný vynález poskytuje inzulín ve formě suchého prášku. Pojmem suchý prášek se míní, že vlhkost (obsah vody) práškuje pod 10 % hmotnostními, obvykle pod 5 % (hmotnostními) a výhodně pod 3 % (hmotnostními). Pojmem prášek se míní, že inzulín obsahuje volně se pohybující částice o velikosti zvolené tak, aby se umožnilo pronikání do plicních alveolů, výhodně jsou menší než 10 pm, výhodněji menší než 7,5 pm, a nejvýhodněji menší než 5 pm, a obvykle jsou v rozmezí od 0,1 pm do 5 pm v průměru.

Předkládaný vynález je založen na neočekávaném pozorování, že suché inzulínové prášky jsou snadno a rychle vstřebávány plícemi hostitele. Bylo překvapivé, že suché inzulínové prášky mohly dosáhnout oblast plicních alveolů, neboť je známo, že ve vodě rozpustné léky, jako jsou částice inzulínu, jsou hygroskopické. Viz například Byron, (ed.), Respirátory Drug Delivery, CRC Press, Boča Raton (1990), s. 150. Dalo se proto očekávat, že jednotlivé částice procházející dýchacími cestami (kde je relativní vlhkost 99 % při teplotě 37 °C) budou mít tendenci vstřebávat vodu a skutečná velikost částic naroste na více než 10 pm, což je horní limit předkládaného vynálezu. Jestliže by měl podstatný podíl částic inzulínu větší velikost než v požadovaném rozmezí, předpokládalo by se, že se částice budou ukládat spíše v centrálních dýchacích cestách než v oblasti plicních alveolů, a tím se bude omezovat podávání a následné systémové vstřebávání. Navíc vrstva tekutiny nad buňkami plicního epitelu je velmi tenká, obvykle několikanásobně tenčí než průměr částice podávaného inzulínového prášku. Tak v době před tímto vynálezem bylo nepředvídatelné, zdali by se suché inzulínové částice po dosažení oblastí plicních alveolů rozpouštěly. Překvapivé je, že suché inzulínové prásky jsou zjevně schopné proniknout do oblastí

-3CZ 295827 B6 plicních alveolů a jednou sem zaneseny, rozpustit se zde. Rozpuštěný inzulín je pak schopný přestoupit přes epiteliální buňky do krevního oběhu.

V současnosti se věří, že účinné vstřebávání inzulínu vyplývá z rychlého rozpuštění v ultratenké (tenčí než 0,1 pm) vrstvě tekutiny v alveolech. Částice předkládaného vynálezu tedy mají průměrnou velikost, která je 10 až 50 krát větší než šíře vrstvy plicní tekutiny, a tudíž je nečekané, že částice se rozpustí a inzulín se rychle systémově vstřebává. Vskutku, jak je ukázáno níže v experimentální části, suché inzulínové přípravky předkládaného vynálezu zajišťují dokonce rychlejší vrcholy sérové hladiny inzulínu a poklesy glykémie, než poskytuje subkutánní injekce, v současnosti nejběžnější forma podávání. Avšak pro provádění předkládaného vynálezu, jak je zde popsán, není nezbytné porozumět přesnému mechanismu.

Přípravky podle předkládaného vynálezu přednostně neobsahují žádné látky usnadňující pronikání. Látky usnadňující pronikání jsou povrchově aktivní sloučeniny, které podporují pronikání inzulínu (nebo jiných léku) přes sliznici nebo výstelku a byly navrženy k použití v intranazálních, intrarektálních a intravaginálních lékových přípravcích. Příklady látek usnadňujících pronikání zahrnují soli žlučových kyselin, např. taurocholát, glykocholát a deoxycholát; fusidáty, např. taurodehydrofusidát; a biokompatibilní detergenty jako např. Tveen, Laureth-9 apod. Použití látek usnadňujících pronikání v přípravcích pro plicní podávání je však všeobecně nežádoucí, protože plicní bariéra epitel-krev může být takovými povrchově aktivními sloučeninami nepříznivě ovlivněna. Překvapivě bylo shledáno, že přípravky suchého práškového inzulínu předkládaného vynálezu jsou v plicích snadno vstřebávány bez nutností použít látky usnadňující pronikání.

Suché inzulínové prášky vhodné pro použití v předkládaném vynálezu zahrnují amorfní inzulíny, krystalické inzulíny a směsi obou amorfních a krystalických inzulínů. Suché inzulínové prášky se výhodně připravují rozprachovým sušením za podmínek, které vedou ke vzniku amorfního prášku, který má velikost částic ve výše stanoveném rozmezí. Nebo mohou byt amorfní inzulíny připraveny lyofílizací (mrazovým sušením), vakuovým nebo evaporačním sušením vhodného roztoku inzulínu za podmínek vytvářejících amorfní strukturu. Takto vytvořený amorfní inzulín může být pak dále zpracováván drcením nebo mletím za vzniku částic požadované velikosti. Krystalické suché inzulínové prášky se tvoří drcením nebo proudovým mletím základní krystalické inzulínové hmoty. Přednostní metoda na výrobu inzulínových prášků obsahujících částice požadované velikosti je rozprachové sušení, kdy je čistá, základní inzulínová hmota (obvykle v krystalické formě) nejdříve rozpuštěna ve fyziologicky přijatelném vodném pufru, typicky v citrátovém pufru s hodnotou pH v rozmezí 2 až 9. Inzulín je rozpuštěn v koncentrací od 0,01 % (hmotnostních) do 1 % (hmotnostního), obvykle 0,1 až 0,2 %. Roztoky se potom rozprachově suší v obvyklém zařízení pro rozprachové sušení od komerčních dodavatelů jako jsou Buchi. Niro apod., což vede k produktu s převážně amorfními částicemi.

Suché inzulínové prášky se skládají z inzulínových částic požadované velikosti a jsou v podstatě bez jakýchkoliv dalších biologicky aktivních složek, farmaceutických nosičů a podobně. Takové čisté přípravky ale mohou zahrnovat menšinové složky, jako jsou konzervační látky, přítomné v malých množstvích, typicky pod 10% (hmotnostních) a obvykle pod 5 % (hmotnostních). Při použití takových čistých přípravků je počet vdechů nezbytný pro dosažení vysoké dávky podstatně redukován, často na pouhý jeden vdech.

Suché inzulínové prášky předkládaného vynálezu se mohou kombinovat s farmaceutickými nosiči nebo excipienty, které jsou vhodné pro podávání dýchacími cestami a plícemi. Takové nosiče slouží jednoduše jako prostředky doplňující objem, je-li žádoucí snížit koncentrací inzulínu v prášku, který je podáván pacientovi, ale mohou také zvyšovat stabilitu inzulínových přípravků a zlepšit schopnost rozptylu prášku v zařízení pro práškový rozptyl, aby se zajistilo účinnější a opakovatelné podávání inzulínu a zlepšily takové vlastnosti inzulínu jako je sypkost a hustota, což by usnadnilo zacházení s práškem, jeho výrobu a balení.

-4CZ 295827 B6

Vhodné nosiče mohou být ve formě amorfního prášku, krystalického prášku nebo kombinace amorfního a krystalického prášku. Vhodné látky představují (a) sacharidy, např. monosacharidy jako fruktóza, galaktóza, glukóza. D-manóza, sorbóza apod.; disacharidy, jako laktóza, trehalóza, celobióza apod.; cyklodextriny, jako 2-hydroxypropyl-p-cyklodextrin; a polysacharidy, jako rafínóza, maltodextriny, dextrany apod.; (b) aminokyseliny jako glycin, arginin, kyselina asparagová a glutamová, cystein, lysin apod.; (c) organické soli připravené z organických kyselin a zásady jako citrát sodný, askorbát sodný, glukonát horečnatý, glukonát sodný, trometamin chlorid apod.; (d) peptidy a bílkoviny jako aspartám, lidský sérový albumin, želatina apod.; (e) alkoholové cukry jako mannit, xylit apod. Skupina vhodných nosičů přednostně zahrnuje laktózu, trehalózu, rafinózu, maltodextriny, glycin, citrát sodný, trometamin chlorid, lidský sérový albumin a mannit.

Takové nosiče se kombinují s inzulínem před rozprachovým sušením, tj. přidáním látky nosiče do pufrovacího roztoku, který je připraven pro rozprachové sušení. Tímto způsobem je látka nosiče zpracovávána současně s částicemi inzulínu a jako jejich součást. Typicky, když je nosič formován rozprachovým sušením spolu s inzulínem, bude inzulín přítomný v každé jednotlivé částici v rozmezí 5 až 95 % (hmotnostních), výhodně 20 až 80 %. Zbytek částice bude primárně látka nosiče (typicky je 5 až 95 % (hmotnostních), obvykle 20 % až 80 %), ale bude také obsahovat pufr (pufry) a může obsahovat jiné složky, jak se popisuje výše. Přítomnost látky nosiče v částicích, které jsou zanášeny do oblasti plicních alveolů (tj. částice požadované velikostí pod 10 pm), nijak významně neovlivňuje systémové vstřebávání inzulínu.

Jinou možností je připravovat nosič odděleně ve formě suchého prášku a teprve pak ho mísit se suchým inzulínovým práškem. Odděleně připravené práškové nosiče jsou obvykle krystalické (aby se zabránilo vstřebávání vody), ale v některých případech mohou být amorfní nebo směsi krystalických a amorfních. Velikost částic nosiče je zvolena tak, aby zlepšila sypkost inzulínového prášku, typicky je v rozmezí 25 až 100 pm. Částice nosiče v tomto rozmezí velikostí všeobecně nepronikají do oblasti plicních alveolů a jsou často odděleny od inzulínu v podávacím zařízení před inhalací. Tak se částice, které proniknou do oblasti plicních alveolů, v podstatě skládají z inzulínu a pufru. Látka nosiče je přednostně krystalický mannit o velikosti krystalů ve výše stanoveném rozmezí.

Suché inzulínové prášky předkládaných vynálezů se také kombinují s jinými aktivními složkami. Pro zlepšení léčby cukrovky je například žádoucí kombinovat malá množství amylinu neboaktivních analogů amylinu s inzulínovými prášky. Amylin je hormon secemovaný s inzulínem zpankreatických beta-buněk normálních (nediabetických) jedinců. Věří se, že amylin ovlivňuje (moduluje) aktivitu inzulínu in vivo, a navrhuje se proto, že současné podávání amylinu s inzulínem by mohlo zlepšit kontrolu glykémie. Kombinace suchého amylinového prášku s inzulínem v přípravcích předkládaného vynálezu poskytne obzvláště výhodný produkt pro takové současné podávání. Amylin může být kombinován s inzulínem od 0,1 do 10 % (hmotnostních) (závisí na celkové hmotnosti inzulínu v dávce), výhodně 0,5 až 2,5 % (hmotnostních). Amylin je dostupný od komerčních dodavatelů, jako je Amylin Corporation, San Diego, Califomia, a může být okamžitě součástí přípravků předkládaného vynálezu. Amylin může být např. rozpuštěn ve vodných nebo jiných vhodných roztocích spolu s inzulínem a volitelnými nosiči a roztok rozprachově usušen za vzniku práškového produktu.

Suché inzulínové práškové přípravky předkládaného vynálezu se výhodně aerosolizují rozptylem v proudícím vzduchu nebo jiném fyziologicky přijatelném proudícím plynu konvenčním způsobem. Jeden systém vhodný k takovému rozptyluje popsán v současně podané patentové přihlášce 07/910 048, která byla publikována jako WO 93/00 951 a na jejíž význaky se zde v plném znění odkazuje. Podle obr. 1 tohoto vynálezu je přiveden suchý, sypký inzulínový prášek do rychle proudícího vzduchu nebo proudu plynu a výsledný aerosol je zaveden do nádržky 10. Nádržka 10 obsahuje náustek 12 na konci protilehlém k místu vstupu vzduchu s rozptýleným práškem. Objem nádržky 10 je dostatečně veliký, aby zachytil požadovanou dávku a volitelně může mít přepážky a/nebo jednosměrné ventily k usměrnění a kontrole toku. Poté, co byla dávka inzulino

-5CZ 295827 B6 vého prášku zachycena v nádržce 10, pacient P (obr. 2) inhaluje náustkem 12, aby natáhl aerosol do plic. Přídavný vzduch, přiváděný tangenciálně orientovaným přívodem 14, při vdechování pacienta vířivě proudí a tím vyhání aerosolizovaný inzulín z nádržky do pacientových plic. Objem komůrky a rozprášená dávka jsou takové, že pacient je schopný kompletně vdechnout celou aerosolizovanou dávku inzulínu doprovázenou dostatečným množstvím vzduchu potřebným k tomu, aby se zajistilo zanesení inzulínu do dolní oblasti plicních alveolů.

Takové aerosolizované inzulínové prášky jsou zejména užitečné namísto subkutánních injekcí inzulínu s rychlým účinkem, v léčbě cukrovky a souvisejících stavů s nedostatkem inzulínu. Překvapivě se zjistilo, že podání suchého inzulínového prášku v aerosolu vede k významně rychlejšímu vstřebávání inzulínu a odpovědi glukózy než při subkutánní injekci. Způsoby a přípravky předkládaného vynálezu budou obzvláště cenné v léčebných protokolech, kdy pacient často sleduje glykémii a podává si inzulin dle potřeby pro udržení glykémie ve stanovených mezích, ale bude také užitečný kdykoliv se požaduje systémové podávání inzulínu. Pacient může dosáhnout požadované dávkování inhalací přiměřeného množství inzulínu, jak bylo právě popsáno. Účinnost systémového podávání inzulínu způsobem právě popsaným bude v rozmezí 15 až 30%, s individuálním dávkováním bude v rozmezí 0,5 až 10 mg najeden vdech. Obvykle celková dávka inzulínu požadovaná během jednotlivého podávání dýchacím ústrojím bude v rozmezí 0,5 až 15 mg. To znamená, že požadované dávky může být dosaženo jedním až čtyřmi vdechy pacienta.

Obrázky a následující podrobnější popis vynálezu umožní lepší pochopení vynálezu a jeho výhod.

Popis obrázků

Obrázek 1. je schematická ilustrace systému pro tvorbu aerosolu z dávky inzulínu podle způsobu předkládaného vynálezu.

Obrázek 2. je schematická ilustrace pacienta vdechujícího aerosolizovanou dávku inzulínu ze systému z obrázku 1.

Obrázky 3A. a 3B. ukazují vstřebávání rekombinantního lidského inzulínu u kiys a výslednou odpověď glukózy následující po podání aerosolu ze tří různých práškových přípravků. Každý bod představuje průměrnou hodnotu z měření na třech různých krysách. V čase nula byl zapnut generátor tvořící aerosol ze suchého prášku. Aerosolizace byla ukončena za 5,14 a 20 minut pro práškové směsi 87 % inzulin s citrátem, 20 % inzulin-mannit s citrátem a 20 % inzulin-rafínóza s citrátem, v uvedeném pořadí. Zvířata v noci lačněla.

Obrázky 4A. a 4B. ilustrují průměrnou sérovou koncentraci inzulínu (inzulinémii) v závislosti na čase a glykemické profily, srovnávající aerosolové a subkutánní podávání cynomolgním opicím (Makak jávský). Ve skupině s podáváním aerosolu je uváděna průměrná hodnota od tří opic a pro skupinu se subkutánním podáváním průměrná hodnota od čtyř opic.

Obrázek 5A. je graf znázorňující průměrnou koncentraci inzulínu pokusných osob v čase po subkutánní injekci (o) a po inhalaci tří dávek (·).

Obrázek 5B. ukazuje průměrnou koncentraci glukózy odpovídající koncentracím inzulínu z obrázku 5A.

Obrázek 6A. ukazuje závislost inzulinémie na čase, buď jako výsledek subkutánní injekce (o) anebo tří dávek aerosolu (·) u pokusných osob.

Obrázek 6B. je graf ilustrující glykémie odpovídající sérovým hladinám inzulínu z obrázku 6A.

-6CZ 295827 B6

Obrázky 7A. a 7B. poskytují srovnání variability inzulinémií (7A.) a glykémií (7B.) při subkutánním podávání (o) a při podávání aerosolu (·).

Obrázky 8A., 8B., a 8C. ukazují rpHPLC chromatogramy lidského inzulínu. Obrázek 8A. je chromatogram inzulínového standardu ošetřeného 10 mM HC1 v 25 °C, ukazující lidský inzulín eluovaný ve 23,87 minutách, desamido inzulín eluovaný ve 30,47 minutách. Obrázek 8B. ukazuje obdobný chromatogram standardu lidského inzulínu. Obrázek 8C. ukazuje obdobný chromatogram rekonstituovaného, rozprachovým sušením vytvořeného inzulínového přípravku dle předkládaného vynálezu.

Obrázek 9. ukazuje ultrafialová spektra inzulínového přípravku před a po rozprachovém sušení. Ve viditelném spektru nebyl pozorován žádný rozptyl světla, což indikuje, že inzulín během rozprachového sušení nereagoval.

Následující příklady jsou uvedeny proto, aby vynález ilustrovaly, přičemž využití vynálezu není omezeno jen na ně.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Příprava inzulínového prášku

Materiály

Krystalický lidský zinek-inzulin, 26,3 m.j./mg, (Lilly Lot # 784KK2) byl získán od Eli Lilly and Company, Indianopolis, IN a jeho čistota měřena rpHPLC byla vyšší než 99 %. Mannit, USP pocházel od Roquette Corporation (Gumee, IL). Rafínóza byla zakoupena od Pfanstiehl Laboratories (Vaukegan, IL). Citrát sodný (dihydrát), USP, ACS a kyselina citrónová (monohydrát), USP byly získány od J.T. Baker (Philipsburg, NJ).

Výroba prášku

Inzulínové prášky byly vyrobeny rozpuštěním hrubého krystalického inzulínu v citrátovém pufru obsahujícím excipient (mannit, rafmózu nebo neobsahující žádný), přičemž konečná koncentrace pevných látek byla 7,5 mg/ml a hodnota pH 6,7 ± 0,3. Rozprachové sušení se provádělo při vstupní teplotě mezi 110 až 120 °C a rychlosti přívodu tekutiny 5 ml/min., výstupní teplota se pohybovala mezi 70 až 80 °C. Roztoky byly potom filtrovány přes 0,22 pm filtr a rozprachově sušeny v Buchiho rozprachové sušičce za vzniku jemného bílého amorfního prášku. Výsledné prášky byly uskladněny v těsně uzavřených nádobkách v suchém prostředí (relativní vlhkost nižší než 10 %).

Analýza prášku

Rozložení velikosti částic prášku bylo měřeno kapalnou odstředivou sedimentací v analyzátoru velikosti částic Horiba CAPA-700 následující po rozptýlení prášků v zařízení Sedisperse A-ll (Micromeritics, Norcross. GA). Obsah vlhkosti v prášcích byl měřen technikou dle Karla Fischera za použití měřiče vlhkosti Mitsubishi CA-06.

Neporušenost inzulínu před a po práškovém zpracování se stanovila novým rozpuštěním odvážených porcí prášku v destilované vodě a srovnáním nově rozpuštěného roztoku s původním roztokem vloženým do rozprachové sušičky, přičemž jako referenční hodnota se užil standard lidského inzulínu. Retenční čas a plocha pod vrcholem křivky stanovené rpHPLC byly použity ke

-7CZ 295827 B6 zjištění toho, zdali molekula inzulínu byla chemicky pozměněna nebo degradována během zpracování. Absorbance v UV světle byla použita k určení koncentrace inzulínu (v 278 nm) a na určení přítomnosti nebo nepřítomnosti nerozpustných agregátů (ve 400 nm). Navíc bylo měřeno pH počátečních a rekonstituovaných roztoků. Amorfní povaha inzulínového prášku byla potvrzena vyšetřením ve světelném polarizačním mikroskopu.

Příklad 2

Zkoušky na zvířatech a klinické zkoušky

Expozice krys aerosolu

Pokusy na krysách se prováděly v aerosolové expoziční místnosti. Krysí samice (280 až 300 g) přes noc lačněly. Zvířata (21 až 24 na pokus) umístěná v trubicovitých komůrkách z plexiskla byla vystavena aerosolu za pomoci nosní aerosolové expoziční komůrky (48 port, In-Tox Products, Albuquerque, NM). Přívod vzduchu do dýchací zóny se pohyboval mezi 7,2 až 9,8 litry za minutu. Proud vzduchu v komůrce byl udržován lehkým podtlakem (~1,5 cm H₂O), což bylo měřeno magnetickým měřičem tlaku. Časy expozice byly mezi 5-20 minutami v závislosti na množství prášku podaného do komůrky. Práškem byla ručně plněna malá Venturiho tryska, která rozprášila částice za vzniku jemného obláčku aerosolu. Venturiho tryska pracovala při přetlaku 10,34 kPa (15 psig) a proud vzduchu byl nastaven na 7,2 l/minaž9,8 1/min. Venturiho tryska byla umístěna na dně rozptylové komory (750 ml) z čirého plexiskla, kterou procházel aerosol přímo do nosní expoziční komůrky.

Kalibrace krysí aerosolové komory

Koncentrace prášku v dýchací zóně byla měřena vakuovým odsáváním (2 l/min) četných vzorků v dýchací zóně pomocí filtrů s držáky In-Tox. Komora byla kalibrována se zvířaty i bez zvířat. Množství prášku se určovalo gravimetricky.

Velikost částic prášku v dýchací zóně byla měřena kaskádním měřičem dopadu (cascade impactor. In Tox Products) umístěným v dýchacím otvoru a pracujícím s tokem vzduchu 2 1/min. Množství prášku zachycené na každém stupni se určovalo gravimetricky.

V každém testu s práškem bylo použito 21 až 24 krys a expozice aerosolu trvala 5 až 20 minut. Tři krysy byly usmrceny v čase 0 a později v ~7, 15, 30, 60, 90, 120, 180 a 240 minutách po ukončení expozice aerosolu. Zvířatům byla podána anestézie, otevřeny břišní dutiny a z ventrální části aorty byly odebrány velké vzorky krve. Zvířata byla poté usmrcena dislokací krčního obratle.

Krev se ponechala srážet 30 minut při teplotě místností a poté se ve zkumavkách oddělilo sérum odstředěním, 20 minut při 3500 rpm. Sérum bylo buď analyzováno okamžitě nebo do doby analýzy zmraženo v -80 °Č. Co nejdříve (0 až 7 minut) po ukončení dávky aerosolu byly tři krysy usmrceny, byla jim odebrána krev a jejich plíce byly vypláchnuty šestkrát 5 ml fyziologického roztoku pufrováného fosfátem (PBS). Výplachy byly spojeny do jednoho konečného vzorku a množství inzulínu v něm stanovené bylo použito jako aerosolová dávka pro krysu ve výpočtech biologické dostupnosti.

Systém pro expozici primátů

Mladí, z divočiny odchycení samci opice Makaka jávského (Macaca fascicularis, 2-5 kg, Charles River Primates, lne.), byli použiti k testům aerosolů na primátech (3 až 4 zvířata ve skupině). Zvířata byla buď subkutánně injikována Humulinem (Eli Lilly, Indianapolis, Indiana) nebo vystavena aerosolu práškového inzulínu. Každé zvíře bylo hlavou umístěno do expozičního

-8CZ 295827 B6 zařízení, které poskytovalo dostatečný tok (7 1/m) čerstvého testovaného prostředí (vzduchu), tak aby byl zajištěn minimální požadavek kyslíku. Zvířata byla umístěna v zařízení podobném židli, které je drželo ve vzpřímené sedící pozici. Části expozičního zařízení nasazené na hlavu byly průsvitné, takže umožnily zvířatům plně pozorovat okolí. Do končetiny byl zaveden permanentní katétr, takže mohly být kdykoliv odebírány krevní vzorky. Během celé procedury byly opice plně probuzené a byly klidné. Krev primátů byla ošetřena stejným způsobem jako u krys (viz výše).

Aerosolový expoziční systém primátů zahrnoval monitor dýchání, který umožnil kvantifikaci množství vzduchu vdechovaného každou opicí. Tato hodnota spojená s měřeními koncentrace inzulínu ve vdechovaném vzduchu umožnila přesný výpočet množství inzulínu vdechnutého každým zvířetem.

Klinické zkoušky

Inzulín se podával subkutánně a inhalací aerosolu se suchým inzulínovým práškem 24 zdravým pokusným osobám. Každá subkutánní injekce obsahovala 10,4 m.j. Humulinu R o koncentraci 100 m.j ./ml (Eli Lilly, Indianapolis, Indiana). Suchý inzulínový prášek byl amorfní povahy a byl připraven rozprachovým sušením, jak bylo popsáno výše, s 20 % (hmotnostními) mannitu jako excipientu. Dávka suchého inzulínu (5 mg) byla rozptýlena v proudu vzduchu o vysoké rychlosti a tím se vytvořil jemný aerosol, který byl zachycen v komůrce. Každá osoba inhalovala prášek obsažený v aerosolu takovým způsobem, že pomalu zhluboka vdechovala každou aerosolovou dávku. Prášek byl podán ve třech dávkách aerosolu (tak aby se dosáhlo celkové dávky 31,9 m.j.). Sérové hladiny inzulínu (inzulinémie) a glukózy (glykémie) byly sledovány v průběhu času, jak je popsáno dále.

Vyšetření séra

Hladina sérového inzulínu byla sledována u krys, primátů i lidí pomocí radioimunodiagnostické soupravy pro stanovení lidského inzulínu (Coat-A-Count, Diagnostic Products Corporation, Los Angeles, CA). Pro každou sérii vzorků se stanovily standardní křivky. Citlivost testu byla přibližně 43 pg/ml. Vnitrotestová variabilita byla menší než 5 % měřené hodnoty. Vyšetření glukózy provedla společnost Califomia Veterinary Diagnostics, lne. ve West Sacramento, CA, pomocí soupravy činidel glukóza/hexokináza (Glucose/HK Reagent Systém Pack) pro analyzátor Boehringer Manheim/Hitachi 747. Vnitrotestová variabilita byla menší než 3 % měřené hodnoty.

V pokusech, kde se měřila rychlost vstřebávání, vypočítávala se relativní biologická dostupnost aerosolu srovnáním dávky vypočtené z plochy pod křivkou (AUC) závislosti koncentrace imunoreaktivního inzulínu (IRI) na čase a dávky po obdržení subkutánní injekce. Jako dávka aerosolu u krys byla užita ta dávka inzulínu, která odpovídala dávce změřené v celkovém výplachu plic. Část inzulínu byla vstřebána ještě před tím, než mohly být plíce vypláchnuty, takže dávka stanovená tímto způsobem je pravděpodobně mírně podhodnocena vzhledem k celkovému depositu. Tyto předpokládané ztráty nebyly nijak korigovány.

V pokusech na opicích se relativní biologická dostupnost počítala podobně jako v pokusech na krysách s výjimkou toho, že se jako aerosolová dávka počítalo celkové množství inhalovaného inzulínu místo množství získaného výplachem plic. U krys se započítával jen inzulín zanesený do plic, ale ne inzulín usazený v horních cestách dýchacích a v hrdle. U opic se do dávky započítával veškerý inzulín, který zvířata obdržela.

Vstřebávání inzulínu u krys

Inzulínový prášek použitý ve všech studiích se zvířaty měl velikost částic (střední průměr) mezi 1 až 3 μηι a vlhkost (obsah vody) nižší než 3 %. Čistota inzulínu měřena rpHPLC byla vyšší než 97 %. Reprezentativní chromatogramy směsi obsahující 20 % inzulínu jsou ukázány na obr. 8C. Inzulínový prášek po rozpuštění v čisté vodě dal vzniknout čirému roztoku, jehož absorbance ve

-9CZ 295827 B6 vlnové délce 400 nm byla menší než 0,01 a hodnota pH byla 6,7 ± 0,3. Příklad ultrafialového (UV) spektra pro směs s 20 % inzulínu ukazuje obr. 9.

Následující tři směsi inzulínového prášku se zkoušely ve formě aerosolu na krysách v expoziční komoře In-Tox 48 port:

1. 87,9 % inzulínu, 11,5 % citrátu sodného, 0,6 % kyseliny citrónové.

2. 20 % inzulínu, 66 % mannitu, 12,4 % citrátu sodného, 0,6 % kyseliny citrónové.

3. 20 % inzulínu, 66 % rafmózy, 12,4 % citrátu sodného, 0,6 % kyseliny citrónové.

V tabulce 1 jsou shrnuty nejdůležitější ze tří studií na krysách včetně charakterizace aerosolu v dýchací zóně a podmínek v expoziční komoře. Do dýchací zóny krys se dostala jen část prášku (34 až 67 %) podaného do Venturiho trysky v důsledku ztrát ve stěnách a neúplnému rozptýlení v aerosolu. Velikost aerosolových částic v dýchací zóně však byla ideální pro usazování v plicích (1,3 až 1,9 pm) a byla poněkud menší než původní velikost částic ve směsí (2,0 až 2,8 μηι), což bylo způsobeno selektivní ztrátou větších částic v expoziční komoře.

- 10CZ 295827 B6

Tabulka I. Měření na krysách exponovaných aerosolu

	88« inzulín	20« inzulín mannií	20« inzulín rafinóza
Rychlost průtoku komorou	7,2 1/nin	9,6 1/ain	9.8 i/ain
Střední průměr částice prážku	2,2 jim	2,8 μη	2,0 μη
.................................................—1«<	.................
Prážek vstupující do komory	70 mg	255 ag	260 mg
Doba vstupu prášku	5 ain	14 min	20 ain
Prášek v dýchací zóně	40 ng	171 mg	88 ag
Inzulín v dýchací zóně	35 ag	34 ag	18 ag
« z celkového anožství příVonná v dýchací zóně	57«	67«	34«
Střední aerodynanický průněr částic prášku	1,1 ag/1	1,3 rag/I	0,45 wg/1
Velikost Částic v dýchací zóně	1,4 mu	1,9 jih	1,3 pa
Inzulín získaný výplachen plic	30,715,2 pg	12,716,9 _wg	31,6112,9 ug
Sérový inzulín ftUC <ng nln/nl)	104	201	150

Tabulka 2 ukazuje sérové hladiny inzulínu a glykémie u krys ve třech studiích s aerosolem a jedné subkutánní studii. Obr. 3 A. a 3B. ukazují časovou závislost koncentrace imunoreaktivní5 ho inzulínu (IRI) a glykémie pro tři různé směsi podávané v podobě aerosolu. V tab. 3. jsou uvedeny hodnoty t_max pro inzulín a tmm pro glukózu z různých studií společně s údaji o biologické dostupnosti aerosolu ve srovnání se subkutánní injekcí.

-11 CZ 295827 B6

Tabulka 2. Hladiny sérového inzulínu (v pg/ml ± 1 s.o.) a glukózy (v mg/dl ± 1 s.o.) u krys. Údaj v každém časovém bodě představuje průměrnou hodnotu ze 3 zvířat.

Směs	způsob podání	Čas (min)	Inzulín (pg/ml>	Glukóza (mg/dl)
88 % inzul ín	aerosol	0	230*184	106+12
(Expozice aerosolu skončila v 5.mlnutě, prttm. dávka <= 3'1 pg na zvíře?	aerosol	12	1020*312	114+10
aerosol	21	165*768	81+10
aerosol	36	876*764	66*7
aerosol	66	684*416	62*15
aerosol	96	568*128	65+10
aerosol	126	564*260	73+11
aerosol	186	712*140	93*5
20% inzulín * mannit	aerosol	0	476+56	165*18
(Expozice aerosolu skončila ve 14.minutě, prOm- dávka ·» 13 jug na zvíře)	aerosol	22	1476*428	117*15
aerosol	35	2480*892	101*19
aerosol	57	1204*64	64*13
aeroso1	87	1084*396	63*17
aerosol	117	664+180	105*8
aerosol	147	1228*416	108*22
aerosol	207	676+100	119*33

- 12CZ 295827 B6

Tabulka 2. Pokračování. Hladiny sérového inzulínu (v pg/ml ± 1 s.o.) a glukózy (v mg/dl ± 1 s.o.) u krys. Údaj v každém časovém bodě představuje průměrnou hodnotu ze 3 zvířat.

	Způsob podán í	Cas min)	Inzulín <P0/ml)	61ukóza (mg/dl)
20% inzulín * rafinóza	aerosol	0	426+97	157+37
(Expozice aerosolu skončila ve 20- mlnutč. prOra- dávka = 32 jig na zvíře)	aerosol	27	2948+2816	139+46
aerosol	42	1504+592	181+11
aeroso1	57	1272±496	124+45
aerosol	87	852+164	128+17
aerosol	117	604±156	124+9
aerosol	147	532+172	172±12
aerosol	207	556±100	218+34
20% inzulín * mannit	subkutánní	0	360+140	107*5
(dávka — 30#.g inzulínu/zvíře)	subkutánní	15	14200+3160	53+2
subkutánní	30	10160+720	24±5
subkutánní	60	11000+1080	28+6
subkutánní	90	2440+1160	25+7
subkutánní	120	3520±840	49+3
subkutánní	180	1280+800	40+17
	subkutánní	240	400+260	77+34

-13CZ 295827 B6

Tabulka 3. Srovnání podání inzulínu v podobě aerosolu (AS) nebo subkutánní injekcí (SC) u krys a opic.

	Inzulín X X Mnax	Glukóza tmin*'	Pokles glukózy	Biologická dostupnost
Krysy, SC	15 min	30 min	77¾	100¾
Krysy, AS. 80¾ inzulín	16 min	31 min	42¾	10%~~
Krysy, AS, 20¾ inzulín s manitem	21 min	43 min	62¾	44X~~
Krysy. AS. 20¾ inzulín s rafinózou	17 min	37 min	21¾
Opice, SC	15 min	45 min	45¾	100¾
Opice, AS, 20¾ inzulín s mannitem	30 min	45 min	73¾	ÍZT'’

* časy jsou měřeny od konce expozice aerosolu, t_min je čas, za který došlo k poklesu glukózy více než 85 % z maximálního poklesu pozorovaného ve studii ** procenta inzulínu získaného výplachem plic po skončení expozice aerosolu *** procenta inhalovaného inzulínu včetně ztrát v horních cestách dýchacích a v hrdle

Všechny tři směsné přípravky poskytovaly inzulín rychle se vstřebávající do krevního oběhu krys (obr. 3A. a 3B.). Biologická dostupnost a odpověď glukózy byly vyšší pro prášek obsahující 20 % inzulínu s mannitem (tab. 3.), ačkoliv bez mnohanásobného opakování pokusu není možné rozhodnout, zda by rozdíly byly statisticky významné.

Výsledky testů na opicích

Dávky totožné s dávkami užitými v klinických zkouškách -0,2 m.j./kg. ~ 27 pg/opice) byly subkutánně injikovány čtyřem opicím a údaje pak byly porovnány s aplikací aerosolu (obr. 4A. a4B.). Tab. 4. ukazuje výsledky pokusu, kdy opice byly exponovány aerosolu. Tab. 5. ukazuje průměrné hladiny sérového inzulínu a glykémie a srovnává subkutánní a aerosolové podání. Dávka aerosolu vyvolala silnou odezvu v sérové hladině inzulínu i glykémie (vysoká dávka). Obr. 4. srovnává hladiny inzulínu ze dvou studií, kde se aplikoval aerosol a jedné studie, kde se inzulín podával subkutánně. Relativní biologická dostupnost inzulínu z aerosolu, vypočtená na základě AUC profilů, byla 12%.

- 14CZ 295827 B6

Tabulka 4. Testování aerosolu na opicích

Identifikace opic
	č.1..23-46	č-2-.23-48	Č.3..122-55
Hmotnost prášku gravimetricky (mg)	1.07	1,01	0.97
Průměrná konc. aerosolu <ug/l)	178	168	162
Inhalovaný objem (1)	8.96	19.98	14,68
Vypočtená hmotnost inhalováného aerosolu (jug)	1597	3363	2373
Vypočtená hmotnost inhalovaného inzulínu (ug)	320	673	475
(489 ± 178)
Tělesná hmotnost (kg)	3.92	3.81	4,1
Vypočtená dávka inzulínu (jug/kg)	81.5	176.6	115.7
AUC (ng min/ml)	347	1196	739

Výsledky klinických zkoušek

Srovnání výsledků pří podání dýchacími cestami nebo subkutánní injekcí je uvedeno v tab. 5. Vdechování inzulínu v aerosolu vedlo k mnohem rychlejšímu vstřebávání (vrchol hladiny ve 20 minutách) a současně mnohem rychlejší odpovědi glykémie (pokles do 60 minut) ve srovnání s injekcí (vrchol inzulinémie v 60 minutách, pokles glykémie do 90 minut). Opakovatelnost odpovědi jak inzulinémie tak i glykémie ve zkouškách s aerosolem byla stejně dobrá, ne-li lepší, 10 jako ve zkouškách s injekcemi. Injikované dávky byly velmi pečlivě upravené podle hmotnosti, zatímco dávky aerosolu nikoliv. Biologická aktivita inzulínu podaného v aerosolu, založená na odpovědi glykémie, ve srovnání s injekčním podáním, byla v rozmezí 28 až 36 %. Biologická dostupnost inzulínu v aerosolu, založená na výpočtu plochy pod křivkou hladiny inzulínu (AUC), ve srovnání s injekcí byla 22,8 % pro zkoušku, kde se inzulínový aerosol aplikoval ve 3 dávkách.

-15CZ 295827 B6

Tabulka 5. Sérové hladiny inzulínu a glykémie u testovaných osob.

IHZULÍM	Identifikace osob
Osoba č.	1-24 <SC injekce)	7-24 C3 dávky aerosolu)
Dávka/injekce nebo náplast <U)	10,4	76,0
Dávka na osobu’* CU)	10,4	31.9
Zvýšení sérového inzulínu CpU/ml)	5,8-20,9	6,1-28,5
Čas k dosažení vrcholu	60 min	20 min
Relativní biologická dostupnost inzulínu odvozená z ABC	100.0%	22,8¾
GLUKÓZA	Identifikace osob
Osoba č-	1-24 CSC injekce)	7-24 (3 dávky aerosolu)
Pokles průměrné glykémie (mg/dl)	93,6-64.9	91,8-67,6
Pokles v mg/dl	28,7	24,2
Čas k dosažení minima	90 min	60 min
% SC	100¾	84.3¾
Relativní biologická aktivita vypočtená z poklesu glykémie	100¾	27,4¾

účinnost přístroje » 42¾

Výsledky klinických zkoušek jsou dále uvedeny na obr. 5A. a 5B. Obr. 5A. ukazuje časovou závislost průměrné sérové hladiny inzulínu (inzulinémie) po podání subkutánní injekcí (o) nebo 5 inhalací (3 dávky, o). Vrcholy hladiny inzulínu a poklesy glykémie jsou ukázány na obr. 6A.

a 6B., zatímco variabilita sérových hladin inzulínu a glykémií je uvedena na obr. 7A. a 7B.

Mělké vdechy (povrchové dýchání) opic pří expozici aerosolu nepředstavují nejvhodnější způsob dýchání, má-li vdechovaná látka dosáhnout dolních částí plic. Vyšší biologická dostupnost inzuío linu byla pozorována u lidí (tab. 5.), jak se dalo očekávat při použití optimálního způsobu dýchání a aerosolový bolus byl podán perorální inhalací namísto inhalace nazální.

Pro zcela jasné pochopení je nutno dodat, že ačkoliv mnohé podrobnosti vynálezu byly popsány za použití obrázků a příkladů, v rámci nároků uvedených dále se mohou uplatnit určité změny a úpravy vynálezu.

-16CZ 295827 B6

Průmyslová využitelnost

Předkládaný vynález poskytuje způsoby podávání a přípravky pro tvorbu aerosolu a systémové podávání inzulínu diabetikům dýchacími cestami. Způsoby předkládaného vynálezu jsou založeny zejména na plicním podávání inzulínu ve formě suchého prášku. Vdechnutý suchý inzulínový prášek je zanesen do oblastí plicních alveolů a alveolámím epitelem je rychle vstřebáván do krevního oběhu. Plicní podávání inzulínového prášku může být účinnou alternativou k podávání inzulínu subkutánní injekcí.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

1. Způsob aerosolizace dávky inzulínu, v y z n a č u j í c í se t í m , že se vytvoří suchý inzulínový prášek, určité množství suchého prášku se rozpráší v proudu vzduchu za vzniku aerosolu, kterým se naplní komůrka s náustkem,

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se použije inzulín prostý látek usnadňujících pronikání.

3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se použije inzulín obsažený v suchém práškovém nosiči v koncentraci 5 až 99 % hmotnostních.

4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se použije suchý inzulínový prášek mající částice o průměrné velikosti menší než 10 pm.

5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že suchý prášek obsahuje jednotlivé částice jak inzulínu tak nosičového materiálu, kde inzulín je přítomen v jednotlivých částicích v množství 5 až 99 % hmotnostních.

6. Způsob přípravy stálého suchého práškového inzulínového přípravku, vyznačující se t í m, že inzulín se rozpustí ve vodném pufru za vzniku roztoku, rozprašovacím sušením tohoto roztoku se vytvoří amorfní částice o průměrné velikosti menší než 10 pm.

7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že se inzulín rozpustí ve vodném pufru společně s farmaceutickým nosičem, přičemž suchý prášek obsahující inzulín v jednotlivých částicích v množství 5 až 99 % hmotnostních je vytvoří rozprašovacím sušením, přičemž jako farmaceutický nosič se použije sacharid vybraný ze skupiny obsahující mannit, rafínózu, laktózu, maltodextrin a trehalózu, organická sůl vybraná ze skupiny obsahující citrát sodný, octan sodný a askorbát sodný, aminokyselina, peptid nebo bílkovina, které tvoří při rozprašovacím sušení prášek.

8. Inzulínový přípravek k plicnímu podávání, vyznačující se tím, že obsahuje jednotlivé částice, které zahrnují rozprašováním sušený amorfní práškový inzulín v množství 5 až 99 % hmotnostních ve farmaceutickém nosiči, přičemž částice mají velikost menší než 10 pm.

9. Inzulínový přípravek podle nároku 8, vyznačující se tím, že přípravek je prostý látek usnadňujících pronikání.

10. Inzulínový přípravek podle nároku 8, vyznačující se tím, že farmaceutický nosič je sacharid vybraný ze skupiny obsahující mannit, rafínózu, laktózu, maltodextrin a trehalózu, nebo organická sůl vybraná ze skupiny obsahující citrát sodný, glukonát sodný a askorbát sodný.

- 17CZ 295827 B6

11. Inzulínový přípravek podle nároku 8, v y z n a č u j í c í se t í m , že obsahuje suchý inzulínový prášek, jehož jednotlivé částice jsou menší než 10 pm.

5

12. Použití suchého inzulínu pro přípravu farmaceutického přípravku pro pulmonální podání.

13. Použití podle nároku 12, kde inzulín je ve formě inzulínového přípravku podle nároku 8 až

11.