DE69634246T2

DE69634246T2 - Pulverförmige pharmazeutische formulierungen mit verbesserter dispergierbarkeit

Info

Publication number: DE69634246T2
Application number: DE69634246T
Authority: DE
Inventors: Mohammed Street ELJAMAL; John S. Patton; Linda Foster; Robert M. Platz
Original assignee: Nektar Therapeutics
Current assignee: Nektar Therapeutics
Priority date: 1995-04-14
Filing date: 1996-04-15
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2016-04-16
Also published as: EP0820277A4; CA2218074A1; KR19980703876A; WO1996032096A1; AU706195B2; JPH11501657A; US6136346A; MX9707890A; CA2218074C; AU5550396A; ES2237767T3; EP0820277A1; ATE287703T1; JP3708553B2; EP0820277B1; US6582729B1; US6358530B1; US6187344B1; DE69634246D1

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf pulverförmige pharmazeutische Zusammensetzungen, die für die Inhalationstherapie eine verbesserte Dispergierbarkeit zeigen, auf Verfahren zur Herstellung solcher Zusammensetzungen sowie auf Verfahren zur Behandlung gewisser Krankheitszustände unter Verwendung solcher Zusammensetzungen.
Hintergrund der Erfindung
Über Jahre wurden gewisse Medikamente in Zusammensetzungen, die zur Bildung einer Medikamentendispersion für die orale Inhalation (pulmonale Zufuhr) geeignet sind, zur Behandlung verschiedener Erkrankungszustände beim Menschen verkauft. Solche Medikamentenzusammensetzungen für die pulmonale Zufuhr sind so konfiguriert, dass sie mittels Inhalation einer Medikamentendispersion durch den Patienten zugeführt werden, so dass das aktive Medikament in der Dispersion die Lunge erreichen kann. Es wurde herausgefunden, dass gewisse Medikamente, die der Lunge zugeführt werden, durch den alveolären Bereich schnell direkt in die Blutzirkulation absorbiert werden. Die pulmonale Zufuhr ist insbesondere für die Zufuhr von Proteinen und Polypeptiden, die nur schwer auf anderen Verabreichungswegen zugeführt werden können, sehr vielversprechend. Eine solche pulmonale Zufuhr kann sowohl für die systemische Zufuhr als auch für eine lokalisierte Zufuhr zur Behandlung von Lungenerkrankungen wirksam sein.
Die pulmonale Zufuhr von Medikamenten kann selbst anhand verschiedener Ansätze umgesetzt werden, umfassend dabei flüssige Zerstäuber, Inhalatoren für abgemessene Dosen auf Aerosolbasis (MDIs) sowie Trockenpulverdispersionsvorrichtungen. MDIs auf Aeorosolbasis sind aber dabei weniger günstig, weil sie auf der Verwendung von Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) basieren, welche aufgrund ihrer nachteiligen Auswirkungen auf die Ozonschicht verboten sind. Trockenpulverdispersionsvorrichtungen, die nicht auf der FCKW-Aerosol-Technologie basieren, sind für die Zufuhr von Medikamenten vielversprechend, die leicht als Trockenpulver formuliert werden können, insbesondere Proteine und Polypeptide. Viele ansonsten labile Proteine und Polypeptide können somit stabil als lyophilisierte oder sprühgetrocknete Pulver allein oder in Kombination mit geeigneten Pulverträgern gelagert werden. Die Fähigkeit, Proteine und Polypeptide als Trockenpulver zuzuführen, ist aber unter gewissen Aspekten dennoch problematisch. So ist die Dosierung vieler Protein- und Polypeptidmedikamente oftmals kritisch, so dass es notwendig ist, dass jedes Zufuhrsystem für Trockenpulver genau, präzise und verlässlich die beabsichtigte Menge eines Medikaments zuführen kann. Darüber hinaus sind viele Proteine und Polypeptide ziemlich kostenintensiv, wobei sie gewöhnlich in ihren Kosten herkömmliche Medikamente auf einer Pro-Dosis-Basis um ein Vielfaches übersteigen. Somit ist die Fähigkeit der effizienten Zufuhr von Trockenpulvern mit einem nur minimalen Verlust des Medikaments von großer Bedeutung. Es ist ebenfalls wichtig, dass die Pulver vor ihrer Inhalation durch den Patienten leicht dispergierbar sind, um somit eine adäquate Verteilung und systemische Absorption sicherzustellen.
Ein besonders vielversprechender Ansatz für die pulmonale Zufuhr von Trockenpulvermedikamenten verwendet eine handgeführte Vorrichtung mit einer Handpumpe zur Bereitstellung einer Quelle von unter Druck stehendem Gas. Das unter Druck stehende Gas wird abrupt durch eine Pulverdispersionsvorrichtung freigesetzt, so etwa eine Venturidüse, und das dispergierte Pulver wird für die Inhalation durch den Patienten bereitgestellt. Während sie in vieler Hinsicht vorteilhaft sind, erweisen sich solche handgeführte Vorrichtungen in verschiedenen anderen Aspekten als problematisch. Die zugeführten Teilchen haben eine Größe von weniger als 10 μm, gewöhnlich im Bereich von 1 bis 5 μm, wodurch die Handhabung und Dispersion dieses Pulvers schwieriger als von größeren Teilchen ist. Diese Probleme werden durch die relativ kleinen Volumina des unter Druck stehenden Gases, das durch die Verwendung von handbetätigten Pumpen zur Verfügung steht, noch weiter vergrößert. Insbesondere Venturi-Dispersionsvorrichtungen sind für schwierig zu dispergierende Pulver ungeeignet, wenn nur kleine Volumina an unter Druck stehendem Gas zur Verfügung stehen. Eine weitere Anforderung an handgeführte und andere Vorrichtungen zur Pulverzufuhr stellt die Effizienz dar. Es ist wichtig, dass die Konzentration des Medikaments im Gasbolus relativ hoch ist, um die Anzahl an Ein atmungen zu reduzieren, die erforderlich ist, um eine Gesamtdosis zu erreichen. Die Fähigkeit, sowohl eine adäquate Dispersion als auch kleine dispergierte Volumina zu erreichen, stellt eine bedeutende technische Herausforderung dar, die es zum Teil erforderlich macht, dass jede Dosiseinheit der pulverförmigen Zusammensetzung leicht und verlässlich dispergierbar ist.
US-A-5354934 betrifft die pulmonale Verabreichung von Erythropoetin, Es lehrt ein Pulver zur Inhalation, das durch die Lyophilisierung einer flüssigen Formulierung erzeugt wird, die Erythropoietin enthält, das wiederum auch Human-Serumalbumin als Stabilisator enthalten kann.
US-A-5354562 offenbart ein Verfahren zur Bildung von Festteilchenformulierungen von Polypeptid-Medikamenten mittels Lyophilisierung. Im Beispiel 2 wird Interferon-Beta von viel größere Mengen an Human-Serumalbumin und vorzugsweise auch Sorbit begleitet. Beispiel 1 in WO-A-91/16038 ist sehr ähnlich.
Ziele der Erfindung
Ein Ziel dieser Erfindung besteht darin, eine pulverförmige pharmazeutische Zusammensetzung bereitzustellen, die ein Medikament enthält, das für eine pulmonale Zufuhr geeignet ist und eine verbesserte Dispergierbarkeit gegenüber herkömmlichen in der Technik bekannten Zusammensetzungen und somit eine zuverlässigere pulmonale Zufuhr des Medikaments zeigt.
Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist die Bereitstellung einer pulverförmigen pharmazeutischen Zusammensetzung, die ein Medikament enthält, das für die pulomare Zufuhr geeignet ist und genau, präzise und zuverlässig die Menge eines Medikaments von einer Dosiseinheit bereitstellt.
Ein anderes Ziel dieser Erfindung ist die Bereitstellung einer pulverförmigen pharmazeutischen Zusammensetzung, die ein Medikament enthält, das für die pulmonale Zufuhr geeignet ist und die effiziente Zufuhr des Medikaments mit nur minimalem Verlust pro Einheitsdosisform zeigt.
Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist die Bereitstellung ein sehr gut dispergierbaren, pulverförmigen pharmazeutischen Formulierung, die Nukleinsäureplasmide (insbesondere einen kationischen Lipid-DNA-Komplex oder rekombinierte virale Teilchen mit der gewünschten DNA) enthält und für eine pulmonale Zufuhr geeignet ist.
Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist die Bereitstellung eines Vorgangs zur Herstellung einer pulverförmigen pharmazeutischen Zusammensetzung, die ein Medikament enthält, das für die pulmonale Zufuhr geeignet ist, wobei die Zusammensetzung verbesserte Dispergierbarkeit gegenüber in der Technik bekannten Zusammensetzungen zeigt.
Ein anderes Ziel dieser Erfindung besteht darin, Zusammensetzungen dieser Erfindung, die verbesserte Dispergierbarkeit zeigen, zur Behandlung eines Individuums bereitzustellen, das sich in einem Zustand befindet, der eine Behandlung mittels Inhalation, insbesondere oraler Inhalation, zulässt.
Andere Zielsetzungen dieser Erfindung sind für Fachleute auf dem Gebiet der Technik durch die Beschreibung der gesamten Spezifikation und der Ansprüche dieser Patentanmeldung ersichtlich.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine sprühgetrocknete, dispergierbare, pulverförmige, zur Inhalation durch einen menschlichen Patienten geeignete Zusammensetzung, wobei die Zusammensetzung einen pharmazeutisch annehmbaren Arzneimittelträger, umfassend ein Kohlenhydrat, eine Aminosäure oder ein Gemisch davon, einen zur Behandlung einer Krankheit des Patienten durch Inhalation geeigneten Wirkstoff und eine die Dispergierbarkeit erhöhende Menge eines physiologisch annehmbaren, wasserlöslichen Polypeptids umfasst, worin die Dispergierbarkeit erhöhende Menge 2 Gew.-% bis 15 Gew.-% des physiologisch annehmbaren, wasserlöslichen Polypeptids beträgt.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf die Verwendung einer solchen Zusammensetzung bei der Herstellung eines Medikaments zur Behandlung eines Erkrankungszustands eines menschlichen Patienten, der die Behandlung mittels oraler Inhalation zulässt, wobei die Behandlung das Inhalieren einer Aerosol-Zusammensetzung umfasst.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer sprühgetrockneten, dispergierbaren, pulverförmigen, zur Inhalation durch einen menschlichen Patienten geeignete Zusammensetzung, welche einen pharmazeutisch annehmbaren Arzneimittelträger und einen Wirkstoff umfasst, der zur Behandlung eines Erkrankungszustands eines menschlichen Patienten mittels Inhalation geeignet ist, wobei das Verfahren (a) die Bildung einer homogenen, wässrigen Zusammensetzung, die Wasser, den Träger und den Wirkstoff enthält, (b) die Entfernung des Wassers aus der wässrigen Zusammensetzung und (c) die Umwandlung der resultierenden festen in die pulverförmige Zusammensetzung umfasst, wobei ein physiologisch annehmbares, wasserlösliches Polypeptid der wässrigen Zusammensetzung in einer Menge zugegeben wird, die ausreichend ist, um die Dispergierbarkeit der resultierenden pulverförmigen Zusammensetzung zu erhöhen, und worin weiters das physiologisch annehmbare, wasserlösliche Polypeptid in der pulverförmigen Zusammensetzung in einer Menge von 2 Gew.-% bis 15 Gew.-% vorhanden ist.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer sprühgetrockneten, dispergierbaren, pulverförmigen, pharmazeutischen Zusammensetzung, wobei das Verfahren das Sprühtrocknen eines homogenen wässrigen Gemischs umfasst, das einen pharmazeutisch annehmbaren Träger, ein physiologisch annehmbares, wasserlösliches Polypeptid und einen Wirkstoff umfasst, um eine sprühgetrocknete, dispergierbare, pulverförmige Zusammensetzung zu erhalten, die aus 2 Gew.-% bis 15 Gew.-% des physiologisch annehm baren, wasserlöslichen Polypeptids besteht, worin die pulverförmige Zusammensetzung für die Herstellung eines Aerosols geeignet ist, das einem menschlichen Patienten mittels Inhalationstherapie verabreicht werden kann.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine sprühgetrocknete, dispergierbare, pulverförmige Zusammensetzung, die für die Inhalation durch einen menschlichen Patienten geeignet ist und einen pharmazeutisch annehmbaren Exzipienten und einen Wirkstoff umfasst, der zur Behandlung eines Erkrankungszustands des Patienten mittels Inhalationstherapie geeignet ist, worin die dispergierbare pulverförmige Zusammensetzung auch eine die Dispergierbarkeit erhöhende Menge eines physiologisch annehmbaren, wasserlöslichen Polypeptids umfasst, worin die Dispergierbarkeit erhöhende Menge 2 Gew.-% bis 15 Gew.-% ausmacht.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine sprühgetrocknete, dispergierbare, pulverförmige Zusammensetzung, die für die Inhalation durch einen menschlichen Patienten geeignet ist, wobei die Zusammensetzung einen pharmazeutisch annehmbaren Arzneimittelträger umfasst, der ein Kohlenhydrat, eine Aminosäure oder ein Gemisch davon, einen zur Behandlung einer Krankheit des Patienten durch Inhalation geeigneten Wirkstoff und eine die Dispergierbarkeit erhöhende Menge eines physiologisch annehmbaren, wasserlöslichen Polypeptids umfasst, worin der Wirkstoff aus der aus Steroiden, Bronchodilatoren, Mastzellen-Inhibitoren, LHRH, LHRH-Derivaten, Nafarelin, Goserelin, Leuprolid, RNA-Sequenzen und DNA-Sequenzen bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Querschnitt eines Systems zur Dispersion eines pulverförmigen Medikaments.
2 ist ein Schnittbild einer Zufuhrrohranordnung für das System zur Dispersion eines pulverförmigen Medikaments.
3 zeigt eine Draufsicht eines durchstoßbaren Deckels.
Die 4A, 4B und 4C sind detaillierte Ansichten einer Anordnung einer Verengung des Systems für die Dispersion eines pulverförmigen Medikaments.
5 ist ein Querschnitt der Hochgeschwindigkeits-Gasleitungen um ein Zufuhrrohrhohlraum herum.
6 ist ein Querschnitt der Hochgeschwindigkeits-Gasleitungen, worin diese als ein einfache, konische Verteilerkanäle ausgebildet sind.
7 zeigt die Transfektionsaktivität des Lipid-DNA-Komplexes in der Zellkultur.
8 zeigt die Transfektionsaktivität des Lipid-DNA-Komplexes in der Zellkultur.
Definitionen
Bei der Interpretation der verschiedenen Aspekte dieser Erfindung sollten einige wichtige Definitionen berücksichtigt werden.
Der Begriff "Pulver" oder "pulverförmig" bezieht sich auf eine Zusammensetzung, die aus fein dispergierten festen Teilchen besteht, die relativ frei fließen und in einer Inhalationsvorrichtung dispergiert und anschließend von einem Individuum inhaliert werden können, so dass die Teilchen die Lungen erreichen, um somit ein Eindringen in die Alveolen zu ermöglichen. Somit kann das Pulver mittels Inhalationstherapie verabreicht werden, und es soll "einatembar" und für eine pulmonale Zufuhr geeignet sein. Im Allgemeinen beträgt die mittlere Größe der Teilchen weniger als 10 Mikrometer (μm) im Durchmesser, und die Teilchenform kann unregelmäßig, einheitlich oder gemischt sein. Vorzugsweise beträgt die mittlere Teilchengröße weniger als 7,5 μm und noch bevorzugter weniger als 5,0 μm. Für gewöhnlich liegt die Teilchengrößenverteilung zwischen 0,1 μm und 5 μm im Durchmesser, insbesondere 2 μm bis 5 μm.
Der Begriff "trocken" bedeutet, dass die Pulverzusammensetzung einen solchen Feuchtigkeitsgehalt aufweist, dass die Teilchen leicht in einer Inhalationsvorrichtung dispergiert werden können, um ein Aerosol auszubilden. Dieser Feuchtigkeitsgehalt liegt im Allgemeinen unter 10 Gew.-% Wasser, gewöhnlich unter 5 Gew.-% und vorzugsweise unter 3 Gew.-%.
Der Begriff "Dispergierbarkeit" bezeichnet den Grad, bei welchem eine Pulverzusammensetzung in einem Luftstrom dispergiert (d.h. suspendiert) werden kann, so dass die dispergierten Teilchen in die Lungen eines Patienten eingeatmet oder inhaliert werden können. So bedeutet z.B., wenn eine Pulverzusammensetzung nur zu 10 % dispergierbar ist, dass nur 10 % der Masse der fein geteilten Teilchen, aus denen die Zusammensetzung besteht, für die orale Inhalation in die Lungen suspendiert werden können; eine 50 % Dispergierbarkeit bedeutet, dass 50 % der Masse suspendiert werden können. Eine Standardmessung der Dispergierbarkeit ist hierin nachfolgend beschrieben.
Der Begriff "therapeutisch wirksame Menge" bezeichnet jene Menge eines in der Pulverzusammensetzung vorhandenen Wirkstoffs, die erforderlich ist, um den zu behandelnden Patienten mit dem erwünschten Gehalt des Wirkstoffs zu versorgen, um die erwartete physiologische Reaktion zu ergeben. Diese Menge wird für jeden Wirkstoff von Fall zu Fall festgelegt. Hierin sind nachfolgend dafür Richtlinien angegeben.
Der Begriff "physiologisch wirksame Menge" bezeichnet jene Menge, die einem Patienten zugeführt wird, um die erwünschte lindernde oder heilende Wirkung zu erzielen. Diese Menge ist für jeden Wirkstoff und seinen letztendlich zugelassenen Dosierungsgehalt spezifisch. Hierin sind nachfolgend dafür Richtlinien angegeben.
Der Begriff "pharmazeutisch annehmbar" bezieht sich auf einen Arzneimittelträger, sei es nun ein Träger oder ein Protein, die zur Erhöhung der Dispergierbarkeit verwendet werden, der ohne beträchtliche nachteilige toxikologische Nebenwirkungen auf die Lungen in die Lungen aufgenommen werden kann.
Detaillierte Beschreibung und bevorzugte Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich, zumindest teilweise, auf die Entdeckung, dass die Dispergierbarkeit eines einatembaren Pulvers, das mittels Inhalation verabreicht werden kann, dadurch erhöht werden kann, indem ein pharmazeutisch annehmbares, wasserlösliches Polypeptid in die Zusammensetzung aufgenommen wird. Bei der Herstellung von pulverförmigen Medikamentenzusammensetzungen für die Inhalationszufuhr ist es sehr schwierig, ein gleichmäßig hohes Dispergierbarkeitsniveau der Zusammensetzungen sicherzustellen. Ein hohes Dispergierbarkeitsniveau ist somit von Vorteil, so dass ein größerer Prozentsatz des Wirkstoffs in einer Dosierungseinheit in die Lungen des Patienten eintreten kann. Es ist auch wichtig, die Dispergierbarkeit zu maximieren, damit auf diese Weise pro Inhalation ein geringerer Teil des Medikaments verloren geht. Wenn z.B. nur 50 % der Teilchen, aus denen die Pulverzusammensetzung besteht, dispergiert werden, so bleiben 50 % der Zusammensetzung (und somit des Wirkstoffs) nicht dispergiert und werden somit nicht verwendet. Dies stellt eine beträchtlich große Verlustmenge des Wirkstoffs dar und bedeutet, dass der Hersteller diesen Verlust berücksichtigen muss, um sicherzustellen, dass ausreichend Wirkstoff für die Zufuhr zu einem Patienten umfasst ist. Sind die Kosten für den Wirkstoff hoch, so kann dies beträchtliche Zusatzkosten für den Hersteller bedeuten. Die vorliegende Erfindung zielt auf dieses Problem des verlorengegangenen Wirkstoffs durch eine verbesserte Dispergierbarkeit ab.
Zusammensetzungen der Erfindung
Ein Aspekt dieser Erfindung ist eine dispergierbare, trockene Pulverzusammensetzung, die dafür geeignet ist, einem Patienten mittels Inhalation, insbesondere oraler Inhalation, verabreicht zu werden, wobei die Zusammensetzung einen pharmazeutisch annehmbaren Arzneimittelträger, eine therapeutisch wirksame Menge eines für die Behandlung einer Erkrankung, die eine orale Inhalationsbehandlung zulässt, geeigneten Wirkstoffs sowie eine die Dispergierbarkeit verbessernde Menge eines pharmazeutisch annehmbaren Polypeptids umfasst. Alternativ dazu kann ein Aspekt dieser Erfindung als eine Verbesserung gegenüber bereits existierenden pulverförmigen pharmazeutischen Zusammensetzungen, die für die Inhalationstherapie geeignet sind, angesehen werden, da die Verbesserung die Gegenwart einer die Dispergierbarkeit verbessernden Menge eines pharmazeutisch annehmbaren Polypeptids in der pulverförmigen pharmazeutischen Zusammensetzung umfasst.
Die Komponente der verbesserten Zusammensetzung, die ein pharmazeutisch annehmbarer Träger ist, umfasst jeden Standard-Träger aus Kohlenhydrat und Aminosäure, der in der Technik dafür bekannt ist, dass er für Arzneimittelträger für die Inhalationstherapie, entweder allein oder in Kombination, geeignet ist. Diese Träger sind im Allgemeinen relativ frei fließende, teilchenförmige Feststoffe, bei Kontakt mit Wasser verdicken oder polymerisieren sie nicht, sie sind, wenn sie als dispergiertes Pulver inhaliert werden, toxikologisch harmlos und stehen mit dem Wirkstoff in einer solchen Art und Weise, welche die erwünschte physiologische Wirkung des Mittels nachteilig beeinflusst, in keiner signifikanten Wechselwirkung. Kohlenhydrat-Arzneimittelträger, die in dieser Hinsicht besonders zweckdienlich sind, umfassen Mono- und Polysaccharide. Repräsentative Monosaccharide umfassen Kohlenhydrat-Träger wie Dextrose (wasserfrei und das Monohydrat; werden auch als Glucose und Glucosemonohydrat bezeichnet), Galactose, Mannit, D-Mannose, Sorbit, Sorbose und dergleichen. Monosaccharide sind auf dem Markt leicht" erhältlich; so kann Dextrose z.B. von Firmen wie Mallinckrodt, Inc., Corn Products Co., CPC (UK) Ltd., und/oder anderen bezogen werden. Mannit und Sorbit sind von Firmen wie ICI Americas, Inc., McKesson Chemical Co., Merck & Co., Atlas Chemical Industries (UK) Ltd. und/oder anderen erhältlich. Respräsentative Disaccharide wie Laktose, Maltose, Saccharose, Trehalose und dergleichen können von Firmen wie McKesson Chemical Co., Aldrich Chemical Co., Inc., Great Western Sugar Co. und/oder anderen erworben werden. Repräsentative Trisaccharide umfassen jene wie Raffinose und dergleichen, die von kommerziellen Quellen leicht bezogen werden können. Andere Kohlenhydrat-Arzneimittelträger umfassen Cyclodextrine wie 2-Hydroxypropyl-β-cyclodextrin.
Geeignete Aminosäure-Arnzeimittelträger umfassen alle in der Natur vorkommenden Aminosäuren, die unter standardisierten pharmazeutischen Verarbeitungstechniken ein Pulver ausbilden, und umfassen die nichtpolaren (hydrophoben) Aminosäuren und polaren (ungeladenen, positiv geladenen und negativ geladenen) Aminosäuren, wobei solche Aminosäuren von pharmazeutischer Reinheit sind und von der US-Lebensmittelbehörde als im Allgemeinen sicher (GRAS) eingestuft werden. Repräsentative Beispiele für nichtpolare Aminosäuren umfassen Alanin, Isoleucin, Methionin, Phenylalanin, Prolin, Tryptophan und Valin. Repräsentative Beispiele für polare, ungeladene Aminosäuren umfassen Cystin, Glycin, Glutamin, Serin, Threonin und Tyrosin. Repräsentative Beispiele für polare, positiv geladene Aminosäuren umfassen Arginin, Histidin und Lysin. Repräsentative Beispiele für negativ geladene Aminosäuren umfassen Asparaginsäure und Glutaminsäure. Von diesen wird Glycin bevorzugt. Diese Aminosäuren sind im Allgemeinen von kommerziellen Quellen erhältlich, die Produkte mit pharmazeutischer Reinheit bereitstellen, so z.B. Aldrich Chemical Company, Inc., Milwaukee, Wisconsin, oder Sigma Chemical Company, St. Louis, Missouri.
Es ist zu verstehen, dass geeignete Arzneimittelträger Gemische eines oder mehrerer Kohlenhydrate mit einer oder mehreren Aminosäuren umfassen. Im Allgemeinen kann die Kombination ein Verhältnis von 100:1 bis 1:100 Gewichtsteile eines geeigneten Kohlenhydrats zu Gewichtsteilen einer geeigneten Aminosäure zeigen, wobei ein solches Verhältnis vorzugsweise zwischen 5:1 bis 1:5, noch bevorzugter 1:1, liegt. Eine besonders nützliche Kombination dieser Art ist die Kombination von Mannit mit Glycin.
Die Menge an Arzneimittelträger, die in der Zusammensetzung dieser Erfindung nützlich ist, ist eine Menge, die dazu dient, den Wirkstoff in der gesamten Zusammensetzung einheitlich zu verteilen, so dass er einheitlich dispergiert werden kann, wenn er einem Patienten, der diesen braucht, zugeführt werden soll. Sie kann auch dazu dienen, den Wirkstoff auf eine Konzentration zu verdünnen, bei welcher der Wirkstoff die gewünschte vorteilhafte lindernde oder heilende Wirkung bereitstellen und gleichzeitig jegliche nachteilige Nebenwirkungen, die sich aus einer zu hohen Konzentration ergeben könnten, minimieren kann. Somit wird für einen Wirkstoff, der eine hohe physiologische Aktivität aufweist, mehr des Trägers verwendet. Andererseits wird für einen Wirkstoff, der eine geringere physiologische Aktivität zeigt, eine kleinere Menge des Trägers verwendet. Im Allgemeinen liegt die Menge des Arzneimittelträgers in der Zusammensetzung zwischen 50 Gew.-% und 99,9 Gew.-% der gesamten Zusammensetzung, aber weil der in der Zusammensetzung dieser Erfindung verwendete Wirkstoff eine hohe physiologische Aktivität aufweist, kann die Menge des Arzneimittelträgers zwischen 95 und 99,9 % liegen. Für Wirkstoffe, die über eine besonders hohe physiologische Aktivität verfügen, kann die Menge zwischen 98,0 und 99,9 Gew.-% liegen.
Die Komponente der Zusammensetzung, die ein Wirkstoff ist, umfasst jedes Mittel, das für die Behandlung eines menschlichen Patienten mittels Inhalationstherapie zweckdienlich ist. Die Verabreichung des Wirkstoffs zeigt insofern eine positive Wirkung auf den Patienten, als er einen lindernden oder heilenden Einfluss auf den Erkrankungszustand des Patienten gibt. Somit kann der Patient an bronchialem Asthma oder damit in Zusammenhang stehenden Corticosteroid-reaktiven brochospastischen Erkrankungen, an Heuschnupfen, einer Entzündung, Endometriose, Prostatakrebs, einer bakteriellen Infektion, viralen Infektionen oder dergleichen leiden. Zusätzlich dazu kann der Patient sich in einem Krankheitszustand befinden, in welchem die Verabreichung eines Nukleinsäurekomplexes aus DNA- oder RNA-Material für eine Behandlung mittels Gentherapie oder eine Behandlung einer Erkrankung in Reaktion auf eine Behandlung durch ein Interferon wie Hepatitis B und C, Haarzellenleukämie, chronischer Nicht-A-Hepatitis, Nicht-B/C-Hepatitis, Kaposi-Sarkom, Multipler Sklerose, chronischer Granulomatose und dergleichen, erforderlich ist. Somit umfassen die Arten an Wirkstoffen, die für eine Verwendung in der Zusammensetzung geeignet sind, Steroide (z.B. Dexamethason, Triamcinolon, Beclomethason, Beclomethasondiproprionat, Fluocinolon, Fluocinonid, Flunisolid, Flunisolidhemihydrat und dergleichen), Bronchodilatoren (z.B. Adrenalin, Isoproterenol, Metaproterenol, Terbutalin und seine Salze, Isoetharin, Albuterol und seine Salze, Pirbuterol und seine Salze, Bitolterat und dergleichen), Mastzellen-Inhibitoren (Cromolynnatrium und dergleichen), Antibiotika (z.B. Pentamidin), Polypeptide mit niedrigem Molekulargewicht wie LHRH und seine Derivate (LHRH, Nafarelin, Goserelin, Leuprolid und dergleichen), Polypeptide mit hohem Molekulargewicht wie Interferon oder Rhu-IL-1-Rezeptor und dergleichen. Auch kann ein Wirkstoff, der eine RNA- oder DNA-Sequenz ist, die für die Gentherapie verwendet werden kann, als Teil der Zusammensetzung dieser Erfindung eingesetzt werden. Im Allgemeinen variiert die Menge eines in der Zusammensetzung vorhandenen Wirk stoffs zwischen 0,1 Gew.-% und 50 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 0,1 Gew.-% und 5 Gew.-% und insbesondere zwischen 0,1 Gew.-% und 2 Gew.-%.
In der für die Bereitstellung von Gentherapie zweckdienlichen Zusammensetzung dieser Erfindung ist der Wirkstoff ein geeigneter Nukleinsäurekomplex (d.h. eine RNA- oder DNA-Sequenz), der auf Zellebene mittels Verabreichung an die Lunge aufgenommen werden kann. Im Allgemeinen ist der Nukleinsäurekomplex eine mit einem geeigneten kationischen Lipidbläschen, das die Transfektion auf Zellebene unterstützt, oder einem geeigneten Replikations-defizienten rekombinanten Virus assoziiert, der die Transfektion auf Zellebene unterstützt. Repräsentative DNA-Plasmide umfassen pCMVβ (von Genzyme Corp., Framingham, MA, erhältlich), pCMV-β-gal (ein mit dem E.-coli-Lac-Z-Gen verbundener CMV-Promotor, der für das Enzym β-Galactosidase kodiert). Repräsentative Lipide, welche die Transfektion unterstützen, umfassen DMRIE (Dimyristyloxypropyl-3-dimethylhydroxyethylammonium), DOPE (Dioleoylphosphatidylethanolamin), DOTMA (N-[1-(2,3-Dioleyloxy)propyl]-N,N,N-trimethylammoniumchlorid) und dergleichen. Solche Lipide können allein oder in Kombination verwendet werden, so z.B. Kombinationen von DOTMA mit DOPE oder DMRIE mit DOPE. Die Kombination Nukleinsäure/Lipid wird in nachfolgend erklärten Verfahren hergestellt. Eine detailliertere Erklärung folgt in Beispiel 3. Repräsentative Replikationsmangeltransfektionsviren umfassen das Adenovirus Ad2-CMV-LacZ-2 (Genzyme Corp., Framingham, MA).
DOTMA wird gemäß dem in einer Veröffentlichung von Phillip L. Felgner et al. mit dem Titel "Lipofection: A highly efficient, lipid-mediated DNA-transfection procedure", Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84, 7413–7417, November 1987, Biochemistry, ausgeführten Verfahren hergestellt. Die Herstellung von Liposomen ist wie auch das allgemeine Verfahren zur Herstellung eines Lipid-DNA-Komplexes, der so eingestellt werden kann, dass er für die in dieser Erfindung zweckdienliche DNA geeignet ist, in derselben Veröffentlichung ausgeführt. DOTMA, das im Handel als LIPOFECTIN^TM bezeichnet wird, ist von Bethesda Research Laboratories (BRL), Bethesda, Maryland, erhältlich. DMRIE und DOPE können von Vical Corporation, San Diego, Kalifornien, erworben werden.
Das in dieser Zusammensetzung, in diesem Verfahren und diesem Vorgang der Erfindung verwendbare Dispersionsmittel, das eine erhöhte Dispergierbarkeit bereitstellt, ist ein pharmazeutisch annehmbares, wasserlösliches Polypeptid. Zum Zweck dieser Anmeldung soll das Polypeptid sowohl in der Natur vorkommende Proteine als auch künstlich konstruierte Polypeptide, in denen einzelne Aminosäureneinheiten über eine Standard-Peptidamidbindung (die Carboxylgruppe der einen und die Aminogruppe der anderen) miteinander verbunden sind, umfassen. Das Dispersionsmittel ist eines, das in die Lungen eines Patienten, der dieses braucht, aufgenommen werden kann, ohne dabei nachteilige toxikologische Nebenwirkungen bei den verwendeten Mengen hervorzurufen. Während das Dispersionsmittel vorzugsweise ein inaktives Mittel ist, besteht ein Teil dieser Erfindung darin, Mittel zu umfassen, die über eine gewisse eigene spezifische Aktivität verfügen, so lange dabei diese Aktivität nicht antithetisch zur Verwendung der gesamten Zusammensetzung ist. Das Dispersionsmittel wird durch ein Molekulargewicht zwischen etwa 1.000 und etwa 200.000 charakterisiert.
Das Molekulargewicht in diesem Zusammenhang ist eine Standarddefinition laut Wörterbuch, d.h. die Summe der Atomgewichte aller Atome in einem Molekül. Dies wird auch als Formelgewicht bezeichnet. Bei Proteinen kann das Molekulargewicht geringfügig mit den Verfahren, die zur Messung dieses verwendet werden, variieren. Die Verfahren, die verwendet werden können, sind auf dem Gebiet der Erfindung allgemein bekannt und können auf der chemischen Zusammensetzung, zahlenmittleren oder gewichtsmittleren Verfahren basieren. Diese umfassen Verfahren, die auf der Aminosäurenanalyse, auf Messungen des osmotischen Drucks, der Sedimentationsanalyse, der Lichtstreuung, der Molekulareinschlusschromatographie oder SDS-Gel-Elektrophorese (siehe z.B. Kapitel 7 von "Biochemistry" von Albert L. Lehninger, Zweite Auflage (1975), Hrsg. Worth Publishers, Inc.) basieren. Es können aber auch andere verwendet werden. Während durch diese Verfahren unterschiedliche Resultate gewonnen werden können, so sind die Unterschiede im Allgemeinen von nur geringer Natur.
Ein Beispiel für ein Mittel mit einem niedrigen Molekulargewicht ist ein Polyalanin mit einem Molekulargewicht von etwa 1.000. Es können auch andere Polypeptide mit diesem Molekulargewichtsbereich hergestellt werden, die physiologisch annehmbar, jedoch inaktiv sind. Moleküle mit einem Molekulargewicht im Bereich von etwa 3.000 bis 6.000 können ebenfalls verwendet werden. Wird ein Material verwendet, das über eine spezifische eigene Aktivität verfügt, so wird es in solchen Mengen verwendet, dass die Eigenaktivität nicht ungünstig die Aktivität des Wirkstoffs beeinflusst. Ein weiteres Beispiel für die in dieser Erfindung verwendbaren Proteine umfasst α-Lactalbumin, einen Bestandteil der Milch, der ein Molekulargewicht von etwa 14.200 aufweist. Ein weiteres Beispiel für ein repräsentatives Dispersionsmittel ist Trypsinogen mit einem Molekulargewicht von etwa 24.000. Ein Dispersionsmittel, das insbesondere bevorzugt wird, ist Human-Serum-Albumin (HSA), das ein Molekulargewicht von etwa 69.000 aufweist (der Wert wird im Merck Index, 11. Auflage, mit etwa 69.000 und bei Lehniger, 2. Auflage, mit 68.500 angegeben). Vorzugsweise liegt das Molekulargewicht des Proteindispersionsmittel von etwa 1.000 bis etwa 100.000, noch mehr bevorzugt von etwa 1.000 bis etwa 70.000 und insbesondere bei etwa 69.000, d.h. HSA.
Die Menge an in der Zusammensetzung dieser Erfindung vorhandenem Dispersionsmittel kann von 1 Gew.-% bis 15 Gew.-%, vorzugsweise von 3 Gew.-% bis 8 Gew.-% und insbesondere von 3 Gew.-% bis 5 Gew.-%, variieren.
Zusätzlich zum Arzneimittelträger aus einem Kohlenhydrat, einer Aminosäure oder Gemischen davon, dem Wirkstoff oder dem Proteindispersionsmittel kann die Zusammensetzung dieser Erfindung auch andere pharmazeutisch annehmbare Arzneimittelträger enthalten, die verwendet werden können, um die Zusammensetzung zu stabilisieren oder sie mit der Form der Dosiseinheit, mit welcher sie zugeführt wird, kompatibler zu machen. Solche Arzneimittelträger umfassen z.B. Puffermittel wie Citrat, Phosphat oder Acetat.
Die Zusammensetzung dieser Erfindung wird von einem Einheitsdosisbehälter zugeführt, der eine Menge enthält, die ausreichend ist, um die erwünschte physiolo gische Wirkung nach Inhalation durch einen Patienten, der diese benötigt, bereitzustellen. Die Menge wird in einer Kammer dispergiert, die ein ausreichendes Innenvolumen aufweist, um im Wesentlichen die gesamte Pulverdispersion, die sich aus dem Behälter der Dosiseinheit ergibt, einzufangen. Im Allgemeinen beträgt das Kammervolumen von etwa 50 ml bis etwa 1.000 ml, vorzugsweise von etwa 100 ml bis etwa 750 ml. Somit beträgt die Menge der Dosiseinheit von etwa 2 mg des Pulvers bis etwa 20 mg des Pulvers, vorzugsweise etwa 4 mg bis etwa 10 mg des Pulvers, pro Dosiseinheit. Etwa 5 mg pro Dosiseinheit sind ziemlich wirksam. Der bevorzugte Behälter für die Dosiseinheit ist eine Blisterpackung, die im Allgemeinen als eine Reihe von Blisterpackungsstreifen bereitgestellt wird. Das allgemeine Verfahren für die Herstellung von solchen Blisterpackungen oder Blisterpackungsstreifen ist Fachleuten auf dem Gebiet der Technik aus Publikationen wie Remington's Pharmaceutical Sciences (18. Auflage) oder anderen ähnlichen Veröffentlichungen bekannt. Das Volumen solcher Behälter für die Dosiseinheit beträgt, um die erforderliche Menge an Pulver dieser Erfindung aufnehmen zu können, etwa 1 ml bis etwa 30 ml, vorzugsweise etwa 2 ml bis etwa 10 ml.
Verabreichung der Zusammensetzungen dieser Erfindung
Die pulverförmigen Zusammensetzungen dieser Erfindung können einem menschlichen Patienten, der diese benötigt, verabreicht werden, indem diese pulverförmige Zusammensetzung als Aeorsol in eine Kammer dispergiert wird, die einen für die Inhalationstherapie geeigneten Zufuhrauslass, so z.B. ein Mundstück, aufweist, und indem der Patient, vorzugsweise oral, das dispergierte Pulver in die Lungen des Patienten inhaliert. Im Allgemeinen erfolgt dies entsprechend dem Verfahren und der Vorrichtung, die in der US-Patentanmeldung Seriennummer 08/309.691, eingereicht am 21. September 1994 (nunmehr US-A-5785049), mit dem Titel "Method and Apparatus For Dispersion of Dry Powdered Medicaments", von Smith, Burr, Etter, Axford, Lyons und Platz, beschrieben sind. Eine weitere Beschreibung einer zur Durchführung des Verfahrens dieser Erfindung nützlichen Vorrichtung findet sich in den US-Patentanmeldungen Nr. 07/910.048 (nun US-A-5845135) und 08/207/472.
Die Verabreichung kann erfolgen, indem eine pulverförmige Zusammensetzung dieser Erfindung, die in einem Behälter für die Dosiseinheit enthalten ist, in Aerosolform vernebelt wird, indem ein Pulvereinlassende eines Zufuhrrohrs durch eine Penetration in der Zugriffsfläche eingeführt und ein Gasstrom mit hoher Geschwindigkeit an einem Auslassende des Zufuhrrohrs vorbeigeführt wird, so dass im Wesentlichen das gesamte Pulver im Behälter fluidisiert, axial durch das Zufuhrrohr gezogen und im Gasstrom mit hoher Geschwindigkeit dispergiert wird, um in einer Kammer ein Aerosol zu bilden. Weitere Details können der erwähnten Patentanmeldung Nr. 309.691 (US-A-5785049) entnommen werden oder durch Verwendung einer wie nachfolgend beschriebenen Vorrichtung erhalten werden. In der Praxis wird eine bevorzugte Dosiseinheit einer pulverförmigen Zusammensetzung dieser Erfindung von 4 mg bis 10 mg hierin nachfolgend ausgeführten Bedingungen unterworfen, um das Pulver in Aerosolform zu vernebeln, so dass eine stehende Wolke oder eine Aerosoldispersion in einer geeigneten Kammer von vorzugsweise 100 ml bis 750 ml erzeugt wird, woraufhin ein Patient danach die Dispersion in die Lungen des Patienten inhaliert.
Vorgang zur Herstellung der Zusammensetzungen der Erfindung
Ein weiterer Aspekt dieser Erfindung ist eine Verbesserung des Vorgangs zur Herstellung einer einatembaren, pulverförmigen, pharmazeutischen Zusammensetzung. Bei einem Vorgang zur Herstellung einer einatembaren, pulverförmigen, pharmazeutischen Zusammensetzung durch (a) Bildung einer homogenen wässrigen Zusammensetzung, die Wasser, einen pharmazeutisch annehmbaren Arzneimittelträger und einen für die Behandlung eines Erkrankungszustands mittels Inhalation geeigneten Wirkstoff umfasst, (b) Entfernung des Wasser aus der wässrigen Zusammensetzung, um einen Feststoff zu erzeugen, und (c) Umwandlung des resultierenden Feststoffs in eine einatembare, pulverförmige, pharmazeutische Zusammensetzung umfasst die Verbesserung dieser Erfindung die Zugabe eines wasserlöslichen, physiologisch annehmbaren Proteins zur wässrigen Zusammensetzung in einer ausreichenden Menge, um die Dispergierbarkeit der resultierenden einatembaren, pulverförmigen, pharmazeutischen Zusammensetzung zu erhöhen.
Somit ist ersichtlich, dass die Verbesserung mittels Zugabe des wasserlöslichen, physiologisch annehmbaren Proteins zur wässrigen Zusammensetzung vor der Entfernung des Wassers und der Bildung der pulverförmigen pharmazeutischen Zusammensetzung auf alle Vorgänge angewendet werden kann, die verwendet werden, um die dispergierbaren, pulverförmigen Zusammensetzungen dieser Erfindung zu erzeugen. So gilt diese Verbesserung auch für einen Vorgang, in welchem die wässrige Zusammensetzung unter Standardbedingungen der Lyophilisierung lyophilisert wird, um das Wasser zu entfernen, und in welchem die resultierende feste Zusammensetzung in eine einatembare, pulverförmige, pharmazeutische Zusammensetzung umgewandelt wird, indem der Feststoff etwa mithilfe einer Kugelmühle oder einer Strahlmühle zerkleinert wird, um eine Teilchengröße zu erhalten, die eingeatmet werden kann und für die orale Inhalationstherapie geeignet ist. Im Allgemeinen beträgt die Teilchengröße weniger als 10 Mikrometer, vorzugsweise weniger als 5 Mikrometer. Alternativ dazu gilt die Verbesserung gleichermaßen auch für ein Verfahren der Sprühtrocknung einer wässrigen Zusammensetzung, um eine dispergierbare, pulverförmige, pharmazeutische Zusammensetzung zu bilden.
Die Komponenten des wässrigen Gemischs sind in den obigen Abschnitten definiert und dargelegt worden, und die relativen Mengen, die in der resultierenden einatembaren, pharmazeutischen Zusammensetzung erwünscht sind, sind ebenfalls oben ausgeführt worden.
Bei der Herstellung des wässrigen Gemischs für eine Verwendung im Verfahren nach dem Stand der Technik und bei der Verbesserung, die einen Teil dieser Erfindung ausmacht, wird eine Lösung oder stabile Suspension gebildet, indem der geeignete Arzneimittelträger, der Wirkstoff und das physiologisch annehmbare, wasserlösliche Protein in Wasser aufgelöst oder suspendiert werden. Die Reihenfolge, in welcher die Komponenten zugegeben werden, ist nicht sehr wichtig, und obwohl das homogene Gemisch eine Lösung oder Suspension sein kann, wird eine Lösung bevorzugt. Das Verhältnis der Komponenten im wässrigen Gemisch ist konsistent mit den Verhältnissen, die in der resultierenden pulverförmigen Zusammensetzung er wünscht sind. Im Allgemeinen ist die Konzentration der Materialien in der nachfolgenden Tabelle angegeben:
Tabelle 1 Geeignete wässrige Zusammensetzungen
Im Allgemeinen ist es ausreichend, das wässrige Gemisch bei Temperaturen über dem Gefrierpunkt von Wasser aber unter einer Temperatur herzustellen, welche die Aktivität der Wirkstoffe oder die Stabilität des wasserlöslichen Proteins, die einen Teil der Verbesserung dieser Erfindung ausmacht, negativ beeinflusst. Im Allgemeinen liegt die Temperatur zwischen 20 und 30 °C, vorzugsweise bei Raumtemperatur. Der pH-Wert der Lösung kann eingestellt werden, indem ein geeignetes Puffermaterial, das für die erwünschte Stabilität des Wirkstoffes und des Proteins geeignet ist, umfasst wird. Der pH liegt im Allgemeinen im neutralen Bereich von etwa pH 6–8, vorzugsweise etwa 7. Geeignete Pufferzusammensetzungen können einen Puffer auf Citrat-Basis, auf Phosphat-Basis oder Acetat-Basis umfassen. Andere Arzneimittelträger können in der wässrigen Zusammensetzung umfasst sein und die Stabilität oder Suspendierbarkeit der Gemische, die keine Lösung sind, erhöhen. Im Allgemeinen wird die wässrige Lösung einfach dadurch gebildet, indem die geeigneten Konzentrationen der Materialien in Wasser unter Rühren so gemischt werden, bis sich alle Materialien im Wasser aufgelöst oder dispergiert und suspendiert haben.
Wie bereits zuvor angeführt gilt die Verbesserung der Erfindung auch für ein Verfahren, durch welches die Lösung oder Suspension gebildet und das Wasser entfernt wird und durch welches die resultierenden Feststoffe daraufhin in eine pulver förmige Zusammensetzung umgewandelt werden. Die Entfernung von Wasser und Umwandlung in ein Pulver kann in einer Umgebung der Sprühtrocknung, wodurch diese zwei Schritte gleichzeitig erfolgen können, oder kann in einem Vorgang mit zwei Schritten, so etwa wie die Verdampfung von Wasser unter Bedingungen, die sich nicht negativ auf das wasserlösliche Protein oder den Wirkstoff auswirken, und darauf folgender Zerkleinerung unter Bedingungen, die sich ebenfalls nicht negativ auf den Wirkstoff oder die Wirksamkeit des Proteins auswirken, erfolgen. Findet ein zwei Schritte umfassendes Verfahren seine Anwendung, so wird im Allgemeinen bevorzugt, die wässrige Zusammensetzung zu lyophilisieren, um jegliche negativen Auswirkungen auf die aktiven Bestandteile zu minimieren. Die Lyophilisierung ist ein Vorgang der Gefriertrocknung, in welchem Wasser von der Zusammensetzung sublimiert wird, nachdem sie gefroren worden ist. Die besonderen Vorteile des Lyophilisierungsvorgangs bestehen darin, dass biologische und pharmazeutische Stoffe, die in der wässrigen Lösung relativ instabil sind, ohne Erhöhung der Temperatur getrocknet (wodurch nachteilige thermische Auswirkungen eliminiert werden) und danach im Trockenzustand gelagert werden können, wobei es nur wenige Stabilitätsprobleme gibt. Nachdem die Entscheidung gefällt wurde, dass das Material zerkleinert wird, kann dies in jeder geeigneten Art und Weise durchgeführt werden, so lange die Aktivität des Materials erhalten bleibt. Im Allgemeinen umfasst die Zerkleinerung oder Reduzierung der Teilchengröße eine große Vielzahl an Operationen, welche die mittels Lyophilisierung erhaltenen Feststoffe auf eine Größe reduzieren, die für die orale Verabreichung geeignet ist. Im Allgemeinen müssen die Teilchen kleiner als 10 Mikrometer sein, damit sie in die Lungen aufgenommen werden und somit wirksam sein können. Die Zerkleinerung kann in Stadien und unter Verwendung von auf dem Gebiet der Erfindung für diesen Vorgang bekannten Vorgängen erfolgen. Beispiele finden sich im Kapitel 88 von Remington's Pharmaceutical Sciences, 18. Auflage, auf den Seiten 1615–1632.
Ein weiterer, noch spezifischerer Aspekt dieser Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer sprühgetrockneten, dispergierbaren, pulverförmigen, pharmazeutischen Zusammensetzung, welches das Sprühtrocknen eines homogenen wässrigen Gemisches umfasst, das Wasser, einen pharmazeutisch annehmbaren Arzneimittel träger, einen für die Behandlung eines Erkrankungszustands mittels Inhalation geeigneten Wirkstoff sowie eine die Dispergierbarkeit erhöhende Menge eines physiologisch annehmbaren, wasserlöslichen Proteins unter Bedingungen umfasst, die ausreichen, um eine dispergierbare, pulverförmige, pharmazeutische Zusammensetzung mit einer kleineren Teilchengröße als etwa 10 Mikrometer bereitzustellen. Alternativ dazu kann dieser Aspekt als eine Verbesserung eines Verfahrens zur Herstellung einer sprühgetrockneten, dispergierbaren, pulverförmigen, pharmazeutischen Zusammensetzung mittels Sprühtrocknung eines homogenen wässrigen Gemisches, das Wasser, einen pharmazeutisch annehmbaren Arzneimittelträger und einen für die Behandlung eines Erkrankungszustands mittels Inhalation geeigneten Wirkstoff umfasst, unter Bedingungen angesehen werden, die ausreichen, um ein dispergierbares Pulver bereitzustellen, worin die Verbesserung das Umfassen einer die Dispergierbarkeit erhöhenden Menge eines physiologisch annehmbaren, wasserlöslichen Proteins im wässrigen Gemisch umfasst.
Im Allgemeinen werden die Zusammensetzungen dieser Erfindung vorzugsweise durch die Verwendung eines Sprühtrockners hergestellt. Dieses Verfahren besteht im Allgemeinen darin, eine hochgradig dispergierte Flüssigkeit, welche die oben definierte wässrige Zusammensetzung ist, und ein ausreichendes Volumen an Heißluft zusammenzubringen, um dadurch Verdampfung und das Trocknen der flüssigen Tröpfchen zu erzeugen. Die Zufuhrflüssigkeit kann eine Lösung, Aufschlämmung, Emulsion, ein Gel oder eine Paste sein, vorausgesetzt die Zufuhr kann atomisiert werden. Vorzugsweise wird eine Lösung verwendet. Im Allgemeinen wird die Zufuhr in einen Strom aus warmer, filtrierter Luft eingesprüht, die das Wasser verdampft und das getrocknete Produkt zu einem Sammler befördert. Die verbrauchte Luft wird daraufhin mit der Feuchtigkeit abgegeben. Obwohl die resultierenden sprühgetrockneten, pulverförmigen Teilchen im Allgemeinen homogen, in ihrer Form etwa kugelig, beinahe einheitlich in ihrer Größe und oftmals hohl sind, scheint die Verbesserung dieser Erfindung in einem Gemisch aus Teilchen mit einer unregelmäßigeren Form zu resultieren. In gewisser Weise kann diese Unregelmäßigkeit zu einer höheren Dispergierbarkeit der Zusammensetzungen dieser Erfindung beitragen. Eine weitere Diskussion der Sprühtrocknung findet sich im Kapitel 89 von Remington's auf den Seiten 1646–1647. Es wurde herausgefunden, dass das Verfahren dieser Erfindung besonders gut unter Verwendung einer Buchi-Sprühtrocknervorrichtung mit einer 190-Seriennummer durchgeführt werden kann. Im Allgemeinen sind die Einlass-Temperatur und die Auslass-Temperatur der Sprühtrocknerausrüstung nicht wichtig, liegen aber auf einer solchen Höhe, dass die erwünschte Teilchengröße bereitgestellt wird und dies zu einem Produkt führt, das die gewünschte Aktivität des Wirkstoffs aufweist. Die Einlass-Temperatur kann somit zwischen Temperaturen von 80 °C bis 150 °C liegen, während die Auslass-Temperatur bei 50 °C bis 100 °C liegt. Vorzugsweise liegen diese Temperaturen bei 90 °C bis 120 °C beim Einlass und bei 60 °C bis 90 °C beim Auslass. Die Durchflussrate, die in der Sprühtrocknerausrüstung verwendet wird, beträgt im Allgemeinen von 3 ml/min bis 5 ml/min. Die Atomisator-Durchflussrate variiert zwischen Werten von 700 LPH (Liter/Stunde) bis etwa 800 LPH. Ein zweiter Sprühtrocknungsvorgang ist nicht erforderlich, kann aber vorgenommen werden.
Indem man die allgemeinen obig dargelegten Prozessrichtlinien befolgt, erhält man eine Zusammensetzung mit den gewünschten Eigenschaften von Teilchengröße und Dispergierbarkeit, die für eine pulmonale Zufuhr zu einem diese benötigenden Patienten geeignet ist. Im Allgemeinen beträgt die mittlere Teilchengröße weniger als 10 μm im Durchmesser bei unregelmäßigen, gleichmäßigen oder einem Gemisch an Teilchenformen. Vorzugsweise beträgt die mittlere Teilchengröße weniger als 7,5 μm und noch bevorzugter weniger als 5 μm im Durchmesser. Gewöhnlich liegt die Verteilung der Teilchengröße zwischen 0,1 μm und 5 μm, insbesondere 2 μm bis 5 μm.
Die Teilchengrößenverteilung (PSD) der Pulverzusammensetzung dieser Erfindung wird unter Verwendung eines Horiba CAPA-700-Zentrifugalsedimentations-Teilchengrößenanalysators gemessen. Gewöhnlich erfolgt die Messung bei etwa 5 mg des Pulvers, das in etwa 5 ml Sedisperse A-11 (Micromeritics, Norcross, GA) suspendiert und vor der Analyse kurz mit Ultraschall behandelt wird. Das Instrument ist so konfiguriert, dass ein Teilchengrößenbereich von 0,40 bis 10 μm Durchmesser gemessen werden kann, und die Zentrifuge wird bei 2.000 U/min betrieben. Die Teilchengrößenverteilung des Pulvers ist durch den Massenmediandurchmesser (MMD) charakterisiert, und so wird der Prozentsatz der Teilchen mit einem MMD von weniger als 5,2 μm bestimmt. Die erhaltenen Werte sind das Mittel aus 2 wiederholten Messungen. Im Allgemeinen zeigt die Pulverzusammensetzung dieser Erfindung eine mittlere Teilchengrößenverteilung von 2 bis 3 μm. Teilchen mit einer Größe von weniger als 5 μm können tief in die Lunge für eine systemische Zirkulation zugeführt werden.
Bestimmung der Dispergierbarkeit
Um die Dispergierbarkeit einer Zusammensetzung dieser Erfindung im Vergleich zu anderen Zusammensetzungen zu bestimmen, kann man einen Standardtest zur Quantifizierung der zuführbaren Dosis einer Dosiseinheitsform verwenden, indem eine Pulverzusammensetzung in Aerosolform vernebelt, die in Aerosolform vernebelte Zusammensetzung gesammelt und das zugeführte Material unter Verwendung der hierin nachfolgend beschriebenen Ausrüstung und des beschriebenen Verfahrens gemessen wird.
Eine hoher Dispergierbarkeitsgrad führt zu einem hohen Prozentsatz einer zugeführten Dosis einer Zusammensetzung dieser Erfindung. Die zugeführte Dosis ist ein Schlüsselparameter für den Erfolg einer pulverfärmigen Zusammensetzung. Sie ist ein Maßstab für die Effizienz, mit welcher eine Zusammensetzung mittels einer pulmonalen Trockenpulver-Inhalationsvorrichtung zugeführt wird, um (1) das Testpulver aus einem Dosierungsbehälter wie einer Blisterpackung zu extrahieren, (2) dieses Pulver in eine "stehende Wolke" aus feinen Teilchen in einer Aerosol-Kammer in Aerosolform zu vernebeln und (3) diese feinen Teilchen durch das Mundstück der Vorrichtung während einer Testinhalation zuzuführen. Die mit jeder getesteten Formation zugeführte Dosis wird im Allgemeinen wie folgt unter Verwendung einer Vorrichtung bestimmt, worin eine einzelne Blisterpackung, die mit etwa 5 mg des Pulvers befüllt ist, in die Vorrichfung eingebracht wird. Die Vorrichtung wird betätigt, wodurch das Pulver in die Aerosol-Kammer der Vorrichtung suspendiert wird. Die "stehende Wolke" aus feinen Teilchen wird daraufhin mit einer Luftdurchflussrate von 30 l/min 2,5 Sekunden lang (1,25 l eingesaugtes Volumen) aus der Kammer ge zogen, und die Probe wird auf einem geeigneten Filter gesammelt, wobei ein Membranfilter aus Polyvinylidenfluorid mit einer Porengröße von 0,65 μm besonders nützlich ist. Das Luftfluss-Probenmuster wird mit einer automatischen Zeitmessung gesteuert und so betätigt, dass ein Vorgang des langsamen, tiefen Einatmens eines Patienten simuliert wird. Die Gesamtwirkung (zugeführte Dosis) und der Prozentsatz an in der Blisterpackung nach der Betätigung verbliebenem Pulver wird gravimetrisch bestimmt, indem das Pulver auf dem Filter und die Menge an Pulver, die in der Blisterpackung zurückbleibt, gemessen werden. Dieser Vorgang kann wie folgt verdeutlicht werden:
Die Berechnung der Dispergierbarkeit erfolgt wie nachfolgend ausgeführt:

1. Gesamtmasse der pulverförmigen Zusammensetzung in einer Dosierungseinheit (z.B. eine 5 mg Blisterpackung}.
2. Gesamtmasse der pulverförmigen Zusammensetzung, die in einer Dosierungseinheit in Aerosolform vernebelt und auf einem Filter gesammelt wird (z.B. 2,5 mg).
3. Dispergierbarkeit wird als die Masse des Pulvers, das auf dem Filter gesammelt wird, durch die Masse des Pulvers im Blister in Prozent definiert (z.B. 2,5 / 5 = 50 %).

Ausrüstung, die für eine Verwendung zur Bestimmung der Dispergierbarkeit geeignet ist (mit kleineren Modifikationen), ist in der PCT-Anmeldung beschrieben, die als Internationale Patentnummer WO 93/00951, veröffentlicht am 21. Jänner 1993 mit dem Titel "Method and Device for Aerosolized Medicaments" von John S. Patton, veröffentlicht wurde.
Die Dispergierbarkeit wird unter Verwendung eines hierin nachfolgend beschriebenen Systems oder eines Systems bestimmt, das Teile der in der obigen Veröffentlichung WO93/00951 beschriebenen Ausrüstung in Kombination mit dem hierin nachfolgend beschriebenen System aufnehmen kann. Jedes System kann auch so adaptiert werden, dass eine Zusammensetzung dieser Erfindung einem diese benötigenden Patienten verabreicht werden kann.
Mit Bezug nun auf 1 wird ein System 10 zur Dispersion eines pulverförmigen Medikaments aus einer Vielzahl von Behältern 12 beschrieben. Wie dargestellt ist befinden sich die Behälter 12 in einem zusammenhängenden Netz, das einzelne Wells umfasst, die von einem punktierbaren Deckel oder einer Zugriffsfläche, gewöhnlich einer Metallfolie oder einem anderen herkömmlichen Laminat, bedeckt sind. Jeder Behälter umfasst eine präzise Dosis des zuzuführenden pulverförmigen Medikaments. Die Menge an Pulver in jedem einzelnen Behälter liegt gewöhnlich im Bereich von 2 mg bis 20 mg, noch häufiger im Bereich von 4 mg bis 10 mg, wobei 5 mg bevorzugt werden. Die Herstellung von solchen "Blisterpackungsstreifen" ist auf dem Gebiet der pharmazeutischen Verpackung allgemein bekannt und muss nicht weiter beschrieben werden.
Wie in Zusammenhang mit der Kassette 22 dargestellt ist, ist anzumerken, dass die Pulverdispersionssysteme auch so konstruiert sein könnten, dass sie einzelne Dosierungspackungen aufnehmen, die nur einen Behälter tragen. In einem solchen Fall setzt der Benützer die Packung so ein, dass der Behälter richtig in Bezug auf das Zufuhrrohr 16 ausgerichtet ist. Die notwendigen Einstiche in der Zugriffsfläche des Behälters können händisch vor dem Einsetzen durchgeführt werden, oder sie können vorgeformt sein und durch das Ablösen einer Abdeckung freigelegt werden. Zahlreiche Behälterpackungen könnten ebenfalls bereitgestellt werden, wenn die Packung in die Vorrichtung in verschiedenen Ausrichtungen eingesetzt wird, um selektiv die einzelnen Behälter gegenüber dem Zufuhrrohr freizulegen. Eine Vielzahl von Konstruktionsmöglichkeiten steht zur Verfügung, wenn der Benützer einen einzelnen Behälter vor jeder einzelnen Verwendung einsetzt.
Das System 10 umfasst weiters ein Zufuhrrohr 14 mit einem Einlassende 16 und einem Auslassende 18. Eine Druckgasquelle 20 ist ebenfalls innerhalb der Basiseinfassung 11 bereitgestellt und mit dem Zufuhrrohr 14 verbunden, um einen Gasstrom mit hoher Geschwindigkeit bereitzustellen, wie dies später detailliert in Verbindung mit 2 beschrieben ist.
Die Behälter 12 sind innerhalb einer Basiseinfassung 11 montiert, um sich. in Bezug auf das Einlassende 16 des Zufuhrrohrs 14 hin- und herzubewegen. Vorzugsweise ist der Streifen der Behälter 12 innerhalb einer Kassette 22 montiert, die sich hin- und herbewegend in der Basiseinfassung 11 montiert ist, während das Zufuhrrohr 14 feststehend innerhalb der Basiseinfassung montiert ist. Auf diese Weise können die Behälter 12 der Reihe nach an einer Fluidisierungsstelle (die durch das Einlassende 16 des Zufuhrrohrs 14 definiert ist) vorbei innerhalb der Kassette 22 vorgeschoben werden, wobei der Behälter an der Dispersions- oder Fluidisierungsstelle nahe zum Einlassende 16 des Zufuhrrohrs herangebracht wird, um zu ermöglichen, dass die pulverförmigen Inhalte geleert werden, wie dies hierin nachfolgend detaillierter beschrieben ist. Sowohl die Hin- und Herbewegung der Kassette 22 als auch das Vorschieben der Behälter 12 innerhalb der Kassette kann manuell durch den Benützer durchgeführt werden. Alternativ dazu kann ein Mechanismus innerhalb der Basiseinfassung 11 bereitgestellt sein, um gleichzeitig die Kassette 22 hin- und herzubewegen und den Streifen an Behältern 12 vorzuschieben, entweder als Teil eines manuellen Vorschubmechanismus oder als Teil eines elektrisch oder mit einer Batterie betriebenen Mechanismus.
Einstiche sind im Deckel der Streifen an Behälter 12 mittels eines Stanzmechanismus 24 ausgebildet. Wie dargestellt ist der Stanzmechanismus 24 feststehend innerhalb der Basiseinfassung 11 montiert und umfasst eine Vielzahl von scharfen Penetrationselementen 26, die so angeordnet sind, dass sie den punktierbaren Deckel 92 (3) der Behälter 12 kontaktieren und durchstoßen, wenn die Kassette 22 hin- und herbewegt wird, wie dies durch die strichlierte Linie in 1 dargestellt ist. Der Stanzmechanismus 24 ist so angeordnet, dass er einen Behälter 12, der eine Station vor dem Zufuhrrohr 14 angeordnet ist, kontaktiert. Somit wird jeder Behälter 12 unmittelbar vor seinem Vorschieben an die Fluidisierungsstelle gestanzt.
Es ist anzumerken, dass eine große Vielzahl an Mechanismen bereitgestellt werden kann, um Löcher in den Deckel jedes Behälters zu stanzen und um den Behälter in die Nähe des Zufuhrrohrs 14 zu bringen. So könnte die Kassette 22 z.B. stationär innerhalb der Basiseinfassung 11 gehalten werden, während jedes des Zufuhrrohrs 14 und des Stanzmechanismus 24, entweder gemeinsam oder getrennt, hin- und herbewegt wird. Alternativ dazu kann das Einlassende 16 des Zufuhrrohrs 14 so konfiguriert sein, dass es selbstpenetrierend ist. Im letzteren Fall wird das gewünschte Penetrationsmuster im punktierbaren Deckel des Behälters 12 zur selben Zeit gebildet, wenn das Einlassende in das Innere des Behälters eingeführt wird. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf bestimmte Punktierungs- und Vorschubmechanismen, die angewendet werden könnten, beschränkt.
Die Gasquelle 20 stellt ein Volumen an Hochdruckkluft oder einem anderen Gas für das Zufuhrrohr 14 bereit, um Pulver aus den Behältern 12 zu ziehen und das Pulver in einen fließenden Gasstrom zu dispergieren. Die Gasquelle stellt Gas mit einem relativ hohen Druck bereit, welcher gewöhnlich ausreicht, um einen Ultraschalldurchfluss am Auslassende 18 des Zufuhrrohrs 14 vorbei bereitzustellen, der gewöhnlich über 15 psig und vorzugsweise im Bereich von 20 psig bis 100 psig liegt. Das Volumen des Hochdruckgases (das direkt mit der Menge an gespeicherter Energie in Zusammenhang steht), das durch die Gasquelle 20 bereitgestellt wird, reicht aus, um Luft durch das Zufuhrrohr mitzunehmen, welches selbst wiederum Fluidisierungsluft in den Behälter zieht, um das erwartete Gewicht des pulverförmigen Medikaments aus dem Behälter 12 fluidisieren und zu extrahieren, das gewöhnlich im Bereich von etwa 2 ml bis 100 ml (gemessen bei Standardtemperatur und -druck) und häufig im Bereich von etwa 3 ml bis 25 ml liegt. Die spezifische Art und Weise, wie das Hochdruckgas am Auslassende 18 des Zufuhrrohrs 14 vorbei geführt wird, ist in Verbindung mit 2 detaillierter beschrieben.
Die Gasquelle 20 kann in Form einer manuellen Pumpe, einer elektrischen Pumpe, eines Hochdruckgaszylinders oder dergleichen vorliegen. Die Konstruktion von manuellen Pumpen in händisch betätigten Pulverdispersionsvorrichtungen ist in der Patent- und Technikliteratur beschrieben, siehe z.B. WP90/07351. Die Konstruktion von elektrischen Gaspumpen, Gaszylinderzufuhren und Zwei-Fluid-Systemen ist auf dem Gebiet der Erfindung ebenfalls allgemein bekannt, siehe z.B. WO93/00951.
Das Gasdispersionssystem 10 umfasst weiters eine Wolkeneinfangkammer 30, die über dem Auslassende 18 des Zufuhrrohrs 14 angeordnet ist, um das aus dem Rohr freigesetzte Pulver einzufangen. Die Wolkenkammer 30 umfasst ein Mundstück 21 an ihrem distalen Ende und weist ein Innenvolumen auf, das ausreicht, um im Wesentlichen die gesamte Pulverdispersion, die vom Zufuhrrohr 14 zugeführt wird, einzufangen. Gewöhnlich liegt das Volumen im Bereich von 50 ml bis 1.000 ml, vorzugsweise von 100 ml bis 750 ml. Die Kammer 30 umfasst auch einen Umgebungslufteinlass (nicht dargestellt), gewöhnlich einen Tangentialeinlass, wie er in der ebenfalls anhängigen Anmeldung Nr. 07/910.048 beschrieben ist, deren vollständige Offenbarung hierin durch Verweis aufgenommen ist.
Am Mundstück 32 sind ein Flansch 36 und eine Austrittsleitung 38 dargestellt. Ein geeignetes Filterpapier 35 wird in den Flansch 34 zwischen Mundstück 32 und Austrittsleitung 36 eingesetzt.
Wird die Vorrichtung verwendet, um ein Medikament einem menschlichen Patienten zu verabreichen, so nimmt der Patient das Mundstück 32 einfach in den Mund und inhaliert die Inhalte der Kammer 30, nachdem das Aerosol gebildet wurde.
In Betrieb wird zur Messung der Dispergierbarkeit die Pulverdispersion in die Wolkeneinfangkammer 30 eingeleitet, wie dies durch die Pfeile 34 dargestellt ist. Ein Vakuum wird auf der Austrittsleitung 38 abgezogen, um Luft und die dispergierten Teilchen durch das Mundstück 32 und den Filter 35 in die Wolkenkammer und gegebenenfalls durch einen ringförmigen Hohlraum im Zufuhrrohr 14 zurückzubringen, wie dies durch die Pfeile 36 dargestellt ist und wie dies in Verbindung mit 2 detaillierter ausgeführt wird. So wird die Luft aus der Wolkeneinfangkammer 30 wiederaufbereitet, da das Fluidisierungsgas das Gesamtvolumen an neuem Gas, das in das System eingebracht wird, beträchtlich reduziert. Das einzige neue Gas, das eingebracht wird, stammt aus der Gasquelle 20. Nachdem der gesamte Inhalt eines Behälters 12 dispergiert und innerhalb der Wolkenkammer 30 eingefangen wurde (das Mundstück weist gegebenenfalls ein Anti-Rückflussventil auf, um ein Auslecken zu verhindern), bringt das Vakuum die gesamte in Aerosolform vernebelte Dosis durch das Mundstück 32 und den Filter 35 ein und setzt die Inhalation fort, um Umgebungsluft durch die Kammer einzuziehen und um alle zurückbleibenden Medikamentenreste, die vorhanden sein können, auszuschwemmen. Ein besonders geeigneter Filter 35, der in diesem Fall verwendet wird, ist ein Niedrigproteinbindungsfilter mit einem Durchmesser von 47 mm aus Polyvinylidenfluorid (PVDF) mit einer Porengröße von 0,65 μm, der von Milapore Manufacturing Company erhältlich ist und unter dem Markennamen DURAPORE (Katalognummer DVPP 047000) geführt wird. Der Filter 35 wird in einer individuell angefertigten Filterhalterung gehalten, und die Leitung 38 ist an einer Vakuumquelle befestigt. Das Filterpapier wird unter Verwendung einer Waage Metler AT 261 oder etwas Gleichwertigem in einem 2 ml fassenden Polypropylinrohr gewogen. Die stehende Wolke aus feinen Teilchen wird von der Wolkenkammer durch den Filter gezogen, wobei das Luftstrommuster mit einem automatischen Zeitmesser (Eagle Modell CX300) gesteuert wird.
Mit Bezug nun auf 2 umfasst die Zufuhrrohranordnung 14 ein röhrenförmiges Innenelement 40, welches das Einlassende 16 an seinem distalen Ende definiert, und ein koaxiales äußeres Rohrelement 42, das einen ringförmigen Hohlraum 44 für das Hindurchgehen von Rückluft aus der Kammer 30 zurück zum Behälter 12 definiert, wie dies hierin nachfolgend detaillierter beschrieben ist.
Der Hohlraum 46 des rohrförmigen Innenelements 40 erstreckt sich vom Einlassende 16 zum Auslassende 18, wo eine Verengung oder Drosselung ausgebildet ist. Die Verengung oder Drosselung ist für den Betrieb der Zufuhrrohranordnung 14 nicht erforderlich, aber es sind der Durchmesser und die Fläche des Auslassendes des Hohlraums erforderlich, die in diesem Fall durch die Drosselung definiert sind, wel che die Leistungseigenschaften des Zufuhrrohrs bestimmen, wie dies hierin nachfolgend im Detail ausgeführt ist. Das Dispersionsgas aus der Gasquelle 20 tritt in die Zufuhrrohranordnung 14 durch eine mit einem ringförmigen Plenum 52 verbundene Öffnung 50 ein. Der ringförmige Verteilerkanal 52 ist wiederum mit einem Paar Gasleitungen 54 verbunden, welche die konvergierenden Gasströme in den durch den Hohlraum 46 des röhrenförmigen Innenelements 40 definierten Strömungsweg lenken. Der Winkel, in welchem die Gasleitungen 54 ausgerichtet sind, wird so gewählt, dass ein geeignetes Gleichgewicht zwischen der Höhe der Durchflussgeschwindigkeit, die im durch den Hohlraum 46 gezogenen Pulverstrom induziert wird, und der Höhe der Scherkräfte, die Agglomerate von Pulver aufbrechen, wenn sie sich vom Auslassende 18 in einen Expansionsabschnitt 58 bewegen, geschaffen wird.
Der Durchmesser D1 (4A) der Verengung 18 des Zufuhrrohrhohlraums 46 liegt gewöhnlich im Bereich von 2 mm bis 7 mm, vorzugsweise im Bereich von 3 mm bis 5 mm. In der dargestellten Ausführungsform ist der Durchmesser D2 des stromauf gelegenen Abschnitts des Hohlraums 46 größer als D1, gewöhnlich von 2,5 mm bis 10 mm. Der Hohlraum 46 könnte aber auch einen gleichmäßigen Durchmesser entlang seiner gesamten Länge gleich dem Durchmesser D1 am Auslassende aufweisen, wenngleich eine solche Konstruktion weniger bevorzugt wäre.
Das Auslassende 18 öffnet sich in den Expansions- oder Diffusionsabschnitt 58, der eine Länge L im Bereich von 0,5 cm bis 10 cm, vorzugsweise 1 cm bis 5 cm, aufweist. Ein Dispersionsbereich 60 mit einem gleichmäßigen Durchmesser D3 in einer Länge L2 ist unmittelbar am Auslassende 18 angeordnet. Es ist dargestellt, dass der Durchmesser D3 geringfügig größer als der Auslassdurchmesser D1 ist, wobei dies aber nicht notwendig ist. Der als Beispiel gegebene Durchmesser D3 liegt gewöhnlich in einem Bereich von 2 mm bis 10 mm. Die Länge L2 liegt im Bereich von 1 mm bis 10 mm.
In der dargestellten Ausführungsform ist ein Paar Gasleitungen 54 dargestellt, wie dies in 4B ersichtlich ist. Es wäre auch möglich, drei oder vier getrennte Einlässe 54' bereitzustellen, wie dies in 4C dargestellt ist. Es können auch andere Konfigurationen verwendet werden, die eine kontinuierliche ringförmige Öffnung umfassen, wie dies in Zusammenhang mit 6 dargestellt ist.
Mit Bezug nun auf 5 sind Hochgeschwindigkeits-Gasleitungen 72 um die Verengung eines Zufuhrrohrhohlraums 70 in Winkeln α₁, α₂ angeordnet, die gewöhnlich, aber nicht notwendigerweise gleich sind. Die Winkel α sind wichtig, um sowohl einen adäquaten Massentransfer an Pulver vom Behälter sowie auch einen adäquaten Aufbruch der Agglomeraten zu erreichen, wenn das Pulver in den Dispersionsbereich unmittelbar stromab der Auslassöffnungen der Leitungen 72 eintritt. Die Winkel α liegen im Bereich von 40° bis 80°, vorzugsweise von 45° bis 70°.
Es ist anzumerken, dass die Hochgeschwindigkeits-Gashohlräume 72, wie in 5 dargestellt, als ein einzelner konischer Verteilerkanal 80, ausgebildet sein können, das in einer ringförmigen Öffnung 82 endet, wie dies in 6 dargestellt ist. Der Konvergenzwinkel α liegt im Allgemeinen innerhalb des in Tabelle 1 für α₀ festgelegten Bereichs, und die Gesamtfläche des ringförmigen Hohlraums 82 liegt im Allgemeinen innerhalb der Gesamtfläche der Hochgeschwindigkeits-Gashohlräume A₁, wie dies ebenfalls in Tabelle 1 dargelegt ist. Gewöhnlich weist der konische Verteilerkanal 80 eine Weite w im Bereich von etwa 0,05 mm bis 0,1 mm auf.
Mit erneutem Bezug auf 2 wird die Zufuhrrohranordnung 14 betrieben, indem das Einlassende 16 des inneren Rohrelements 40 in eine zentrale Öffnung 90 eingesetzt wird (3), die in die Zugriffsfläche 92 über einem Behälter 12 gestanzt ist. Die zentrale Öffnung 90 ist von beabstandeten Öffnungen 94 (gewöhnlich sechs) umgeben, die es ermöglichen, dass fluidisierende und wegspülende Luft eintritt, wenn das Pulver durch das innere Rohrelement 40 abgezogen wird. In einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird zumindest ein Teil der fluidisierenden Luft durch den ringförmigen Hohlraum 44 über eine Öffnung 96 am Boden des Inneren der Wolkenkammer 30 zurückgeführt. Eine solcher Luft- oder Gasrückfluss von der Wolkenkammer 30 geht durch einen ringförmigen Verteilerkanal 98 von der Öffnung 96 in den ringförmigen Hohlraum 44 durch. Gegebenenfalls kann ein Flansch oder eine Schürze aus Gummi (nicht dargestellt) bereitgestellt werden, um zu verhindern, dass Rückluft vom Hohlraum 44 zum Behälter 12 verloren geht. Der Transfer von Verdrängungsluft von der Wolkenkammer 30 hilft, die Wolke aus dispergiertem Pulver innerhalb der Wolkenkammer zu halten, da sie die Menge an Luft begrenzt, die durch das Mundstück 32 oder eine andere Öffnung in der Kammer ausgestoßen wird.
Das Einführen des Einlassendes 16 des inneren Rohrelements 40 der Zufuhrrohranordnung 14 in den Behälter 12 ist besonders vorteilhaft, da dadurch eine im Wesentlichen vollständige Entfernung von Pulver aus dem Inneren des Behälters erleichtert wird. Eine solche vollständige Entfernung wird weiter dadurch unterstützt, dass die Verdrängungsluft durch die beabstandeten Öffnungen 94 eintritt, wodurch ein Luftstrom erzeugt wird, der das Pulver aus allen Ecken des Behälters in den Dispersionshohlraum 46 spülen kann.
Obwohl die vorangegangene Erfindung anhand von Darstellung und Beispielen zum Zweck eines besseren Verständnisses detailliert beschrieben wurde, ist offensichtlich, dass gewisse Änderungen und Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der beiliegenden Ansprüche durchgeführt werden können.
Bei der Herstellung von Proben zur Bestimmung der Dispergierbarkeit sind für die Durchführung der Bestimmung gewisse Materialien und eine gewisse Ausrüstung notwendig. Eine Proben-Blisterpackung mit einer Dosierungseinheitsform einer zu messenden Zusammensetzung als Standard sowie eine Blisterpackung derselben Variante, welche die zu vergleichende pulverförmige Zusammensetzung enthält, werden hergestellt.
Um den Dispersionsgrad der Zusammensetzung zu bestimmen, wird ein sauberer Filter auf einer geeigneten Waage gewogen und im Filterflansch 35 (oder einem Gehäuse) angeordnet, um darin sicher den Filter an seiner Stelle zu halten. Nachdem die passenden Einstellungen in Bezug auf den Luftstrom auf dem Durchflussmesser vorgenommen worden sind, wird der Zeitmesser auf das geeignete Intervall einge stellt, im Allgemeinen etwa 5 Sekunden, und der Filter im Filtergehäuse wird an der Halterung in der Aerosolkammer der Vorrichtung befestigt. Die Blisterpackung wird daraufhin gestanzt, und die freigelegte Blisterpackung wird in die Vorrichtung eingebracht. Die Vorrichtung wird daraufhin über die festgelegte Zeitspanne betätigt, das Vakuum wird eingeleitet, und der Vorgang kann ein- oder zweimal wiederholt werden, um mehr als nur eine Ausgabe an dispergiertem Pulver auf dem Filter zu sammeln. Danach wird das Filtergehäuse auseinandergenommen, und der Filter wird entnommen und gewogen, um die Menge an Material zu wiegen, die auf dem Filter gesammelt wurde. Die Berechnungen für die Dispergierbarkeit sind hierin zuvor ausgeführt worden.
Die folgenden Herstellungen und Beispiele dienen der detaillierten Erklärung der repräsentativen Aspekte der Erfindung, sollen aber den Schutzumfang der Ansprüche in keinster Weise begrenzen.
Herstellung 1
Diese Herstellung zeigt ein Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung eines Kohlenhydrat-Arzneimittelträgers, Mannit, sowie eines kationischen Lipids, das für eine Verwendung für die Transfektion von Zellen geeignet ist, eine Kombination von DOTMA mit DOPE. Die Eigenschaften der Dispergierbarkeit der Liposom-Mannit-Zusammensetzung, die ohne ein geeignetes physiologisch annehmbares Protein zur Verbesserung der Dispergierbarkeit hergestellt wurde.
25 μMol (33 mg) eines kationischen Lipids, das DOTMA:DOPE (Gewichtsverhältnis 1:1 – von Megabios Co.) umfasst, und 675 mg Mannit wurden in 100 ml entionisiertem Wasser aufgelöst. Die resultierende Lösung wurde in ein sprühgetrocknetes Pulver verarbeitet, wobei ein Buchi-190-Sprühtrockner unter Verwendung der folgenden Sprühtrocknungsparameter verwendet wurde:

Zufuhrrate der Lösung 5,8 ml/min

Einlass-/Auslasstemperatur 137 °C/73 °C

Atomisator-Luftdurchflussrate 800 LPH^*
Die Pulverausbeute betrug nur 6 % der Theorie, und das resultierende Pulver war für eine Bestimmung seiner Dispergierbarkeit zu klebrig.
Herstellung 2
Diese Beschreibung zeigt einen Standard-In-vitro-Test, der bei der Bestimmung verwendet werden kann, ob eine Zusammensetzung Zellen mit einem Nukleinsäure-Komplex in der Zusammensetzung transfiziert (Zytofektion). Transfektion erfolgt dann, wenn der Komplex, der in die Zelle eingebracht wird, im Folgenden bewirkt, dass die Zelle das kodierte Protein exprimiert.
Die ausgewählten Zellen (CFT1-Zelllinie, Zellen aus den Luftwegen von Patienten mit zystischer Fibrose entnommen) werden auf 96-Well-Platten mit 20.000 pro Well in einem Wachstumsmedium am Tag bevor die Zellen zytofiziert werden sollen aufgetragen. Unmittelbar vor der Zytofektion wurden die Zellen beobachtet, und es wurde ihre ungefähre Konfluenz geschätzt. Das frisch erzeugte Material wird hergestellt, indem das Lipid zu 670 μm und die DNA zu 960 μM formuliert werden und danach die resultierende Lipidformulierung zur DNA zugegeben wird. Der Komplex wird 15 Minuten, bevor 100 μl des Komplexes zu den Zellen zugegeben werden, gebildet, danach folgt die Zytofektion. Im Allgemeinen erfolgt die Zytofektion im Laufe von 6 Stunden vor der Zugabe von 50 μl 30 % FCS-OPTIMEM. Am folgenden Tag werden 100 μl 10 % FCS-OPTIMEM zu jedem Well zugegeben. Der Test beginnt 48 Stunden nach Beginn der Zytofektion. Um zu bestimmen, ob eine Zytofektion stattgefunden hat, werden die folgenden Schritte beobachtet: das Medium wird entfernt, und die Zellen werden zweimal mit 100 μl (PBS) gewaschen. 25 μl Lysepuffer (0,15 % Triton X100 in 250 mM Tris-HCl, pH 8,0) werden jedem Well zugegeben. Die Platte wird 30 Minuten lang bei Raumtemperatur inkubierf, 20 Minuten lang bei –70 °C eingefroren und 15 Minuten lang bei Raumtemperatur aufgetaut. Die Zellen werden aufgeschlossen, indem die Platte 15 Sekunden lang vorsichtig gewir belt wird, woraufhin die resultierende Platte 20 Minuten lang bei –70 °C eingefroren und weitere 15 Minuten lang bei Raumtemperatur aufgetaut wird. 100 μl PBS werden dem Well zugegeben, gefolgt von 150 μl CPRG-Substrat (1 mg Chlorphenol-Rot-Galactopyranosid wird in 1 ml 60 mM Dinatriumhydrogenphosphat, pH 8, das 1 mM Magnesiumsulfat, 10 mM Kaliumchlorid und 50 mM β-Mercaptoethanol enthält, aufgelöst). Die resultierende Zusammensetzung wird zwei Stunden lang bei 37 °C inkubiert, bis sich die rote Farbe entwickelt, und daraufhin wird die Platte bei 580 nm in einem Mikroplatten-Lesegerät abgelesen. Die Ergebnisse werden daraufhin passend tabelliert.
Beispiel 1
Dieses Beispiel beschreibt die Wirkung einer Zugabe eines geeigneten physiologisch annehmbaren Proteins, HSA, zu einer Liposom-Mannit-Zusammensetzung, μm dadurch die Eigenschaften der Dispergierbarkeit zu verbessern.
(A) 25 μmol (33 mg) eines kationischen Lipids, das DOTMA:DOPE (Gewichtsverhältnis 1:1 – von Megabios Co.) umfasst, wurden mit 675 mg Mannit und 0,16 ml HSA (12,5 g/ml – von Alpha Therapeutic) in 100 ml entionisiertem Wasser gemischt. 30 ml der resultierenden 3 % HSA-Lösung wurden in ein sprühgetrocknetes Pulver verarbeitet, wobei nach Teil (A) dieses Beispiels unter den folgenden Bedingungen vorgegangen wurde:

Zufuhrrate der Lösung 3 ml/min

Einlass-/Auslasstemperatur 94 °C/56 °C

Atomisator-Luftdurchflussrate 800 LPH
(B) Zu 70 ml der Lösung von Teil (A) dieses Beispiels wurden 0,15 ml HSA zugegeben, um eine Lösung zu erhalten, die 12,4 % HSA war. Die resultierende Lösung wurde unter den folgenden Bedingungen sprühgetrocknet:

Zufuhrrate der Lösung 3 ml/min

Einlass-/Auslasstemperatur 103 °C/68 °C

Atomisator-Luftdurchflussrate 800 LPH
Die Pulverausbeute für den obigen Vorgang (A) betrug 55 % der Theorie. Die Dispergierbarkeit des Pulvers wurde mit 36±4 % unter Verwendung des in dieser Spezifikation dargelegten Verfahrens bestimmt. Die Pulverausbeute für den obigen Teil (B) betrug 54 %, und die Dispergierbarkeit betrug 59±4 %. Dies zeigt die Wichtigkeit der Gegenwart von HSA zur Verbesserung der Dispergierbarkeit der Liposom-Mannit-Zusammensetzung. Siehe Tabelle 1.
Tabelle 1
Beispiel 2
Dieses Beispiel veranschaulicht eine Zusammensetzung, welche die Integrität eines repräsentativen DNA-Moleküls beibehält und gleichzeitig gute Dispergierbarkeit zeigt. Eine Zusammensetzung aus pCMVβ in Tris/Mannit/HSA-Lösung (7,5 mg/ml Feststoffe) wurde sprühgetrocknet, wobei ein Buchi-190-Sprühtrockner unter den folgenden Bedingungen verwendet wurde:

Zufuhrrate der Lösung 4,3 ml/min

Einlass-/Auslasstemperatur 120 °C/70 °C

Atomisator-Luftdurchflussrate 800 LPH
Das resultierende Pulver floss leicht und wurde in entionisiertem Wasser wieder hergestellt und einer Gel-Elektrophorese unterzogen (1,3 % Agarose in 0,5 × TBE plus 0,5 μg/ml Ethidiumbromid, 100 Volt, 4 Stunden). Unverarbeitetes pCMVβ wurde ebenfalls im selben Gel untersucht. Es wurden ähnliche Banden für sowohl das verarbeitete als auch das unverarbeitete pCMVβ in der Gel-Elektrophorese beobachtet, was darauf hinweist, dass die Integrität der DNA erhalten wurde. Während die Dispergierbarkeit der Zusammensetzung gut erschien und die Integrität der DNA erhalten wurde, zeigte die Zusammensetzung keinerlei Transfektionsaktivität im Zytofektionstest der Herstellung 2.
Beispiel 3
Dieses Beispiel zeigt ein Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung dieser Erfindung, die für die pulmonale Zufuhr in der Gentherapie geeignet ist, und die Zusammensetzung selbst. In der Zusammensetzung ist der Arzneimittelträger Mannit, das physiologisch annehmbare Protein ist HSA, und der Wirkstoff ist eine Kombination aus DMRIE:DOPE (50/50 Gew./Gew.) mit der DNA pCMV-β von Genzyme Corp.
Bei der Herstellung der Zusammensetzung dieser Erfindung wurden 5 mg DMRIE:DOPE (50:50, 3,75 mmol) in 2,4 ml filtriertem und entionisiertem Wasser aufgelöst und 1 Minute lang bei voller Geschwindigkeit gewirbelt, um 1,56 mM kationische Lipidlösung zu erzeugen. 2 ml Wasser wurden mit 0,86 ml der resultierenden wässrigen Lösung gemischt, um 670 μM zu ergeben.
Um die DNA-Liposom-Zusammensetzung herzustellen, wurden 0,145 ml DNA, die als eine 4,26-mg/ml-Dispersion zugeführt wurde, und 1 mM Tris-Puffer, pH 8, sowie 1,9 ml des 1 mM Tris-Puffers, pH 8, kombiniert, um ein Gemisch von 960 μM zu ergeben. Unter Verwendung der obig hergestellten wässrigen Formulierungen wurden flüssige Formulierungen mit den folgenden Lipid:DNA-Verhältnissen hergestellt (μM:μM-Verhältnisse wurden 0:0, 0:6,9, 20,9:12,8, 10,4:12,8, 5,2:12,8, 10,4:6,9, 5,2:6,9, 2,6:6,9, 0,4:3,5, 5,2:3,5 und 2,6:3,5 hergestellt). Diese wurden in 25 ml Tris/Mannit/HSA-Puffer mit einem pH von 8 hergestellt. Aliquoten von 1 ml wurden aus jeder wässrigen Zusammensetzung gezogen, danach gekühlt und als Kontrollen verwendet, um die Wirkung der Pulververarbeitung auf die Transfektionsaktivität des Komplexes zu untersuchen.

Die flüssigen Formulierungen wurden daraufhin in einem Buchi-190-Sprühtrockner sprühgetrocknet. Die folgenden Bedingungen wurden während der Verarbeitung gewahrt:

Einlasstemperatur	zwischen 115–125 °C
Auslasstemperatur	zwischen 70–85 °C
Atomisator-Durchflussrate	700 Liter/Stunden (LPH) Druckluft
Zufuhrrate der Lösung	3,8 ml/min
Zweiter Trockenvorgang	10 min bei 60–75 °C

Aliquoten des Pulvers wurden auf die Transfektionsaktivität unter Verwendung des in der Herstellung 2 beschriebenen Zytofektionstests hin getestet und mit den Kontrollen der flüssigen Formulierung, die vor dem Sprühtrocknen aus den flüssigen Formulierungen entnommen wurden, sowie mit frisch hergestellten Transfektionsformulierungen, die etwa 15 Minuten vor dem Zytofektionstest hergestellt worden waren, verglichen.
Die Ergebnisse zeigen, dass durch die Umbildung der Lipid-DNA in ein Pulver dieser Zusammensetzung die Transfektionsaktivität des Komplexes im Vergleich zur flüssigen Formulierung beinahe ebenso hoch ist.
Beispiel 4
Dieses Beispiel zeigt ein Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung dieser Erfindung, die für die pulmonale Zufuhr für die Gentherapie geeignet ist, und die Zusammensetzung selbst. In der Zusammensetzung ist der Arzneimittelträger Glycin oder Glycin mit Mannit, das Dispersionsmittel ist HSA, und der Wirkstoff ist eine Kombination aus DMRIE:DOPE mit DNA, wie dies im Beispiel 2 gezeigt ist. Die Liposomen werden zuerst hergestellt, indem 5 mg DMRIE:DOPE (50:50, 3,75 μmol katonionisches Lipid-DMRIE) in 2,0 ml filtriertem und entionisiertem Wasser aufgelöst und bei voller Geschwindigkeit 1 Minute lang gewirbelt wurden, um 1,56 mM kationisches Lipid zu erzeugen. Dieses wird auf 4 ml mit Wasser verdünnt, um 940 μM zu erzeugen, und es wird 5 Minuten lang beschallt und daraufhin auf Eis gelagert. Die DNA wird hergestellt, indem 0,5 ml des DNA-Materials, das als 4,26-mg/ml-Dispersion bereitgestellt wird, und 1 mM Tris-Puffer mit einem pH von 8,0 in 6,75 ml Wasser dispergiert werden, um 960 μM zu erzeugen, die ebenfalls auf Eis gelagert werden.
Der Lipid-DNA-Komplex wurde (A) in Glycin/HSA und (B) in Glycin/Mannit/HSA-Lösung ohne einen Puffer hergestellt. Es wurden Formulierungen der folgenden Lipid:DNA-Verhältnisse (μM:μM) hergestellt: 20:20, 20:15, 10:15, 10:10 und 10:5. Diese wurden alle in 25-ml-Lösungen hergestellt. Aliquoten von 1 ml wurden entnommen, daraufhin gekühlt und als flüssige Kontrollen zur Untersuchung der Wirkung der Pulververarbeitung auf die Transfektionsaktivität des Komplexes verwendet.
Die auf diese Weise hergestellten flüssigen Formulierungen wurden in einem Buchi-190-Sprühtrockner unter den folgenden Verarbeitungsbedingungen sprühgetrocknet:

Einlasstemperatur zwischen 115–125 °C

Auslasstemperatur zwischen 70–85 °C

Atomisator-Durchflussrate 700 Liter/Stunden (LPH) Druckluft

Zufuhrrate der Lösung 3,8 ml/min
Aliquoten der flüssigen Formulierungen vor dem Sprühtrocknen und der resultierenden sprühgetrockneten, pulverförmigen Zusammensetzungen dieser Erfindung wurden auf die Transfektionsaktivität in vitro gemäß dem Verfahren von Herstellung 2 getestet und mit den frisch hergestellten Lipid-DNA-Proben mit ähnlichen Konzentrationsverhältnissen der flüssigen Formulierungen verglichen. Ein Vergleich der β-Gal-Expression in vitro (CFT, Zelllinie), der pulverförmigen Zusammensetzung dieser Erfindung sowie der zwei flüssigen Formulierungen (die zuvor sprühgetrocknete Kontroll-Aliquote und das frisch hergestellte Material) ist in den 7 und 8 dargestellt. Die Pulver wurden in doppelt destilliertem, entionisiertem Wasser wieder hergestellt. Die Transfektionsaktivitäten der flüssigen und pulverförmigen Formulierungen, die den Tris-Puffer enthielten, waren geringer als jene der frisch hergestellten flüssigen Formulierungen (7). Bei den Pulvern, die keinen Puffer enthielten, gab es im Vergleich zu den frisch hergestellten, flüssigen Formulierungen einen Anstieg der Transfektionsaktivität von 75 % beim 20:20-Verhältnis und beim 20:15-Verhältnis einen Anstieg von 30 %.
Die gemessenen physikalischen Parameter der ausgewählten Pulver, die eine höhere Transfektion zeigten, sind in Tabelle 2 dargestellt. Die Glycin-HSA- und Glycin-Mannit-HSA-Pulverformulierungen hatten ähnliche Transfektionsaktivitäten (7), aber die Glycin-HSA-Pulver dispergierten besser als Gycin/Mannit/HSA (Tabelle 2).
Tabelle 2 Physikalische Eigenschaften des Lipid-DNA-Pulvers
Beispiel 5
Dieses Beispiel zeigt gewisse Zusammensetzungen dieser Erfindung, die für die Gentherapie nützlich sind.
Dieses Beispiel umfasst zwei Arten von Versuchen. (A) In der ersten Versuchsreihe untersuchten die Erfinder der vorliegenden Erfindung die Auswirkungen von Kohlenhydrat- und Aminosäure-Arzneimittelträgern in Phosphatpuffer (PB), (i) Mannit/HSA, (ii) Glycin/HSA und (iii) Mannit/Glycin/HSA auf die Infektiosität von Adenovirus-Trockenpulvern. (B) In der zweiten Versuchsreihe untersuchten die Erfinder der vorliegenden Erfindung die Auswirkungen der Pufferentfernung und der Verarbeitungs-Auslasstemperatur auf die Infektiosität. Alle Lösungen wurden verwendet und kühl gelagert (ca. 5 °C).
(A) (i) Zu 4 × 3 ml Mannit/HSA wurden 0,1 ml einer Adenovirus-Lösung zugegeben, um 3,2 × 10⁷ iu/ml und ca. 60 mg/ml Feststoffe zu erhalten, und ein Fünftel davon wurde als Kontrolle ohne Virus verwendet. Zwei der Virusformulierungen wurden mit entionisiertem Wasser auf ca. 9 mg/ml Feststoffe verdünnt. (ii) Zwei Formulierungen aus 6,3 ml Glycin/HSA (I) in PB plus 0,4 ml Adenovirus-Lösung wurden hergestellt (20 mg/ml Feststoffe, 6,3 × 10⁷ iu/ml). Eine davon wurde mit entionisiertem Wasser zu 9 mg/ml Feststoffe verdünnt. (iii) Zwei Formulierungen aus 4,1 ml Mannit/Glycin/HSA in PB plus 0,4 ml der Viruslösung wurden hergestellt (45,1 mg/ml Feststoffe, 8,89 × 10⁷ iu/ml). Eine wurde mit entionisiertem Wasser auf 9 mg/ml verdünnt. Die Adenovirus-Lösung wurden am selben Tag frisch hergestellt und auf Eis kühl gelagert.
(B) Es wurden vier Formulierungen hergestellt, wobei zwei 25 ml Glycin/HSA (II) in PB plus 0,4 ml Adenovirus-Lösung (10,5 mg/ml, 1,6 × 10⁷ iu/ml) enthielten und die anderen zwei 25 ml Glycin/JSA (II) in Wasser plus 0,4 ml Adenovirus-Lösung (8,6 mg/ml, 1,6 × 10⁷ iu/ml) enthielten. Die Adenovirus-Lösung wurden nur einem Zyklus des Einfrierens/Auftauens unterzogen, bevor sie in den obigen Herstellungen ver wendet wurde. Sie war etwa 10 Wochen zuvor hergestellt und bei –70 °C gefroren gelagert worden.
Diese Formulierungen wurden im Buchi-190-Sprühtrockner gemäß den folgenden Parametern in Pulver verarbeitet:

Zufuhrrate der Lösung 3,5–6,0 ml/min

Einlass-/Auslasstemperatur 100–140 °C/70–90 °C

Atomisator-Durchflussrate 700–800 LPH
Das resultierende Pulver wurden tiefgekühlt gehalten. Vor dem Test auf die β-Gal-Expression oder auf die Virus-Titer wurden die Pulver mit Phosphat-gepufferter Kochsalzlösung (PBS) wieder hergestellt.
Ergebnisse
Keine der Mannit-Pulverformulierungen zeigte eine β-Gal-Expression im Standard-6-Well-Test, und somit wurden ihre Titer nicht auf eine Virus-Infektionsfähigkeit hin untersucht. Glycin/HSA (I) und Glycin/Mannit/HSA in PB aus der Reihe 1 zeigten gleiche β-Gal-Expression, und es wurden ihre Titer der Virus-Infektionsfähigkeit festgestellt. Ihre Titer lagen in einem Bereich von 7 bis 15 % der erwarteten Werte. Die Teilchengrößenverteilung (HORIBA), die Dispergierbarkeit und die aerodynamische Größenverteilung (IMPAQ 6-Stufen) sind in Tabelle 3 für die zwei Pulver Glycin/HSA in PB aufgelistet.
(B)-Pulver und 0,1 ml der bei –70 °C gefrorenen Adenovirus-Lösung (V) wurden auf Trockeneis gelagert zu Dr. Larry A. Couture (Genzyme, MA) verschickt, um Titermessungen vornehmen zu lassen (Tabelle 4). Pulver, die mit oder ohne Phosphat-Puffer hergestellt wurden, behielten 76–54 % bzw. 2–1,4 % ihrer Virus-Infektionsfähigkeit (Tabelle 4). Durch das Senken der Auslasstemperatur um 5 °C stieg die Virus-Infektionsfähigkeit der gepufferten Formulierung um 22 % an, aber es verringerte jene der ungepufferten Formulierung um 6 %.
Tabelle 3 Glycin-HSA-Adenovirus-Formulierungen
Tabelle 4 Ergebnisse der Titer der Adenovirus-Pulver in Puffer und ohne Puffer

Claims

Sprühgetrocknete, dispergierbare, pulverförmige, zur Inhalation von einem menschlichen Patienten geeignete Zusammensetzung, wobei die Zusammensetzung einen pharmazeutisch annehmbaren Arzneimittelträger, umfassend ein Kohlenhydrat, eine Aminosäure oder ein Gemisch davon, einen zur Behandlung einer Krankheit des Patienten durch Inhalation geeigneten Wirkstoff und eine die Dispergierbarkeit erhöhende Menge eines physiologisch annehmbaren, wasserlöslichen Polypeptids umfasst, worin die die Dispergierbarkeit erhöhende Menge 2 Gew.-% bis 15 Gew.-% des physiologisch annehmbaren, wasserlöslichen Polypeptids beträgt.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin der Arzneimittelträger in einer Menge von 50 Gew.-% bis 99,9 Gew.-% enthalten ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, worin der Arzneimittelträger ein Kohlenhydrat umfasst, das ein Monosaccharid oder ein Polysaccharid ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 3, worin das Kohlenhydrat Mannit ist.
Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin der Arzneimittelträger Glycin, Leucin oder eine Kombination davon umfasst.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin der Arzneimittelträger eine Kombination aus einem Kohlenhydrat und einer Aminosäure umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 6, worin der Arzneimittelträger eine Kombination von Glycin und Mannit umfasst.
Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin das Polypeptid ein Molekulargewicht von 1.000 bis 100.000 aufweist.
Zusammensetzung nach Anspruch 8, worin das Polypeptid Human-Serumalbumin ist.
Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin das Polypeptid in einer Menge von 3 Gew.-% bis 5 Gew.-% enthalten ist.
Verwendung einer Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche bei der Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung einer Krankheit eines menschlichen Patienten, die auf eine Behandlung durch orale Inhalation anspricht, wobei die Behandlung das Inhalieren einer Zusammensetzung in Form eines Aerosols umfasst.
Verwendung nach Anspruch 11, worin die Behandlung die orale Inhalation der Aerosol-Zusammensetzung umfasst.
Verfahren zur Herstellung einer sprühgetrockneten, dispergierbaren, pulverförmigen Zusammensetzung, die zur Inhalation durch einen menschlichen Patienten geeignet ist und einen pharmazeutisch annehmbaren Arzneimittelträger sowie einen zur Behandlung einer Krankheit des Patienten durch Inhalation geeigneten Wirkstoff umfasst, wobei das Verfahren (a) die Bildung einer homogenen, wässrigen Zusammensetzung, umfassend Wasser, den Träger und den Wirkstoff, (b) die Entfernung des Wassers aus der wässrigen Zusammensetzung und (c) die Umwandlung der resultierenden festen Zusammensetzung in eine pulverförmige umfasst, worin ein physiologisch annehmbares, wasserlösliches Polypeptid der wässrigen Zusammensetzung in einer zur Erhöhung der Dispergierbarkeit der resultierenden pulverförmigen Zusammensetzung ausreichenden Menge zugesetzt wird und worin weiters das physiologisch annehmbare, wasserlösliche Polypeptid in einer Menge von 2 Gew.-% bis 15 Gew.-% in der pulverförmigen Zusammensetzung enthalten ist.
Verfahren zur Herstellung einer sprühgetrockneten, dispergierbaren, pulverförmigen pharmazeutischen Zusammensetzung, wobei das Verfahren das Sprühtrocknen eines homogenen wässrigen Gemischs, umfassend einen pharmazeutisch an nehmbaren Arzneimittelträger, ein physiologisch annehmbares, wasserlösliches Polypeptid und einen Wirkstoff, umfasst, um eine sprühgetrocknete, dispergierbare, pulverförmige Zusammensetzung, umfassend 2 Gew.-% bis 15 Gew.-% des physiologisch annehmbaren, wasserlöslichen Polypeptids, zu erhalten, wobei die pulverförmige Zusammensetzung zur Herstellung eines Aerosols, der einem menschlichen Patienten durch Inhalationstherapie verabreichbar ist, geeignet ist.
Verfahren nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, worin das Polypeptid ein Molekulargewicht von 1.000 bis 100.000 aufweist.
Verfahren nach Anspruch 15, worin das Polypeptid Human-Serumalbumin ist.
Verfahren nach Anspruch 16, worin das Polypeptid in einer Menge von 3 Gew.-% bis 5 Gew.-% der dispergierbaren, pulverförmigen Zusammensetzung enthalten ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, worin der Arzneimittelträger in einer solchen Menge enthalten ist, dass in der fertigen dispergierbaren, pulverförmigen Zusammensetzung 50 Gew.-% bis 99,9 Gew.-% des Arzneimittelträgers vorhanden sind.
Sprühgetrocknete, dispergierbare, pulverförmige Zusammensetzung, die zur Inhalation durch einen menschlichen Patienten geeignet ist und einen pharmazeutisch annehmbaren Arzneimittelträger sowie einen zur Behandlung einer Krankheit des Patienten durch Inhalationstherapie geeigneten Wirkstoff umfasst, worin die dispergierbare, pulverförmige Zusammensetzung zudem eine die Dispergierbarkeit erhöhende Menge eines physiologisch annehmbaren, wasserlöslichen Polypeptids umfasst, worin die die Dispergierbarkeit erhöhende Menge 2 Gew.-% bis 15 Gew.-% beträgt.
Dispergierbare, pulverförmige Zusammensetzung nach Anspruch 20, worin das Polypeptid ein Molekulargewicht von 1.000 bis 100.000 aufweist.
Dispergierbare, pulverförmige Zusammensetzung nach Anspruch 20, worin das Polypeptid in einer Menge zwischen 3 Gew.-% und 5 Gew.-% enthalten ist.
Dispergierbare, pulverförmige Zusammensetzung nach Anspruch 20 oder Anspruch 21, worin das Polypeptid Human-Serumalbumin ist.
Sprühgetrocknete, dispergierbare, pulverförmige, zur Inhalation von einem menschlichen Patienten geeignete Zusammensetzung, wobei die Zusammensetzung einen pharmazeutisch annehmbaren Arzneimittelträger, umfassend ein Kohlenhydrat, eine Aminosäure oder ein Gemisch davon, einen zur Behandlung einer Krankheit des Patienten durch Inhalation geeigneten Wirkstoff und eine die Dispergierbarkeit erhöhende Menge eines physiologisch annehmbaren, wasserlöslichen Polypeptids umfasst, worin der Wirkstoff aus der aus Steroiden, Bronchodilatatoren, Mastzellen-Inhibitoren, LHRH, LHRH-Derivaten, Nafarelin, Goserelin, Leuprolid, RNA-Sequenzen und DNA-Sequenzen bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 23, worin der Arzneimittelträger in einer Menge von 50 Gew.-% bis zu 99,9 Gew.-% enthalten ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 23 oder Anspruch 24, worin der Arzneimittelträger ein Kohlenhydrat umfasst, das ein Monosaccharid oder ein Polysaccharid ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 25, worin das Kohlenhydrat Mannit ist.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 23 bis 26, worin der Arzneimittelträger Glycin, Leucin oder eine Kombination davon umfasst.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 23 bis 27, worin der Arzneimittelträger eine Kombination aus einem Kohlenhydrat und einer Aminosäure umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 28, worin der Arzneimittelträger eine Kombination von Glycin und Mannit umfasst.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 23 bis 29, worin das Polypeptid ein Molekulargewicht von 1.000 bis 100.000 aufweist.
Zusammensetzung nach Anspruch 30, worin das Polypeptid Human-Serumalbumin ist.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 23 bis 31, worin das Polypeptid in einer Menge von 1 Gew.-% bis 15 Gew.-% enthalten ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 32, worin das Polypeptid in einer Menge von 2 Gew.-% bis 15 Gew.-% enthalten ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 33, worin das Polypeptid in einer Menge von 3 Gew.-% bis 5 Gew.-% enthalten ist.