PT1296663E

PT1296663E - Administração altamente eficaz de um aerosol de grande massa terapêutica

Info

Publication number: PT1296663E
Application number: PT01942072T
Authority: PT
Inventors: David A Edwards; Richard P Batycky; Lloyd Johnston
Original assignee: Advanced Inhalation Res Inc
Priority date: 2000-06-09
Filing date: 2001-06-08
Publication date: 2007-06-22
Also published as: US20090068274A1; ES2283417T3; MXPA02012023A; NO20025873L; DE60127407D1; JP2004503482A; AU7536801A; DE60127407T2; CA2412561A1; NO20025873D0; ATE357222T1; NZ523254A; DK1296663T3; EP1296663B1; EP1767196A2; CN100589796C; US7556798B2; KR100697479B1; US20040076589A1; CA2412561C

Description

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DESCRIÇÃO

«ADMINISTRAÇÃO ALTAMENTE EFICAZ DE UM AEROSSOL DE GRANDE MASSA TERAPÊUTICA»

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Têm sido descritos aerossóis para a administração de agentes terapêuticos no tracto respiratório, por exemplo, por Adjei, A. e Garren, J. Pharm. Res., 7: 565-569 (1990); e Zanen, P. e Lamm, J.-W. J., Int. J. Pharm., 114: 111-115 (1995). O tracto respiratório engloba as vias aéreas superiores, incluindo a orofaringe e a laringe, seguido das vias aéreas inferiores, que incluem a traqueia seguida de bifurcações que conduzem aos brônquios e bronquiolos. As vias aéreas superiores e inferiores são chamadas as vias aéreas condutoras. Os bronquiolos terminais dividem-se depois em bronquiolos respiratórios que conduzem à zona respiratória terminal, aos alvéolos, ou ao pulmão profundo. [Gonda, I. «Aerosols for delivery of therapeutic and diagnostic agents to the respiratory tract», Criticai Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems, 6: 273-313 (1990).] O pulmão profundo ou os alvéolos são o alvo primário de aerossóis terapêuticos inalados para a administração sistémica de fármacos.

Os aerossóis inalados têm sido utilizados para o tratamento de distúrbios pulmonares locais incluindo a asma e a fibrose quistica [Anderson, Am. Rev. Respir. Dis., 140: 1317-1324 2 (1989) ] e têm igualmente capacidade para a administração sistémica de péptidos e de proteínas [Patton e Platz, Advanced Drug Delivery Reviews, 8: 179-196 (1992)].

Pode-se alcançar uma biodisponibilidade relativamente elevada de muitas moléculas, incluindo macromoléculas, através da inalação. Wall, D. A., Drug Delivery, 2: 1-20 (1995); Patton, J. e Platz, R., Adv. Drug Del. Rev., 8: 179-196 (1992); e Byron, P., Adv. Drug. Del. Rev., 5: 107-132 (1990) . Como resultado, estão a ser utilizadas ou estão a ser testadas várias formulações de aerossóis de fármacos terapêuticos para administração no pulmão. Patton, J. S. et al., J. Controlled Release, 28: 79-85 (1994); Damms, B. e Bains, W., Nature Biotechnology (1996); Niven, R. W. et al., Pharm. Res., 12(9): 1343-1349 (1995); e Kobayashi, S. et ai., Pharm Res., 13-(1): 80-83 (1996).

As estratégias de administração pulmonar de fármacos apresentam, no entanto, muitas dificuldades, especialmente no que diz respeito à administração de macromoléculas; estas incluem a desnaturação de proteínas durante a aerossolização, a perda excessiva do fármaco inalado na cavidade orofaríngea (excedendo frequentemente os 80%), pouco controle sobre o local de deposição, ausência de reprodutibilidade dos resultados terapêuticos devido a variações nos padrões respiratórios, a frequente absorção demasiadamente rápida do fármaco, resultando em efeitos tóxicos locais e a fagocitose por parte dos macrófagos pulmonares. 3

Além disso, muitos dos dispositivos actualmente disponíveis para terapêuticas de inalação estão associados a perdas de fármaco. Tem sido dada muita atenção à concepção dos inaladores de aerossóis terapêuticos para melhorar a eficácia das terapêuticas de inalação. Timsina et al., Int. J. Pharm., 101: 1-13 (1995); e Tansey, I. P., Spray Technol. Market, 4: 26-29 (1994). Também tem sido dada atenção à concepção da textura de superfície do aerossol de pó seco, particularmente no que diz respeito à necessidade de evitar a agregação de partículas, um fenómeno que diminui consideravelmente a eficácia das terapêuticas de inalação. French, D. L., Edwards, D. A. e Niven, R. W., J. Aerosol Sei., 27: 769-783 (1996).

As formulações de pó seco (DPF - dry powder formulations) estão a ganhar cada vez mais interesse como formulações de aerossóis para administração pulmonar. Damms, B. e W. Bains, Nature Biotechnology, (1996); Kobayashi, S., et al., Pharm. Res., 13(1): 80-83 (1996); e Timsina, M. et al., Int. J.

Pharm., 101: 1-13 (1994). Os aerossóis de pó seco para a terapêutica de inalação são geralmente produzidos com diâmetros geométricos médios sobretudo na ordem de menos de 5 pm. Ganderton, D., J. Biopharmaceutical Sciences, 3: 101-105 (1992); e Gonda, L., «Physico-Chemical Principies in

Aerosol Delivery», Topics in Pharmaceutical Sciences, 1991, Crommelin, D. J. e K. K. Midha, Eds., Medpharmn Scientific Publishers, Stuttgart, pp. 95-115, 1992. Têm sido co- administradas grandes partículas «de transporte» (não 4 contendo fármaco) juntamente com os aerossóis terapêuticos para ajudar a alcançar uma aerossolização eficaz entre outros possíveis benefícios. French, D. L., Edwards, D. A. e Niven, R. W., J. Aerosol Sei., 27: 769-783 (1996).

Edwards et al. (WO 99/66903 e WO 98/31346) e Ben-Jebria et al. [Pharm. Res., vol. 16(4), pp. 555-561, 1999] também descrevem DPF para administração pulmonar.

Entre as desvantagens das DPF conta-se o facto de os pós de partículas finas terem propriedades de fluidez e de aerossolização pobres, o que tem como consequência fraeções respiráveis relativamente baixas do aerossol, que são as fraeções de aerossol inalado que se deposita nos pulmões, evitando a deposição na boca e garganta. Gonda, I., Topics in Pharmaceutical Sciences, (1991), D. Crommelin e K. Midha (eds.), Stuttgart: Medpharm Scientific Publishers, pp. 95-117 (1992). As propriedades de fluidez e de aerossolização pobres são normalmente causadas por agregação de partículas, devido a interaeções partícula-partícula, como, por exemplo, interaeções hidrofóbicas, electrostáticas e capilares. Têm sido feitos alguns melhoramentos nas DPF. Por exemplo, tem sido demonstrado que formulações de pó seco («DPF») com grande tamanho de partículas possuem características de fluidez melhoradas, como uma menor agregação [Edwards, et al., Science, 27 6:1868-1871 (1997)], uma aerossolização mais facilitada e uma fagocitose potencialmente menor. Rudt, S. e R. H. Muller, J. , Controlled Release, 22: 263-272 (1992); Tabata, Y. e Y. Ikada, J. Biomed. Mater. Res., 22: 837-858 5 (1988) . Uma terapêutica de inalação de pó seco eficaz quer para uma libertação curta quer para uma libertação prolongada de fármaco, tanto como para a administração local ou sistémica, necessita de um método para administrar uma DPF aos pulmões de modo eficaz e com níveis terapêuticos, sem necessidade de um aporte energético excessivo.

Os nebulizadores, como aqueles descritos por Cipolla et al. (Cipolla et al., Respiratory Drug Delivery VII, Biological, Pharmaceutical, Clinicai and Regulatory Issues Relating to Optimized Drug Delivery by Aerosol, Conferência entre 14 e 18 de Maio, 2000, Palm Springs, FL) também são utilizados na administração pulmonar.

Os dispositivos de inalação que podem ser empregues para administrar formulações de pó seco aos pulmões incluem dispositivos que não são activados pela inspiração ou dispositivos de «múltiplos passos». Um desses dispositivos é descrito na patente norte-americana n.° 5,997,848 emitida em nome de Patton et al., a 7 de Dezembro de 1999. Nesses dispositivos, a formulação do fármaco é dispersada em primeiro lugar através de energia independente da inspiração do doente, e só depois inalada.

Os dispositivos de inalação gue utilizam um «passo único activado pela inspiração» são desenvolvidos de modo a dispersar um pó que é imediatamente inalado por um indivíduo, i. e., num único passo, por exemplo, um inalador simples de pó seco (ver, por exemplo, as patentes norte- 6 americanas 4,995,385 e 4,069,819).

Outros exemplos de inaladores incluem, mas não estão limitados a, Spinhaler® (Fisons, Loughborough, U. K.) e ao

Rotahaler® (Glaxo-Wellcome, Research Triangle Park, N. C.).

Em comparação com os inaladores de «passo único», os «inaladores de múltiplos passos» são mais complexos de utilizar e tendem a ser mais caros, pois é necessária uma energia extra para administrar o fármaco aos pulmões. A quantidade de energia necessária aumenta com o aumento da massa de fármaco. Por outro lado, normalmente só se alcança uma «eficácia elevada» de administração do fármaco no tracto respiratório, o que significa aproximadamente 50% da massa de fármaco inicialmente contida num receptáculo de fármaco, (i. e. , a «dose nominal»), com sistemas de inaladores de passos múltiplos activados pela inspiração. Por conseguinte, os doentes tiveram até agora de escolher entre o custo/complexidade e a eficácia da administração do fármaco. A razão para esta incompatibilidade é o facto de as metodologias e dos dispositivos de inalação existentes estarem associados a ineficiências inerentes de formulação e/ou limitações inerentes da concepção do dispositivo. Essas ineficiências resultam numa perda de fármaco indesejada e num custo global elevado do tratamento. Além disso, e frequentemente como consequência, os dispositivos e as metodologias de inalação existentes podem ser frequentemente incapazes de administrar aos pulmões uma massa de fármaco suficiente (por exemplo, terapêutica) numa única inspiração. 7

Actualmente, a quantidade de fármaco que pode ser administrada ao pulmão numa única inspiração através de inaladores de líquidos ou de pó seco não excede normalmente 5 mg [Cipolla et al., Resp. Drug Delivery, VII 2000:231-239 (2000)] .

Por conseguinte, existe a necessidade de administrar um agente ao sistema pulmonar em que pelo menos 50% da dose nominal do agente seja administrada ao sistema pulmonar através de um sistema de inalação de passo único. Também é necessário administrar uma massa relativamente grande de um agente, como, por exemplo, um agente terapêutico, profilático, de diagnóstico ou de prognóstico. Também é necessário administrar uma massa relativamente grande de um agente bioactivo, especialmente, uma grande massa de pó seco inalado. Além disso, são necessários métodos para administrar uma dose elevada e única de um agente, como um agente bioactivo no sistema pulmonar, num único passo, através de um dispositivo simples activado pela inspiração.

RESUMO DA INVENÇÃO A invenção diz respeito a métodos de administração de um agente (por exemplo, um agente terapêutico, um agente profilático, um agente de diagnóstico, um agente de prognóstico) no sistema pulmonar. A invenção também diz respeito a métodos de administração de um agente bioactivo no sistema pulmonar. A invenção diz respeito, em particular, à utilização de um agente para o fabrico de partículas para utilização num método de administração do dito agente no sistema pulmonar, num único passo activado pela inspiração, em que no único passo activado pela inspiração: (i) pelo menos aproximadamente 50% da massa das ditas partículas armazenadas no receptáculo são administradas no sistema pulmonar do indivíduo; (ii) pelo menos aproximadamente 5 miligramas do agente são administrados no sistema pulmonar do indivíduo; e (iii) as ditas partículas têm uma densidade de compactação menor que 0,4 g/cm3 e um diâmetro aerodinâmico médio de massa entre 1 a 5 pm. A invenção diz respeito a um método de administração de um agente no sistema pulmonar, num único passo activado pela inspiração que compreende: a) fornecer partículas que compreendam um agente; e b) administrar as partículas, a partir de um receptáculo que tenha uma massa das partículas, no tracto respiratório de um indivíduo, em que as partículas administrem pelo menos aproximadamente 50% da massa das partículas. A invenção também diz respeito a um método para administrar um agente no sistema pulmonar, numa única inspiração que compreende: a) fornecer partículas que compreendam um agente; e b) administrar as partículas, a partir de um receptáculo que tenha uma massa das partículas, no tracto respiratório de um indivíduo, em que as partículas administrem pelo menos aproximadamente 5 miligramas de um 9 agente. Noutros modos de realização, as partículas administrem pelo menos aproximadamente 7 miligramas de um agente, pelo menos aproximadamente 10 miligramas de um agente, pelo menos aproximadamente 15 miligramas de um agente, pelo menos aproximadamente 20 miligramas de um agente ou pelo menos aproximadamente 25 miligramas de um agente. Também se podem administrar quantidades superiores de agente, por exemplo, as partículas podem administrar pelo menos aproximadamente 35, pelo menos aproximadamente 40 ou pelo menos aproximadamente 50 miligramas de um agente. A invenção diz respeito a um método para administrar um agente no sistema pulmonar que compreende: a) fornecer partículas de transporte que têm uma densidade de compactação menor que 0,4 g/cm3; b) fornecer uma composição que compreende pelo menos um agente; c) misturar as partículas de transporte em a) e a composição em b) para formar uma composição respirável; e d) administrar a composição respirável em c) no tracto respiratório de um indivíduo. A expressão «composição respirável», tal como é aqui utilizada, diz respeito a uma composição que é adequada para administração no tracto respiratório de um indivíduo. A invenção também diz respeito a composições respiráveis que são capazes de ser administradas no sistema pulmonar. As composições respiráveis da invenção incluem partículas de transporte que têm uma densidade de compactação menor que 0,4 g/cm3 e uma composição que compreende um agente. Num modo de realização, as partículas de excipiente que estão 10 incluídas nas composições respiráveis podem ser preparadas separadamente sem um agente e depois misturadas com uma composição que contenha um agente.

Num modo de realização, as partículas da invenção são administradas a partir de um receptáculo que tem, detém, contém ou engloba uma massa de partículas. Os receptáculos que têm um volume de pelo menos aproximadamente 0,37 cm3 podem ser empregues na invenção. Também podem ser empregues receptáculos maiores que tenham um volume de pelo menos aproximadamente 0,48 cm3, 0,67 cm3 ou 0,95 cm3. Os receptáculos têm preferencialmente uma concepção adequada para a utilização num inalador de pó seco.

Num outro modo de realização, a energia que mantém as partículas do pó seco num estado agregado é de tal ordem que a inspiração de um doente, ao longo de um intervalo fisiológico razoável de débitos inspiratórios, é suficiente para desagregar o pó contido no receptáculo em partículas respiráveis. As partículas desagregadas podem penetrar e depositar-se através da inspiração do doente nas vias respiratórias e/ou pulmão profundo com elevada eficácia.

As partículas têm uma densidade de compactação menor que aproximadamente 0,4 g/cm3, preferencialmente por volta dos 0,1 g/cm3 ou menos. Num outro modo de realização, as partículas tem um diâmetro geométrico médio de massa (MMGD -mass medían geometric diameter) maior que 5 pm, de preferência aproximadamente por volta dos 10 pm ou maior. 11

Ainda num outro modo de realização, as partículas têm um diâmetro aerodinâmico médio de massa (MMAD - mass median aerodynamic diameter) na ordem aproximadamente dos 1 pm aos 5 pm.

Num modo de realização, as partículas de transporte têm um diâmetro de aproximadamente 10 mícrons e uma densidade de aproximadamente 0,001 g/cm3 e um MMAD (diâmetro aerodinâmico) de aproximadamente 0,3 mícrons, preferencialmente de aproximadamente 0,041 a aproximadamente 0,3 mícrons (de aproximadamente 10 a aproximadamente 300 nanómetros) ou de aproximadamente 0,001 a aproximadamente 0,2 mícrons. As partículas de transporte desta ordem não são consideradas respiráveis. As partículas submicrométricas são capazes de conferir densidade suficiente para tornar respiráveis as partículas de transporte não respiráveis. Essas partículas de transporte são concebidas para assegurar que uma quantidade terapêutica de um agente de tamanho nanométrico não afecte de modo adverso o desempenho aerodinâmico da partícula de transporte nos casos em que o agente está aderente à superfície, absorvido na superfície ou quimicamente associado à partícula de transporte. Por exemplo, para resolver esta preocupação, as partículas de transporte são concebidas com um diâmetro de aproximadamente 10 μιτι e uma densidade muito baixa (de aproximadamente 0,001 g/cm3), que, por si sós, poderão produzir partículas com um tamanho aerodinâmico muito menor (por exemplo 0,3 pm) que se situe abaixo do intervalo respirável de 1 a 5 pm. No entanto, na altura da inclusão de suficientes partículas 12 submicrométricas de tamanho nanométrico (por exemplo, aproximadamente 10 a 200 nm) que têm uma maior densidade (por exemplo aproximadamente 1 g/cm3) e contêm agente, as partículas resultantes seriam desenvolvidas para se enquadrarem no grau de tamanho e de porosidade necessário. Desta maneira, são acomodadas maiores quantidades de agente. Apesar de não estar limitado a uma única explicação, pensa-se que, devido ao pequeno tamanho de partícula das partículas micronizadas, o número de pontos de contacto partícula-partícula num dado volume é grande em relação aos pós constituídos por partículas maiores. Os pós com pequenos tamanhos de partícula necessitam de grandes energias para serem dispersos numa nuvem de aerossol. Devido à exigência de uma grande energia por parte desses pós, é necessário tanto um grande dispositivo, como uma massa de dose pequena. A invenção tem numerosas vantagens. Por exemplo, pode ser administrada uma grande dose única de um agente (por exemplo, um agente terapêutico, um agente profilático, um agente de diagnóstico, um agente de prognóstico) no sistema pulmonar através de um DPI com elevada eficácia. A invenção emprega um dispositivo simples, com boa relação qualidade/preço, para a administração pulmonar, que aumenta a eficácia e minimiza o desperdício de fármaco. Como a frequência de dosagens pode ser reduzida através do método de administração da invenção, espera-se um melhoramento da adesão dos doentes ao tratamento ou aos protocolos de profilaxia. A administração pulmonar pode eliminar de modo vantajoso a necessidade de injecção. Por exemplo, pode 13 evitar-se a necessidade de injecções diárias de insulina. As propriedades potenciadoras das próprias partículas poderão também resultar numa vantagem de dosagem, de modo a que a quantidade de agente necessária para alcançar o efeito terapêutico, profilático, de diagnóstico ou de prognóstico seja de facto reduzida. Os exemplos 5 a 9 descrevem esse efeito com L-Dopa. Esta vantagem de dosagem pode produzir pelo menos um aumento duplo na biodisponibilidade (por exemplo, a biodisponibilidade do nível plasmático) assim como vantagens terapêuticas em comparação com outros modos de administração, especialmente na administração oral. A combinação de uma administração altamente eficaz e uma vantagem de dosagem aumentam, ainda mais, a eficácia para além dos valores actualmente conhecidos. 0 facto de as partículas poderem ser utilizadas como transportadores para uma variedade de agentes sublinha também a larga aplicabilidade da presente invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS A Fig. 1 é um gráfico que apresenta o diâmetro geométrico médio de massa (MMGD) em mícrons em função da pressão para o sulfato de albuterol micronizado (losangos), sulfato de albuterol seco por pulverização (quadrados) e hGH seca por pulverização (triângulos). A Fig. 2A é um gráfico de barras que apresenta o diâmetro geométrico médio de sulfato de albuterol micronizado, sulfato de albuterol seco por pulverização e hGH seca por pulverização como partículas primárias (barra 14 esquerda de cada par), como medido por RODOS, comparado com partículas emitidas (barra direita de cada par) para fora do inalador a 30 L/min, medido pelo IHA. A Fig. 2B é um gráfico de barras que apresenta o diâmetro aerodinâmico médio do sulfato de albuterol micronizado e sulfato de albuterol seco por pulverização como partículas primárias (barra esquerda, como medido por um AeroDispenser, comparado com partículas emitidas (barra direita) para fora do inalador a 30 L/min, medido pelo AeroBreather. A Fig. 3 é um gráfico de barras que apresenta a fracção de partículas finas (FPF - fine particle fraction) < 4,0 pm (mícrons) da Dose Emitida utilizando DPI a 60 L/min. A Fig. 4 é um gráfico de barras que apresenta uma comparação das distribuições do tamanho de partícula da massa (barra esquerda) e da contagem gama (barra direita) de partículas radiomarcadas. A Fig. 5 é um gráfico que apresenta a massa depositada nos pulmões (losangos) em relação à dose nominal (losangos). A deposição média para os 10 indivíduos foi de 59% (linha tracejada). A Fig. 6 é um gráfico de barras que apresenta a comparação das distribuições de fracção de massa obtidas para pesos de enchimento de 6 mg (barra esquerda) e 50 mg (barra direita). A Fig. 7 é um gráfico que apresenta a deposição pulmonar relativa de partículas da presente invenção (círculos) ao longo de um intervalo de débitos inspiratórios em voluntários saudáveis. Isto é comparado com a deposição 15 pulmonar de inaladores de pó seco (DPI) (linha continua) ao longo do mesmo intervalo de débitos inspiratórios. Para comparação com os DPI, a eficácia de deposição das partículas da presente invenção foi normalizada para um valor médio de 1,0 (linha ponteada). A eficácia média de massa depositada no pulmão dividida pela dose nominal para as partículas da presente invenção é de 59%, como está representado na Fig. 5. A Fig. 8 é uma representação gráfica que mostra a concentração plasmática de L-Dopa vs. o tempo após administração oral ou pulmonar (normalizada para uma dose de 8 mg) . A Fig. 9 é uma representação gráfica que mostra a concentração plasmática de cetoprofeno vs. o tempo para os grupos oral e pulmonar. A Fig. 10 é uma representação gráfica que mostra a concentração plasmática de cetoprofeno vs. o tempo para o grupo oral. A Fig. 11 é uma concentração plasmática de cetoprofeno vs. o tempo para o grupo pulmonar. A Fig. 12 é um gráfico que apresenta curvas de RODOS para diferentes formulações de pós que incluem L-Dopa. A Fig. 13A e a Fig. 13B são cromatogramas de HPLC que representam a recuperação de L-DOPA a partir de pós (Fig. 13A) em comparação com uma amostra branca (Fig. 13B). A Fig. 14A representa níveis plasmáticos de L-Dopa após vias de administração pulmonar e oral. A Fig. 14B representa níveis plasmáticos de L-Dopa após vias de administração pulmonar, oral e intravenosa. 16 A Fig. 15Α e a Fig. 15B apresentam respectivamente os resultados da L-Dopa oral e pulmonar na «tarefa de colocação» funcional num modelo de ratazana da doença de Parkinson. A Fig. 16A e a Fig. 16B apresentam respectivamente os resultados da L-Dopa oral e pulmonar na «tarefa de apoio» funcional num modelo de ratazana da doença de Parkinson. A Fig. 17A e a Fig. 17B apresentam respectivamente os resultados da L-Dopa oral e pulmonar na tarefa de acinesia funcional num modelo de ratazana da doença de Parkinson. A Fig. 18 apresenta os resultados de administração oral e pulmonar de L-Dopa sobre a rotação funcional num modelo de ratazana da doença de Parkinson. A Fig, 19 apresenta os resultados de um teste de provocação com metacolina num modelo de cobaia ao longo de um período de 24 horas após tratamento com formulações de salmeterol [F-l (0,5) , losango cheio; F-l (1,0), quadrado cheio; F-l (2,0), triângulo cheio] em comparação com formulações de Serevent® [SX- 1 (0,5) «x» e SX-2 (1 ,0) círculo branco]. A Fig. 20 apresenta os resultados de um teste de provocação com metacolina num modelo de cobaia ao longo de um período de 24 horas após tratamento com formulações de salmeterol [F-2 (0,5), losango cheio; F-2 (1,0), quadrado cheio; F-2 (2,0), triângulo cheio] em comparação com formulações de Serevent® [SX- 1 (0,5) «x» e SX-2 (1 ,0) círculo branco].

DESCRIÇÃO PORMENORIZADA DA INVENÇÃO 17

As características e outros pormenores da invenção, quer como fases da invenção quer como combinação de partes da invenção, serão descritas mais em pormenor com referência às figuras e referidas nas reivindicações. Este pedido também está relacionado com o Pedido de Patente norte-americano n.° 091665,252 (Atty. Docket Number 2685.1009-000) com o titulo Pulmonary Delivery in Treating Disorders of the Central Nervous System (Administração Pulmonar no Tratamento de Distúrbios do Sistema Nervoso Central), registado a 19 de Setembro de 2000, e está relacionado com o seu pedido de Continuation-in-Part com o mesmo titulo e os mesmos inventores (Atty. Docket Number 2685.1009-001) registada na mesma data do presente pedido. A invenção diz respeito a métodos de administração de partículas no sistema pulmonar de um indivíduo. A invenção também diz respeito a composições respiráveis que compreendem partículas de transporte, que são capazes de ser administradas no sistema pulmonar.

Num modo de realização, as partículas da invenção compreendem um agente. O termo «invenção», tal como é aqui utilizado, inclui mas não está limitado a, agentes terapêuticos, agentes profiláticos, agentes de diagnóstico e agentes de prognóstico. A invenção também diz respeito a agentes que compreendem eles próprios partículas administradas através deste método. Dependendo da utilização que se tiver em mente, o agente pode estar sob a forma de, 18 mas não estando limitado a, um pó seco (por exemplo, um pó de partículas), partículas (como partículas micronizadas, partículas submicrométricas, partículas de tamanho nanométrico, lipossomas, microesferas, micropartículas, micelas e contas, não estando limitadas a estas), cristais, uma solução líquida, uma suspensão ou uma emulsão. 0 termo «agente» inclui agentes bioactivos. 0 termo «bioactivo», tal como é aqui utilizado, diz respeito à existência de um efeito sobre um organismo vivo, por exemplo, um mamífero e em particular um indivíduo humano. Os agentes na forma de partículas ou de pós de partículas podem ser preparados através de moagem, filtragem, evaporação, extracção e secagem por pulverização, bem como outras técnicas conhecidas daqueles com experiência na arte. Num modo de realização, o agente é não cristalino, por exemplo, o agente não tem uma estrutura cristalina ou não compreende cristais.

Alguns exemplos de agentes bioactivos adequados incluem fármacos (por exemplo, fármacos hidrofóbicos, fármacos hidrofílicos), formulações farmacológicas, vitaminas, adjuvantes farmacológicos, proteínas, péptidos, polipéptidos, hormonas, aminoácidos, ácidos nucleicos, formulações de vacina, vírus inactivados, fosfolípidos, surfactantes e quaisquer combinações derivadas. Outros exemplos de agentes incluem compostos sintéticos, compostos inorgânicos e compostos orgânicos.

Esta invenção também diz respeito à preparação de partículas únicas através de secagem por pulverização. As 19 propriedades únicas das partículas que lhes conferem a sua excelente respirabilidade, fluidez e dispersividade são mantidas, quer o agente seja (1) parte da pré-mistura de secagem por pulverização e, por conseguinte, incorporada nas partículas, (2) adicionado a partículas preparadas em separado, de modo que o agente esteja aderente ou esteja em associação química com as partículas ou (3) mesclado, de modo que o agente seja misturado e co-administrado com as partículas. A associação química inclui, mas não se limita a, interacções iónicas, atracção de partículas e/ou agente com carga, interacções dipolo-dipolo, forças de Van der Waals, interacções covalentes, absorção e ligações de hidrogénio.

Ao contrário das partículas conhecidas na arte, as partículas secas da presente invenção são versáteis. Por exemplo, as partículas da invenção podem incorporar um agente, transportar um agente ou co-administrar um agente ou qualquer combinação derivada. Num modo de realização, as partículas co-administradas podem ser descritas como escoltas que acompanham pelo menos um agente até ao sítio desejado de deposição no pulmão. Por exemplo, a lactose é um excipiente aprovado e comercialmente disponível. No entanto, a lactose não consegue ser administrada eficazmente no pulmão profundo. As partículas da presente invenção alcançam o pulmão profundo e são capazes de escoltar, acompanhar e/ou co-administrar o agente desejado ao sítio de deposição desejado. São fornecidos aqui vários exemplos. No que a isto diz respeito, as partículas da presente invenção, quando 20 utilizadas como transportadores, têm vantagens e oferecem opções que outros transportadores, incluindo a lactose, não oferecem.

As partículas da invenção são capazes de transportar cargas surpreendentemente elevadas de agente. As partículas da invenção também são muito dispersáveis e são capazes de visar regiões no sistema respiratório. As composições utilizadas nos métodos da invenção compreendem partículas secas que transportam cargas surpreendentemente elevadas de agente também são capazes de visar regiões particulares do sistema respiratório, por exemplo, as vias aéreas superiores, as vias aéreas centrais e/ou o pulmão profundo.

Ao ter em conta as propriedades individuais das partículas da invenção e do agente, as composições podem ser optimizadas para uma administração pulmonar bem sucedida. As composições que compreendem partículas altamente dispersíveis podem incluir opcionalmente partículas e/ou agentes adicionais. Entende-se que as composições que compreendem as partículas da invenção incluem partículas com ou sem agente. Se estiver presente, o agente pode ser, entre outras coisas, (1) incorporado nas partículas, (2) absorvido por, aderir às ou estar em associação química com as partículas, e/ou (3) mesclado, de modo a que o agente seja misturado e co-administrado com as partículas.

As composições que compreendem as partículas da invenção, tal como aqui é descrito, especialmente as partículas 21 altamente dispersáveis aqui definidas, podem compreender ainda um agente. Num modo de realização, as composições que compreendem as partículas da invenção compreendem pelo menos um agente adicional. Como indicado, as composições que compreendem partículas da invenção podem incorporar um agente nas partículas, transportar um agente com as partículas e/ou co-administrar um agente ou qualquer combinação derivada. Exemplos de agentes incluem, mas não estão limitados a, agentes terapêuticos, agentes profiláticos, agentes de diagnóstico e agentes de prognóstico. Os agentes adequados também incluem agentes bioactivos. Alguns exemplos de agentes bioactivos adequados incluem mas não se limitam a fármacos (por exemplo, fármacos hidrofóbicos, fármacos hidrofílicos), formulações farmacológicas, vitaminas, adjuvantes farmacológicos, proteínas, péptidos, polipéptidos, hormonas, aminoácidos, ácidos nucleicos, formulações de vacina, vírus inactivados, surfactantes pulmonares e quaisquer combinações derivadas. Outros exemplos incluem compostos sintéticos, compostos inorgânicos e compostos orgânicos, proteínas e péptidos, polissacarídeos e outros açúcares, lípidos e sequências de ácidos nucleicos de ADN e ARN que têm actividades terapêuticas, profiláticas, diagnósticas e/ou prognósticas. As sequências de ácidos nucleicos incluem genes, moléculas antisense que se ligam a ADN complementar para inibir a transcrição, e ribozimas. Os fármacos incluem fármacos hidrofóbicos e hidrofílicos.

Os agentes que incluem agentes incorporados nas, aderentes 22 às, em associação química com as, e/ou misturados e co-administrados com as partículas da invenção podem ter uma variedade de actividades biológicas. Esses agentes incluem, mas não estão limitados a, agentes vasoactivos, agentes neuroactivos, hormonas, anticoagulantes, agentes imunomoduladores, agentes citotóxicos, agentes profiláticos, antibióticos, agentes antivirais, agentes antisense, antigénios e anticorpos, como, por exemplo, anticorpos monoclonais, por exemplo, palivizumab (Medimune, Gaithersberg, MD) . Em alguns casos, as proteínas podem ser anticorpos ou antigénios que, de outra maneira, teriam de ser administrados através de injecção para provocar uma resposta apropriada. Os compostos com um grande intervalo de peso molecular, por exemplo, entre 100 e 500 000 daltons, podem ser encapsulados. As proteínas são aqui definidas como consistindo em 100 resíduos de aminoácidos ou mais; os péptidos têm menos de 100 resíduos de aminoácidos. Excepto se dito em contrário, o termo «proteína» refere-se quer a proteínas quer a péptidos. Os exemplos incluem a insulina e outras hormonas. Os polissacarídeos, como a heparina, também podem ser administrados.

As partículas, em especial as partículas altamente dispersíveis aqui descritas, podem incluir um agente bioactivo adequado para o tratamento sistémico. Em alternativa, as partículas podem incluir um agente bioactivo para a administração local dentro do pulmão, como, por exemplo, agentes para o tratamento da asma, enfisema ou fibrose quística, ou para o tratamento sistémico. Por 23 exemplo, podem ser administrados genes para o tratamento de doenças como a fibrose quistica, assim como beta agonistas para a asma. Outros agentes bioactivos específicos incluem, mas não estão limitados a, hormona de crescimento (por exemplo, hormona de crescimento de mamífero, em particular a hormona de crescimento humana), interleucinas, insulina, calcitonina, hormona libertadora da hormona luteinizante («LHRH») ou hormona libertadora de gonadotropina («LHRH») e análogos derivados (por exemplo, leuprolide), factor estimulador de colónias de granulócitos («G-CSF»), péptido relacionado com a hormona paratiroideia, somatostatina, testosterona, progesterona, estradiol, nicotina, fentanilo, noretisterona, clonidina, escopolamina, salicilato, cromoglicato de sódio, salmeterol, formeterol, brometo de ipratrópio, albuterol (incluindo o sulfato de albuterol), fluticasona, valium, alprazolam e levodopa (L-Dopa). Outros agentes terapêuticos adequados e/ou profiláticos incluem mas não estão limitados àqueles listados na patente norte-americana 5,875,776 e no pedido de patente norte-americano No. 09/665,252 registado a 19 de Setembro de200 (Atty. Docket Number 2685.1009-000). Esses agentes terapêuticos que estão carregados, como a maioria das proteínas, incluindo a insulina, podem ser administrados como um complexo entre o agente carregado e uma molécula de carga oposta. A molécula de carga oposta, preferencialmente, um lípido carregado ou uma proteína com uma carga oposta. As partículas podem incorporar substâncias como lípidos que permitem a libertação continuada de pequenas e grandes moléculas. A adição destes complexos ou substâncias é exequível para 24 partículas de qualquer tamanho e feitio e é especialmente útil para alterar a taxa de libertação dos agentes terapêuticos das partículas inaladas.

Qualquer agente de entre uma variedade de agentes de diagnóstico e/ou prognóstico pode ser incorporado nas partículas altamente dispersíveis, que podem administrar localmente ou sistemicamente os agentes incorporados, após administração a um doente. Em alternativa, os agentes de diagnóstico e/ou de prognóstico podem ser transportados com, aderir às, associar-se quimicamente com, e/ou serem co-administrados com as partículas altamente dispersíveis da invenção. As partículas que incorporam agentes de diagnóstico podem ser detectadas utilizando técnicas padrão disponíveis na arte e equipamento disponível comercialmente.

Num modo de realização, a composição que compreende as partículas da invenção compreende, além disso, um agente de diagnóstico e/ou de prognóstico. 0 agente de diagnóstico e/ou de prognóstico pode compreender um marcador incluindo, mas não está limitado a, um radioisótopo, um marcador de epítopo, um marcador de afinidade, um marcador de spin, um marcador enzimático, um grupo fluorescente e um grupo quimioluminescente. Num modo de realização, o marcador é um radioisótopo, for exemplo 99mTC. Entende-se que são bem conhecidos na arte marcadores adicionais e que estes são englobados pela presente invenção.

Qualquer gás biocompatível ou farmacologicamente aceitável, por exemplo, pode ser incorporado nas partículas 25 ou enclausurado nos poros das partículas utilizando a tecnologia conhecida por aqueles com experiência na arte. 0 termo «gás» refere-se a qualquer composto que seja um gás ou que seja capaz de formar um gás à temperatura na qual é realizado o estudo imagiológico. Num modo de realização, a retenção do gás nas partículas é melhorada pela formação de uma barreira impermeável ao gás à volta das partículas. Essas barreiras são bem conhecidas daqueles com experiência na arte.

Outros agentes imagiológicos que podem ser utilizados incluem agentes disponíveis comercialmente utilizados na tomografia por emissão de positrões (PET), tomografia axial computadorizada (TAC), tomografia computadorizada por emissão de fotões, raios X, fluoroscopia e na ressonância magnética (RM).

Exemplos de materiais adequados para utilização como agentes de contraste nas RM incluem quelatos de gadolinio, como o ácido pentacético de dietilenotriamina (DTPA) e o gadopentetato de dimeglumina, assim como ferro, magnésio, manganésio, cobre e crómio.

Exemplos de materiais úteis para TAC e raios X incluem materiais à base de iodo para a administração intravenosa, como monómeros iónicos tipificados por diatrizoato e iotalamato, monómeros não iónicos como o iopamidol, isohexol e o ioversol, dímeros não iónicos, como o iotrol e o iodixanol e dímeros iónicos, por exemplo, o ioxaglato. 26

Os agentes também incluem moléculas de direccionamento que podem ser ligadas às partículas através de grupos funcionais reactivos nas partículas. As moléculas de direccionamento permitem a interacção de ligação da partícula como sítios de receptores específicos, como aqueles nos pulmões. As partículas podem ser direccionadas através da ligação de ligandos que se ligam especificamente ou inespecificamente a determinados alvos. Moléculas de direccionamento exemplares incluem anticorpos (por exemplo, soros policlonais, monoclonais, quiméricos, humanizados, humanos) e fragmentos derivados (por exemplo, Fab, Fab', F(ab')2, Fv) , incluindo regiões variáveis de anticorpos, lectinas e hormonas ou outras moléculas orgânicas capazes de ligação especifica, por exemplo, a receptores nas superfícies das células-alvo.

Os agentes, e em particular os agentes bioactivos, também podem incluir surfactantes, como os surfactantes que são endógenos ao pulmão. Quer os surfactantes naturais do pulmão, quer os surfactantes sintéticos do pulmão estão englobados no âmbito da invenção.

Os métodos da invenção também se relacionam com a administração no tracto respiratório de um indivíduo de partículas e/ou composições que compreendam as partículas da invenção, que podem estar contidas num receptáculo. Tal como aqui se descreve, em certos modos de realização, a invenção diz respeito a métodos de administração das partículas da 27 invenção, enquanto noutros modos de realização a invenção diz respeito a métodos de administração de composições respiráveis que compreendem as partículas da invenção, 0 termo «receptáculo», tal como é aqui utilizado, inclui mas não está limitado a, por exemplo, uma cápsula, um blister, poço coberto por película, câmara e outro meios adequados de armazenar partículas, um pó ou uma composição respirável num dispositivo de inalação conhecido por aqueles com experiência na arte.

Num modo de realização preferido, o receptáculo é utilizado num inalador de pó seco. Exemplos de inaladores de pó seco que podem ser empregues nos métodos da invenção incluem mas não se limitam aos inaladores descritos na patentes norte-americanas 4,995,385 e 4,069,819, o Spinhaler® (Fisons, Loughborough, Reino Unido), Rotahaler® (Glaxo-Wellcome, Research Triangle Technology Park, Carolina do Norte), FlowCaps® (Hovione, Loures, Portugal), Inhalator® (Boehringer-Ingelheim, Alemanha), e o Aerolizer® (Novartis, Suíça), o Diskhaler (Glaxo-Wellcome, RTP, Carolina do Norte) e outros conhecidos por aqueles com experiência na arte. Num modo de realização, o inalador utilizado é descrito no Pedido de Patente norte-americano com o título Inhalation Device and Method (Dispositivo e Método de Inalação), de David A. Edwards et ai., registado a 16 de Abril de 2001, sob Attorney Docket N.° 00166.0109.US00.

Num modo de realização, o volume do receptáculo é de pelo menos aproximadamente 0,37 cm3. Num outro modo de 28 realização, o volume do receptáculo é de pelo menos aproximadamente 0,4 8 cm3. Ainda num outro modo de realização, há receptáculos com um volume de pelo menos aproximadamente 0,67 cm3 ou 0,95 cm3. A invenção também diz respeito a receptáculos que são cápsulas, por exemplo, cápsulas designadas com um tamanho de cápsula em particular, como 2,1, 0, 00 ou 000. Podem-se obter cápsulas adequadas, por exemplo da Shionogi (Rockville, MD). Podem-se obter blisters, por exemplo, da Hueck Foils (Wall, NJ) . Outros receptáculos e outros volumes derivados adequados para a utilização na presente invenção são conhecidos por aqueles com experiência na arte. O receptáculo contém e armazena partículas e/ou composições respiráveis compreendendo partículas. Num modo de realização, as partículas e/ou as composições respiráveis que compreendem partículas estão sob a forma de um pó. O receptáculo é enchido com partículas e/ou composições que compreendem partículas, como é conhecido na arte. Pode ser utilizado, por exemplo, um enchimento a vácuo ou tecnologias de compressão. Geralmente, o enchimento do receptáculo com pó pode ser levado a cabo por métodos conhecidos na arte. Num modo de realização da invenção, as partículas, o pó ou a composição respirável que está contida ou armazenada num receptáculo têm uma massa de pelo menos aproximadamente 5 miligramas. A massa das partículas ou das composições respiráveis armazenadas ou contidas no receptáculo tem pelo menos aproximadamente 10 miligramas. 29

Num modo de realização da invenção, o receptáculo contém uma massa de partículas, especialmente uma massa de partículas altamente dispersíveis como é aqui descrito. A massa das partículas compreende uma dose nominal de um agente. A expressão «dose nominal», como é aqui utilizada, designa a massa total de um agente que está presente na massa de partículas no receptáculo e representa a quantidade máxima de um agente disponível para administração numa única inspiração.

As partículas e/ou as composições respiráveis que compreendem partículas estão armazenadas ou contidas nos receptáculos e são administradas no tracto respiratório de um indivíduo. Os termos «administração» ou «administrar» de partículas e/ou composições respiráveis, como são aqui utilizados, referem-se à introdução de partículas no tracto respiratório de um indivíduo.

Num modo de realização, como é aqui descrito, a invenção diz respeito a uma composição respirável que compreende partículas de transporte e um agente. Num outro modo de realização, a invenção diz respeito a um método para administrar uma composição respirável que compreende partículas de transporte e um agente. A expressão «partícula de transporte», como é aqui utilizada, refere-se a partículas que podem ou não compreender um agente, e ajudar na administração de um agente ao sistema respiratório de um indivíduo, por exemplo, ao aumentar a estabilidade, a dispersividade, a aerossolização, a consistência e/ou as 30 características de tamanho de um agente. É claro que, em certos modos de realização, as partículas da invenção são partículas de transporte que podem ser administradas no tracto respiratório de um indivíduo.

Num modo de realização, a invenção diz respeito a uma composição respirável que é formada a partir da mesclagem ou mistura de partículas de transporte (sem um agente) com uma composição que compreende um agente. Esta composição respirável pode depois ser administrada no tracto respiratório de um indivíduo. Num outro modo de realização, a composição respirável é administrada no tracto respiratório de um indivíduo, por exemplo, através da utilização de um dispositivo inalador de pó seco. Num modo de realização, a composição respirável compreende uma composição que inclui um agente que está sob a forma de partículas micronizadas (por exemplo, partículas submicrométricas) .

Nos modos de realização em que as partículas da invenção são partículas de transporte que são co-administradas com um agente, as partículas de transporte aumentam preferencialmente a administração do agente ao sistema respiratório de um indivíduo (por exemplo, vias aéreas superiores, vias aéreas inferiores, pulmões profundos). Num modo de realização, as partículas da invenção são partículas de transporte que são co-administradas com um agente para aumentar a administração uniforme do agente a uma região em particular do sistema respiratório de um indivíduo (por 31 exemplo, as vias aéreas superiores, as vias aéreas centrais, ou preferencialmente os pulmões profundos). A co-administração das partículas de transporte da invenção com um agente também poderá ajudar a reduzir a fagocitose do agente por macrófagos (por exemplo, macrófagos alveolares) e/ou aumentar a dispersividade e a aerossolização do agente (por exemplo, ao diminuir a agregação ou a aglomeração das partículas).

Como é aqui descrito, as partículas e as composições respiráveis que compreendem as partículas da invenção podem incluir opcionalmente um surfactante, como um surfactante que seja endógeno do pulmão. As partículas e as composições respiráveis que compreendem as partículas da invenção aqui descritas são também, preferencialmente, biodegradáveis e biocompatíveis, e opcionalmente capazes de afectar a biodegrabilidade e/ou a taxa de administração de um agente co-administrado.

Tal como se descreve aqui, as partículas, incluindo as partículas de transporte contidas nas composições respiráveis aqui descritas, são «aerodinamicamente leves». Como descrito abaixo, «aerodinamicamente leve», tal como é aqui utilizado, refere-se a partículas com uma densidade de compactação menor que 0,4 g/cm3. Num modo de realização, as partículas de transporte têm uma densidade de compactação próxima de ou menor de aproximadamente 0,1 g/cm3. Descrições adicionais da densidade de compactação e dos métodos para medir a densidade de compactação são descritos em maior 32 pormenor abaixo.

Num modo de realização, as partículas, incluindo as partículas de transporte contidas nas composições respiráveis aqui descritas, têm preferencialmente um diâmetro geométrico médio de massa (MMGD) maior que aproximadamente 5 pm. Noutros modos de realização, as partículas têm um MMGD maior que aproximadamente 10 pm até aproximadamente 30 pm. Descrições adicionais do MMGD e dos métodos para medir o MMGD são descritos em maior pormenor abaixo.

Entende-se que as partículas e/ou as composições respiráveis que compreendem as partículas da invenção que podem ser administradas no tracto respiratório de um indivíduo também podem incluir opcionalmente transportadores farmacologicamente aceitáveis, como é bem conhecido na arte. A expressão «transportador farmacologicamente aceitável» como é aqui utilizada, refere-se a transportadores que podem ser administrados no sistema respiratório de um doente sem nenhuns efeitos adversos tóxicos significativos. Os transportadores farmacologicamente aceitáveis apropriados incluem aqueles habitualmente utilizados na terapia de inalação (por exemplo, lactose) e incluem transportadores farmacologicamente aceitáveis sob forma de um líquido (por exemplo, soro fisiológico) ou um pó (por exemplo, um pó de partículas). Num modo de realização, o transportador farmacologicamente aceitável compreende partículas que têm um diâmetro médio que é de aproximadamente 50 pm até 33 aproximadamente 200 μπι, e especialmente partículas de lactose neste intervalo. Entende-se que aqueles com experiência na arte podem determinar rapidamente quais os transportadores farmacologicamente aceitáveis apropriados para administrar, acompanhar e co-administrar as partículas da invenção.

As partículas e/ou as composições respiráveis que compreendem partículas são administradas num único passo activado pela inspiração. As expressões «activado pela inspiração» e «accionado pela inspiração» aqui utilizadas indiferentemente. A expressão «um único passo activado pela inspiração» aqui utilizada quer dizer que as partículas são dispersas e inaladas num único passo. Por exemplo, em dispositivos de inalação activados por uma única inspiração, a energia da inspiração do indivíduo não só dispersa as partículas como também as conduz para a cavidade oral ou nasofaríngea. Os inaladores adequados que são inaladores únicos accionados pela inspiração que podem ser empregues nos métodos da invenção incluem mas não se limitam a inaladores simples de pó seco descritos nas patentes norte-americanas 4,995,385 e 4,069,819, o Spinhaler® (Fisons, Loughborough, Reino Unido), Rotahaler® (Glaxo-Wellcome, Research Triangle Technology Park, Carolina do Norte), FlowCaps® (Hovione, Loures, Portugal), Inhalator® (Boehringer-Ingelheim, Alemanha), e o Aerolizer® (Novartis, Suíça), o Diskhaler (Glaxo-Wellcome, RTP, Carolina do Norte) e outros conhecidos por aqueles com experiência na arte. Num modo de realização, o inalador utilizado é descrito no 34 pedido de patente norte-ameicano com o título Inhalation Device and Method (Dispositivo e Método de Inalação), de David A. Edwards et al., registado a 16 de Abril de 2001, sob Attorney Docket No. 00166.0109.US00. A administração de «inspiração única» pode incluir a administração única, activada pela inspiração, mas também a administração durante a qual as partículas, as composições respiráveis ou os pós são dispersos em primeiro lugar, seguidos pela inalação ou inspiração das partículas, composições respiráveis ou pós dispersos. No último modo de administração, as partículas são dispersas por uma energia adicional àquela fornecida pela inspiração do indivíduo. Um exemplo de um inalador de inspiração única que emprega uma outra energia além daquela gerada pela inspiração do doente é o dispositivo descrito na patente norte-americana n.° 5, 997,848 emitida em nome de Patton et al., a 7 de Dezembro de 1999.

Num modo de realização preferido, o receptáculo que contém as partículas, as composições respiráveis que compreendem as partículas ou pó é esvaziado num único passo activado pela inspiração. Num outro modo de realização, o receptáculo que contém as partículas é esvaziado numa única inalação. O termo «esvaziado», como é aqui utilizado, significa que pelo menos 50% da massa de partículas contida no receptáculo é emitida do inalador durante a administração das partículas no sistema respiratório de um indivíduo. 35

Num modo de realização preferido da invenção, as partículas administradas são altamente dispersáveis. A expressão partículas ou pós «altamente dispersáveis», como é aqui utilizada, refere-se a partículas ou pós que podem ser dispersados por um dispersor de pó seco RODOS (ou uma técnica equivalente) de modo que a (uma pressão de) aproximadamente 1 Bar são emitidas partículas do pó seco do orifício do RODOS com diâmetros geométricos, medidos por um HELOS ou um outro sistema de difracção de laser, que são 1,5 vezes menores que o tamanho geométrico da partícula medida a 4 bar. Os pós altamente dispersáveis têm uma reduzida tendência para se aglomerar, agregar ou grumar e/ou, se estiverem aglomerados, agregados ou grumados, são facilmente dispersados ou desaglomerados à medida que são emitidos a partir do inalador e inspirados pelo indivíduo. Normalmente, as partículas altamente dispersáveis que são adequadas para os métodos da invenção apresentam uma agregação muito baixa quando comparadas com pós micronizados padrão que têm diâmetros aerodinâmicos semelhantes e que são adequados para administração no sistema pulmonar. As propriedades que aumentam a dispersividade incluem, por exemplo, a carga da partícula, a rugosidade da superfície, a química de superfície e diâmetros geométricos relativamente grandes. Num modo de realização, devido ao facto de as forças de atracção entre partículas de um pó variarem (para uma massa de pó constante) inversamente ao quadrado do diâmetro geométrico e a força de cisalhamento experimentada por uma partícula aumentar com o quadrado do diâmetro geométrico, a facilidade da dispersividade de um pó é da ordem do inverso 36 do diâmetro geométrico elevado à quarta potência. 0 tamanho de partícula aumentado diminui as forças de adesão entre as partículas. [Visser, J., Powder Technology, 58:1-10 (1989)] Por conseguinte, um grande tamanho de partícula, mantendo todas as outras coisas equivalentes, aumenta a eficácia da aerossolização para os pulmões de partículas de baixa densidade de massa envolvente. O aumento das irregularidades de superfície e da aspereza também pode aumentar a dispersividade das partículas. A aspereza de superfície pode ser expressa, por exemplo, por rugosidade.

As partículas são preferencialmente biodegradáveis e biocompativeis e são opcionalmente capazes de se biodegradarem a uma velocidade controlada para administrar um agente terapêutico, profilático, de diagnóstico ou um agente de prognóstico. Além de um agente, preferencialmente um agente bioactivo, as partículas podem ainda incluir uma variedade de materiais. Podem-se utilizar quer materiais inorgânicos quer materiais orgânicos. Podem-se utilizar, por exemplo, cerâmicas. Também se podem utilizar ácidos gordos para formar partículas aerodinamicamente leves. Outros materiais adequados incluem, mas não se limitam a, aminoácidos, gelatina, polietilenoglicol, trealose, lactose e dextrano. São descritas abaixo em mais pormenor composições de partículas. Num modo de realização, as partículas da invenção são não poliméricas. Num outro modo de realização, as composições respiráveis incluem partículas de transporte que são não poliméricas. 37

As partículas administradas no tracto respiratório de um indivíduo têm uma densidade de compactação menor que aproximadamente 0,4 g/cm3. As partículas que têm uma densidade de compactação menor que aproximadamente 0,4 g/cm3 são aqui referidas como «aerodinamicamente leves». Num modo de realização preferido, as partículas têm uma densidade de compactação próxima ou menor que aproximadamente 0,1 g/cm3. A densidade de compactação é uma medida da densidade de massa envolvente que caracteriza a partícula. A densidade de massa envolvente de uma partícula de uma forma isotrópica estatística é definida como a massa da partícula dividida pelo volume esférico envolvente mínimo dentro do qual ela possa estar contida. As características que podem contribuir para uma densidade de compactação baixa incluem a textura de superfície irregular e uma estrutura oca ou porosa. A densidade de compactação pode ser medida ao utilizar instrumentos conhecidos por aqueles com experiência na arte, como o Dual Platform Microprocessor Controlled Tap Density Tester (Vankel, NC). A densidade de compactação é uma medida padrão da densidade de massa envolvente. A densidade de compactação pode ser determinada utilizando o método do USP Bulk Density and Tapped Density, United States Pharmacopia Convention, Rockville, MD, 10.° Suplemento, 4950-4951, 1999. Num outro modo de realização, as partículas têm um diâmetro geométrico médio de massa (MMGD) maior que aproximadamente 5 μιη e preferencialmente próximo ou maior que aproximadamente 10 pm. Num modo de realização, as partículas têm um MMGD maior que aproximadamente 5 pm e que vai até aproximadamente 38 30 μιτι. Num outro modo de realização, as partículas têm um MMGD que vai de aproximadamente 10 pm até aproximadamente 30 pm.

Num modo de realização, as composições que compreendem as partículas da presente invenção têm uma densidade aparente dinâmica de 0,1 g/cm3 ou superior e uma densidade de compactação menor que aproximadamente 0,4 g/cm3. Num modo de realização preferido, as partículas têm uma densidade aparente dinâmica maior que 0,1 g/cm3 e uma densidade de compactação próxima ou menor que aproximadamente 0,1 g/cm3. 0 MMGD das partículas pode ser medido utilizando um instrumento detector de zonas eléctricas, como o Coulter Multisizer lie (Coulter Electronics, Luton, Beds, Inglaterra) ou um instrumento de difracção de laser (por exemplo, o Helos, Sympatec, Inc., Princeton, Nova Jérsia). O diâmetro das partículas numa amostra dependerá de factores como a composição das partículas e os métodos de síntese. A distribuição do tamanho das partículas numa amostra pode ser seleccionada para permitir uma óptima deposição nos sítios alvos no tracto respiratório.

As partículas aerodinamicamente leves adequadas para utilização na presente invenção podem ser fabricadas ou separadas, por exemplo, através de filtração ou centrifugação, para permitir uma amostra de partículas com uma distribuição de tamanho pré-seleccionada. Por exemplo, mais do que 30%, 50%, 70% ou 80% das partículas numa amostra 39 podem ter um diâmetro dentro de um intervalo seleccionado de pelo menos 5 pm. 0 intervalo seleccionado dentro do qual uma certa percentagem das partículas tem de se enquadrar pode ser, por exemplo, entre 5 e 30 pm, ou opcionalmente entre 5 e 15 pm. Num modo de realização, pelo menos uma porção das partículas tem um diâmetro entre aproximadamente 9 e 11 pm. A amostra de partículas também pode, opcionalmente, ser fabricada de modo a que pelo menos 90%, ou opcionalmente, 95% ou 99% das partículas tenham um diâmetro dentro do intervalo seleccionado. A presença da maior proporção das partículas aerodinamicamente leves de maior diâmetro (pelo menos aproximadamente 5 pm) na amostra de partículas aumenta a administração de agentes terapêuticos, profiláticos, de diagnóstico ou de prognóstico que são incorporados nelas, transportados com ou aderentes a superfície, absorvidos na superfície e/ou co-administrados com as partículas no pulmão profundo.

Num modo de realização, na amostra de partículas, o intervalo interquartil pode ser de 2 pm, com um diâmetro médio, por exemplo, entre aproximadamente 7,5 e 13,5 pm. Por conseguinte, por exemplo, entre pelo menos 30% e 40% das partículas podem ter diâmetros dentro do intervalo seleccionado. As ditas percentagens das partículas têm, preferencialmente, diâmetros num intervalo de 1 pm, por exemplo, entre 6,0 e 7,0 pm, 10,0 e 11,0 pm ou 13,0 e 14,0 pm.

Num outro modo de realização, as partículas têm um diâmetro 40 aerodinâmico entre aproximadamente 1 pm e aproximadamente 5 pm. 0 diâmetro aerodinâmico, daer, pode ser calculado a partir da equação:

em que dg é o diâmetro geométrico, por exemplo, o MMGD e p é a densidade do pó. 0 diâmetro aerodinâmico pode ser determinado, experimentalmente, ao empregar um método de assentamento gravitacional, em que o tempo para um conjunto de partículas estabelecer uma determinada distância é utilizado para inferir directamente o diâmetro aerodinâmico das partículas. Um método indirecto para medir o diâmetro aerodinâmico médio de massa (MMAD) é o impactador em líquido de múltiplos estágios (MSLI - multi-stage liquid impinger).

Num modo de realização, as partículas da invenção têm uma densidade aparente dinâmica maior que 0,1 g/cm3.

Num modo de realização da invenção, pelo menos 50% da massa das partículas armazenadas num receptáculo são administradas no tracto respiratório de um indivíduo num único passo activado pela inspiração. São administrados, preferencialmente, pelo menos 55% da massa das partículas.

Num outro modo de realização da invenção, são administrados pelo menos 5 miligramas e preferencialmente 41 pelo menos 7 miligramas ou pelo menos 10 miligramas de um agente, preferencialmente um agente bioactivo, ao administrar no tracto respiratório de um indivíduo, numa única inspiração, partículas contidas no receptáculo. Podem ser administradas pelo menos 15, preferencialmente pelo menos 20 ou mais, preferencialmente pelo menos 25, 30, 35, 40 e 50 miligramas. Num modo de realização preferido, são administradas quantidades de pelo menos 35 miligramas. Num outro modo de realização preferido, são administradas quantidades de, pelo menos, 50 miligramas.

As partículas administradas no tracto respiratório do indivíduo são administradas no sistema pulmonar. As partículas adequadas para utilização nos métodos da invenção podem viajar através das vias aéreas superiores (orofaringe e laringe), as vias aéreas inferiores, que incluem a traqueia seguida por bifurcações para os brônquios e bronquíolos, e através dos bronquíolos terminais, que por sua vez se dividem em bronquíolos respiratórios que conduzem à região respiratória terminal, aos alvéolos ou ao pulmão profundo. Num outro modo de realização da invenção, a administração é primordialmente para as vias aéreas centrais. Num outro modo de realização, a administração é para as vias aéreas superiores.

As partículas adequadas para a utilização na presente invenção podem ser fabricadas com o material, a aspereza, o diâmetro e a densidade de compactação apropriados, para administração localizada em regiões seleccionadas do tracto 42 respiratório como o pulmão profundo, as vias aéreas centrais ou superiores. Por exemplo, podem-se utilizar partículas maiores ou com uma densidade superior para a administração nas vias aéreas superior, ou pode-se administrar uma mistura de partículas de tamanhos diferentes numa amostra, equipadas como o mesmo ou um agente diferente para visar diferentes regiões do pulmão numa só administração. Podem-se conceber e fabricar partículas com tempos de degradação e de libertação que vão de segundos a meses, baseando-se em factores como o material das partículas. A administração no sistema pulmonar de partículas num único passo activado pela inspiração é reforçada pelo emprego de partículas que são dispersadas com energias relativamente baixas, como, por exemplo, energias fornecidas normalmente pela inspiração de um indivíduo. Essas energias são aqui referidas como «baixas». A expressão «administração de baixa energia», como é aqui utilizada, diz respeito à administração em que a energia utilizada para dispersar e inalar as partículas está dentro dos limites normalmente fornecidos por um indivíduo durante a inalação.

Num modo de realização da invenção, as partículas altamente dispersáveis que são administradas a um indivíduo compreendem um agente bioactivo e polímero, copolímero ou mescla biocompatível e preferencialmente biodegradável. Os polímeros podem ser talhados à medida para optimizar as diferentes características das partículas, incluindo: i) as interacções entre o agente a ser administrado e o polímero 43 para proporcionar a estabilização do agente e a manutenção da actividade aquando da administração; ii) a velocidade da degradação do polímero e, por conseguinte, a velocidade dos perfis da libertação do fármaco: iii) as características de superfície e as capacidades de direccionamento através da modificação química; e iv) porosidade das partículas.

Podem-se utilizar polímeros corrosivos de superfície como polianidridos para formar partículas. Podem-se utilizar, por exemplo, polianidridos como o anidrido de poli(p-carboxifenoxi)-hexano (PCPH). São descritos polianidridos biodegradáveis na patente norte-americana n.° 4,857,311. Também se podem utilizar os polímeros corrosivos como aqueles baseados em poliésteres incluindo poli(hidroxiácidos). Podem-se utilizar, por exemplo, ácido poliglicólico (PGA), ácido poliláctico (PLA) ou copolímeros derivados para formar as partículas. 0 poliéster também pode ter um grupo carregado ou funcionalizável, como um aminoácido. Num modo de realização preferido, as partículas que têm propriedades de libertação controladas podem ser formadas por ácido poli(D,L-láctico) e/ou por ácido poli(D,L-láctico-co-glicólico) («PLGA»), que contém um surfactante como a dipalmitoilfosfatidilcolina (DPPC).

Outros polímeros incluem poliamidas, policarbonatos, polialquilenos como polietileno, polipropileno, poli(etilenoglicol), poli(etilenotereftalato), compostos de polivinil como alcoóis de polivinil, éteres de polivinil e ésteres de polivinil, polímeros e ácidos acrílicos e 44 metacrílicos, celuloses e outros polissacarídeos, e péptidos ou proteínas ou copolímeros ou misturas derivadas. Os polímeros podem ser seleccionados com ou modificados para ter a estabilidade apropriada e as velocidades de degradação in vivo para diferentes aplicações controladas de administração de fármaco.

Podem-se formar partículas altamente dispersíveis a partir de copolímeros de enxerto de poliéster funcionalizado como está descrito em Hrkach et al., Macromolecules, 28: 4736-4739 (1995); e Hrkach et al., «Poly(L-Lactic acid-co-amino acid) Graft Copolymers: A Class of Functional Biodegradable Biomaterials», Hydrogels and Biodegradable Polymers for Bioapplications, ACS Symposiurn Series No. 627, Raphael M. Ottenbrite et al. (eds.), American Chemical Society, Capítulo 8, pp. 93-101, 1996.

Num modo de realização preferido da invenção, são administradas partículas altamente dispersíveis, incluindo um agente bioactivo e um fosfolípido. Exemplos de fosfolípidos adequados incluem, entre outros, aqueles listados no Pedido de Patente norte-americano n.° 09/665,252 registado a 19 de Setembro de 2000 descrito acima. Outros fosfolípidos adequados incluem fosfatidilcolinas, fosfatidiletanolaminas, fosfatidilgliceróis, fosfatidilserinas, fosfatidilinositóis e combinações derivadas. Exemplos específicos de fosfolípidos incluem mas não estão limitados às fosfatidilcolinas dipalmitoilfosfatidilcolina (DPPC), 45 45 (DPPE), (DSPC), dipalmitoilfosfatidiletanolamina distearoilfosfatidilcolina dipalmitoilfosfatidilglicerol (DPPG) ou qualquer combinação derivada. Outros fosfolipidos são conhecidos por aqueles com experiência na arte. Num modo de realização preferido, os fosfolipidos são endógenos ao pulmão. 0 fosfolipido pode estar presente nas partículas numa quantidade que entre aproximadamente 0 e aproximadamente 90% do peso. Mais habitualmente, ele pode estar presente nas partículas numa quantidade entre aproximadamente 10 e aproximadamente 60% do peso.

Num outro modo de realização da invenção, os fosfolipidos ou as combinações derivadas são seleccionadas para conferir propriedades de libertação controlada às partículas altamente dispersíveis. A temperatura de fase de transição de um fosfolipido especifico pode estar abaixo, à volta de ou acima da temperatura corporal fisiológica de um doente. As temperaturas de fase de transição preferidas vão desde 30 °C a 50 °C, (por exemplo, por volta de ± 10 °C da temperatura corporal normal do doente). Ao seleccionar os fosfolipidos ou as combinações dos fosfolipidos de acordo com a sua temperatura de transição de fase, as partículas podem ser talhadas para terem propriedades de libertação controlada. Por exemplo, ao administrar partículas que incluem um fosfolipido ou uma combinação de fosfolipidos que tenham uma temperatura de transição de fase superior que a temperatura corporal do doente, a libertação do percursor de 46 dopamina, agonista de dopamina ou qualquer combinação de percursores e/ou agonistas pode ser desacelerada. Por outro lado, pode-se obter uma libertação rápida ao incluir nas partículas fosfolípidos que tenham temperaturas de fase de transição inferiores. São descritos no Pedido de Patente Provisório norte-americano n.° 60/150,742 com o título

Modulation of Release from Dry Powder Formulations by Controlling Matrix Transition [Modulação da Libertação de Formulações de Pó Seco pelo Controlo da Transição da Matriz], registado a 25 de Agosto de 1999, partículas que têm propriedades de libertação controlada e métodos para modular a libertação de um agente biologicamente activo.

Num outro modo de realização da invenção, as partículas podem incluir um surfactante. 0 termo «surfactante», como é aqui utilizado, refere-se a qualquer agente que, preferencialmente, absorva numa interface entre duas fases imiscíveis, como a interface entre água e uma solução de polímero orgânico, uma interface água/ar ou uma interface solvente orgânico/ar. Os surfactantes possuem normalmente uma porção hidrofílica e uma porção lipofílica, de modo que, aquando da absorção em micropartícuias, eles tendem a apresentar as porções ao meio externo que não atraem partículas com revestimento semelhante, reduzindo assim a aglomeração de partículas.

Além dos surfactantes pulmonares, como, por exemplo, os fosfolípidos descritos acima, os surfactantes adequados incluem mas não se limitam a hexadecanol; álcoois gordos 47 como o polietilenoglicol (PEG); éter de polioxietileno-9-laurilo, um ácido gordo tensioactivo, como o ácido palmitico ou o ácido oleico; glicocolato, surfactina; um poloxamero; um éster de ácido gordo de sorbitano como o trioleato de sorbitano (Span 85) e o tiloxapol. 0 surfactante pode estar presente nas partículas numa quantidade entre aproximadamente 0 e aproximadamente 90% do peso. Ele está presente nas partículas, preferencialmente, numa quantidade entre aproximadamente 10 e aproximadamente 60% do peso.

Os métodos para preparar e administrar as partículas que são aerodinamicamente leves e incluem surfactantes, e, especialmente fosfolípidos, são descritos na patente norte-americana n.° 5,855, 913, emitida a 5 de Janeiro de 1999 em nome de Hanes et al. e na patente norte-americana n.° 5, 985,309, emitida a 16 de Novembro de 1999 em nome de Edwards et ai. São descritos métodos para administrar as partículas a doentes que estão em sofrimento agudo. As partículas altamente dispersáveis que são administradas na presente invenção podem ser administradas no pulmão e absorvidas no sistema quando falham todos os outros meios convencionais de administrar fármacos.

Ainda num outro modo de realização, são administradas partículas altamente dispersáveis que incluem apenas um 48 agente bioactivo e um surfactante. As partículas altamente dispersáveis podem ser formadas a partir do surfactante e incluir um agente terapêutico, profilático ou um agente de diagnóstico para melhorar a eficácia da aerossolização devida às interacções reduzidas da superfície das partículas, e para reduzir potencialmente a perda do agente devido a fagocitose por parte de macrófagos alveolares.

Num outro modo de realização da invenção, são administradas partículas altamente dispersíveis, incluindo um aminoácido. Preferem-se aminoácidos hidrofóbicos. Os aminoácidos adequados incluem aminoácidos hidrofóbicos naturais e não naturais. Alguns dos aminoácidos hidrofóbicos naturais incluem mas não estão limitados a aminoácidos não naturais, incluindo, por exemplo, beta-aminoácidos. Podem ser empregues ambas as configurações racémicas D e L de aminoácidos hidrofóbicos. Os aminoácidos hidrofóbicos adequados também incluem análogos de aminoácidos. Um análogo de aminoácido, como é aqui utilizado, inclui a configuração D ou L de um aminoácido que tenha a seguinte fórmula: -NH-CHR-CO-, em que R é um grupo alifático, um grupo alifático substituído, um grupo benzilo, um grupo benzilo substituído, um grupo aromático, ou um grupo aromático substituído e em que R não corresponde à cadeia lateral de um aminoácido natural. Os grupos alifáticos, como aqui utilizados, incluem hidrocarbonetos C1-C8 de cadeia linear, ramificada ou cíclica que estão completamente saturados, que contêm um ou dois heteroátomos como azoto, oxigénio ou enxofre e/ou que contêm uma ou mais unidades de dessaturação. Os grupos 49 aromáticos incluem grupos aromáticos carbociclicos como fenilo e naftilo e grupos aromáticos heterociclicos como imidazolilo, indolilo, tienilo, furanilo, piridilo, piranilo, oxazolilo, benzotienilo, benzofuranilo, quinolinilo, isoquinolinilo e acridintilo.

Os substituintes adequados num grupo alifático, aromático ou de benzilo incluem -OH, halogénio (-Br, -Cl, -I e -F) , -0(grupo alifático, alifático substituído, benzilo, benzilo substituído, arilo ou arilo substituído), -CN, -N02, -C00H, -NH2, -NH(grupo alifático, alifático substituído, benzilo, benzilo substituído, arilo ou grupo arilo substituído), -N(grupo alifático, alifático substituído, benzilo, benzilo substituído, arilo ou arilo substituído)2, -COO(grupo alifático, alifático substituído, benzilo, benzilo substituído, arilo ou arilo substituído), -C0NH2, -CONH(grupo alifático, alifático substituído, benzilo, benzilo substituído, arilo ou arilo substituído), -SH, -S(grupo alifático, alifático substituído, benzilo, benzilo substituído, arilo ou arilo substituído) e -NH-C(-NH)-NH2. Um grupo benzílico substituído ou aromático também pode ter um grupo alifático ou um grupo alifático substituído como substituinte. Um grupo alifático substituído também pode ter um grupo de benzilo, de benzilo substituído, de arilo ou de arilo substituído como substituinte. Um grupo alifático substituído, aromático substituído ou um grupo de benzilo substituído pode ter um ou mais substituintes. Modificar um substituinte de aminoácido pode aumentar, por exemplo, a lipofilicidade ou hidrofobicidade de aminoácidos naturais 50 que são hidrofílicos.

Podem-se obter comercialmente muitos aminoácidos, análogos de aminoácidos e sais derivados adequados. Outros podem ser sintetizados através de métodos conhecidos na arte. São descritas técnicas sintéticas, por exemplo, em Green e Wuts, Protecting Groups ín Organic Synthesis, John Wiley and Sons, capítulos 5 e 7, 1991. A hidrofobicidade é normalmente definida com respeito à partição de um aminoácido entre um solvente não polar e água. Os aminoácidos hidrofóbicos são aqueles ácidos que podem ser expressos numa escala de hidrofobicidade na qual a glicina tem um valor de 0,5. Numa escala dessas, os aminoácidos que têm uma preferência pela água têm valores inferiores a 0,5 e aqueles que têm um preferência para solventes não polares têm um valor superior a 0,5. A expressão «aminoácido hidrofóbico», como é aqui utilizada, refere-se a um aminoácido que, na escala de hidrofobicidade, tem um valor igual ou superior a 0,5, por outras palavras, tem uma tendência para a partição no ácido não polar que é pelo menos igual à da glicina.

Os exemplos de aminoácidos que podem ser empregues incluem mas não estão limitados a: glicina, prolina, alanina, cisteína, metionina, valina, leucina, tirosina, isoleucina, fenilalanina, triptofano. Os aminoácidos hidrofóbicos preferidos incluem leucina, isoleucina, alanina, valina, fenilalanina e glicina. Também se podem 51 empregar combinações de aminoácidos hidrofóbicos. Além disso, também se podem empregar combinações de aminoácidos hidrofóbicos e hidrofilicos (preferencialmente que partilham água), em que a combinação global é hidrofóbica. 0 aminoácido pode estar presente nas partículas da invenção numa quantidade de pelo menos 10% do peso. O aminoácido pode estar presente nas partículas numa quantidade entre aproximadamente 20% e aproximadamente 80% do peso. O sal de um aminoácido hidrofóbico pode estar presente nas partículas da invenção numa quantidade de pelo menos 10% do peso. O sal do aminoácido está presente nas partículas, preferencialmente, numa quantidade entre aproximadamente 20 e aproximadamente 80% do peso. Em modos de realização preferidos, as partículas têm uma densidade de compactação menor que aproximadamente 0,4 g/cm3.

Os métodos para formar e administrar as partículas que incluem um aminoácido estão descritos no pedido de patente norte-americano n.° 09/382,959, registado a 25 de Agosto de 1999, com o título Use of Simple Araino Acids to Form Porous Particles During Spray Drying [Utilização de Aminoácidos Simples para Formar Partículas Porosas durante a Secagem por Pulverização].

As partículas da invenção também podem incluir excipientes como um ou mais dos seguintes: um açúcar, como a lactose, uma proteína, como a albumina, colesterol e/ou um surfactante. 52

Se o agente a ser administrado tiver carga negativa (como a insulina), podem-se adicionar protamina ou outras moléculas com carga negativa para fornecer um complexo lipofilico que resulta numa libertação continua do agente com carga negativa. As moléculas com carga negativa podem ser utilizadas para tornarem insolúveis agentes com carga positiva.

Podem-se preparar partículas altamente dispersíveis adequadas para serem utilizadas nos métodos da invenção utilizando evaporação de solvente de emulsão única e dupla, secagem por pulverização, extracção de solvente, evaporação de solvente, separação de fase, coacervação simples e complexa, polimerização interfacial, dióxido de carbono supercrítico (CO2) e outros métodos bem conhecidos por aqueles com experiência na arte. As partículas podem ser feitas utilizando os métodos para fazer microesferas ou microcápsulas conhecidas na arte, desde que as condições estejam optimizadas para formar partículas com as propriedades aerodinâmicas desejadas (por exemplo, diâmetro aerodinâmico) ou sejam realizados passos adicionais para seleccionar as partículas com a densidade e o diâmetro suficientes para fornecer as partículas com um diâmetro aerodinâmico entre um e cinco pm (mícrons), preferencialmente entre um e três pm (mícrons).

Com alguns sistemas poliméricos, as partículas poliméricas preparadas utilizando uma técnica de emulsão 53 única ou dupla variam consoante o tamanho das goticulas. Se as goticulas em emulsões água em óleo não forem de um tamanho suficientemente pequeno para formarem partículas com o intervalo de tamanho desejado, podem-se preparar goticulas mais pequenas, por exemplo, através da sonicação ou homogeneização da emulsão ou através da adição de surfactantes.

Se as partículas preparadas através de qualquer dos métodos acima referidos tiverem um tamanho fora do intervalo desejado, as partículas podem ser dimensionadas, por exemplo, utilizando um crivo, e adicionalmente separadas de acordo com a densidade utilizando técnicas conhecidas por aqueles com experiência na arte.

As partículas são preparadas preferencialmente através de secagem por pulverização. 0 equipamento e os reagentes que se seguem são aqui referidos e serão listados, por conveniência, uma vez só, com a informação pertinente. Todo o equipamento foi utilizado de acordo com as instruções do fabricante, excepto quando indicado o contrário. De igual modo, pode-se utilizar outro equipamento similar, excepto se indicado o contrário, como é bem sabido por aqueles com experiência na arte.

Todo o equipamento e todos os reagentes foram utilizados de acordo com as instruções do fabricante, excepto quando indicado o contrário. Além do mais, a substituição adequada 54 do dito equipamento e reagentes seria disponível e bem conhecida por aqueles com experiência na arte, excepto quando indicado o contrário. (1) dispersor de pó seco RODOS (Sympatec Inc., Princeton, N. J.) (2) difractómetro laser HELOS (Sympatec Inc., N.J.) (3) Impactador Andersen de um só estágio (Andersen Inst., Sunyma, GA) (4) AeroDisperser (TSI, Inc., Amherst, MA) (5) Aerosizer (TSI Inc., Amherst, MA) (6) máquina de embalagens blister, Fantasy Blister Machine (Schaefer Tech, Inc., Indianapolis, IN) (7) impactador de cascada Andersen colapsado (consistindo no estágio 0, como definido pelo fabricante) e o estágio de filtração (Andersen Inst., Sunyra, GA) (8) um espirómetro (Spirometrics, USA, Auburn, ME) (9) um impactador em líquido de múltiplos estágios (MSLI) (Erweka, USA, Milford, CT) (10) espectroscópio fluorescente (Hitachi Instruments, San Jose, CA) (11) câmara gama (generic)

Reagentes partículas de sulfato de albuterol (Profarmco Inc., Itália) Hormona do crescimento humano (Eli Lilly, Indianapolis, IN) cápsulas de metilcelulose de tamanho #2 (Shionogi, Japão) embalagens blister (Heuck Foils, Well, N.J.) 55 DPPC (Avanti, Alabaster, Alabama)

Como descrito em mais pormenor na secção de Exemplos abaixo, os métodos da presente invenção necessitam de pós que apresentem boas propriedades de aerossolização a partir de um simples dispositivo de inalação. Para determinar se um pó possui as propriedades de aerossolização apropriadas, o pó é testado quanto às propriedades de desagregação e de emissão. Apesar de aqueles com experiência na arte conhecerem meios equivalente de determinar estas propriedades, é realizado um exemplo de um teste ín vitro que demonstra a administração de uma massa de pó num impactador. 0 pó a ser testado é introduzido num aparelho dispersor de pó, por exemplo, um dispersor de pó seco RODOS forças de cisalhamento variáveis. Isto é alcançado ao manipular a pressão reguladora do fluxo de ar utilizado para separar as partículas. 0 tamanho geométrico é medido para determinar se um pó se desagregou com sucesso sob essas condições. Além das propriedades de desagregação, é possível avaliar a capacidade de um pó em ser emitido a partir de um simples inalador activado pela inspiração. Exemplos de inaladores adequados para a realização da presente invenção são o Spinhaler® (Fisons, Loughborough, Reino Unido), Rotahaler® (Glaxo-Wellcome, Research Triangle Technology Park (RTP), Carolina do Norte), FlowCaps® (Hovione, Loures, Portugal), Inhalator® (Boehringer-Ingelheim, Alemanha) e o Aerolizer® (Novartis, Suíça). Será reconhecido que outros inaladores como o Diskhaler (Glaxo-Wellcome, RTP, Carolina do Norte) também poderão ser utilizados. Os inaladores especialmente 56 adequados são os inaladores simples de pó seco (patentes norte-americanas 4,995,385 e 4,069,819). É aqui descrito em mais pormenor um exemplo especifico, não limitador, que descreve uma experiência para determinar as propriedades de desagregação e emissão de três pós diferentes. Resumidamente, foram caracterizados três diferentes pós secos que se supunha terem diferentes propriedades de desagregação. 0 primeiro pó era de partículas micronizadas de sulfato de albuterol. 0 segundo e o terceiro pós foram preparados pela dissolução de uma combinação de excipientes e de um agente bioactivo num sistema de solvente de etanol/água e pela secagem por pulverização para criar pós secos. Foram determinados o diâmetro geométrico, a densidade de compactação e o diâmetro aerodinâmico dos três pós.

Os Requerentes introduziram e dispersaram os pós através de um orifício no dispersor de pó seco RODOS com forças de cisalhamento variáveis, ao manipular a pressão reguladora do fluxo de ar utilizado para separar as partículas. Os Requerentes obtiveram a distribuição do tamanho geométrico através do difractómetro laser HELOS à medida que o pó saía e registava o valor médio. Os dados foram reunidos e traçados graficamente como o diâmetro geométrico médio de massa (MMGD) em função da pressão.

Os Requerentes postularam e, através da experimentação aqui descrita, descobriram que, a elevada pressão, por exemplo a 3 ou 4 bar, os três pós saíam todos do dispersor como partículas primárias (desagregadas) . Isto apoia a 57 descoberta de que uma energia relativamente alta desagrega com sucesso os três pós. No entanto, a pressões inferiores a 2 bar, que correspondem mais aproximadamente à taxa de inspiração fisiológica, o pó micronizado (Pó 1 Tabela 1) saia do orifício num estado agregado, demonstrado por um tamanho de partícula médio que saía do orifício maior do que o tamanho da partícula primária do pó. Isto não era o caso dos pós secos por pulverização (Pós 2 e 3 Tabela 1) , que saíam do orifício com aproximadamente o seu tamanho de partícula primária. Estes pós são pós altamente dispersíveis.

Para avaliar ainda mais a capacidade de os três pós serem emitidos a partir de um simples inalador activado pela inspiração, os Requerentes colocaram 5 mg de cada pó numa cápsula de metilcelulose de tamanho #2 e inseriram a cápsula num inalador activado pela inspiração. Será sabido por aqueles com experiência na arte que o receptáculo no qual os pós são colocados dependerá do tipo de inalador seleccionado. Estes resultados são discutidos nos Exemplos abaixo. Normalmente, os Requerentes descobriram que dada a energia relativamente baixa fornecida pelo inalador para separar o pó, o pó de sulfato de albuterol micronizado foi emitido pelo inalador como um agregado com um diâmetro geométrico superior a 30 mícrons, apesar do tamanho de partícula primária medido pelo RODOS ter sido na ordem de 2 mícrons. Por outro lado, as partículas altamente dispersíveis de hGH ou de sulfato de albuterol secas por pulverização foram emitidas com tamanhos de partículas que 58 eram muito comparáveis aos seus tamanhos de partícula primária. Os mesmos resultados foram obtidos a partir de medições do diâmetro aerodinâmico, com partículas secas por pulverização emitidas com diâmetros aerodinâmicos muito semelhantes aos das partículas primárias. Utilizando os métodos da presente invenção, qualquer um com experiência na arte pode realizar uma administração altamente eficaz com um dispositivo simples activado pela inspiração ao carregá-lo com um pó que seja altamente dispersível.

Outra característica da presente invenção é a capacidade em emitir grandes percentagens de uma dose nominal a baixas energias, não só a partir de um inalador activado pela inspiração de dose única, mas também a partir de uma gama de inaladores de pó seco (DPI) activados pela inspiração.

Para ilustrar que um pó altamente dispersível pode ser emitido eficazmente e penetrar nos pulmões a partir de uma gama de DPI activados pela inspiração, os Requerentes prepararam um pó seco por pulverização que compreendia citrato de sódio, DPPC, tampão de cloreto de cálcio e um marcador de rodamina fluorescente. Isto é explicado minuciosamente no Exemplo 2. 0 pó possuía um diâmetro aerodinâmico médio de 2,1 pm (medido pelo AeroDisperser e pelo Aerosizer) e um diâmetro geométrico de 11,0 pm (medido utilizando a combinação RODOS/HELOS acima descrita). Os Requerentes descobriram que os pós testados apresentam excelentes propriedades de desagregação. 59

Os Requerentes colocaram 5 mg dos pós a ser testados nas cápsulas utilizando um dispositivo de enchimento de cápsulas semi-automático nos seguintes inaladores: um inalador activado pela inspiração em desenvolvimento pelo Requerente, o Spinhaler® (Fisons, Loughborough, Reino Unido), Rotahaler® (Glaxo-Wellcome, Research Triangle Technology Park RTP, Carolina do Norte), FlowCaps® (Hovione, Loures, Portugal), Inhalator® (Boehringer-Ingelheim, Alemanha) e o Aerolizer® (Novartis, Suíça). Também testamos o Diskhaler (Glaxo-Wellcome, RTP, Carolina do Norte) , para o qual foi enchido por máquina 3 mg do pó nas embalagens blister. Os Requerentes ligaram cada inalador a um impactador de cascada Andersen colapsado (consistindo no estágio 0 e no estágio de filtração), e extraíram o ar a 60 L/minuto durante 2 segundos após accionarem o dispositivo. A fracção de partículas finas menor do que o estágio 0, que tinha um limite de 4,0 pm, foi determinada utilizando espectroscopia fluorescente.

Os Requerentes descobriram que, em cada caso, aproximadamente 50% ou mais da dose emitida apresentavam um diâmetro aerodinâmico médio (Da) inferior a 4 pm em tamanho, indicando que o pó entrou eficazmente nos pulmões de um indivíduo humano com uma frequência respiratória fisiológica, apesar da simplicidade desses dispositivos activados pela inspiração.

De modo a testar os pós altamente dispersíveis in vivo, os Requerentes realizaram ensaios humanos de deposição como 60 descrito no Exemplo 3 para determinar se um pó altamente dispersivel emitido a partir de um inalador simples activado pela inspiração poderia produzir uma administração altamente eficaz nos pulmões (>50% da dose nominal). Isto é particularmente importante porque muitos dispositivos dependem da inalação por parte do doente para fornecer a força para separar o material seco num pó que flui livremente. Esses dispositivos provam ser ineficazes para aqueles que não têm a capacidade de inspirar com força, como doentes jovens, doentes idosos, doentes instáveis ou doentes com asma ou outras dificuldades respiratórias. Uma vantagem do método da presente invenção é o facto de poder ser alcançada uma administração altamente eficaz independentemente da velocidade do débito. Assim, utilizando os métodos da invenção, mesmo uma fraca inalação é suficiente para administrar a dose desejada. Isto é surpreendente face à capacidades esperadas dos DPI padrão. Como se pode observar na Fig. 7, ao utilizar os métodos aqui descritos, pode-se alcançar uma administração superior com débitos de aproximadamente 25 L/min. a aproximadamente 75L/min., quando comparados com os PDI padrão. Os métodos da presente invenção podem ser optimizados para débitos de pelo menos aproximadamente 20 L/min. a aproximadamente 90 L/min. 0 pó que possuía as seguintes características: Dg = 6,7 pm; p = 0,06 g/cc; e Da = 1,6 pm foi marcado com nanopartículas de 99mTc. A equivalência entre as distribuições do tamanho de partículas de radiação gama e da massa foi obtida e é discutida em detalhe no Exemplo 3 61 abaixo. Colocaram-se aproximadamente 5 mg de pó em cápsulas de tamanho 2. As cápsulas foram colocadas num inalador activado pela inspiração e activadas. Dez indivíduos saudáveis inalaram pelo inalador, com um débito inspiratório de aproximadamente 60 L/min. como foi medido por um espirómetro. A imagem da deposição foi obtida utilizando uma câmara gama. A percentagem da deposição pulmonar (em relação à dose nominal) obtida dos dez indivíduos é apresentada na Fig. 5. A deposição pulmonar média foi, em relação à dose nominal, de 59,0%. Aqueles com experiência na arte reconhecerão que esses níveis de deposição confirmam que um pó altamente dispersível pode ser inalado nos pulmões com elevada eficácia utilizando um inalador activado por uma única inspiração.

Alem do mais, os Requerentes descobriram que as mesmas preparações de um pó altamente dispersível, que tinham uma aerossolização excelente a partir de um inalador único, podem ser utilizadas para administrar uma dose surpreendentemente elevada numa única inalação. O pó altamente dispersível pode ser carregado numa grande dose medida previamente (50 mg) ou numa dose menor medida previamente (6 mg) . As características das partículas do pó foram as seguintes: MMGD =10, 6 pm; p = 0,11 g/cm3; MMAD = 3,5 pm. Qualquer pessoa com experiência na arte reconhecerá os intervalos possíveis das características das partículas adequadas para o uso na presente invenção, como já se descreveu anteriormente. 62

As distribuições dos tamanhos aerodinâmicos das partículas foram caracterizadas utilizando um impactador em líquido de múltiplos estágios (MSLI) funcionando a 60 L/min. Foram utilizadas cápsulas de tamanho 2 para a dose de 6 mg e cápsulas de tamanho 000 para a dose de 50 mg. Os Requerentes compararam as duas distribuições dos tamanhos das partículas para as doses de 6 e de 50 mg. A fracção de partículas finas < 6,8 pm [em relação à dose total (FPFID < 6,8 pm) ] para as doses de 6 e de 50 mg era de 74,4% e de 75,0%, respectivamente. Por conseguinte, os Requerentes demonstraram que uma grande dose de fármaco pode ser administrado nos pulmões tão eficazmente como uma pequena dose de fármaco, pela combinação das propriedades de um pó altamente dispersível.

EXEMPLOS E TABELAS

EXEMPLIFICAÇÃO

Excepto se indicado o contrário, os aparelhos e os reagente utilizados foram obtidos das fontes previamente listadas.

Exemplo 1

Os pós adequados para utilização nos métodos da presente invenção têm de possuir propriedades que exibam uma boa aerossolização a partir de um dispositivo inalador simples. Para determinar as propriedades, os Requerentes 63 caracterizaram três pós diferentes que se pensam ter diferentes propriedades de desagregação. 0 primeiro pó a ser testado foram partículas submicrométricas de sulfato de albuterol obtidas da Stectrum Labs (Laguna Hills, CA) . 0 segundo e o terceiro pós foram preparados pela dissolução de uma combinação de excipientes e um agente bioactivo num sistema de solvente de etanol/água e pela secagem por pulverização a mistura.

Preparação de micropartículas A composição placebo de partículas era de 70%/20%/10% de DPPC/citrato de sódio/cloreto de sódio. Dissolveram-se 0,2 gramas de citrato de sódio e 0,1 gramas de cloreto de cálcio em 0,11 litros de água. Preparou-se uma solução de DPPC em etanol dissolvendo 0,7 g de DPPC (dipalmitoilo de DL-oí-fosfatidilcolina, Avanti Polar Lipids, Alabaster, AL) em 0,89 litros de etanol a 95%. A solução de citrato de sódio/cloreto de cálcio e a solução de DPPC/etanol foram misturadas uma com a outra. A concentração de soluto total final foi de 1,0 g/L, composta por 0,70 g/L de DPPC, 0,2 g/L de citrato de sódio e 0,1 g/L de cloreto de cálcio em 85% de etanol/15% de água. A composição de hGH (hormona de crescimento humana) era de: 58%/38,5%/3,5% de hGH/DPPC/fosfato de sódio. Dissolveram-se 1,16 gramas de hGH (Lilly, Indianapolis, IN) em 300 mL de tampão de fosfato de sódio (10 mM, pH 7,4) . Dissolveram-se 0,77 gramas de DPPC em 700 mL de etanol. As 64 duas soluções foram depois combinadas, resultando numa concentração de soluto final de 2 g/L em 7 0 %/3 0 % de etanol/água. A composição de partículas de sulfato de albuterol era de 76%/20%/4% de DSPC/leucina/sulfato de albuterol. Dissolveram-se 2,28 gramas de DSPC (de disteoroilfosfatidilcolina, AvantiPolar Labs) e 0,6 gramas de leucina (Spectrum Labs, Laguna Hills, CA) em 700 mL de etanol. Dissolveram-se 0,12 gramas de sulfato de albuterol (Profarmco, Itália) em 300 mL de água e depois combinaram-se as duas soluções para produzir uma concentração de soluto final de 3 g/L em 70%/30% de etanol/água.

Secagem por Pulverização

Utilizou-se um Secador por Pulverização Portátil Nitro Atomizer (Nitro. Inc., Columbus, MD) para produzir os pós secos. Ar comprimido com uma pressão variável (1 a 5 bar) fazia funcionar um atomizador rotativo (2000 a 30000 rpm) localizado por cima do secador. Foi bombeada continuamente uma alimentação líquida a várias velocidades (20 a 66 mL/min) por uma bomba doseadora electrónica (LMI, modelo #A151-192s, Acton, MA) até ao atomizador. Mediram-se tanto as temperaturas de entrada como as de saída. A temperatura de entrada foi controlada manualmente; ela podia ser variada entre 100 °C e 400 °C e foi estabelecida a 100, 110, 150, 175 ou 200 °C, com um limite de controlo de 5 °C. A temperatura de saída era determinada pela temperatura de 65 entrada e por factores como as velocidades de alimentação do gás e do liquido; variava entre 50 °C e 130 °C. Um recipiente estava firmemente ligado ao ciclone para recolher o produto em pó.

Resultados O diâmetro geométrico e a densidade de compactação dos três pós é apresentada na Tabela 1.

Tabela 1 MMGD (pm) p (g/cm3) 2,5 0,26 8,0 0,20 14,5 0,07 Pó

Sulfato de Albuterol Micronizado (1) Sulfato de Albuterol Seco por Pulverização (2) hGH Seca por Pulverização (3)

Para avaliar as propriedades de desagregação dos três pós, os Requerentes introduziram os pós num dispersor de pó seco RODOS e variaram a força de cisalhamento de modo a separar as partículas ao manipular a pressão reguladora do fluxo de ar. Subsequentemente, seguindo as instruções do fabricante, os Requerentes obtiveram a distribuição do tamanho geométrico a partir de um difractómetro laser Helos e registaram o valor médio. Os dados foram resumidos e representados graficamente como o diâmetro geométrico médio de massa ou de volume (MMGD) em função da pressão. A Fig. 1 apresenta os resultados desta experiência. Os 66

Requerentes demonstraram que a uma alta pressão, aproximadamente maior que 3 bar e especialmente a aproximadamente 3 a 4 bar, os três pós saíram todos do dispersor como partículas primárias (desagregadas). Isto apoia a descoberta de que os três pós foram desagregados com uma energia relativamente elevada. No entanto, a pressões abaixo dos 2 bar, o pó micronizado (Pó 1) saiu do orifício num estado agregado. A prova disto pode ser vista num tamanho de partícula médio que saía do orifício que era maior que o tamanho de partícula primária do pó. Isto não era o caso para os pós secos por pulverização (Pós 2 e 3) , que eram emitidos do orifício com aproximadamente o tamanho de partícula primária. Os pós 2 e 3 eram pós altamente dispersíveis.

As partículas da presente invenção foram adicionalmente caracterizadas pelas seguintes técnicas. 0 diâmetro geométrico primário foi medido utilizando um dispersor de pó seco RODOS (Sympatec, Princeton, NJ) em conjunto com um difractómetro laser HELOS (Sympatec). 0 pó foi introduzido na entrada do RODOS e aerossolizado através de forças de cisalhamento geradas por um fluxo de ar comprimido regulado a 4 bar. A nuvem de aerossol foi subsequentemente deslocada para a zona de medição do HELOS, onde dispersava a luz de um feixe laser e produzia um padrão de difracção de Fraunhofer que foi utilizado para inferir a distribuição do tamanho de partículas. 0 diâmetro geométrico emitido do inalador activado pela 67 inspiração foi medido utilizando um acessório IHA (Sympatec) com o difractómetro de laser HELOS. 0 adaptador IHA posiciona o DPI em frente da zona de medição e permite que o ar seja puxado através do DPI que aerossoliza o pó. 0 vácuo foi aspirado a 30 L/min. para dispersar o pó do inalador AIR e o diâmetro geométrico foi medido através da difracção de Fraunhofer.

Mediu-se o diâmetro aerodinâmico primário utilizando um AeroDisperser/Aerosizer (TSI Inc., Amherst, MA). Este pó de amostra foi aerossolizado por um fluxo de ar de entrada a 214 Pa ou 0,069 bar (1 psi) no AeroDisperser e depois acelerado até à velocidade do som para dentro do Aerosizer. O Aerosizer mede o tempo de que cada partícula necessita para passar entre dois feixes laser fixos, que está dependente da inércia da partícula. As medições do TOF (tempo de voo) foram subsequentemente convertidas em diâmetros aerodinâmicos utilizando a lei de Stokes. O diâmetro aerodinâmico emitido do inalador AIR foi determinado utilizando o AeroBreather (TSI Inc., Amherst, MA) em conjunto com o Aerosizer (TSI, Inc.). O pó foi aerossolizado do inalador a 30 L/min para dentro da câmara do AeroBreather e foi deixado assentar no Aersizer.

Ao utilizar estas técnicas, os Requerentes compararam o tamanho primário desde o dispersor de pó seco a 4 bar até ao tamanho emitido pelo inalador AIR a 30 L/min. (Fig. 2A) . Como se pode ver, o tamanho das partículas emitidas de hGH 68 seca por pulverização (Pó 2) e de sulfato de albuterol seco por pulverização (Pó 3) era quase idêntico aos tamanhos medidos das suas partículas primárias, o que não era o caso do sulfato de albuterol micronizado (Pó 1). Além disso, os Requerentes mediram o tamanho aerodinâmico primário e emitido do sulfato de albuterol seco por pulverização e compararam-no com o sulfato de albuterol micronizado (Fig. 2B). Novamente, o sulfato de albuterol seco por pulverização foi emitido com um diâmetro aerodinâmico quase idêntico ao diâmetro aerodinâmico das suas partículas primárias, enquanto o sulfato de albuterol micronizado era emitido com um diâmetro aerodinâmico muito maior do que o diâmetro aerodinâmico das suas partículas primárias. Isto confirma ainda mais que os pós secos por pulverização da presente invenção dispersam-se em partículas respiráveis, ao passo que o fármaco micronizado permanece irrespirável apesar do seu tamanho primário ser respirável.

Os resultados deste exemplo demonstram que, ao utilizar os métodos da presente invenção, os Requerentes alcançaram uma administração altamente eficaz a partir de um dispositivo simples activado pela inspiração ao carregá-lo com pó que é altamente dispersível.

Exemplo 2

Para ilustrar que um pó altamente dispersível possa ser emitido eficazmente e penetrar nos pulmões a partir de uma gama de inaladores de pó seco activados pela inspiração 69 (DPI), os Requerentes prepararam um pó seco por pulverização composto por citrato de sódio, DPPC, tampão de cloreto de cálcio e vestígios de um marcador fluorescente de rodamina. 0 pó possuía um MMAD de 2,1 pm (medido pelo AeroDisperser e o Aerosizer) e um MMGD de 11,0 pm (medido utilizando o dispersor de pó seco RODOS e o difractómetro de laser HELOS, como é aqui descrito) e apresentava excelentes propriedades de desagregação semelhantes aos pós secos por pulverização no Exemplo 1.

Os Requerentes colocaram 5 mg do pó nas cápsulas utilizando um dispositivo de enchimento de cápsulas semi-automático nos seguintes inaladores: um inalador activado pela inspiração em desenvolvimento pelos Requerentes (AIR™ Inhaler), o Spinhaler® (Fisons, Loughborough, Reino Unido) , Rotahaler® (Glaxo-Wellcome, Research Triangle Technology Park RTP, Carolina do Norte), FlowCaps® (Hovione, Loures, Portugal), Inhalator® (Boehringer-Ingelheim, Alemanha) e o Aerolizer® (Novartis, Suíça). Os Requerentes também testaram o Diskhaler (Glaxo-Wellcome, RTP, Carolina do Norte), para o qual foram enchidos 3 mg do pó maquinalmente nas embalagens blister. Os Requerentes ligaram cada inalador a um impactador de cascada Andersen colapsado (consistindo no estágio 0 e no estágio de filtração) , e extraíram o ar a 60 L/minuto durante 2 segundos, após accionarem o dispositivo. A fracção de partículas finas menor que o estágio 0, que tinha um limite de 4,0 pm, foi determinada utilizando espectroscopia fluorescente. 70 A Fig. 3 mostra os resultados do ensaio. Os Requerentes descobriram que, em cada caso, aproximadamente 50% ou mais da dose emitida apresentavam um MMAD (diâmetro aerodinâmico médio ou daer menor do que 4 pm em tamanho, indicando que o pó entraria eficazmente nos pulmões de um indivíduo humano com uma frequência respiratória fisiológica, apesar da simplicidade destes dispositivos activados pela inspiração. Os Requerentes também demonstraram que, ao utilizarem os métodos da presente invenção, eram emitidas grandes percentagens de uma dose nominal a baixa energia, não só a partir de inaladores activados pela inspiração de dose única, mas também a partir de uma gama de inaladores de pó seco activados pela inspiração (DPI).

Exemplo 3

Realizou-se um ensaio de deposição em seres humanos para determinar se um pó altamente dispersível emitido a partir de um simples inalador activado pela inspiração poderia produzir uma administração altamente eficaz nos pulmões (>50% da dose nominal). Utilizaram-se os pós que possuíam as seguintes características: MMGD = 6,7 pm; p = 0,06 g/cm3; MMAD = 1,6 pm. O pó foi marcado com partículas de 99mTc (tecnécio). Ensaios de deposição em seres humanos A cintigrafia gama é uma metodologia estabelecida para 71 avaliar o padrão de deposição de partículas inaladas. Neste exemplo, a substância em teste é marcada com uma pequena dose do radioisótopo 99mTc nos laboratórios InAMed (Gauting, Alemanha). A determinação do bordo pulmonar é melhorada pela realização de um teste de ventilação com 81mKr (Crípton). Monitorizaram-se os débitos inspiratórios para assegurar que era realizada uma inalação confortável e profunda durante o ensaio de deposição. Avaliou-se antes do início do ensaio o intervalo dos débitos inspiratórios máximos (PIFR/DIM) para uma inalação profunda e confortável através de inalador activado pela inspiração. Repetiram-se os PIFR que se situavam fora do intervalo especifiçado.

Os ensaios foram realizados utilizando 10 indivíduos normais. Realizou-se um estudo de ventilação basal para ajudar a definir os bordos pulmonares. A função pulmonar foi avaliada antes e depois de cada ensaio de inalação. A deposição foi determinada após inalação utilizando a cintigrafia gama. Monitorizaram-se os débitos inspiratórios através de um inalador activado pela inspiração durante a deposição utilizando um espirómetro.

Os indivíduos foram treinados para inalar através de um inalador activado pela inspiração com uma inalação profunda e confortável. Os indivíduos foram ainda treinados para alcançar um débito inspiratório máximo (PIFR) através de um inalador activado pela inspiração dentro de um intervalo especificado, que representava uma inalação profunda e confortável. O inalador activado pela inspiração era 72 accionado e acoplado ao espirómetro para monitorizar o débito inspiratório durante o ensaio de deposição. 0 indivíduo removeu uma cápsula do recipiente apropriado, de acordo com o horário aleatório predeterminado, e colocou-a no dispositivo inalador/espirómetro imediatamente antes da utilização.

Todos os indivíduos estavam calmos e a respirar normalmente (durante pelo menos 5 inspirações) antes de colocar o bucal do inalador na sua boca no fim de uma expiração normal. 0 indivíduo inalou através da boca uma inalação profunda e confortável até os pulmões estarem cheios. 0 indivíduo susteve então a sua respiração durante aproximadamente 5 segundos (contando lentamente até 5) . A deposição foi medida utilizando uma câmara gama imediatamente após a expiração. Realizou-se então um teste de função pulmonar adicional, utilizando um pletismógrafo de corpo Jager (Jaeger, Wiirzburg, Alemanha) .

Materiais e Métodos 0 pó placebo composto por 70/20/10% do peso de DPPC/citrato de sódio/cloreto de cálcio utilizado tinha as seguintes caracterí sticas: Dg = 6,7 pm; p = 0,06 g/cm3; MMAD = 1,6 pm. As características de tamanho das partículas aerodinâmicas primárias foram obtidas utilizando o tempo de voo (AeroSizer/AeroDisperser), e as características geométricas do tamanho das partículas foram obtidas utilizando difracção laser (medidas utilizando um dispersor 73 de pó seco RODOS e o difractómetro laser HELOS, tal como é aqui descrito) operado a 1 e 2 bar. As características de tamanho das partículas aerodinâmicas emitidas foram obtidas utilizando impactação em cascada Andersen (análise gravimétrica) operada a 28,3 L/min, para um volume de ar total de 2 L. As caracterí sticas do tamanho das partículas geométricas foram obtidas utilizando difracção laser (IHA/HELOS, Sympatec, NJ) operada a 60 L/min.

Radlomarcação do pó

Introduziu-se o pó placebo num reservatório que estava fechado com um filtro de 0,2 pm. Encheu-se uma solução de 99mTc (0,5 mL de 99mTc em soro fisiológico isotónico adicionado a 100 mL de água destilada) num nebulizador Pari Jet, que foi colocado numa câmara de secagem. Activou-se o nebulizador Pari Jet durante 3 minutos para nebulizar 1,5 mL da solução de 99mTc. As partículas de 99raTc foram secas nesta câmara e conduzidas através do reservatório que continha o pó. A humidade na câmara de marcação foi controlada e nunca excedia os 30% de humidade relativa.

Devido à semivida curta do 99mTc, a marcação era efectuada 2 a 4 horas antes da inalação. A actividade do pó foi corrigida para a desintegração física do tecnécio, de modo a determinar a actividade real que estava disponível no princípio da inalação.

Obteve-se a distribuição do tamanho das partículas 74 aerodinâmicas emitidas do pó posteriormente marcado ao utilizar um impactador em cascada Andersen de 8 estágios (análise gravimétrica) para verificar que o processo de radiomarcação não afectara a distribuição do tamanho das partículas.

Encheram-se manualmente cápsulas de tamanho 2 com 5 (± 1) mg do pó radiomarcado. Cada cápsula foi numerada e registaram-se os seus pesos de enchimento e o nível de radioactividade. 0 indivíduo pegava numa cápsula e colocava-a no dispositivo inalador/espirómetro imediatamente antes da utilização.

Metodologia para a determinação do pó nas regiões do pulmão A inalação das partículas porosas marcadas foi realizada enquanto o indivíduo estava encostado contra a câmara gama. Após a inalação, tirou-se uma imagem de cintigrafia gama enquanto o indivíduo estava sentado direito com as costas em frente da câmara. Registou-se o tempo de inalação e o período de sustentação da respiração. 0 tamanho dos pulmões foi determinado através de um estudo de 81Kr. Este gás radioactivo foi inalado pelo indivíduo antes ou no fim do ensaio. A partir do estudo de ventilação de crípton do indivíduo determinou-se a silhueta dos pulmões. Dado que o indivíduo estava sentado na mesma posição durante o estudo de crípton e durante o ensaio de teste de inalação do pó, houve 4 75 regiões de interesse (RDI) que foram definidas: pulmão esquerdo, pulmão direito, estômago e orofaringe (incluindo a parte superior da traqueia).

Estas 4 RDI foram copiadas para a imagem da câmara gama da inalação do pó. Definiu-se numa região externa aos pulmões do indivíduo a actividade de fundo e subtraiu-se píxel por píxel da imagem inteira. 0 número de contagens foi depois determinado para cada uma das RDI. Estes números foram corrigidos por um factor de atenuação para as regiões singulares. Após esta correcção, determinaram-se as contagens relativas da deposição de partículas intratorácica e da deposição de partículas extratorácica.

Obteve-se a equivalência entre as distribuições do tamanho das partículas de radiação gama e de massa, como é mostrado na Fig. 4. Carregou-se aproximadamente 5 mg de pó em cápsulas de tamanho 2. As cápsulas foram colocadas num inalador activado pela inspiração em desenvolvimento pelos Requerentes (inalador AIR) e activadas. Dez indivíduos saudáveis inalaram através do inalador com um débito inspiratório aproximado de 60 L/min. (O real débito inspiratório variou de indivíduo para indivíduo ao longo de um intervalo de 20 a 90 L/min., de acordo com o intervalo normal de débitos inspiratórios em humanos.) Os 60 L/min. são um bom débito inspiratório médio, que é utilizado experimentalmente para simular o débito inspiratório. A imagem de deposição foi obtida utilizando uma câmara gama, como foi medido por um espirómetro. A percentagem da 76 deposição pulmonar (em relação à dose nominal) obtida dos dez indivíduos é mostrada na Fig. 5. A deposição pulmonar média foi de 59,0% em relação à dose nominal.

Através desta experiência, os Requerentes confirmaram que um pó altamente dispersível que contenha um fármaco pode ser inalado nos pulmões com elevada eficácia, utilizando um simples inalador activado pela inspiração.

Exemplo 4

Para demonstrar que as mesmas preparações de um pó altamente dispersível, que tinham uma aerossolização excelente a partir de um inalador único, podem ser utilizadas para administrar uma dose surpreendentemente elevada numa única inalação, os Requerentes prepararam um pó altamente dispersível e carregaram o pó para obter uma grande dose medida previamente (50 mg) ou uma dose menor medida previamente (6 mg). As características do tamanho das partículas do pó eram as seguintes: MMGD = 10, 6 pm; p = 0,11 g/cm3; MMAD = 3,5 pm.

As distribuições dos tamanhos aerodinâmicos das partículas foram caracterizadas utilizando um impactador em líquido de múltiplos estágios (MSLI) funcionando a 60 L/min. Foram utilizadas cápsulas de tamanho 2 para a dose de 6 mg e cápsulas de tamanho 000 para a dose de 50 mg. A Fig. 6 mostra os resultados comparando as duas distribuições do tamanho das partículas obtidas para as doses de 6 e de 50 77 mg. A fracção de partículas finas < 6,8 pm (em relação à dose total (FPFID < 6,8 pm) ) para as doses de 6 e de 50 mg era de 74,4% e de 75,0%, respectivamente.

Esta experiência demonstrou que se pode administrar uma dose surpreendentemente grande de fármaco nos pulmões tão eficazmente como uma pequena dose de fármaco, pela combinação das propriedades de um pó altamente dispersível com os métodos da presente invenção.

Exemplo 5

As partículas que compreendem L-Dopa e que são adequadas para inalação foram produzidas como se segue: Adicionaram-se 2,00123 g de DPPC (Avanti Polar Lipids, Lote #G160PC-25) a 2,80 L de etanol agitou-se para dissolver. Adicionaram-se 0,0817 g de L-Dopa (Spectrum, Lote 0Q0128, Laguna Hills, CA), 0,9135 g de citrato de sódio (desidratado) (Spectrum, Lote NX0195) e 0,5283 g de cloreto de cálcio (desidratado) (Spectrum, Lote NT0183) a 1,2 L de água e dissolveram-se. As soluções foram combinadas ao adicionar a solução de água a uma solução de etanol e depois deixaram-se as soluções a agitar até a solução ficar clara. A percentagem de peso da formulação era aproximadamente: 20% de L-Dopa, 50% de DPPC, 20% de citrato de sódio, 10% de cloreto e cálcio. A solução final foi depois seca por pulverização num secador Niro (Niro, Inc., Columbus, MD) utilizando um atomizador rotativo e gás de secagem de azoto seguindo as 78 indicações do fabricante, utilizando as seguintes condições de pulverização: Tentrada = 120 °C, Tsaida = 54 °C, Velocidade de alimentação = 65 ml/min., Azoto Puro = 38 mmH20, Velocidade do Atomizador = 20000 rpm (utilizando um atomizador V24).

As caracteristicas das partículas resultantes foram: diâmetro aerodinâmico médio de massa (MMAD) = 2,141 pm e diâmetro geométrico médio de massa ou de volume (MMGD) = 10,51 pm.

Seis ratazanas receberam, sob anestesia de cetamina, uma administração pulmonar da formulação acima descrita (20/50/20/10 L-Dopa/DPPC/citrato de sódio/cloreto de cálcio).

Os resultados são apresentados na Fig. 8. Esta figura mostra os níveis sanguíneos de L-Dopa após administração através de gavagem oral ou de administração directa nos pulmões através de insuflação. Mediram-se os níveis de L-Dopa utilizando ambas as HPLC. Os animais receberam uma injecção IP de inibidor descarboxilase periférico carbidopa (200 mg/kg) 1 hora antes da administração de L-Dopa. Os animais foram divididos em 2 grupos, sob anestesia de cetamina. No primeiro grupo, os animais ficaram em jejum de um dia para o outro e suspendeu-se L-Dopa (8 mg) em soro fisiológico que continha metilcelulose a 1% e foi dado através de gavagem oral. No segundo grupo, utilizou-se a insuflação para administrar a formulação de L-Dopa 79 directamente nos pulmões. Colheram-se amostras de sangue (200 Ml) de uma cânula femoral previamente colocada nas seguintes alturas: 0 (imediatamente antes da administração de L-Dopa), 2, 5, 15 e 30 minutos após a administração de L-Dopa. O aumento dos niveis sanguíneos de L-Dopa ao longo do tempo após administração oral foi modesto. Em contraste, a administração nos pulmões produziu um aumento robusto e rápido dos níveis de L-Dopa. Os níveis de L-Dopa neste grupo permaneceram elevados em relação à administração oral aos 30 minutos após administração do fármaco. Os dados foram normalizados a uma dose de 8 mg/kg (a dose de gavagem oral total) . Os dados são apresentados como a média ± EPM níveis de L-Dopa em ng/mL de sangue.

Exemplo 6

Prepararam-se partículas de cetoprofeno/DPPC/maltodextrina e administraram-se in vivo.

Obteve-se cetoprofeno (99,5%) da Sigma, (St. Louis, MO), dipalmitoilfosfatidilcolina (DPPC) da Avanti Polar Lipids, (Alabater, AL) e maltodextrina, M100 (Grain Procesing Corp., Muscatine, IA).

Para preparar as soluções de cetoprofeno/DPPC/maltodextrina, adicionou-se maltodextrina (0,598 g) a 0,60 L de água USP. Adicionou-se DPPC (0,901 g) a 1,40 L de etanol e agitou-se até se dissolver. As soluções aquosas e de etanol foram combinadas, resultando numa 80 solução turva. Utilizaram-se 500 mL desta solução-mãe para cada ensaio. A adição de cetoprofeno à solução-mãe de DPPC/maltodextrina é descrita na Tabela 2.

Utilizou-se um Secador por Pulverização Portátil Niro Atomizer Niro, Inc., Columbus, MD) para produzir os pós secos. Ar comprimido a pressões variáveis (1 a 5 bar) fazia funcionar um atomizador rotativo (2000 a 30000 rpm) localizado acima do secador. Bombeou-se continuamente uma alimentação liquida das soluções de cetoprofeno/DPPC/maltodextrina com uma velocidade variável (20 a 66 mL/min.), através de uma bomba doseadora electrónica (LMI, modelo #A151-I92s) até ao atomizador. Mediram-se quer a temperatura de entrada quer a temperatura de saida. A temperatura de entrada foi controlada manualmente; podia ser variada entre 100 °C e 400 °C, com um limite de controlo de 5 °C. A temperatura de saída era determinada pela temperatura de entrada e por factores como as velocidades de alimentação do gás e do líquido; ela variava entre 50 °C e 130 °C. Um recipiente estava firmemente ligado ao ciclone de 6'' (0,15 m) para recolher o produto em pó. As condições de pulverização para cada solução são apresentadas na Tabela 3, que mostra que as condições de pulverização foram mantidas quase sempre constantes ao longo do ensaio. A recuperação total e o rendimento para cada das soluções são apresentados na Tabela 4.

As partículas foram caracterizadas utilizando o Aerosizer 81 (TSI, Inc., Amherst, MA) e o dispersor de pó seco RODOS (Sympatc Inc., Princeton, NJ) conforme indicado pelo fabricante. Para o RODOS, o diâmetro geométrico foi medido a 2 bar. 0 material do ensaio #5 também foi caracterizado utilizando um impactador de cascada Andersen colapsado gravimétrico (ACI, 2 estágios, Andersen Inst., Sunyra, GA). As amostras foram examinadas utilizando um microscópio electrónico de varrimento (SEM - scanning electron microscope) . A Tabela 4 indica que o aumento da percentagem do peso de cetoprofeno conduziu a um decréscimo do rendimento. A adição de cetoprofeno à solução-mãe diminuiu linearmente o rendimento. Isto poderá ser devido a um decréscimo da temperatura de fusão para a DPPC quando misturada com cetoprofeno, o que leva a uma perda de rendimento. A Tabela 5 mostra que as partículas tinham um diâmetro entre 8,8 e 10,2 pm (MMGD) e entre 2,65 e3,ll pm (MMAD). As partículas com o MMAD mais baixo foram as do material de carga de 8,4% (ensaio #5). A Tabela 6 mostra os resultados de um ensaio de impactador Andersen colapsado (ACI, gravimétrico, n-2) do material do ensaio #5, o loading material de 8,4%. As FPF abaixo dos 5,6 pm e abaixo dos 3,4 pm são consistentes com pós respiráveis que são razoavelmente respiráveis.

Tabela 2 82 ID da Amostra Cetoprofeno adicionado (mg) Sólidos totais (g/t) % de Cetofreno Ensaio #1 0 1,000 0 Ensaio #2 8,0 1,016 1,6 Ensaio #3 15, 1 1,030 3,0 Ensaio #4 30,1 1,060 5,7 Ensaio #5 46, 0 1,092 8,4 Ensaio #6 63, 0 1,126 11,2 Tabela 3 ID da Temperatura Alimentação Pressão Velocidade Ponto Amostra (°C) Líquida do Gás do Rotor de (ml/min) Pa(mmHg) (RPM) Orvalho Entrada Saída Entrada Ensaio #1 115 36 75 392(40) 18,600 -27,0 Ensaio #2 113 38 85 392(40) 18,400 -26,8 Ensaio #3 110 38 85 382(39) 18,300 -26,4 Ensaio #4 110 39 85 372(38) 18,400 -25,9 Ensaio #5 110 38 86 382(39) 18,400 -25,4 Ensaio #6 110 38 85 372(38) 18,400 -25,0 83 Tabela 4

Rendimento Real ID da

Peso recolhido Rendimento

Amostra (mg) Teórico (mg) (% teórica Ensaio #1 186 500 37,2 Ensaio #2 195 508 38,4 Ensaio #3 147 515 28,5 Ensaio #4 127 530 24,0 Ensaio #5 89 546 16,3 Ensaio #6 67 563 11,9

Tabela 5 D da Amostra MMAD (gm) Desvio padrão MMGD (gm, 2 ba Ensaio #1 3,11 1,48 9,0 Ensaio #2 3, 01 1,37 9,3 Ensaio #3 2,83 1,40 10,3 Ensaio #4 2,84 1,41 10,4 Ensaio #5 2, 65 1,39 9,8 Ensaio #6 2,83 1,38 8,8 Tabela 6 Estágio 0 1,33 mg Estágio 2 2,75 mg Estágio F 3,17 mg Enchimento da Cápsula 12,37 mg Peso < 5, 6 gm 5,92 FPF5í6 0,479 Peso < 3, 4 gm 3,17 84 FPF3,4 0,256

Produziram-se e administraram-se a 20 ratazanas Sprangue Dawley 350 mg de cetoprofeno a 8% em 60/40 DPPC/maltodextrina, como descrito acima. Deram-se 7 mg de pó a 8 ratazanas através de insuflação, e 7 mg de pó dissolvido em etanol a 50% a 7 ratazanas oralmente. Estabeleceram-se marcos temporais aos 0, 5, 15, 30, 60, 120, 240, 360 e 480 minutos. Para t = 0, testaram-se 4 animais sem dosagem. Para cada marco temporal, foram colhidas amostras de 3 ou 4 ratazanas. Cada ratazana foi utilizada para 4 intervalos de tempo, com quatro grupos de 3 ou 4 ratazanas cada um. Os animais foram distribuídos como se segue: 3 animais oral 5, 30, 120, 360; 4 animais insuflação 15, 60, 240, 480. Colheu-se sangue suficiente a cada intervalo de tempo para o ensaio plasmático de cetoprofeno. As amostras sanguíneas foram centrifugadas, o plasma recolhido e congelado a -20 °C antes do envio para o laboratório contratado para análise. O teste utilizado neste ensaio tem um limite de detecção inferior de 1,0 mg/ml. As ratazanas foram medicadas com cetoprofeno, quer por administração oral quer por administração pulmonar, para determinar se a via pulmonar altera o tempo necessário para alcançar a máxima concentração plasmática. Os resultados mostram que a via de administração pulmonar conduz a uma absorção muito rápida, que ocorre em ^ 10 minutos. As ratazanas que receberam doses orais de cetoprofeno apresentaram um comportamento farmacocinético um pouco anómalo, sendo a biodisponibilidade relativa aproximadamente metade daquela apresentada pelas ratazanas 85 medicadas pela via pulmonar. Este resultado foi inesperado, pois o cetoprofeno tem uma biodisponibilidade oral de 90% no modelo humano. Esta anomalia para as ratazanas medicadas oralmente não invalida, no entanto, o significado do observado anteriormente para as ratazanas medicadas por via pulmonar.

Os resultados são fornecidos na Tabela 7. As médias foram calculadas juntamente com os erros padrão e valores p. Os resultados também são apresentados graficamente nas Fig. 9 a 11, nas quais a Fig. 9 mostra ambos os conjuntos de dados, a Fig. 10 fornece os resultados da medicação oral e a Fig. 11 mostra os resultados da insuflação. No que diz respeito à Fig. 9, os pontos com um p < 0,05 estão marcados com «*» e os pontos com um p < 0,01 estão marcados com «**». No que diz respeito às Fig. 10 e 11, realizou-se a AUC (área sob a curva), através da integração numérica da curva com uma interpolação suave. A t = 0, todas as ratazanas apresentavam níveis de cetoprofeno abaixo do limite de detecção para o teste. Para t = 5 minutos até t = 60 minutos, as ratazanas insufladas tinham níveis plasmáticos significativamente superiores de cetoprofeno. A t = 120 minutos e t = 240 minutos, os níveis plasmáticos do cetoprofeno dos dois grupos eram estatisticamente equivalentes. A t = 360 minutos e t = 480 minutos, os níveis plasmáticos de cetoprofeno aproximavam-se do limite de detecção do teste. 86 A razão das AUC para as ratazanas insufladas vs. as ratazanas medicadas oralmente foi de aproximadamente 2, dado que as concentrações plasmáticas do cetoprofeno para os primeiros intervalos de tempo também eram estatisticamente significativas.

Para as ratazanas insufladas ocorria claramente <15 minutos e para as ratazanas medicadas oralmente ocorria entre 15 a 60 minutos. Devido ao grande erro padrão e aos níveis plasmáticos relativamente baixos deste grupo, não é possível determinar precisamente o tempo necessário A administração pulmonar resultou numa ocorrência muito rápida (< 15 minutos) em comparação com a medicação oral (t = 15 a 60 minutos).

As ratazanas insufladas apresentavam uma biodisponibilidade superior às ratazanas medicadas oralmente. Isto é inesperado, pois ensaios anteriores mostraram que o cetoprofeno tem uma biodisponibilidade consistentemente elevada (> 90%) em seres humanos quando medicado por via oral, subcutânea ou rectal. Como o comportamento farmacocinético do cetoprofeno administrado oralmente é bem conhecido, os resultados anómalos aqui observados para o grupo medicado oralmente não invalidam os resultados observados no grupo de insuflação.

Tabela 7 87

Tempo min. 0 Dosagem Oral Média (pg/ml) 1,0 Desvio Padrão do Grupo N/A Média Pulmonar (pg/ml) 1,0 Desvio Padrão do Grupo de Dosagem N/A Valor P 5 1,7 0,75 9,6 1,27 0,0003 15 2,1 0,76 7,6 0,28 0,0000 30 1,9 0,12 5,5 0,76 0,0012 60 2,0 0,13 4,5 0,60 0,0002 120 1,7 0,31 2,4 0,44 0,0920 240 1,4 0,05 1,8 0,63 0,2554 360 1,0 0,06 1,8 0,35 0,0224 480 1,0 0,00 1,3 0,47 0,2174 Níveis plasmáticos médios de cetoprofeno dos grupos oral e pulmonar

Exemplo 7

Os métodos experimentais e a instrumentação que se segue foram empregues para determinar as caracteristicas físicas das partículas que incluíam L-Dopa que eram adequadas para administração pulmonar. 0 diâmetro aerodinâmico foi analisado utilizando o AeroDisperser API e o Aerosizer (TSI, Inc., St. Paul, MN), seguindo os procedimentos padrão (Alkermes SOP# MS-034-005) . 0 pó de amostra foi introduzido e disperso no AeroDisperser e depois acelerado através de um bucal no Aerosizer. Realizou-se uma medição directa do tempo de voo para cada partícula no Aerosizer, que estava dependente da inércia da partícula. A distribuição do tempo de voo foi depois transformado numa distribuição do tamanho das partículas aerodinâmicas baseada na massa, utilizando um equilíbrio de forças baseado na lei de Stokes.

Determinou-se o diâmetro geométrico utilizando uma técnica de difracção laser (Alkermes SOP# MS-021-005). 0 equipamento consistiu num difractómetro HELOS e um dispersor RODOS (Sympatec, Inc., Princeton, NJ) . 0 dispersor RODOS aplica uma força de cisalhamento a uma amostra de partículas, controlada por uma pressão reguladora do ar comprimido que entra. As partículas dispersas atravessam um feixe laser onde o padrão de luz difractado resultante produzido é apanhado por uma série de detectores. 0 padrão de difracção total é depois traduzido numa distribuição do tamanho das partículas baseada no volume, utilizando o modelo de difracção de Fraunhofer, tendo por base que partículas menores difractem a luz em ângulos maiores.

Avaliaram-se as propriedades aerodinâmicas dos pós dispersos do dispositivo inalador com um impactador de cascada Andersen Mkll de 2 estágios (Andersen Instruments, Inc., Smyrna, GA). 0 instrumento consiste em dois estágios que separam as partículas de aerossol com base no diâmetro aerodinâmico. Em cada estágio, a corrente de aerossol passa através de uma série de bucais e bate na placa de impactação correspondente. As partículas que têm uma inércia suficientemente pequena continuarão com a corrente de aerossol até ao próximo estágio, enquanto as restantes 89 partículas baterão na placa. Em cada estágio sucessivo, o aerossol passa através de bucais a uma velocidade superior e as partículas aerodinamicamente menores são reunidas na placa. Após o aerossol ter passado através do estágio final, um filtro reúne as partículas mais pequenas que sobraram.

Antes de determinar a carga do fármaco num pó AIR, o fármaco teve de ser separado, em primeiro lugar, dos excipientes no pó. Desenvolveu-se uma técnica de extracção para separar a L-Dopa do excipiente DPPC. As partículas foram dissolvidas, em primeiro lugar, em 50% de clorofórmo/50% de metanol. A L-Dopa insolúvel foi extraída e lavada com o mesmo sistema de solvente e depois solubilizada em 0,5 M de ácido clorídrico. A DPPC foi enriquecida com L-Dopa para determinar a recuperação. Injectaram-se amostras numa cromatografia líquida de pressão elevada (HPLC) de fase reversa para análise. A separação foi alcançada utilizando uma coluna Waters Symmetry C18 de 5 pm (150 mm x 4,6 mm ID) . A coluna foi mantida a 30 °C e as amostras a 25 °C. O volume de injecção foi de 10 pL. A fase móvel foi preparada a partir de 2,5% de metano e 97,5 % de solução aquosa (10,5 g/L de ácido cítrico, 20 mg/L de EDTA, 20 mg/L de monohidrato de sal de sódio de ácido 1-octanosulfónico). A fase móvel foi continuamente agitada numa placa de agitação e desgaseifiçada através de um sistema de desgaseificação Waters em linha. A L-Dopa foi eluída sob condições isocráticas. A detecção foi realizada utilizando um detector 90 ultravioleta ajustado num comprimento de onda de 254 nm.

Como a dose oral média individual de L-Dopa é de 10 0 a 150 mg, realizaram-se experiências para preparar partículas adequadas para inalação que incluíam cargas elevadas de L-Dopa. Estudaram-se formulações com uma carga de L-Dopa entre 20% e 40%. Também se incluiu a carbidopa, um inibidor da descarboxilase administrado juntamente com a L-Dopa para prevenir a descarboxilação periférica, numa razão de 4 : 1 peso/peso (p/p) em algumas das formulações. A L-Dopa e a combinação de L-Dopa e carbidopa foram pulverizadas com sucesso com formulações de DPPC. A formulação óptima consistia em L-Dopa e/ou carbidopa, 20% (p/p) de citrato de sódio e 10% (p/p) de cloreto de cálcio e o restante de dipalmitoilfosfatidilcolina (DPPC).

Os detalhes sobre as formulações e as propriedades físicas das partículas obtidas estão resumidas na Tabela 8. O tamanho aerodinâmico ou o diâmetro aerodinâmico médio de massa (MMAD) foi medido com um Aerosizer, e o tamanho geométrico ou o diâmetro geométrico médio de massa (volume) (MMGD) foi determinado através de difracção laser, e a fracção de partículas finas (FPF) foi medida utilizando um impactador de cascada Andersen de 2 estágios. Como se mostra na Fig. 12, e pelas razões dos MMGD na Tabela 8, os pós eram independentes dos débitos. Empregou-se micrografia electrónica de varrimento para observar as partículas.

Tabela 8 91 ID da Carga (%) L- Rendimento (%) MMGD (pm) a 2 bar Razão MMGD 0,5/4,0 bar MM A D (pm) FPF (%) 5-6/3,4 Dopa/Carbidopa 20/0 >40 99 NA 2,7 NA 40/0 >40 O oo 1,2 3,3 42/17 25/5 42 10 QD i—1 3,1 64/38 40/10 >20 7,4 1,6 3,8 40/14 A integridade da L-Dopa ao longo do processo pareceu ser preservada ao longo do processo de formulação e de secagem por pulverização. A L-Dopa foi extraída dos pós de L-Dopa e foi analisada através de HPLC de fase reversa. Não se detectaram nenhumas impurezas nos pós de L-Dopa (Fig. 13A) ; os picos precoces eluídos por volta dos 1 a 2 minutos são devidos ao solvente, como se pode ver a partir da Fig. 13B, que é uma amostra branca que não continha L-Dopa. A pureza da L-Dopa recuperada das partículas era de 99,8% e 99,9% para as partículas carregadas com 20% e 40%, respectivamente.

Para determinar a carga da L-Dopa no pó, a L-Dopa foi separada, em primeiro lugar dos excipientes na formulação e depois analisada através de HPLC de fase reversa. Os resultados da recuperação da L-Dopa a partir dos pós e os cálculos finais da carga são dados na Tabela 9. Quer as recuperações de extracção quer a determinação da carga foram 92 satisfatórias. A carga de fármaco determinada foi de aproximadamente 87% da carga nominal. A expressão «dose nominal», como é aqui utilizada, refere-se à massa total de agente bioactivo que está presente na massa das partículas visadas para administração e representa a quantidade máxima de agente bioactivo disponível para administração.

Tabela 9

Recuperação da Extracção Carga real

Formulação em Pó (%) (%) 20/0 100 ± 4,5 17,3 ± 0,2 40/0 101 ± 2,8 35,0 ± 5,4

Exemplo 8

As determinações dos níveis plasmáticos de L-Dopa foram realizadas após injecção intravenosa, gavagem oral ou insuflação nos pulmões. A carbidopa é normalmente administrada para assegurar que a actividade periférica da descarboxilase é completamente interrompida. Neste exemplo, os animais receberam uma injecção intraperitoneal (IP) do inibidor da descarboxilase periférica carbidopa (200 mg/kg) uma hora antes da administração de L-Dopa. Os animais foram divididos em 3 grupos, sob anestesia com cetamina. No primeiro grupo de animais, a L-Dopa (2 mg) foi suspensa em soro fisiológico contendo metilcelulose a 1% e ácido ascórbico a 1% e foi administrada através de gavagem oral. No segundo grupo, utilizou-se uma técnica de insuflação para a administração pulmonar de partículas AIR carregadas com L-Dopa (densidade de carga de 20%) . Utilizou-se um 93 laringoscópio para visualizar a epiglote da ratazana e inseriu-se o dispositivo de insuflação de ponta romba (dispositivo de insuflação para administração de pó

PennCentury) na via aérea. Utilizou-se um bolus de ar (3 cc) , a partir de uma seringa ligada, para administrar o pó pré-carregado da câmara do dispositivo para os pulmões do animal. Administrou-se um total de 10 mg de pó (2 mg de L-Dopa). No terceiro grupo, utilizou-se uma cânula femoral previamente colocada para administrar um bolus (2 a 3 segundos) de L-Dopa (2 mg) . Colheram-se amostras sanguíneas (200 pL) de cada animal utilizando a cânula femoral nos seguintes marcos temporais: 0 (imediatamente antes da administração de L-Dopa), 2, 5, 15, 30, 60, 120 e 240 minutos após a administração de L-Dopa. Todas as amostras foram processadas para determinações de L-Dopa através de HPLC.

Os resultados de um estudo farmacocinético que utilizou o procedimento descrito estão apresentados na Fig. 14A e 14B. Os resultados de uma comparação entre administração pulmonar e administração oral de L-Dopa estão representados na Fig. 14A. Após a insuflação, foram observados níveis plasmáticos máximos de L-Dopa nos primeiros intervalos de tempo medidos (2 minutos) e os níveis começaram a decrescer passados 15 minutos da administração, mantendo-se ainda elevados, em relação à administração oral, até 120 minutos. Em contraste, a administração oral de L-Dopa resultou num aumento mais gradual dos níveis plasmáticos de L-Dopa, que alcançaram o máximo aos 15 a 30 minutos após a administração 94 e que depois decresceram gradualmente ao longo das 1 a 2 horas seguintes.

Também se compararam as administrações intravenosa, oral e pulmonar. Os resultados estão apresentados na Fig. 14B. Este painel representa os mesmos dados apresentados na Fig. 14A com a adição do grupo da administração intravenosa, que permite comparações directas dos niveis plasmáticos de L-Dopa obtidos após as três vias de administração (pulmonar, oral e intravenosa) . Os dados são apresentados como a média ± EPM em pg/L dos niveis de L-Dopa/mL de sangue. Os níveis plasmáticos de L-Dopa aumentaram rapidamente após a administração intravenosa (i.v.). Os maiores níveis de L-Dopa foram observados aos 2 minutos e decresceram rapidamente depois disso.

Estimou-se a biodisponibilidade pela realização dos cálculos da área sob a curva (AUC). Ao longo de todo o tempo do estudo (0 a 240 min.), a biodisponibilidade relativa (em comparação com i.v.) da L-Dopa pulmonar era de aproximadamente 75%, em comparação com os 33% para a L-Dopa oral. A biodisponibilidade relativa da L-Dopa pulmonar aos 15 min. e aos 60 min. após a administração era de 38% e 62% respectivamente, enquanto a da L-Dopa oral era de 9% e 24% respectivamente.

Exemplo 9

Também foi realizada a avaliação farmacodinâmica de 95 ratazanas que recebiam L-Dopa. As ratazanas receberam injecções unilaterais da neurotoxina OHDA no feixe frontal médio. As ratazanas foram depois rastreadas para assegurar uma depleção de dopamina estriada com sucesso, utilizando um paradigma giratório padrão induzido por apomorfina. Passadas duas semanas após a cirurgia, os animais foram testados semanalmente durante três semanas para comportamento de rotação induzido por apomorfina. Para este teste, os animais receberam uma injecção IP de apomorfina (0,25 mg/kg para o primeiro teste e 0,lmg/kg para os dois testes seguintes) e foram colocados num balde de plexiglas cilíndrico. Contou-se cada rotação de 360 graus durante 30 minutos e apenas os animais que exibiam > 200 rotações/30 minutos (12/30 das ratazanas lesionadas) é que foram utilizados nos testes de comportamento.

As ratazanas lesionadas foram postas perante várias tarefas motoras após a administração de L-Dopa. Os dados dos estudos (tarefa de colocação, tarefa de apoio, acinesia) enfatizaram ainda mais a vantagem da administração pulmonar sobre a administração oral.

Num teste, os animais sujeitos à apomorfina foram testados utilizando uma «tarefa de colocação». Antes de cada dia de teste, os animais recebiam uma injecção IP do inibidor da descarboxilase periférica carbidopa (200 mg/kg), como se descreve acima. Os animais receberam depois L-Dopa oral (0, 20 ou 30 mg/kg) ou L-Dopa pulmonar (0, 0,5, 1,0 ou 2,0 mg de L-Dopa) e foram testados 15, 30, 60 ou 120 minutos 96 mais tarde. Ao longo dos testes com administração oral e pulmonar de L-Dopa, cada animal recebeu cada combinação possível de fármaco de um modo aleatório. A «tarefa de colocação» farmacodinâmica exigia que os animais fizessem um movimento dirigido com as pernas dianteiras em resposta a um estímulo sensorial. As ratazanas estavam seguras, de um modo que as suas pernas pendiam sem suporte. Depois, foram levantadas até ao lado de uma mesa, de modo a que os seus corpos estivessem paralelos ao bordo da mesa. Cada ratazana tinha 10 tentativas consecutivas com cada perna dianteira e registava-se o número total de vezes em que a ratazana colocava a sua perna dianteira em cima da mesa.

Os resultados da «tarefa de colocação» são mostrados nas Fig. 15A e 15B. Em níveis basais (t = 0; imediatamente antes da administração de L-Dopa), os animais desempenharam quase perfeitamente esta tarefa com a perna não afectada, havendo mais do que 9/10 respostas correctas. Em contraste, os animais estavam marcadamente debilitados na sua capacidade de desempenhar a mesma tarefa com a perna afectada, realizando aproximadamente 1 resposta correcta ao longo de 10 tentativas. A L-Dopa oral (Fig. 15A) produziu uma melhoria relacionada com a dose no desempenho com a perna debilitada. Com a dose máxima testada (30 mg/kg), o desempenho era melhorado em relação ao controlo com soro fisiológico, em 30 97 minutos e atingia o máximo entre 1 a 2 horas após a administração do fármaco. A dose mais baixa (20 mg/kg) também melhorava ligeiramente o desempenho com efeitos máximos aos 60 minutos e um desempenho estável depois disso. Não foram observadas nenhumas melhorias após a administração do controlo de soro fisiológico.

Em comparação com a administração oral, o desempenho na «tarefa de colocação» melhorou rapidamente após administração pulmonar de L-Dopa, como se vê na Fig. 15B. Nas doses máximas testadas, ocorreram melhorias significativas em 10 minutos, com benefícios máximos observados em 15 a 30 minutos (ao contrário de 1 a 2 horas com administração oral). Estes efeitos estavam relacionados com a dose, observando-se melhorias significativas com doses tão baixas como 0,5 mg de L-Dopa. Em comparação com a recuperação apresentada com a administração oral, as melhorias comportamentais foram observadas com doses totais marcadamente mais baixas utilizando a via pulmonar. Por exemplo, a extensão da recuperação com 30 mg/kg de L-Dopa dada oralmente foi comparável à recuperação observada com 1 mg de L-Dopa dada através da via pulmonar (observe-se que 1 mg de L-Dopa pulmonar é equivalente a aproximadamente 3 mg/kg, dado que o peso corporal dos animais era de aproximadamente 300 g) . De acordo com isso, quando as doses de L-Dopa foram normalizadas por peso corporal, isto representou uma diferença quase 10 vezes maior em termos de fármaco necessário para produzir a eficácia equivalente. Por fim, a persistência das melhorias comportamentais era 98 comparável utilizando as duas vias de administração.

Os resultados de um teste de apoio são apresentados nas Figs. 16Δ e 16B. Este teste foi realizado utilizando os mesmos animais e ao mesmo tempo da «tarefa de colocação» acima descrita. As ratazanas foram colocadas numa superfície de aço inoxidável lisa e suavemente empurradas lateralmente 90 cm a cerca de 20 cm/segundo. Registou-se o número de passos que a ratazana fez com a perna dianteira para o lado para o qual a ratazana se estava a movimentar. Cada ensaio incluía mover a ratazana 2 vezes em cada direcção.

Os animais demonstraram uma debilidade profunda na sua capacidade de realizar esta tarefa com a perna debilitada, efectuando aproximadamente 3 respostas em comparação as aproximadamente 7 com a perna não afectada, como se vê na Fig. 16A. Mais uma vez, a administração oral melhorou o desempenho nesta tarefa de um modo relacionado com a dose. A administração de 30 mg/kg (aproximadamente 10 mg de L-Dopa) melhorou o desempenho em 30 minutos. Os efeitos máximos foram vistos em 60 minutos e permaneceram estáveis depois disso. Uma dose inferior de L-Dopa oral (20 mg/kg ou aproximadamente 7 mg de L-Dopa) melhorou ligeiramente o desempenho. Mais uma vez, a administração de soro fisiológico de controlo não afectou o desempenho.

Em comparação com a administração oral, o desempenho desta tarefa melhorou rapidamente após administração pulmonar de L-Dopa, como se mostra na Fig. 16B. Observaram- 99 se melhorias significativas em 10 minutos, com benefícios máximos observados em 15 a 30 minutos (ao contrário de 30 a 60 minutos com a administração oral). Estes efeitos estavam relacionados com a dose, com melhorias modestas, mas estatisticamente significativas observadas com doses tão baixas como 0,5 mg (equivalente a aproximadamente 1,5 mg/kg). Como em outros testes funcionais, a melhoria comportamental alcançada após a L-Dopa pulmonar ocorreu com doses bem abaixo daquelas necessárias para alcançar um efeito de magnitude semelhante após administração oral. Por fim, a persistência das melhorias comportamentais foi comparável utilizando as duas vias de administração.

Também se realizou um estudo farmacodinâmico de acinesia funcional. Os resultados são apresentados nas Figs. 17A e 17B. Este teste foi realizado utilizando os mesmos animais e ao mesmo tempo do que os dois testes precedentes. Nesta tarefa, o animal era mantido de tal modo que se apoiava numa perna dianteira e podia movimentar por si só. Registaram-se o número de passos realizados com a perna dianteira sobre a qual a ratazana se apoiava durante um ensaio de 30 segundos para cada perna dianteira.

Como observado para os testes de colocação e de apoio, os animais demonstraram uma debilidade profunda na sua capacidade de desempenhar a tarefa de acinesia com a perna debilitada. Apesar de terem dado aproximadamente 17 passos com a perna normal, os animais deram menos de metade com a perna debilitada (intervalo = 0-10 passos). A administração 100 oral (Fig. 17A) melhorou o desempenho desta tarefa de um modo relacionado com a dose. A administração de 30 mg/kg (aproximadamente 10 mg de L-Dopa) melhorou o desempenho em 30 minutos e observaram-se efeitos máximos em 60 minutos. Uma dose mais baixa de L-Dopa oral (20 mg/kg ou aproximadamente 6,8 mg de L-Dopa) produzia o mesmo padrão de recuperação, apesar da magnitude absoluta da melhoria ser ligeiramente mais baixa do que aquela observada com a dose mais alta de L-Dopa. O desempenho permaneceu estável entre os 60 e os 120 minutos após a administração de ambas as doses. A administração do soro fisiológico de controlo não afectou o desempenho.

Em comparação com a administração oral, o desempenho nesta tarefa melhorou rapidamente após administração pulmonar de L-Dopa, como está representado na Fig. 17B. Verificaram-se melhorias significativas em 10 minutos, com benefícios máximos observados em 15-30 minutos (ao contrário dos 60 minutos com a administração oral). Estes efeitos eram melhorias estatisticamente significativas (p < 0,05) relacionadas com as doses observadas com uma dose tão baixa como 1,0 mg. No que diz respeito aos outros testes funcionais, a melhoria comportamental alcançada após a L-Dopa pulmonar ocorria com doses muito abaixo daquelas necessárias para alcançar um efeito de magnitude semelhante após a administração oral. Por fim, a persistência das melhorias comportamentais foi comparável utilizando as duas vias de administração. 101

Os animais também foram testados num teste de rotação de farmacodinâmica padrão conhecido por ser uma medida sensível e fidedigna da actividade de dopamina no cérebro. Para esse teste, os animais receberam ou L-Dopa oral (30 mg/kg ou aproximadamente 10 mg no total) ou L-Dopa pulmonar (2 mg no total). Estas doses foram escolhidas para este teste porque representam as doses de L-Dopa que produziam a máxima eficácia nos testes funcionais anteriores. Após a medicação, os animais foram colocados num balde de Plexiglas cilíndrico. Contou-se cada rotação de 360 graus e associada em grupos de 5 minutos ao longo de um período de teste de 120 minutos. Os animais também foram testados quanto ao comportamento de rotação com e sem tratamento prévio com carbidopa.

Todos os animais utilizados nestes estudos receberam injecções unilaterais de β-OHDA, uma neurotoxina específica para neurónios de dopamina no cérebro. Como as depleções de dopamina eram unilaterais, o lado não injectado permanecia intacto e ainda capaz de responder a alterações na actividade de dopamina. Quando estes animais eram injectados com um agonista da dopamina (i. e., L-Dopa), a actividade de dopamina do cérebro era estimulada preferencialmente no lado intacto. Isto resultava numa estimulação assimétrica da actividade motora que se manifestava como um comportamento giratório ou de rotação. O início e o número de rotações forneceram uma medida quer do tempo quer da extensão da actividade de dopamina aumentada. 102

Os resultados são apresentados na Fig. 18. A administração oral de L-Dopa produziu um comportamento marcado de rotação no sentido dos ponteiros do relógio que era modesto durante os primeiros 10 a 15 minutos após a administração de L-Dopa (< 5 rotações/animal). Durante os 20 minutos seguintes, o número de rotações aumentou acentuadamente, com valores máximos aproximadamente por volta dos 30 minutos após a administração de L-Dopa, indicando uma actividade de dopamina aumentada no córtex striatum intacto do cérebro. Durante os 90 minutos seguintes, o número de rotações diminuiu gradualmente, mas esta diminuição em relação aos valores máximos não foi estatisticamente significativa (p > 0,05).

Em comparação com a administração oral, a administração pulmonar da L-Dopa aumentou rapidamente o comportamento rotacional, indicando uma conversão muito mais rápida de L-Dopa em dopamina no córtex striatum intacto. As rotações neste grupo foram 3 vezes maiores que aquelas realizadas por administração oral nos primeiros 10 a 15 minutos. O número de rotações aumentou ligeiramente, alcançou o máximo aos 25 a 30 minutos e permaneceu relativamente estável depois disso. Apesar de se observar uma tendência para rotações aumentadas em relação à administração oral 120 minutos depois da medicação, esta não foi estatisticamente significativa (p > 0,05). O comportamento de rotação foi virtualmente eliminado em animais que não tinham recebido um tratamento prévio com carbidopa (dados não apresentados). 103

Exemplo 10 0 objectivo da experiência que se segue é testar a biodisponibilidade relativa de várias composições que compreendem pelo menos uma partícula de transporte e opcionalmente um agente. A não ser quando indicado em contrário, quando se utilizaram partículas secas por pulverização, elas foram preparadas seguindo os passos nos Exemplos anteriores. As características das partículas preparadas enquadram-se no âmbito previamente descrito. As formulações são apresentadas na Tabela 10, abaixo.

Os testes foram conduzidos utilizando várias formulações de salmeterol. A não ser quando indicado em contrário, foi utilizado xinafoato de salmeterol micronizado na preparação das partículas. Duas dessas formulações são a Formulação 1 (F—1) e a Formulação 2 (F-2) na Tabela 10. A F-l era composta por 69% de DPPC/20% de citrato de sódio/10% de cloreto de cálcio/1% de salmeterol. A F-2 era composta por 29,5% de DPPC/29,5% de DPPE/20% de lactoce/20% de citrato de sódio/1% de salmeterol. Para comparação, prepararam-se formulações de F-l e F-2 ambas sem salmeterol. Utilizaram-se dois controlos SX-1 e SX-2 contendo salmeterol nas experiências que testaram as F-l e F-2, respectivamente.

Tabela 10

Citrato Cloreto Em peso % Salmeterol DPPC DPPE de de Lactose 104 Sódio Cálcio F-l 1 69 - 20 10 - F-l sem salmeterol 0 70 - 20 10 - F-2 1 29,5 29,5 20 - 20 F-2 sem salmeterol 0 30 30 20 - 20

Para preparar a solução pré-secagem por pulverização de F-l, dissolveram-se 200 mg de citrato de sódio e 100 mg de cloreto cálcio em 300 mL de água. Dissolveram-se 690 mg de DPPC e 10 mg de salmeterol em 700 mL de EtOH. As duas soluções foram combinadas para formar uma solução de 1 litro, 70% de EtOH/30% de água, 1 g/litro de sólidos.

Para preparar a solução pré-secagem por pulverização de F-2, dissolveram-se 200 mg de citrato de sódio e 200 mg de lactose em 300 mL de água. Dissolveram-se 295 mg de DPPC, 295 mg de DPPE e 10 mg de salmeterol em 700 mL de EtOH. As duas soluções foram combinadas para formar uma solução de 1 litro, 70% de EtOH/30% de água, 1 g/litro de sólidos.

As soluções pré-secagem por pulverização foram secas por pulverização como acima descrito, produzindo as partículas secas utilizadas nas experiências abaixo.

Exemplo 11

As formulações de partículas secas (partículas AIR) 105 acima produzidas foram preparadas para administração. As partículas AIR, neste caso F-l e F-2 secas por pulverização sem salmeterol, foram colocadas na cápsula e pesadas. Depois disso, colocaram-se os compostos activos desejados (F-l, F-2) sobre as partículas AIR e registou-se o peso. Especificamente, a formulação F-l foi colocada com a formulação F-l sem salmeterol e a formulação F-2 foi colocada com a formulação F-2 sem salmeterol. A massa final dos conteúdos da cápsula totalizava 1,0 mg. Encerrou-se a cápsula e misturaram-se os conteúdos ao rodar a cápsula repetidamente. Este processo produziu uma «mistura» na cápsula que foi administrada nestas experiências.

Para as formulações de teste de Serevent®, prepararam-se Serevent® 1 e Serevent® 2 como o composto activo. O Serevent® é uma marca registada da Glaxo Wellcome, Research Triangle, NC. É uma formulação de xinafoato de salmeterol como a forma racémica do sal do ácido l-hidroxi-2-naftóico de salmeterol. 0 componente activo da formulação é a base salmeterol, um broncodilatador beta2-adrenérgico altamente selectivo. O nome químico do xinafoato de salmeterol é 4-hidroxi-al-[[[6-(4-fenilbutoxi)hexil]amino] metil]-l,3-benzenodimetanol,l-hidroxi-2-naftalenocarboxilato. O procedimento para encher a cápsula acima foi seguido normalmente. No entanto, nas formulações de teste em que se utilizava Serevent® 1 e Serevent® 2, as partículas AIR não foram utilizadas. Em vez disso, colocou-se em primeiro lugar pó de lactose micronizado na cápsula e registou-se o peso. 106

Depois disso, colocou-se Serevent® sobre o pó de lactose. Como acima, a massa final dos conteúdos da cápsula totalizava 1,0 mg. A cápsula foi encerrada e misturaram-se os conteúdos ao rodar repetidamente a cápsula. Este processo produziu uma «mistura» na cápsula. Por fim, os dois controlos contendo salmeterol, SX-1 e SX-2 foram utilizados nas experiências, nas quais o Serevent® estava misturado com as partículas AIR sem salmeterol (transportadores) . As partículas AIR, neste caso F-l sem partículas de salmeterol, foram colocadas em primeiro lugar na cápsula e o peso foi registado. Depois disso, colocou-se Serevent® sobre as partículas AIR. Como acima, a massa total dos conteúdos da cápsula era de 1,0 mg. Encerrou-se a cápsula e misturaram-se os conteúdos ao rodar repetidamente a cápsula. Este processo produziu uma «mistura» na cápsula que foi administrada nestas experiências.

Exemplo 12

Utilizou-se um método de pletismografia de corpo inteiro para avaliar a função pulmonar em cobaias. Administraram-se aos animais anestesiados as formulações de teste através de insuflação traqueal. Este sistema permitiu provocar repetidamente, ao longo do tempo, as cobaias individualmente com metacolina administrada por nebulização. Utilizou-se especificamente uma medição calculada da resistência da via aérea baseada em parâmetros de fluxo, PenH (pausa aumentada) como um marcador de protecção da broncoconstrição induzida pela metacolina. 107 O sistema utilizado foi especificamente o sistema de pletismógrafo não imobilizado de corpo inteiro com o software de função pulmonar BUXCO XA (BUXCO Electronics, Inc., Sharon, CT) . Este protocolo é descrito em Silbaugh e Mauderly [Monínvasíve Detection of Ãirway Constriction ín Awake Guinea Pigs, American Physiological Society, 84:1666— 1669 (1984) e Chong et al., «Measurements of Bronchoconstriction Using Whole-Body Plethysmograph: Comparison of Freely Moving Versus Restrained Guinea Pigs», Journal of Pharmacological and Toxicological Methods, 39 (3):163-168 (1998)]. Mediram-se os valores basais da função pulmonar (hiper-reactividade da via aérea) antes de qualquer tratamento experimental. Avaliou-se depois a hiper-reactividade da via aérea em resposta a soro fisiológico e a metacolina em vários intervalos de tempo (2 a 3, 16, 24 e 42 h) após a administração de formulações de salmeterol. Calculou-se a PenH média a partir dos dados recolhidos entre os 4 e 9 minutos após a provocação com soro fisiológico ou metacolina. Calculou-se a percentagem da PenH basal em cada intervalo de tempo para cada animal experimental. Calculou-se subsequentemente a média dos valores de animais que receberam a mesma formulação para determinar a resposta média do grupo (± erro padrão) em cada intervalo de tempo.

Obtiveram-se cobaias Hartley macho da Elm Hill Breeding Labs (Chelmsford, MA) . Transferiu-se a quantidade de pó (1 miligrama numa cápsula) para a câmara de amostra do insuflador do dispositivo de insuflação para cobaias, Penn 108

Century (Philadelphia, PA). O tubo de administração do insuflador foi inserido através da boca na traqueia e foi avançado até a ponta do tubo estar a aproximadamente 1 centímetro da carina (primeira bifurcação). 0 volume de ar utilizado para administrar o pó da câmara de amostra do insuflador foi de 3 mL, administrado com uma seringa de 10 mL. De modo a maximizar a administração do pó à cobaia, a seringa foi recarregada e descarregada mais duas vezes, totalizando três descargas de ar por cada dose de pó. Realizaram-se provocações com metacolina nos intervalos de tempo 2 a 3, 16 e 24 h após a administração do pó.

Os testes foram repetidos utilizando os ingredientes da formulação e as quantidades apresentadas na Tabela 11 abaixo.

Tabela 11

Salmeterol % Massa de salmeterol em partículas AIR secas por pulverização in) Massa de salmeterol no Serevent (Rg) Massa total de partículas AIR contendo salmeterol (n) Massa total de pó Serevent contendo salmeterol in) Partículas AIR sem salmeterol (transportador) M Pó de Lactose Micronizada (Rg) Total F-l (0,5) 1 0,5 50 950 1 mg F-l (1,0) 1 1 100 900 1 mg F-l (2,0) 1 2 200 800 1 mg F-l sem salmeterol 0 0 0 1000 pg ou 1 mg 1 mg F-2 (0,5) 1 0,5 50 950 1 mg F-2 (1,0) 1 1 100 900 1 mg F-2 (2,0) 1 2 200 800 1 mg F-2 sem salmeterol 0 0 0 1000 pg ou 1 mg 1 mg SX-1 (0,5) 0,4 0,5 125 875 1 mg SX-2 (1,0) 0,4 1 250 750 1 mg Serevent®l 0,4 0,5 125 875 1 mg Serevent®2 0,4 1 250 750 1 mg 110

Exemplo 13

Numa experiência, seguiram-se os procedimentos do Exemplo 12. Administraram-se aos animais as formulações F-l (0,5), F-l (1,0), F-l (2,0), SX-1 (0,5) e SX-2 (1,0) que são descritas na Tabela 11. As formulações das séries F-l contêm salmeterol, DPPC, citrato de sódio e cloreto de cálcio. Utilizando os parâmetros de fluxo, calculou-se e registou-se a PenH (pausa aumentada) ou a medição da resistência da via aérea) para cada animal. Os animais foram observados e testados durante 25 horas. Os resultados são apresentados na Fig. 19. As formulações SX contêm Serevent™, uma forma comercialmente disponível de salmeterol. As partículas AIR que contêm salmeterol (séries F-l nas Tabelas 10 e 11) são favoravelmente comparáveis as formulações contendo Serevent (SX-1 (0,5) e SX-2 (1,0) na Tabela 11) quando misturadas com partículas AIR sem salmeterol (por vezes referidas como partículas brancas ou placebo). As formulações F-l apresentavam normalmente uma menor resistência da via aérea do que as formulações SX. Além disso, todas as formulações F-l apresentaram consistentemente uma menor resistência da via aérea do que SX-1 (0,5). Começando a aproximadamente 10 horas após a administração, todas as formulações F-l apresentavam uma resistência da via aérea baixa significativa e mantida quando comparadas quer com SX-1, quer com SX-2.

Exemplo 14 111

Numa outra experiência, seguindo os procedimentos do Exemplo 12, administraram-se aos animais as formulações F-2 (0,5), F-2 (1,0), F-2 (2,0), SX-1 (0,5) e SX-2 (1,0) que são descritas na Tabela 11. As formulações das séries F-2 contêm salmeterol, DPPC, DPPE, citrato de sódio e lactose. Utilizando os parâmetros de fluxo, calculou-se e registou-se a PenH (pausa aumentada ou a medição da resistência da via aérea) para cada animal. Os animais foram observados e testados durante 25 horas. Os resultados são apresentados na Fig. 20. As formulações SX contêm Serevent, uma forma comercialmente disponível de salmeterol. As partículas AIR que contêm salmeterol (séries F-2 nas Tabelas 10 e 11) são favoravelmente comparáveis às formulações contendo Serevent (SX-1 (0,5) e SX-2 (1,0) na Tabela 11) quando misturadas com partículas AIR sem salmeterol (por vezes referidas como partículas brancas ou placebo). As formulações F-2 apresentavam normalmente uma menor resistência da via aérea do que as formulações SX. Todas as formulações F-2 apresentaram também consistentemente uma menor resistência da via aérea do que SX-1 (0,5).

Exemplo 15

Numa outra experiência, seguiram-se os procedimentos acima descritos. Administraram-se aos animais as formulações F-l (0,5), F-l (1,0), F-l (2,0), Serevent 1 (0,5) e Serevent (1,0) que são descritas na Tabela 11. Os resultados que comparavam as formulações de Serevent às formulações das séries F-l (dados não apresentados) foram consistentes com 112 os resultados quando comparavam as formulações SX às das séries F-l. Significativamente, os resultados indicam que as partículas AIR (brancas ou placebo), quando utilizadas como transportadores, têm um desempenho igualmente bom, se não melhor, do que a lactose. A lactose é um transportador aprovado pela FDA comercialmente disponível. No entanto, a lactose não consegue alcançar o pulmão profundo. Como se mostra no Exemplo 3, as partículas AIR alcançam o pulmão profundo e são capazes de escoltar e acompanhar o agente desejado, como o salmeterol nesta experiência, até ao sítio de deposição do agente.

Exemplo 16

Numa outra experiência, seguiram-se os procedimentos acima descritos. Administraram-se aos animais as formulações F-2 (0,5), F-2 (1,0), F-2 (2,0), Serevent 1 (0,5) e Serevent (1,0) que são descritas na Tabela 11. Uma vez mais, os resultados observados na comparação das formulações de

Serevent às formulações das séries F-2 (dados não apresentados) foram consistentes com os resultados quando comparavam as formulações SX às das séries F-2. Estes resultados apoiam as conclusões descritas no anterior

Exemplo 15.

Lisboa, 12/06/2007

Claims

1 REIVINDICAÇÕES 1. Utilização de um agente para a produção de partículas que contêm o dito agente num receptáculo para utilizar na administração do dito agente no sistema pulmonar, num único passo activado pela inspiração, durante o qual: i) pelo menos 50% da massa das ditas partículas armazenadas no receptáculo são administrados no sistema pulmonar do indivíduo; ii) pelo menos 5 miligramas das partículas são administrados no sistema pulmonar do indivíduo; e iii) as ditas partículas têm uma densidade de compactação menor que 0,4 g/cm3 e um diâmetro aerodinâmico médio de massa entre 1 e 5 pm.

2. A utilização da Reivindicação 1, em que: (a) as partículas têm uma densidade de compactação menor que aproximadamente 0,1 g/cm3; ou (b) as partículas têm um diâmetro geométrico maior que 5 μιη.

3. A utilização da Reivindicação 1, em que: (a) a administração é principalmente no pulmão profundo; ou (b) a administração é principalmente nas vias aéreas centrais. 2

4. A utilização da Reivindicação 1, em que o agente é: (a) um agente bioactivo, em que: o agente bioactivo é seleccionado de entre o grupo que consiste de sulfato de albuterol, insulina, hormona do crescimento, brometo de ipratrópio, fluticasona, salmeterol e L-Dopa; ou o agente bioactivo é seleccionado de entre o grupo que consiste de um fármaco hidrofóbico e de um fármaco hidrofílico; ou (b) é seleccionado de entre o grupo que consiste de um agente terapêutico, um agente profilático, um agente de diagnóstico e um agente de prognóstico.

5. A utilização da Reivindicação 1, em que a administração no tracto respiratório é através de um inalador de pó seco.

6. A utilização da Reivindicação 1, em que as partículas: (a) são partículas secas por pulverização; (b) administram pelo menos 7 miligramas do agente; ou (c) administram pelo menos 10 miligramas do agente. Lisboa, 12/06/2007 1/18

Fie. 1 35,,0 ,— 2/18 Diâmetro Geométrico Médio tam): 30,0 25,0 20, 0 ...----------- g Partículas Primárias (RODOS) gj Partículas Emitidas (IHA)

hGH Seca por Sulfato de Albuterol Sulfato de Albuterol Pulverização Seco por Pulverização Micronizado

FIG, 2A 115,0 3/18 Diâmetro Aerodinâmico Médio (μπα) 30,0 ggj Partículas Primárias (AeroDispenser) '25·,0 2Q,0 15.0 10.0 5,0 0t0

Sulfato de Albutero! Seco por Pulverização Sulfato de Albuterol Micronízado FIG. 2B 4/18 FPF£0 < 4,0 μηι

FIG. 3 5/18 ϋ Massa·® Contagem Gama 50 η-------,-— Massa Depositada como % de Dose Nominal

SO (>5,6) 82(3,4-5,6) SF (<3,4) FIG.4 6/18

FIG. 5 7/18 ,¾ Peso de enchimento de 6 mg (Q2): ED=5.,6mg; FPM-4,5mg 8 Peso de enchimento de 50 mg (C30): ED=49,1mg; FPM-37r2mg Fracção da Mass; 0,45 0,40, 0,35 0,30 0,250,20 0,150,10 0,05 0,00

D iP 31(13,3) 32(6,8) 33(3.,1) S4 (1.,7) SF(Q,Q) FIG.S Deposição Pulmonar Normalizada Presente Invenção DPI Padrão

8/18 1,4 1,2 1,0 o,a 0„6 0,4 0,2 0,0 0 10 20 30 4Q 50 60 70 80 Débito (LJmin) FIG.7 9/18 L-DOPA Plasmático Médio

FIG, 8 10/18

Tempo (h) FIG. 9 11/18 2.5 [Cetoprofeno] μ9/ηΐ! 1,5 Integrar: 0,5 Ârea Sob a Curva = 11,1423 0 1--L—J-1-L 0 2 ____i__i___l J___l_I___I__!,____I____j____1 4 6 8 10: Tempo (horas) FIG.,10 10 :* 12/18 8 ϊ [Cetoprofeno] μ$(τη[ 6 2 0 0 Integrar . Área Sob a Curva = 19,9237 "ο

α ι . t4 6 j10 Tempo (horas} FIG. 11 13/18

—Φ—2.0/0% 40/0% “@“20/5% ~~àr~ 40/10% FIG. 12 14/18

4^001 " 6,00^ ’ kSo" ^ΤδΓόΟ ^17θ0 Minutos FIG. 13A 15/18 0,003· 0,002-0,001 0.000 κ. 4,00 6,00 Minutos 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 Minutos TõTõo^”1 T2T&0 f^o 0" FIG. 13B 16/18 Níveis Sanguíneos de L-dopa (u^tnl)

FIG. 14A 17/18 Níveis Sanguíneos de L-dopa {ug/ml}

FIG. 14B 18/18

FIG. 15A