способ получения сухих аморфных продуктов и сухие аморфные продукты

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к способу быстрого и легко воспроизводимого получения сухих аморфных продуктов, которые, помимо биологически активного включения, в частности с терапевтическим действием, содержат смеси веществ для стабилизации путем конвекционной сушки. Изобретение относится также к аморфным микроскопически гомогенным продуктам, которые получают по такому способу и которые присутствуют в виде порошков, состоящих из частиц одинаковой геометрической, в частности сферической, формы. Далее, изобретение относится к применению смесей веществ для стабилизации биологически активного компонента, в частности белков, путем конвекционной сушки.

Хорошо известно, что белки, прежде всего белки человека, в твердых препаратах могут быть стабилизированы большим числом веществ, предпочтительно сахарами или сочетаниями сахаров с аминокислотами.

Описаны многочисленные способы и композиции для получения сухих биологически или терапевтически активных материалов. Понятием "сухие материалы" обозначают вещества и смеси веществ, остаточное влагосодержание которых не превышает 8% (г/г), предпочтительно не превышает 4% (г/г), особенно предпочтительно не превышает 2%. Для получения таких композиций широко применяют способы сублимационной сушки [F. Franks, Cryo Lett. 11, 93-110 (1990); M.J. Pikal, Biopharm. 3 (9), 26-30 (1990); M. Ilora, Pharm. Research 8 (3), 285-291 (1992); F. Franks, Jap. J. Freezing Drying 38, 15-16 (1992)], но способам сублимационной сушки свойственны недостатки. При их осуществлении расходуются большие количества энергии, требуется применение хладагентов, некоторые из которых вредны для окружающей среды (фреоны), и затрачивается большое количество времени, поскольку сублимация сопряжена с необходимостью удаления относительно больших объемов льда. Стадия замораживания, обязательная для сублимационной сушки, может вызвать дестабилизацию большого числа веществ, прежде всего белков. Таким образом, в отношении некоторых биологических материалов этот метод не применяют вовсе.

Альтернативой способам сублимационной сушки при получении сухих белковых препаратов являются способы, согласно которым материал сушат с применением тепла и/или вакуума [F. Franks, R.M.H. Hatley: Stability and Stabilization of Enzymes; Eds. W. J. J. von den Teel, A. Harder, R.M. Butlaar, Elsevier Sci. Publ. 1993, cc. 45-54; В. Roser, Biopharm, 4 (9), 47-53 (1991); J.F. Carpenter, J.H. Crowe, Cryobiol. 25, 459-470 (1988)]. В качестве примеров в этой связи можно назвать вакуумную сушку с применением или без применения повышенной температуры, способы распылительной сушки с широким разнообразием модификаций, включая совместное применение вакуума и техники распыления, а также барабанную сушку и другие способы сушки в тонком слое.

В работах J.F. Carpenter, J.H. Crowe, Biochemistry 28, 3916-3922 (1989); К. Tanaka, T. Taluda, К. Miyajima, Chem. Pharm. Bull. 39 (5), 10-94 (1991), в DE 3520228, ЕР 0229810, WO 91/18091, ЕР 0383569 и патенте США 5290765 описаны препараты, которые включают сахара или сахароподобные вещества.

Однако приготовление сухих, содержащих углеводы препаратов посредством сублимационной или вакуумной сушки, прежде всего сахарсодержащих препаратов, связано с определенными недостатками, обусловленными современным состоянием в данной области техники. Помимо прочего, они включают высокий расход энергии при сушке до приемлемого остаточного влагосодержания, увеличенную продолжительность процесса при низких температурах сушки, образование высоковязких влагосодержащих масс (называемых "каучуком") или стеклоподобных расплавов, температура стеклования которых ниже комнатной температуры. Вышеперечисленные недостатки оказывают заметное влияние на стабильность биологических материалов в таких процессах приготовления.

Из перечисленной выше литературы очевидно также, что препараты, приемлемые для стабилизации белков, должны обладать стеклообразной или, если сказать по-другому, аморфной структурой, температура стеклования которой превышает целевую температуру хранения. Температурой стеклования (Т_C) является температура, при которой аморфное или частично кристаллическое твердое вещество переходит из стеклообразного состояния в текучее или вязкое состояние и наоборот. Такой процесс включает радикальные изменения вязкости и связанных с этим коэффициента диффузии и кинетической подвижности биологических компонентов. Меняются физические характеристики, такие как твердость и модуль упругости, равно как и термодинамические функции объема, энтальпии и энтропии. Так, например, температура стеклования сахарсодержащей композиции и ее остаточное влагосодержание настолько физически связаны между собой, что увеличение остаточного количества воды ведет к снижению температуры стеклования и наоборот. Следовательно, по результатам определения температуры стеклования, например, дифференциальной сканирующей калориметрией (ДСК), можно сделать вывод о том, является ли остаточное влагосодержание препарата приемлемым для стабилизации или, как сказано выше, является ли процесс сушки успешным или нет. Кроме определения температуры стеклования посредством ДСК, о наличии аморфной структуры можно также судить проведением исследований по дифракции рентгеновских лучей, по данным исследований с помощью оптических и электронных микроскопов.

Таким образом, существует необходимость в создании полностью аморфных структур вспомогательных веществ для биологически и фармацевтически активных включений, благодаря которым можно также в течение длительного периода сохранять стабильность при комнатной температуре введенных в их массу биологических включений. Эти структуры вспомогательных веществ должны обладать низким остаточным влагосодержанием, которое можно целенаправленно регулировать, и характеризоваться максимально возможной температурой стеклования.

В WO 97/15288 описан способ стабилизации биологических компонентов проведением процессов сушки без замораживания, в ходе которых образуются частично аморфные структуры вспомогательных веществ. Сушку проводят как вакуумную сушку (при слегка повышенных температурах, <50С), хотя при этом получают негомогенные продукты.

В WO 96/32096 описано получение гомогенного диспергируемого порошка для ингаляции, который включает белок человека, углеводы и/или аминокислоты и другие вспомогательные вещества, посредством распылительной сушки. Однако выяснилось, что ни в одном из примеров аморфные продукты получены не были.

В ЕР 0682944 А1 описаны лиофилизаты с фармацевтически приемлемыми вспомогательными веществами, состоящие из фазы с белком в аморфном манните и второй фазы с кристаллическим аланином. Однако эти композиции не в состоянии достаточно хорошо и в течение длительного периода стабилизировать биологические компоненты.

В основу настоящего изобретения была положена задача разработать способ мягкой, гибкой, легко воспроизводимой быстрой и экономичной сушки для введенных в массу биологических включений, прежде всего белков человека, и получить приемлемые для осуществления этого способа стабилизирующие матрицы. Это означает, что осуществление такого способа дает возможность получать полностью аморфные и гомогенные продукты, которые обеспечивают стабилизацию биологических компонентов в течение длительного периода.

Задача изобретения, состоящая в разработке эффективного способа приготовления аморфных препаратов, которые включают биологические компоненты, достигается посредством конвекционной сушки, в частности путем распылительной сушки, в условиях, которые указаны в п.1 формулы изобретения, и совместно со смесями веществ, которые описаны в п.1 формулы изобретения. Объектом изобретения является, в частности, способ получения сухих аморфных продуктов, которые, помимо биологического компонента, в частности компонента с терапевтическим действием, включают смеси веществ для стабилизации, причем этот способ отличается тем, что готовят раствор или суспензию биологического компонента и смеси веществ, включающей (а) углевод и по меньшей мере один цвиттерион с полярным или неполярным радикалом или его производными и/или (б) по крайней мере два цвиттериона с полярными или неполярными радикалами или их производными, и/или (в) не менее одного цвиттериона с полярным или неполярным радикалом или множеством цвиттерионов с полярными или неполярными радикалами или их производными, и сушат посредством конвекционной сушки с регулированием относительного влагосодержания на уровне <70%, предпочтительно <40%, в частности <20%, в стационарной фазе при температуре воздуха на входе 50-300С, предпочтительно <200С. Такой способ сушки является, как было установлено, особенно целесообразным, принимая во внимание стабильность биологических компонентов в композициях, и его осуществление позволяет добиться выхода продуктов >90%.

В предпочтительном варианте в качестве источника цвиттерионов с полярными или неполярными радикалами используют аминокарбоновые кислоты. Используемые предпочтительные смеси веществ группы (а) включают моно-, олиго-, полисахариды, аргинин, аспарагиновую кислоту, цитрулин, глутаминовую кислоту, гистидин, лизин, этиловый эфир ацетилфенилаланина, аланин, цистеин, глицин, изолейцин, лейцин, метионин, фенилаланин, триптофан, валин и/или их производные. Предпочтительные смеси веществ группы (б) включают аргинин, аспарагиновую кислоту, цитрулин, глутаминовую кислоту, гистидин, лизин, этиловый эфир ацетилфенилаланина, аланин, цистеин, глицин, изолейцин, лейцин, метионин, фенилаланин, триптофан, валин и/или их производные. В предпочтительном варианте источники цвиттерионов группы (в) используют в форме их солей. Предпочтительнее использовать соли аргинина, аспарагиновой кислоты, цитрулина, глутаминовой кислоты, гистидина, лизина, этиловый эфир ацетилфенилаланина, аланина, цистеина, глицина, изолейцина, лейцина, метионина, фенилаланина, триптофана, валина и/или их производных.

Используемые для решения поставленной в изобретении задачи биологически активные компоненты включают одно или несколько веществ групп белков, пептидов, гликопротеидов, липопротеидов, ферментов, коферментов, антител, фрагментов антител, компонентов вирусов, клеток и компонентов клеток, вакцин, ДНК, РНК, биологически активных терапевтических и диагностических средств и их производных.

В тех случаях, когда это целесообразно, в раствор или суспензию биологического компонента и смеси веществ группы (а), и/или (б), и/или (в) можно добавлять обычные вспомогательные вещества из ряда буферов, поверхностно-активных веществ, антиоксидантов, обеспечивающих изотоничность агентов, консервантов.

Распылительную сушку можно проводить с соблюдением отличительных особенностей, которые указаны в п.1 формулы изобретения, с целью модифицировать углеводы, аминокислоты или их производные, сушка которых может быть сопряжена с затруднениями технологического порядка, с тем, чтобы обеспечить возможность их сушки, или углеводы, аминокислоты или их производные можно смешивать с веществом или смесью веществ, которые повышают Т_C таким образом, что при этом сушка становится возможной, а образующаяся структура вспомогательных веществ является аморфной и исключительно приемлемой для введенных в массу биологических включений. Результатом вакуумной сушки в сопоставимых условиях является пониженная температура стеклования.

Было установлено, что в случае углеводов, прежде всего сахаров, таких как, например, сахароза, фруктоза, которые после распыления в виде водного раствора или раствора в органическом растворителе в слой горячего воздуха образуют фактически аморфные структуры, но характеризуются низкими температурами стеклования (<20С) и, следовательно, обусловливают эффективность, которая с экономической точки зрения крайне неблагоприятна для сушки, и обладают низкой стабильностью в хранении, принимая во внимание, в частности, сохранение аморфной структуры, при добавлении цвиттерионов или их производных Т_C возрастает настолько значительно (20С), что их можно сушить с хорошей эффективностью и с сохранением или стабилизацией аморфной структуры углеводов или всей композиции.

Кроме того, неожиданно выяснилось, что добавление цвиттерионов или их производных после распыления в виде раствора в воде или органическом растворителе в слой горячего воздуха дает возможность получать углеводы, такие как, например, маннит, в виде аморфной структуры, которая необходима для стабилизации биологических компонентов. Одновременно с этим достигается высокий выход продукта. Этот результат оказывается неожиданным, поскольку без добавления цвиттерионов аморфная структура не образуется.

С другой стороны, было установлено, что хотя цвиттерионы или их производные, которые можно высушить после распыления в виде раствора в воде или органическом растворителе в слой горячего воздуха, в результате этого аморфной формы не образуют, при добавлении углеводов или их производных их получают в полностью аморфной форме.

Аморфная структура достижима также, когда цвиттерионы или их производные, которые можно высушить после распыления в виде раствора в воде или органическом растворителе в слой горячего воздуха, в результате этого полностью аморфной формы не образуют, путем перевода в полностью аморфную форму посредством приемлемых смесей одного или нескольких цвиттерионов. Для получения аморфной структуры необходимо только выбрать сочетания цвиттерионов с полярными радикалами и неполярными радикалами. В противоположность этому можно также использовать сочетания цвиттерионов с только полярными или только неполярными радикалами.

Далее было установлено, что один или несколько цвиттерионов с полярными или неполярными радикалами или их производными, которые, хотя их и можно высушить распылением, не получают в аморфной форме, можно перевести в аморфное состояние путем особого регулирования рН раствора или суспензии перед конвекционной сушкой, предпочтительно доведением рН до 7,0-7,5. Особое регулирование рН раствора перед распылительной сушкой может также оказаться целесообразным в тех случаях (варианты а и б), когда, хотя аморфные структуры и образуются, стабильность белка в аморфной структуре необходимо повысить дополнительно или дополнительно усилить аморфную структуру распыленных продуктов. Такое регулирование рН может также быть необходимым по физиологическим причинам.

Уже достигнутый эффект специалист в данной области техники способен заметно дополнительно усилить путем приемлемого сочетания упомянутых вариантов. Настоящее описание позволяет выбирать цвиттерион с полярным или неполярным радикалом таким образом, чтобы высушенная смесь веществ обладала более высокой температурой стеклования и/или более аморфной структурой, чем у смеси веществ без соответствующей добавки.

Продукты, полученные по предлагаемому способу, представляют собой аморфные и микроскопически гомогенные порошки с размерами частиц в интервале 0,0005-1 мм, предпочтительно 0,001-0,1 мм. Осуществление предпочтительного варианта способа в соответствии с изобретением позволяет получать сферические частицы с размерами в интервале, который можно регулировать и неожиданно хорошо воспроизвести. Температура стеклования получаемых продуктов составляет 20С, предпочтительно 40С, а остаточное влагосодержание равно <8% (г/г), предпочтительно <4% (г/г). Более того, аморфная структура сохраняется в течение срока хранения по меньшей мере 12 месяцев. Если сравнить с лиофилизатами, то эти продукты характеризуются кажущейся плотностью, которая выше по крайней мере на показатель 1,15 (15%), чем у лиофилизатов, а в сравнении с продуктами сублимационной или вакуумной сушки при том же самом составе они обладают значительно более низким содержанием кристаллов.

Аморфные продукты, которые в предпочтительном варианте в качестве биологических компонентов содержат белки, в соответствии с изобретением получают конвекционной сушкой, в частности распылительной сушкой или распылительным гранулированием, путем приготовления раствора или суспензии биологического компонента и смеси веществ и проведения конвекционной сушки при температуре воздуха на входе 50-300С, предпочтительно <200С, причем было установлено, что для достижения влагосодержания конечного продукта <4% их относительное влагосодержание в стационарной фазе следует доводить до <70%, предпочтительно до <40%. Таким образом, способ в соответствии с изобретением позволяет целенаправленно регулировать требуемое остаточное влагосодержание конечных продуктов.

Конвекционную сушку в соответствии с изобретением можно проводить путем сушки в псевдоожиженном слое, сушку восходящим воздушным потоком или сушку во взвешенном состоянии в воздухе. В соответствии с изобретением особенно предпочтительно применение распылительной сушки или сушки в псевдоожиженном слое.

Во время распылительной сушки подвергаемый сушке материал распыляют по известному методу в виде раствора или суспензии через насадки или с помощью быстро вращающегося распылительного диска с получением тумана из капелек в верхней части широкого цилиндрического контейнера. Образующийся туман из капелек смешивается с горячим воздухом или инертным газом, который подают вокруг зоны распыления в сушилке. Если раствор распыляют во всех других отношениях в идентичных условиях, но с применением не двухкомпонентной насадки, а диска, то хотя в случае распыления с помощью диска достигается более узкое распределение частиц распыляемого материала с включениями по размерам, чем в случае распыления с применением форсунки, сам размер смещается в сторону более грубого диапазона.

Приемлемыми для распыления устройствами являются центробежные насадки для распыления под давлением, пневматические насадки (двухкомпонентные и третхкомпонентные насадки) и центробежные распылительные насадки. Хотя распыление с помощью пневматических насадок требует расхода наибольшего количества энергии на килограмм жидкости, эти насадки являются особенно приемлемыми благодаря своей эксплуатационной гибкости, например, при достижении конкретных интервалов размеров частиц или получении частиц конкретных форм. Процесс можно также проводить применением технологии распыления с помощью трехкомпонентных насадок. Это позволяет одновременно распылять две жидкости.

Такая техника обусловливает возможность осуществления двух вариантов распыления.

Вариант 1

Обе жидкости подают раздельно, незадолго до распыления смешивают и затем распыляют. Такой вариант предпочтителен, когда смеси обоих компонентов обладают стабильностью в виде одной жидкой фазы в течение лишь короткого промежутка времени.

Вариант 2

Обе жидкости раздельно подают, раздельно распыляют и смешивают перед входом в отверстие насадки. Этот вариант можно применять в случае двух несмешивающихся растворов или когда стабильность компонентов гарантируется только в твердом состоянии.

Эти особые типы распыления при выполнении изобретения могут быть использованы точно так же, как и классическое двухкомпонентное распыление.

Оптимальные условия осуществления способа в соответствии с изобретением включают температуру воздуха на входе в интервале 100-180С. Поскольку при этом с ростом температуры воздуха на входе существует также опасность разложения вводимого распыляемого материала с включениями, к более высоким температурам, 200С, обычно не прибегают, но их можно определенно принимать во внимание в особых областях применения. Неожиданным явилось то, что стабильность биологических компонентов таких композиций является очень хорошей, хотя в предпочтительном варианте температура горячего воздуха, используемого в соответствии с изобретением для сушки, составляет >100С.

В результате распыления раствора с последующей сушкой образуются преимущественно сферические частицы с регулируемым и воспроизводимым диапазоном их размеров. Сферическая форма с приемлемыми свойствами сыпучести и особым диапазоном размеров частиц являются в точности такими, которые особенно предпочтительны для многих типов фармацевтического применения.

При осуществлении способа в соответствии с изобретением продолжительность сушки составляет не более одной минуты.

В соответствии с изобретением имеется также возможность получать гранулы путем напыления раствора биологического компонента и смеси веществ на носитель с размерами частиц в интервале 0,010-10 мм, предпочтительно 0,1-1 мм.

При осуществлении способа в соответствии с изобретением применение упомянутых смесей веществ позволяет также решающим образом улучшить сушку содержащих углеводы композиций. Композиции в соответствии с изобретением в качестве основного компонента включают углевод, предпочтительно сахар, и один или несколько цвиттерионов с полярными или неполярными радикалами или их производными, причем благодаря такой цвиттерионной добавке температура стеклования сахара определенно повышается.

Композиции, в которых основным компонентом являются цвиттерионы с полярными или неполярными радикалами или их производные, можно переводить в стабильную аморфную форму добавлением углеводов.

В качестве альтернативы углеводам можно также использовать цвиттерионы с полярными или неполярными радикалами, их производные или их смеси. Эти композиции могут включать по меньшей мере 2 цвиттериона или их производных с полярными радикалами, по меньшей мере 2 цвиттериона или их производных с неполярными радикалами или по меньшей мере один цвиттерион с полярным и неполярным радикалами.

Аморфные и сухие композиции могут быть также приготовлены специфическим регулированием рН раствора источников цвиттерионов с полярными или неполярными радикалами или их производных индивидуально или в сочетании.

Смеси веществ, которые в предпочтительном варианте могут быть использованы в соответствии с изобретением, включают по меньшей мере два вещества, выбранных из сахарозы, L-аргинина, L-фенилаланина, L-аспарагиновой кислоты, L-изолейцина и их производных.

Помимо композиций, приведенных в примерах, особенно приемлемыми для использования в качестве матрицы для приготовления распыляемых продуктов в соответствии с изобретением являются, как также было установлено, следующие смеси веществ.

Смесь (композиция) 1:

Сахароза, L-аргинин и L-фенилаланин.

Смесь (композиция) 2:

L-аргинин, L-аспарагиновая кислота и L-изолейцин.

Смесь (композиция) 3:

L-аргинин и L-фенилаланин.

Смесь (композиция) 4:

L-аргинин, L-фенилаланин и L-аспарагиновая кислота.

Объектом изобретения является также применение аморфных продуктов, полученных в соответствии с изобретением, при приготовлении диагностических или терапевтических композиций путем их дальнейшего совмещения, когда это соответствует цели, с обычными вспомогательными веществами и наполнителями.

Пример 1

Углевод и аминокислоту (АК) при комнатной температуре растворяют в воде. В зависимости от используемого биологического компонента может быть необходимым регулирование рН. Далее этот раствор сушат распылением.

Из данных следующей таблицы очевидно, что, например, сахарозу и фруктозу высушить с достижением экономически хороших результатов невозможно из-за низкой температуры стеклования (1.1 и 1.5), тогда как в процессе сушки растворов с добавками АК получают тонкодисперсные сухие порошки с достижением хорошего выхода (1.2-1.4 и 1.6). Из данных этой таблицы очевидно также, что углеводы, такие как, например, маннит, которые после сушки обычно не образуют аморфных структур и позволяют добиться экономически благоприятных результатов (1.7), при добавлении цвиттерионов или их производных образуют аморфную структуру и позволяют добиться хороших результатов, являясь необходимыми для стабилизации биологических компонентов (1.8). (См табл.1).

Пример 2

При комнатной температуре в воде растворяют аминокислоту и углевод и раствор сушат распылением. Из данных следующей таблицы очевидно, что в результате использования чистой АК образуется кристаллическая структура (2.1 и 2.4), а при добавлении углевода образуется аморфная структура (2.2, 2.3 и 2.5) (См. табл. 2).

Пример 3

При комнатной температуре в воде растворяют аминокислоты и раствор сушат распылением. Из данных таблицы очевидно, что в результате использования чистой АК образуется кристаллическая структура (3.1-3.4), а при добавлении второй АК образуется аморфная структура (3.5-3.8). В примерах 3.9-3.11 указаны значения Т_С для вакуумной сушки. Значения Т_С при вакуумной сушке в случае сопоставимых составов определенно ниже значений, достигаемых при осуществлении способа в соответствии с изобретением. (См. табл.3).

Пример 4

При комнатной температуре в воде растворяют аминокислоту и раствор сушат распылением. Из данных следующей таблицы очевидно, что, по данным дифракции рентгеновских лучей, в результате особого регулирования рН (4.1 и 4.3) образуется аморфная структура, в других обстоятельствах образуется только кристаллическая структура (4.2 и 4.4). (См. табл. 4).

Пример 5

При комнатной температуре в воде растворяют углевод, АК и другие вспомогательные вещества, рН доводят до 7,30,2 и раствор сушат распылением. В следующей таблице оптимизированные составы с действующим лекарственным средством, приготовленные согласно способу, предлагаемому в соответствии с изобретением (5.2-5.6). Для сравнения использовали состав плацебо (5.1). Результаты демонстрируют отсутствие продуктов разложения после сушки при любом из составов, причем можно определить наличие высокомолекулярных (ВМ) агрегатов и димеров ЕРО, количества которых в композициях 5.2-5.6 не превышает 0,2%. Это значение не превышается даже после выдержки в течение 3 месяцев (как это проиллюстрировано данными примера 5.3).

В противоположность этому состав, не соответствующий настоящему изобретению, демонстрирует очень высокое содержание высокомолекулярных (ВМ) агрегатов и димеров ЕРО даже непосредственно после сушки (5.7). (См. табл. 5, 6, 7).

Пример 6

Приведенные ниже примеры 6-12 иллюстрируют влияние выбранных условий осуществления способа в соответствии с изобретением на конечные продукты. Исследуют композиции 1-4. (См. табл.8).

Смесь (композиция) 1:

Сахароза, L-аргинин и L-фенилаланин (5:1:1)

Смесь (композиция) 2:

L-аргинин, L-аспарагиновая кислота и L-изолейцин (3:1:1)

Смесь (композиция) 3:

L-аргинин и L-фенилаланин (1:1)

Смесь (композиция) 4:

L-аргинин, L-фенилаланин и L-аспарагиновая кислота (3:1:1)

Распылительная сушка смесей веществ 1-4 приведена в табл. 8.

Пример 7

Распылительная сушка при различных температурах воздуха на входе

Четыре смеси сушили распылением при трех различных температурах воздуха на входе, а именно: 100, 140 и 180С. Очень важным параметром распылительной сушки является относительное влагосодержание в стационарной фазе, подвергаемой распылительной сушке. Стационарную фазу рассматривают как секцию сушки, в которой процесс сушки распыляемых частиц завершается и распыляемые частицы испытывают максимальную температурную нагрузку. Относительное влагосодержание в стационарной фазе определяет влагосодержание продукта после сушки. Выбираемое в этих обстоятельствах относительное влагосодержание зависит от состава композиции. Относительное влагосодержание в стационарной фазе для всех четырех смесей выбирают в соответствии с изобретением с тем, чтобы оно было очень низким, составляя менее 40% (конкретно в данном случае приблизительно 10%). Это позволяет установить, является ли распылительная сушка смесей 1-4 все еще действительно возможной. В условиях, указанных выше, распылительная сушка четырех смесей может быть удовлетворительной. Во всех случаях тонкодисперсный порошок распыляемого материала с включением (РВ) получают с достижением хорошего выхода (>90%). На конусе башни и в трубопроводах отложения не образуются, причем возможна удовлетворительная выгрузка продукта несмотря на низкое соотношение пыль/воздух (<< 50 г/Нм³ при стандартных температуре и давлении), (См. табл. 9, 10).

Продукты распыления материалов с включениями, растворенные в воде, характеризуются идентичными значениями рН, плотности и осмомолярности у исходного раствора. С повышением температуры воздуха на входе влагосодержание продуктов распыления материалов с включениями слегка снижается, хотя относительное влагосодержание в стационарной фазе поддерживают на постоянном уровне. Так, в частности, смесь 1 проявляет почти постоянное влагосодержание при всех значениях температуры воздуха на входе.

б) Кристаллическая структура

Независимо от температуры воздуха на входе, в сравнении с исходными смесями все продукты распыления материалов с включениями являются, как определяют по дифракции рентгеновских лучей, аморфными.

в) Электронные микрофотографии

Электронные микрофотографии продуктов распыления материалов с включениями из смеси 1 показывают, что частицы РВ находятся в форме почти идеально законченных сфер, поверхность которых с повышением температуры воздуха на входе меняется от текстуры, напоминающей поверхность шарика для гольфа, до внешне гладкой. Для демонстрации совершенно сферической формы продуктов распыления материалов с включениями их измельчают. К выводу о наличии совершенной сферической формы можно с определенностью прийти исследованием фрагментов. Конкретный метод распыления (с помощью насадки или диска) какого-либо влияния на форму частиц РВ не оказывает.

г) Распределение частиц по размерам

Для демонстрации того, что распределение частиц по размерам остается практически неизменным при различных расходах распыляемого потока, используют смесь 1. (См. табл. 10, 11, 12).

Было также установлено, что при одной и той же температуре воздуха на входе и приблизительно одинаковом расходе распыляемого материала достигается фактически идентичное распределение частиц по размерам.

Пример 9

Определение температуры стеклования (Т_C) дифференциальной сканирующей колориметрией (ДСК)

Для определения температур стеклования высушенных образцов и пиков кристаллизации и плавления применяли прибор DSC 7 фирмы Perkin-Elmer (Юберлинген) с регулятором низкой температуры с помощью жидкого азота ССА 7 (фирмы Messer, Грисгейм) и преобразователем сигнала ТАС 7/DX. Масса образцов находилась в пределах 5-20 мг, их взвешивали в алюминиевых тиглях (фирмы Perkin-Elmer), предварительно взвешенных с помощью микровесов с автобалансом AD4 (фирмы Perkin-Elmer). Затем тигли плотно закрывали крышками (Cover фирмы Perkin-Elmer) с помощью универсального укупорочного пресса (фирмы Perkin-Elmer), установленного в камере для измерений, продуваемой током азота, и измерения производили при скорости нагрева 10С/мин (См. табл. 13).

Т_C смеси 1 определяли с помощью ДСК. При влагосодержании <4% соответствующая Т_C (как положительный эффект) значительно превышает комнатную температуру, а это означает, что такие смеси весьма приемлемы для стабилизации биологического материала, в частности белков человека.

Пример 10

Различное относительное влагосодержание в стационарном состоянии

На примере смеси 1 это показывает, насколько относительное влагосодержание стационарной фазы при прочих неизменных условиях влияет на влагосодержание продукта и, следовательно, на Т. (См. табл. 14).

Пример 11

Влияние начальной концентрации раствора на распыление материалов с включениями

В принципе повышение начальной концентрации раствора возможно до пределов растворимости, определяемых вспомогательными веществами, и приводит к достижению почти тех же самых физических свойств продуктов распыления материалов с включениями, что и в случае раствора 7%-ной концентрации. Это иллюстрируют данные таблицы 15, полученные с использованием смеси 1.

Пример 12

а) Испытание различных распылительных устройств (двухкомпонентной насадки, распылительного диска) с использованием смеси 1

Применение различных распылительных устройств оказывает влияние на распределение по размерам частиц продуктов распыления материалов с включениями. (См. табл. 16).

Дисковое распыление для продуктов с РВ, используемых при введении через легкие, для чего необходим размер частиц < 10 мкм, неприемлемо. Кроме того, двухкомпонентная насадка позволяет смещать диапазон размеров частиц значительно более гибко, чем дисковый распылитель. Недостаток состоит в том, что для работы в стерильных условиях в случае двухкомпонентной распылительной насадки распыляющую среду необходимо стерилизовать фильтрованием. Другие физические параметры продуктов с РВ от метода распыления не зависят, включая внешний вид. В качестве распыляющей среды при этом можно использовать известные среды, такие как сжатый воздух или инертные газы, в частности такие, как благородные газы (неон, аргон и т.д.), или диоксид углерода.

б) Насадки других конструкций

Для подачи и распыления одновременно двух жидкостей применяют насадки особых конструкций (трехкомпонентные насадки).

Продукты распыления материалов с включениями, полученные с применением обоих вариантов трехкомпонентной насадки, характеризуются физическими параметрами, которые соответствовали параметрам продуктов распыления материалов с включениями, полученных распылением с помощью двухкомпонентной насадки. Даже значения Т_С и определяемая по дифракции рентгеновских лучей аморфная форма оказываются идентичными.

Пример 13

Воспроизводимость при использовании одинаковых/различных объемов партий материалов

Процесс по предлагаемому способу воспроизводим при использовании одинаковых и различных объемов материалов, как это продемонстрировано на примере смеси 1. Во всех случаях полученные продукты с РВ обладают физическими параметрами продуктов распыления материалов с включением, находящимися в очень узких интервалах. Таким образом, результаты испытаний партий материалов могут быть непосредственно применимыми в отношении более крупных партий материалов, и, следовательно, существует способ, готовый для внедрения в производство. (См. табл.17).