сшитый высокоамилозный крахмал для использования в фармацевтических композициях с регулируемым высвобождением и способы его получения

Формула изобретения

1. Таблетка с регулируемым высвобождением, содержащая спрессованную смесь, по меньшей мере, из двух сухих порошков, включая порошок, по меньшей мере, одного фармацевтического агента и порошок регулирующего высвобождение эксципиента, где указанный регулирующий высвобождение эксципиент представляет собой сшитый высокоамилозный крахмал, содержащий, по меньшей мере, 70 мас.% амилозы, полученный путем:

(a) сшивания указанного высокоамилозного крахмала сшивающим реагентом в количестве от примерно 0,005 до примерно 0,3 г на 100 г сухого высокоамилозного крахмала и его химической модификации;

(b) желатинизации; и

(c) сушки с получением порошка указанного регулирующего высвобождение эксципиента.

2. Таблетка по п.1, где указанная таблетка предназначена для перорального введения.

3. Таблетка по п.1, где указанная таблетка представляет имплантат.

4. Таблетка по п.1, где указанный регулирующий высвобождение эксципиент содержит сшитый высокоамилозный крахмал, полученный сшиванием указанного высокоамилозного крахмала и химической модификацией, выбранной из группы, состоящей из эстерификации и этерификации.

5. Таблетка по п.4, где указанной химической модификацией является гидроксипропилирование.

6. Таблетка по п.5, где указанный сшитый высокоамилозный крахмал гидроксипропилирован пропиленоксидом.

7. Таблетка по п.1, где указанный высокоамилозный крахмал сшит реагентом, выбранным из группы, состоящей из эпихлоргидрина, ангидрида адипиновой кислоты, триметафосфата натрия и оксихлорида фосфора.

8. Таблетка по п.1, где указанный сшитый высокоамилозный крахмал желатинирован при температуре от примерно 80 до примерно 180°С.

9. Таблетка по п.1, где указанная смесь сухих порошков содержит лубрикант и наполнитель.

10. Таблетка по п.9, где указанным лубрикантом является стеарат магния.

11. Таблетка по п.10, где указанным наполнителем является лактоза.

12. Таблетка по п.1, где указанным фармацевтическим агентом является гидрохлорид псевдоэфедрина, ацетаминофен, диклофенак-натрий, верапамил, глипизид, нифедипин, фелодипин, бета-гистин, альбутерол, акривастин, омепразол, мизопростол, трамадол, ципрофлоксацин, оксибутинин, тримебутин, трамадол, кетоконазол, ацетилсалициловая кислота, ацетаминофен, парацетамол, ибупрофен, кетопрофен, индометацин, дифлунизол, напроксен, кеторолак, диклофенак, тодметин, сулиндак, фенацетин, пироксикам, мефаманиновая кислота, декстраметофам, салицилаты, их фармацевтически приемлемые соли или смеси.

13. Способ получения, в водной среде, регулирующего высвобождение эксципиента, состоящего из сшитого высокоамилозного крахмала, и используемого для изготовления таблеток, включающий:

(a) сшивание высокоамилозного крахмала, содержащего, по меньшей мере, 70 мас.% амилозы, сшивающим реагентом в количестве от примерно 0,005 до примерно 0,3 г на 100 г сухого высокоамилозного крахмала, с образованием реакционной среды, содержащей реакционный продукт, состоящий из суспензии сшитого высокоамилозного крахмала;

(b) химическую модификацию указанной суспензии сшитого высокоамилозного крахмала, полученного на стадии (а), при температуре от примерно 10 до примерно 90°С в течение периода времени от примерно 1 до примерно 72 ч;

(c) нейтрализацию указанной реакционной среды, полученной на стадии (b), кислотой, промывку образовавшейся суспензии и необязательно удаление воды с получением лепешки или сухого порошка крахмала;

(d) разведение указанной суспензии или повторное суспендирование указанной лепешки крахмала или указанного сухого порошка, полученного на стадии (с), водой с образованием суспензии при концентрации от примерно 2 до примерно 40 мас.%; доведение рН до нужного значения в пределах от примерно 3 до примерно 12 и желатинизацию указанной суспензии при температуре примерно 80-180°С в течение периода времени от примерно 1 с до примерно 120 мин; и

(e) сушку термообработанного продукта, полученного на стадии (d), с получением указанного регулирующего высвобождение эксципиента, состоящего из химически модифицированного и сшитого высокоамилозного крахмала в форме порошка.

14. Способ по п.13, где стадии (а) и (b) осуществляют одновременно.

15. Способ по п.13, включающий:

(a) сшивание указанного высокоамилозного крахмала в водной среде при температуре от примерно 10 до примерно 90°С, с образованием реакционной среды, содержащей реакционный продукт, состоящий из суспензии сшитого высокоамилозного крахмала;

(b) гидроксипропилирование указанной суспензии сшитого высокоамилозного крахмала, полученного на стадии (а), пропиленоксидом при температуре от примерно 10 до примерно 90°С в течение периода времени от примерно 1 до примерно 72 ч с получением реакционной среды, содержащей суспензию гидроксипропилированного сшитого высокоамилозного крахмала;

(c) нейтрализацию указанной реакционной среды, полученной на стадии (b), разбавленной водной кислотой; промывку образованной суспензии; и необязательно удаление воды с образованием лепешки или сухого порошка крахмала;

(d) разведение указанной суспензии или повторное суспендирование указанной лепешки или указанного сухого порошка крахмала, полученного на стадии (с), в воде с образованием суспензии при концентрации от примерно 2 до примерно 40 мас.%, доведение рН до от примерно 4,0 до примерно 9,0 и желатинизацию указанной суспензии, полученной в этой стадии при температуре от примерно 80 до примерно 180°С в течение периода времени от примерно 1 с до примерно 120 мин; и

(e) сушку термообработанного продукта, полученного на стадии (d), с получением указанного регулирующего высвобождение эксципиента, состоящего из гидроксиропилированного и сшитого высокоамилозного крахмала в форме порошка.

16. Способ по п.15, где на стадии (а) указанным сшивающим реагентом является оксихлорид фосфора, взятый в количестве от примерно 0,01 до примерно 0,2 г на 100 г крахмала из расчета сухой массы, или триметафосфат натрия, взятый в количестве от примерно 0,05 до примерно 0,3 г на 100 г крахмала из расчета сухой массы.

17. Способ по п.15, где стадию (а) осуществляют в водной щелочной среде.

18. Способ по п.16, где на стадии (а) указанное сшивание осуществляют при рН от примерно 10 до примерно 14 и при температуре от примерно 15 до примерно 90°С в течение от примерно 0,2 до примерно 40 ч.

19. Способ по п.15, где на стадии (b) указанное гидроксипропилирование осуществляют с использованием пропиленоксида в количестве вплоть до 10% при температуре от примерно 40 до примерно 80°С в течение от примерно 10 до примерно 72 ч.

20. Способ по п.15, где на стадии (с) указанную нейтрализацию указанной реакционной среды осуществляют разбавленной серной кислотой или соляной кислотой.

21. Способ по п.15, где на стадии (d) указанную желатинизацию осуществляют путем прямой инжекции пара в водную суспензию указанного сшитого высокоамилозного крахмала.

22. Способ по п.15, где на стадии (d) указанный рН доводят до примерно 6,0, а указанную температуру поддерживают при от примерно 80 до примерно 180°С в течение от примерно 2 до примерно 10 мин.

23. Способ по п.15 на стадии (е) указанную сушку проводят путем распылительной сушки.

24. Способ по п.23, где на стадии (е) температура на входе составляет от примерно 60 до примерно 350°С, а температура на выходе составляет от примерно 40 до примерно 210°С.

25. Способ получения, в водной среде, регулирующего высвобождение эксципиента, состоящего из сшитого высокоамилозного крахмала, и используемого для изготовления таблеток, включающий:

(a) химическую модификацию высокоамилозного крахмала, содержащего, по меньшей мере, 70 мас.% амилозы, при температуре от примерно 10 до примерно 90°С в течение от примерно 1 до примерно 72 ч с образованием реакционной среды, содержащей суспензию химически модифицированного высокоамилозного крахмала;

(b) сшивание указанного химически модифицированного высокоамилозного крахмала в указанной суспензии, полученной на стадии (а), сшивающим реагентом, взятым в количестве от примерно 0,005 до примерно 0,3 г на 100 г сухого высокоамилозного крахмала;

(c) нейтрализацию указанной суспензии, полученной на стадии (b), кислотой, промывку образовавшейся суспензии и необязательно удаление воды с получением лепешки крахмала или сушку с получением сухого порошка;

(d) разведение указанной суспензии или повторное суспендирование указанной лепешки или указанного сухого порошка крахмала, полученного на стадии (с), в воде с получением суспензии при концентрации от примерно 2% до примерно 40 мас.%, доведение рН до нужного значения в пределах от примерно 3 до примерно 12 и желатинизацию указанной суспензии при температуре от примерно 80 до примерно 180°С в течение от примерно 1 с до примерно 120 мин; и

(е) сушку термообработанного продукта, полученного на стадии (d), с получением регулирующего высвобождение эксципиента, состоящего из химически модифицированного и сшитого высокоамилозного крахмала в форме порошка.

26. Способ по п.25, где стадии (а) и (b) осуществляют одновременно.

27. Способ по п.25, включающий:

(a) гидроксипропилирование указанного высокоамилозного крахмала пропиленоксидом при температуре от примерно 10 до примерно 90°С в течение от примерно 1 до примерно 72 ч с образованием реакционной среды, содержащей реакционный продукт, состоящий из суспензии гидроксипропилированного высокоамилозного крахмала;

(b) сшивание указанной суспензии гидроксипропилированного высокоамилозного крахмала в водной среде при температуре от примерно 10 до примерно 90°С с получением реакционной среды, содержащей суспензию сшитого гидроксипропилированного высокоамилозного крахмала;

(c) нейтрализацию указанной реакционной среды, полученной на стадии (b), разбавленной водной кислотой, промывку образованной суспензии и необязательно удаление воды с получением лепешки или сухого порошка крахмала;

(d) разведение указанной суспензии или повторное суспендирование указанной лепешки или указанного сухого порошка крахмала, полученного на стадии (с), в воде с образованием суспензии при концентрации от примерно 2 до примерно 40 мас.%, доведение рН до от примерно 4,0 до примерно 9,0 и желатинизацию указанной суспензии, полученной в этой стадии, при температуре от примерно 80 до примерно 180°С в течение периода времени от примерно 1 с до примерно 120 мин; и

(е) сушку термообработанного продукта, полученного на стадии (d), с получением указанного регулирующего высвобождение эксципиента, состоящего из гидроксипропилированного и сшитого высокоамилозного крахмала в форме порошка.

28. Способ по п.27, где на стадии (а), указанным сшивающим реагентом является оксихлорид фосфора, взятый в количестве от примерно 0,01 до примерно 0,2 г на 100 г крахмала из расчета сухой массы, или триметафосфат натрия, взятый в количестве от примерно 0,05 до примерно 0,3 г на 100 г крахмала из расчета сухой массы.

29. Способ по п.27, где стадию (b) осуществляют в водной щелочной среде.

30. Способ по п.28, где на стадии (b) указанное сшивание осуществляют при рН от примерно 10 до примерно 14 и при температуре от примерно 15 до примерно 90°С в течение от примерно 0,2 до примерно 40 ч.

31. Способ по п.27, где на стадии (а) указанное гидроксипропилирование осуществляют с использованием пропиленоксида в количестве вплоть до 10% при температуре от примерно 40 до примерно 80°С в течение от примерно 10 до примерно 72 ч.

32. Способ по п.27, где на стадии (с) указанную нейтрализацию указанной реакционной среды осуществляют разбавленной серной кислотой или соляной кислотой.

33. Способ по п.27, где на стадии (d) указанную желатинизацию осуществляют путем прямой инжекции пара в водную суспензию указанного сшитого высокоамилозного крахмала.

34. Способ по п.27, где на стадии (d) указанный рН доводят до примерно 6,0, а указанную температуру поддерживают при от примерно 80 до примерно 180°С в течение от примерно 2 до примерно 10 мин.

35. Способ по п.27, где на стадии (е) указанную сушку проводят методом распылительной сушки.

36. Способ по п.35, где на стадии (е) температура на входе составляет от примерно 60 до примерно 350°С, а температура на выходе составляет от примерно 40 до примерно 210°С.

37. Сшитый высокоамилозный крахмал, содержащий, по меньшей мере, 70 мас.% амилозы, полученный способом по любому из пп.13-36, с осуществлением стадий, включающих:

(a) сшивание указанного выскоамилозного крахмала сшивающим реагентом в количестве от примерно 0,005 до примерно 0,3 г на 100 г сухого высокоамилозного крахмала и его химическую модификацию;

(b) желатинизацию; и

(c) сушку с получением порошка указанного сшитого высокоамилозного крахмала.

Описание изобретения к патенту

1. Область изобретения

Настоящее изобретение относится к новой форме сшитого высокоамилозного крахмала и к способам его получения. Указанный сшитый высокоамилозный крахмал пригоден в качестве эксципиента в фармацевтической композиции с регулируемым высвобождением, когда он спрессован с фармацевтическим агентом(ами) в таблетку.

2. Предшествующий уровень техники

Одним из решающих факторов, влияющих на скорость абсорбции лекарственного средства, вводимого в виде таблетки или в виде другой твердой лекарственной формы, является скорость растворения лекарственной формы в физиологической жидкости человека или животного.

Этот фактор лежит в основе так называемых фармацевтических препаратов с регулируемым высвобождением, более длительным высвобождением, замедленным высвобождением или пролонгированным высвобождением, предназначенных для получения замедленного равномерного высвобождения и абсорбции лекарственного средства в течение нескольких часов, дней, недель, месяцев или лет. По сравнению со стандартными лекарственными формами преимуществами композиций с регулируемым высвобождением являются уменьшение частоты введения лекарственного средства (результатом чего часто является лучшее соблюдение пациентом режима лечения), сохранение терапевтического эффекта в течение установленного промежутка времени и снижения количества и/или интенсивности нежелательных побочных эффектов от лекарственного средства путем элиминации пиков концентрации в плазме, которые часто наблюдаются после введения лекарственных форм быстрого высвобождения.

В качестве матриц для высвобождения лекарственных средств было предложено и разработано много систем. Так, например, в качестве носителей для замедленного высвобождения лекарственных средств были предложены такие полимерные материалы, как поливинилхлорид, полиэтиленамиды, этилцеллюлоза, силикон и поли(гидроксиметилметакрилат). См., патент США №3087860, Endicott et al., патент США №2987445, Levesque et al., Salomon et. al., Pharm. Acta. Helv., 55, 174-182 (1980); Korsmeyer, Diffusion Controlled Systems; Hydrogels, Chap. 2, pp.15-37 in Polymers for Controlled Drug Delivery, Ed. Tarcha, CRC Press, Boca Raton, Fla.USA (1991); Buri et al., Pharm. Acta. Helv. 55, 189-197 (1980).

Таким образом, получение композиции с регулируемым высвобождением, которая способна обеспечивать доставку различных лекарственных средств, как гидрофильных, так и гидрофобных, подходящим и надежным способом, является крайне необходимым. Кроме того, указанная композиция должна удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к способам изготовления таблеток, включая, но не ограничиваясь ими, прямое прессование, достижение соответствующей твердости и стойкости к разрушению, а также совместимость с активным(и) ингредиентом(ами), содержащемся(имися) в таблетке. Кроме того, композиция должна быть легко синтезируемой, биологически разлагаемой и нетоксичной при высвобождении лекарственного средства.

Одним из наиболее широко изученных соединений, используемых для регулируемого высвобождения, является крахмал, отчасти из-за его биологической разлагаемости и природной способности к метаболизму в организме человека [Kost et al., Biomaterials 11, 695-698 (1990)]. Крахмал имеет широкое применение в фармацевтических продуктах. Он может действовать как разбавитель, наполнитель, носитель, связующий агент, дезинтегрирующий агент, вещество для покрытия, загуститель и вещество, впитывающее влагу. См. патент США №2938901, Kerr et al., в котором описано использование гранулированного крахмала, сшитого с триметафосфатом натрия, в качестве хирургической присылки; патент США №3034911, МсКее et al., в котором описано использование крахмала, набухающего в холодной воде, и нерастворимого в холодной воде крахмала в интактной гранулированной форме в качестве дезинтегрирующего агента; патент США №3453368, Magid, в котором описано использование предварительно желатинированных и необязательно модифицированных крахмалов в качестве связующих агентов для спрессованных таблеток аскорбиновой кислоты; патент США №3490742, Nichols et al., в котором описана негранулированная амилоза (по крайней мере, 50%), полученная путем фракционирования кукурузного крахмала и используемая в качестве связующего агента - дезинтегрирующего агента при прямом прессовании и сухом гранулировании таблеток; патент США №3622677, Short et al., в котором описано использование крахмала, частично растворимого в холодной воде и набухающего в холодной воде, полученного из спрессованного гранулированного крахмала, в качестве связующего агента - дезинтегрирующего агента; патент США №4072535, Short et al., в котором описан предварительно спрессованный крахмал, имеющий двоякопреломляющие гранулы, недвоякопреломляющие гранулы и некоторые агрегаты и фрагменты для использования в качестве связующего агента - деэинтегрирующего агента; патент США №4026986, Christen et al., в котором описано использование эфиров водорастворимого крахмала (например, гидроксиалкиловых эфиров), содержащих, по крайней мере, 50% амилозы для использования при формировании оболочек капсул; патент США №4308251, Dunn et al., в котором описано использование кукурузного, рисового, картофельного и модифицированных крахмалов в качестве стимулирующего разложение агента в композициях регулируемого высвобождения, полученных путем мокрой грануляции; патент США №4551177, Trabiano et al., в котором описано использование крахмалов, модифицированных под действием кислоты и/или альфа-амилазы, в качестве связующих веществ для таблеток; патент США №4904476, Mehta et al., в котором описано использование натрий-гликолят крахмала в качестве дезинтегрирующего агента; патент США №4818542, DeLuca et al., в котором описан крахмал как биологически разлагаемый и биологически разрушаемый полимер для изготовления пористых микросфер, которые могут быть покрыты сшивающим агентом в целях ингибирования или регуляции высвобождения лекарственного средства; патент США №4888178, Rotini et al., в котором описано использование крахмала, предпочтительно кукурузного крахмала, и натрий-гляколят крахмала в качестве дезинтегрирующих агентов при быстром высвобождении композиции напроксена® с запрограммированным высвобождением, содержащей грануляты быстрого и регулируемого высвобождения в форме таблеток, капсул или суспензии в подходящей жидкой среде; патент США №5004614, Staniforth et al., в котором описано использование крахмалов в качестве фармацевтических наполнителей в системах регулируемого высвобождения, содержащих активный агент и агент высвобождения, и использование сшитого или несшитого натрийкарбоксиметилкрахмала для покрытий.

В патенте США №4369308, Trubiano et al., описаны модифицированные крахмалы, которые имеют низкую набухаемость в холодной воде и которые могут быть использованы в качестве дезинтегрирующих агентов в спрессованных таблетках. Это достигается посредством сшивания и предварительной желатинизации нерастворимого в холодной воде гранулированного крахмала в присутствии воды, сушки сшитого предварительно желатинированного крахмала, если необходимо, и затем распыления сухого крахмала. Не было указано или заявлено, что эти крахмалы обладают способностью регулировать высвобождение.

Сшитый крахмал был ранее оценен как агент, обеспечивающий замедленное высвобождение. В работе Visavarungroj et al. [Drug Development And Industrial Pharmacy, 16(7), 1091-1108 (1990)] была описана оценка использования различных типов сшитых крахмалов и предварительно желатинированных сшитых крахмалов в качестве гидрофильных матриц. Было определено, что сшитые крахмалы обладают низкой способностью набухания и дисперсионной вязкостью по сравнению с предварительно желатинированным крахмалом и предварительно желатинированным сшитым крахмалом. Эти исследования выявили, что по сравнению с полностью предварительно желатинированным крахмалом восковидной кукурузы сшитые модифицированные крахмалы восковидной кукурузы, либо предварительно желатинированные, либо нет, являются непригодными для использования в композиции замедленного высвобождения в качестве гидрофильной матрицы.

В работе Nakano et al. [Chem.Pharm.Bull. 35(10), 4346-4350 (1987) описано использование физически модифицированного крахмала (предварительно желатинированнного крахмала) в таблетках замедленного высвобождения в качестве эксципиента. В этой статье ничего не упоминается о специфической роли амилозы, присутствующей в крахмале, и даже не упоминается сама амилоза.

В работе Van Aerde et al. [Int. J. Pharm. 45, 145-152, (1988)] описано использование модифицированных крахмалов, полученных путем сушки на барабане или предварительной желатинизации с экструзией, гидролиза частиц или сшивания с триметафосфатом натрия, в качестве эксципиента в таблетках замедленного высвобождения. И в этой статье ничего не упоминается о специфической роли амилозы, присутствующей в крахмале, и даже не упоминается сама амилоза.

В работе Herman et al. [Int. J. Pharm., 56, 51-63 & 65-70 (1989) & Int. J. Pharm. 63, 201-205 (1990)] описано использование термомодифицированных крахмалов в качестве гидрофильных матриц в пероральных препаратах с регулируемой доставкой. В этой статье указано, что термомодифицированиые крахмалы с низким содержанием амилозы (25% и ниже) обладают хорошими свойствами замедленного высвобождения по сравнению с крахмалами с высоким содержанием амилозы, которые обладают плохими свойствами регулированного высвобождения.

В патенте США №3490742, Nichols et al. описан связующий агент - дезинтегрирующий агент, содержащий негранулированную амилозу. Этот материал получают либо путем фракционирования крахмала, либо путем растворения гранулированного высокоамилозного крахмала в воде при повышенной температуре. В этой работе не упоминается о какой-либо способности к регулируемому высвобождению.

В патенте США №5108758, Alwood et al. описана пероральная композиция отсроченного высвобождения, содержащая активное соединение и стекловидную амилозу. Эта композиция была конкретно адаптирована для достижения селективного высвобождения активного соединения в толстой кишке. Такое отсроченное высвобождение обеспечивается покрытием. Стекловидная амилоза представляет собой одну из двух форм преимущественно аморфной амилозы, при этом другой ее формой является каучукоподобная форма. В данном случае стекловидная амилоза отсрочивает (замедляет) высвобождение активного соединения из композиции в водной среде, но делает возможным его высвобождение при воздействии фермента, способного расщеплять амилозу. Амилозу, используемую в данной композиции, выделяют из крахмала гладкосемянного гороха и очищают путем осаждения из водного раствора в виде комплекса с н-бутанолом. Затем спирт удаляют из водной дисперсии указанного комплекса путем продувки через подходящий нагретый инертный газ. Как указывается выше, механизм высвобождения основан на ферментативной реакции. При этом не происходит непрерывного высвобождения через желудочно-кишечный тракт, а происходит лишь отсроченное высвобождение, обусловленное разложением покрытия в толстой кишке. Кроме того, было показано, что стекловидная амилоза, предпочтительно, не должна содержать гидрокси-групп в форме производного.

В Европейской патентной заявке № ЕР-А-499648, Wai-Chiu et al., описан эксципиент для таблетки. Более конкретно, в этой заявке описан крахмал, используемый в качестве связующего и/или наполнителя для изготовления таблеток, драже, капсул или гранул. Эксципиент для таблеток получают путем ферментативного деветвления крахмала под действием -1,6-D-глюканогидролазы с получением, по крайней мере, 20 мас.% "амилозы с короткой цепью". Причем в этой работе не указано, что описанный эксципиент обладает регулирующими высвобождение свойствами. Кроме того, крахмал (немодифицированный, модифицированный или сшитый) должен быть ферментативно обработан -1,6-D-глюканогидролазой с образованием неразветвленного крахмала и получением так называемой "амилозы с короткой цепью". Таким образом, очевидно, что крахмал с высоким содержанием амилопектина является предпочтительным, и амилоза должна быть отброшена как непригодная из-за невозможности ее деветвления, поскольку амилоза не имеет разветвления. Роль амилозы не только игнорируется, но и рассматривается как негативная.

В работах Mateescu et al. [патент США №5456921] и Lenaerts et al. [J.Controlled Rel. 15, 39-46 (1991)] указано, что сшитая амилоза является в высокой степени эффективной для регулированного высвобождения лекарственного средства. Сшитую амилозу получают посредством взаимодействия амилозы со сшивающим агентом, таким как эпихлоргидрин, в щелочной среде. Различные степени сшивания могут быть достигнуты путем изменения отношения эпихлоргидрина к амилозе в реакционном сосуде. Таблетки получали путем прямого прессования сухой смеси сшитой амилозы и лекарственного средства, набухшего в растворе, и таким образом обеспечивалось замедленное высвобождение лекарственного средства. В зависимости от степени сшивания матрицы достигались различные степени набухания. Увеличение степени сшивания амилозы сначала приводит к увеличению периода высвобождения лекарственного средства с последующим уменьшением этого периода. Максимальный период высвобождения лекарственного средства наблюдался при степени сшивания 7,5. Последующее увеличение степени сшивания приводило к ускоренному высвобождению лекарственного средства из таблеток, содержащих сшитую амилозу, что обусловлено процессом разложения. В случае когда степень сшивания была равна или превышала 7,5, то увеличение степени сшивания амилозы приводило к снижению времени высвобождения лекарственного средства. Если степень сшивания превышала 11, то набухшая полимерная матрица при in vitro дезинтеграции присутствовала в течение примерно 90 минут.

В работах Mateescu et al. [Международная выложенная патентная заявка № WO 94/02121] и Dumoulin et al. [Intern. Symp. Control. Rel. Bioact. Mater. 20, 306-307, (1993)] описана система ферментативно регулируемого высвобождения лекарственного средства, полученная путем добавления -амилазы в таблетку, содержащую сшитую амилозу. -Амилаза способна гидролизовать -1,4-глюкозидные связи, присутствующие в полусинтетической матрице сшитой амилозы. Увеличение количества -амилазы (5-25 ед.) в таблетках индуцирует значительное снижение времени высвобождения с 24 до 6 часов. Следовательно, высвобождение лекарственного средства контролируется двумя последовательными механизмами: (а) гидратацией и набуханием таблеток с сшитой амилозой, а затем, (b) внутренним ферментативным гидролизом гидратированной гелевой фазы.

В работе Cartilier et al [Международная выложенная патентная заявка WO 94/21236] описаны порошки сшитой амилозы, имеющей конкретную степень сшивания, для использования в таблетках в качестве связующего агента и/или дезинтегрирующего агента. Указанные таблетки получают путем прямого прессования. Концентрация сшитой амилозы в таблетках составляет ниже, чем 35 мас.%. Если необходимо получить дезинтегрирующие свойства, то степени сшивания предпочтительно составляют 6-30, и более предпочтительно, 15-30.

В патенте США №5830884, Kasica et al., описаны термодезактивированные крахмалы, которые используются в фармацевтических продуктах в качестве разбавителей, наполнителей, носителей, связующих агентов, дезинтегрирующих агентов, загустителей и покрытий. Они могут быть получены дегидратацией крахмала до по существу безводного или безводного состояния и тепловой обработкой безводного или по существу безводного крахмала в течение периода времени и при температуре, достаточных для дезактивации крахмала. Крахмалы, которые являются, по существу, термодезактивированными, устойчивы к желатинизации и лишь имитируют химически сшитый крахмал.

Патент США №5879707, Cartilier et al., относится к использованию замещенной амилозы в качестве матрицы для замедленного высвобождения лекарственного средства. Указанную матрицу для замедленного высвобождения изготавливают из замещенной амилозы, полученной посредством взаимодействия амилозы в щелочной среде с органическим заместителем, имеющим реакционноспособные функциональные группы, которые вступают в реакцию с гидроксигруппами молекулы амилозы. Заместителем предпочтительно является эпокси или галогеналкан или спирт. Однако в указанном патенте используется только линейно замещенная амилоза и она отличается от сшитой амилозы, используемой в настоящем изобретении.

В работе Dumoulin [Международная выложенная патентная заявка № WO 98/35992] описан способ изготовления эксципиента замедленного высвобождения, который состоит, главным образом, из сшитой амилозы, обладающей свойствами регулированного высвобождения, и который используется в изготовлении таблеток или драже. Крахмал, содержащий большое количество амилозы (высокоамилозный крахмал), сначала подвергают желатинизации. Желатинированный высокоамилозный крахмал представляет собой крахмал, сшитый с 1-5 граммами сшивающего агента на 100 г сухого желатинированного высокоамилозного крахмала в щелочной среде, создающей реакционную среду, которая содержит реакционный продукт, состоящий из суспензии сшитого высокоамилозного крахмала. Затем полученную реакционную среду нейтрализуют, в результате чего образуются побочные продукты, состоящие из солей, которые удаляют из реакционной среды. Затем выделенную суспензию сшитого высокоамилозного крахмала подвергают тепловой обработке при температуре, по крайней мере, 60°С, и этот термообработанный продукт сушат с получением эксципиента замедленного высвобождения, содержащего значительное количество примесей.

В работе Lenaerts et al. [J. Controlled Release 53, 225-234 (1998)] было продемонстрировано, что желатинированные сшитые высокоамилозные крахмалы являются пригодными эксципиентами для приготовления твердых лекарственных форм с регулируемым высвобождением для пероральной доставки лекарственных средств. Эти эксципиенты не оказывают разлагающего действия и имеют ограниченную степень набухания, и увеличение степени сшивания приводит к увеличению поглощения воды, скорости высвобождения лекарственного средства и к равновесному набуханию. Эти исследователи также смогли продемонстрировать, что среди протестированных систем матрицы из сшитого высокоамилозного крахмала имеют наиболее низкую внутригрупповую вариабельность у индивидуумов и обнаруживают полное отсутствие пищевого эффекта. Lenaerts et al. также пришли к выводу, что по мере возрастания степени сшивания лекарственное средство будет высвобождаться быстрее. Эти авторы пришли к заключению, что для желатинированного сшитого высокоамилозного крахмала для достижения характеристик, требуемых для регулируемого высвобождения вводимых лекарственных средств, необходимо, чтобы поверхность амилопектиновых кластеров была покрыта амилозой, химически связанной с амилопектином посредством осуществления процедуры сшивания. Действительно, такой структурой является структура, полученная сначала путем желатинирования высокоамилозного крахмала с экстракцией амилозы из гранул с последующим проведением химической реакции для химического связывания амилозы с поверхностью амилопектиновых кластеров так, как это было осуществлено способом Dumoulin et al., в WO 98/35992.

Во всех вышеупомянутых работах, которые относятся к сшитому высокоамилозному крахмалу, указано, что исходный амилозный материал должен быть желатинирован перед сшиванием. Целостность гранул крахмала в сухом состоянии зависит от водородных связей между амилопектином и амилозой. При нагревании водной суспензии крахмала до определенной температуры водородная связь между амилопектином и амилозой ослабевает и гранулы набухают до их деструкции. Этот процесс называется "желатинизацией". Первая стадия этого процесса позволяет выщелачивать амилозу из гранул крахмала до проведения реакции со сшивающим реагентом, в результате чего образуется сшитая амилоза со свойствами регулируемого высвобождения. Кроме того, было установлено, что для получения продукта, обладающего желательной способностью регулировать высвобождение, желатинизацию высокоамилозного крахмала необходимо проводить перед сшиванием. См., Dumoulin et al., в WO 98/35992.

3. Краткое описание изобретения

Было неожиданно обнаружено, что высокоамилозный крахмал может быть подвергнут химической обработке (то есть сшиванию и гидроксипропилированию) в гранулированном состоянии с использованием химического реагента в очень низкой концентрации с последующей желатинизацией и сушкой с получением эксципиента для регулируемого высвобождения, который по своей способности к высвобождению лекарственного средства превосходит эксципиенты из высокоамилозного крахмала, полученные способом, где на первой стадии указанный высокоамилозный крахмал подвергают желатинизации, а затем подвергают химической обработке и сушке.

Описанные здесь новые способы, композиции и способность (активность) к регулируемому высвобождению лекарственного средства являются контринтуитивными для специалистов в данной области. Ни один специалист не мог бы предположить, что путем химической обработки (то есть сшивания) высокоамилозного крахмала, проводимой перед желатинизацией, можно получить продукт, проявляющий характеристики регулируемого высвобождения. Сшивание высокоамилозного крахмала перед желатинизацией, по всей вероятности, должно приводить к получению материала, который не будет обладать способностью регулировать высвобождение лекарственного средства, а будет иметь профиль высвобождения, подобный профилю быстрого высвобождения, поскольку сшитый высокоамилозный крахмал будет неспособен поддерживать способность матрицы к регулируемому высвобождению, что свидетельствует о главных структурных различиях между этими двумя сшитыми продуктами. В соответствии с работой Lenaerts et al. [J. Controlled Rel., 1998), такие структурные различия должны приводить к неспособности данного материала иметь свойства, обеспечивающие регулируемое высвобождение. В работе Jane et al. [Cereal Chemistry, 69(4), 405-409 (1992)] указывается, что сшивание предварительно желатинированного и диспергированного крахмала приводит к меньшему различию в соотношениях растворимой амилозы и амилопектина, чем сшивание природного гранулированного крахмала. В работе Jane et al. ничего не упоминается об увеличении размера амилозы в результате сшивания двух или более молекул амилозы после сшивания указанного крахмала в гранулированной форме, а также ничего не упоминается о какой-либо способности сшитых крахмалов в гранулированной форме регулировать высвобождение лекарственного средства. Кроме того, в работе Mateescu et al. (патент США №5456921) указывается, что оптимальное регулируемое высвобождение достигается в том случае, когда количество сшивающего агента составляет 7,5 г на 100 г сухого крахмала, тогда как в соответствии с настоящим изобретением сшивающий агент может быть добавлен в количестве менее чем 0,3 г на 100 г сухого крахмала. Такое низкое количество сшивающего агента является предпочтительным, поскольку соответствует количеству модифицированного пищевого крахмала, определенному в монографиях Управления по контролю за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) и в Своде правил для изготовления пищевых добавок, употребляемых в пищу (США), а также в Директивах Европейского парламента и Совета Nr/95/2/EC 20 февраля 1995 по пищевым добавкам, не относящимся к красителям и подсластителям (Директивы по прочим добавкам).

Было обнаружено, что новый эксципиент для регулируемого высвобождения может быть получен в следующих стадиях:

(1) гранулярного сшивания и дополнительной химической модификации (например, гидроксипропилирования) высокоамилозного крахмала;

(2) тепловой желатинизации крахмала, полученного на стадии (1); и

(3) сушки крахмала, полученного на стадии (2), с получением порошка, который может быть использован в качестве эксципиента для регулируемого высвобождения.

Преимуществами этого эксципиента являются, но не ограничиваются ими: (1) простота обработки, (2) возможность отказаться от использования каких-либо органических растворителей в процессе, (3) возможность получить продукты высокой чистоты, удовлетворяющие требованиям FDA и Своду правил для изготовления пищевых добавок, употребляемых в пищу (США), а также Директивам Европейского парламента и Совета Nr/95/2/EC 20 февраля 1995 по пищевым добавкам, не относящимся к красителям и подсластителям (Директивы по прочим добавкам), (4) возможность осуществлять прямое прессование таблеток, (5) совместимость с гидрофильными и гидрофобными лекарственными средствами, (6) совместимость с широким интервалом концентраций лекарственного средства и их растворимостями, (7) безопасность сшитого высокоамилозного крахмала, (8) превосходная устойчивость по отношению к параметрам производства и растворения, (9) превосходная воспроизводимость от партии к партии и (10) возможность легкого и предсказуемого увеличения масштаба производства.

Более конкретно, было обнаружено, что регулируемое высвобождение лекарственного средства может быть достигнуто с использованием высокоамилозного крахмала, который подвергают последовательной трансформации, описанной выше, с получением порошкообразного эксципиента. Использование этого модифицированного крахмала в таблетке в качестве матрицы дает хороший почти линейный профиль высвобождения, а время высвобождения составляет от 2 часов до 24 часов.

Было также обнаружено, что этот модифицированный крахмал может быть использован для изготовления имплантатов для местной замедленной доставки лекарственных средств, где время in vivo высвобождения увеличивается от периода 1-3 дня до периода в 3-4 недели.

В соответствии с настоящим изобретением предлагается фармацевтическая композиция, представляющая таблетку с регулируемым высвобождением, которая дополнительно содержит смесь для прямого прессования, состоящую из порошкообразного сшитого и дополнительно модифицированного высокоамилозного крахмала в качестве эксципиента для регулируемого высвобождения лекарственного средства, и из порошка, по крайней мере, одного лекарственного средства. Матрица для регулируемого высвобождения состоит, по существу, из сшитого высокоамилозного крахмала, полученного путем сшивания высокоамилозного крахмала с подходящим сшивающим агентом. Кроме того, указанный сшитый высокоамилозный крахмал является химически модифицированным. Последовательность двух реакций (то есть реакции сшивания и дополнительной химической модификации) может быть проведена альтернативно, в обратном порядке или одновременно.

Сшитый высокоамилозный крахмал может быть получен с использованием предпочтительных количеств сшивающего агента, составляющих примерно 0,005-0,3 г на 100 г сухого крахмала.

Если используемое в настоящем изобретении фармацевтическое лекарственное средство(а) очень плохо растворяется в воде, то порошок такого лекарственного средства (b) может присутствовать в количестве вплоть от примерно 70% до примерно 90% по массе таблетки. Если фармацевтическое лекарственное средство(а) хорошо растворяется в воде, то его количество не должно превышать от примерно 30% до примерно 50% по массе таблетки.

В соответствии с настоящим изобретением таблетка может также иметь сухое покрытие. В этом случае сердцевина таблетки содержит большую часть порошка лекарственного средства(ств). Внешняя оболочка будет состоять, главным образом, из эксципиента для регулируемого высвобождения за исключением того случая, когда необходимо создать определенные профили доставки (например, двухфазный или двойной импульс).

Таким образом, в своем широком аспекте настоящее изобретение предлагает способ получения нового регулирующего высвобождение эксципиента, состоящего, главным образом, из сшитого высокоамилозного крахмала, используемого для изготовления таблеток. Указанный способ включает:

(а) сшивание высокоамилозного крахмала (предпочтительно, такой высокоамилозный крахмал содержит, по крайней мере, 70 мас.% амилозы), предпочтительно с использованием от примерно 0,005 г до примерно 0,3 г, более предпочтительно от примерно 0,01 г до примерно 0,12 г, даже более предпочтительно от примерно 0,04 г до примерно 0,1 г, наиболее предпочтительно примерно 0,075 г сшивающего агента на 100 г сухого высокоамилозного крахмала в щелочной водной среде при подходящей температуре (предпочтительно от примерно 10°С до примерно 90°С, более предпочтительно от примерно 20°С до примерно 80°С, даже более предпочтительно от примерно 20°С до примерно 60°С и наиболее предпочтительно примерно 30°С), в течение подходящего периода времени проведения реакции (предпочтительно от примерно 1 минуты до примерно 24 часов, более предпочтительно от примерно 15 минут до примерно 4 часов, даже более предпочтительно от примерно 30 минут до примерно 2 часов, наиболее предпочтительно примерно 60 минут) с образованием при этом реакционной среды, содержащей реакционный продукт, состоящий из суспензии сшитого высокоамилозного крахмала (предпочтительно в концентрации от примерно 5% до примерно 45%, более предпочтительно от примерно 20% до примерно 42%, даже более предпочтительно от примерно 30% до примерно 40%, наиболее предпочтительно примерно 35%);

(b) химическую модификацию суспензии сшитого высокоамилозного крахмала, полученной на стадии (а) (например, реакцию гидроксипропилирования с пропиленоксидом, предпочтительно примерно 0,5%-20%, более предпочтительно от примерно 1% до примерно 10%, даже более предпочтительно примерно 3%-9%, и наиболее предпочтительно примерно пропиленоксида 6%), при температуре от примерно 10°С до примерно 90°С, предпочтительно от примерно 20°С до примерно 80°С, более предпочтительно от примерно 20°С до примерно 50°С и наиболее предпочтительно примерно 40°С, в течение периода времени от примерно 1 часа до примерно 72 часов, предпочтительно от примерно 2 часов до примерно 48 часов, более предпочтительно от примерно 10 часов до примерно 40 часов и наиболее предпочтительно примерно 29 часов: Альтернативно, стадии (а) и (b) осуществляются в обратном порядке или одновременно;

(c) нейтрализацию реакционной среды, полученной на стадии (b) кислотой (предпочтительно разбавленной водной неорганической кислотой), промывку образованной суспензии и необязательно удаление воды или сушку;

(d) получение суспензии при концентрации от примерно 2% до примерно 40 мас.%, предпочтительно от примерно 5% до примерно 35 мас.%, более предпочтительно от примерно 5% до примерно 25 мас.%, и наиболее предпочтительно, примерно 9 мас.%, доведение рН до нужного значения в пределах от 3 до 12 (предпочтительно примерно 6,0) и желатинизацию суспензии при температуре от примерно 80°С до примерно 180°С, предпочтительно от примерно 120°С до примерно 170°С, более предпочтительно от примерно 140°С до примерно 165°С и наиболее предпочтительно примерно 160°С, в течение периода времени от примерно 1 секунды до примерно 120 минут, предпочтительно от примерно 30 секунд до примерно 60 минут, более предпочтительно от примерно 1 минуты до примерно 20 минут и наиболее предпочтительно примерно 8 минут; и

(e) сушку термообработанного продукта со стадии (d) с получением регулирующего высвобождения эксципиента, состоящего, главным образом, из химически модифицированного и сшитого высокоамилозного крахмала в форме порошка.

Описание чертежей

Фигура 1: Профили высвобождения в стандартных условиях растворения для композиций LP-1443 и Zydol SR 100®.

Фигура 2: Целевые и фактические профили in vitro растворения для композиции LP-1473. In vifcro-профиль был получен в стандартных условиях растворения.

Фигура 3: Целевой и in vitro-профиль растворения для Tramadol® HCl, 200 мг.

Фигура 4: Фармакокинетика таблеток LP-1443 по сравнению с Tramal Long 100® у человека.

Фигура 5: Фармакокинетика таблеток LP-1473 (с пленочным покрытием) у человека.

Фигура 6: Влияние рН растворяющей среды на профиль растворения композиции LP-1443.

Фигура 7: Влияние -амилазы Bacillus в растворяющей среде на профиль растворения композиции LP-1443.

Фигура 8: Влияние ионной силы растворяющей среды на профиль растворения композиции LP-1443.

Фигура 9: Влияние скорости смешивания на профиль растворения композиции LP-1443.

Фигура 10: Влияние рН растворяющей среды на профиль растворения композиции LP-1473 (без пленочного покрытия).

Фигура 11: Влияние -амилазы Bacillus в растворяющей среде на профиль растворения композиции LP-1473 (без пленочного покрытия).

Фигура 12: Влияние ионной силы растворяющей среды на профиль растворения композиции LP-1473 (без пленочного покрытия).

Фигура 13: Влияние скорости смешивания на профиль растворения композиции LP-1473 (без пленочного покрытия).

Фигура 14: Квазиобратимые вязкоупругие свойства таблетки Cerestar.

Фигура 15: Кривые "напряжение-релаксация", полученные исходя из постадийного наложения 1%-ного напряжения.

Фигура 16: СЭМ: Поверхность таблетки Cerestar, высушенной вымораживанием и набухшей в воде.

Фигура 17: СЭМ: Высушенная вымораживанием супернатантная суспензия, присутствующая вокруг набухшей в воде таблетки Cerestar.

Фигура 18: СЭМ: таблетки Rougier при равновесном набухании в воде при 37°С.

Фигура 19: Результат ГПХ,% углеводов в Amylogel 3003, Contramid-Rougier 333, серии Cerestar 3808, 1903, 3825 в зависимости от фракции.

Фигура 20: Результат ГПХ,% углеводов в Amylogel 3003, Contramid-Rougier 333, серии Cerestar 3808, 1903, 3825 в зависимости от log [г/М].

Фигура 21: Jn vitro кумулятивное высвобождение ципрофлоксацина-HCl при трех различных нагрузках имплантата.

Фигура 22: Концентрации ципрофлоксацина в сыворотке.

Фигура 23: Концентрации ципрофлоксацина в мышце.

5. Подробное описание изобретения

Крахмал является одним из наиболее распространенных биополимеров на земле. Крахмал представляет собой, главным образом, углевод, состоящий из двух отдельных фракций: одной из которых является амилоза, представляющая собой, по существу, линейный полимер из глюкопиранозных звеньев, связанных посредством -D(1,4)-связей. Вторым компонентом является амилопектин, который представляет собой в высокой степени разветвленный полимер, связанный с гидроксилом в С-6-положении некоторых глюкозных остатков в амилозе посредством -D(1,6)связей. Амилоза содержит примерно 4000 глюкозных звеньев. Амилопектин содержит примерно 100000 глюкозных звеньев.

Сшивание крахмала представляет собой высокоэффективный метод модификации крахмала. Обычно сшитые крахмальные гранулы придают пасте устойчивость к сдвигу или нагреванию. Такие химически сшитые крахмалы обеспечивают желательную равномерную структуру и обладают стабильной вязкостью в процессе обработки и нормальным сроком годности при хранении. Как указывалось выше, в соответствии с настоящим изобретением было обнаружено, что особенно желательным является сшивание высокоамилозного крахмала с последующей желатинизацией. Более конкретно, было обнаружено, что сшивание высокоамилозного крахмала вместе с его дополнительной химической модификацией (например, гидроксипропилированием), проводимой перед желатинизацией, позволяет получить новый эксципиент, обладающий нужными свойствами, обеспечивающими регулируемое высвобождение.

Сшивание высокоамилозного крахмала может быть осуществлено в соответствии с процедурами, известными специалистам в данной области. Так, например, сшивание амилозы может быть осуществлено способом, описанным в работе Mateescu [BIOCHEMIE, 60, 535-537 (1978)], посредством взаимодействия амилозы с эпихлоргидрином в щелочной среде. Аналогичным образом, крахмал может быть также сшит реагентом, выбранным из группы, состоящей из эпихлоргидрина, ангидрида адипиновой кислоты, триметафосфата натрия и оксихлорида фосфора или другими сшивающими агентами, включая, но не ограничиваясь ими, 2,3-дибромпропанол, линейные смешанные ангидриды уксусной и ди- или трехосновных карбоновых кислот, винилсульфон, диэпоксиды, хлорангидрид циануровой кислоты, гексагидро-1,3,5-трисакрилоил-s-триазин, гексаметилендиизоцианат, толуол-2,4-диизоцианат, N,N-метиленбисакриламид, N,N'-бис(гидроксиметил)этиленмочевину, смешанные ангидриды угольной-карбоновой кислот, имидазолиды угольной кислоты и многоосновной карбоновой кислоты, имидазолиевые соли многоосновных карбоновых кислот и гуанидиновые производные поликарбоновых кислот.

Используемые реакционные условия могут варьироваться в зависимости от типа и количества используемого сшивающего агента, а также от базовой концентрации, количества и типа крахмала.

Могут быть использованы все имеющиеся крахмалы, содержащие более чем 40 мас.% амилозы, например, гороховый крахмал и крахмал мозгового гороха, бобовый крахмал, крахмал гибридов или генетически модифицированной тапиоки или картофеля, или крахмал из каких-либо других корней, клубней или злаков. В качестве основного материала предпочтительно использовать высокоамилозный крахмал, содержащий примерно 70 мас.% амилозы. В рабочих примерах 1 и 2 используется высокоамилозный крахмал (ClAmyloGel 03003 (Cerestar U.S.A. Inc.). Реакцию обычно осуществляют в присутствии натриевой соли, такой как сульфат натрия или хлорид натрия, и натриевого основания. Эти реагенты диспергируют в воде до образования суспензии, содержащей от примерно 35% до примерно 42% сухих веществ. Затем эту суспензию нагревают или охлаждают до температуры от примерно 10°С до примерно 90°С, предпочтительно от примерно 20°С до примерно 80°С, более предпочтительно от примерно 20°С до примерно 40°С, наиболее предпочтительно примерно 30°С. В соответствии с настоящим изобретением на стадии сшивания предпочтительно использовать от примерно 0,005% до примерно 0,3 мас.% сшивающего реагента, оксихлорида фосфора в количестве от 0,01 до 0,2 мас.% или триметафосфата натрия (STMP) в количестве от 0,05 до 0,3 мас.%. В примере 1 используется оксихлорид фосфора в количестве 0,075%, а в примере 2 используется триметафосфат натрия в количестве 0,15%.

Реакцию сшивания осуществляют в водной щелочной среде при рН 10-14 в течение примерно 0,2-40 часов (предпочтительно в течение от примерно 15 минут до примерно 4 часов, более предпочтительно от примерно 30 минут до примерно 2 часов, и наиболее предпочтительно примерно 60 минут) при температуре от примерно 15 до примерно 90°С. В результате получают реакционную смесь, содержащую суспензию сшитого высокоамилозного крахмала. Концентрация суспензии предпочтительно составляет от примерно 5 до примерно 45%, более предпочтительно от примерно 20 до примерно 42%, и наиболее предпочтительно от примерно 30 до примерно 40%.

Сшитый высокоамилозный крахмал дополнительно химически модифицируют. Предпочтительной модификацией является гидроксипропилирование пропиленоксидом, взятым в концентрации от примерно 0,5% до примерно 20%, предпочтительно от примерно 1% до примерно 10% в расчете на сухую массу. Реакционную смесь выдерживают при температуре от примерно 10°С до примерно 90°С, предпочтительно от примерно 20°С до примерно 80°С, более предпочтительно от примерно 20°С до примерно 50°С, и наиболее предпочтительно примерно 40°С в течение периода времени от примерно 1 часа до примерно 72 часов, предпочтительно от примерно 2 часов до примерно 48 часов, более предпочтительно от примерно 10 часов до примерно 40 часов и наиболее предпочтительно примерно 20 часов. Альтернативно, сшивание и химическая модификация могут быть осуществлены в обратном порядке или одновременно. Реакционную смесь нейтрализуют разбавленной водной кислотой. Предпочтительными кислотами для нейтрализации являются серная кислота и соляная кислота.

Реакция сшивания, осуществляемая в щелочной среде с последующей нейтрализацией, приводит к образованию побочных продуктов, состоящих, главным образом, из солей. Для удаления солей из водной суспензии сшитого высокоамилозного крахмала могут быть использованы различные методы, включая фильтрацию, центрифугирование, декантирование или непрерывную промывку Дорра Клонса (Dorr Clones).

В соответствии с настоящим изобретением могут быть использованы любые известные методы. Полученная суспензия или лепешка из крахмала может быть необязательно обезвожена или осушена с получением лепешки крахмала или сухого порошка.

Крахмальные гранулы удерживаются вместе посредством водородных связей, которые образуются между молекулами крахмала. При нагревании водной суспензии крахмала до определенной температуры эта водородная связь ослабевает и гранулы набухают вплоть до их деструкции. Этот процесс называется "желатинизацией".

Специалистам известно множество методов желатинизации. Они включают непрямое или прямое нагревание или паровую обработку водной дисперсии крахмала, химическую обработку таких дисперсий с использованием сильной щелочи или комбинированную механическую и тепловую обработку.

В соответствии с настоящим изобретением желатинизацию сшитого высокоамилозного крахмала предпочтительно проводят путем разведения суспензии крахмала, лепешки или порошка крахмала в воде с образованием суспензии при концентрации примерно 2-40 мас.%. рН модифицированной суспензии крахмала доводят до нужного значения от примерно 3 до примерно 12. Желательно значения рН примерно 6,0. Затем суспензию нагревают до от примерно 80°С до примерно 180°C, предпочтительно от примерно 120°С до примерно 170°С, более предпочтительно от примерно 140°С до примерно 165°С, и наиболее предпочтительно до примерно 160°С путем прямой обработки паром. Предпочтительный метод желатинирования предусматривает непрерывную варку крахмальной суспензии под давлением. Затем суспензию выдерживают при указанной температуре в течение периода времени от примерно 1 секунды до примерно 120 минут, предпочтительно от примерно 30 секунд до примерно 60 минут, более предпочтительно от примерно 1 минуты до примерно 20 минут и наиболее предпочтительно примерно 2-10 минут; при температуре от примерно 80°С до примерно 180°С, предпочтительно от примерно 120°С до примерно 170°С, более предпочтительно от примерно 140°С до примерно 165°С, наиболее предпочтительно примерно 160°С. Эта процедура может быть осуществлена в непрерывной системе, включающей удерживающую колонку (см. пример 1).

Желатинированный продукт может быть осушен лиофилизацией, сушкой распылением с использованием распылительного сопла или распылительного диска либо сушкой в нагретой камере. В соответствии с настоящим изобретением сшитый высокоамилозный крахмал сушат распылением с использованием башни для распылительной сушки, снабженной соплом. Температура на входе была фиксирована в интервале от примерно 60°С до примерно 350°С, предпочтительно от примерно 150°С до примерно 300°С, более предпочтительно от примерно 200°С до примерно 270°С и наиболее предпочтительно примерно 245°С. Температуру воздуха на выходе была установлена в интервале от примерно 40°С до примерно 210°С, предпочтительно от примерно 60°С до примерно 190°C, более предпочтительно от примерно 80°С до примерно 170°С и наиболее предпочтительно примерно 120°С. Полученный порошок представлял собой эксципиент, регулирующий высвобождение и имеющий нижеописанные свойства:

Свойства
Влажность	2-15%
Объемная плотность	100-350 г/л
Насыпная плотность	150-600 г/л
рн	4-7
Максимальное значение размера частиц -(Лазерньй классификатор частиц по размерам-Sympatec)	20-250 мкм

Принимая во внимание устойчивость таблеток к деградации пищеварительной амилазой и их повышенную способность к растворению, заявителями было установлено, что модифицированный сшитый высокоамилозный крахмал настоящего изобретения может быть использован в качестве полимера-носителя для перорально вводимых фармацевтических агентов. Указанный модифицированный сшитый высокоамилозный крахмал сообщает перорально вводимым таблеткам, содержащим фармацевтические агенты, желательную способность к медленному высвобождению этих агентов.

Кроме того, заявителями было обнаружено, что таблетки, имплантированные подкожно или внутримышечно, очень хорошо переносились и были в высокой степени биосовместимыми. Они полностью поглощались макрофагами в течение периода времени от 1 до 3 месяцев. Было также показано, что такие таблетки обеспечивали регулируемое высвобождение лекарственных средств локально в течение периодов времени от примерно 1-3 дней до примерно 3-4 недель.

В соответствии с этим настоящее изобретение относится к твердой фармацевтической единичной лекарственной форме с регулируемым высвобождением, изготовленной в виде таблетки. Эта таблетка, как очевидно для каждого специалиста, может быть введена различными путями, например перорально, орально или путем имплантации и т.п. Таблетка может быть также изготовлена в различных формах, например, без покрытия, с сухим покрытием или пленочным покрытием, и т.п. Подробное описание таблеток можно найти в таких работах как The Theory and Practice of Industrial Pharmacy, Lachman et al., 3rd Ed. (Lea & Febiger, 1986). Твердая фармацевтическая единичная лекарственная форма с регулируемым высвобождением по настоящему изобретению содержит смесь от примерно 0,01% до примерно 80 мас.% фармацевтического агента и от примерно 20% до примерно 99,99 мас.% модифицированного сшитого высокоамилозного крахмала, описанного выше. Фармацевтический агент предпочтительно имеет форму сухого порошка.

Таким фармацевтическим агентом является любое лекарственное средство, которое может быть введено перорально. Предпочтительно фармацевтическим агентом является, но не ограничивается ими, гидрохлорид псевдоэфедрина, ацетаминофен или диклофенак-натрий, верапамил, глипизид, нифедипин, фелодипин, бета-гистин, альбутерол, акривастин, омепразол, мизопростол, трамадол, оксибутинин, тримебутин, ципрофлоксацин и их соли. Кроме того, фармацевтическим агентом может быть противогрибковый агент, такой как кетоконазол, или аналгетик, такой как ацетилсалициловая кислота, ацетаминофен, парацетамол, ибупрофен, кетопрофен, индометацин, дифлунизол, напроксен, кеторолак, диклофенак, толметин, сулиндак, фенацетин, пироксикам, мефаманиновая кислота, декстраметофам, другие нестероидные противовоспалительные средства, включая салицилаты, их фармацевтически приемлемые соли или смеси.

Твердая фармацевтическая единичная лекарственная форма с регулируемым высвобождением может, кроме того, включать фармацевтически приемлемый носитель или наполнитель. Такие носители или наполнители известны специалистам, и их описание можно найти, например, в Remington's Pharmaceutical Sciences, 18th Ed. (1990). Примерами таких носителей или наполнителей являются лактоза, крахмал, дифосфат кальция, сульфат кальция, каолин, маннит и сахарная пудра. Кроме того, если необходимо, могут быть включены подходящие связующие агенты, лубриканты, дезинтегрирующие агенты и окрашивающие агенты. По желанию, могут быть включены красители, а также подсластители или отдушки.

Связуюшие агенты, подходящие для использования в фармацевтических композициях и в лекарственных формах, включают, но не ограничиваются ими, кукурузный крахмал, картофельный крахмал или другие крахмалы, желатин, природные и синтетические смолы, такие как ксантановая камедь, аравийская камедь, альгинат натрия, альгиновая кислота, другие альгинаты, порошкообразная трагакантовая камедь, гуаровая камедь, целлюлоза и ее производные (например, этилцеллюлоза, ацетат целлюлозы, кальций-содержащая карбоксиметилцеллюлоза, натрий-содержащая карбоксиметилцеллюлоза), поливинилпирролидон, метилцеллюлоза, предварительно желатинированный крахмал, гидроксипропилметилцеллюлоза (например, №№2208, 2906, 2910), микрокристаллическая целлюлоза, полиэтиленоксид и их смеси.

Подходящие формы микрокристаллической целлюлозы включают, например, материалы, имеющиеся в продаже под торговыми названиями AVICEL-PH-101, AVICEL-PH-103, AVICEL-PH-581 и AVICEL-PH-105 (поставляемые FMC Corporation, American Viscose Division, Avicel Sales, Marcus Hook, PA, U.S.A.). Примеров подходящего связующего агента является смесь микрокристаллической целлюлозы и натрийкарбоксиметилцеллюлозы, имеющейся в продаже под торговым названием AVICEL RC-581. Подходящие безводные эксципиенты или добавки, либо эксципиенты или добавки с низким содержанием влаги включают AVICEL-PH-103, крахмал Starch 1500 LM и CIPharm DC 93000.

Примеры подходящих наполнителей для использования в фармацевтических композициях и лекарственных формах включают, но не ограничиваются ими, тальк, карбонат кальция (например, гранулы или порошок), микрокристаллическую целлюлозу, порошкообразную целлюлозу, декстраны, каолин, маннит, кремневую кислоту, сорбит, крахмал, предварительно желатинированный крахмал и их смеси. Связующий агент/наполнитель в фармацевтических композициях настоящего изобретения обычно присутствует в количестве от примерно 50 до примерно 99 мас.% фармацевтической композиции.

Дезинтегрирующие агенты, которые могут быть использованы для получения фармацевтических композиций и лекарственных форм настоящего изобретения, включают, но не ограничиваются ими, агар-агар, альгиновую кислоту, карбонат кальция, микрокристаллическую целлюлозу, натрийкроскармелозу, кросповидон, полиакрилин-калий, натрий гликолят крахмала, картофельный крахмал или крахмал тапиоки, предварительно желатинированный крахмал, другие крахмалы, глины, другие альгинаты, другие целлюлозы, камеди или их смеси.

Лубриканты, которые могут быть использованы для получения фармацевтических композиций и лекарственных форм настоящего изобретения, включают, но не ограничиваются ими, стеарат кальция, стеарат магния, минеральное масло, легкое минеральное масло, глицерин, сорбит, маннит, полиэтиленгликоль, другие гликоли, стеариновую кислоту, лаурилсульфат натрия, тальк, гидрогенизированное растительное масло (например, арахисовое масло, масло хлопчатника, подсолнечное масло, кунжутное масло, оливковое масло, кукурузное масло и соевое масло), стеарат цинка, этилолеат, этиллаурат, агар или их смеси. Дополнительно лубриканты включают, например, силоидный силикагель (AEROSIL 200, изготавливаемый W.R. Grace Co. of Baltimore, MD), коагулированный аэрозоль из синтетической двуокиси кремния (поставляемый Degussa Со. of Piano, Texas), CAB-O-SIL (пирогенная двуокись кремния, продукт, поставляемый Cabot Co. of Boston, Mass) или их смеси. Лубрикант обычно может быть необязательно добавлен в количестве менее примерно 1 процента по массе фармацевтической композиции.

После смешивания фармацевтического агента и модифицированного сшитого высокоамилозного крахмала обычно стандартными способами, включая, но не ограничиваясь ими, смешивание в виде порошков, сухую или мокрую грануляцию, полученную смесь спрессовывают в таблетку. Давление, используемое для спрессовывания смеси, предпочтительно равно или превышает 0,16 Т/см².

Для лучшего понимания настоящего изобретения ниже описаны методы тестирования и примеры, которые приводятся в целях иллюстрации настоящего изобретения и не ограничивают его объема.

6. Примеры

В качестве методов тестирования, осуществляемого для оценки свойств продуктов, полученных в примерах, были проведены нижеследующие процедуры.

Пример 1

Получение эксципиента, регулирующего высвобождение

А. Получение сшитого высокоамилозного крахмала

Высокоамилозный крахмал (30,0 кг), содержащий примерно 70 мас.% амилозы (ClAmyloGel 03003), помещали в реактор. В этот реактор добавляли воду (55,0 л), содержащую гидроксид натрия (30,0 г) и сульфат натрия (2,40 кг). Полученную суспензию нагревали до температуры 30°С. К этой реакционной смеси добавляли оксихлорид фосфора (22,5 г) и подвергали реакции в течение одного часа.

В. Получение гидроксипропилированного сшитого высокоамилозного крахмала

Неочищенную реакционную смесь, полученную как описано в части А, переносили в реактор для гидроксипропилирования. Эту реакционную смесь нагревали до 40°С в течение 30 минут и продували азотом. После полной продувки добавляли пропиленоксид (1,80 кг). Реакционную смесь выдерживали при 40°С в течение 20 часов. Реакционную смесь нейтрализовали 0,1н.H₂SO₄ (1:2 об./об.) до рН 5,5. Суспензию крахмала промывали в роторе центрифуги при скорости 1200 об./мин. Полученную лепешку крахмала повторно суспендировали в 35 л воды и второй раз центрифугировали. Полученную лепешку крахмала сушили на сушилке с распылением при температуре на входе 160°С и при температуре на выходе 60°С.

С. Желатинизация

Лепешку модифицированного гранулированного крахмала разводили в деминерализованной воде с получением суспензии при концентрации примерно 8%, вычисленной из расчета на сухое вещество. Полученная суспензия имела относительную плотность 1,032 кг/л по отношению к воде. рН суспензии модифицированного крахмала доводили до 6,0. Затем эту суспензию нагревали до 160°С путем прямой инжекции пара (Schlick Model 825). Изменение температуры не превышало ±1°С. Суспензию выдерживали в удерживающей колонке в течение 4 минут при температуре 160°С и давлении примерно 5,5 бар. Затем давление стравливали до атмосферного. Затем суспензию содержали при 95°С в резервуаре-сборнике.

D. Сушка распылением

Сушку суспензии, полученной как описано в части С, осуществляли в башне для распылительной сушки Niro FSD 4, снабженной 0,8 мм-соплом, при скорости подачи 10 л/час. Температура на входе составляла 300°С, а температура на выходе составляла 120°С. Полученный порошок представлял собой эксципиент, регулирующий высвобождение и имеющий описанные ниже свойства:

Свойства
Влажность	4,5%
Объемная плотность	150 г/л
Насыпная плотность	210 г/л
рН	5,4
Максимальное значение размера частиц (Лазерный классификатор частиц по размерам-Sympatec)	50 мкм

Образец крахмала, полученный на стадиях (A)-(D), будет далее называться "Cerestar".

Пример 2

Получение эксципиента, регулирующего высвобождение

А. Получение сшитого высокоамилозного крахмала

Высокоамилозный крахмал (30,0 кг), содержащий примерно 70 мас.% амилозы (ClAmyloGel 03003), помещали в реактор. В этот реактор добавляли воду (55,0 л), содержащую гидроксид натрия (30,0 г) и сульфат натрия (2,40 кг). Полученную суспензию нагревали до температуры 30°С. К этой реакционной смеси добавляли триметафосфат натрия (45 г) и подвергали реакции в течение одного часа.

В. Получение гидроксипропилированного сшитого высокоамилозного крахмала

Неочищенную реакционную смесь, полученную как описано в части А, переносили в реактор для гидроксипропилирования. Эту реакционную смесь нагревали до 40°С в течение 30 минут и продували азотом. После полной продувки добавляли пропиленоксид (1,80 кг). Реакционную смесь выдерживали при 40°С в течение 20 часов. Реакционную смесь нейтрализовали 0,1н. H₂SO₄ (1:2 об./об.) до рН 5,5. Суспензию крахмала промывали в роторе центрифуги при скорости 1200 об./мин. Полученную лепешку крахмала повторно суспендировали в 35 л воды и второй раз центрифугировали. Полученную лепешку крахмала сушили на сушилке с распылением при температуре на входе 160°С и при температуре на выходе 60°С.

С. Желатинизация

Лепешку модифицированного гранулированного крахмала разводили в деминерализованной воде с получением суспензии при концентрации примерно 8%, вычисленной из расчета на сухое вещество. Полученная суспензия имела относительную плотность 1,032 кг/л по отношению к воде. рН суспензии модифицированного крахмала доводили до 6,0. Затем эту суспензию нагревали до 160°С путем прямой инжекции пара (Schlick Model 825). Изменение температуры не превышало ±1°С. Суспензию выдерживали в удерживающей колонке в течение 4 минут при температуре 160°С и давлении примерно 5,5 бар. Затем давление стравливали до атмосферного. После этого суспензию содержали при 95°С в резервуар-сборнике.

D. Сушка распылением

Сушку суспензии, полученной как описано в части С, осуществляли в башне для распылительной сушки Niro FSD 4, снабженной 0,8 мм-соплом, при скорости подачи 10 л/час. Температура на входе составляла 300°С, а температура на выходе составляла 120°С. Полученный порошок представлял собой эксципиент, регулирующий высвобождение и имеющий нижеописанные свойства:

Свойства
Влажность	5,2%
Объемная плотность	103 г/л
Насыпная плотность	155 г/л
рН	5,3
Максимальное значение размера частиц (Лазерный классификатор частиц по размерам-Sympatec)	70 мкм

Пример 3

Получение 100 мг-таблеток трамадола-HCl (Tramadol HCl) с регулируемым высвобождением

100 мг-таблетки трамадола-HCl получали в виде матричной лекарственной формы (композиция LP-1443), содержащей сшитый высокоамилозный крахмал, полученный, как описано в примере 1. Компоненты композиции LP-1443 указаны в таблице 1. Таблетки композиции LP-1443 имели диаметр 9,53 мм. Таблетка LP-1443 имела круглую и двояковыпуклую форму. Для сравнения использовали таблетки Tramal Long 100® (изготовленные Grunenthal, Germany). Таблетки Tramal Long 100® содержали 100 мг трамадола-HCl и были изготовлены в матричной лекарственной форме с диаметром 10,15 мм. Таблетка Tramal Long 100® имела круглую и двояковыпуклую форму.

Таблица 1 Описание композиции LP-1443
Ингредиенты	Количество на одну таблетку (мг)	% (мас./мас.)
Трамадол-HCl	100	30,77
Сшитый высокоамилозный крахмал	188,6	59,03
Ксантановая камедь	3,25	9
Тальк (USP)	3,25	1
SiO 2	0,65	0,2
Всего	325	100

Пример 4

Получение 200 мг-таблеток трамадола-HCl с регулируемым высвобождением, не имеющих пленочного покрытия быстрого высвобождения [LP-1473 без пленочного покрытия]

200 мг-таблетки трамадола-HCl без пленочного покрытия получали в соответствии с таблицей 2. Сначала смешивали порошкообразный трамадол-HCl, сшитый высокоамилозный крахмал, тальк и SiO ₂ и прессовали с получением сердцевины таблетки. Затем смешивали трамадол-HCl, сшитый высокоамилозный крахмал, ксантановую камедь, тальк и SiO₂ и прессовали с получением сердцевины таблетки с внешним сухим покрытием. В результате получали двухфазную таблетку, содержащую 170 мг трамадола-HCl. Такая таблетка была названа LP-1473 без пленочного покрытия.

Таблица 2 Описание композиции LP-1473 (200 мг трамадола-HCl)(без пленочного покрытия быстрого высвобождения, содержащего 30 мг трамадола)
Ингредиенты	Сердцевина
	Количество на одну таблетку (мг)	(мас./мас.)%
Трамадол-HCl	85	42,5
Сшитый высокоамилозный крахмал	188,6	56,3
Тальк (USP)	3,25	1
SiO 2	0,65	0,2
Всего	200	100
Ингредиенты	Сухое покрытие
	Количество на одну таблетку (мг)	(мас./мас.)%
Трамадол-HCl	85	21,25
Сшитый высокоамилозный крахмал	230,2	57/55
Ксантановая камедь	80	20
Тальк (USP)	4	1
SiO 2	0,8	0,2
Всего	400	100

Пример 5

Получение композиции LP-1473 с пленочным покрытием

Таблетки композиции LP-1473, имеющие сухое покрытие и полученные, как описано в примере 4, были, кроме того, покрыты пленкой, содержащей 30 мг трамадола-HCl. Эта пленка состояла из первого покрытия, содержащего 30 мг трамадола-HCl, смешанного с 8 мг Opadry Clear® YS-3-7065. Затем на это субпокрытие наносили 13 мг белого покрытия Opadry II® YS-22-7719. Cpadry Clear® и Opadry II® производятся Colorcon, Inc., West Point, Pennsylvania.

Пример 6

Определение концентрации трамадола-HCl после растворения

Концентрацию трамадола-HCl, высвобождаемого в сосуды для растворения, непосредственно оценивали с помощью спектрометрии в видимом УФ-диапазоне с использованием спектрофотометра UV-Visible HP-8453. Собранные фракции анализировали путем измерения УФ-поглощения в диапазоне 269-273 нм с использованием смещения 1 нм относительно калибровочного сигнала, измеренного в диапазоне 380 - 384 нм с использованием смещения 1 нм. Калибровочные кривые, построенные с использованием стандартного буфера U.S.Р., рН 1,2 и рН 7,5, определяли при концентрациях в диапазоне 0,0300 0,800 мг/мл. Кривые при обоих значениях рН были идентичными, и во всех анализах использовали кривые, построенные при рН 1,2.

Пример 7

Тест на растворение в стандартных условиях растворения

Все тесты проводили с использованием стенда для испытаний на растворение Vankel BioDiss (U.S.Р. типа III). Для проведения теста в стандартных условиях растворения, стенд BioDiss был оснащен четырьмя рядами сосудов для растворения. Каждый сосуд наполняли 250,0 г растворяющей среды. Растворяющая среда представляла собой стандартный буфер U.S.Р., рН 1,2, стандартный буфер U.S.P., рН 6,8 (50 мМ) или стандартный буфер U.S.Р., рН 7,5 (50 мМ). Используемым ферментом была -амилаза Bacillus от Sigma Chemicals. Ячейки, содержащие таблетки, были снабжены ситом 40 меш в нижних крышках и ситом в 20 меш в верхних крышках. Для имитации in vivo-условий тесты на растворение проводили при 37°С в течение 24 часов, как описано ниже:

Время (часы)	рН	Фермент (МЕ/л)	Перемешивание (погружений/мин)
00:30	1,2	0	15
00:30	6,2	4500	15
04:00	7,5	0	15
19:00	7,5	0	5

Образцы каждой растворяющей среды брали в определенные моменты времени. Перед проведением анализа с использованием УФ-спектрофотометра (в видимом УФ-диапазоне), каждую аликвоту фильтровали через 2 мм-фильтр (Millex АР) (см. пример 6). Получали профили растворения в стандартных условиях растворения для LP-1443, Tramal Long 100® (также известного как Zydol SR 100® в Великобритании), LP-1473 (без пленочного покрытия) и LP-1473 (с пленочным покрытием).

На фигуре 1 показан профиль высвобождения, полученный для 100 мг композиции трамадола-HCl (композиция LP-1443). На этой фигуре также показан профиль эталонного продукта Zydol SR 100®. Данные показали, что композиция LP-1443 и эталонные композиции имеют сравнимые профили растворения.

На фигуре 2 показаны целевой и фактический профили высвобождения, полученные с использованием композиции LP-1473 (без пленочного покрытия) для 170 мг компонента трамадола-HCl медленного высвобождения из всей 200 мг-композиции.

На фигуре 3 показан профиль in vitro растворения для 200 мг-композиции трамадола-HCl с пленочным покрытием и целевой профиль высвобождения для всей 200 мг-таблетки трамадола-HCl.

Целевые кривые строили исходя из целевого фармакокинетического профиля, который был определен по быстрому началу действия (концентрация выше 100 нг/мл за менее чем 1 час), наличию плато на 16 часов в диапазоне концентраций 100-300 нг/мл и медленному спаду, примерно при 24 час, при концентрации примерно 100 нг/мл.

Пример 8

Биологическая доступность in vivo

Биологическую доступность препарата Tramal Long 100®, таблеток LP-1443 и таблеток LP-1473 (с пленочным покрытием) оценивали в in vivo условиях в открытых рандомизированных перекрестных фармакокинетических исследованиях с использованием разовой дозы, в которых участвовали 14 здоровых добровольцев.

На фигуре 4 и 5 представлены кривые концентраций трамадола в плазме как показателей профиля высвобождения для этих таблеток.

Профили высвобождения для таблеток LP-1443, содержащих 100 мг трамадола, были эквивалентны профилям для Tramal Long 100©.

Для таблеток LP-1473 (с пленочным покрытием), содержащих 200 мг трамадола, был достигнут целевой профиль замедленного высвобождения при концентрациях в плазме 100-300 кг/мл в течение интервала времени от примерно 30 минут до примерно 24 часов после введения дозы.

Пример 9

Оценка на стойкость

Стойкость определяли как ограниченную зависимость профиля растворения активного ингредиента от изменений в условиях испытания на продуцирование или растворение. Все тесты на стойкость проводили с использованием стенда для испытаний на растворение Vankel BioDiss (U.S.P. типа III). Для проведения теста на стойкость в условиях растворения указанный стенд BioDiss был оснащен четырьмя рядами сосудов для растворения. Каждый сосуд наполняли 250,0 г растворяющей среды. Растворяющая среда представляла собой стандартный буфер U.S.Р., рН 1,2, стандартный буфер U.S.Р., рН 6,8 (50 мМ) или стандартный буфер U.S.Р., рН 7,5 (50 мМ). Используемым ферментом была -амилаза Bacillus от Sigma Chemicals. Ячейки, содержащие таблетки, были снабжены ситом 40 меш в нижних крышках, и ситом в 20 меш в верхних крышках. Тесты на растворение проводили при 37°С в течение 24 часов. Используемый метод описан ниже для каждого конкретного теста;

Тесты: рН 1,2, рН 6,8 (без фермента), и рН 7,5:

Время (часы)	Растворяющая среда	Перемешивание (погружений/мин)
05:00	рН 1,2, или 6,8, или 7,5	15
19:00		5

Тесты: рН 6,8+ 4500 МЕ/л (или 18000 МЕ/л)

Время (часы)	Фермент (МЕ/л)	Перемешивание (погружений/мин)
05:00	4500 или 18000	15
19:00		5

Тесты: перемешивание 5 погружений/мин, 15 погружений/мин

Время (часы)	Растворяющая среда	Перемешивание (погружений/мин)
05:00	рН 6,8 без фермента	5 или 15
19:00	рН 6,8 без фермента	5 или 15

Образцы каждой растворяющей среды брали в определенные моменты времени. Перед проведением анализа с использованием УФ-спектрофотометра (в видимом УФ-диапазоне), каждую аликвоту фильтровали через 2 мм-фильтр (Millex АР) (см. пример 6). Получали профили растворения для LP-1443, LP-1473 (без пленочного покрытия) при различных рН, в различных условиях перемешивания и в различных ферментативных условиях.

На фигуре 6 показано, что изменение рН растворяющей среды не оказывает значительного влияния на профиль высвобождения композиции LP-1443.

На фигуре 7 проиллюстрировано влияние фермента на профиль растворения. Хотя профили высвобождения в стандартных условиях растворения и при рН 6,8 являются сравнимыми, однако при использовании фермента в процессе испытаний скорость высвобождения увеличивалась очень незначительно. Это увеличение скорости, очевидно, зависит от концентрации фермента.

На фигуре 8 показано, что изменение ионной силы растворяющей среды не оказывает значительного влияния на профиль высвобождения композиции LP-1443.

На фигуре 9 показано, что изменение скорости размешивания в процессе растворения не оказывает влияния на профиль растворения в тестируемом диапазоне.

На фигуре 10 представлены профили растворения композиции LP-1473 (без пленочного покрытия) при различных рН. Эти профили растворения при рН 1,2, рН 6,8 или рН 7,5 не имеют значительного отличия от профилей, полученных в стандартных условиях.

На фигуре 11 проиллюстрировано влияние фермента на профиль растворения. Хотя профили высвобождения в стандартных условиях растворения и при рН 6,8 являются сравнимыми, однако при использовании фермента в процессе испытаний наблюдалось минимальное и незначимое увеличение скорости высвобождения. Это увеличение скорости, очевидно, зависит от концентрации фермента.

На фигуре 12 показано, что изменение ионной силы растворяющей среды не оказывает значительного влияния на профиль высвобождения композиции LP-1473 (без пленочного покрытия).

На фигуре 13 показано, что изменение скорости размешивания в процессе растворения не оказывает влияния на композицию LP-1473 (без пленочного покрытия) в тестируемом диапазоне.

Пример 10

Реологическое наблюдение за набухшими сшитыми крахмалами

Сшитый высокоамилозный крахмал (CLHAS), полученный способом, описанным в примере 1 настоящего изобретения (Cerestar), отличается от крахмала, полученного способом, описанным Rougier (Rougier) в работе Dumoulin et al., в WO 98/35992. При набухании в воде таблетки Cerestar увеличиваются в объеме примерно на 20% по ширине и на 79% по толщине в отличие от таблетки Rougier, которая увеличивается на 29% и 72% соответственно. После поглощения воды таблетки Cerestar по своей массе увеличивались в 2,55 раза по сравнению со своей первоначальной массой в сухом виде. Таблетки Rougier по своей массе увеличивались в 3,11 раза по сравнению со своей первоначальной массой в сухом виде. Влияние температуры на набухание, то есть на поглощение воды, для таблетки Cerestar было менее выражено, чем для таблеток Rougier.

Сравнение характера набухания таблеток Cerestar и Rougier, имеющих одинаковую толщину, показало, что таблетки Cerestar обнаруживали более быстрое увеличение жесткости при погружении в воду (фигура 14). В различные периоды времени таблетки подвергались 1%-ному сжатию и была зарегистрирована только максимальная нагрузка. После этого таблетки оставляли для повторного набухания до равновесия в свободном состоянии. Эксперименты проводили на приборе Mach-1 на таблетках толщиной 3 мм. Кривые "напряжение-релаксация" (фигура 15), полученные исходя из постадийного наложения 1%-напряжения, показали, что таблетки Cerestar являются гораздо более твердыми, чем таблетки Rougier, то есть таблетки Cerestar обнаруживали более выраженную стойкость к 1%-напряжению при сжатии. Таблетки Cerestar обнаруживали максимальное сопротивление, которое было примерно в 1,5 раза больше, чем у таблеток Rougier (примерно 15-25 г нагрузки на 1%-ное сжатие).

Пример 11 СЭМ-микрофотографии набухающих в воде таблеток Cerestar и Rougier

Для оценки морфологии таблеток Cerestar и Rougier была использована методика сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и было выявлено значительное различие между этими таблетками. На фигуре 16 показаны СЭМ-микрофотографии поверхности осушенной вымораживанием и набухшей в воде таблетке Cerestar. На фигуре 17 показаны СЭМ-микрофотографии высушенной вымораживанием суспензии супернатанта, окружающей набухшую в воде таблетку Cerestar. Для сравнения, на фигуре 18 показана СЭМ-микрофотография таблеток Rougier при равновесном набухании в воде при 37°С.

Пример 12

Анализ методом гель-проникающей хроматографии

Пять образцов крахмала: (1) высокоамилозный (НА) крахмал С AmyloGel 03003, представляющий собой 70%-амилозный крахмал, который является исходным материалом для Cerestar; (2) Contramid, партия 333, представляющий собой сшитый НА-крахмал, изготовленный методом Rougier; (3) модифицированный НА-крахмал Cerestar, партия 1903 (полученный, как описано в примере 1); (4) модифицированный НА-крахмал Cerestar, партия НЕ 3825 (полученный, как описано в примере 1); и (5) модифицированный НА-крахмал Cerestar, партия НЕ 3808, (полученный, как описано в примере 1), были проанализированы с помощью гель-проникающей хроматографии (ГПХ).

ГПХ-анализ проводили в следующие 4 стадии:

1) растворения образцов в 90% ДМСО (15 мг/мл, 3 дня при 80°С) и разведения этого раствора лубрикантом (0.005М Na₂CO₃)2:1);

2) фракционирования образцов на колоночной системе I (колонки с Сефакрилом). Объем образца: 1,6 мл;

3) анализа фракций на окрашивание йодом (640 нм и 525 нм) и на общий углевод; и

4) калибровки указанной колоночной системы с использованием высокодисперсного молекулярного стандарта (BDS-HES).

Результаты ГПХ для каждого из пяти образцов представлены ниже:

(1) НА-крахмал С AmyloGel 03003 (Amylogel 03003)

Этот крахмал содержит примерно 20% высокомолекулярных частей и имеет отношение. 640/525 нм = 0,4-0,6, которое соответствует амилопектиновым структурам. Низкомолекулярные части имеют пик элюции для фракции 90, а размер молекулы составляет 300000 Дальтон [г/М]. Из отношения 640/525 нм видно, что присутствуют в различной степени разветвленные структуры, при этом максимум отношения составляет в пределах 1,6-2, что соответствует длинноцепочечным разветвленным структурам.

(2) Rougier, партия 333

Этот крахмальный продукт имеет очень широкую дисперсию частей с различным структурным составом. Более высокое содержание высокомолекулярных компонентов соответствует отношению 640/525 нм = 1 (приблизительно 50%). Низкомолекулярная часть содержит большое количество в различной степени разветвленных структур, где может наблюдаться отношение, равное 1,2-1,6.

(3) Модифицированный НА-крахмал Cerestar (партия 1903)

Этот модифицированный НА-крахмал имеет широкую молекулярную дисперсию, где количество высокомолекулярных компонентов относительно мало, а отношение 640/525 нм равно 1-1,6. Окрашивание йодом указывает на разветвленные структуры со средней длиной сегментов.

(4) Модифицированный НА-крахмал Cerestar (партия 3825)

Этот модифицированный крахмал также имеет широкую молекулярную дисперсию, где количество высокомолекулярных компонентов значительно выше. Окрашивание йодом указывает на аналогичные структурные характеристики, а отношение 640/525 нм имеет тот же масштаб и составляет от 1 до 1,6.

(5) Модифицированный НА-крахмал Cerestar (партия 3808)

В этой партии высокомолекулярные компоненты отсутствуют.

Количество низкомолекулярных компонентов значительно выше, чем в партиях 1903 и 3825. Полученные величины отношения 640/525 нм имеют очень незначительный разброс и составляют примерно 1,5, что указывает на присутствие одинаково разветвленных структур со средней длиной разветвленного сегмента.

Заметное различие между сшитым НА-крахмалом, полученным способом Rougier (контрамид (Rougier) 333), и крахмалом, полученным способом настоящего изобретения (партии 3808, 1903, 3825), проиллюстрировано на фигурах 19 и 20. В продукте Rougier значительное количество амилозы было проэлюировано вместе с амилопектином, что указывало на то, что ковалентные связи были образованы в результате химической обработки. В продуктах Cerestar пик при высокой молекулярной массе был ниже, что может быть обусловлено разложением амилопектина на более мелкие субъединицы. Количество амилозы, связанной с амилопектином, было меньше, чем в продукте Rougier. Это может быть обусловлено либо тем фактом, что сшивание предпочтительно происходит между молекулами амилозы, а не между амилозой и амилопектином, либо более низкой степенью сшивания (в продукте Cerestar используется 0,075% оксихлорида фосфора, а в продукте Rougier используется 3,25% триметафосфата натрия).

Пример 13

Получение имплантатов

Были получены сухие смеси сшитого высокоамилозного крахмала, Lubritab® (Penwest Pharmaceuticals Co.) и ципрофлоксацина-HCl с нижеуказанными составами:

	Тип А (2,5% ципрофлоксацина-HCl)	Тип В (5% ципрофлоксацина-HCl)	Тип С (7,5%ципрофлоксацина-HCl)
Сшитый высокоамилозный крахмал	97%	94,5%	92%
Ципрофлоксацин-HCl	2,5%	5,0%	7,5%
Lubritab®	0,5%	0,5%	0,5%

Эти смеси спрессовывали с использованием круглого 7,1 мм-штампа с получением имплантатов в форме таблеток толщиной 5 мм. Масса каждой полученной таблетки (типа А, В или С) составляла 200 мг.

Пример 14

In vitro высвобождение лекарственного средства из имплантатов

Эксперименты проводили в течение 21 дня с использованием имлантатов, содержащих 2,5%, 5% и 7,5% ципрофлоксацина-HCl (Cipro) (типа А, типа В, типа С, описанных в примере 13 соответственно), и отдельно погруженных в 20 мл изотонического забуференного фосфатом физиологического раствора (PBS), рН 7,4. Водонепроницаемые сосуды выдерживали при 37°С в бане со встряхиванием. Через каждые 24 часа имплантаты переносили в 20 мл свежего PBS. Ципрофлоксацин-HCl анализировали с помощью УФ-спектрометрии (277 нм).

Как показано на фигуре 21, высвобождение ципрофлоксацина-HCl наблюдалось в течение 21 дня с хорошей воспроизводимостью. Неожиданно было обнаружено, что первоначальная скорость высвобождения ципрофлоксацина-HCl снижалась по мере увеличения нагрузки лекарственного средства.

Пример 15

In vivo-исследование имплантатов

Для оценки системного и местного высвобождения антибиотика ципрофлоксацина-HCl из имплантатов были использованы восемнадцать белых новозеландских кроликов весом 2 кг. Животных произвольно распределяли на две группы (2,5% и 7,5% ципрофлоксацина-HCl). Правую заднюю лапу каждого кролика подвергали асептической обработке. Для извлечения диафиза бедренной кости разрезали кожу и латеральные бедренные фасции. Каждому кролику вводили 30 мг ципрофлоксацина-HCl в форме имплантатов, содержащих сшитый высокоамилозный крахмал (типа А или С, как описано в примере 13). Имплантаты помещали между четырехглавой мышцей и бедренной костью, а затем фасции и кожу зашивали. Наблюдение за животными проводили ежедневно. Эвтаназию проводили на 3-й, 7-й, 14-й, 21-й и 28-й дни после имплантации. Четырехглавую мышцу и бедренную кость выделяли для анализа на ципрофлоксацин-HCl и для гистологического анализа. У всех остальных животных на 0-, 1-, 2-, 3-, 5-, 7-, 10-, 14-, 21- и 28-й день брали пробы крови для анализа на ципрофлоксацин-HCl, проводимого с помощью ВЭЖХ.

При использовании имплантируемой формы хорошая биологическая совместимость сшитого высокоамилозного крахмала при подкожной имплантации была уже продемонстрирована на крысах (С.Desevaux et al., Proceed. Int'l. Symp. Control. Rel. Bioact. Mater. 26(1999)635-636). Аналогичным образом, в этих исследованиях на кроликах не наблюдалось какой-либо негативной местной реакции, а также какого-либо воздействия на общее состояние здоровья. Посмертно выявленное макроскопическое воспаление было незначительным и ограничивалось лишь участками имплантации. Присутствие гетерофилов и макрофагов наблюдалось внутри и вокруг имплантатов сшитого высокоамилозного крахмала соответственно.

Как показано на фигуре 22, ципрофлоксацин-HCl в сыворотке всегда детектировался на низком уровне вплоть до 21-го дня, что ограничивало возможность возникновения токсических эффектов. Эти данные наряду с In vitro-данными показали, что начальное высвобождение было более регулируемым и воспроизводимым для имплантатов с ципрофлоксацином-HCl типа С.

Как показано на фигуре 23, повышенные уровни антибиотика были обнаружены в мышцах в течение длительного периода времени (21 день) при использовании имплантатов типа С. Эти данные наряду с in vitro - данными показали, что через 14 дней после имплантации имплантатов А местные концентрации снижались.

В заключение можно сделать вывод, что имплантаты типа С могут быть безопасными и эффективными для местного лечения или предупреждения инфекции костей, например, после травмы или хирургического вмешательства.

Хотя очевидно, что варианты осуществления настоящего изобретения хорошо удовлетворяют поставленным целям, указанным выше, однако следует отметить, что в настоящее изобретение самим специалистом может быть внесено множество модификаций и могут быть осуществлены другие варианты настоящего изобретения, и, кроме того, следует отметить, что прилагаемая формула изобретения включает все указанные модификации и варианты настоящего изобретения, которые не выходят за рамки сущности и объема настоящего изобретения.

Выше был процитирован ряд работ и их полное описание вводится в настоящую заявку посредством ссылки.