專利名稱：用于透皮遞送的組合物和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及生物活性劑的透皮遞送。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及透皮藥劑遞送裝置和施用于其上的、含有藥劑的制劑。
背景技術(shù)：
與更傳統(tǒng)的遞送方法例如皮下注射和口服遞送相比，生物活性劑或藥品的透皮遞送提供了改進(jìn)。透皮藥品遞送避免了口服藥品遞送的肝臟首過(guò)效應(yīng)和胃腸降解。透皮給藥也消除了與皮下注射有關(guān)的患者不適性、感染危險(xiǎn)和侵害。本文中使用的術(shù)語(yǔ)“透皮”，廣泛地包括將藥劑或藥品通過(guò)動(dòng)物的身體表面例如皮膚、粘膜或指甲的遞送。本領(lǐng)域眾所周知，皮膚是物質(zhì)透皮滲入身體的初級(jí)屏障。由被脂雙層圍繞的、充滿角蛋白纖維(角化細(xì)胞)的平的、死細(xì)胞構(gòu)成的最外面皮層是角質(zhì)層。脂雙層的這種高度有序結(jié)構(gòu)為角質(zhì)層賦予了相對(duì)不可滲透的性能。然而，透皮遞送治療劑是重要的藥物給予途徑。透皮給藥回避了胃腸降解和肝臟的代謝。最商品化的透皮給藥系統(tǒng)通過(guò)被動(dòng)擴(kuò)散遞送藥品。利用存在的濃度梯度，藥品從膜片中的儲(chǔ)液器擴(kuò)散到患者的皮膚中，即藥品從膜片儲(chǔ)液器中的高濃度地方擴(kuò)散至患者身體中的低濃度地方。藥品通過(guò)患者皮膚的流量是通過(guò)若干因素包括藥品的分配系數(shù)、溶解性特征和皮膚的滲透性確定的。相應(yīng)地，被動(dòng)擴(kuò)散遞送系統(tǒng)提供了緩慢的、但可控制的藥品至患者血液流中的遞送。可惜，許多藥品顯示了太低而不能達(dá)到有效治療的透皮擴(kuò)散流量。這尤其對(duì)高分子量藥品例如多肽和蛋白質(zhì)來(lái)說(shuō)是成立的。為了增加透皮藥品流量，使用機(jī)械滲入或擊穿最外面皮層以形成進(jìn)入皮膚的路徑，從而增加藥劑透皮遞送量。被稱為劃痕器的早期接種疫苗設(shè)備，通常具有許多尖頭或針頭，將這些尖頭或針頭施用于皮膚，以在施用的區(qū)域內(nèi)刮成或產(chǎn)生小的切口。疫苗也局部地施用在皮膚上，例如頒發(fā)給Rabenau的美國(guó)專利US 5,487,726，或作為濕潤(rùn)液體施加到劃痕器尖頭上，例如頒發(fā)給Galy的美國(guó)專利US 4,453,926，或頒發(fā)給Chacornac的美國(guó)專利US 4,109,655，或頒發(fā)給Kravitz的美國(guó)專利US3,136,314。已經(jīng)建議將劃痕器用于部分遞送皮內(nèi)疫苗，這是因?yàn)樾枰f送非常少量的疫苗至皮膚中就可以有效使患者免疫。進(jìn)一步地，疫苗的遞送量不是特別關(guān)鍵，這是由于過(guò)量以及最低量都可以實(shí)現(xiàn)符合要求的免疫。使用微小皮膚刺穿元件以增加透皮給藥的其它設(shè)備公開(kāi)在下列中歐洲專利EP 0407063A1，頒發(fā)給Godshall等人的美國(guó)專利US 5,879,326，頒發(fā)給Ganderton等人的US 3,814,097，頒發(fā)給Gross等人的US 5,279,544，頒發(fā)給Lee等人的US 5,250,023，頒發(fā)給Gerstel等人的US 3,964,482，頒發(fā)給Kravitz等人的再公告專利25,637，和PCT出版物WO 96/37155，WO 96/37256，WO 96/17648，WO 97/03718，WO 98/11937，WO 98/00193，WO 97/48440，WO 97/48441，WO97/48442，WO 98/00193，WO 99/64580，WO 98/28037，WO 98/29298，和WO 98/29365；引入其全部?jī)?nèi)容作為參考。這些設(shè)備使用各種形狀和尺寸的刺穿元件來(lái)刺穿角質(zhì)層。公開(kāi)在這些參考文獻(xiàn)中的刺穿元件通常從薄的、平的部件例如墊片或薄板上垂直地拉長(zhǎng)。刺穿元件可以非常小，例如微突，具有僅僅約25-400微米的長(zhǎng)度和寬度、和僅僅約5-50微米的厚度。這些微突在角質(zhì)層中相應(yīng)地產(chǎn)生小的微縫，通過(guò)其可以增加透皮藥劑遞送。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，給微突施用生物活性劑的涂層，可以將藥劑遞送入皮膚中。從經(jīng)過(guò)涂層的微突遞送生物活性劑的效果至少部分地取決于擴(kuò)展到皮膚中的微突的面積。如果微突足夠長(zhǎng)，生物活性劑可以被注入下面的毛細(xì)血管床中，從而導(dǎo)致與生物活性劑全身性的接觸。當(dāng)給予藥品時(shí)，這是理想的特性。使用經(jīng)涂層的微突進(jìn)行成功的透皮給藥需要具有若干特征的藥品制劑。例如，該制劑必須具有足夠濃度，以將治療有效量的藥品涂到微突上，從而通過(guò)角質(zhì)層傳遞藥品。進(jìn)一步地，該制劑必須便于均勻和準(zhǔn)確地涂到微突上。為了符合這些要求，有效的涂層制劑必須具有合適的粘度。生物活性劑濃度的增加，也提高了粘度。然而，藥劑的濃度通常按照需要來(lái)確定，以提供特定的、治療數(shù)量的藥劑。從而，常常必須使用粘度調(diào)節(jié)劑來(lái)達(dá)到合適粘度。常規(guī)粘度調(diào)節(jié)劑包括羥乙基纖維素(HEC)，羧甲基纖維素，Povidone，Dextran及其它聚合材料。當(dāng)用于增加蛋白質(zhì)或肽制劑的粘度時(shí)，這些現(xiàn)有技術(shù)材料呈現(xiàn)了顯著的缺點(diǎn)。由于該制劑用于在角質(zhì)層刺穿微突上透皮遞送，HEC、羥丙基甲基纖維素(HPMC)等等不能使用，這是由于它們不能作為腸胃外施用的賦形劑。其它可以用于腸胃外遞送的常規(guī)粘度增加試劑，例如Dextran和Povidone，在制劑中需要相當(dāng)大的數(shù)量來(lái)提供必要的粘度。由于孔隙流體的有限數(shù)量，需要將那些不能促進(jìn)試劑化學(xué)穩(wěn)定性的材料，即增加賦形劑的工藝減到最少，以避免藥品的折衷溶解。因此，加入大數(shù)量的粘度調(diào)節(jié)劑將防礙藥劑的遞送。例如，為了達(dá)到合適的粘度，通常需要在制劑中加入5-10％的Dextran或Povidone，這個(gè)數(shù)量將不可接受地防礙遞送。因此，本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供具有足夠粘度的生物活性劑制劑，以促進(jìn)在微突上進(jìn)行所需要的涂層。本發(fā)明的進(jìn)一步目標(biāo)是提供一種增加生物活性劑制劑粘度的方法，同時(shí)保持藥劑的足夠穩(wěn)定性。本發(fā)明的又一個(gè)目標(biāo)是提供具有足夠粘度的生物活性劑制劑，用于高效地涂布微突，同時(shí)保持治療有效的足夠的試劑濃度。本發(fā)明的進(jìn)一步目標(biāo)是通過(guò)加入低揮發(fā)性反離子來(lái)增加涂布微突的生物活性劑制劑的粘度。另一個(gè)目標(biāo)是通過(guò)增加藥劑制劑的粘度而使涂布在微突上的生物活性劑的遞送最佳化。
發(fā)明概述按照上述目標(biāo)和將提及的和將在下面變得明顯的那些目標(biāo)，本發(fā)明涉及含有藥劑的涂布制劑，用于涂布具有許多角質(zhì)層刺穿微突的透皮遞送設(shè)備，該涂布制劑包括生物活性劑和增加粘度的反離子，其中該制劑具有治療有效濃度的生物活性劑。優(yōu)選，該制劑具有約20cp至200cp范圍內(nèi)的粘度。在優(yōu)選實(shí)施方案中，活性劑在制劑pH值下具有正電荷，增加粘度的反離子包括具有至少兩個(gè)酸性pKa的酸。合適的酸包括馬來(lái)酸，蘋(píng)果酸，丙二酸，酒石酸，己二酸，檸康酸，富馬酸，戊二酸，衣康酸，美格魯托，甲基延胡索酸，琥珀酸，檸蘋(píng)酸，羥基丙二酸，檸檬酸，丙三羧酸，乙二胺四乙酸，天冬氨酸，谷氨酸，碳酸，硫酸，和磷酸。在其它優(yōu)選實(shí)施方案中，活性劑在制劑pH值下具有負(fù)電荷，增加粘度的反離子包括具有至少兩個(gè)堿性pKa的堿。合適的堿包括賴氨酸，組氨酸，精氨酸，氫氧化鈣和氫氧化鎂。另外的優(yōu)選實(shí)施方案涉及增加粘度的反離子混合物，其中活性劑在制劑pH值下具有正電荷，至少一種反離子是具有至少兩個(gè)酸性pKa的酸。另一個(gè)反離子是具有一個(gè)或多個(gè)pka的酸。合適的酸的例子包括鹽酸，氫溴酸，硝酸，硫酸，馬來(lái)酸，磷酸，苯磺酸，甲磺酸，檸檬酸，琥珀酸，羥基乙酸，葡糖酸，葡糖醛酸，乳酸，蘋(píng)果酸，丙酮酸，酒石酸，羥基丙二酸，富馬酸，乙酸，丙酸，戊酸，碳酸，丙二酸，己二酸，檸康酸，乙酰丙酸，戊二酸，衣康酸，美格魯托，甲基延胡索酸，檸蘋(píng)酸，檸檬酸，天冬氨酸，谷氨酸，丙三羧酸和乙二胺四乙酸。另外的優(yōu)選實(shí)施方案針涉及增加粘度的反離子混合物，其中活性劑在制劑pH值下具有負(fù)電荷，至少一種反離子是具有至少兩個(gè)堿性pKa的堿。另一個(gè)反離子是具有一個(gè)或多個(gè)pka的堿。合適堿的例子包括氫氧化鈉，氫氧化鉀，氫氧化鈣，氫氧化鎂，單乙醇胺(monoethanolomine)，二乙醇胺，三乙醇胺，氨基丁三醇，賴氨酸，組氨酸，精氨酸，甲基葡糖胺，葡糖胺，氨，和嗎啉。通常，在本發(fā)明提到的實(shí)施方案中，反離子的量應(yīng)該中和生物活性劑的電荷。反離子或反離子的混合物的數(shù)量，需要能夠中和在制劑pH值下呈現(xiàn)在藥劑上的電荷。過(guò)量的反離子(作為游離酸或鹽)可以加入到肽中，以便控制pH值并提供合適的緩沖能力。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，生物活性劑選自ACTH(1-24)，降鈣素，去氨加壓素，LHRH，戈舍瑞林，亮丙瑞林，布舍瑞林，曲普瑞林，其它LHRH類似物，PTH，PTH(1-34)，加壓素，脫氨基[val4，D-Arg8]精氨酸加壓素，干擾素α，干擾素β，干擾素γ，F(xiàn)SH，EPO，GM-CSF，G-CSF，IL-10，胰高血糖素，GRF，其類似物和其藥學(xué)可接受的鹽。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，試劑包括PTH(1-34)，并且反離子是增加粘度的反離子混合物，其選自檸檬酸、酒石酸、蘋(píng)果酸、鹽酸、羥基乙酸和乙酸。本發(fā)明進(jìn)一步涉及具有微突部件的透皮遞送設(shè)備，微突部件包括適合于刺入皮膚的角質(zhì)層而進(jìn)入下面表皮和真皮層的許多微突，微突部件進(jìn)一步包括生物活性劑，其中涂層由具有至少一種粘度增加反離子的制劑形成。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明由本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的下列說(shuō)明和更具體的說(shuō)明，如附圖中的說(shuō)明，進(jìn)一步的性能和優(yōu)勢(shì)將變得更明顯，其中類似的附圖標(biāo)記泛指整個(gè)視圖的相同部分或元件，其中

圖1是適合于本發(fā)明實(shí)踐的微突陣列的一個(gè)實(shí)施方案的一部分的透視圖；圖2是在微突上具有沉積涂層的、示于圖1的微突陣列的透視圖；圖3是顯示本發(fā)明各種組合物氧化作為時(shí)間函數(shù)的圖表；圖4是顯示本發(fā)明各種組合物純度與時(shí)間有關(guān)的的圖表；和圖5是顯示本發(fā)明各種組合物聚集與時(shí)間有關(guān)的的圖表。
發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明詳細(xì)描述本發(fā)明之前，應(yīng)該理解，本發(fā)明不局限于特別舉例說(shuō)明的材料、方法或結(jié)構(gòu)，當(dāng)然這些是可以變化的。因此，盡管與本文中描述的相似或等效的若干材料和方法可被用于本發(fā)明的實(shí)踐，但本文中描述了優(yōu)選的材料和方法。同樣應(yīng)該理解的是，本文中使用的術(shù)語(yǔ)僅僅是為了描述本發(fā)明具體實(shí)施方案的目的，沒(méi)有限制的意思。除非另外說(shuō)明，否則本文中使用的所有技術(shù)和科學(xué)名詞具有本發(fā)明所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常所認(rèn)為的相同含義。進(jìn)一步地，本文中所引用的所有出版物、專利和專利申請(qǐng)，不論上文或下文，在此將其全文引入本文中作為參考。最后，除非該內(nèi)容另行清楚指出，否則在說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求中使用的單數(shù)形式“a”、“an”和“the”包括多個(gè)對(duì)象。因此，例如，對(duì)于“an活性劑”包括兩種或多種這種藥劑；對(duì)于“a微突”包括兩個(gè)或多個(gè)這種微突等等。
定義本文中使用的術(shù)語(yǔ)“透皮”，是指將藥劑遞送入和/或通過(guò)皮膚，用于局部或全身治療。本文中使用的術(shù)語(yǔ)“透皮流量”，是指透皮遞送的速率。本文中使用的術(shù)語(yǔ)“生物活性劑”是指含有藥品的物質(zhì)的組合物或混合物，當(dāng)該藥品以治療有效量給予時(shí)，其是藥理學(xué)有效的。目前本發(fā)明的優(yōu)選試劑包括肽和蛋白質(zhì)。這種活性劑的例子包括，但不限于促黃體生成素釋放激素(LHRH)，LHRH類似物(例如戈舍瑞林，亮丙瑞林，布舍瑞林，曲普瑞林，戈那瑞林，和napfarelin，尿促性素(尿促卵泡素(FSH)和LH))，加壓素，去氨加壓素，促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH)，ACTH類似物例如ACTH(1-24)，降鈣素，甲狀旁腺激素(PTH)，加壓素，脫氨基[Val4，D-Arg8]精氨酸加壓素，干擾素α，干擾素β，干擾素γ，紅細(xì)胞生成素(EPO)，粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞集落刺激因子(GM-CSF)，粒細(xì)胞集落刺激因子(G-CSF)，白介素-10(IL-10)和胰高血糖素。應(yīng)該理解，可將一種以上的藥劑并入到本發(fā)明方法的藥劑制劑中，而且術(shù)語(yǔ)“活性劑”的使用不排除兩種或多種這樣的藥劑或藥品的使用。本文中使用的術(shù)語(yǔ)“生物活性劑”同樣是指含有疫苗或其它免疫活性劑、或能夠引發(fā)免疫活性劑產(chǎn)生的試劑的物質(zhì)組合物或混合物，并且當(dāng)以免疫有效量給予時(shí)，其具有直接或間接的免疫效果。本文中使用的術(shù)語(yǔ)“疫苗”是指常規(guī)和/或可商業(yè)購(gòu)買(mǎi)的疫苗，包括但不限于流感疫苗，萊姆病(Lyme disease)疫苗，狂犬病疫苗，麻疹疫苗，腮腺炎疫苗，水痘疫苗，小痘疫苗，肝炎疫苗，百日咳菌苗，和白喉疫苗，重組蛋白質(zhì)疫苗，DNA疫苗和治療癌癥的疫苗。術(shù)語(yǔ)“疫苗”從而包括但不限于蛋白形式的抗原，脂蛋白，變?nèi)趸蛩啦《纠缇藜?xì)胞病毒，乙型肝炎病毒，丙型肝炎病毒，人乳頭瘤病毒，風(fēng)疹病毒和水痘帶狀皰疹，變?nèi)趸蛩兰?xì)菌例如百日咳桿菌，破傷風(fēng)梭菌，白喉?xiàng)U菌，A群鏈球菌，嗜肺性軍團(tuán)菌，腦膜炎奈瑟菌，銅綠假單孢菌，蒼白密螺旋體和霍亂弧菌和其混合物。當(dāng)生物活性劑是藥學(xué)活性劑時(shí)，應(yīng)該使用術(shù)語(yǔ)“生物學(xué)有效量”或“生物學(xué)有效率”，并且是指實(shí)現(xiàn)希望的治療學(xué)通常有益的結(jié)果所需要的藥理學(xué)活性劑的數(shù)量或比率。在涂層中采用的藥劑的量，是為了達(dá)到希望的治療效果而必需遞送治療有效量藥劑的數(shù)量。實(shí)際上，該數(shù)量變化范圍很大，取決于所遞送的具體生物活性劑、遞送的位點(diǎn)、所治療病癥的嚴(yán)重度、所需要的治療學(xué)效果、和藥劑從涂層遞送入皮組織中的溶解和釋放動(dòng)力學(xué)。將并入到微突中、并按照本文描述的方法透皮遞送的生物活性劑的治療有效量確定一個(gè)準(zhǔn)確的范圍是不現(xiàn)實(shí)的。本文中使用的術(shù)語(yǔ)“微突”是指刺穿元件，其適合于刺穿或切開(kāi)活動(dòng)物特別是哺乳動(dòng)物且更特別是人類的角質(zhì)層而進(jìn)入皮膚下面的表皮層、或表皮和真皮層。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，刺穿元件具有小于1000微米的微突長(zhǎng)度。在進(jìn)一步實(shí)施方案中，刺穿元件具有小于500微米長(zhǎng)度的微突，更優(yōu)選小于250微米。該微突一般具有約5至50微米的寬度和厚度?？梢詫⑽⑼恢瞥刹煌男螤?，例如針，空心針，刀刃，釘，沖頭和其組合。本文中使用的術(shù)語(yǔ)“微突陣列”，是指布置在陣列中用于刺穿角質(zhì)層的許多微突。微突陣列可以按下列方式形成通過(guò)從薄板蝕刻或沖壓出許多微突并把微突從薄板平面中折彎或彎曲出來(lái)形成例如圖1所示的形狀。還可以用其它已知的方式形成微突陣列，例如通過(guò)沿著每個(gè)細(xì)長(zhǎng)片的邊緣形成一個(gè)或多個(gè)具有微突的細(xì)長(zhǎng)片，如在Zuck的美國(guó)專利US 6,050,988中的公開(kāi)內(nèi)容。微突陣列可以包括能夠容納干燥藥理學(xué)活性劑的空心針。對(duì)于薄板或部件的面積的基準(zhǔn)和對(duì)于每個(gè)面積的薄板或部件的一些性狀的基準(zhǔn)，指的是通過(guò)薄板的外圓周長(zhǎng)或邊緣所限定的面積。術(shù)語(yǔ)“溶液”或“制劑”不僅包括完全溶解的組分的組合物，而且包括組分的懸浮液，其包括但不限于蛋白質(zhì)病毒顆粒，非活性病毒和裂解-病毒粒子。本文中使用的術(shù)語(yǔ)“模式涂層”，是指將藥劑涂到所選定的微突面積上?？梢詫⒁环N以上的藥劑模式涂布到單個(gè)微突陣列上?？梢允褂靡阎奈⒁后w分配技術(shù)例如微量移液管和噴墨涂布將模式涂層施加到微突上。如上所指出，本發(fā)明給需要的患者提供了一種生物活性劑的制劑，其中該制劑具有增加的粘度，從而便于在許多角質(zhì)層刺穿微突上進(jìn)行涂層。按照本發(fā)明，生物活性劑制劑的粘度是通過(guò)加入反離子增加的。優(yōu)選，該試劑包括肽或蛋白質(zhì)。肽或蛋白質(zhì)與反離子的相互作用，由于形成了二級(jí)鍵或氫鍵而導(dǎo)致粘度增加。僅僅需要使用小數(shù)量的反離子，制劑的粘度就會(huì)有明顯的增加。對(duì)于涂布性能，使用如上所述的浸涂方法，制劑必須是在一定的粘度范圍之內(nèi)。目前優(yōu)選粘度在約20-200厘泊(cp)的范圍之內(nèi)。使用具有無(wú)法接受的粘度的制劑，例如小于約20cp或大于約200cp，將導(dǎo)致很高的涂層可變性。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，該試劑在制劑pH值下具有正電荷，其中增加粘度的反離子包括具有至少兩個(gè)酸性pKa的酸。合適的酸包括但不限于馬來(lái)酸，蘋(píng)果酸，丙二酸，酒石酸，己二酸，檸康酸，富馬酸，戊二酸，衣康酸，美格魯托，甲基延胡索酸，琥珀酸，檸蘋(píng)酸，羥基丙二酸，檸檬酸，丙三羧酸，乙二胺四乙酸，天冬氨酸，谷氨酸，碳酸，硫酸，和磷酸。在其它優(yōu)選實(shí)施方案中，該試劑在制劑pH值下具有負(fù)電荷，增加粘度的反離子包括具有至少兩個(gè)堿性pKa的堿。合適堿包括但不局限于賴氨酸，組氨酸，精氨酸，氫氧化鈣和氫氧化鎂。另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案涉及增加粘度的反離子混合物，其中試劑在制劑pH值下具有正電荷，并且至少第一種反離子是具有至少兩個(gè)酸性pKa的酸。第二個(gè)反離子是具有一個(gè)或多個(gè)pKa的酸。合適的酸的例子包括但不限于鹽酸，氫溴酸，硝酸，硫酸，馬來(lái)酸，磷酸，苯磺酸，甲磺酸，檸檬酸，琥珀酸，羥基乙酸，葡糖酸，葡糖醛酸，乳酸，蘋(píng)果酸，丙酮酸，酒石酸，羥基丙二酸，富馬酸，乙酸，丙酸，戊酸，碳酸，丙二酸，己二酸，檸康酸，乙酰丙酸，戊二酸，衣康酸，美格魯托，甲基延胡索酸，檸蘋(píng)酸，檸檬酸，天冬氨酸，谷氨酸，丙三羧酸和乙二胺四乙酸。另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案涉及增加粘度的反離子混合物，其中試劑在制劑pH值下具有負(fù)電荷，并且第一種反離子是具有至少兩個(gè)堿性pKa的堿。第二個(gè)反離子是具有一個(gè)或多個(gè)pka的堿。合適堿的例子包括但不局限于氫氧化鈉，氫氧化鉀，氫氧化鈣，氫氧化鎂，單乙醇胺，二乙醇胺，三乙醇胺，氨基丁三醇，賴氨酸，組氨酸，精氨酸，甲基葡糖胺，葡糖胺，氨，和嗎啉。通常，在本發(fā)明所述的實(shí)施方案中，反離子(或反離子混合物)的量應(yīng)該中和生物活性劑的凈電荷。反離子或反離子的混合物的數(shù)量，需要能夠中和在制劑pH值下呈現(xiàn)在試劑上的凈電荷。過(guò)量的反離子(作為游離酸或鹽)可以加入到肽中，以便控制pH值并提供合適的緩沖能力。優(yōu)選，反離子或反離子混合物與生物活性劑之間的凈電荷比例是1-20(例如，對(duì)于存在在生物學(xué)活性劑上的每個(gè)凈電荷，至少有1和高達(dá)20個(gè)反離子或反離子混合物的凈電荷)。更優(yōu)選，反離子(或反離子混合物)與生物活性劑之間的凈電荷比例是1-10。更加優(yōu)選，反離子(或反離子混合物)與生物活性劑之間的凈電荷比例是1-5。在本發(fā)明的實(shí)施方案中，生物活性劑選自ACTH(1-24)，降鈣素，去氨加壓素，LHRH，戈舍瑞林，亮丙瑞林，布舍瑞林，曲普瑞林，其它LHRH類似物，PTH，PTH(1-34)，加壓素，脫氨基[val4，D-Arg8]精氨酸加壓素，干擾素α，干擾素β，干擾素γ，F(xiàn)SH，EPO，GM-CSF，G-CSF，IL-10，胰高血糖素，GRF，其類似物和其藥學(xué)可接受的鹽。在優(yōu)選實(shí)施方案中，該試劑包括PTH(1-34)，并且反離子是增加粘度的反離子混合物，選自檸檬酸、酒石酸、蘋(píng)果酸、鹽酸、羥基乙酸和乙酸。本發(fā)明同樣包括將生物活性劑的涂層施用于具有許多角質(zhì)層刺穿微突的透皮遞送設(shè)備上的方法，包括下列步驟提供生物活性劑的制劑，通過(guò)加入反離子增加制劑的粘度，同時(shí)保持生物活性劑的治療有效濃度，和將該制劑施加到微突上。優(yōu)選，將反離子加入到制劑中，以達(dá)到約20-200cp范圍內(nèi)的粘度。優(yōu)選，本發(fā)明的方法產(chǎn)生小于約10微米的涂層厚度。按照本發(fā)明，使用試劑制劑來(lái)給微突透皮遞送設(shè)備施加優(yōu)選均勻的涂層。微突適合于刺入角質(zhì)層而進(jìn)入下面的表皮層、或表皮和真皮層中。將所施加的制劑干燥到微突上，從而在其上形成含有生物活性劑的干燥涂層。當(dāng)刺穿皮膚的角質(zhì)層時(shí)，含有試劑的涂層通過(guò)體液(細(xì)胞內(nèi)液和細(xì)胞外液，例如間隙流體)溶解并釋放入皮膚中，進(jìn)行局部或全身的治療。含有藥劑的涂層溶解和釋放動(dòng)力學(xué)，將取決于許多因素，包括生物活性劑的性質(zhì)、涂層方法、涂層厚度和涂層組合物(例如，存在涂層制劑添加劑)。根據(jù)釋放動(dòng)力學(xué)特性，需要涂層微突與皮膚的刺穿聯(lián)系保持更長(zhǎng)的時(shí)間周期(例如高達(dá)約8小時(shí))。這可以使用粘合劑使微突部件固定到皮膚上、或通過(guò)使用固定的微突例如在WO97/48440(引入其全文作為參考)中描述的微突來(lái)完成。圖1說(shuō)明了用于本發(fā)明的角質(zhì)層刺穿微突部件的一個(gè)實(shí)施方案。圖1顯示了具有許多微突10的部件的一部分。微突10以基本上90度角從具有開(kāi)口14的薄板12上伸出。薄板12可以合并到遞送膜片中，包括薄板12的背板，并可以另外包括粘合劑，用于將膜片與皮膚進(jìn)行粘連。在該實(shí)施方案中，通過(guò)從薄金屬板12上蝕刻或沖壓出許多微突10、并將微突10從薄板的平面上進(jìn)行彎曲而形成微突。金屬例如不銹鋼和鈦，是用于構(gòu)成圖解膜片的優(yōu)選材料。金屬微突部件公開(kāi)在下列中Trautman，等人美國(guó)專利No.6,083,196；Zuck，美國(guó)專利No.6,050,988；和Daddona，等人美國(guó)專利No.6,091,975；本文引入其全部公開(kāi)內(nèi)容作為參考。其它可用于本發(fā)明的微突部件是使用硅基片蝕刻技術(shù)將硅蝕刻、或使用經(jīng)蝕刻的微模型將塑料模塑形成的。硅和塑料微突部件公開(kāi)在Godshall，等人美國(guó)專利No.5,879,326中，本文引入其全部公開(kāi)內(nèi)容作為參考。圖2說(shuō)明了具有微突10與涂層16的微突部件，涂層16優(yōu)選含有至少一種生物活性劑和任選的血管收縮劑。涂層16可以部分或完全地覆蓋微突10。例如，涂層可以是在微突上的干燥模式涂層18?？梢栽谖⑼恍纬汕盎蚝笫┘油繉印０凑毡景l(fā)明，可以通過(guò)各種已知的方法將本發(fā)明的發(fā)明制劑涂在微突10上。一種這樣的方法是浸涂。浸涂可以被稱作通過(guò)將微突部分或全部地浸漬到涂層溶液中而使微突涂層的方法?；蛘?，可以將全部設(shè)備浸漬到涂層溶液中。優(yōu)選，只有刺穿皮膚的那些微突部件部分被涂層。使用如上所述的部分浸沒(méi)法，可以限定涂層只涂在微突的端部。還有一種輥涂機(jī)械，可以限定涂層只涂在微突的端部。該技術(shù)描述在2001年3月16日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.60/276,762中，本文引入其全部作為參考。其它涂敷法包括將涂層溶液噴到微突上。噴霧可以包含形成涂層組合物的氣霧劑懸浮液。在優(yōu)選實(shí)施方案中，將具有約10至200皮升液滴大小的氣霧劑懸浮液噴霧到微突上，然后干燥。在另外的實(shí)施方案中，可以將非常少量的涂層溶液沉積到微突10上形成模式涂層18，如圖2所示?？梢允褂媚軌蚺渲贸练e液體到微突表面上的分配系統(tǒng)來(lái)施加模式涂層18。沉積液體的數(shù)量?jī)?yōu)選在0.5至20納升/微突的范圍內(nèi)。合適的精密計(jì)量的液體分配器的例子公開(kāi)在美國(guó)專利No.5,916,524；5,743,960；5,741,554；和5,738,728中；本文引入其全部公開(kāi)內(nèi)容作為參考。還可以使用噴墨技術(shù)、使用已知的螺線管閥分配器來(lái)施加微突涂層溶液，任選液體動(dòng)機(jī)方式和通常使用電場(chǎng)控制的配置方法。源于印刷工業(yè)的其它液體分配技術(shù)或本領(lǐng)域已知的類似液體分配技術(shù)，可用于施加本發(fā)明的模式涂層。所需要的涂層厚度取決于每一單位面積薄板的微突密度、和涂層組合物的粘度和濃度、以及所選擇的涂敷法。優(yōu)選，涂層厚度應(yīng)該小于50微米，更優(yōu)選小于25微米，這是由于刺穿角質(zhì)層時(shí)較厚涂層具有從微突脫落的傾向。通常涂層厚度被認(rèn)為是所測(cè)定涂層微突的平均涂層厚度。正如所指明的，在一個(gè)實(shí)施方案中，涂層厚度優(yōu)選小于10微米，從微突表面開(kāi)始計(jì)算。更優(yōu)選，涂層厚度在大約1至10微米范圍之內(nèi)。在本發(fā)明中使用的活性劑，要求涂在所有微突陣列的微突上的藥劑總量在1微克至1毫克范圍之內(nèi)?？梢詫⒋朔秶鷥?nèi)的數(shù)量可被涂層到示于圖1的微突陣列上，該陣列具有高達(dá)10cm2面積的薄板12和高達(dá)1000個(gè)微突/cm2的微突密度。如上所指出，本發(fā)明的涂層包括至少一種生物活性劑和至少一種增加粘度的反離子。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，加入反離子可以提高藥劑制劑的粘度，改進(jìn)微突透皮遞送設(shè)備上的涂層一致性。同樣優(yōu)選，通過(guò)使用涂藥器例如偏壓(例如彈簧驅(qū)動(dòng))沖量涂藥器，將微突陣列10可再現(xiàn)并均勻地應(yīng)用于患者。這樣的設(shè)備描述在Trautman等人的2001年10月12日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)09/976,673中，本文引入其全部公開(kāi)內(nèi)容作為參考。最優(yōu)選，在10毫秒或更少時(shí)間內(nèi)，用至少0.05焦耳/cm2微突陣列的沖量施加涂層微突陣列。
實(shí)施例提供了下列實(shí)施例，能夠使本領(lǐng)域技術(shù)人員更清楚地理解和實(shí)踐本發(fā)明。不應(yīng)該認(rèn)為它們可以限定本發(fā)明的范圍，僅僅作為其代表性的說(shuō)明。實(shí)施例說(shuō)明了使用弱酸與肽或蛋白質(zhì)試劑可以增加粘度。弱酸陰離子與帶正電荷的肽或蛋白質(zhì)的相互作用，顯然導(dǎo)致了二級(jí)鍵的形成，例如氫鍵，其導(dǎo)致溶液粘度增加。酸性基團(tuán)的數(shù)量越大，陰離子和肽或蛋白質(zhì)之間形成的二級(jí)鍵的數(shù)目越大，因此粘度增加更大。從而，當(dāng)一元酸、二元酸、三元酸和四元酸進(jìn)行比較時(shí)，理論的粘度增加能力增加。甲狀旁腺激素(PTH)是八十四個(gè)氨基酸的多肽，其通過(guò)增加鈣化骨基質(zhì)的再吸收來(lái)刺激腎中的鈣再吸收，從而調(diào)節(jié)血清中鈣的內(nèi)穩(wěn)態(tài)。此外它同樣刺激造骨過(guò)程。負(fù)責(zé)激素活性的是頭(N-末端)三十四個(gè)氨基酸。從而，可以評(píng)估頭三十四個(gè)氨基酸(PTH(1-34))的合成制劑。在這些實(shí)驗(yàn)中，各種弱酸緩沖液已經(jīng)結(jié)合到一些PTH(1-34)制劑中。同樣制備包含PTH(1-34)醋酸酯與蔗糖的對(duì)照制劑。該實(shí)驗(yàn)利用各種單、二元和三元酸的混合物研究了PTH(1-34)的物理化學(xué)性質(zhì)，和在2-8℃、經(jīng)過(guò)48小時(shí)的溶液制劑的穩(wěn)定性。將PTH(1-34)制劑緩沖至pH值5.2。表1提供了所使用原料的批號(hào)和制造商。表2提供了用于溶液穩(wěn)定性研究所制備的八個(gè)制劑。通過(guò)將20mg PTH(1-34)分配到1.5ml聚丙烯微量離心機(jī)試管中來(lái)制備制劑。在另一個(gè)1.5ml聚丙烯微量離心機(jī)試管中裝入合適數(shù)量的無(wú)菌水、緩沖液(如果制劑需要)、蔗糖(如果制劑需要)和聚山梨酸酯20溶液。將離心機(jī)小瓶中的賦形劑溶解，并使用Fisher Scientific微型離心機(jī)MicroV型、在7000rpm下離心1分鐘。將賦形劑溶液分配到含有PTH(1-34)的離心機(jī)小瓶中，隨后將其放入旋轉(zhuǎn)器中，該旋轉(zhuǎn)器是Glas-Col，型號(hào)099A RD4512。在2-8℃用賦形劑溶液進(jìn)行PTH(1-34)的溶解。使用Fisher Scientific微型離心機(jī)MicroV型、在7000rpm下將PTH(1-34)溶液制劑離心2分鐘。使用布氏粘度計(jì)CAP2000型進(jìn)行溶液制劑粘度的測(cè)定。所有粘度測(cè)量使用錐板結(jié)構(gòu)進(jìn)行，錐角為0.45°，半徑為1.511厘米。在粘度測(cè)量期間剪切速率設(shè)置為2667s-1，溫度維持在10℃。粘度通過(guò)CAPCALCTM軟件計(jì)算。粘度測(cè)量使用70μl的PTH(1-34)溶液制劑。在所有制劑中，通過(guò)氧化分解的PTH，可以通過(guò)表明穩(wěn)定性的反相高壓液相色譜法(RP-HPLC)(在215nm UV檢測(cè))來(lái)測(cè)定。使用Zorbax 300SB-C8反相柱(4.6mm ID×150mm，3.5μm)(AgilentTechnologies，Inc.CA，USA)、保持在55℃，將氧化的PTH從原來(lái)的PTH中分離。最終的色譜條件包括梯度洗脫，用溶劑A0.1％在水中的三氟乙酸，和溶劑B0.09％在乙腈中的三氟乙酸。泵流速是1mL/min。使用TCK-凝膠G2000SWXL柱(7.8mm ID×300mm，5μm)(Toso Haas，Japan)、用由在0.2M的NaCl和乙腈(70/30，體積)中的0.1％三氟乙酸構(gòu)成的等濃度的流動(dòng)相、以0.5mL/min的流速，通過(guò)尺寸排阻高壓液相色譜(HPLC)(UV檢測(cè)，在214nm)來(lái)測(cè)定易溶性聚集物(共價(jià)二聚物和更高級(jí)的)。用配有二元泵、恒溫自動(dòng)進(jìn)樣器、恒溫柱室和多波長(zhǎng)DAD/UV檢測(cè)器的Agilent 1100系列HPLC系統(tǒng)(Agilent Technologies，Inc.，CA，USA)進(jìn)行兩個(gè)試驗(yàn)的色譜分析。收集數(shù)據(jù)，并使用Turbochrom Client Server Software，6.2版本(Perkin Elmer，Inc)分析。
表1
表2 制劑的粘度結(jié)果示于表3中。與對(duì)照制劑(批號(hào)7528069A)相比，檸檬酸和蘋(píng)果酸緩沖的制劑顯示了最大的粘度增加。使人感興趣的是，檸檬酸、一種三元酸得到的制劑具有最高的粘度?；诒?的結(jié)果，在加入弱酸緩沖液之后，粘度提高的趨勢(shì)是三元酸至二元酸至單酸。
表3 大概通過(guò)弱酸陰離子與帶正電荷的PTH的相互作用，實(shí)現(xiàn)了弱酸緩沖液引起的粘度提高。這導(dǎo)致形成二級(jí)鍵，例如H鍵，其導(dǎo)致溶液粘度增加。酸性基團(tuán)的數(shù)量越大，陰離子和PTH之間形成的二級(jí)鍵的數(shù)目越大，因此粘度增加更大。測(cè)定PTH制劑的總穩(wěn)定性，結(jié)果示于圖3-5中。通過(guò)RPHPLC測(cè)定總體氧化的PTH(1-34)和制劑的純度，結(jié)果分別示于圖3和4中。從圖3可顯而易見(jiàn)地看出，在結(jié)果的可變性內(nèi)，經(jīng)過(guò)48小時(shí)時(shí)間，總體氧化產(chǎn)物沒(méi)有顯著地增加，類似地，示于圖4中的PTH(1-34)溶液制劑的純度在研究期間保持恒定。使用SEC測(cè)定PTH(1-34)溶液制劑的聚集和形成共價(jià)高摩爾量產(chǎn)物的傾向。結(jié)果概括在圖5中，其顯示PTH(1-34)的制劑經(jīng)過(guò)48小時(shí)、存儲(chǔ)在2-8℃下沒(méi)有可觀地聚集。上面數(shù)據(jù)說(shuō)明，相對(duì)于對(duì)照制劑，檸檬酸/乙酸、蘋(píng)果酸/乙酸、酒石酸/乙酸和鹽酸/乙酸的反離子混合物增加了hPTH(1-34)的粘度。在研究期間，所有制劑的總體氧化的PTH(1-34)產(chǎn)物、純度和聚集物保持均勻。在沒(méi)有背離本發(fā)明精神和范圍的條件下，普通技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改變和改進(jìn)，以使其適應(yīng)各種用途和條件。對(duì)于這種做法，這些變化和改進(jìn)應(yīng)該是適當(dāng)、合理的，并且將被視為在下列權(quán)利要求等同的全部范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.用于涂布具有可刺穿角質(zhì)層微突的透皮遞送設(shè)備的組合物，包括生物活性劑制劑和增加粘度的反離子，其中所述制劑具有治療有效濃度的所述生物活性劑。
2.權(quán)利要求1的組合物，其中所述制劑具有約20cp至約200cp范圍內(nèi)的粘度。
3.權(quán)利要求1的組合物，其中所述制劑具有第一個(gè)pH值，其中所述生物活性劑在所述制劑pH值下具有正電荷，其中所述增加粘度的反離子包括第一種酸。
4.權(quán)利要求3的組合物，其中所述第一種酸具有至少兩個(gè)酸性pKa值。
5.權(quán)利要求4的組合物，其中所述第一種酸選自馬來(lái)酸，蘋(píng)果酸，丙二酸，酒石酸，己二酸，檸康酸，富馬酸，戊二酸，衣康酸，美格魯托，甲基延胡索酸，琥珀酸，檸蘋(píng)酸，羥基丙二酸，檸檬酸，丙三羧酸，乙二胺四乙酸，碳酸，硫酸，和磷酸。
6.權(quán)利要求3的組合物，其中所述增加粘度的反離子進(jìn)一步包括第二種酸。
7.權(quán)利要求6的組合物，其中所述第二種酸具有至少一個(gè)酸性pKa值。
8.權(quán)利要求7的組合物，其中所述第二種酸選自鹽酸，氫溴酸，硝酸，磺酸，硫酸，馬來(lái)酸，磷酸，苯磺酸，甲磺酸，檸檬酸，琥珀酸，羥基乙酸，葡糖酸，葡糖醛酸，乳酸，蘋(píng)果酸，丙酮酸，酒石酸，羥基丙二酸，富馬酸，乙酸，丙酸，戊酸，碳酸，丙二酸，己二酸，檸康酸，乙酰丙酸，戊二酸，衣康酸，美格魯托，甲基延胡索酸，檸蘋(píng)酸，檸檬酸，丙三羧酸和乙二胺四乙酸。
9.權(quán)利要求1的組合物，其中所述制劑具有第二個(gè)pH值，其中所述生物活性劑在所述制劑的第二個(gè)pH值下具有負(fù)電荷，其中所述增加粘度的反離子包括第一種堿。
10.權(quán)利要求9的組合物，其中所述第一種堿具有至少兩個(gè)堿性pKa值。
11.權(quán)利要求10的組合物，其中所述第一種堿選自賴氨酸，組氨酸，精氨酸，氫氧化鈣和氫氧化鎂。
12.權(quán)利要求9的組合物，其中所述增加粘度的反離子進(jìn)一步包括第二種堿。
13.權(quán)利要求12的組合物，其中所述第二種堿具有至少一個(gè)堿性pKa值。
14.權(quán)利要求13的組合物，其中所述第二種堿選自氫氧化鈉，氫氧化鉀，氫氧化鈣，氫氧化鎂，單乙醇胺，二乙醇胺，三乙醇胺，氨基丁三醇，賴氨酸，組氨酸，精氨酸，甲基葡糖胺，葡糖胺，氨，和嗎啉。
15.權(quán)利要求1的組合物，包括足夠中和所述生物活性劑電荷量的所述增加粘度的反離子。
16.權(quán)利要求1的組合物，其中所述生物活性劑選自ACTH(1-24)，降鈣素，去氨加壓素，LHRH，戈舍瑞林，亮丙瑞林，布舍瑞林，曲普瑞林，其它LHRH類似物，PTH，PTH(1-34)，加壓素，脫氨基[val4，D-Arg8]精氨酸加壓素，干擾素α，干擾素β，干擾素γ，F(xiàn)SH，EPO，GM-CSF，G-CSF，IL-10，胰高血糖素，GRF，其類似物和其藥學(xué)可接受的鹽。
17.權(quán)利要求16的組合物，其中所述增加粘度的反離子包括一或多種選自下列的酸檸檬酸，酒石酸，蘋(píng)果酸，鹽酸，羥基乙酸，和乙酸。
18.權(quán)利要求17的組合物，其中所述生物活性劑包括PTH(1-34)。
19.用于給患者透皮遞送生物活性劑的裝置，包括具有許多適合刺穿所述患者角質(zhì)層的微突的微突部件，所述微突部件包括具有至少一種生物活性劑的生物相容的涂層，其中所述涂層由具有至少一種增加粘度反離子的制劑形成。
20.權(quán)利要求19的裝置，其中所述制劑具有約20-200cp范圍內(nèi)的粘度。
21.權(quán)利要求19的裝置，其中所述生物相容的涂層具有小于約10微米的涂層厚度。
22.權(quán)利要求19的裝置，其中所述制劑具有第一個(gè)pH值，所述生物活性劑在所述制劑第一個(gè)值下具有正電荷。
23.權(quán)利要求22的裝置，其中所述制劑包括具有至少兩個(gè)酸性pKa值的第一種增加粘度的反離子。
24.權(quán)利要求23的裝置，其中所述制劑包括第二種增加粘度的反離子，所述第二種增加粘度的反離子具有至少一個(gè)酸性pKa值。
25.權(quán)利要求19的裝置，其中所述制劑具有第二個(gè)pH值，所述生物活性劑在所述制劑第二個(gè)pH值下具有負(fù)電荷。
26.權(quán)利要求25的裝置，其中所述制劑包括具有至少兩個(gè)堿性pKa值的第一種增加粘度的反離子。
27.權(quán)利要求26的裝置，其中所述制劑包括第二種增加粘度的反離子，所述第二種增加粘度的反離子具有至少一個(gè)堿性pKa值。
28.權(quán)利要求23的裝置，其中所述第一種增加粘度的反離子具有足夠中和所述生物活性劑電荷的活性。
全文摘要
用于涂布(16)透皮遞送設(shè)備的制劑，該遞送設(shè)備具有許多角質(zhì)層刺穿微突(10)，該制劑包括生物活性劑和至少一種增加粘度的反離子。優(yōu)選，該制劑具有約20－200cp范圍內(nèi)的粘度。
文檔編號(hào)A61K31/785GK1901841SQ200480040402
公開(kāi)日2007年1月24日 申請(qǐng)日期2004年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月13日
發(fā)明者M·阿默, M·J·N·科爾米爾, Y·-F·馬 申請(qǐng)人:阿爾扎公司