JP2006521396A - 懸濁液中の小粒子の粉砕および安定化のための方法 - Google Patents
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Abstract
小粒子を粉砕および安定化するための方法および装置が提供される。1つの実施形態では、装置は、第1の流体流れにおいて溶媒に溶解された有機化合物を移動させて粒子の懸濁液を形成し、そして第2の流体流れにおいてこの懸濁液を移動させ、ここで、この第2の流体流れは上記第1の流れに対して配向および位置され、上記第1の流れおよび第2の流れにおいて流れ間の剪断および上記粒子の少なくともいくつかの混合を引き起こす。本発明は、予備懸濁液を形成する、第1工程および第2工程が、エネルギーを賦化する工程と同時に行われる方法をさらに提供する。
Description
(発明の背景)
(技術分野)
本発明は、水性媒質中で有機化合物を沈殿させて、予備懸濁液を形成し、続いてエネルギーを付加して粒子のコーティングを安定化させるか、または粒子の格子構造を変えることによる、有機化合物の小粒子の形成に関する。本発明はさらに、エネルギーを付加しながら同時に沈殿させることも企図する。これらのプロセスは、好ましくは、投与経路(例えば、非経口的、口、肺、鼻、口腔、局所的、眼、直腸、膣、経皮など)によるインビボ送達に適切な、難水溶性の薬学的に活性な化合物の小粒子懸濁液の調製に使用される。
(技術分野)
本発明は、水性媒質中で有機化合物を沈殿させて、予備懸濁液を形成し、続いてエネルギーを付加して粒子のコーティングを安定化させるか、または粒子の格子構造を変えることによる、有機化合物の小粒子の形成に関する。本発明はさらに、エネルギーを付加しながら同時に沈殿させることも企図する。これらのプロセスは、好ましくは、投与経路(例えば、非経口的、口、肺、鼻、口腔、局所的、眼、直腸、膣、経皮など)によるインビボ送達に適切な、難水溶性の薬学的に活性な化合物の小粒子懸濁液の調製に使用される。
(背景技術)
治療効果または診断効果のために処方されている有機化合物であって、水溶液にあまり溶解しないか、または不溶性である有機化合物は、増加の一途をたどっている。このような薬物は、上で詳述した投与経路によりこの薬物を送達するための課題を提供する。水に不溶な化合物は、サブミクロン粒子の安定な懸濁液として処方される場合、有意な利点を有し得る。粒径の正確な制御は、これらの処方物の安全かつ有効な使用に不可欠である。粒子は、塞栓を引き起こすことなく毛細血管を安全に通過するために、直径が約7ミクロン未満んでなくてはならない(Allenら,1987;DavisおよびTaube,1978;Schroederら,1978;Yokelら,1981)。この問題への1つの解決策は、不溶性薬物候補の小粒子の製造およびミクロ粒子懸濁液またはナノ粒子懸濁液の作製である。この方法において、以前は水ベースの系で処方され得なかった薬物が、静脈内投与に適切になり得る。静脈谷投与についての適合性は、小さな粒径(<7μm)、低い毒性(有毒な処方物成分または残留溶媒よる毒性)、および薬物粒子の投与後のバイオアベイラビリティを含む。
治療効果または診断効果のために処方されている有機化合物であって、水溶液にあまり溶解しないか、または不溶性である有機化合物は、増加の一途をたどっている。このような薬物は、上で詳述した投与経路によりこの薬物を送達するための課題を提供する。水に不溶な化合物は、サブミクロン粒子の安定な懸濁液として処方される場合、有意な利点を有し得る。粒径の正確な制御は、これらの処方物の安全かつ有効な使用に不可欠である。粒子は、塞栓を引き起こすことなく毛細血管を安全に通過するために、直径が約7ミクロン未満んでなくてはならない(Allenら,1987;DavisおよびTaube,1978;Schroederら,1978;Yokelら,1981)。この問題への1つの解決策は、不溶性薬物候補の小粒子の製造およびミクロ粒子懸濁液またはナノ粒子懸濁液の作製である。この方法において、以前は水ベースの系で処方され得なかった薬物が、静脈内投与に適切になり得る。静脈谷投与についての適合性は、小さな粒径(<7μm)、低い毒性(有毒な処方物成分または残留溶媒よる毒性)、および薬物粒子の投与後のバイオアベイラビリティを含む。
水不溶性薬物の小粒子の調製はまた、口投与、肺投与、局所的投与、眼投与、鼻投与、口腔投与、直腸投与、膣投与、経皮投与、または他の投与経路に適切であり得る。粒子の小さなサイズは、薬物の溶解速度を改善し、従って、そのバイオアベイラビリティおよび潜在的なその毒性プロファイルを改善する。これらの経路によって投与される場合、薬物の投与経路、処方、溶解度、およびバイオアベイラビリティに依存して、5〜100μmの範囲の粒径を有することが所望され得る。例えば、経口投与については、約7μm未満の粒径を有することが所望される。肺投与については、粒子は、好ましくはサイズが約10μm未満である。
(発明の要旨)
本発明は、水混和性の第1の溶媒への溶解度が、水性である第2の溶媒への溶解度より大きい、有機化合物の小粒子の懸濁液を調製するための組成物および方法を提供する。このプロセスは、以下の工程を包含する:(i)有機化合物を水混和性の第1の溶媒に溶解して溶液を形成する工程;(ii)この溶液と第2の溶媒とを混合して粒子の予備懸濁液を規定する工程;および(iii)この予備懸濁液にエネルギーを付加して、約100μm未満の平均有効粒径を有する粒子の懸濁液を形成する工程。好ましい実施形態において、このプロセスは、1種類以上の表面変性剤を、第1の水混和性溶媒もしくは第2の溶媒、または第1の水混和性溶媒および第2の溶媒の両方に混合する工程をさらに包含する。
本発明は、水混和性の第1の溶媒への溶解度が、水性である第2の溶媒への溶解度より大きい、有機化合物の小粒子の懸濁液を調製するための組成物および方法を提供する。このプロセスは、以下の工程を包含する:(i)有機化合物を水混和性の第1の溶媒に溶解して溶液を形成する工程;(ii)この溶液と第2の溶媒とを混合して粒子の予備懸濁液を規定する工程;および(iii)この予備懸濁液にエネルギーを付加して、約100μm未満の平均有効粒径を有する粒子の懸濁液を形成する工程。好ましい実施形態において、このプロセスは、1種類以上の表面変性剤を、第1の水混和性溶媒もしくは第2の溶媒、または第1の水混和性溶媒および第2の溶媒の両方に混合する工程をさらに包含する。
本発明は、予備懸濁液を形成する、第1工程および第2工程が、エネルギーを賦化する工程と同時に行われる方法をさらに提供する。これは、本明細書中で考察される全ての方法に適用する。
本発明はまた、水混和性の第1の溶媒への溶解度が、水性である第2の溶媒への溶解度より大きい、薬学的に活性な化合物の小粒子の懸濁液を調製するための組成物および方法を提供する。このプロセスは、以下の工程を包含する:(i)薬学的に活性な化合物を水混和性の第1の溶媒に溶解して第1の溶液を形成する工程;(ii)この第1の溶液と第2の溶媒とを混合して粒子の予備懸濁液を規定する工程;および(iii)予備懸濁液にエネルギーを付加して、約100μm未満の平均有効粒子径を有する薬学的に活性な化合物の粒子の懸濁液を形成する工程。上記水混和性の第1の溶媒または第2の溶媒は、必要に応じて、1種以上の表面変性剤を含み得る。この組成物は、非経口的、口、肺、鼻、眼、局所的、口腔、直腸、膣、経皮などのような投与経路によりインビボで送達され得る。好ましい実施形態において、薬学的に活性な化合物は、難水溶性である。別の好ましい実施形態において、このプロセスは、この組成物を滅菌するさらなる工程を包含する。
本発明はなおさらに、非経口的投与のための薬学的に活性な化合物の小粒子の無菌性薬学的組成物を調製する組成物および方法を提供する。この化合物の溶解度は、水性である第2の溶媒に対してよりも、水混和性の第1の溶媒に対してより大きい。このプロセスは、以下の工程を包含する:(i)薬学的に活性な化合物を水混和性の第1の溶媒に溶解して第1の溶液を形成する工程;(ii)この第1の溶液と第2の溶媒とを混合して粒子の予備懸濁液を規定する工程;(iii)予備懸濁液にエネルギーを付加して、約7μm未満の平均有効粒子径を有する薬学的に活性な化合物の粒子の懸濁液を形成する工程;および(iv)組成物を滅菌する工程。水混和性の第1の溶媒または第2の溶媒は、必要に応じて1種以上の表面変性剤を含み得る。好ましい実施形態において、薬学的に活性な化合物は、難水溶性である。
本発明はまた、経口送達のための薬学的に活性な化合物の小粒子の薬学的組成物を調製する組成物および方法を提供する。この化合物の溶解度は、水性である第2の溶媒に対してよりも、水混和性の第1の溶媒に対してより大きい。このプロセスは、以下の工程を包含する:(i)薬学的に活性な化合物を水混和性の第1の溶媒に溶解して第1の溶液を形成する工程;(ii)この第1の溶液と第2の溶媒とを混合して粒子の予備懸濁液を規定する工程;および(iii)予備懸濁液にエネルギーを付加して、約100μm未満の平均有効粒子径を有する薬学的に活性な化合物の粒子の懸濁液を形成する工程。水混和性の第1の溶媒または第2の溶媒は、必要に応じて1種以上の表面変性剤を含み得る。好ましい実施形態において、薬学的に活性な化合物は、難水溶性である。
本発明は、肺送達のための薬学的に活性な化合物の小粒子の薬学的組成物を調製する組成物および方法をさらに提供する。この化合物の溶解度は、水性である第2の溶媒に対してよりも、水混和性の第1の溶媒に対してより大きい。このプロセスは、以下の工程を包含する:(i)薬学的に活性な化合物を水混和性の第1の溶媒に溶解して第1の溶液を形成する工程;(ii)この第1の溶液と第2の溶媒とを混合して粒子の予備懸濁液を規定する工程;および(iii)予備懸濁液にエネルギーを付加して、約10μm未満の平均有効粒子径を有する薬学的に活性な化合物の粒子の懸濁液を形成する工程。水混和性の第1の溶媒または第2の溶媒は、必要に応じて1種以上の表面変性剤を含み得る。好ましい実施形態において、薬学的に活性な化合物は、難水溶性である。上記組成物は、エアロゾル化され得、そして噴霧器で投与され得る。あるいは、上記プロセスは、懸濁液から液相を除去し、小粒子の乾燥粉末を形成するさらなる工程を包含し得る。次いで、この乾燥粉末は、乾燥粉末吸入器で投与され得るか、またはこの乾燥粉末はさらに、ヒドロフルオロカーボン噴霧剤に懸濁され、定量吸入器で投与され得る。
本発明のこれらの局面および他の局面ならびに特性は、以下の図面および付随する明細書を参照して考察される。
(発明の詳細な説明)
本発明は、多くの異なる形態での実施形態が可能である。本発明の好ましい実施形態は、本開示が、本発明の原理の例示として考えられるべきであり、そして本発明の広範な局面を、例示される実施形態に限定することを意図されないという理解と共に開示される。
本発明は、多くの異なる形態での実施形態が可能である。本発明の好ましい実施形態は、本開示が、本発明の原理の例示として考えられるべきであり、そして本発明の広範な局面を、例示される実施形態に限定することを意図されないという理解と共に開示される。
本発明は、有機化合物の小粒子を形成する組成物および方法を提供する。本発明のプロセスに使用される有機化合物は、その溶解度が1種の溶媒から別の溶媒へと減少する任意の有機化学実体である。この有機化合物は、薬学的に活性な化合物であり得、これは、治療剤、診断剤、化粧品、栄養補給剤、および農薬から選択され得る。
治療剤は、以下のような種々の公知の医薬品から選択され得るが、これらに限定されない:鎮痛薬、麻酔薬、中枢神経興奮薬、アドレナリン作動薬、アドレナリン遮断薬、抗アドレナリン薬、アドレノコルチコイド、アドレナリン類様作動薬、抗コリン作動薬、抗コリンエステラーゼ、鎮痙薬、アルキル化薬、アルカロイド、アロステリックインヒビター、タンパク同化ステロイド、食欲抑制物、制酸薬、下痢止め薬、解毒薬、葉酸代謝拮抗薬、解熱薬、抗リウマチ薬、精神療法薬、神経遮断薬、抗炎症薬、駆虫薬、抗不整脈薬、抗生物質、抗凝固薬、抗うつ薬、抗糖尿病薬、抗てんかん薬、抗真菌薬、抗ヒスタミン薬、抗高血圧薬、抗ムスカリン薬、抗ミコバクテリア薬、抗マラリア薬、防腐薬、抗腫瘍薬、抗原虫薬、免疫抑制薬、免疫賦活薬、抗甲状腺薬、抗ウイルス薬、抗不安薬、鎮静薬、収れん薬、βアドレナリン作動性レセプター遮断薬、造影剤、コルチコステロイド、咳止め薬、診断薬、診断造影薬、利尿薬、ドパミン作動薬、止血薬、血液学的薬剤、ヘモグロビン修飾物質、ホルモン、催眠薬、免疫薬(immuriological agents)、抗高脂血薬および他の脂質調節薬、ムスカリン様作用薬、筋弛緩薬、副交感神経作動薬、副甲状腺カルシトニン、プロスタグランジン、放射線医薬品、鎮静薬、性ホルモン、抗アレルギー薬、興奮薬、交感神経作用薬、甲状腺製剤、血管拡張薬、ワクチン、ビタミン、およびキサンチン。抗腫瘍剤または抗癌剤としては、パクリタキセルとその誘導体化合物、および、アルカロイド、代謝拮抗物質、酵素インヒビター、アルキル化薬、および抗生物質からなる群から選択される他の抗腫瘍薬が挙げられるが、これらに限定されない。治療剤はまた、生物製剤であり得、これとしては、タンパク質、ポリペプチド、炭水化物、ポリヌクレオチド、および核酸が挙げられるが、これらに限定されない。タンパク質は抗体であり得、これはポリクローナル抗体またはモノクローナル抗体であり得る。
診断剤は、X線造影剤(imaging agent)および造影剤(contrast media)を含む。X線造影剤の例としては、以下が挙げられる:ジアトラゾン酸(diatrazoic acid)エチルエステル(EEDA)としても公知のWIN−8883(エチル3,5−ジアセトアミド−2,4,6−トリヨードベンゾエート)、WIN 67722(すなわち(6−エトキシ−6−オキソヘキシル−3,5−ビス(アセトアミド)−2,4,6−トリヨードベンゾエート);エチル−2−(3,5−ビス(アセトアミド)−2,4,6−トリヨードベンゾイルオキシ)ブチレート(WIN 16318);エチルジアトリゾキシアセテート(WIN 12901);エチル2−(3,5−ビス(アセトアミド)−2,4,6−トリヨードベンゾイルオキシ)プロピオネート(WIN 16923);N−エチル2−(3,5−ビス(アセトアミド)−2,4,6−トリヨードベンゾイルオキシアセトアミド(WIN 65312);イソプロピル2−(3,5−ビス(アセトアミド)−2,4,6−トリヨードベンゾイルオキシ)アセトアミド(WIN 12855);ジエチル2−(3,5−ビス(アセトアミド)−2,4,6−トリヨードベンゾイルオキシマロネート(WIN 67721);エチル2−(3,5−ビス(アセトアミド)−2,4,6−トリヨードベンゾイルオキシ)フェニルアセテート(WIN 67585)、プロパン二酸[[(3,5−ビス(アセチルアミノ)−2,4,5−トリヨードベンゾイル(triodobenzoyl)]オキシ]ビス(1−メチル)エステル(WIN 68165);および安息香酸,3,5−ビス(アセチルアミノ)−2,4,6−トリヨード(triodo)−4−(エチル−3−エトキシ−2−ブテノエート)エステル(WIN 68209)。好ましい造影剤(contrast agent)としては、生理学的条件下で比較的速やかに分解すると予測され、従ってあらゆる粒子関連炎症性応答を最小限にするものが挙げられる。分解は、酵素的加水分解、生理学的pHにおけるカルボン酸の可溶化、または他の機構に起因し得る。従って、難溶性ヨウ素化カルボン酸(例えば、ヨージパミド、ジアトリゾ酸、およびメトリゾ酸)、ならびに加水分解的に不安定なヨウ素化種(例えば、WIN 67721、WIN 12901、WIN 68165、およびWIN 68209など)が、好ましくあり得る。
他の造影剤(contrast media)としては、磁気共鳴画像補助物質(例えば、ガドリニウムキレート)の粒子状調製物、または他の常磁性造影剤(contrast agent)が挙げられるが、これらに限定されない。このような化合物の例は、ガドペンテテートジメグルミン(Magnevist(登録商標))およびガドテリドール(Prohance(登録商標))である。
これらのクラスの治療剤および診断剤の説明、ならびに各クラス内の種のリストは、Martindale,The Extra Pharmacopoeia,第29版,The Pharmaceutical Press,London,1989に見出され得、これは本明細書中で参考として援用され、本明細書の一部をなす。治療剤および診断剤は、市販されており、そして/または当該分野で公知の技術により調製され得る。
化粧品薬剤は、化粧品活性を有し得る任意の活性成分である。これらの活性成分の例は、特に、以下であり得る:緩和薬、湿潤剤、フリーラジカル抑制剤、抗炎症剤、ビタミン、脱色剤、抗アクネ薬、抗脂漏薬、角質溶解剤、やせ薬、皮膚着色剤および日焼け止め剤、および特に、リノール酸、レチノール、レチノイン酸、アスコルビン酸アルキルエステル、ポリ不飽和脂肪酸、ニコチン性エステル、ニコチン酸トコフェロール、米の非ケン化物、大豆の非ケン化物、またはシアバターノキ(shea)の非ケン化物、セラミド、ヒドロキシ酸(例えば、グリコール酸)、セレン誘導体、抗酸化剤、βカロチン、γオリザノール、およびグリセリン酸ステアリル。上記化粧品は市販されており、そして/または当該分野で公知の技術により調製され得る。
本発明の実施における使用が企図される栄養補給剤の例としては、タンパク質、炭水化物、水溶性ビタミン(例えば、ビタミンC,B複合ビタミンなど)、脂溶性ビタミン(例えば、ビタミンA、ビタミンD、ビタミンE、ビタミンKなど)、およびハーブ抽出物が挙げられるが、これらに限定されない。栄養補給剤は、市販されており、そして/または当該分野で公知の技術によって調製され得る。
用語「農薬」は、除草剤、殺虫剤、ダニ駆除薬、抗線虫薬、外寄生生物撲滅薬、および殺真菌薬を包含すると理解される。本発明における農薬が属し得る化合物クラスの例としては、尿素、トリアジン、トリアゾール、カルバメート、リン酸エステル、ジニトロアニリン、モルホリン、アシルアラニン、ピレスロイド、ベンジル酸エステル、ジフェニルエーテル、および多環式ハロゲン化炭化水素が挙げられる。これらのクラスの各々における農薬の特定の例は、Pesticide Manual,第9版,British Crop Protection Councilに記載される。上記農薬は、市販されており、そして/または当該分野で公知の技術によって調製され得る。
好ましくは、上記有機化合物または上記薬学的に活性な化合物は、難水溶性である。「難水溶性」が意味することは、水に対する化合物の溶解度が約10mg/mL未満、好ましくは、1mg/mL未満であることである。これらの難水溶性薬剤は、水性媒体中でこれらの薬剤を処方するのに限定された代替物であるので、水性懸濁調製物に最も適している。
本発明はまた、これらの化合物を固体キャリアマトリックス(例えば、ポリラクテート−ポリグリコレートコポリマー、アルブミン、デンプン)にトラップすることによってか、またはこれらの化合物を薬学的化合物に非浸透性の周辺ビヒクル中にカプセル化することによって、水溶性の薬学的に活性な化合物を用いて実施され得る。このカプセル化するビヒクルは、ポリアクリレートのようなポリマー性コーティングであり得る。さらに、これらの水溶性薬学的薬剤から調製される小粒子は、化学的安定性を向上するように、かつ粒子からの薬剤の放出を制御することによって上記薬剤の薬物動態学的特性を制御するように改変され得る。水溶性薬学的薬剤の例としては、簡素な有機化合物、タンパク質、ペプチド、ヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、および炭水化物が挙げられるが、これらに限定されない。
動的光散乱法(例えば、光相関分光法(photocorrelation spectroscopy)、レーザー回折法、低角度レーザー光散乱法(LALLS)、中角度レーザー光散乱法(MALLS)、光遮蔽法(light obscuration method)(例えばCoulter法)、レオロジーまたは顕微鏡観察(光学顕微鏡もしくは電子顕微鏡)によって測定されるように、本発明の粒子は、一般的に約100μm未満の平均有効粒径を有する。しかし、上記粒子は、広範囲なサイズ(例えば、約20μm〜約10nm、約10μm〜約10nm、約2μm〜約10nm、約1μm〜約10nm、約400nm〜約50nm、約200nm〜約50nm、またはこれらの範囲の任意の範囲もしくはこれらの範囲の組み合わせ)で調製され得る。好ましい平均有効粒径は、上記化合物の、意図した投与経路、処方、溶解度、毒性、およびバイオアベイラビリティのような因子に依存する。
非経口的投与に適切であるために、上記粒子は、好ましくは約7μm未満の平均有効粒径、およびより好ましくは約2μm未満の平均有効粒径、またはその間の任意の範囲の平均有効粒径もしくはこれらの範囲の組み合わせの平均有効粒径を有する。非経口的投与としては、静脈内、動脈内、鞘内、腹腔内、眼球内、関節内、硬膜内、心室内、心膜内、筋内、皮内、または皮下注射が挙げられる。
経口投与形態のための粒径は、2μmを超え得る。上記粒子は、約100μmまでのサイズ範囲であり得、ただし、この粒子は、十分なバイオアベイラビリティおよび経口投与形態の他の特性を有する。経口投与形態としては、錠剤、カプセル剤、カプレット剤、軟質ゲルカプセル剤および硬質ゲルカプセル剤、または経口投与により薬物を送達するための他の送達ビヒクルが挙げられる。
本発明は、有機化合物の粒子を肺投与に適した形態で提供するのにさらに適している。肺投与形態についての粒径は、500nmを超え得、そして代表的には約10μm未満である。懸濁液中の粒子は、エアロゾル化し得、そして肺投与のための噴霧器によって投与され得る。あるいは、懸濁液から液相を除去した後、上記粒子は、乾燥粉末として乾燥粉末吸入器で投与され得るか、または、この乾燥粉末は、定量吸入器による投与のために非水性噴射剤に再懸濁され得る。適切な噴射剤の一例は、ハイドロフルオロカーボン(HFC)(例えば、HFC−134a(1,1,1,2−テトラフルオロエタン)およびHFC−227ea(1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン))である。クロロフルオロカーボン(CFC)と異なり、HFCは、オゾン層破壊の潜在性をほとんど示さないか、全く示さない。
他の送達経路(例えば、鼻、局所的、眼、鼻、口腔、直腸、膣、経皮など)のための投与形態もまた、本発明で作製された粒子から処方され得る。
粒子を調製するためのプロセスは、4つの一般的なカテゴリーに分けられ得る。プロセスのカテゴリーの各々は、以下の工程を共有する:(1)有機化合物を、水混和性の第一の溶媒に溶解して、第一の溶液を作製する工程、(2)この第一の溶液と水の第2の溶媒とを混合し、有機化合物を沈殿させ、予備懸濁液を作製する工程、および(3)高剪断混合もしくは加熱、またはこの両方の組み合わせの形態で、予備懸濁液にエネルギーを付加し、上で定義した所望のサイズ範囲を有する有機化合物の安定な形態を提供する工程。上記混合工程およびエネルギーを付加する工程は、連続する工程において行われ得るか、または同時に行われ得る。
プロセスのカテゴリーは、X線回折法、示差走査型熱量測定(DSC)法、またはエネルギー付加工程の前およびエネルギー付加工程の後に行われる他の適当な方法によって決定されるような有機化合物の物理的性質に基づいて区別される。第一のプロセスカテゴリーにおいては、エネルギー付加工程の前、予備懸濁液中の有機化合物は、アモルファス形態、半結晶性形態、または過冷却液体の形態をとり、そして平均有効粒径を有する。エネルギー付加工程後、この有機化合物は、予備懸濁液の平均有効粒径と本質的に同じか、またはそれより小さい平均有効粒径を有する結晶性形態をとる。
第2のプロセスカテゴリーにおいては、エネルギー付加工程の前、上記有機化合物は、結晶性形態をとり、そして平均有効粒径を有する。エネルギー付加工程後、この有機化合物は、エネルギー付加工程の前のものと本質的に同じ平均有効粒径を有する結晶性形態をとるが、エネルギー付加工程後の結晶は、凝集する傾向はあまり高くない。
有機化合物の凝集傾向が弱まることは、レーザー動的光散乱および光学顕微鏡によって観察される。
第三のプロセスカテゴリーにおいて、エネルギー付加工程前、上記有機化合物は、砕けやすい結晶性形態をとり、そして平均有効粒径を有する。用語「砕けやすい(friable)」によって意味されることは、粒子が砕けやすく(fragile)、そしてより容易により小さい粒子に崩壊することである。エネルギー付加工程後、この有機化合物は、予備懸濁液の結晶より小さい平均有効粒径を有する結晶性形態をとる。上記有機化合物を砕けやすい結晶性形態にするために必要な工程を採用することによって、有機化合物が砕け難い結晶形態(morphology)をとっている場合と比較して、次のエネルギー付加工程は、より迅速かつより効率良く行われ得る。
第4のプロセスカテゴリーにおいて、第1の溶液および第2の溶媒は、エネルギー付加工程に同時に供される。従って、エネルギー付加工程の前および後の有機化合物の物理的特性は、測定されなかった。
上記エネルギー付加工程は、任意の様式で行われ得、ここで、第1の溶液および第2の溶媒の予備懸濁液は、キャビテーション力、剪断力、または慣性前進力に曝露される。本発明の1つの好ましい形態において、エネルギー付加工程は、アニーリング工程である。アニーリングは、本発明において、エネルギー(直接的加熱または機械的応力)の1回の適用または反復した適用、続いての熱緩和によって熱力学的に不安定なものをより安定な形態へ変換するプロセスとして定義される。このエネルギーを低下させることは、固体形態のあまり規則性の無い格子構造からより規則性のある格子構造への変換によって達成され得る。あるいは、この安定化は、固体−液体界面での界面活性剤分子の再整列によって起こり得る。
これらの4つのプロセスカテゴリーは、以下で別個に考察される。しかし、プロセス条件(例えば、界面活性剤の選択、または界面活性剤の組み合わせ、使用される界面活性剤の量、反応の温度、溶液の混合速度、沈殿の速度など)は、任意の薬物が次で考察されるカテゴリーのいずれか1つの下で処理され得るように選択され得ることが理解されるべきである。
第1のプロセスカテゴリー、ならびに第2のプロセスカテゴリー、第3のプロセスカテゴリーおよび第4のプロセスカテゴリーは、さらに、2つのサブカテゴリーである方法Aおよび方法B(図1および図2に図解的に示される)に分けられ得る。
本発明に従う第1の溶媒は、目的の有機化合物が比較的可溶性であり、かつ、第2の溶媒と混和性である、溶媒または溶媒の混合物である。このような溶媒としては、水混和性のプロトン性化合物(ここで、分子中の水素原子は、電気陰性原子(例えば、酸素、窒素、または元素周期表における他のVA群、VIA群およびVII A群)に結合される)が挙げられるが、これらに限定されない。このような溶媒の例としては、アルコール、アミン(一級または二級)、オキシム、ヒドロキサム酸、カルボン酸、硫酸、ホスホン酸、リン酸、アミドおよび尿素が挙げられるが、これらに限定されない。
第1の溶媒の他の例としてはまた、非プロトン性溶媒が挙げられる。これらの非プロトン性溶媒のいくつかは、水との水素結合を形成し得るが、プロトン受容体として作用するだけであり得る。なぜなら、これらは、有効なプロトン供与基を欠くからである。非プロトン性溶媒の1つのクラスは、International Union of Pure and Applied Chemistry(IUPAC Compendium of Chemical Terminology、第2版、1997)によって「比較的高い比誘電率(または誘電定数)(約15より大きい)、かなりの大きさの永久双極子モーメントを有する溶媒であって、強力な水素結合を形成するための適度に動きやすい水素原子を供与し得ない溶媒(例えば、ジメチルスルホキシド)」と定義されるような、双極性非プロトン性溶媒である。
双極性非プロトン性溶媒は、以下からなる群より選択され得る:アミド(完全に置換されていて、窒素は結合された水素を欠いている)、尿素(完全に置換されていて、窒素は結合された水素を欠いている)、エーテル、環式エーテル、ニトリル、ケトン、スルホン、スルホキシド、完全に置換されたホスフェート、ホスホン酸エステル、ホスホラミド、ニトロ化合物など。ジメチルスルホキシド(DMSO)、N−メチル−2−ピロリジノン(NMP)、2−ピロリジノン、1,3−ジメチルイミダゾリジノン(DMI)、ジメチルアセトアミド(DMA)、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジオキサン、アセトン、テトラヒドロフラン(THF)、テトラメチレンスルホン(スルホラン)、アセトニトリル、およびヘキサメチルホスホラミド(HMPA)、ニトロメタンなどは、このクラスのメンバーである。
一般的には水不混和性であるが、小体積(10%未満)において十分な水溶性を有し、これらの減少した体積において水混和性の第1の溶媒として作用する溶媒もまた、選択され得る。例としては、芳香族炭化水素、アルケン、アルカン、ならびにハロゲン化芳香族、ハロゲン化アルケン、およびハロゲン化アルカンが挙げられる。芳香族としては、ベンゼン(置換または非置換)、および単環式アレーンまたは多環式アレーンが挙げられるが、これらに限定されない。置換ベンゼンの例としては、キシレン(オルト、メタ、またはパラ)、およびトルエンが挙げられるが、これらに限定されない。アルカンの例としては、ヘキサン、ネオペンタン、ヘプタン、イソオクタン、およびシクロヘキサンが挙げられるが、これらに限定されない。ハロゲン化芳香族としては、クロロベンゼン、ブロモベンゼン、およびクロロトルエンが挙げられるが、これらに限定されない。ハロゲン化アルカンおよびハロゲン化アルケンの例としては、トリクロロエタン、塩化メチレン、二塩化エチレン(EDC)などが挙げられるが、これらに限定されない。
上の溶媒クラス全ての例としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:N−メチル−2−ピロリジノン(N−メチル−2−ピロリドンとも呼ばれる)、2−ピロリジノン(2−ピロリドンとも呼ばれる)、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(DMI)、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、酢酸、乳酸、メタノール、エタノール、イソプロパノール、3−ペンタノール、n−プロパノール、ベンジルアルコール、グリセロール、ブチレングリコール(ブタンジオール)、エチレングリコール、プロピレングリコール、モノおよびジアシル化モノグリセリド(例えば、グリセリルカプリレート)、ジメチルイソソルビド、アセトン、ジメチルスルホン、ジメチルホルムアミド、1,4−ジオキサン、テトラメチレンスルホン(スルホラン)、アセトニトリル、ニトロメタン、テトラメチル尿素、ヘキサメチルホスホラミド(HMPA)、テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサン、ジエチルエーテル、tert−ブチルメチルエーテル(TBME)、芳香族炭化水素、アルケン、アルカン、ハロゲン化芳香族、ハロゲン化アルケン、ハロゲン化アルカン、キシレン、トルエン、ベンゼン、置換ベンゼン、酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸ブチル、クロロベンゼン、ブロモベンゼン、クロロトルエン、トリクロロエタン、塩化メチレン、二塩化エチレン(EDC)、ヘキサン、ネオペンタン、ヘプタン、イソオクタン、シクロヘキサン、ポリエチレングリコール(PEG、例えば、PEG−4、PEG−8、PEG−9、PEG−12、PEG−14、PEG−16、PEG−120、PEG−75、PEG−150)、ポリエチレングリコールエステル(例えば、PEG−4ジラウレート、PEG−20ジラウレート、PEG−6イソステアレート、PEG−8パルミトステアレート、PEG−150パルミトステアレート)、ポリエチレングリコールソルビタン(例えば、PEG−20ソルビタンイソステアレート)、ポリエチレングリコールモノアルキルエーテル(例えば、PEG−3ジメチルエーテル、PEG−4ジメチルエーテル)、ポリピレングリコール(PPG)、ポリプロピレンアルギネート、PPG−10ブタンジオール、PPG−10メチルグルコースエーテル、PPG−20メチルグルコースエーテル、PPG−15ステアリルエーテル、プロピレングリコールジカプリレート/ジカプレート、プロピレングリコールラウレート、およびグリコフロール(テトラヒドロフルフリルアルコールポリエチレングリコールエーテル)。好ましい第一の溶媒は、N−メチル−2−ピロリジノンである。別の好ましい第1の溶媒は、乳酸である。
第2の溶媒は、水性溶媒である。この水性溶媒は、水自身でもあり得る。この溶媒は、緩衝剤、塩、界面活性剤、水溶性ポリマー、およびこれらの賦形剤の組み合わせを含み得る。
(方法A)
方法A(図1を参照のこと)において、有機化合物(「薬物」)は、最初に、第1の溶媒に溶解され、第1の溶液を作製する。この有機化合物は、有機化合物の溶解度に依存して、第1の溶媒に約0.1%(w/v)〜約50%(w/v)添加され得る。約30℃〜約100℃で濃縮物を加熱することは、第1の溶媒への化合物の完全な溶解を確かにするのに必要であり得る。
方法A(図1を参照のこと)において、有機化合物(「薬物」)は、最初に、第1の溶媒に溶解され、第1の溶液を作製する。この有機化合物は、有機化合物の溶解度に依存して、第1の溶媒に約0.1%(w/v)〜約50%(w/v)添加され得る。約30℃〜約100℃で濃縮物を加熱することは、第1の溶媒への化合物の完全な溶解を確かにするのに必要であり得る。
第2の水性溶媒は、1つ以上の任意の表面変性剤(surface modifier)(例えば、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤)と一緒に提供されるか、または生物学的に界面活性な分子がそこに添加される。適切なアニオン性界面活性剤としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:スルホン酸アルキル、リン酸アルキル、ホスホン酸アルキル、ラウリン酸カリウム、ステアリン酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、硫酸アルキルポリオキシエチレン、アルギン酸ナトリウム、スルホコハク酸ジオクチルナトリウム、ホスファチジルコリン、ホスファチジルグリセロール、ホスファチジルイノシン、ホスファチジルセリン、ホスファチジン酸およびこれらの塩、グリセリルエステル、カルボキシメチルセルロースナトリウム、コール酸、ならびに他の胆汁酸(例えば、コール酸、デオキシコール酸、グリココール酸、タウロコール酸、グリコデオキシコール酸)およびこれらの塩(例えば、デオキシコール酸ナトリウムなど)。適切なカチオン性界面活性剤としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:四級アンモニウム化合物(例えば、塩化ベンザルコニウム)、臭化セチルトリメチルアンモニウム、キトサン、塩化ラウリルジメチルベンジルアンモニウム、アシルカルニチン塩酸、またはハロゲン化アルキルピリジニウム。アニオン性界面活性剤として、リン脂質が使用され得る。適切なリン脂質としては、例えば、以下が挙げられる:ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミン、ジアシル−グリセロ−ホスホエタノールアミン(例えば、ジミリストイル−グリセロ−ホスホエタノールアミン(DMPE)、ジパルミトイル−グリセロ−ホスホエタノールアミン(DPPE)、ジステアロイル−グリセロ−ホスホエタノールアミン(DSPE)、およびジオレオリル(dioleolyl)−グリセロ−ホスホエタノールアミン(DOPE))、ホスファチジルセリン、ホスファチジルイノシトール、ホスファチジルグリセロール、ホスファチジン酸、リソリン脂質、卵もしくは大豆リン脂質、またはこれらの組み合わせ。リン脂質は、塩化もしくは脱塩化され得るか、水素化もしくは部分的に水素化され得るか、または天然の半合成的かもしくは合成的であり得る。リン脂質はまた、水溶性ポリマーまたは親水性ポリマーと複合(conjugate)され得る。好ましいポリマーは、ポリエチレングリコール(PEG)であり、これはまたモノメトキシポリエチレングリコール(mPEG)として公知である。PEGの分子量は、例えば、200〜50,000で変動し得る。いくつかの一般的に使用される市販のPEGとしては、、PEG 350、PEG 550、PEG 750、PEG 1000、PEG 2000、PEG 3000、およびPEG 5000が挙げられる。リン脂質またはPEG−リン脂質複合体(conjugate)はまた、リガンドに共有結合し得る官能基を含み得、これとしては、タンパク質、ペプチド、炭水化物、糖タンパク質、抗体、または薬学的に活性な薬剤が挙げられるが、これらに限定されない。これらの官能基は、例えば、アミド結合の形成、ジスルフィドもしくはチオエーテルの形成、またはビオチン/ストレプトアビジン結合を通じて、リガンドと結合(conjugate)し得る。リガンド結合官能基の例としては、ヘキサノイルアミン、ドデカニルアミン、1,12−ドデカンジカルボキシレート、チオエタノール、4−(p−マレイミドフェニル)ブチラミド(MPB)、4−(p−マレイミドメチル)シクロヘキサン−カルボキサミド(MCC)、3−(2−ピリジルジチオ)プロピオネート(PDP)、スクシネート、グルタレート、ドデカノエート、およびビオチンが挙げられるが、これらに限定されない。
適切な非イオン性界面活性剤としては、以下が挙げられる:ポリオキシエチレン脂肪アルコールエーテル(MacrogolおよびBrij)、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル(ポリソルベート)、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル(Myrj)、ソルビタンエステル(Span)、グリセロールモノステアレート、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、セチルアルコール、セトステアリルアルコール、ステアリルアルコール、アリールアルキルポリエーテルアルコール、ポリオキシエチレン−ポリプロピレンコポリマー(ポロキサマー)、ポロキサミン、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、非晶性セルロース、デンプンおよびデンプン誘導体(例えばヒドロキシエチルデン粉(HES))を含む多糖類、ポリビニルアルコール、ならびにポリビニルピロリドン。本発明の好ましい形態において、非イオン性界面活性剤は、ポリオキシエチレンとポリオキシプロピレンとのコポリマー、および好ましくは、プロピレングリコールとエチレングリコールとのブロックコポリマーである。このようなポリマーは、商品名POLOXAMER(時々、PLURONIC(登録商標)とも呼ばれる)で販売されており、そしてSpectrum Chemical and Rugerを含む数社によって販売されている。ポリオキシエチレン脂肪酸エステルの中には、短いアルキル鎖を有するものも含まれる。このような界面活性剤の一例は、BASF Aktiengesellschaftが製造している、SOLUTOL(登録商標)HS 15(ポリエチレン−660−ヒドロキシステアレート)である。
界面活性な生物学的分子としては、アルブミン、カゼイン、ヒルジンまたは他の適切なタンパク質のような分子が挙げられる。多糖類の生物製剤もまた挙げられ、そして、デンプン、ヘパリンおよびキトサンからなるが、これらに限定されない。
第2の溶媒にpH調整剤(例えば、水酸化ナトリウム、塩酸、トリス緩衝液、シトレート、アセテート、ラクテート、またはメグルミンなど)を添加することもまた、望ましくあり得る。第2の溶媒は、約3〜約11の範囲内のpHを有するべきである。
経口投与形態については、以下の賦形剤のうちの1つ以上が利用され得る:ゼラチン、カゼイン、レシチン(ホスファチド)、アラビアゴム、コレステロール、トラガカント、ステアリン酸、塩化ベンザルコニウム、ステアリン酸カルシウム、グリセリルモノステアレート、セトステアリルアルコール、セトマクロゴル乳化ワックス、ソルビタンエステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル(例えば、セトマクロゴル 1000のようなマクロゴルエーテル)、ポリオキシエチレンヒマシ油誘導体、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル(例えば、市販のTweenTM)、ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレンステアレート、コロイド状二酸化ケイ素、ホスフェート、ドデシル硫酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロースカルシウム、カルボキシメチルセルロースナトリウム、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート、非晶性セルロース、ケイ酸マグネシウムアルミニウム、トリエタノールアミン、ポリビニルアルコール(PVA)、およびポリビニルピロリドン(PVP)。これらの賦形剤の大部分は、American Pharmaceutical AssociationおよびThe Pharmaceutical Society of Great Britainによって共同出版された、Handbook of Pharmaceutical Excipients(the Pharmaceutical Press,1986)に詳細に記載される。表面変性剤は、市販されており、そして/または当該分野で公知の技術によって調製され得る。二種以上の表面変性剤は、組み合わせて使用され得る。
本発明の一つの好ましい形態において、有機化合物の小粒子を調製するための方法は、第1の溶液を第2の溶媒に添加する工程を包含する。添加速度は、バッチサイズ、および有機化合物の沈殿の反応速度論に依存する。代表的に、小スケールの実験室プロセス(1リットルの調製)については、添加速度は、約0.05cc/分〜約10cc/分である。添加中は溶液を絶えず攪拌すべきである。アモルファス粒子、半結晶性固体、または過冷却液体が形成され、予備懸濁液を作製することが、光学顕微鏡を使用して観察された。この方法は、予備懸濁液をエネルギー付加工程に供し、アモルファス粒子、過冷却液体または半結晶性固体をより安定な結晶性個体状態に変換する工程をさらに包含する。生じた粒子は、動的光散乱法(例えば、光相関分光法、レーザー回折法、低角度レーザー光散乱法(LALLS)、中角度レーザー光散乱法(MALLS))、光遮蔽法(例えばCoulter法)、レオロジー、または顕微鏡観察(光学顕微鏡もしくは電子顕微鏡)(以下に示される範囲内)で測定されるような平均有効粒径を有する。プロセスカテゴリー4において、第1の溶液および第2の溶液が混合されると同時に、エネルギー付加工程を行う。
上記エネルギー付加工程は、超音波処理、ホモジナイズ、対向流ホモジナイズ、ミクロ流動化によって、または、慣性前進力、剪断力もしくはキャビテーション力を提供する他の方法によってエネルギーを付加する工程を包含する。この段階の間、サンプルは、冷却または加熱され得る。本発明の一つの好ましい形態において、エネルギー付加工程は、ピストンギャップホモジナイザー(例えば、製品名EmulsiFlex−C160としてAvestin Inc.により販売されているもの)によって達成される。本発明の別の好ましい形態において、エネルギー付加工程は、超音波プロセッサー(例えば、Sonics and Materials, Inc.によって製造されているVibra−Cell Ultrasonic Processor(600W))を使用して超音波処理によって達成され得る。本発明のさらに別の好ましい形態において、エネルギー付加工程は、米国特許第5,720,551号に記載されるような乳化装置の使用により達成され得る。米国特許第5,720,551号は、本明細書中で参考として援用され、そして本明細書の一部をなす。
エネルギー付加速度に依存して、処理されたサンプルの温度を約−30゜C〜30゜Cの範囲内に調整することが、望ましくあり得る。あるいは、処理された固体において所望の相変化を達成するために、エネルギー付加工程の間、予備懸濁液を約30゜C〜約100゜Cの範囲内の温度に加熱することもまた、必要であり得る。
(方法B)
方法Bは、以下の点で方法Aと異なる。第一の相違点は、一種類の界面活性剤または界面活性剤の組み合わせが、第1の溶液に添加される点である。この界面活性剤は、上で示された、アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、および界面活性な生物学的変性剤(modifier)の群より選択され得る。
方法Bは、以下の点で方法Aと異なる。第一の相違点は、一種類の界面活性剤または界面活性剤の組み合わせが、第1の溶液に添加される点である。この界面活性剤は、上で示された、アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、および界面活性な生物学的変性剤(modifier)の群より選択され得る。
(方法Aおよび方法Bならびに米国特許第5,780,062号の比較実施例)
米国特許第5,780,062号は、最初に有機化合物を適切な水混和性の第1の溶媒に溶解することによって有機化合物の小粒子を調製するためのプロセスを開示する。第2の溶液は、水性溶媒にポリマーおよび両親媒性物質を溶解することによって調製される。次いで、この第1の溶液は、第2の溶液に添加され、有機化合物およびポリマー−両親媒性物質複合体からなる沈殿物を形成する。‘062特許は、方法Aおよび方法Bにおける本発明のエネルギー付加工程を利用することを開示していない。安定性の欠如は、代表的には、急速な凝集および粒子の成長によって証明される。いくつかの場合、アモルファス粒子は、大きな結晶として再結晶する。上で開示された様式で予備懸濁液にエネルギーを付加することは、代表的には、粒子の凝集および成長の速度の低下を示し、かつ生成物保存の際に再結晶化が起こらない粒子を与える。
米国特許第5,780,062号は、最初に有機化合物を適切な水混和性の第1の溶媒に溶解することによって有機化合物の小粒子を調製するためのプロセスを開示する。第2の溶液は、水性溶媒にポリマーおよび両親媒性物質を溶解することによって調製される。次いで、この第1の溶液は、第2の溶液に添加され、有機化合物およびポリマー−両親媒性物質複合体からなる沈殿物を形成する。‘062特許は、方法Aおよび方法Bにおける本発明のエネルギー付加工程を利用することを開示していない。安定性の欠如は、代表的には、急速な凝集および粒子の成長によって証明される。いくつかの場合、アモルファス粒子は、大きな結晶として再結晶する。上で開示された様式で予備懸濁液にエネルギーを付加することは、代表的には、粒子の凝集および成長の速度の低下を示し、かつ生成物保存の際に再結晶化が起こらない粒子を与える。
方法Aおよび方法Bは、沈殿の前にポリマー−両親媒性物質複合体を形成する工程がないことによって、‘062特許のプロセスとさらに区別される。方法Aにおいては、ポリマーが希釈液(水性)の相に添加されないので、このような複合体は形成され得ない。方法Bにおいては、両親媒性物質としても作用し得る界面活性剤、またはポリマーが、有機化合物と一緒に第1の溶媒に溶解される。これは、沈殿の前に、両親媒性物質−ポリマー複合体のあらゆる形成を防止する。‘062特許において、小粒子の沈殿が成功することは、沈殿形成前の両親媒性物質−ポリマー複合体の形成に依存する。‘062特許は、両親媒性物質−ポリマー複合体が、水性の第2の溶液中で凝集体を形成することを開示する。‘062特許は、疎水性有機化合物が両親媒性物質−ポリマー複合体と相互作用し、それによってこれらの凝集体の溶解度を低下させ、そして沈殿を引き起こすと説明している。本発明において、第1の溶媒中への界面活性剤またはポリマーの包含(方法B)が、これに続いての第2の溶媒への添加の際に、‘062特許で概説されたプロセスによって得られるよりも、より均質で、より微細な粒子の形成をもたらすことが示された。
この点を裏づけるため、2種の処方物が調製され、そして分析された。処方物の各々は、2種の溶液(濃縮物および水性希釈液)を有する。この2種の溶液は一緒に混合され、次いで超音波処理される。各処方物中の濃縮物は、有機化合物(イトラコナゾール)、水混和溶媒(N−メチル−2−ピロリジノン、またはNMP)、および可能ならばポリマー(ポロキサマー188)を有する。水性希釈液は、水、トリス緩衝液、および可能ならばポリマー(ポロキサマー188)、および/または界面活性剤(デオキシコール酸ナトリウム)を有する。超音波処理の前および超音波処理の後、有機粒子の平均粒径が測定される。
第1の処方物Aは、濃縮物としてイトラコナゾールとNMPを有する。水性希釈液は、水、ポロキサマー188、トリス緩衝液およびデオキシコール酸ナトリウムを含む。従って、上記水性希釈液は、ポリマー(ポロキサマー188)および両親媒性物質(デオキシコール酸ナトリウム)を含み(これは、ポリマー/両親媒性物質複合体を形成し得る)、従って、‘062特許の開示に従う(しかし、再度強調すると、‘062特許はエネルギー付加工程を開示していない)。
第2の処方物Bは、濃縮物としてイトラコナゾール、NMPおよびポロキサマー188を有する。水性希釈液は、水、トリス緩衝液およびデオキシコール酸ナトリウムを含む。この処方物は、本発明に従って作製される。水性希釈液は、ポリマー(ポロキサマー)と両親媒性物質(デオキシコール酸ナトリウム)との組み合わせを含まないので、混合工程前にポリマー/両親媒性物質複合体は形成し得ない。
表1は、3つの複製懸濁調製物についてのレーザー回折によって測定された平均粒子直径を示す。最初のサイズ測定を行い、その後に、そのサンプルを1分間超音波処理した。次いで、サイズ測定を繰り返した。方法Aの超音波処理の際のサイズの縮小が大きなことは、粒子凝集を示した。
滅菌のためのさらに別の手順は、ホモジナイズ工程の前、その間、もしくはその後に、乾熱滅菌、またはホモジナイザー自体の中でオートクレーブにかけることからなる。この熱処理(treatment)後の処理(processing)は、無菌条件下で行われる。
必要に応じて、溶媒を含まない懸濁液が、沈殿後の溶媒除去によって製造され得る。これは、遠心分離、透析、透析濾過、強制力場分画、高圧濾過、逆浸透圧、または当該分野で周知の分離技術によって達成され得る。N−メチル−2−ピロリジノンの完全除去を、代表的には、1回〜3回の連続的な遠心分離操作、各遠心分離(18,000rpmで30分間)後、上清をデカントおよび廃棄することによって行った。有機溶媒を含まない新たな容積の懸濁液ビヒクルを、残存する固形物に添加し、そしてこの混合物を、ホモジナイズによって分散させた。他の高剪断混合技術がこの再構成工程に適用され得ることが、当業者に理解される。あるいは、溶媒を含まない粒子は、種々の投与経路(例えば、経口、経肺、経鼻、局所的、筋肉内など)に所望されるような種々の投与形態に処方され得る。
さらに、任意の所望されない賦形剤(例えば、界面活性剤)は、上の段落で記載された分離法の使用によって、より望ましい賦形剤で置換され得る。遠心分離または濾過の後、上記溶媒および第1の賦形剤は、その上清と一緒に廃棄され得る。次いで、上記溶媒および第1の賦形剤を含まない新たな容積の懸濁液ビヒクルが添加され得る。あるいは、新たな界面活性剤が添加され得る。例えば、薬物、N−メチル−2−ピロリジノン(溶媒)、ポロキサマー188(第1の賦形剤)、デオキシコール酸ナトリウム、グリセロール、ならびに水からなる懸濁液は、遠心分離および上清の除去の後に、リン脂質(新たな界面活性剤)、グリセロールならびに水に置換され得る。
(I.第1のプロセスカテゴリー)
第1のプロセスカテゴリーの方法は、一般的に、水不混和性の第1の溶媒に有機化合物を溶解する工程、それに続いて、この溶液と水性溶媒とを混合して予備懸濁液を形成する工程を包含し、ここで、有機化合物は、X線回折調査、DSC、光学顕微鏡、または他の分析技術によって決定されるように、アモルファス形態、半結晶形態または過冷却液体形態をとり、そしてこの有機化合物は、上で示された有効粒径範囲の1つの範囲内で平均有効粒径を有する。この混合工程の後には、エネルギー付加工程が続く。
第1のプロセスカテゴリーの方法は、一般的に、水不混和性の第1の溶媒に有機化合物を溶解する工程、それに続いて、この溶液と水性溶媒とを混合して予備懸濁液を形成する工程を包含し、ここで、有機化合物は、X線回折調査、DSC、光学顕微鏡、または他の分析技術によって決定されるように、アモルファス形態、半結晶形態または過冷却液体形態をとり、そしてこの有機化合物は、上で示された有効粒径範囲の1つの範囲内で平均有効粒径を有する。この混合工程の後には、エネルギー付加工程が続く。
(II.第2のプロセスカテゴリー)
第2のプロセスカテゴリーの方法は、本質的には第1のプロセスカテゴリーの工程と同じ工程を含むが、以下の点で異なる。予備懸濁液のX線回折、DSC、または他の適切な分析技術は、結晶形態をとりかつある平均有効粒径を有する有機化合物を示す。エネルギー付加工程後の有機化合物は、エネルギー付加工程前と本質的には同じ平均有効粒径を有するが、予備懸濁液の粒子のものと比較した場合、より大きな粒子の凝集する傾向は小さい。理論にとらわれず、粒子の安定性の差異は、固液界面における界面活性剤分子の再配列に起因し得ると考えられる。
第2のプロセスカテゴリーの方法は、本質的には第1のプロセスカテゴリーの工程と同じ工程を含むが、以下の点で異なる。予備懸濁液のX線回折、DSC、または他の適切な分析技術は、結晶形態をとりかつある平均有効粒径を有する有機化合物を示す。エネルギー付加工程後の有機化合物は、エネルギー付加工程前と本質的には同じ平均有効粒径を有するが、予備懸濁液の粒子のものと比較した場合、より大きな粒子の凝集する傾向は小さい。理論にとらわれず、粒子の安定性の差異は、固液界面における界面活性剤分子の再配列に起因し得ると考えられる。
(III.第3のプロセスカテゴリー)
第3のカテゴリーの方法は、予備懸濁液中の有機化合物がある平均有効粒径を有する砕けやすい形態(例えば、細長い針状晶および薄片状晶)で存在することを保証するために、第1のプロセスカテゴリーおよび第2のプロセスカテゴリーの工程のうちの最初の二工程を改変する。砕けやすい粒子は、適切な溶媒、界面活性剤または界面活性剤の組み合わせ、個々の溶液の温度、混合速度、および沈殿速度などを選択することによって形成され得る。砕けやすさはまた、第1の溶媒と水性溶媒との混合の間での格子欠陥(例えば、へき解面)の導入により高められ得る。これは、沈殿工程でされるような急速な結晶化により起こる。エネルギー付加工程において、これらの砕けやすい結晶は、動力学的に安定化され、かつ、予備懸濁液の平均有効粒径より小さい平均有効粒径を有する結晶に変換される。動力学的に安定化されたとは、動力学的に安定化されていない粒子と比較した場合に粒子が凝集する傾向が小さくなることを意味する。このような場合、このエネルギー付加工程は、砕けやすい粒子の破砕をもたらす。予備懸濁液の粒子が砕けやすい状態にあることを確実にすることによって、有機化合物は、砕けやすい形態にするための工程がとられなかった有機化合物を処理することを比較した場合、より容易にかつより急速に所望のサイズ範囲内の粒子に調製され得る。
第3のカテゴリーの方法は、予備懸濁液中の有機化合物がある平均有効粒径を有する砕けやすい形態(例えば、細長い針状晶および薄片状晶)で存在することを保証するために、第1のプロセスカテゴリーおよび第2のプロセスカテゴリーの工程のうちの最初の二工程を改変する。砕けやすい粒子は、適切な溶媒、界面活性剤または界面活性剤の組み合わせ、個々の溶液の温度、混合速度、および沈殿速度などを選択することによって形成され得る。砕けやすさはまた、第1の溶媒と水性溶媒との混合の間での格子欠陥(例えば、へき解面)の導入により高められ得る。これは、沈殿工程でされるような急速な結晶化により起こる。エネルギー付加工程において、これらの砕けやすい結晶は、動力学的に安定化され、かつ、予備懸濁液の平均有効粒径より小さい平均有効粒径を有する結晶に変換される。動力学的に安定化されたとは、動力学的に安定化されていない粒子と比較した場合に粒子が凝集する傾向が小さくなることを意味する。このような場合、このエネルギー付加工程は、砕けやすい粒子の破砕をもたらす。予備懸濁液の粒子が砕けやすい状態にあることを確実にすることによって、有機化合物は、砕けやすい形態にするための工程がとられなかった有機化合物を処理することを比較した場合、より容易にかつより急速に所望のサイズ範囲内の粒子に調製され得る。
(IV.第4のプロセスカテゴリー)
第4のプロセスカテゴリーの方法は、混合工程がエネルギー付加工程と同時に行われる点を除いて、第1のプロセスカテゴリーの工程を包含する。
第4のプロセスカテゴリーの方法は、混合工程がエネルギー付加工程と同時に行われる点を除いて、第1のプロセスカテゴリーの工程を包含する。
(小粒子の粉砕および安定化)
上で考察されたように、1つの好ましいアニーリングプロセスは、米国特許第5,720,551号(「’551特許」)に記載された装置を使用して達成され得る。この’551特許は、2つの不混和性液相のエマルジョンを作製するための方法および装置を記載する。1つの相は、油相であり、他方、液滴または固体粒子は、油に溶解されるか、または水に不溶であるいくつかの他の流体に溶解される。’551特許の他の液相は、1つの水相として記載される。この油液相および水液相は、混合され、そして乳化するセルを通過して供給される。この乳化するセルは、反対の流体流れをつくる。この反対の流体流れは、剪断力、慣性前進力、およびキャビテーション力を引き起こす。これらの力は、液相の粉砕に役立ち、そしてこの粉砕によって作製される任意の新たなコーティングされていない生成物表面をコーティングするのに必要な混合を提供する。
上で考察されたように、1つの好ましいアニーリングプロセスは、米国特許第5,720,551号(「’551特許」)に記載された装置を使用して達成され得る。この’551特許は、2つの不混和性液相のエマルジョンを作製するための方法および装置を記載する。1つの相は、油相であり、他方、液滴または固体粒子は、油に溶解されるか、または水に不溶であるいくつかの他の流体に溶解される。’551特許の他の液相は、1つの水相として記載される。この油液相および水液相は、混合され、そして乳化するセルを通過して供給される。この乳化するセルは、反対の流体流れをつくる。この反対の流体流れは、剪断力、慣性前進力、およびキャビテーション力を引き起こす。これらの力は、液相の粉砕に役立ち、そしてこの粉砕によって作製される任意の新たなコーティングされていない生成物表面をコーティングするのに必要な混合を提供する。
’551特許で考察される乳化プロセスは、上記油相のより小さくより均一な液滴への崩壊を包含し、ここで、乳化剤は、より小さな液滴と相互作用し、エマルジョンを形成する。’551特許は、液体内の液体(すなわち、水相内の油相)の崩壊を記載する。この特許は、水に比較的不溶か、または完全に不溶な固体粒子の崩壊を教示しない。
固体または結晶構造をより小さな粒子へ崩壊するための方法が存在する。粒子を粉砕するための1つの手順は、米国特許第5,314,506号に開示され、この米国特許第5,314,506号の教示は、本明細書中で参考として援用され、そして本明細書中の一部となる。この特許は、高慣性前進力を引き起こすための、互いの方向に向かう流体ジェット流れの配向を開示する。この特許は、特に、非化学反応が含まれる状況において、マイクロ混合について高慣性前進力を使用することに関する。
単に慣性前進力に依存して本発明のミクロンサイズまたはサブミクロンサイズの薬物粒子を作製することは、多くの問題を引き起こすことを本発明の発明者らは発見した。例えば、1平方インチ(6.54cm2)当たり(「psig」)20,000ポンド(9072kg)でピストン−ギャップホモジナイザーを通る少なくとも20回の通過が、1ミクロン未満の平均粒子サイズを達成するのに必要とされることが決定された。ピストン−ギャップホモジナイザーのこのような反復使用は、軸受けの磨耗およびホモジナイザーの密閉をもたらし、これらのアイテムの頻繁な取り換えを必要とする。
本発明の教示は、高剪断向流フロー(flow)レジメの適用により、水性媒体中の有機化合物小粒子の崩壊および安定化に関連する問題を解決すると考えられる。上でほのめかされるたように、このレジメは、固体粒子のより小さな粒子への開裂(cleavage)または分裂(splitting)を引き起こすように粒子に作用する、複数の異なる力をもたらす。特に、剪断レジメは、剪断力、慣性前進力およびキャビテーションをもたらす。1つ以上の必要に応じる界面活性剤は、粒子を保有するバルク流体中に提供され得、その結果、開裂(cleavage)または分裂(splitting)が、コーティングされてない表面を残して起こる場合、この界面活性剤は、このような表面をすぐにコーティングし、より小さく安定な粒子をもたらす。
図18〜図22に例示されるデバイスにおけるキャビテーションは、突然の加速がこれらのデバイス内で起こる(突然の圧力低下と一致する)場合に起こり、粒子周辺の流体(水および界面活性剤)中で局在圧力を引き起こし、このような周辺流体の蒸気圧より下に一瞬で低下する。蒸気圧の低下は、小さな蒸気の泡を形成させる。一論であるが、これらの泡が崩壊する場合、流体中で衝撃波が引き起こされ、これは、固体、有機粒子を崩壊するか、または分解(crack)すると考える。
反対の流体流れの差動的な速度は、図18〜図21のデバイスのチャンバ内で生じる剪断を引き起こす。一般的に、このチャンバの中心における流体および粒子の速度は、このチャンバの内部表面近くを実質的に反対の方向に移動する流体の速度(このような速度は、0に向かう傾向がある)よりもかなり高い。剪断は、上記のように、剪断力、慣性前進力、およびキャビテーション力をもたらす。
一般的に、図18〜図21の装置は、流体懸濁液中の固体粒子が、第1の流れの前に位置された妨害物に到達するまで、第1の流れおよび第1の方向で移動するのを引き起こす。この妨害物は、上記懸濁液が第2の流れおよび第2の方向で流れるように向け直す。この第2の流れおよび第2の方向は、第1の流れおよび第1の方向に対して位置および配向され、第1の流体流れと第2の流体流れとの間に剪断およびキャビテーションを引き起こす。1つの実施形態において、第1の方向および第2の方向は、互いに直接的に反対であるか、または互いに実質的に反対である。
ここで図18に言及すると、固体または結晶性粒子をより小さなこのような粒子に崩壊するための1つの実施形態が、装置100によって例示される。装置100において、懸濁流体(例えば、水および本明細書中で記載される界面活性剤)中の固体粒子は、少なくとも1つのジェット発生オリフィス102を通ってキャビティ110に入ることを強いられ、ここで、流体ジェット104の動力学的エネルギーは、ジェット104のおよそ反対方向および反対方向で流れる流体流れ106によって吸収される。反対に流れる流れ104および106は、剪断、慣性前進、およびキャビテーションに起因して強力な力を引き起こし、固体粒子をさらに崩壊および混合し、安定な、ミクロンサイズ、サブミクロンサイズまたはナノサイズの粒子を作製する。本明細書中で記載される界面活性剤は、容易に流れて粉砕された粒子と接触し、この粒子を安定化するように、これらは構成される。
流体ジェット104は、流体ジェット104が装置100の開口部108に流れる場合、比較的未変化のままである。キャビティ110は、円筒環状壁および半球状衝突表面112によって規定される。代替の実施形態において、半球状表面112は、平面であるか、または別なように成形される。流体流れ104が表面112に衝突する場合、この流体は、フロー(flow)を反対にし、そして第2の干渉性環状逆流流れ106を形成する。
キャビティ110からのたった1つの道は、方向を逆にするはずなので、環状逆流流れ106が形成される。従って、逆流流れ106は、入りジェット104と相互作用することを強いられる。そうすることにおいて、逆流流れ106は、流体ジェット104の動力学的エネルギーを吸収し、強力な相互作用力を発生する。
動力学的エネルギーの交換は、粒子周辺の流体の温度が上昇することを引き起こす。温度の上昇は、潜在的に、懸濁流体流れ104の特定の成分に有害である。従って、このような粒子が粉砕および安定化された直後に、出て行く流体および粉砕されて安定化された粒子を冷却することが望ましい。従って、キャビティ110を抜け出た後、安定化された生成物は、表面114と表面116との間を流れ、そして出口開口部118を通る。冷却流体120は、開口部122を通って提供される。冷却流体120は、開口部118を抜け出る安定化生成物と接触する。この冷却流体120は、温かい生成物と相互作用し、この生成物を冷却し、そしてこの生成物をさらに混合する。
冷却流体120および抜け出る安定化生成物の一般的に逆流の性質は、熱交換の非常に効率的な方法である。冷却流体120は、1つの実施形態において、冷却水である。別の実施形態において、冷却気体または気化窒素または二酸化炭素が使用される。粉砕されて安定化された粒子を含む冷却流体は、装置100の環状開口部124を通って抜け出る。
図18と関連して例示される実施形態において、上記固体粒子の少なくともあまり多くない崩壊および粉砕の少なくともいくらかが、オリフィス102を通る流体ジェットの作製において起きる。逆流流れ104および106によってつくられる剪断力は、上記成分をさらに崩壊すること、および粉砕された成分と界面活性剤コーティング材料とを混合すること、または界面活性剤と薬物粒子との間の干渉を安定化することに機能する。図18は、ジェットまたは流体流れ104は、上記の方法Aまたは方法Bのいずれかによって形成された懸濁液であることを示す。つまり、この懸濁液を作製するように起こる化学反応は、懸濁液がオリフィス102を通過して流れ、ジェット104を作製する前のある時点で、すでに起こっている。
ここで図19に言及すると、代替の装置130は、水不混和性有機溶媒と水溶液を有する薬物とを混合し、薬物粒子を沈殿させると同時に、図18の装置100と関連して上記された機能を行う。装置130は、多くの上記のものと同じ構成要素(例えば、流体ジェット204を作製するオリフィス102)を備える。流体ジェット204は、ジェット104と異なり、ここで、ジェット204は、構成成分を混合する前に、図1の方法Aによって開示された薬物および水不混和性有機溶媒の構成成分を含むか、または図2の方法Bと関連して上で考察された、薬物、溶媒もしくは1つ以上の界面活性剤の構成成分を含む。
装置130は、キャビティ110に通じる制限オリフィス102の前に吸引チューブ126を配置することによって、ベンチュリポンプ効果を活用する。ノズル102によって引き起こされる圧力の低下および速度の上昇は、チューブ126の吸引力を作製する。このような負の力は、吸引チューブ126を通して流れ204に水および任意の界面活性剤を引張り、上で考察された懸濁液流れ104を作製する。オリフィス102内の高エネルギー領域は、薬物、水不混和性有機溶媒および任意の界面活性剤溶液と、水および任意の界面活性剤溶液とを混合し、本明細書中で記載されるような粒子懸濁液の1種をもたらす。ノズル102により作製される圧力の低下および速度の上昇はまた、固体粒子のキャビテーションおよび多くの粉砕を引き起こす。上記装置130は、図18の装置100に関連する事前混合工程を排除し、そして1つのデバイスが、混合、沈殿、粉砕、アニーリングすることを可能にするか、または他の方法で上で定義されたような安定な粒子懸濁液を形成することを可能にする。
粉砕された粒子は、ノズル102において完全に安定化されるのに十分な時間を有し得ない。従って、一旦、薬物、水不混和性有機溶媒および任意の界面活性剤流れ204への水性媒体および任意の界面活性剤溶液206のベンチュリポンプ吸引を経由して混合が起こると、粒子が沈殿し、そしてノズル102においてかまたはその近くで粉砕され、ジェット流れ104が、開口部108を通過してキャビティ110に流れ、そして表面112に衝突する。第2の流体流れ106は、流れ104に対向して流れ、懸濁液の剪断力、慣性前進力、およびさらなるキャビテーション力を作製する。この剪断は、上記粒子をさらに崩壊し、そしてこの粒子と流体とを混合し、この粒子をコーティングするか、または粒子上のコーティングを安定化する。上記のように、安定化された流体は開口部118を抜け出、ここで、この流体は冷却流体または冷却気体(これは、開口部112を経由して入る)の逆流と出会う。冷却または安定化された懸濁液は、環状開口部124を通って装置130を抜け出る。
図19は、チューブ126を通って薬物および溶媒を含む流れ204に吸引されている水および任意の界面活性剤206を例示する。逆もまた可能であり、ここで、薬物および溶媒204は、チューブ126を経由して水および界面活性剤の流れ206に吸引されることが理解されるべきである。
図18および図19は、単一流体入口を有する実施形態を例示する(図19のベンチュリ実施形態は、最終的に、オリフィス102を通過して流れる単一流れ104を包含する)。ここで図20および図21に言及すると、複数の入口を含む種々の実施形態が例示される。つまり、事前混合された懸濁液104またはその構成成分のいずれかについて、2つの入口(entrance)ポイントが存在する。図20の装置140は、別々のポイントで装置140内に注入される懸濁液104aおよび104b(まとめて懸濁液104と呼ばれる)を示して例示される。図21は、水および任意の界面活性剤206が、装置170の一端に注入され、他方、薬物および溶媒204は、装置170のもう1つの側に注入されることを例示する。
図20および図21の流体レジメは、例示された入口構成に限定されず、そして代替的に、他の装置の構成またはことなる入口構成を全部備え得ることが理解されるべきである。例えば、装置140または装置170のいずれかにおいて、懸濁液104は、1つの入口を通過して注入され、他方、懸濁液を混合するために、または代替的に、懸濁液を冷却するために具体的に設計された別々の流体は、もう1つの入口に注入される。
図20の装置140は、内部シェル142および外部シェル144を備える。内部シェル142は、端部キャップ146および端部キャップ148を備える。ノズル150は、端部キャップ146に結合され、他方、ノズル152は、端部キャップ148に結合される。
ノズル154および衝突表面156は、内部シェル142の内側のどこかに位置される。1つの実施形態において、ノズル154および衝突表面156は、1つ以上の薄い(例えば、金属)プレート158に溶接され、これは、次に、内部シェル142の内側に溶接されるか、または他の方法で内部シェル142の内側に固定される。このノズル154および衝突表面156は、2つのジェット流れ104aおよび104bが、互いに方向付けられ、そして剪断様式(直接的な衝突様式以外)で相互作用することを可能にする。上で考察されたように、剪断は、流体懸濁液104内の固体有機粒子をさらに崩壊する種々の力をもたらすと考えられる。剪断力はまた、剪断された表面と懸濁液中に提供される界面活性剤とを混合し、新たに形成された粒子をコーティングおよび安定化する。これを受けて、反対の流体流れの細長い性質はまた、混合およびコーティングが起こるためのより長い接触時間を提供する。
ノズル154は、ジェット104aを衝突表面156の凹面に対して内向きに方向付ける。表面156の凹面の性質は、流れ104aを反対の方向に再び方向付ける。表面156の凸面もまた、流れ104bをわずかに外向きに方向付け、その結果、流れ104aおよび104bは、直接的には互いに衝突しない。このノズル154はまた、この努力に役立つ。ノズル154は、このノズルに入って出る懸濁流体104aの加速に起因してキャビテーション力を引き起こすことに役立つ。流体流れ104aおよび104bは、混合および組み合わされ、経路160(これは、流れ104aの経路の反対である)に沿って進む。
経路160は、ノズル150からシステムに入る懸濁液流体104aの流れと一緒に、剪断力、慣性前進力およびキャビテーション力を引き起こす。装置140は、図18および図19の粒子の崩壊および混合のレベルと比較して、粒子の崩壊および混合のレベルを増大し得る。なぜなら、104aのベクトルの速度差異は、図18および図19の速い内部速度の流れおよび遅い外部速度の流れによってつくられる速度差異より大きいからである。
端部キャップ146は、ドーナツのシェルコーティングの横断面に類似のトロイダル(toroidal)形態を有し、そして内部環状流れ160を内部シェル142の内部表面に沿って外向きに再び方向付けるように構成され、外部環状流れ162を形成する。次に、外部環状流れ162は、内部環状流れ160に対して剪断し、さらなる力、さらなる粒子崩壊および混合を引き起こす。外部環状経路162は、最終的に、内部シェル142によって規定される出口オリフィス164から外に出される。
内部シェル142および外部シェル144は、上記された冷却流体120が、入口ポート166を経由して注入され、そして安定化されて粉砕された粒子と混合される領域を作製する。冷却流体120は、上で考察された冷却流体のいずれのものである。次いで、冷却されて安定化された懸濁液は、ポート168を経由して外部シェル144に存在する。
図21の装置170は、図20の装置140のものと類似である。装置170は、内部シェル172および外部シェルの174を備える。内部シェル172は、端部キャップ176および178と適合される。端部キャップ176は、端部キャップ146に関連して上で記載されるトロイダルまたはドーナツ状のシェル横断面形態を有する。装置170は、端部キャップ176および178にそれぞれ結合されたノズル180および182をさらに備える。
デバイス170とデバイス140との間の主な差異は、デバイス170は、中間ノズルおよび衝突表面を提供しないこと;正しくは、デバイス170は、衝突表面186(これは、1つの実施形態における図20の表面156より大きい)しか提供しないことである。衝突表面186は、1つ以上の薄い(例えば、金属)プレート188に溶接されるか他の方法で付着される。従って、デバイス170は、デバイス140のノズル154の流入(flow−through)ノズル特徴を有する。このフロー流れ(flow stream)は、衝突表面186による互いの衝突から防止される。
別の相違は、前混合される懸濁液でなくて懸濁液の構成要素が、ノズル180およびノズル182を介して注入されることである。説明される実施形態において、水および界面活性剤の流体流れ206は、ノズル180を介して注入される。この流れ206は、表面186の凹面に衝突する。従って、表面186は、流れ206の流れを反対にそらす。この薬物および溶媒の流れ204は、ノズル182を介して注入され、表面186の凸側に衝突するジェット流れを生み出す。
ジェット流れ204は、表面186の周りを流れ、水および界面活性剤206を混合し、内側の環状流れ190を生み出す。この内側の環状流れ190は、衝突表面186においてか、または衝突表面186近くで少なくとも部分的に混合され反応し、水および界面活性剤中の固体粒子の懸濁液を形成する。流れ190は、続いて水および界面活性剤の流れ206と混合し、同時に流れ190は、端部キャップ176に向かい続ける。逆のベクトル速度(vectored velocity)の流れ206および流れ190によって生み出される高い剪断力は、安定した粒子の懸濁液の形成のための構成成分の沈殿、粉砕および安定化にさらに役立つ。
端部キャップ176は、内側の環状流れ190を外向きにそらせ、外側の環状流れ192を生み出す。外側の環状流れ192は、内側の環状流れ190に逆らって剪断し、さらに所望の生成物の大きさの縮小、混合および安定効果を提供する。この生成物は、ノズル180およびノズル182の内部ならびにシェル172の内部での運動エネルギーの移動によって温められ、出口開口部194を経由してシェル172から出る。冷却流体120は、入口ポート196を介して外側のシェル174に入り、内側シェル172と外側シェル174との間に生み出される空洞を進む。冷却流体120は、シェル172から出る懸濁液を冷却する。その結果、冷却され粉砕された安定な懸濁液が、ポート198を経由して外側シェル172を抜け出る。
装置140および装置170が、ノズル150、152、180および182のノズル効果(nozzling effect)に起因して生じる実質的な粒子の破壊を利用することが認識されるべきである。2つのノズルが、説明される実施形態において提供されるが、しかし、任意の適切な数のノズルが企図される。別の実施形態において、単一のノズルからの流れは、装置140および装置170のどちらかの端に配置され(teed)得るか、またはマニフォールドを介して複数(すなわち、2以上)の入口流れに分離され得る。
ここで、図22および図23を参照すると、本発明のノズル200が説明される。前述の考察から、ノズル効果が瞬間の加速を生み出し、キャビテーションに起因する力を増加させることが認識されるべきである。このキャビテーションは、壁での比較的に遅い速度とノズルの中心での比較的に速い速度との間の速度の相違によって生じる。ノズル200は、タービュレート(turbulating)構造210を含む。タービュレート構造210もまた、図23に示される。
タービュレート構造210は、2つの機能を果たす。第一には、タービュレート構造210は、本発明の固体粒子の混合および破壊を増加するタービュレート流れを生み出す。さらに、タービュレート構造210は、バッフル表面でのゼロ速度の流れと表面の間の速い速度の流れとの間の剪断力を生み出すために表面積を増加させる。
タービュレート構造210は、中心ロッド212、および中心ロッドに対して結合される(例えば、溶接される)バッフル214〜220を備える。説明されるように、ほぼ半円形のバッフル214〜220は、半径を縮小し、構造210がノズル200の内部に納まる。1つの実施形態において、バッフル214〜220は、中心ロッド212から90℃に対する角度で溶接されるか、または固定される。代替的な実施形態において、これらのバッフルは、図22に示されるよりも急な角度もしくは緩やかな角度で方向づけられるか、または中心ロッド212に対して直角である。図23は、バッフル214〜220がまた、ロッド212の円周に関して異なる位置に固定されることを説明する。この様式において、これらのバッフルは、ノズル200を介する流れに対する連続的で段階的な衝突を生み出す。
ノズル200を介する懸濁液流体104の所定の流量について、出口端222の空きスペースが、懸濁液流体104の出口速度を規定することが認識されるべきである。この速度は、ノズル200がタービュレート構造210を含むか否かに依存しない。従ってデバイス210は、既存の懸濁液流体の速度を減少させず、従って、ノズルから下流に位置する反対方向の流れによって、上に記載される剪断力の効果を減少させない。しかし、タービュレート構造210は、懸濁液または懸濁液の構成要素を流すポンプからの強力な圧力(例えば、10,000〜40,000psig)から吸収されるエネルギーの量を増加させるはずである。
ここで図24および図25を参照すると、本発明の装置および方法に従う1つの懸濁液流体を調製することからの結果が説明される。この結果は、図18に説明される装置と非常に類似した装置を使用して得られた。図24は、試験懸濁液流体が、1%の量のイトラコナゾール(抗真菌薬)を含むことを説明する。本発明のデバイスを介して図24の懸濁液を粉砕した結果は、図25において、上で議論されるピストン−ギャップ方法を介する同じ懸濁液流体を粉砕した結果と比較される。
図25は、本発明の逆流(「CF」)系が、ピストン−ギャップ方法よりもより小さい平均の粒子の大きさを生じたことを説明する。さらに、本発明の逆流系は、99%を超える累積の大きさ分布のより小さい大きさによって示されるとおり、より狭い粒子分布を形成した。本明細書中に開示される特定の粒子および界面活性剤と組み合わせる本発明の装置および方法は、従って、ピストン−ギャップ方法に対してより小さくより一貫した同じ大きさの粒子を生じる。
(多形の制御)
さらに、本発明は、有機化合物の結晶構造を制御して、最終的に所望の大きさの範囲および所望の結晶構造の化合物の懸濁液を生成するための追加的工程を提供する。用語「結晶構造」によって意味されるものは、結晶の単位格子に含まれる原子の配列である。異なる結晶構造に結晶化し得る化合物は、多形(同質異像)であると言われる。薬物を処方する際、多形の同定は重要な工程である。なぜなら、同じ薬物の異なる多形は、溶解度、治療活性、バイオアベイラビリティ、および懸濁液の安定性に違いを示し得るからである。従って、製品の純度およびバッチ間の再現性を保証するために、化合物の多形形態を制御することは重要である。
さらに、本発明は、有機化合物の結晶構造を制御して、最終的に所望の大きさの範囲および所望の結晶構造の化合物の懸濁液を生成するための追加的工程を提供する。用語「結晶構造」によって意味されるものは、結晶の単位格子に含まれる原子の配列である。異なる結晶構造に結晶化し得る化合物は、多形(同質異像)であると言われる。薬物を処方する際、多形の同定は重要な工程である。なぜなら、同じ薬物の異なる多形は、溶解度、治療活性、バイオアベイラビリティ、および懸濁液の安定性に違いを示し得るからである。従って、製品の純度およびバッチ間の再現性を保証するために、化合物の多形形態を制御することは重要である。
化合物の多形形態を制御する工程は、所望の多形の形成を保証するように、第一溶液、第二溶媒、または予備懸濁液に接種(シード添加)する工程を包含する。接種には種となる化合物を使用する工程またはエネルギーを付加する工程が含まれる。本発明の好ましい形態において、種となる化合物は、望ましい多形形態をした薬学的に活性な化合物である。あるいは、種となる化合物はまた、不活性な不純物、構造的には所望の多形と無関係であるが、結晶核の鋳型を生じさせ得る特徴を有する化合物、または所望の多形の構造と類似した構造を有する有機化合物であり得る。
種となる化合物は、第一溶液から沈殿させられ得る。この方法は、この有機化合物の溶解度を超える十分な量の有機化合物を第一溶媒に添加し、過飽和溶液を作製する工程を包含する。過飽和溶液は、処理され、所望の多形形態の有機化合物を沈殿させる。過飽和溶液を処理する工程は、接種混合物を作製するために結晶の形成が観察されるまでの期間、溶液を熟成する工程を包含する。過飽和溶液にエネルギーを付加して、この溶液から有機化合物を所望の多形で沈殿させることもまた可能である。エネルギーは、上に記載のエネルギー付加工程を含む種々の方法で付加され得る。さらに、エネルギーは、予備懸濁液を加熱するか、または予備懸濁液を電磁エネルギー、粒子ビームもしくは電子ビーム発生源に曝露することによって付加され得る。電磁エネルギーとしては、光エネルギー(紫外線、可視光線または赤外線)、もしくは、例えばレーザーによって供給されるコヒーレントな放射線、例えばメーザー(放射線の誘導放出によるマイクロ波の増幅)によって供給されるマイクロ波エネルギー、動的電磁エネルギー、または他の放射線源が挙げられる。さらに、エネルギー付加源として、超音波、静電場、または静的磁場、またはそれらの組み合わせを利用することも想定される。
本発明の好ましい形態において、熟成過飽和溶液から種結晶を生成するための方法は、(i)多量の有機化合物を、第一有機溶媒に添加して過飽和溶液を作製する工程、(ii)過飽和溶液を熟成して検出可能な結晶を形成し、接種混合物を作製する工程、および(iii)接種混合物を第二溶媒と混合して、有機化合物を沈殿させ、予備懸濁液を作製する工程を包含する。次いで、予備懸濁液は上で詳細に記載のように、さらに処理され、所望の多形および所望の大きさの範囲の有機化合物の水性懸濁液を提供し得る。
曝露される液体が、有機化合物または種材料を含んでいる場合は、第一溶液、第二溶媒または予備懸濁液にエネルギーを付加することによって、接種はまた、達成され得る。エネルギーは、過飽和溶液について上に記載されたものと同じ方法で、付加され得る。
従って、本発明は、不特定の多形を本質的に含まない、所望の多形形態の有機化合物の組成物を提供する。本発明の好ましい形態において、この有機化合物は薬学的に活性な物質である。そのような例の1つは、下の実施例16に記載される。この実施例では、マイクロ沈殿(microprecipitation)の間の接種は、本質的に原料の多形を含まないイトラコナゾールの多形を提供する。本発明の方法は、多くの薬学的に活性な化合物に対して所望の多形を選択的に生成するために使用され得ることが企図される。
(A.プロセスカテゴリー1の実施例)
(実施例1:プロセスカテゴリー1、均質化を含む方法Aの使用によるイトラコナゾール懸濁液の調製)
3Lのフラスコに1680mLの注射液用水を加える。液体を60〜65℃に加熱し、次いで、44gのPluronic F−68(ポロキサマー188)および12gのデオキシコール酸ナトリウムをゆっくり添加する。加えるたびに攪拌して固体を溶解する。固体の添加が完了した後、60〜65℃でさらに15分間攪拌して、完全な溶解を保証する。6.06gのトリスを800mLの注射液用水中に溶解することによって、50mMトリス(トロメタミン)緩衝液を調製する。この溶液を0.1M塩酸でpH8.0まで滴定する。得られた溶液を、さらなる注射用水で1リットルまで希釈する。ポロキサマー/デオキシコール酸溶液に200mLのトリス緩衝液を加える。よく攪拌して溶液を混合する。
(実施例1:プロセスカテゴリー1、均質化を含む方法Aの使用によるイトラコナゾール懸濁液の調製)
3Lのフラスコに1680mLの注射液用水を加える。液体を60〜65℃に加熱し、次いで、44gのPluronic F−68(ポロキサマー188)および12gのデオキシコール酸ナトリウムをゆっくり添加する。加えるたびに攪拌して固体を溶解する。固体の添加が完了した後、60〜65℃でさらに15分間攪拌して、完全な溶解を保証する。6.06gのトリスを800mLの注射液用水中に溶解することによって、50mMトリス(トロメタミン)緩衝液を調製する。この溶液を0.1M塩酸でpH8.0まで滴定する。得られた溶液を、さらなる注射用水で1リットルまで希釈する。ポロキサマー/デオキシコール酸溶液に200mLのトリス緩衝液を加える。よく攪拌して溶液を混合する。
150mLのビーカーにおいて、20gのイトラコナゾールおよび120mLのN−メチル−2−ピロリジノンを加える。混合物を50〜60℃に加熱し、攪拌して固体を溶かす。完全に溶解したことを目で確認した後、さらに15分間攪拌して完全な溶解を保証する。イトラコナゾール−NMP溶液を室温まで冷却する。
前もって調製した120mLのイトラコナゾール溶液でシリンジポンプ(60mLのガラスシリンジ2本)を充填する。この間に、0〜5℃に冷却した、ホモジナイザーのホッパー中に界面活性剤溶液全量を注入する(これは、冷媒が循環することを介したジャケット付きホッパーの使用によって達成され得るか、またはホッパーを氷で囲むことによって達成され得るかのどちらかである)。界面活性剤溶液に機械式攪拌装置を配置し、その羽根が完全に浸るようにする。攪拌する、冷却した界面活性剤溶液にイトラコナゾール溶液全量をシリンジポンプを使ってゆっくり加える(1〜3mL/分)。少なくとも700rpmの攪拌速度が推奨される。生成した懸濁液(懸濁液A)のアリコートを、光学顕微鏡(Hoffman変調コントラスト)およびレーザー回折装置(Horiba)により分析する。光学顕微鏡により、懸濁液Aは、ほぼ球形のアモルファス粒子(1ミクロン以下)からなること、そして粒子は互いに結合して凝集体を形成しているか、あるいは自由なブラウン運動をしていることを観察する。図3を参照のこと。動的光散乱測定では、代表的には二つの山を持った分布パターンを生じる。このことは、凝集体(大きさが10〜100ミクロン)の存在および粒径中央値が200〜700nmの単一アモルファス粒子の存在を示す。懸濁液を直ちに10〜30分間均質化(10,000〜30,000psiで)する。均質化が終了したとき、ホッパー中の懸濁液の温度は75℃を超えない。均質化した懸濁液を500mLの瓶に収集し、直ちに冷蔵庫で冷却する(2〜8℃)。この懸濁液(懸濁液B)を光学顕微鏡によって分析し、長さが0.5〜2ミクロンかつ幅が0.2〜1ミクロンの小さな細長い板状粒子からなることを見出す。図4を参照のこと。動的光散乱測定は、代表的に、200〜700nmの粒径中央値を示す。
(懸濁液A(「予備懸濁液」)の安定性(実施例1))
懸濁液Aのアリコートを顕微鏡で検査している間に、アモルファス固体の結晶化を直接的に観察した。懸濁液Aを2〜8℃で12時間保存し、光学顕微鏡で観察した。サンプルの全体的な視診から、内容物の一部の容器の底への沈殿を供う著しい凝集を明らかにした。顕微鏡観察は、長さが10ミクロンを超える大きく細長い板状の結晶の存在を示した。
懸濁液Aのアリコートを顕微鏡で検査している間に、アモルファス固体の結晶化を直接的に観察した。懸濁液Aを2〜8℃で12時間保存し、光学顕微鏡で観察した。サンプルの全体的な視診から、内容物の一部の容器の底への沈殿を供う著しい凝集を明らかにした。顕微鏡観察は、長さが10ミクロンを超える大きく細長い板状の結晶の存在を示した。
(懸濁液Bの安定性)
懸濁液Aが不安定であるのに対して、懸濁液Bは、2〜8℃では予備的な安定性研究の期間(1か月)、安定であった。熟成させた試料についての顕微鏡観察から、生じた粒子の形態や大きさに顕著な変化はないことを明らかに実証した。このことを光散乱測定によって確認した。
懸濁液Aが不安定であるのに対して、懸濁液Bは、2〜8℃では予備的な安定性研究の期間(1か月)、安定であった。熟成させた試料についての顕微鏡観察から、生じた粒子の形態や大きさに顕著な変化はないことを明らかに実証した。このことを光散乱測定によって確認した。
(実施例2:プロセスカテゴリー1、超音波の照射を含む方法Aの使用によるイトラコナゾール懸濁液の調製)
500mLのステンレス鋼容器に252mLの注射液用水を加える。液体を60〜65℃に加熱し、次いで、6.6gのPluronic F−68(ポロキサマー188)および0.9gのデオキシコール酸ナトリウムをゆっくり添加する。加えるたびに攪拌して固体を溶解する。固体の添加が完了した後、60〜65℃でさらに15分間攪拌して、完全な溶解を保証する。6.06gのトリスを800mLの注射液用水中に溶解することによって、50mMトリス(トロメタミン)緩衝液を調製する。この溶液を0.1M塩酸でpH8.0まで滴定する。得られた溶液を、さらなる注射用水で1リットルまで希釈する。ポロキサマー/デオキシコール酸溶液に30mLのトリス緩衝液を加える。よく攪拌して溶液を混合する。
500mLのステンレス鋼容器に252mLの注射液用水を加える。液体を60〜65℃に加熱し、次いで、6.6gのPluronic F−68(ポロキサマー188)および0.9gのデオキシコール酸ナトリウムをゆっくり添加する。加えるたびに攪拌して固体を溶解する。固体の添加が完了した後、60〜65℃でさらに15分間攪拌して、完全な溶解を保証する。6.06gのトリスを800mLの注射液用水中に溶解することによって、50mMトリス(トロメタミン)緩衝液を調製する。この溶液を0.1M塩酸でpH8.0まで滴定する。得られた溶液を、さらなる注射用水で1リットルまで希釈する。ポロキサマー/デオキシコール酸溶液に30mLのトリス緩衝液を加える。よく攪拌して溶液を混合する。
30mLの容器に、3gのイトラコナゾールおよび18mLのN−メチル−2−ピロリジノンを加える。混合物を50〜60℃に加熱し、攪拌して固体を溶かす。完全に溶解したことを目で確認した後、さらに15分間攪拌して完全な溶解を保証する。イトラコナゾール−NMP溶液を室温まで冷却する。
前の工程で調製した18mLのイトラコナゾール溶液でシリンジポンプを充填する。界面活性剤溶液に機械式攪拌器を配置し、その羽根が完全に浸るようにする。容器を氷浴に浸すことによって、0〜5℃に冷却する。攪拌する、冷却した界面活性剤溶液にイトラコナゾール溶液全量をシリンジポンプを使ってゆっくり添加する(1〜3mL/分)。少なくとも700rpmの攪拌速度が推奨される。超音波ソニケーターのホーンを生成した懸濁液中に浸し、プローブがステンレス鋼容器の底から約1cm上にあるようにする。5分間隔で15〜20分間、超音波処理する(10,000〜25,000Hz、少なくとも400W)。最初に5分間超音波処理した後、氷浴を除き、さらなる超音波処理を続ける。超音波処理が終わったとき、容器中の懸濁液の温度は75℃を超えない。
懸濁液を500mLのI型ガラス瓶に収集し、直ちに冷蔵庫で冷却する(2〜8℃)。超音波処理の前および後の懸濁液の粒子形態の特性は、方法Aにおける均質化の前および後に観察されたものと非常に類似していた(実施例1を参照のこと)。
(実施例3:プロセスカテゴリー1、均質化を含む方法Bの使用によるイトラコナゾール懸濁液の調製)
6.06gのトリスを800mLの注射液用水に溶解することによって、50mMトリス(トロメタミン)緩衝液を調製する。この溶液を0.1M塩酸でpH8.0まで滴定する。得られた溶液をさらなる注射用水で1リットルに希釈する。3Lのフラスコに1680mLの注射液用水を加える。200mLのトリス緩衝液を1680mLの水に加える。よく攪拌して溶液を混合する。
6.06gのトリスを800mLの注射液用水に溶解することによって、50mMトリス(トロメタミン)緩衝液を調製する。この溶液を0.1M塩酸でpH8.0まで滴定する。得られた溶液をさらなる注射用水で1リットルに希釈する。3Lのフラスコに1680mLの注射液用水を加える。200mLのトリス緩衝液を1680mLの水に加える。よく攪拌して溶液を混合する。
150mLのビーカーにおいて、120mLのN−メチル−2−ピロリジノンに44gのPluronic F−68(ポロキサマー188)および12gのデオキシコール酸ナトリウムを加える。混合物を50〜60℃に加熱し、攪拌して固体を溶解する。完全に溶解したことを目で確認した後、さらに15分間攪拌して完全な溶解を保証する。この溶液に20gのイトラコナゾールを加え、完全に溶解するまで攪拌する。イトラコナゾール−界面活性剤−NMP溶液を室温まで冷却する。
前もって調製した120mLの濃厚なイトラコナゾール溶液でシリンジポンプ(60mLのガラスシリンジ2本)を充填する。この間に、0〜5℃に冷却した(これは、冷媒が循環することを介したジャケット付きホッパーの使用によって達成され得るか、またはホッパーを氷で囲むことによって達成され得るかのどちらかである)、ホモジナイザーのホッパー中に上で調製した希釈トリス緩衝液を注入する。この緩衝液に機械式攪拌装置を配置し、その羽根が完全に浸るようにする。攪拌する、冷却した緩衝液にイトラコナゾール−界面活性剤濃縮物の全量をシリンジポンプを使ってゆっくり加える(1〜3mL/分)。少なくとも700rpmの攪拌速度が推奨される。生成した冷却した懸濁液を直ちに10〜30分間均質化(10,000〜30,000psiで)する。均質化が終了したとき、ホッパー中の懸濁液の温度は75℃を超えない。
均質化した懸濁液を500mLの瓶に収集し、直ちに冷蔵庫で冷却する(2〜8℃)。プロセスカテゴリー1 Bにおいて、予備均質化した材料は、より少ない、より小さな凝集体を形成する傾向があり、レーザー回折によって測定したように、はるかに小さい全体の粒子の大きさを生じた点を除き、均質化の前および後の懸濁液の粒子形態の特性は、実施例1において観察されたものと非常に類似していた。均質化の後に、動的光散乱の結果は、代表的には、実施例1に提示した結果と同じであった。
(実施例4:プロセスカテゴリー1、超音波照射を含む方法Bの使用によるイトラコナゾール懸濁液の調製)
500mLフラスコに252mLの注射液用水を加える。6.06gのトリスを800mLの注射液用水に溶解することによって、50mMトリス(トロメタミン)緩衝液を調製する。この溶液を0.1M塩酸でpH8.0まで滴定する。得られた溶液をさらなる注射用水で1リットルに希釈する。30mLのトリス緩衝液を水に加える。よく攪拌して溶液を混合する。
500mLフラスコに252mLの注射液用水を加える。6.06gのトリスを800mLの注射液用水に溶解することによって、50mMトリス(トロメタミン)緩衝液を調製する。この溶液を0.1M塩酸でpH8.0まで滴定する。得られた溶液をさらなる注射用水で1リットルに希釈する。30mLのトリス緩衝液を水に加える。よく攪拌して溶液を混合する。
30mLのビーカーにおいて、18mLのN−メチル−2−ピロリジノンに6.6gのPluronic F−68(ポロキサマー188)および0.9gのデオキシコール酸ナトリウムを加える。混合物を50〜60℃に加熱し、攪拌して固体を溶解する。完全に溶解したことを目で確認した後、さらに15分間攪拌して完全な溶解を保証する。この溶液に3.0gのイトラコナゾールを加え、完全に溶解するまで攪拌する。イトラコナゾール−界面活性剤−NMP溶液を室温まで冷却する。
前もって調製した18mLの濃縮イトラコナゾール溶液でシリンジポンプ(30mLのガラスシリンジ1本)を充填する。緩衝液中に機械式攪拌装置を配置し、その羽根が完全に浸るようにする。容器を氷浴に浸すことによって0〜5℃に冷却する。攪拌する、冷却した緩衝液にイトラコナゾール−界面活性剤濃縮物の全量をシリンジポンプを使ってゆっくり加える(1〜3mL/分)。少なくとも700rpmの攪拌速度が推奨される。生成した冷却懸濁液を、5分間隔で15〜20分間、直ちに超音波処理する(10,000〜25,000Hz、少なくとも400W)。最初に5分間超音波処理した後、氷浴を除き、さらなる超音波処理を続ける。超音波処理が終わったとき、ホッパー中の懸濁液の温度は75℃を超えない。
結果として生じる懸濁液を500mLの瓶に収集し、直ちに冷蔵庫で冷却する(2〜8℃)。プロセスカテゴリー1方法Bにおいて、予備超音波処理した材料は、より少ない、より小さな凝集体を形成する傾向があり、レーザー回折によって測定したように、はるかに小さい全体の粒子の大きさを生じた点を除き、超音波処理の前および後の懸濁液の粒子形態の特性は、実施例1において観察されたものと非常に類似していた。超音波処理の後に、動的光散乱の結果は、代表的には、実施例1に提示した結果と同じであった。
(B.プロセスカテゴリー2の実施例)
(実施例5:0.75%Solutol(登録商標)HR(PEG−660 12−ヒドロキシステアレート)を含むイトラコナゾール懸濁液(1%)の調製のプロセスカテゴリー2、方法B)
Solutol(2.25g)およびイタコナゾール(3.0g)をビーカーに秤り取り、36mLの濾過したN−メチル−2−ピロリジノン(NMP)を添加した。溶液成分が溶解するまで約15分間、この混合物を低温加熱(40℃まで)のもとで、攪拌した。溶液を室温まで冷却し、真空下で0.2ミクロンのフィルターを通して濾過した。濾過した薬物濃縮物で60mLのシリンジ2本を充填し、シリンジポンプに配置した。高速度(400rpm)で攪拌する水性緩衝液に、約1mL/分で濃縮物を送達するようにポンプをセットした。この緩衝液は、5mMトリス緩衝液中の22g/Lのグリセロールから成った。濃縮物を添加する間中、緩衝液を、2〜3℃の氷浴中で維持した。濃縮物の緩衝液への添加が終了した後、沈殿の終わりに、約100mLの懸濁液を1時間遠心分離し、上清を捨てた。20%NMP(水中)水溶液に沈殿を再懸濁し、再び1時間遠心分離した。この材料を、25℃の真空乾燥器において、一晩乾燥させた。乾燥させた材料をバイアルに移し、クロム放射線を使用するX線回折計によって分析した(図5を参照のこと)。
(実施例5:0.75%Solutol(登録商標)HR(PEG−660 12−ヒドロキシステアレート)を含むイトラコナゾール懸濁液(1%)の調製のプロセスカテゴリー2、方法B)
Solutol(2.25g)およびイタコナゾール(3.0g)をビーカーに秤り取り、36mLの濾過したN−メチル−2−ピロリジノン(NMP)を添加した。溶液成分が溶解するまで約15分間、この混合物を低温加熱(40℃まで)のもとで、攪拌した。溶液を室温まで冷却し、真空下で0.2ミクロンのフィルターを通して濾過した。濾過した薬物濃縮物で60mLのシリンジ2本を充填し、シリンジポンプに配置した。高速度(400rpm)で攪拌する水性緩衝液に、約1mL/分で濃縮物を送達するようにポンプをセットした。この緩衝液は、5mMトリス緩衝液中の22g/Lのグリセロールから成った。濃縮物を添加する間中、緩衝液を、2〜3℃の氷浴中で維持した。濃縮物の緩衝液への添加が終了した後、沈殿の終わりに、約100mLの懸濁液を1時間遠心分離し、上清を捨てた。20%NMP(水中)水溶液に沈殿を再懸濁し、再び1時間遠心分離した。この材料を、25℃の真空乾燥器において、一晩乾燥させた。乾燥させた材料をバイアルに移し、クロム放射線を使用するX線回折計によって分析した(図5を参照のこと)。
マイクロ沈殿した(microprecipitated)懸濁液の別の100mLのアリコートを、20,000Hzの超音波を最大出力の80%(最大出力=600W)で30分間超音波処理した。超音波処理したサンプルを3つの等しいアリコート中で、それぞれ45分間均質化した(Avestin C5,2〜5℃,15,000〜20,000psi)。組み合わせた画分を、約3時間遠心分離し、上清を除去し、そして沈殿を20%NMPに再懸濁した。再懸濁混合物を再び遠心分離した(5゜Cで15,000rpm)。上清をデカントで除き、沈殿を25℃で一晩真空乾燥させた。沈殿をX線回折計による分析にかけた(図5を参照のこと)。図5に示すように、均質化の前および後の処理したサンプルのX線回折像は、本質的には同じであるが、出発原料と比較して顕著に異なるパターンを示す。均質化していない懸濁液は、不安定であり、室温での保存によって凝集体を形成する。均質化の結果として起こる安定化は、粒子表面の界面活性剤の再配列から生じるものと考えられる。この再配列は、粒子の凝集についての低い傾向を生じるはずである。
(C.プロセスカテゴリーの実施例)
(実施例6:プロセスカテゴリー3、均質化を含む方法Aの使用によるカルバマゼピン懸濁液の調製)
2.08gのカルバマゼピンを10mLのNMPに溶解した。続いて、この濃縮物の1.0mLを0.1mL/分で20mLの1.2%レシチンおよび2.25%グリセリンの攪拌溶液中に滴下した。添加する全期間にわたって、レシチン系の温度を2〜5℃に維持した。次に、予備分散液を、低温下で(5〜15℃)、15,000psiで35分間均質化した。圧力を23,000psiまで上昇させ、さらに20分間均質化を続けた。このプロセスによって生成した粒子は、0.881μmの平均粒径を有し、99%の粒子が2.44μmより小さかった。
(実施例6:プロセスカテゴリー3、均質化を含む方法Aの使用によるカルバマゼピン懸濁液の調製)
2.08gのカルバマゼピンを10mLのNMPに溶解した。続いて、この濃縮物の1.0mLを0.1mL/分で20mLの1.2%レシチンおよび2.25%グリセリンの攪拌溶液中に滴下した。添加する全期間にわたって、レシチン系の温度を2〜5℃に維持した。次に、予備分散液を、低温下で(5〜15℃)、15,000psiで35分間均質化した。圧力を23,000psiまで上昇させ、さらに20分間均質化を続けた。このプロセスによって生成した粒子は、0.881μmの平均粒径を有し、99%の粒子が2.44μmより小さかった。
(実施例7:プロセスカテゴリー3、均質化を含む方法Bの使用による0.125%Solutol(登録商標)を含む1%カルバマゼピン懸濁液の調製)
N−メチル−2−ピロリジノン中の20%カルバマゼピンおよび5%グリコデオキシコール酸(Sigma Chemical Co.)の薬物濃縮物を調製した。マイクロ沈殿の工程は、薬物濃縮物を受容液(receiving solution)(蒸留水)に0.1mL/分の速度で添加する工程を包含した。この受容液を攪拌し、沈殿の間は約5℃に維持した。沈殿の後、最終成分濃度は、1%カルバマゼピンおよび0.125%Solutol(登録商標)であった。正の位相差(400×)を使用して、光学顕微鏡のもと、薬物の結晶を検査した。この沈殿は、直径が約2ミクロンで、長さが50〜150ミクロンの微細な針状晶(fine needle)から成った。
N−メチル−2−ピロリジノン中の20%カルバマゼピンおよび5%グリコデオキシコール酸(Sigma Chemical Co.)の薬物濃縮物を調製した。マイクロ沈殿の工程は、薬物濃縮物を受容液(receiving solution)(蒸留水)に0.1mL/分の速度で添加する工程を包含した。この受容液を攪拌し、沈殿の間は約5℃に維持した。沈殿の後、最終成分濃度は、1%カルバマゼピンおよび0.125%Solutol(登録商標)であった。正の位相差(400×)を使用して、光学顕微鏡のもと、薬物の結晶を検査した。この沈殿は、直径が約2ミクロンで、長さが50〜150ミクロンの微細な針状晶(fine needle)から成った。
約20,000psiで約15分間均質化すると(Avestin C−50ピストンギャップ式ホモジナイザー)、大きさが1ミクロン未満で、大部分が凝集していない小粒子を生じる。均質化した材料のレーザー回折分析(Horiba)は、この粒子が、0.4ミクロンの平均の大きさを有し、99%の粒子が0.8ミクロンより小さいことを示した。Horiba分析前の低いエネルギーの超音波処理は、凝集した粒子を壊すために適切であるが、個々の粒子の粉細を引き起こすには十分でなく、結果に対して影響を及ぼさなかった(超音処理ありと超音波処理なしとで数は同じであった)。この結果は、粒子の凝集がないことと一致した。
上のプロセスによって調製したサンプルを遠心分離し、その上清溶液を0.125%Solutol(登録商標)からなる置換液で置換した。遠心分離および上清の置換の後、懸濁液の成分濃度は、1%カルバマゼピンおよび0.125%Solutol(登録商標)であった。このサンプルをピストンギャプ式ホモジナイザーにより再均質化し、5℃で保存した。4週間保存した後、0.751の平均の粒子の大きさを有し、99%は、1.729より小さかった。報告した数は、超音波処理しないサンプルについてのHoriba分析からのものである。
(実施例8:プロセスカテゴリー3、均質化を含む方法Bによる0.06%グリコデオキシコール酸ナトリウムおよび0.06%ポロキサマー188含有1%カルバマゼピン懸濁液の調製)
N−メチル−2−ピロリジノン中20%カルバマゼピンおよび5%グリコデオキシコール酸塩を含む薬物濃縮物を調製した。マイクロ沈殿工程は薬物濃縮物を受容液(蒸留水)に0.1mL/分の速度で添加する工程を包含した。従って、以下の実施例は、界面活性剤またはその他の賦形剤を、上の方法AおよびBの水性沈殿溶液に添加することは、任意であることを示す。受容液を攪拌し、沈殿する間は約5℃に維持した。沈殿した後の最終成分濃度は、1%カルバマゼピンおよび0.125%Solutol(登録商標)であった。正の位相差(400倍)を使用した光学顕微鏡により、薬物の結晶を検査した。この沈殿物は、直径が約2μm、長さが50〜150μmの範囲の微細針からなった。沈殿物を沈殿前の原料と比較すると、表面変性剤(グリコデオキシコール酸)の存在下での沈殿工程により、出発原料と比べてはるかに薄い非常に細長い結晶が生じることが明らかになる(図6参照)。
N−メチル−2−ピロリジノン中20%カルバマゼピンおよび5%グリコデオキシコール酸塩を含む薬物濃縮物を調製した。マイクロ沈殿工程は薬物濃縮物を受容液(蒸留水)に0.1mL/分の速度で添加する工程を包含した。従って、以下の実施例は、界面活性剤またはその他の賦形剤を、上の方法AおよびBの水性沈殿溶液に添加することは、任意であることを示す。受容液を攪拌し、沈殿する間は約5℃に維持した。沈殿した後の最終成分濃度は、1%カルバマゼピンおよび0.125%Solutol(登録商標)であった。正の位相差(400倍)を使用した光学顕微鏡により、薬物の結晶を検査した。この沈殿物は、直径が約2μm、長さが50〜150μmの範囲の微細針からなった。沈殿物を沈殿前の原料と比較すると、表面変性剤(グリコデオキシコール酸)の存在下での沈殿工程により、出発原料と比べてはるかに薄い非常に細長い結晶が生じることが明らかになる(図6参照)。
約20,000psiで約15分間均質化すると(Avestin C−50,ピストンギャップ式ホモジナイザー)、1μm未満の大きさの大部分が凝集していない小粒子を生じた。図7を参照のこと。均質化した物質のレーザー回折分析(Horiba)によると、この粒子は、平均0.4μmの大きさを有し、99%の粒子が0.8μm未満であることを示した。Horiba分析する前のサンプルの超音波処理は結果に対して効果を有さなかった(超音波処理ありと超音波処理なしとで数は同じであった)。この結果は、粒子の凝集がないことと一致した。
上のプロセスで調製したサンプルを遠心分離し、上清を0.06%グリコデオキシコール酸(Sigma Chemical Co.)および0.06%ポロキサマー188からなる置換液で置換した。このサンプルをピストンギャップ式ホモジナイザーで再均質化し、5℃で貯蔵した。2週間貯蔵後、この懸濁液は、平均0.531μmの粒子の大きさを有し、99%は1.14μm未満であった。報告された数は、超音波処理をしていないサンプルのHoriba分析に由来する。
(出発原料(カルバマゼピン)の粒子を破砕するために必要な力と比較した沈殿粒子を破砕するために必要な力の数学的解析(実施例8)):
カルバマゼピン原料に見られる最も大きな結晶の幅(図6、左の写真)は、マイクロ沈殿した物質(図6、右の写真)の結晶幅より約10倍大きい。結晶の厚さの比(1:10)が、結晶幅の比(1:10)に比例すると仮定すると、原料のより大きな結晶を破砕するために必要な力のモーメントは、マイクロ沈殿物質を破砕するために必要な力より約1,000倍大きい。なぜなら、以下の理由からである:
eL=6PL/(Ewx2) 式1
ここで、
eL=結晶を破砕するために必要な長軸方向のひずみ(「降伏値」)
P=ビームにかかる荷重
L=荷重から支点までの距離
E=弾性率
w=結晶の幅
x=結晶の厚さ
LおよびEが、原料および沈殿物質について同じであると仮定する。さらに、w/w0=x/x0=10と仮定すると、
(eL)0=6P0L/(Ew0x0 2)、ここで下付字の「0」は原料に関係し、
マイクロ沈殿物に対してeL=6PL/(Ewx2)
(eL)0とeLとが同じであると、
6PL/(Ewx2)=6P0L/(Ew0x0 2)
単純化すると、
P=P0(w/w0)(x/x0)2=P0(0.1)(0.1)2=0.001P0
それゆえ、マイクロ沈殿した固体を破砕するために必要な降伏力(P)は、出発の結晶性固体を破砕するために必要な力の1/1000である。急速に沈殿することから格子欠陥またはアモルファスな性質が導入される場合、弾性率(E)は低下し、マイクロ沈殿物はさらに破砕されやすくなる。
カルバマゼピン原料に見られる最も大きな結晶の幅(図6、左の写真)は、マイクロ沈殿した物質(図6、右の写真)の結晶幅より約10倍大きい。結晶の厚さの比(1:10)が、結晶幅の比(1:10)に比例すると仮定すると、原料のより大きな結晶を破砕するために必要な力のモーメントは、マイクロ沈殿物質を破砕するために必要な力より約1,000倍大きい。なぜなら、以下の理由からである:
eL=6PL/(Ewx2) 式1
ここで、
eL=結晶を破砕するために必要な長軸方向のひずみ(「降伏値」)
P=ビームにかかる荷重
L=荷重から支点までの距離
E=弾性率
w=結晶の幅
x=結晶の厚さ
LおよびEが、原料および沈殿物質について同じであると仮定する。さらに、w/w0=x/x0=10と仮定すると、
(eL)0=6P0L/(Ew0x0 2)、ここで下付字の「0」は原料に関係し、
マイクロ沈殿物に対してeL=6PL/(Ewx2)
(eL)0とeLとが同じであると、
6PL/(Ewx2)=6P0L/(Ew0x0 2)
単純化すると、
P=P0(w/w0)(x/x0)2=P0(0.1)(0.1)2=0.001P0
それゆえ、マイクロ沈殿した固体を破砕するために必要な降伏力(P)は、出発の結晶性固体を破砕するために必要な力の1/1000である。急速に沈殿することから格子欠陥またはアモルファスな性質が導入される場合、弾性率(E)は低下し、マイクロ沈殿物はさらに破砕されやすくなる。
(実施例9:0.05%デオキシコール酸ナトリウムおよび3%N−メチル−2−ピロリジノン含有1.6%(w/v)プレドニゾロン懸濁液の調製(プロセスカテゴリー3、方法B))
製造プロセス全体の概略図を図8に示す。プレドニゾロンおよびデオキシコール酸ナトリウムの濃縮液を調製した。プレドニゾロン(32g)およびデオキシコール酸ナトリウム(1g)を十分な体積の1−メチル−2−ピロリジノン(NMP)に添加し、最終体積60mLを生じた。生じたプレドニゾロン濃度は、約533.3mg/mLであり、そしてデオキシコール酸ナトリウム濃度は、約16.67mg/mLであった。約400rpmで攪拌しながら、5℃に冷却した水2Lに、60mLのNMP濃縮物を2.5mL/分の添加速度で添加した。生じた懸濁液には、幅が2μm未満の細長い針状結晶が含んでいた(図9)。沈殿懸濁液に含まれる濃度は、プレドニゾロンが1.6%(w/v)、デオキシコール酸ナトリウムが0.05%、NMPが3%であった。
製造プロセス全体の概略図を図8に示す。プレドニゾロンおよびデオキシコール酸ナトリウムの濃縮液を調製した。プレドニゾロン(32g)およびデオキシコール酸ナトリウム(1g)を十分な体積の1−メチル−2−ピロリジノン(NMP)に添加し、最終体積60mLを生じた。生じたプレドニゾロン濃度は、約533.3mg/mLであり、そしてデオキシコール酸ナトリウム濃度は、約16.67mg/mLであった。約400rpmで攪拌しながら、5℃に冷却した水2Lに、60mLのNMP濃縮物を2.5mL/分の添加速度で添加した。生じた懸濁液には、幅が2μm未満の細長い針状結晶が含んでいた(図9)。沈殿懸濁液に含まれる濃度は、プレドニゾロンが1.6%(w/v)、デオキシコール酸ナトリウムが0.05%、NMPが3%であった。
沈殿懸濁液のpHを、水酸化ナトリウムおよび塩酸を使用して7.5〜8.5に調整し、次いでこの沈殿懸濁液を、10,000psiで10回通して均質化した(Avestin C−50,ピストンギャップ式ホモジナイザー)。上清を新しい界面活性剤溶液(これは、懸濁液の安定化に必要な所望の濃度の界面活性剤を含む)で1回ごとに置換する遠心分離工程を2回連続して行いNMPを除去した(表2を参照)。懸濁液を10,000psiでさらに10回通して均質化した。最終懸濁液には、平均粒子の大きさが1μm未満であり、99%の粒子が2μm未満である粒子が含まれていた。図10は均質化後の最終プレドニゾロン懸濁液の顕微鏡写真である。
遠心分離/界面活性剤の置換工程において、種々の異なる界面活性剤を種々の濃度で使用した(表2を参照)。表2は、粒子の大きさ(平均<1μm、99%<2μm)、pH(6〜8)、薬物濃度(損失2%未満)、および再懸濁能(60秒以下で再懸濁)に対して安定な界面活性剤の組み合わせを列挙する。
特に、このプロセスは、界面活性剤または他の添加物の非存在下で、活性化合物を水性希釈液に添加することを可能とする。これは、図2のプロセス方法Bを改変したものである。
粒子の大きさ(レーザー光散乱による)(μm):
5℃:0.80(平均),1.7(99%)
25℃:0.90(平均);2.51(99%)
40℃:0.99(平均);2.03(99%)
5℃および25℃で貯蔵したサンプル間のイトラコナゾール濃度の差異:<2%。
5℃:0.80(平均),1.7(99%)
25℃:0.90(平均);2.51(99%)
40℃:0.99(平均);2.03(99%)
5℃および25℃で貯蔵したサンプル間のイトラコナゾール濃度の差異:<2%。
(実施例10:プロセスカテゴリー3、均質化を含む方法Aによるプレドニゾロン懸濁液の調製)
プレドニゾロン32gを40mLのNMP中に溶解した。溶解させるために、40〜50℃での穏やかに加熱を必要とした。次に、0.12%レシチンおよび2.2%グリセリンからなる2Lの攪拌溶液に、薬物NMP濃縮物を2.5mL/分で滴下した。他の表面変性剤は添加しなかった。界面活性剤系は、5mMトリス緩衝液でpH=8.0に緩衝化し、そして沈殿プロセス全体の間、温度を0〜5℃に維持した。次に、沈殿後の分散液を、冷却下(5〜15℃)にて10,000psiで20回通して均質化した。均質化の後、懸濁液を遠心分離し、上清を除去し、そして上清を新しい界面活性溶液で置換するこにより、NMPを除去した。次いで、この遠心分離後の懸濁液を再度、冷却下(5〜15℃)で、10,000psiでさらに20回通して均質化した。このプロセスで生じた粒子は、0.927μmの平均直径を有し、99%の粒子が2.36μm未満であった。
プレドニゾロン32gを40mLのNMP中に溶解した。溶解させるために、40〜50℃での穏やかに加熱を必要とした。次に、0.12%レシチンおよび2.2%グリセリンからなる2Lの攪拌溶液に、薬物NMP濃縮物を2.5mL/分で滴下した。他の表面変性剤は添加しなかった。界面活性剤系は、5mMトリス緩衝液でpH=8.0に緩衝化し、そして沈殿プロセス全体の間、温度を0〜5℃に維持した。次に、沈殿後の分散液を、冷却下(5〜15℃)にて10,000psiで20回通して均質化した。均質化の後、懸濁液を遠心分離し、上清を除去し、そして上清を新しい界面活性溶液で置換するこにより、NMPを除去した。次いで、この遠心分離後の懸濁液を再度、冷却下(5〜15℃)で、10,000psiでさらに20回通して均質化した。このプロセスで生じた粒子は、0.927μmの平均直径を有し、99%の粒子が2.36μm未満であった。
(実施例11:プロセスカテゴリー3、均質化を含む方法Bによるナブメトン懸濁液の調製)
界面活性剤(2.2gのポロキサマー188)を6mLのN−メチル−2−ピロリジノン中に溶解した。この溶液を45℃で15分間攪拌し、その後、1.0gのナブメトンを加えた。この薬物は速やかに溶解した。2.2%グリセロールを含む5mMトリス緩衝液からなる希釈液を調製し、pH8に調整した。100mL分の希釈液を氷浴中で冷却した。激しく攪拌しながら、薬物濃縮物を希釈液にゆっくり添加した(約0.8mL/分)。この粗懸濁液を15,000psiで30分間、次いで20,000psiで30分間均質化した(温度=5℃)。最終ナノ懸濁液は、有効平均粒径が930nmであることがわかった(レーザー回折法によって分析)。99%の粒子は約2.6μm未満であった。
界面活性剤(2.2gのポロキサマー188)を6mLのN−メチル−2−ピロリジノン中に溶解した。この溶液を45℃で15分間攪拌し、その後、1.0gのナブメトンを加えた。この薬物は速やかに溶解した。2.2%グリセロールを含む5mMトリス緩衝液からなる希釈液を調製し、pH8に調整した。100mL分の希釈液を氷浴中で冷却した。激しく攪拌しながら、薬物濃縮物を希釈液にゆっくり添加した(約0.8mL/分)。この粗懸濁液を15,000psiで30分間、次いで20,000psiで30分間均質化した(温度=5℃)。最終ナノ懸濁液は、有効平均粒径が930nmであることがわかった(レーザー回折法によって分析)。99%の粒子は約2.6μm未満であった。
(実施例12:プロセスカテゴリー3、均質化を含む方法Bおよび界面活性剤としてSolutol(登録商標)HS 15の使用によるナブメトン懸濁液の調製)
(リン脂質媒体での上清の置換)
ナブメトン(0.987g)を8mLのN−メチル−2−ピロリジノン中に溶解した。この溶液に2.2gのSolutol(登録商標)HS 15を添加した。この混合物を、界面活性剤が薬物濃縮物に完全に溶けるまで攪拌した。2.2%グリセロールを含む5mMトリス緩衝液からなる希釈液を調製し、pH8に調整した。希釈液を氷浴中で冷却し、激しく攪拌しながら、薬物濃縮物を希釈液にゆっくり添加した(約0.5mL/分)。この粗懸濁液を15,000psiで20分間、および20,000psiで30分間均質化した。
(リン脂質媒体での上清の置換)
ナブメトン(0.987g)を8mLのN−メチル−2−ピロリジノン中に溶解した。この溶液に2.2gのSolutol(登録商標)HS 15を添加した。この混合物を、界面活性剤が薬物濃縮物に完全に溶けるまで攪拌した。2.2%グリセロールを含む5mMトリス緩衝液からなる希釈液を調製し、pH8に調整した。希釈液を氷浴中で冷却し、激しく攪拌しながら、薬物濃縮物を希釈液にゆっくり添加した(約0.5mL/分)。この粗懸濁液を15,000psiで20分間、および20,000psiで30分間均質化した。
懸濁液を15,000rpmで15分間遠心分離し、上清を除去し、廃棄した。残留する固体ペレットを、1.2%リン脂質からなる希釈液に再度懸濁させた。この媒体の体積は、前の工程で除去した上清の量と同じ体積であった。次いで、生じた懸濁液を約21,000psiで30分間均質化した。最終懸濁液をレーザー回折により分析し、その結果、542nmの平均直径および、99%の1μm未満の大きさである累積粒子分布を有する粒子を含むことがわかった。
(実施例13:ポロキサマーを含有し、平均直径が約220nmの粒子である1%イトラコナゾール懸濁液の調製)
10.02gのイトラコナゾールを60mLのN−メチル−2−ピロリジノン中に溶解してイトラコナゾール濃縮物を調製した。薬物を溶解するために、70℃まで加熱することを必要とした。次いで、溶液を室温まで冷却した。50mMトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン緩衝液(トリス緩衝液)の部分を調製し、5M塩酸でpH8.0に調整した。22g/Lポロキサマー407、3.0g/L卵ホスファチド、22g/Lグリセロール、および3.0g/Lコール酸ナトリウム二水和物を組合わせて界面活性剤水溶液を調製した。900mLのこの界面活性剤溶液をトリス緩衝液100mLと混合して1000mLの水性希釈液を生じた。
10.02gのイトラコナゾールを60mLのN−メチル−2−ピロリジノン中に溶解してイトラコナゾール濃縮物を調製した。薬物を溶解するために、70℃まで加熱することを必要とした。次いで、溶液を室温まで冷却した。50mMトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン緩衝液(トリス緩衝液)の部分を調製し、5M塩酸でpH8.0に調整した。22g/Lポロキサマー407、3.0g/L卵ホスファチド、22g/Lグリセロール、および3.0g/Lコール酸ナトリウム二水和物を組合わせて界面活性剤水溶液を調製した。900mLのこの界面活性剤溶液をトリス緩衝液100mLと混合して1000mLの水性希釈液を生じた。
アイスジャケットを使用することによって冷却した、ホモジナイザー(APV Gaulin Model 15MR−8TA)のホッパーに水性希釈液を添加した。溶液を高速度(4700rpm)で攪拌し、温度をモニターした。シリンジポンプを使用して、イトラコナゾール濃縮物を約2mL/分の速度でゆっくり添加した。添加は約30分後に終了した。アイスジャケットでホッパーを冷却しつづけながら、生じた懸濁液をさらに30分間攪拌し、そして光学顕微鏡および動的光散乱によって分析するためのアリコート量を取り出した。次に、残りの懸濁液を10,000psiで15分均質化した。均質化の終了までに、温度は74℃まで上昇していた。均質化した懸濁液を1LのI型ガラス瓶に収集し、ゴム栓で密封した。懸濁液を含む瓶を冷蔵庫中に5℃で貯蔵した。
均質化する前の懸濁液サンプルにより、サンプルが自由粒子、粒子凝集塊および多重脂質体からなることが示された。自由粒子はブラウン運動に起因して、視覚的にはっきり見ることはできなかったが、多くの凝集体はアモルファスな非結晶性物質からなるようであった。
均質化したサンプルは、優れた大きさの均質性を有するμm未満の自由粒子を含み、可視の脂質ベシクルは含まなかった。動的光散乱により、直径の中央値が約220nmである単分散対数型大きさ分布が示された。上方99%の累積的大きさ切り捨ては、約500nmであった。図11は、調製したナノ懸濁液の大きさ分布と典型的な腸管外投与脂肪エマルション製品(10%Intralipid(登録商標)、Pharmacia)の大きさ分布との比較を示す。
(実施例14:ヒドロキシエチルデンプンを含む1%イトラコナゾールのナノ懸濁液の調製)
(溶液Aの調製)
ヒドロキシエチルデンプン(1g、Ajinomoto)を3mLのN−メチル−2−ピロリジノン(NMP)に溶解した。この溶液を水浴で70〜80℃まで1時間加熱した。別の容器に1gのイトラコナゾール(Wyckoff)を添加した。3mLのNMPを添加し、この混合物を70〜80℃まで加熱して溶解した(約30分)。この熱溶液にリン脂質(Lipoid S−100)を添加した。リン脂質の全てが溶解するまで、70〜90℃で約30分間加熱をつづけた。ヒドロキシエチルデンプン溶液とイトラコナゾール/リン脂質溶液とを組合わせた。この混合物を80〜95℃でさらに30分間加熱して混合物を溶解した。
(溶液Aの調製)
ヒドロキシエチルデンプン(1g、Ajinomoto)を3mLのN−メチル−2−ピロリジノン(NMP)に溶解した。この溶液を水浴で70〜80℃まで1時間加熱した。別の容器に1gのイトラコナゾール(Wyckoff)を添加した。3mLのNMPを添加し、この混合物を70〜80℃まで加熱して溶解した(約30分)。この熱溶液にリン脂質(Lipoid S−100)を添加した。リン脂質の全てが溶解するまで、70〜90℃で約30分間加熱をつづけた。ヒドロキシエチルデンプン溶液とイトラコナゾール/リン脂質溶液とを組合わせた。この混合物を80〜95℃でさらに30分間加熱して混合物を溶解した。
(Tris緩衝液への溶液Aの添加)
94mLの50mMトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン緩衝液を氷浴中で冷却した。トリス溶液を高速で攪拌しながら、熱溶液A(上記参照)をゆっくり滴下した(2cc/分未満)。
94mLの50mMトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン緩衝液を氷浴中で冷却した。トリス溶液を高速で攪拌しながら、熱溶液A(上記参照)をゆっくり滴下した(2cc/分未満)。
添加終了後、氷浴中で冷却しながら、生じた懸濁液を超音波処理した(Cole−Parmer Ultrasonic Processor−20,000Hz、80%振幅設定)。1インチの固体プローブを利用した。超音波処理を5分間つづけた。氷浴を除去し、このプローブを取り出し再調整し、そして再び懸濁液中にこのプローブを浸した。氷浴なしで、懸濁液を5分間再度超音波処理した。超音波処理器プローブを再度取り出し、再調整した。プローブを液中に浸した後、さらに5分間サンプルを超音波処理した。この時点で懸濁液の温度は82℃まで上昇した。この懸濁液を氷浴中で再度急冷し、室温より下であることを見出したときに懸濁液をI型ガラス瓶に注ぎ、密封した。粒子の顕微鏡での可視化により、個々の粒子の大きさが1μm以下のオーダーであることが示された。
室温で一年間貯蔵した後に粒子の大きさについて懸濁液を再測定した結果、約300nmの平均直径を有することが示された。
(実施例15:HESを使用した方法Aの予言的実施例)
本発明は、NMP溶液に代わってトリス緩衝液に、HESを添加することを除き、実施例14の工程に従って方法Aを利用してヒドロキシエチルデンプンを含む1%イトラコナゾールのナノ懸濁液を調製することを企図する。HESを溶解するために、この水溶液を加熱しなければならないかもしれない。
本発明は、NMP溶液に代わってトリス緩衝液に、HESを添加することを除き、実施例14の工程に従って方法Aを利用してヒドロキシエチルデンプンを含む1%イトラコナゾールのナノ懸濁液を調製することを企図する。HESを溶解するために、この水溶液を加熱しなければならないかもしれない。
(実施例16:多形混合物をより安定な多形に変換するための均質化の際のシード添加)
(サンプルの調製)
以下の通り、マイクロ沈殿−均質化法により、イトラコナゾールのナノ懸濁液を調製した。イトラコナゾール(3g)およびSolutol HR(2.25g)を低温で攪拌しながら36mLのN−メチル−2−ピロリジノン(NMP)に溶解し、薬物濃縮溶液を形成した。溶液を室温まで冷却し、0.2μmナイロンフィルターを通して減圧下で濾過し、未溶解薬物または粒状物を除去した。溶液を偏光下で見て、濾過後に結晶性物質が存在しないことを確認した。次いで、薬物濃縮溶液を1.0mL/分で、約264mLの水性緩衝液(5mMトリス緩衝液中22g/Lグリセロール)に添加した。薬物濃縮物を添加する間、水溶液の温度を2〜3℃に維持し、約400rpmで攪拌しつづけた。得られた約100mLの懸濁液を遠心分離し、固体を、あらかじめ濾過した20%NMP水溶液に再懸濁した。この懸濁液を再度遠心分離し、固体を減圧乾燥器に移し、25℃で一晩乾燥した。得られた固体サンプルをSMP 2 PREと標識した。
(サンプルの調製)
以下の通り、マイクロ沈殿−均質化法により、イトラコナゾールのナノ懸濁液を調製した。イトラコナゾール(3g)およびSolutol HR(2.25g)を低温で攪拌しながら36mLのN−メチル−2−ピロリジノン(NMP)に溶解し、薬物濃縮溶液を形成した。溶液を室温まで冷却し、0.2μmナイロンフィルターを通して減圧下で濾過し、未溶解薬物または粒状物を除去した。溶液を偏光下で見て、濾過後に結晶性物質が存在しないことを確認した。次いで、薬物濃縮溶液を1.0mL/分で、約264mLの水性緩衝液(5mMトリス緩衝液中22g/Lグリセロール)に添加した。薬物濃縮物を添加する間、水溶液の温度を2〜3℃に維持し、約400rpmで攪拌しつづけた。得られた約100mLの懸濁液を遠心分離し、固体を、あらかじめ濾過した20%NMP水溶液に再懸濁した。この懸濁液を再度遠心分離し、固体を減圧乾燥器に移し、25℃で一晩乾燥した。得られた固体サンプルをSMP 2 PREと標識した。
(サンプルの特性づけ)
サンプルSMP 2 PREおよび原料イトラコナゾールのサンプルを粉末X線回折を使用して分析した。銅放射線を有するRigaku MiniFlex+装置を使用して、0.02゜22間隔、走査速度0.25゜22/分で測定を行った。得られた粉末回折パターンを図12に示す。このパターンは、SMP−2−PREが原料と有意に異なることを示し、種々の多形または疑似多形が存在することを示唆する。
サンプルSMP 2 PREおよび原料イトラコナゾールのサンプルを粉末X線回折を使用して分析した。銅放射線を有するRigaku MiniFlex+装置を使用して、0.02゜22間隔、走査速度0.25゜22/分で測定を行った。得られた粉末回折パターンを図12に示す。このパターンは、SMP−2−PREが原料と有意に異なることを示し、種々の多形または疑似多形が存在することを示唆する。
これらのサンプルの示差走査型熱量測定(DSC)トレースを図13aおよび図13bに示す。両サンプルを、気密アルミニウム皿内で、2℃/分の速度で180゜まで加熱した。
原料イトラコナゾールのトレース(図13a)は、約165℃で鋭い吸熱を示す。
SMP 2 PREのトレース(図13b)は、約159℃および153℃で2つの吸熱を示す。この結果と粉末X線回折パターンとを組合わせると、SMP 2 PREは多形の混合物からなること、および主な形態が原料に存在する多形より不安定な多形であることを示唆する。
図14のDSCトレースもこの結論のためのさらなる証拠を提供する。図14は、最初の転移を通じてSMP 2 PREを加熱し、冷却し、それから再加熱すると、より不安定な多形が融解し、再結晶化してより安定な多形を形成することを示す。
(シード添加)
0.2gの固体SMP 2 PREおよび0.2gの原料イトラコナゾールと、蒸留水とを組合わせて最終体積を20mLにすることにより、懸濁液を調製した(シード添加サンプル)。すべての固体が濡れるまで懸濁液を攪拌した。原料イトラコナゾールを添加せずに、同様の様式で第二の懸濁液を調製した(非シード添加サンプル)。両懸濁液を約18,000psiで30分間均質化した。均質化後の懸濁液の最終温度は約30℃であった。次いで、懸濁液を遠心分離し、固体を30℃で約16時間乾燥した。
0.2gの固体SMP 2 PREおよび0.2gの原料イトラコナゾールと、蒸留水とを組合わせて最終体積を20mLにすることにより、懸濁液を調製した(シード添加サンプル)。すべての固体が濡れるまで懸濁液を攪拌した。原料イトラコナゾールを添加せずに、同様の様式で第二の懸濁液を調製した(非シード添加サンプル)。両懸濁液を約18,000psiで30分間均質化した。均質化後の懸濁液の最終温度は約30℃であった。次いで、懸濁液を遠心分離し、固体を30℃で約16時間乾燥した。
図15は、シード添加したサンプルおよび非シード添加サンプルのDSCトレースを示す。気密アルミニウム皿において、両サンプルについての加熱速度は、180℃まで2℃/分であった。非シード添加サンプルのトレースは、2つの吸熱を示し、このことは、多形の混合物が均質化した後でもなお存在することを示す。シード添加サンプルのトレースは、シード添加と均質化とによって、固体の安定な多形への変換が生じることを示す。従って、シード添加は、より不安定な形態からより安定な形態に転移する反応速度論に影響を及ぼすようである。
(実施例17:安定な多形を優先的に形成するための沈殿の間のシード添加)
(サンプルの調製)
攪拌と穏やかな加熱を行いながら、1.67gのイトラコナゾールを10mLのNMPに溶解してイトラコナゾール−NMP薬物濃縮物を調製した。0.2μmシリンジフィルターを使用して溶液を2回濾過した。次いで、約3℃で、約500rpmで攪拌しながら、1.2mLの薬物濃縮物を20mLの水性受容液に添加して、イトラコナゾールのナノ懸濁液を調製した。受容液として、蒸留水中の約0.02gの原料イトラコナゾールの混合物を使用して、シード添加したナノ懸濁液を調製した。受容液として蒸留水のみを使用して、非シード添加ナノ懸濁液を調製した。両懸濁液を遠心分離して、上清をデカントし、そして固体を30℃で約16時間真空乾燥器で乾燥した。
(サンプルの調製)
攪拌と穏やかな加熱を行いながら、1.67gのイトラコナゾールを10mLのNMPに溶解してイトラコナゾール−NMP薬物濃縮物を調製した。0.2μmシリンジフィルターを使用して溶液を2回濾過した。次いで、約3℃で、約500rpmで攪拌しながら、1.2mLの薬物濃縮物を20mLの水性受容液に添加して、イトラコナゾールのナノ懸濁液を調製した。受容液として、蒸留水中の約0.02gの原料イトラコナゾールの混合物を使用して、シード添加したナノ懸濁液を調製した。受容液として蒸留水のみを使用して、非シード添加ナノ懸濁液を調製した。両懸濁液を遠心分離して、上清をデカントし、そして固体を30℃で約16時間真空乾燥器で乾燥した。
(サンプルの特徴づけ)
図16は、シード添加したサンプルと非シード添加サンプルからの固体のDSCトレースの比較を示す。サンプルを、気密アルミニウム皿で、2℃/分で180℃まで加熱した。破線は非シード添加サンプルを表し、これは2つの吸熱を示し、多形混合物の存在を示唆する。
図16は、シード添加したサンプルと非シード添加サンプルからの固体のDSCトレースの比較を示す。サンプルを、気密アルミニウム皿で、2℃/分で180℃まで加熱した。破線は非シード添加サンプルを表し、これは2つの吸熱を示し、多形混合物の存在を示唆する。
実線はシード添加したサンプルを表し、これは原料の予想融点近くにただ1つの吸熱を示し、シード物質がより安定な多形の排他的な形態を誘導したことを示す。
(実施例18:薬物濃縮物のシード添加による多形の制御)
(サンプル調製)
NMP中におけるイトラコナゾールの室温(約22℃)での溶解度は、実験的に0.16g/mLと決定された。加熱し、攪拌しながら2.0gのイトラコナゾールおよび0.2gのポロキサマ−188を10mLのNMPに溶解して、0.20mg/mLの薬物濃縮溶液を調製した。次いで、この溶液を室温まで冷却し、過飽和溶液を得た。0.1%デオキシコレート、2.2%グリセロールを含む30mLの水溶液に1.5mLの薬物濃縮物を添加して、直ちにマイクロ沈殿実験を行った。添加工程中、水溶液を、約2℃および350rpmの攪拌速度に維持した。生じた前懸濁液を、約13,000psi、50℃で約10分間均質化した。次いで、懸濁液を遠心分離し、上清をデカントし、固体結晶を減圧乾燥器で、30℃で135時間乾燥した。
(サンプル調製)
NMP中におけるイトラコナゾールの室温(約22℃)での溶解度は、実験的に0.16g/mLと決定された。加熱し、攪拌しながら2.0gのイトラコナゾールおよび0.2gのポロキサマ−188を10mLのNMPに溶解して、0.20mg/mLの薬物濃縮溶液を調製した。次いで、この溶液を室温まで冷却し、過飽和溶液を得た。0.1%デオキシコレート、2.2%グリセロールを含む30mLの水溶液に1.5mLの薬物濃縮物を添加して、直ちにマイクロ沈殿実験を行った。添加工程中、水溶液を、約2℃および350rpmの攪拌速度に維持した。生じた前懸濁液を、約13,000psi、50℃で約10分間均質化した。次いで、懸濁液を遠心分離し、上清をデカントし、固体結晶を減圧乾燥器で、30℃で135時間乾燥した。
次に、結晶化を誘導するため、過飽和薬物濃縮物を室温で貯蔵することによって、エージングを行った。12日後には薬物濃縮物は濁った。これは、結晶形成が起きたことを示す。最初の実験と同様な様式で、0.1%デオキシコレート、2.2%グリセロールを含む30mLの水溶液に1.5mLの薬物濃縮物を添加して、薬物濃縮物からイトラコナゾール懸濁液を調製した。添加工程中、水溶液を、約5℃および350rpmの攪拌速度で維持した。生じた前懸濁液を、約13,000psi、50℃で約10分間均質化した。次いで、懸濁液を遠心分離し、上清をデカントし、固体結晶を真空乾燥器で、30℃で135時間乾燥した。
(サンプルの特徴づけ)
X線粉末回折分析法を使用して乾燥結晶の形態を決定した。得られたパターンを図17に示す。第一の実験(新しい薬物濃縮物を使用)からの結晶は、より安定な多形からなることが決定された。対照的に、第二の実験(エージングした薬物濃縮物)からの結晶は、主により不安定な多形からなり、少量のより安定な多形もまた存在した。従って、エージングは、薬物濃縮物においてより不安定な多形の結晶形成を誘導し、その結晶は、マイクロ沈殿工程および均質化工程中にシード物質として働き、それによって、より不安定な多形が優先的に形成されたと考えられる。
X線粉末回折分析法を使用して乾燥結晶の形態を決定した。得られたパターンを図17に示す。第一の実験(新しい薬物濃縮物を使用)からの結晶は、より安定な多形からなることが決定された。対照的に、第二の実験(エージングした薬物濃縮物)からの結晶は、主により不安定な多形からなり、少量のより安定な多形もまた存在した。従って、エージングは、薬物濃縮物においてより不安定な多形の結晶形成を誘導し、その結晶は、マイクロ沈殿工程および均質化工程中にシード物質として働き、それによって、より不安定な多形が優先的に形成されたと考えられる。
特定の実施形態が例示および記載されているが、本発明の精神から逸脱することなく多くの改変が考えられ、その保護する範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
Claims (8)
- 粒子懸濁液を改変するための方法であって、該方法は、以下の工程:
固体粒子を懸濁する流体を第1の流体流れで移動させる工程;ならびに
該流体を第2の流体流れで移動させる工程であって、ここで、該第2の流体流れは、該第1の流れに対して配向および位置され、該第1の流れおよび該第2の流れにおいて該流れ間の剪断ならびに該粒子の少なくともいくつかの混合を引き起こす、工程、
を包含する、方法。 - 粒子懸濁液を改変するための方法であって、該方法は、以下の工程:
固体粒子を懸濁する流体を第1の入口ポイントから第1の流体流れで移動させる工程;ならびに
該流体を第2の入口ポイントから第2の流体流れで移動させる工程であって、ここで該第2の流体流れは、該第1の流れに対して配向および位置され、該第1の流れおよび該第2の流れにおいて該流れ間の剪断ならびに該粒子の少なくともいくつかの混合を引き起こす、工程、
を包含する、方法。 - 粒子懸濁液を改変するための方法であって、該方法は、以下の工程:
固体粒子を懸濁する第1の流体を第1の流体流れで移動させる工程;および
第2の流体を第2の流体流れで移動させる工程であって、ここで該第2の流体流れは、該第1の流れに対して配向および位置され、該第1の流れにおいて該流れ間の剪断ならびに該粒子の少なくともいくつかの混合を引き起こす、工程、
を包含する、方法。 - 前記第2の流体が、固体粒子を含む、請求項3に記載の方法。
- 粒子懸濁液を調製するための方法であって、該方法は、以下の工程:
溶解された有機化合物を含む溶液と溶媒とを混合して粒子の懸濁液を形成する工程;
該懸濁液を第1の流体流れで移動させる工程;ならびに
該懸濁液を第2の流体流れで移動させる工程であって、ここで該第2の流体流れは、該第1の流れに対して配向および位置され、その結果、該第1の流れおよび該第2の流れにおいて該流れ間の剪断ならびに該粒子の少なくともいくつかの混合を引き起こす、工程、
を包含する、方法。 - 前記混合の工程が、ベンチュリ効果を使用して前記溶液および前記溶媒を単一の流路に組み合わせる工程を包含する、請求項5に記載の方法。
- 粒子懸濁液を調製するための方法であって、該方法は、以下の工程:
水混和性有機化合物中に溶解された有機化合物を含む溶液を移動させて、第1の溶液流れを形成する工程;ならびに
水を第2の溶液流れで移動させる工程であって、ここで該第1の溶液流れは、該第2の溶液流れに対して配向および位置され、その結果、該流れ間の剪断および溶媒流れの溶液の混合を引き起こし、該粒子懸濁液を生成する工程、
を包含する、方法。 - 溶液中に懸濁された粒子を粉砕するための装置であって、該装置は、以下:
ノズル;および
該ノズルに提供された撹拌器構造であって、該撹拌器構造は、少なくとも1つのバッフルを備える、撹拌器構造、
を備える、装置。
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