鬼佬大哥大
  • / 52
  • 下載費用:30 金幣  

用于結腸靶向的不溶于水的聚合物難消化的水溶性多糖的薄膜包衣.pdf

摘要
申請專利號:

CN200980143690.3

申請日:

2009.10.27

公開號:

CN102196806B

公開日:

2014.10.22

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):A61K 9/28申請日:20091027|||公開
IPC分類號: A61K9/28; A61P1/00 主分類號: A61K9/28
申請人: 羅蓋特公司
發明人: 奧拉夫·霍伊斯勒; 達尼埃爾·韋爾斯; 于爾根·西普曼; 尤尼斯·卡勞特
地址: 法國萊斯特瑞姆
優先權: 2008.10.27 EP 08305740.6
專利代理機構: 北京市金杜律師事務所 11256 代理人: 陳文平
PDF完整版下載: PDF下載
法律狀態
申請(專利)號:

CN200980143690.3

授權公告號:

102196806B||||||

法律狀態公告日:

2014.10.22|||2011.11.30|||2011.09.21

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供了一種用于控制釋放活性成分的控釋藥物劑型,包括一種用以下聚合物混合物包覆的活性成分:至少一種不溶于水的聚合物以及至少一種難消化的水溶低聚糖。本發明還涉及了它的用途以及用于制造它的方法。

權利要求書

1.一種用于控制釋放活性成分的控釋遞送劑型,包括一種用以下聚合物混合物包覆的活性成分:-至少一種不溶于水的聚合物以及-至少一種難消化的水溶多糖。2.根據權利要求1所述的控釋遞送劑型,其中所述控釋遞送劑型包括一個內芯,該活性成分被分散或溶解在所述內芯中。3.根據權利要求1或2所述的控釋遞送劑型,其中該難消化的水溶性多糖選自下組,其構成為:低聚木糖、菊糖、低聚果糖、果糖低聚糖(FOS)、乳果糖、半乳糖甘露聚糖以及它們的合適的水解產物、難消化的聚葡萄糖、難消化的糊精以及它們的部分水解產物、反式半乳糖低聚糖(GOS)、低聚木糖(XOS)、乙酰化甘露聚糖(acemannan)、香菇多糖或β-葡聚糖以及它們的部分水解產物,多糖-K(PSK)、難消化的麥芽糊精,以及它們的部分水解產物,或它們的混合物。4.根據權利要求3所述的控釋遞送劑型,包括至少一種難消化的麥芽糊精或一種難消化的糊精,它具有15%和35%之間的1->6的糖苷連接、小于20%的一個減小的糖含量、小于5的多分散指數以及最大等于4500g/mol的數均分子量Mn。5.根據權利要求1至4中任一項所述的控釋遞送劑型,其中該難消化的水溶性多糖∶不溶于水的聚合物之比是在1∶2和1∶8之間。6.根據權利要求5所述的控釋遞送劑型,其中該難消化的水溶性多糖∶不溶于水的聚合物之比是在1∶3和1∶6之間。7.根據權利要求2至6所述的控釋遞送劑型,其中該內芯具有5%至30%的包覆水平。8.根據權利要求7所述的控釋遞送劑型,其中該內芯具有10%至20%的包覆水平。9.根據權利要求1至8中任一項所述的控釋遞送劑型,其中該聚合物混合物包括一種增塑劑,優選地其含量相對于該不溶于水的聚合物含量在25%w/w至30%w/w之間。10.根據權利要求1至9中任一項所述的控釋遞送劑型,其中該不溶于水的聚合物是選自下組,其構成為:丙烯酸的和/或甲基丙烯酸的酯聚合物類,丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯聚乙烯基酯的聚合物或共聚物,聚乙酸乙烯酯、聚丙烯酸酯類、以及丁二烯苯乙烯共聚物甲基丙烯酸酯共聚物類、乙基纖維素、乙酸鄰苯二甲酸纖維素、聚乙酸乙烯鄰苯二甲酸酯、蟲膠、甲基丙烯酸共聚物類、乙酸偏苯三酸纖維素、羥丙基甲基纖維素鄰苯二甲酸酯、玉米素、乙酸淀粉。11.根據權利要求9或10所述的控釋遞送劑型,其中該增塑劑是一種水溶的增塑劑,該增塑劑優先選自下組,其構成為:多元醇類、有機酯類、油類或甘油酯類、豆磷脂,單獨地或作為與彼此的一種混合物。12.根據權利要求1至11中任一項所述的控釋遞送劑型,其中所述控釋藥物組合物是一種多顆粒劑型。13.一種用于制備控釋遞送劑型的方法,該控釋遞送劑型用于在具有結腸微生態失調患者的結腸內或在健康受試者的結腸內控制釋放一種活性成分,所述方法包括:-形成以下項的一種聚合物混合物:●至少一種不溶于水的聚合物以及●至少一種難消化的水溶多糖,-將所述活性成分用該聚合物混合物包覆。14.一種結腸靶向的包衣制品在制造一種用于刺激消化系統中的細菌的生長和/或活性的藥物中的用途,該制品包括一種不溶于水的聚合物以及一種難消化的水溶性多糖。

說明書

用于結腸靶向的不溶于水的聚合物:難消化的水溶性多糖的薄膜包衣

技術領域

本發明涉及一種用于控制釋放一種或多種活性成分的控釋遞送劑型。本發明還涉及了它的用途以及用于制造它的方法。

發明背景

結腸靶向可以是對于許多藥物療法非常有用的,包括治療炎癥性腸病,例如克羅恩病(CD)以及潰瘍性結腸炎(UC)。

如果一種局部作用藥物使用常規的藥物劑型經口給藥,則后者迅速地溶解在胃的內容物中,該藥物被釋放并且可能被吸收到血流中。這導致了升高的全身藥物濃度以及,因此升高的所不希望的副作用風險并且同時降低了在結腸內的作用點處的藥物濃度,從而導致了差的治療效率。如果藥物的釋放在胃以及小腸內被抑制并且在結腸內是時間受控的,則這些限制可以被克服。這種類型的至結腸的位點特異性藥物遞送還可以提供對于蛋白以及肽藥物一經口服給藥就被全身循環吸收的一種有意義的機會。

為了允許結腸靶向,該藥物可以例如包埋入一種聚合物基質形成物中,或負載藥物的片劑或球粒中,例如大約0.5-1mm直徑的球形珠粒;可以用一種聚合物薄膜包覆。在上部胃腸道(GIT)中,藥物的聚合物網絡的滲透性應該低,而大分子阻擋物必須是一經到達結腸就變得是可滲透的。這種在作用點處的聚合物網絡藥物的滲透性的增加可能是由以下引起的:(i)GIT的內容物的pH的變化,(ii)沿著該GIT的酶的質量和/或數量的變化,或(iii)在一個預定的滯后時間(例如,在提供了脈沖藥物釋放模式的可滲透性差的薄膜包衣中裂縫的形成)之后發生的劑型中的顯著的結構變化。作為替代方案,藥物釋放可以已經在胃里開始并且繼續通過GIT,其速率足夠低以確保藥物在達到結腸時它仍然在劑型里面。

在US2005220861A中披露了對解決結腸靶向問題的嘗試,它涉及一種用于遞送潑尼松龍間磺基苯甲酸鈉的控釋配制品。這種配制品包括被一個包衣包圍的潑尼松龍間磺基苯甲酸鈉,該包衣包括玻璃狀直鏈淀粉、乙基纖維素以及癸二酸二丁酯,其中直鏈淀粉與乙基纖維素之比是從(1∶3.5)至(1∶4.5)并且其中該直鏈淀粉是玉米或玉蜀黍直鏈淀粉。與美國專利申請號US2005220861相比,在本發明中說明的系統適合于患者的疾病狀態。這是一個非常重要的方面,因為為了允許結腸靶向,當到達結腸時,該劑型必須變得對于藥物是更加可滲透的。這可以例如通過一種化合物的優先降解來保證,該化合物阻止了在上部胃腸道內的迅速的藥物釋放。這種位點特定的降解可以是基于在上部胃腸道中相對結腸中存在的酶的質量以及數量的明顯差異。這種化合物不應該在上部胃腸道中降解(并且阻止藥物釋放),而是應該在結腸中降解(并且因此,允許藥物釋放)。這種類型的先進的藥物遞送系統的性能從根本上取決于在患者結腸內的環境條件,特別是在結腸內存在的酶的類型以及濃度。已經熟知的并且很好地記載在文獻中的是疾病的狀態可以顯著地影響在胃腸道內的分泌酶的微生物群的質量以及數量。這對于在患有炎癥性腸病患者的結腸內的微生物群是特別正確的:在患者的結腸內存在的酶的質量和數量因此可以與一個健康的受試者中的那些顯著地不同。結果是,這種類型的藥物遞送系統的性能可以顯著地受疾病的狀態的影響。在患者的結腸內的疾病狀態下基于通過不是以足夠濃度存在的酶的優先降解的系統失敗了。本發明第一次報告了允許在病理生理條件下控制遞送一種活性成分的劑型:在患有炎癥性腸病的患者的糞便中。因此,這些劑型的性能在體內給定的病理生理條件下確保。這對于治療的成功以及安全性是決定性的。

US6534549涉及一種用于生產控釋劑型的方法,該劑型包括一種基本上不溶于水的成膜聚合物與在一個溶劑系統中的直鏈淀粉的混合物,該溶劑系統包括(1)水以及(2)一種水混溶性的有機溶劑,該溶劑本身能夠溶解這種成膜聚合物,與一種活性材料以及產生的干燥組合物接觸。這種劑型特別適合于將治療劑遞送到結腸內。與本發明相比,該披露著手解決了使用一種有機溶劑而制備的藥物遞送系統。在本發明中情況不是這樣的。使用有機溶劑意味著一些憂慮,包括毒性以及環境憂慮連同爆炸的危險。此外,使用直鏈淀粉意味著這種聚合物的提取以及其穩定化作用。直鏈淀粉是從水解以及純化步驟之后的淀粉提取的。這個方法是復雜的并且難以在工業水平上可用。這個配方沒有考慮對于患有炎癥性腸病的患者的藥物釋放動力學。應指出的是在炎癥性腸病患者的結腸內存在的細菌的類型以及量值可以與健康受試者中的那些顯著不同。因此,由這些細菌分泌的并且與該藥物遞送系統接觸的酶的類型以及量值可以顯著地不同。結果是,藥物遞送系統的性能可以顯著不同。

發明概述

本發明的一個目的是提供一種遞送劑型以控制一種活性成分遞送的速率以及程度,例如但不限于一種活性藥物成分、生物的、化學的、營養保健的、農業的或營養活性成分。

本發明的另一個目的是提供一種新的聚合物薄膜包衣,該包衣允許對于結腸的位點特定的藥物靶向并且可以用于患有炎癥性腸病的患者連同用于具有健康的結腸的患者。

本發明的另一個目的是提供一種新的聚合物薄膜包衣,該包衣具有足夠的機械穩定性以便在它們暴露于上GIT中時經受剪切應力(由于胃腸運動)并且以便經受由于與水性介質接觸時水滲透到系統中在劑型內發展的潛在顯著的流體靜壓力。的確,使用已知的聚合物包衣,偶然的形成裂縫問題可以導致穿過充滿水的通道的過早的藥物釋放。

本發明的另一個目的是提供一種新的聚合物薄膜包衣,該薄膜包衣對于一種具體類型的藥物處理的特定需要(例如藥物的滲透活性以及給藥劑量)是可調的。

本發明提供了一種用于控制釋放活性成分的控釋藥物劑型,包括一種以下聚合物混合物包覆的活性成分:

-至少一種不溶于水的聚合物以及

-至少一種難消化的水溶多糖。

優選地,該聚合物混合物提供了一種結腸靶向的釋放,即,所述活性成分在具有結腸微生態失調的患者的結腸內以及在健康的受試者的結腸內釋放。

優選地,這種控釋遞送劑型是一種口服配制品并且具有胃耐受性。在一個優選實施方案中,這種控釋藥物劑型是處于一種固體、液體或半液體的形式。有利的是,這種控釋藥物劑型是一種固體分散體。根據本發明,這種聚合物混合物是一種不溶于水的聚合物與難消化的水溶性多糖的直接混合物,所述難消化的水溶性多糖不是低聚糖,不會在該不溶于水的聚合物中形成微粒。

在本發明的一個實施方案中,這種控釋遞送劑型包括一個內芯、分散在或溶解在該內芯中的活性成分。

在本發明的一個進一步的實施方案中,該難消化的水溶性多糖選自下組,其構成為:低聚木糖、菊糖、低聚果糖、果糖低聚糖(FOS)、乳果糖、半乳糖甘露聚糖以及它們的合適的水解產物、難消化的聚葡萄糖、難消化的糊精以及它們的部分水解產物、反式半乳糖低聚糖(GOS)、低聚木糖(XOS)、乙酰化甘露聚糖(acemannan)、香菇多糖或β-葡聚糖以及它們的部分水解產物,多糖-K(PSK)、難消化的麥芽糊精,以及它們的部分水解產物,或它們的混合物。

優選地,該聚合物混合物另外包括一種多糖,例如一種選自下組的豆科植物,該組的構成為:豌豆、豆、蠶豆以及馬蠶豆或谷類淀粉。

根據另一個有利的替代劑型,該豆科植物是一種植物,例如豌豆或馬蠶豆的一個品種,產生的種子包含按重量計(干/干)至少25%、優選至少40%的淀粉。有利的是,該豆科植物是豌豆。

根據本發明該難消化的水溶性多糖是一種難消化的麥芽糊精或一種難消化的糊精,它具有15%和35%之間的1->6的糖苷連接、小于20%的一個減小的糖含量、小于5的多分散指數以及最大等于4500g/mol的數均分子量Mn。

根據一個變體,所述難消化的麥芽糊精的全部或一部分是氫化的。

根據本發明,該難消化的水溶性多糖是一種支鏈的麥芽糊精。

在一個進一步的實施方案中,在該控釋遞送劑型中該難消化的水溶性多糖∶不溶于水的聚合物之比是在1∶2和1∶8之間,優選1∶3至1∶6,并且更優選1∶4至1∶5。

根據一個變體,該內芯顆粒具有5%至30%,優選10%至20%的包覆水平。

在一個進一步的實施方案中,該聚合物混合物包括一種增塑劑,優選地,相對于該不溶于水的聚合物的含量,該增塑劑含量是在25%和30%w/w之間。

優選地,該不溶于水的聚合物是選自下組,其構成為:乙基纖維素、纖維素衍生物、丙烯酸和/或甲基丙烯酸酯聚合物,丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯聚乙烯酯的聚合物或共聚物,淀粉衍生物、聚乙酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、丁二烯苯乙烯共聚物甲基丙烯酸酯共聚物、乙酸鄰苯二甲酸纖維素、聚乙酸乙烯鄰苯二甲酸酯、蟲膠、甲基丙烯酸共聚物、乙酸偏苯三酸纖維素、羥丙基甲基纖維素鄰苯二甲酸酯、玉米素、乙酸淀粉。

根據另一個實施方案,該增塑劑是一種水溶的增塑劑。優選地,該水溶增塑劑是選自下組,其構成為:多元醇類(甘油、丙二醇、聚乙二醇)、有機酯類(鄰苯二甲酸酯、癸二酸二丁酯、檸檬酸酯、三乙酸甘油酯)、油類/甘油酯類(蓖麻油、乙酰化的甘油單酯、分餾的椰子油)、豆磷脂,單獨地或作為與彼此的一種混合物。

在一個優選實施方案中,該控釋劑型是一種多顆粒劑型。

本發明還提供了一種用于制備控釋藥物劑型的方法,該控釋藥物劑型用于在具有結腸微生態失調患者的結腸內或在健康受試者的結腸內控制釋放一種活性成分,所述方法包括:

-形成以下項的一種聚合物混合物:

●至少一種不溶于水的聚合物以及

●至少一種難消化的水溶多糖,

-將所述活性成分用該聚合物混合物包覆。

在一個進一步的實施方案中,包覆該活性成分的步驟是一個包覆一個內芯的步驟,該活性成分被分散在或溶解在該內芯中和/或包覆該活性成分的步驟是將該活性成分分散或溶解在該聚合物混合物中的一個步驟。

本發明還提供了一種用于制備控釋藥物劑型的方法,該控釋藥物劑型用于在具有結腸微生態失調患者的結腸內或在健康受試者的結腸內控制釋放一種活性成分,所述控釋劑型刺激了在消化系統內的細菌的生長和/或活性,所述方法包括:

-形成以下項的一種聚合物混合物:

●至少一種不溶于水的聚合物以及

●至少一種難消化的水溶多糖

-將所述活性成分用該聚合物混合物包覆。

刺激消化系統內的細菌的生長和/或活性對于身體的健康是有益的;這種作用被稱為促益生現象(Prebiotic?effect)。益生素是不可消化的成分,例如不可消化的碳水化合物,它們具有對健康有益的效果。不可消化的碳水化合物,例如值得注意地是木多糖(xylopolysaccharide)、菊糖、低聚果糖、果糖低聚糖(FOS),或支鏈的麥芽糊精被描述了具有一種促益生現象。

在一個進一步的實施方案中,包覆該活性成分的步驟是一個包覆一個內芯的步驟,該活性成分被分散在或溶解在該內芯中和/或包覆該活性成分的步驟是將該活性成分分散或溶解在該聚合物混合物中的一個步驟。

在患有炎癥性腸病(例如克羅恩病以及潰瘍性結腸炎)患者的胃腸道內的條件可以與健康的受試者的那些顯著不同。這種個體內以及個體間的變化可以是實質性的,關于GIT內容物的pH、分泌酶的細菌的類型以及濃度,連同在不同的GIT段的運送時間。例如,顯著量的雙岐桿菌一般存在于健康的受試者結腸內并且由于許多細胞外的糖苷酶能夠降解復雜的多糖。然而,在疾病的狀態下它們的濃度可以是顯著降低的。例如,已經顯示出糞便糖苷酶(尤其是β-D-半乳糖苷酶)的活性在患有克羅恩病的患者中是降低的并且結腸菌群的代謝活性在活動性疾病狀態中被強烈干擾。因此,病理生理學的影響可以是決定性的并且可以導致藥學治療的失敗。

為了避免對于患有炎癥性腸病的患者的治療失敗,位點特定的藥物遞送系統必須適合于在患者的結腸內的給定條件。例如,可以使用被酶降解的聚合物薄膜包衣,這些酶在克羅恩病以及潰瘍性結腸炎患者的糞便中以足夠的量值存在。然而,還不清楚哪種或那些類型的聚合物滿足這些前提。

因此,本發明還提供了一種結腸靶向的包衣制品在制造一種用于刺激消化系統的細菌的生長和/或活性的藥物中的用途,該制品包括一種不溶于水的聚合物以及一種難消化的水溶性多糖。優選地,本發明提供了一種包含不溶于水的聚合物以及一種難消化的水溶性多糖的聚合物包衣制品在制造一種藥物中的用途,該藥物用于在患有一種結腸細菌失調的患者的治療和/或預防性的治療中一種活性成分的結腸靶向的釋放并且用于刺激在消化系統中的細菌的生長和/或活性。在一個優選實施方案中,患有一種結腸細菌失調的患者是患有炎癥性腸病的患者。的確,根據本發明的包衣制品同時提供了一種活性成分在患有或沒有結腸微生態失調的患者的結腸內的特定釋放以及一種促益生現象,即,刺激了結腸的微生物群。

附圖說明

圖1:暴露于(a)0.1M?HCl,以及(b)磷酸鹽緩沖液pH?6.8時由不同類型的聚合物共混物(在圖中指明的)組成的薄膜的水含量。出于對比的原因示出了僅由增塑的乙基纖維素組成的膜。

圖2:暴露于(a)0.1M?HCl,以及(b)磷酸鹽緩沖液pH?6.8時由不同類型的聚合物共混物(在圖中指明的)組成的薄膜的干質量。出于對比的原因示出了僅由增塑的乙基纖維素組成的膜。

圖3:暴露于含有或沒有來自大鼠的腸的胰酶的磷酸鹽緩沖液pH6.8時由支鏈的麥芽糊精或豌豆淀粉與乙基纖維素共混組成的薄膜的水含量以及干質量。

圖4:暴露于培養基、健康受試者的糞便培養的培養基以及克羅恩病(CD)以及潰瘍性結腸炎(UC)患者的糞便培養的培養基(如圖中所指明的)時由不同類型的多糖與乙基纖維素共混組成的薄膜水含量以及干質量。出于對比的原因示出了僅由增塑的乙基纖維素組成的膜。

圖5:炎癥性腸病患者的糞便樣品培養的不同的組合物(在圖中指明)的薄聚合物膜上所發展的細菌群的圖片。

圖6:在暴露于(a)0.1M?HCl以及(b)磷酸鹽緩沖液pH?6.8(TEC含量,是指乙基纖維素質量:25%w/w)時由支鏈的麥芽糊精∶乙基纖維素共混物(其比率在圖中指明)組成的薄膜的吸水率。

圖7:在暴露于(a)0.1M?HCl以及(b)磷酸鹽緩沖液pH?6.8(TEC含量,是指乙基纖維素質量:25%w/w)時由支鏈的麥芽糊精∶乙基纖維素(其比率在圖中指明)組成的薄膜的干質量損失。

圖8:支鏈的麥芽糊精∶乙基纖維素共混物比率以及初始的增塑劑含量對于使室溫下干燥狀態的聚合物薄膜破裂所要求的能量的影響。

圖9:在暴露于37℃的(a)0.1M?HCl以及(b)磷酸鹽緩沖液pH?6.8(TEC含量,是指乙基纖維素質量:25%w/w)時,使支鏈的麥芽糊精∶乙基纖維素薄膜(共混物比率在圖中指明)破裂所要求的能量的變化。

圖10:在暴露于37℃的0.1M?HCl持續2h(實線曲線)以及磷酸鹽緩沖液pH?6.8持續8h(虛線曲線)時,使由支鏈的麥芽糊精∶乙基纖維素(共混物的比率在圖的上部指明)組成的用不同量值的TEC(百分比是指乙基纖維素的質量)增塑的薄膜破裂所要求的能量的變化。

圖11:在分別暴露于0.1M?HCl以及磷酸鹽緩沖液pH?6.8時增塑劑含量(在圖中指明,是指乙基纖維素質量)對支鏈麥芽糊精∶乙基纖維素膜的吸水率以及干質量損失的影響。實以及虛曲線代表在1∶2和1∶3的共混比率下獲得的結果。

圖12:在分別暴露于0.1M?HCl以及磷酸鹽緩沖液pH?6.8時由麥芽糊精∶乙基纖維素共混物組成的薄膜的吸水率以及干質量損失。聚合物共混物的比率在圖中指明。出于對比的原因還示出了純(增塑的)乙基纖維素膜的行為。

圖13:在暴露于(a)0.1M?HCl以及(b)磷酸鹽緩沖液pH?6.8時麥芽糊精∶乙基纖維素薄膜破裂能的變化。聚合物共混物的比率在圖中指明。出于對比的原因還示出了使用純(增塑的)乙基纖維素膜的結果。

圖14:在模擬通過上GIT運送的條件下來自支鏈麥芽糊精∶乙基纖維素共混物(1∶2)包覆的球粒的5-ASA體外釋放。包覆水平在圖中指出連同存在(虛線)以及不存在(實線)酶。

圖15:在模擬通過上GIT運送的條件下支鏈的麥芽糊精∶乙基纖維素共混物比率以及包覆水平(在圖中指明)對來自研究的顆粒的5-ASA體外釋放的影響。實/虛線指明了不存在/存在酶。

圖16:在模擬通過整個GIT運送的條件下(沒有糞便樣品)來自用支鏈的麥芽糊精∶乙基纖維素共混物(比率在圖中指明)包覆的20%的包覆水平的球粒的藥物釋放。高浸漬速度:30dpm持續11.5h,然后20dpm。中浸漬速度:20dpm持續11.5h,然后10dpm。低浸漬速度:10dpm持續11.5h,然后5dpm(USP裝置3)。

圖17:在模擬通過整個GIT運送的條件下(用來自炎癥性腸病患者的糞便樣品)來自用支鏈的麥芽糊精∶乙基纖維素共混物(比率在圖中指明)包覆的15%或20%的包覆水平的球粒的5-ASA釋放。浸漬速度是10dpm。出于對比的原因還示出了沒有糞便樣品的培養基中的藥物釋放(虛線)。這個動畫展示了所研究的結腸靶向方法的原則。

圖18:在模擬通過整個GIT運送的條件下(具有:(a)雙岐桿菌、擬桿菌屬以及大腸桿菌的一種混合物或(b)雙岐桿菌屬)來自用支鏈的麥芽糊精∶乙基纖維素共混物(比率在圖中指明)包覆的15%或20%的包覆水平的球粒的5-ASA釋放。浸漬速度是10dpm。

圖19:在模擬通過整個GIT運送的條件下(用來自炎癥性腸病患者的糞便)來自不同的可商購的產品的5-ASA釋放。浸漬速度是10dpm。出于對比的原因還示出了沒有糞便樣品的培養基中的藥物釋放(虛線)。

圖20:在暴露于(a)0.1M?HCl以及(b)磷酸鹽緩沖液pH?6.8時NUTRIOSE∶乙基纖維素薄膜的吸水率動力學。聚合物∶聚合物共混物比率(w∶w)在圖中指明。乙基纖維素使用25%的癸二酸二丁酯增塑。

圖21:在暴露于(a)0.1M?HCl以及(b)磷酸鹽緩沖液pH?6.8時NUTRIOSE∶乙基纖維素薄膜的干質量損失動力學。聚合物∶聚合物共混物比率(w∶w)在圖中指明。乙基纖維素使用25%的癸二酸二丁酯增塑。

圖22:在模擬通過整個GIT運送的條件下,在存在(實曲線)以及不存在(虛曲線)來自炎癥性腸病患者的糞便下,來自用NUTRIOSE∶乙基纖維素1∶4(乙基纖維素用25%的癸二酸二丁酯增塑)包覆的顆粒的5-ASA釋放。包覆水平是15%。

圖23:由支鏈的麥芽糊精∶乙基纖維素共混物(實線)以及以下比例的菊糖∶乙基纖維素(0∶1;1∶2;1∶3;1/4以及1∶5)組成的薄膜并且在暴露于(a)0.1M?HCl以及(b)磷酸鹽緩沖液pH?6.8(TEC含量,是指乙基纖維素質量:25%w/w)時的吸水率。

圖24:由支鏈的麥芽糊精∶乙基纖維素共混物(實線)以及以下比例的FOS∶乙基纖維素(0∶1;1∶2;1∶3;1/4以及1∶5)組成的薄膜并且在暴露于(a)0.1M?HCl以及(b)磷酸鹽緩沖液pH?6.8(TEC含量,是指乙基纖維素質量:25%w/w)時的吸水率。

圖25:在暴露于(a)0.1M?HCl以及(b)磷酸鹽緩沖液pH?6.8(TEC含量,是指乙基纖維素質量:25%w/w)時,由支鏈的麥芽糊精∶乙基纖維素(實線)以及以下比例的菊糖∶乙基纖維素(0∶1;1∶2;1∶3;1/4以及1∶5)組成的薄膜的干質量損失。

圖26:在暴露于(a)0.1M?HCl以及(b)磷酸鹽緩沖液pH?6.8(TEC含量,是指乙基纖維素質量:25%w/w)時,由支鏈的麥芽糊精∶乙基纖維素(實線)以及以下比例的FOS∶乙基纖維素(0∶1;1∶2;1∶3;1/4以及1∶5)組成的薄膜的干質量損失。

圖27:大鼠的結腸的宏觀外觀,接受了:(A)僅載體(陰性對照組)直腸內地,(B)TNBS(陽性對照組)直腸內地,(C)TNBS直腸內以及BMD∶EC包覆的球粒經口服地,或(D)TNBS直腸內地以及Pentasa球粒經口服地。TNBS/載體僅在第3天時直腸內給藥。5-ASA的經口給予的劑量是150mg/kg/天。

圖28:大鼠的Ameho得分,接受了(i)TNBS直腸內地,(ii)TNBS直腸內地以及Asacol球粒經口地,(iii)TNBS直腸內地以及Pentasa球粒經口地,(iv)TNBS直腸內地以及豌豆淀粉∶乙基纖維素包覆的球粒經口服地,(v)TNBS直腸地以及BMD∶乙基纖維素包覆的球粒經口服地。TNBS在第3天直腸內給藥。5-ASA的經口給予的劑量是150mg/kg/天。

圖29:大鼠結腸組織的代表性組織切片(常規的頂骨間的切片,×200)。不同的層用以下標示:M-粘膜;SM-粘膜下層;Mu-肌肉層。

表1:在所研究的健康受試者以及炎癥性腸病患者的糞便樣品中細菌的濃度[log?CFU/g]。

表2:混有乙基纖維素的多糖的類型以及多糖∶乙基纖維素共混物比率對室溫下干狀態薄膜的機械特性的影響。

表3:用來模擬沿著GIT逐漸增加的pH的溶解介質。

發明詳述

在說明并且要求本發明時,以下的術語根據在此給出的定義使用。

如在此所使用的,術語“活性成分”、“藥物”或“藥理學活性成分”或任何其他類似的術語意思是適合于通過本領域中先前已知的方法和/或本發明中所傳授的方法給藥的任何化學或生物材料或化合物,該材料或化合物誘導了一種所希望的生物或藥理學作用,這種作用包括但不限于(1)具有一種對于有機體的預防性作用并且阻止了一種所希望的生物作用,例如阻止了感染,(2)減輕了由一種疾病引起的病癥,例如減輕了由于疾病的結果所引起的疼痛或炎癥,和/或(3)減輕、減小亦或完全消除了有機體的疾病。這種作用可以是局部的,例如提供一種局部的麻醉作用,或者它可以是全身的。

如在此所使用的,術語“生態失調”還被稱為菌群失調在本發明中旨在表示微生物失調,如在胃腸道內其質量以及數量上的失調。同樣地,表達“結腸微生態失調”在本發明中意思是如在胃腸道內尤其是結腸內的微生物質量以及數量上的失調。這種現象通過在結腸中存在的酶的質量以及數量來反映。具體來說,這種改變的微生物群在患有炎癥性腸病,例如克羅恩病(CD)以及潰瘍性結腸炎(UC)的患者的結腸內可以觀察到。

如在此所使用的,術語“控釋遞送”或“控釋”意思是從組合物中釋放出活性成分是相對于時間或相對于遞送的位點受控制的。

表達“淀粉衍生物”意思是酶或化學地處理過的一種淀粉。

表達“改性的淀粉”應寬泛地理解,這種表達例如是指網狀的或乙酰基化的或羥丙基化的或酯化的淀粉。

在此使用術語“包覆”來包括用于固體載體的包衣以及還有封套了流體和/或固體的膠囊并且術語“包覆的”類似地使用。

“包覆水平”意思是在未包覆的以及包覆的內芯之間的重量差它是以百分比計的重量增加。

表述“不溶于水的聚合物”應寬泛地理解,這種表達是指不完全地溶解在水中的聚合物,例如像乙基纖維素、某些淀粉衍生物或丙烯酸/甲基丙烯酸衍生物。

如在本發明中使用的術語“難消化的水溶性多糖”是指不或僅僅部分地通過在人上消化道(小腸以及胃)內存在的酸或消化酶的作用在腸內消化但是至少部分地被人腸內的菌群發酵的糖類。在本發明的優選實施方案中可以使用的難消化的水溶性多糖是:低聚木糖、菊糖、低聚果糖、果糖低聚糖(FOS)、乳果糖、半乳糖甘露聚糖以及它們的合適的水解產物、難消化的聚葡萄糖、難消化的糊精以及它們的部分水解產物、反式半乳糖低聚糖(GOS)、低聚木糖(XOS)、乙酰化甘露聚糖(acemannan)、香菇多糖或β-葡聚糖以及它們的部分水解產物,多糖-K(PSK)、難消化的麥芽糊精,以及它們的部分水解產物。

多糖-K在日本還被稱為蕓芝多糖(PSK),并且在中國被稱為多糖肽(PS-P)。兩者具有相同的化學以及結構特征。PSK是一種在多孔真菌云芝中發現的蛋白聚糖并且包括約35%的碳水化合物(91%的β-葡聚糖),35%的蛋白并且剩余物為游離的殘基例如糖、氨基酸以及水分。PSK是具有100千道爾頓的平均分子量的共價地連接到不同的肽上的多糖類的一種混合物。這種多糖組分在β-葡聚糖(包括吡喃葡糖單元)的類別內。結構分析顯示出PSK具有1,4-葡聚糖構型作為主要的葡糖苷部分,該部分在3和6位上以每幾個具有1-4個鍵的殘基的一個分枝的頻率具有多個分枝。

如在此所使用的,術語“谷類”在本發明中旨在表示任何屬于禾本科的植物,優選小麥、水稻、黑麥、燕麥、大麥、玉米、高粱以及小米。

術語“豆科植物”在本發明中旨在表示任何屬于蘇木科、含羞草科或蝶形花科的植物并且特別是任何屬于蝶形花科的植物,例如像豌豆、豆、蠶豆、馬蠶豆、濱豆、苜蓿、三葉草或羽扇豆。

這個定義具體地包括在R.Hoover等人的題目為“Composition,Structure,Functionality?and?Chemical?Modification?of?Legume?Starches:A?Review”的論文中呈現的任何一個表中所描述的所有植物。

在這種情況下術語“豌豆”考慮到其最廣泛的意義并具體包括:

■光粒豌豆(smooth?pea)的所有野生品種以及

■光粒豌豆以及皺粒豌豆的所有突變品種,無論所述品種總體上打算用于什么用途(人類食品、動物營養和/或其他用途)都是這種情況。

所述突變品種具體地是被稱為“r突變體”、“rb突變體”、“rug?3突變體”、“rug?4突變體”、“rug?5突變體”以及“lam突變體”的品種,如在 Proceedings?of?the?Symposium?of?the?Industrial?Biochemistry?and?Biotechnology?Group?of?the?Biochemi

術語“豆科植物淀粉”應理解為意思是在不論什么方式的情況下從在此以上所定義的一種豆科植物中提取的任何組合物,其淀粉含量是大于40%、優選大于50%并且還更優選是大于75%,這些百分比是相對于所述組合物的干重而按干重表示。

此外,有可能使用天然呈現出在根據本發明的選擇范圍內的直鏈淀粉含量的淀粉。具體地,源于豆類的淀粉可以是合適的。根據本發明,這種豆類淀粉呈現出小于45%的直鏈淀粉含量,更確切地說在25%和45%之間,優選在30%和44%之間,并且仍然更優選在35%和40%之間。

為了本發明的目的,術語“可吸收的麥芽糊精”意思是含有難消化的糖苷連接的麥芽糊精,這些糖苷連接給予那些麥芽糊精另外的食用纖維(例如“支鏈麥芽糊精”)類似的特性。如在此所使用的,術語“支鏈麥芽糊精”旨在表示在專利EP?1?006?128中描述的可吸收的麥芽糊精,本申請人公司是該專利的所有人。

根據一個優選的變體,所述支鏈麥芽糊精具有在2%和5%之間的降低的糖含量,以及在2000和3000g/mol之間的數均分子量Mn。

這種支鏈的麥芽糊精具有根據AOAC法No.2001-03(2001)確定的基于干基大于或等于50%的總纖維含量。

本發明提供了新穎的用于結腸靶向的聚合物薄膜包衣,這些包衣適合于患有炎癥性腸病的患者的疾病狀態。

根據本發明的新穎的聚合物薄膜作為用于健康患者的結腸細菌的底物,作為患有炎癥性腸病患者的底物并且可能呈現出對于患者的GIT生態系統的有益影響。這種聚合物薄膜尤其適合于在靶向點的條件,還有在疾病狀態下并且能夠特定地向結腸遞送藥理學活性成分。

接下來,本發明將通過以下的實例連同附圖進行說明。

實施例

A.材料和方法

A.1.材料

支鏈麥芽糊精(BMD)[一種具有不易消化的糖苷連接(α-1,2以及α-1,3)的支鏈麥芽糊精,NUTRIOSEFB?06?Roquette?Frères],豌豆淀粉(豌豆淀粉N-735),一種預膠凝羥丙基豌豆淀粉(PS?HP-PG)(LYCOATRS?780),一種麥芽糊精(MD)(GLUCIDEX1,Roquette?Frères)EURYLON7A-PG(一種乙酰基化的并且預凝膠的高直鏈淀粉玉米淀粉(70%直鏈淀粉)(Roquette?Freres,Lestrem,France),EURYLON6A-PG(一種乙酰基化的并且預凝膠的高直鏈淀粉玉米淀粉)(60%直鏈淀粉)(Roquette?Freres,Lestrem,France)以及EURYLON6HP-PG(一種乙酰基化的并且預凝膠的高直鏈淀粉玉米淀粉)(60%直鏈淀粉)(Roquette?Freres,Lestrem,France);水性乙基纖維素分散體(AquacoatECD?30;FMC?Biopolymer,Philadelphia,USA);檸檬酸三乙酯(TEC;Morflex,Greensboro,USA);胰酶(來自哺乳動物的胰臟=含有淀粉酶、蛋白酶以及脂肪酶的混合物;Fisher?Bioblock,Illkirch,France);來自大鼠腸的提取物(大鼠腸內粉末,包含淀粉酶、蔗糖酶、異麥芽糖酶以及糖苷酶;Sigma-Aldrich,Isle?d’Abeau?Chesnes,France);哥倫比亞血瓊脂,來自牛肉以及酵母連同胰蛋白胨的提取物(=酪蛋白胨的胰酶消化物)(Becton?Dickinson,Sparks,USA);L-半胱氨酸鹽酸鹽水合物(Acros?organics,Geel,Belgium);麥康凱瓊脂(BioMerieux,Balme-les-Grottes,France);半胱氨酸化的林格溶液(Merck,Darmstadt,Germany)。

A.2.薄膜制品

聚合物的薄膜通過特氟綸模具中不同類型的水性多糖以及水性乙基纖維素分散體的流延共混以及隨后在60℃干燥1天制備。將水溶的多糖溶解在純的水中(5%w/w)并且與增塑的乙基纖維素分散體(25%TEC,過夜攪拌;15%w/w聚合物含量)以1∶3(聚合物∶聚合物w∶w)共混。將該混合物在流延之前攪拌6h。

A.3.薄膜特征

膜的厚度使用一種厚度計量器(Minitest?600;Erichsen,Hemer,Germany)測量。所有膜的平均厚度是在300-340μm的范圍內。吸水率以及干質量損失動力學在暴露于以下物質時用重力法測量:

(i)模擬的胃液(0.1M?HCl)

(ii)模擬的腸液[磷酸鹽緩沖液pH?6.8(USP?30)具有或沒有1%胰酶或0.75%的來自大鼠的腸的提取物]

(iii)來自健康的受試者的糞便培養的培養基

(iv)來自炎癥性腸病患者的糞便培養的培養基

(v)出于對比的原因沒有糞便的培養基。

培養基通過將1.5g牛肉提取物,3g酵母提取物,5g胰蛋白胨,2.5gNaCl以及0.3g?L-半胱氨酸鹽酸鹽水合物溶解在1L的蒸餾水(pH?7.0±0.2)中并且隨后在一個高壓釜中滅菌來制備。將具有克羅恩病以及潰瘍性結腸炎的患者連同健康受試者的糞便用半胱氨酸的林格溶液以1∶200稀釋;將2.5mL的這種懸浮液用培養基稀釋到100mL。將1.5x?5cm膜糞便置于120mL的用100mL的預熱過的培養基填充的玻璃容器中,接著在37℃水平搖動(GFL?3033,Gesellschaft?für?Labortechnik,Burgwedel,Germany)。使用糞便樣品的培育在缺氧條件下進行(5%CO2,10%H2,85%N2)。在預定的時間點將樣品撤出,除去過量的水,精確稱量膜(濕質量)并且在60℃干燥至恒重(干質量)。在時間t的水含量(%)以及干膜質量(%)如下計算:

A.4.細菌學分析

對于糞便樣品的細菌學分析,將后者用半胱氨酸的林格溶液以1∶10稀釋。制備另外八個在半胱氨酸的林格溶液中的十倍稀釋物并且0.1mL的每個稀釋物接種在非選擇性的改性的哥倫比亞血瓊脂上(對于總的可培養的數目)并且接種在麥康凱瓊脂上(對于腸道菌是選擇性的)。將哥倫比亞血瓊脂接種物在37℃在缺氧條件下(5%CO2,10%H2,85%N2)在1周的過程中培育。菌落在數目上超過了,主要菌落被次培養,并且基于表型鑒別指標進行識別。將25麥康凱瓊脂接種物在37℃下在空氣中在48h的過程中培養。菌落在數目上超過了并且使用API?20E系統(BioMerieux,Balme-les-Grottes,France)識別。計數以新鮮糞便的log?CFU/g(每克的菌落形成單位)表達。

對于使用糞便樣品培養的膜上所發展的微生物群的細菌學分析,使用裝有一個照相機(Unit?DS-L2,DS?camera?Head?DS-Fi?1;Nikon,Tokyo,Japan)的Axiostar?plus顯微鏡(Carl?Zeiss,Jena,Germany)在革蘭氏染色后拍攝顯微照片。培育在缺氧條件下在僅含有少量的多肽(因此,有利于使用所研究的多糖作為底物)的不含糖精的培養基中進行。

B.結果與討論

B.1.在上GIT內的膜特性

一種藥物的聚合物系統的滲透性非常取決于其含水量以及干質量,它們確定了這種大分子的密度以及移動性。例如,在基于干的羥丙基甲基纖維素(HPMC)的基質片劑中,一種藥物的表觀擴散系數接近零,而在一種完全水合的HPMC中凝膠擴散性可以達到在水性溶液中相同的數量級。隨著水含量的增加,這種大分子的移動性顯著地增加了以及,因此可以擴散的自由體積。在一些系統中,只要達到了一個臨界的水含量,這種聚合物就經歷玻璃狀至橡膠狀的相轉變。這導致了聚合物以及藥物移動性的顯著地、逐步地增加。因此,一種聚合物薄膜包衣的水含量可以給出對于這種大分子的移動性以及,因此對于一種藥物的滲透性的重要理解。圖1a和1b分別示出了由不同類型的多糖∶乙基纖維素共混物組成的薄膜在0.1N?HCl以及磷酸鹽緩沖液pH?6.8中的吸水動力學。在所有薄膜中乙基纖維素的存在允許避免在上GIT內的過早溶解。所研究的多糖均是水溶的并且目的是提供包衣藥物滲透性對于周圍環境的靈敏度。一旦到達結腸,這些多糖將被酶法分解并且藥物釋放開始。在圖1中多糖∶乙基纖維素共混物之比是恒定的1∶3。清楚的是,水吸收速率和程度顯著地取決于多糖的類型。允許結腸靶向的理想的薄膜包衣應該在兩種介質中均以低的速率僅吸收少量的水以便阻止藥物在上GIT內過早釋放。如可見到的,乙基纖維素以及BMD或豌豆淀粉的共混物是對于這個目的最有希望的。增塑的沒有水溶多糖的乙基纖維素膜僅吸收了較小量的水(空循環)。

除了水吸收動力學之外,還有聚合物薄膜的干質量損失行為用作藥物的包衣滲透性的指示,以及因此抑制在上GIT內過早釋放的潛在性。如果這些膜在暴露于釋放介質時釋放了顯著量的干質量,則這些包衣可以期望是對許多藥物,特別是具有低分子量的那些,例如5-氨基水楊酸(5-ASA,153.1Da)是可滲透的。圖2a和2b展示了由不同的多糖∶乙基纖維素共混物(恒定比率=1∶3)組成的薄膜分別暴露于0.1N?HCl以及磷酸鹽緩沖液pH?6.8時實驗確定的干質量損失。理想的膜僅以低速率釋放了較小量的干質量(或根本沒有質量),從而確保了對于所摻入的藥物在這些條件下較差可滲透的密集的聚合物網絡。如可見到的,豌豆淀粉-以及含有BMD的膜的干質量損失是非常低的,甚至在暴露于這些釋放介質高達8h之后。這種所觀察的干質量的降低可以至少部分地歸于這種水溶的增塑劑檸檬酸三乙酯(TEC,用來增塑這種水性乙基纖維素分散體)浸入到了大量流體中。此外,部分的水溶多糖可以從該膜中浸出。沒有水溶多糖的增塑的乙基纖維素僅釋放了非常少量的水,不論釋放介質的類型(空循環)。然而,完整的乙基纖維素膜的滲透性已知對于許多藥物是非常低的,這可以至少部分地歸于這些系統的低的吸水速度以及程度。為此原因,完整的乙基纖維素薄膜是被用作水分保護性包衣。請注意,至大量流體中的水溶性增塑劑TEC損失可以預期在含有25%(w/w)的水溶多糖的薄膜(與純的(增塑的)乙基纖維素薄膜相比)中是更顯著的,因為這種共混的系統的增加的吸水速率以及程度(圖1)導致了幾乎更高的聚合物鏈的移動性以及,因此還有增加的TEC移動性。

還應指出,在圖2中示出的結果是在沒有任何酶的存在下獲得的。已知的是胰腺的酶可以降解某些多糖并且,因此潛在地誘導了在體內條件下顯著的質量損失以及吸水率,從而導致了對于藥物增加的膜滲透性。為了說明這種現象的重要性,這些薄膜的吸水動力學以及干質量損失行為還在存在胰酶(=含有淀粉酶、蛋白酶以及脂肪酶的混合物)以及來自大鼠腸的提取物(包含淀粉酶、蔗糖酶、異麥芽糖酶以及糖苷酶)時在磷酸鹽緩沖液pH?6.8中測量(圖3)。清楚的是,這些酶的加入沒有顯著地影響所研究的薄膜的作為結果的水吸收以及干質量損失動力學。因此,后者不用作這些酶的底物。

B.2.在結腸內的膜特性

一旦到達結腸,這些聚合物薄膜的包衣應該變得對于藥物是可滲透的。這可以例如由(部分的)酶降解誘導。重要的是,某些酶的濃度在結腸內比在上GIT內甚至更高。這包括由結腸內的天然微生物群產生的酶(這部分的GIT含有比胃以及小腸更多的細菌)。然而,當使用這種類型的結腸靶向時,必須十分小心,因為患有炎癥性腸病的患者的微生物群可以是與健康受試者的微生物群顯著不同的。因此,藥物遞送系統必須適合該患者的疾病狀態。表1示出了例如在這個研究中所包括的健康受試者連同克羅恩病以及潰瘍性結腸炎患者的糞便樣品內確定的細菌濃度。重要的是,存在顯著的差異,特別是對于雙岐桿菌屬(由于許多細胞外糖苷酶能夠降解復雜的多糖)以及大腸桿菌,與炎癥性腸病患者的糞便相比它們在健康受試者糞便內以甚至更高的濃度存在。相比之下,克羅恩病以及潰瘍性結腸炎患者的糞便樣品包括乳糖陰性大腸桿菌、弗氏檸檬酸桿菌、肺炎桿菌、產酸克雷伯氏菌以及陰溝腸桿菌,這些在健康受試者內未檢測到。因此,在微生物群的質量和數量上存在根本的差異,這些差異是必須考慮的:聚合物薄膜包衣(允許在一個健康的志愿者的生理條件下的結腸靶向)在患者的疾病狀態下的病理生理條件下可能失敗。為了著手解決這一非常關鍵的點(它非常經常被忽視),在暴露于來自克羅恩病以及潰瘍性結腸炎患者的糞便連同健康受試者的糞便并且出于對比原因暴露于純的培養基時,對于由不同類型的多糖∶乙基纖維素共混物組成的薄膜的吸水率和干質量損失進行確定(圖4)。適當的薄膜應該吸收相當大量的水并且示出了暴露于患者糞便時顯著的干質量損失以誘導藥物在結腸的炎癥位點處釋放。如在圖4a和4b中可以看到的,基于乙基纖維素∶BMD以及乙基纖維素∶豌豆淀粉(它們不是基于以上描述的在模擬上GIT內容物的介質中所獲得的結果的兩種最有希望的類型的聚合物共混物)的薄膜當暴露于克羅恩病、潰瘍性結腸炎患者連同健康的受試者的糞便時示出了顯著的吸水率以及干質量損失。請注意,當暴露于糞便樣品時,還有其他類型的聚合物共混物相對于所呈現出的膜吸水率以及干質量損失行為看上去是有希望的(或比乙基纖維素∶BMD以及以及纖維素∶豌豆淀粉共混物是甚至更適當的)。然而,這些系統還吸收了顯著量的水并且當與模擬上GIT內容物的介質接觸時顯著地釋放了干質量(圖1和2)。

所研究的聚合物膜用作來自炎癥腸疾病患者的糞便的細菌的底物的事實應該進一步通過當膜在缺氧條件下在37℃暴露于糞便樣品時所發展的微生物群的分析證實(圖5)。清楚的是,特定類型的細菌在使用共混的薄膜培養時增加了。重要的是,這種現象可以預期是對于在疾病狀態的患者的GIT生態系統是高度有益的,使結腸內的微生物群正常化。除了藥物靶向作用之外,這種非常積極的促益生現象也發生了。沒有使用任何聚合物薄膜或使用純的(增塑的)乙基纖維素薄膜培養的生物樣品示出了尤其更小的細菌生長(圖5)。

對于結腸靶向識別的這種新穎的聚合物薄膜包衣是由不溶于水聚合物∶多糖類,特別是乙基纖維素∶BMD,乙基纖維素∶豌豆淀粉,乙基纖維素∶MD,乙基纖維素∶EURYLON6A-PG,乙基纖維素∶EURYLON6HP-PG以及乙基纖維素∶EURYLON7A-PG共混物組成的,它們適合于患者的疾病狀態。重要地是,在模擬上GIT內容物的介質中的低的吸水率以及干質量損失速率以及程度可以結合當與來自炎癥性腸病患者的糞便接觸時的升高的吸水率以及干重量損失。在患者結腸內菌群的組成的變化指示了這些多糖作為疾病狀態的結腸細菌的底物并且可能呈現出對于患者的GIT生態系統有益的效果。因此所獲得的新知識提供了用于發展能夠確切地將藥物遞送到結腸的聚合物膜薄膜包衣的基礎。重要的是,這些聚合物阻擋物適合于在疾病狀態的目標位點的條件。

A.材料和方法

A.1.材料

支鏈的麥芽糊精(BMD)(一種具有自小麥淀粉獲得的高纖維含量的水溶的、支鏈的麥芽糊精;NUTRIOSEFB?06,Roquette?Freres,Lestrem,France);一種麥芽糊精(GLUCIDEX1,Roquette?Frères);水性乙基纖維素分散體(Aquacoat?ECD?30;FMC?Biopolymer,Philadelphia,USA);檸檬酸三乙酯(TEC;Morflex,Greensboro,USA)。

A.2.制備聚合物薄膜

聚合物的薄膜通過向特氟綸模具中不同類型的多糖以及水性乙基纖維素分散體的流延共混以及隨后在60℃干燥1天制備。將該水溶多糖溶解在純水中,與增塑的水性乙基纖素分散體(25.0%w/w,27.5%w/w或30.0%w/wTEC,是指乙基纖維素成分過夜攪拌;15%w/w聚合物含量)以比例1∶2、1∶3、1∶4、1∶5(聚合物∶聚合物w∶w)共混,如所指出的。將該混合物在流延之前攪拌6h。

A.3.薄膜特征

膜的厚度使用一種厚度計量器(Minitest?600;Erichsen,Hemer,Germany)測量。所有膜的平均厚度是在300-340μm的范圍內。在暴露于0.1M?HCl以及磷酸鹽緩沖溶液pH?6.8(USP?30)時,膜的吸水率以及干質量損失動力學用重力法如下測量:將1.5x?5cm片置于用100mL的預熱過的培養基填充的120mL的塑料容器中,接著在37℃水平搖動(80rpm,GFL?3033;Gesellschaft?fuer?Labortechnik,Burgwedel,Germany)。在預定的時間點將樣品撤出,除去過量的水,精確稱量膜(濕質量)并且在60℃干燥至恒重(干質量)。在時間t的水含量(%)以及干膜質量(%)如下計算:

A.4.薄膜的機械特性

在干以及濕狀態下的薄膜的機械特性使用質構儀(TAXT.Plus,Winopal?Forschungsbedarf,Ahnsbeck,Germany)以及刺穿試驗確定。將薄膜樣品安裝到一個膜支持物上(n=6)。將刺穿探針(球狀端:5mm直徑)固定到負載單元(5kg)上,并且用0.1mm/s的探頭速度(cross-head?speed)向下推動至該膜支持物孔的中央。記錄負載相對于位移曲線,直至膜破裂并且用來確定以下機械特性。

其中F是刺穿膜所要求的負載并且A代表處于該路徑內的膜的邊緣的橫截面積。

在此,R代表暴露于該支持物圓柱孔內的膜的半徑并且D代表位移。

其中AUC是在負載對位移曲線下的面積并且V是位于該膜支持物的模口腔內的膜的體積。

B.結果與討論

B.1.BMD∶乙基纖維素共混物

a)薄膜的吸水率以及干質量損失

一種聚合物薄膜包衣的滲透性非常取決于其水含量。在一個干系統中,擴散系數接近零。隨著水含量的增加,大分子的移動性增加了以及因此還有所結合的藥物分子的移動性。圖6a和6b示出了在37℃下暴露于0.1M?HCl以及磷酸鹽緩沖液pH?6.8時基于不同的BMD∶乙基纖維素共混物的聚合物薄膜的重力法測量的吸水率。清楚的是,這種聚合物共混物的比率顯著地影響了作為結果的水滲透速率以及程度。隨著BMD含量的增加,吸收的水的量值連同這種質量運輸步驟的速率增加了。這種現象可以歸于與水溶的多糖BMD相比乙基纖維素的更疏水的性質。因此,可以預期在這種類型的聚合物薄膜內的藥物的移動性隨著BMD含量的增加而顯著地增加。有意義的是,所研究的薄膜的吸水速度以及程度在磷酸鹽緩沖液pH?6.8中比在0.1N?HCl(圖6b對圖6a)更高。這可以歸于在水性乙基纖維素分散體Aquacoat?ECD中的乳化劑十二烷基硫酸鈉(SDS)的存在。在低pH下,SDS是質子化的并且是中性的,而在pH?6.8它是去質子化的并且是帶負電荷的。因此,降低界面表面張力的能力在pH?6.8下更顯著,從而導致了有利的至系統中的水滲透。重要的是,甚至所研究的系統的(高達1∶2的BMD∶乙基纖維素的共混物比率)最高吸水速率以及程度也是較低的(圖6)。因此,在上GIT內的過早藥物釋放可以預期是受這種類型的聚合物薄膜的限制的,無論在所研究的范圍內的聚合物∶聚合物共混物比率。

除了吸水動力學,還有聚合物薄膜的干質量損失行為提供了對于后者抑制或允許藥物釋放能力的重要理解。BMD∶乙基纖維素共混物的比率對作為暴露于0.1M?HCl以及磷酸鹽緩沖液pH?6.8時結果的薄膜的干質量損失的影響分別在圖7a以及7b中示出。清楚的是,干質量損失的速率以及程度兩者均隨著BMD含量的增加而增加。這可以至少部分地歸于水溶的化合物浸出到大量流體中。然而,水溶增塑劑TEC(它用來協助乙基纖維素納米顆粒在膜形成過程中的熔化)至釋放介質內的擴散可以預期是顯著地有利的:因為系統的水含量增加了(圖6),聚合物鏈的移動性增加了并且因此還有低分子量增塑劑的移動性。請注意,純的(增塑的)乙基纖維素膜的干質量損失可以主要歸于此種TEC浸出并且觀察到了這種現象的(輕微)pH依賴性(由于以上討論的SDS作用)。重要的是,這種干質量損失在所有情況下是受限制的,并且在這些膜中水不溶的乙基纖維素的存在有效地阻止了水溶的多糖浸入到大量流體中。此外,在DIT的上部內的過早藥物釋放可能是受限制的,不管在所研究的范圍內聚合物∶聚合物共混物比率(高達1∶2的BMD∶乙基纖維素)。

b)薄膜的機械特性

除了在上GIT內的受限制的吸水率以及干質量損失外,提供了至結腸的位點特定的藥物遞送的聚合物薄膜包衣必須是足夠(機械地)穩定的以避免由于在體內的胃以及小腸內遇到的剪切應力的偶然的裂縫的形成。此外,由于與水性體液接觸時水至系統內的滲透,必須在一個包覆的劑型內建立顯著的流體靜壓力。在內芯配制品中滲透活性的藥物和/或賦形劑的存在或不存在可以非常影響這種現象的重要性。易碎的薄膜包衣可能因為此種來自外部(由GIT的移動性引起的)剪切應力以及它們被暴露的來自內部(由水的滲透引起的)的流體靜壓力而破裂。為了能夠估算此種偶然的裂縫形成的危險,對使得所研究的BMD∶乙基纖維素薄膜破裂所要求的能量使用質構儀以及分別暴露于0.1N?HCl以及磷酸鹽緩沖液pH?6.8之前以及之時的破裂試驗進行測量。在圖8中白色的條指示BMD∶乙基纖維素薄膜(使用25%w/w?TEC增塑,是指乙基纖維素含量)在干狀態下在室溫下隨著聚合物共混物比率的變化而變化。清楚的是,膜的破裂能隨著乙基纖維素含量的增加而顯著地增加了,從而指示了這在化合物主要影響了在這些條件下的系統的機械穩定性。重要的是,所有研究的膜示出了可能在適當的包覆水平下足以承受當它們暴露于上GIT內時的剪切應力以及流體靜壓力的一種機械穩定性。這通過實驗確定的膜的刺穿強度以及%斷裂伸長率確認(數據未示出)。然而,必須指出水滲透至聚合物系統內顯著地改變了薄膜的組成(圖6以及圖7),以及因此它們的機械特性。具體來說水用作許多聚合物的一種增塑劑并且水溶TEC以及多糖(至少部分地)浸出聚合物網絡的事實可以預期導致在膜的機械穩定性上的時間依賴的變化。此外,在圖8中示出的結果在室溫下而不是37℃的體溫下獲得。已知的是一種聚合物網絡的溫度可以非常影響其機械特性,例如由于玻璃狀至橡膠狀的相變。

由于這些原因,還測量了在37℃下暴露于0.1N?HCl持續高達2h并且暴露于磷酸鹽緩沖液pH?6.8持續8h時使得所研究的BMD∶乙基纖維素薄膜破裂所要求的能量(圖9)。如可見的,聚合物網絡的機械穩定性隨著時間降低了,不管聚合物共混物的比率以及釋放介質的類型。這可以至少部分地歸于水溶的增塑劑TEC以及多糖浸入到大量流體中。重要的是,甚至是最低的觀察值指示了由于外部的剪切應力和/或在體內遇到的內部靜液壓力的偶然的裂縫形成是不可能的(在適當的包覆水平)。此外,這與實驗確定的膜的刺穿強度以及%伸長率是一致的,不管該聚合物共混物的比率、暴露時間以及釋放介質的類型(數據未示出)。

c)增塑劑含量的作用

已知的是增塑劑含量可以顯著地影響聚合物薄膜的機械特性。為了評估對于所研究的BMD∶乙基纖維素共混物的這種現象的重要性,將摻入的TEC的百分比從25%w/w增加至30%w/w(是指乙基纖維素含量)。低于25%w/w?TEC含量使得乙基纖維素納米顆粒在膜形成過程中的熔化困難,聚合物鏈的移動性對這個步驟是決定性的。高于30%w/w的TEC含量顯著地增加了在包覆和固化過程中的粘附傾向并且因此應該被避免。如可以從圖8看到的,BMD∶乙基纖維素薄膜的機械穩定性隨著TEC含量的增加而顯著地增加了,不管該聚合物共混物的比率。這是與實驗確定的膜的刺破強度以及%伸長率一致的(數據未示出)。因此,在高度滲透活性內芯的配制品的情況下(當水滲透時產生了在劑型內增加的流體靜壓力),所要求的包覆水平(避免偶然的裂縫形成)可以通過增加TEC含量來降低。此外,重要的是監測暴露于0.1N?HCl以及磷酸鹽緩沖液pH?6.8時聚合物網絡的組合物中的時間依賴性變化的作用連同至37℃的溫度升高的作用。如圖10中可以看到的,使得薄膜破裂所要求的能量當暴露于釋放介質時由于以上討論的原因而降低了,不管該聚合物共混物的比率、初始的增塑劑含量以及釋放介質的類型。重要的是,在所有的情況下,初始的從25%w/w至30%w/w(是指乙基纖維素含量)的TEC含量的增加導致了在所有時間點處的增加的機械穩定性。

然而,當增加在聚合物薄膜中的水溶性增塑劑TEC的百分比時,還可以預期暴露于水性介質時系統吸水以及干質量損失的速率以及程度的增加。這可以潛在地導致聚合物薄膜的藥物滲透性的顯著增加,從而導致在上GIT內潛在的過早藥物釋放。為了估計這些現象的重要性,在暴露于0.1N?HCl持續2h以及暴露于磷酸鹽緩沖液pH?6.8持續8h時對所研究的膜的吸水率以及干質量損失動力學進行監測。選擇最高的TEC含量(30%)連同兩個最重要的BMD∶乙基纖維素共混物比率:1.2和1∶3(圖11)。重要的是,當將初始的TEC含量從25%增加到30%時,產生的吸水率以及干質量損失動力學的變化僅是較小的,不管聚合物共混物的比率以及釋放介質的類型。因此,BMD∶乙基纖維素薄膜的機械穩定性可以有效地通過增加增塑劑水平而改進,而不用失去系統抑制藥物在上GIT內釋放的能力。

BMD∶乙基纖維素共混物是用于先進的允許結腸靶向的藥物遞送系統的薄膜包衣材料。重要的是,適合于一種具體治療的特定需要的所希望的系統特性(例如滲透活性以及藥物的劑量)可以很容易地通過將聚合物∶聚合物共混物比率改變至1∶2(優選在1∶2和1∶8之間,進一步優選1∶3至1∶6之間,參見1∶4至1∶5)連同增塑劑的含量在25%w/w至30%w/w(是指水不溶的聚合物含量)之間而調節。

B.2.MD∶乙基纖維素共混物

我們在以上的實例中已經示出了乙基纖維素與不同類型的多糖特別是MD(無支鏈的麥芽糊精)的共混物允許至結腸的位點特定的藥物遞送以改進炎癥性腸病的局部治療。重要的是,此種薄膜用作患有克羅恩病以及潰瘍性結腸炎的患者的疾病狀態的微生物群的底物。然而,還不清楚聚合物∶聚合物共混物的比率可以影響結果的系統特性到什么程度,特別是它們的吸水率以及干質量損失動力學連同它們對在體內所呈現的內部以及外部應力的機械耐受性。

圖12示出了分別暴露于0.1M?HCl以及磷酸鹽緩沖液pH?6.8時MD∶乙基纖維素膜的組成對產生的吸水動力學以及干質量損失行為的影響。出于對比的原因還示出了使用純(增塑的)乙基纖維素膜而得到的結果。清楚的是,當MD∶乙基纖維素共混物比率從1∶5增加至1∶2時,吸水速率以及程度顯著地增加了。這可以歸于MD是一種麥芽糊精并且比乙基纖維素更加親水性的事實。在高的初始MD含量下,水含量變得明顯,例如在1∶2共混物的情況下當暴露于磷酸鹽緩沖液pH?6.8下1h之后約一半的薄膜是由水構成的這可以預期是使得有效抑制了自由的水溶低分子量藥物在上GIT中的釋放是挑戰的,因為大分子的移動性顯著地隨著水含量的增加而增加,從而產生了增加的藥物移動性。可能要求升高的包覆水平。然而,對于更大的藥物分子(例如蛋白)的滲透性可以在聚合物網絡中較多,甚至是在升高的水含量時。在這種情況下,藥物的移動性基本上取決于“藥物分子大小∶平均的大分子網絡的篩目大小”的比率。具有至結腸的位點特定遞送的先進藥物遞送系統可以例如是有吸引力的以允許在口服給藥之后的全身蛋白遞送。如果這些蛋白是有效的受保護的免于在上GIT內的低pH以及酶降解,則它們可能在釋放到達結腸時被吸收。此外,水溶性差的藥物的相對釋放速率可以非常低,即使薄膜包衣包含顯著量的水,只要劑型仍然是完整的。

有意義的是,吸水速率以及程度兩者在磷酸鹽緩沖液pH?6.8內比在0.1M?HCl內更高,不管聚合物共混物的比率(圖12,頂行)。這可以歸于在用于薄膜制品的水性乙基纖維素分散體(作為穩定劑)內十二烷基硫酸鈉(SDS)的存在。在低pH下,這種乳化劑是質子化的并且是中性的,而在pH?6.8它是去質子化的并且是帶負電荷的。因此其降低界面張力的能力增加了,從而有利于水滲透到該聚合物網絡中。

此外,干膜質量損失的速率和程度隨著MD含量的增加而顯著地增加(圖12,底行)。這可以至少部分地用水溶的麥芽糊精浸入到大量流體中解釋。然而,水溶增塑劑TEC(部分)浸入到釋放介質中也是對于這種現象的原因。TEC是對于乙基纖維素納米顆粒的增塑作用所要求的以允許從水性分散體的膜形成。甚至MD游離的膜釋放了一些干質量,特別是在pH?6.8時。含有高的初始MD含量的聚合物系統的顯著水含量可以預期是有助于浸取低分子量的水溶增塑劑TEC。此外,所觀察到的作用在暴露于磷酸鹽緩沖液pH?6.8時比暴露于0.1M?HCl(圖12)時更顯著,這是因為SDS的存在。

當關于吸水率以及干質量損失將MD∶乙基纖維素薄膜(圖12)以及BMD∶乙基纖維素薄膜(圖6和7)相比時,看上去清楚的是在給予膜耐水性上BMD比MD更有效。

除了適當的吸水率以及干質量損失動力學,旨在允許至結腸的位點特定的藥物遞送的聚合物薄膜包衣還必須提供足夠的機械穩定性以便經受在體內遇到的不同的機械應力。這具體地涉及:(i)從上GIT的移動產生的剪切力,以及(ii)來自劑型的內芯的作用在薄膜包衣上的流體靜壓力,該壓力是與水性體液接觸時由滲透驅動的水流入到系統內而引起的。為了估計所研究的MD∶乙基纖維素共混物經受此種外部以及內部應力的能力,對這些薄膜的機械特性使用一種質構儀以及刺穿試驗來測量。刺穿強度,%斷裂伸長率連同使得薄膜在干狀態下在室溫下破裂所要求的能量在表2中示出。清楚的是,系統的機械穩定性隨著乙基纖維素含量的增加而增加。因此,后者化合物是在這些聚合物網絡中的一種穩定劑。

必須指出在表2中示出的機械特性是使用干的薄膜在室溫下獲得的。已知的是水用作許多聚合物的增塑劑并且如圖12可見的,當暴露于0.1M?HCl以及磷酸鹽緩沖液pH?6.8時,顯著量的水滲透到膜內。此外,當與釋放介質接觸時,由于(部分)MD以及TEC浸取,聚合物系統的組成顯著改變了。此外,聚合物薄膜的機械耐受性可以顯著地取決于溫度。當增加到溫度37℃時,聚合物可以例如經受玻璃狀至橡膠狀的相變。由于這些原因,當暴露于0.1M?HCl中持續2h以及暴露于磷酸鹽緩沖液pH?6.8持續8h時對所研究的MD∶乙基纖維素共混物的機械特性進行了確定。如圖13可見的,由于部分的MD以及TEC的浸取,聚合物薄膜的機械穩定性隨著時間降低了,不管聚合物共混物的比率以及釋放介質的類型。重要的是,適當的機械穩定性可以通過改變聚合物∶聚合物共混物的比率(并且最后通過改變包衣的厚度)有效地調節。

重要的是,所希望的系統穩定性此外可以通過改變聚合物共混物的比例有效地調節。

由多糖∶水不溶的聚合物共混物組成的呈現出一種提供至結腸的位點特定的藥物遞送的有意義的潛在性的聚合物薄膜(并且適合于炎癥性腸病患者的病理生理學)的關鍵特性可以通過改變聚合物共混物的比率以及多糖的類型有效地調節。這包括暴露于模擬上GIT的內容物的水性介質之前以及之時膜的吸水率以及干質量損失動力學連同機械特性。所以,可以容易地提供廣泛范圍的薄膜包衣特性,以適合于對應的藥物治療的需要(例如內芯配制品滲透活性以及給藥劑量)。

A.材料和方法

A.1.材料

支鏈的麥芽糊精(NUTRIOSEFB?06;Roquette?Freres,Lestrem,France);水性乙基纖維素分散體(Aquacoat?ECD?30;FMC?Biopolymer,Philadelphia,USA);檸檬酸三乙酯(TEC;Morflex,Greensboro,USA);5-氨基水楊酸(5-ASA;Sigma-Aldrich,Isle?d’Abeau?Chesnes,France);微晶的纖維素(Avicel?PH?101;FMC?Biopolymer,Brussels,Belgium);膨潤土以及聚乙烯吡咯酮(PVP,Povidone?K?30)(Cooperation?Pharmaceutique?Francaise,Melun,France);胰酶(來自哺乳動物胰臟=含有淀粉酶、蛋白酶以及脂肪酶的混合物)以及胃蛋白酶(Fisher?Bioblock,Illkirch,France);來自牛肉以及酵母連同胰蛋白胨的提取物(=酪蛋白胨的胰酶消化物)(Becton?Dickinson,Sparks,USA);L-半胱氨酸鹽酸鹽水合物(Acros?organics,Geel,Belgium);半胱氨酸化的林格溶液(Merck,Darmstadt,Germany)。Pentasa、Asacol以及Lialda是分別通過Ferring、Meduna以及Shire生產的可商購的產品。

A.2.制備載藥球粒內芯

載藥球粒內芯(直徑:710-1000μm;60%5-ASA;32%微晶纖維素,4%膨潤土,4%PVP)通過擠出以及滾圓法制備。將這些粉末在一個高速造粒機(Gral?10;Collette,Antwerp,Belgium)內共混并且加入純化的水直至達到一個均勻的質量。將這些濕的粉末混合物通過一個圓筒擠出機(SK?M/R;Alexanderwerk,Remscheid,Germany)。將擠出物隨后以520rpm(Spheronizer?Model?15;Calveva,Dorset,UK)滾圓并且在一個流化床內(ST?15;Aeromatic,Muttenz,Switzerland)在40℃干燥30min。

A.3.制備包覆的球粒

將BMD溶解在純化的水(5%w/w)中,與增塑的水性乙基纖維素分散體(25%TEC,攪拌過夜;15%w/w聚合物含量)在1∶2,1∶3,1∶4,1∶5(w/w)的比率下共混并且在包覆之前攪拌6h。將載藥的球粒內芯在裝有一個Wurster插入件的流化床涂布器(Strea?1;Aeromatic-Fielder,Bubendorf,Switzerland)中包覆直至獲得5%、10%、15%以及20%(w/w)的重量增加。工藝參數如下:入口溫度=39±2℃,產品溫度=40±2℃,噴霧速度=1.5-3g/min,霧化壓力=1.2巴,噴嘴直徑=1.2mm。包覆之后,將這些珠粒進一步流化10min并且隨后在烘箱中于60℃固化24h。

A.4.體外藥物釋放

自包覆的球粒的藥物釋放使用3個不同實驗組,模擬以下中的條件進行測量:

(i)上GIT:將球粒置于120mL的塑料容器內,該容器在開始的2h過程中用100mL溶出介質:0.1M?HCl(任選地包含0.32%的胃蛋白酶)來填充,然后全部的介質換成磷酸鹽緩沖液pH?6.8(USP?30)(任選地包換1%的胰酶)。將燒瓶在一個水平振動器中攪拌(80rpm;GFL?3033;Gesellschaft?fuer?Labortechnik,Burgwedel,Germany)。在預定的時間點,撤出3mL的樣品并且進行UV-分光光度分析(λ=302.6nm在0.1M?HCl中;λ=330.6nm在磷酸鹽緩沖液pH?6.8中)(Shimadzu?UV-1650,Champs?sur?Marne,France)。在酶的存在下,將樣品在11,000rpm下離心15min并且隨后在UV測量之前過濾(0.2μm)。每個實驗進行三次。

(ii)整個GIT,沒有糞便:為了模擬沿著GIT的pH的逐漸增加,藥物釋放使用USP裝置3(Bio-Dis;Varian,Paris,France)測量。將球粒置于填充了200mL?0.1M?HCl的250mL的容器內。浸漬速度是10、20或30dpm(如所指出的)。2h之后,將這些球粒轉移到磷酸鹽緩沖液pH?5.5(Eur.Pharm)中。表3指明了隨后的變化以及對于不同的釋放介質的暴露時間。在預定的時間點,撤出3mL的樣品并且進行UV-分光光度分析(λ=306.8/328.2/330.6/330.2/330.2在pH=5.5/6.0/6.8/7.0/7.4下),如以上所說明的。

(iii)整個GIT,有糞便:為了模擬通過上GIT的運送,將球粒暴露于在一個USP裝置3(Bio-Dis)中的0.1M?HCl持續2h并且隨后暴露于磷酸鹽緩沖液pH?6.8或7.4(USP?30)持續9h。然后,將球粒轉移到填充有100mL的以下物質的120mL的燒瓶中:用來自炎癥性腸病患者的糞便培育的培養基,用特定類型的雙岐桿菌培育的培養基,用雙岐桿菌、擬桿菌屬、以及大腸桿菌培育的培養基、或出于對比的原因不含糞便以及細菌的培養基。將這些樣品在37℃在缺氧條件(5%CO2,10%H2,85%N2)下并且在溫和的攪拌下進行培育。培養基通過將1.5g牛肉提取物,3g酵母提取物,5g胰蛋白胨,2.5g?NaCl以及0.3g?L-半胱氨酸鹽酸鹽水合物溶解在1L的蒸餾水(pH?7.0±0.2)中并且隨后在一個高壓釜中滅菌來制備。將患有克羅恩病以及潰瘍性結腸炎的患者連同健康受試者的糞便用半胱氨酸化的林格溶液以1∶200稀釋;將2.5mL的這種懸浮液用培養液稀釋到100mL。在預定的時間點,撤出2mL的樣品,在13,000rpm下離心5min,過濾(0.22μm)并且使用高效液相色譜法(HPLC;ProStar?230;Varian,Paris,France)對藥物含量進行分析。流動相由10%的甲醇以及90%的一種水性乙酸溶液(1%w/v)[i]構成。將樣品注入到Pursuit?C18柱(150×4.6mm;5μm)中,流動速度是1.5mL/min。對藥物在λ=300nm.3下進行UV-分光光度檢測。

B結果與討論

B.1.在上GIT內的藥物釋放

允許至結腸的位點特定的藥物遞送的理想薄膜包衣應該完全抑制在上GIT內的藥物釋放。然而,一旦到達結腸,藥物釋放應該是時間控制的(這可以包括迅速以及完全的釋放)。多糖BMD以及乙基纖維素的共混物在以上的實例中已經顯示出作為有希望的新穎的聚合物薄膜,當暴露于模擬通過胃以及小腸運送的釋放介質時它表現出低的吸水率以及干質量損失速率以及程度。然而,一旦到達結腸,它們用作炎癥性腸病患者的底物并且失去了顯著的干質量并且吸收了顯著量的水。然而,這些新穎的聚合物薄膜是否能夠適當地控制從包覆的固體劑型的藥物釋放是未知的。

圖14示出了在攪拌的燒瓶內在37℃暴露于0.1M?HCl持續2h并且隨后全部介質換成磷酸鹽緩沖液pH?6.8(USP)時,從不同包覆水平的BMD∶乙基纖維素1∶2共混物包覆的球粒的5-ASA體外藥物釋放速率(實線)。清楚的是,由于擴散路徑的長度的增加,相對的藥物釋放速率隨著包覆水平的增加而降低了。然而,甚至在20%w/w的包覆水平,藥物釋放在這些條件下仍然是顯著的,其中約20%的5-ASA在11h之后釋放。必須指出這些結果是在不含酶的釋放介質中獲得的。這不會適當地反映體內的條件:消化酶的存在潛在地改變了薄膜包衣的特性并且可以導致更快的藥物釋放。為了估算這種現象的重要性,將0.32%的胃蛋白酶加入到0.1M?HCl并且1%胰酶加入到磷酸鹽緩沖液pH?6.8中。圖14中的虛線示出了在對應的這些條件下實驗測量的藥物釋放動力學。重要的是,在所有情況下存在僅輕微的增加/沒有作用,指示了酶不能在這些條件下(例如在乙基纖維素的存在下)將這種聚合物薄膜包衣消化到很大的程度。盡管如此,所觀察的藥物釋放速率甚至是在更高的包覆水平下也太高。

為了降低自所觀察的球粒的5-ASA釋放速率,將薄膜包衣內的最初乙基纖維素含量增加。如以上示出的,吸水速率和程度連同干質量損失速率以及程度隨著初始BMD含量的降低而降低,如果將游離的薄膜分別暴露于0.1N?HCl以及磷酸鹽緩沖液pH?6.8的情況下。圖15示出了BMD∶乙基纖維素共混物比率對自所研究的球粒產生的5-ASA釋放動力學的影響。清楚的是,當將聚合物∶聚合物共混物比率從1∶2降低到1∶5時相對藥物釋放速率顯著地降低了。此外,在所有的情況下釋放速率隨著包覆水平的增加降低了。如從圖15可見的,以1∶4或1∶5的BMD∶乙基纖維素共混物比率的15%-20%的包覆水平足夠幾乎完全抑制這些條件(模擬通過上GIT的運送)下的藥物釋放。請注意,所有的運送時間選擇為他們可以被預期是非常高于在體內的真實運送時間(最壞情況的條件下)[ii,iii]。因此,球粒的這種體內性能可以預期是甚至更好的。重要的是,當將0.32%的胃蛋白酶以及1%的胰酶加入到該釋放介質時,觀察到了極小至沒有作用,不管包覆水平以及聚合物共混物的比率(圖15中的虛線)。然而,在這些實驗中通過上GIT的釋放介質的pH的逐漸增加是非常簡單的。此外,這些顆粒被暴露于的機械應力不是非常重要的(在燒瓶中以80rpm水平攪拌)。在體內,顯著的機械剪切力(由上GIT的移動引起的)可以導致在聚合物薄膜包衣內裂縫的形成,從而導致尤其更高的藥物釋放率。為了更好模擬這兩個重要方面,將以1∶4和1∶5的共混物比率的20%的BMD∶乙基纖維素包覆的球粒也在USP裝置3內使用表3中列出的釋放介質以及運送時間進行釋放。使用以下三種不同的浸漬速度進行研究:(i)高30dpm持續11.5h,然后20dpm,(ii)中:20dpm持續11.5h,然后10dpm,并且(iii)低:10dpm持續11.5h,并且然后5dpm。清楚的是,5-ASA釋放在這些更嚴格的條件下(特別是以BMD∶乙基纖維素共混物比率1∶5)也被有效地抑制了(圖16)。此外,請注意所選擇的釋放時期是非-生理學的并且代表極端(最壞情況)的條件。這些聚合物共混物的體內性能可以預期是更好的。因此,這些薄膜包衣的機械穩定性甚至在暴露于顯著量的剪切應力下持續延長的時間期間時也是足夠的。

B.2.在結腸內的藥物釋放

一旦到達結腸,聚合物薄膜包衣(它在上GIT內有效地抑制了藥物釋放)應該變得對于藥物是可滲透的。圖17示出了自所研究的使用15%w/w和20%w/w的BMD∶乙基纖維素(以下三種共混物比率:1∶3、1∶4、或1∶5)包覆的球粒的5-ASA釋放。釋放介質在開始的2h過程中是0.1M?HCl,它隨后用磷酸鹽緩沖液pH?6.8完全代替持續9h。在最后的10h,將球粒暴露于來自炎癥性腸病患者的糞便中并且在缺氧條件下培育(實曲線)。清楚的是,在模擬通過上GIT運送的介質中的5-ASA釋放被有效地抑制了,而當將這些球粒暴露于患者糞便時,觀察到了釋放速率的顯著增加。這種藥物滲透性的突然增加可以歸于以下事實:BMD∶乙基纖維素用作在患有克羅恩病以及潰瘍性結腸炎的患者內的微生物群分泌的酶的底物(圖17中的圖畫)。請注意,這種微生物群的生存力在體外是受限制的。因此,酶活性可能是在給定的實驗條件下低估了。在體內,細菌連續地產生對應的酶,這些酶能夠降解薄膜包衣中的多糖。因此,在這個研究中觀察到的低于100%的藥物釋放的拉平作用不可能在體內發生。

出于對比的原因,當暴露于模擬在上GIT內的條件的釋放介質,接著暴露于在缺氧條件下沒有患者的糞便的培養基時,還測量了5-ASA釋放(圖17中的虛曲線)。重要的是,12h之后沒有觀察到藥物釋放的速率的突然增加。這證實了以下假設,在薄膜包衣上的滲透性顯著增加是由這種類型的聚合物系統在炎癥性腸病患者的糞便內存在的酶的(部分)酶降解引起的。

必須指出僅新鮮的糞便樣品可以用于體外藥物釋放測量(由于復雜的微生物群的有限生存力)。因為此種樣品的生存力在實際中可能是受限制的,特別是對于常規使用的應用,將對在糞便樣品中最重要的細菌進行鑒定并且發展了模擬在受試者的結腸內條件的兩種替代釋放介質。圖18示出了試驗確定的從分別使用1∶3、1∶4或1∶5的共混物比率用15%或20%BMD∶乙基纖維素包覆的球粒的5-ASA釋放速率。將球粒暴露于0.1M?HCl持續2h,隨后暴露于磷酸鹽緩沖液pH?6.8持續9h,并且最后暴露于包含雙岐桿菌、擬桿菌屬以及大腸桿菌(圖18a)的培養基中或暴露于含有雙岐桿菌屬的培養基中(圖18b)。清楚的是,當暴露于這些“替代的”的模擬結腸條件的藥物釋放介質時的相對釋放速率的突然增加與在炎癥性腸病患者的糞便中所觀察的是類似的(圖18對圖17)。因此,這些介質可以是對于實際的糞便樣品的非常好的替代物。

圖19展示了來自三種可商購的產品:Pentasa球粒、填充了包覆的粒料的Asacol膠囊以及Lialda片劑的實驗確定的5-ASA釋放動力學。Pentasa球粒由使用乙基纖維素包覆的載有5-ASA的起始物內芯組成。如可見到的,藥物釋放在上GIT內已經開始,這與在文獻[iv]中的報告一致。Asacol膠囊填充有載有5-ASA的料粒,它們用Eudragit?S:一種聚(丙烯酰基甲基丙烯酸)包覆,它在低pH下是不可溶的,但是在pH>7變得可溶。為了能夠提供使用Bio-Dis釋放裝置的漏槽狀態(sink?condition)以及所選擇的對于介質變化的時間方案,將硬的膠囊殼打開并且將0.05g的料粒置于每個容器中。如在圖19內可以看到的,5-ASA釋放在所研究的條件下在上GIT內已經是顯著的了。請注意這種類型的藥物遞送系統的性能實質上取決于球粒所暴露的環境的pH。Lialda片劑是由親水性的以及親脂性的化合物[羧甲醚纖維素鈉、羧甲基淀粉鈉(類型A)、滑石、硬脂酸以及巴西棕櫚蠟]構成的基質,其中摻入了這種藥物。這些控釋介質片劑用一種Eudragit?L以及Eudragit?S:兩種聚(丙烯酰基甲基丙烯酸酯)的共混物包覆。如在圖19中可以看到的,5-ASA釋放在所研究的條件下在模擬GIT上內容物的釋放介質中被有效地抑制了。一旦這種系統被暴露于結腸介質中,藥物釋放開始。有意義的是,在任何所研究的配制品中,在這些條件下,糞便樣品的存在/不存在沒有示出一種非常重要的作用。

這種新穎的發展的BMD∶乙基纖維素包覆的球粒提供了以下主要優點:(i)是一種多單元劑型,從而允許在胃運送時間內更小的變化性,通過該GIT的內容物的一種更均勻的分布并且避免單個單元劑型的“全或無”的作用,(ii)有效地抑制在上GIT內的藥物釋放,(iii)提供在結腸內的受時間控制的藥物釋放,其開始由在炎癥性腸病的結腸內存在的酶引發,(iv)包含多糖BMD,當與乙基纖維素混合時,其促益生活性是出人意料的沒有被抑制,從而使患者結腸內的生物群正常化。

根據本發明,這種新穎的聚合物薄膜包衣BMD∶乙基纖維素共混物允許至結腸的位點特定的藥物(例如5-ASA)遞送。重要的是,這些新穎的聚合物阻擋物適合于在靶向位點的條件,尤其是相對于在疾病狀態以及環境pH下的微生物群。此外,這種新穎的聚合物薄膜的第二作用是對于BMD的重要的促益生作用,從而使得在結腸內的微生物群正常化,它對于患有炎癥性腸病患者是特別有益的。

使用與實例2和3相同的方案用25%的癸二酸二丁酯作為增塑劑獲得了BMD∶乙基纖維素包覆的球粒。研究了吸水動力學(圖20)以及干質量損失動力學(圖21),示出了與使用TEC作為增塑劑BMD∶乙基纖維素包覆的球粒相同的結果。的確,這種包覆的球粒特征不是增塑劑依賴性的。5-ASA釋放使用BMD∶乙基纖維素1∶4(乙基纖維素用25%的癸二酸二丁酯增塑)包覆的球粒在模擬通過整個GIT運送的條件,在存在以及不存在與實例3相同的炎癥性腸病患者糞便時進行研究。包覆水平是15%(圖22)。與以上的實例3類似的是,5-ASA的釋放不在模擬上GIT的內容物的釋放介質中在所研究的條件下觀察。一旦這種系統被暴露于結腸介質中,藥物釋放開始。

A.材料和方法

A.1.材料

支鏈的麥芽糊精(BMD)(一種具有自小麥淀粉獲得的高纖維含量的水溶的、支鏈的麥芽糊精;NUTRIOSEFB?06,Roquette?Freres,Lestrem,France);菊糖、FOS;水性乙基纖維素分散體(Aquacoat?ECD?30;FMC?Biopolymer,Philadelphia,USA);檸檬酸三乙酯(TEC;Morflex,Greensboro,USA)。

A.2.制備聚合物薄膜

聚合物薄膜如在實例2中所見的制備。

A.3.薄膜特征

對于薄膜的厚度、吸水率以及干質量損失動力學如在實例2內的所見地進行測量

B結果與討論

薄膜的吸水率以及干質量損失

當在37℃暴露于0.1M?HCl和磷酸鹽緩沖液pH?6.8時將菊糖以及FOS吸水率以及干質量損失動力學與BMD的相比。清楚的是,這種聚合物共混物比率顯著地影響了作為結果的對于FOS以及菊糖的水滲透速率以及程度,如對于BMD所觀察到的。如以上所見的,這種現象可以歸于與水溶的難消化的多糖菊糖、FOS和BMD相比乙基纖維素的更疏水的性質。有意義的是,所研究的薄膜的吸水速率以及程度在磷酸鹽緩沖液pH?6.8中比0.1N?HCl(圖23b對圖23a以及圖24b對圖24a)更高,這在先前歸于在水性乙基纖維素分散體Aquacoat?ECD內存在的乳化劑十二烷基硫酸鈉(SDS)。

將暴露于0.1M?HCl以及磷酸鹽緩沖液pH?6.8時薄膜的吸水速率以及程度進行比較,可以看到第二類型的多糖具有顯著的影響。例如,BMD∶乙基纖維素共混物(實線)示出了最低的吸水速率以及干質量損失,無論釋放介質的類型。盡管菊糖以及FOS在給予薄膜的耐水性行為上不如BMD有效,在上GIT內的過早藥物釋放可以預期在使用含有菊糖以及FOS的聚合物薄膜時是受限制的,不論在所研究的范圍內的聚合物∶聚合物共混物的比率。

A.材料和方法

A.1材料

2,4,6-三硝基苯磺酸(TNBS)(Sigma-Aldrich,Isle?d’Abeau?Chesnes,France);半胱氨酸的林格溶液(Merck,Darmstadt,Germany);BMD(NUTRIOSEFB?06;Roquette?Freres,Lestrem,France);豌豆淀粉N-735(豌豆淀粉;Roquette?Freres,Lestrem,France);水性乙基纖維素分散體(Aquacoat?ECD?30;FMC?Biopolymer,Philadelphia,USA);檸檬酸三乙酯(TEC;Morflex,Greensboro,USA);5-氨基水楊酸(5-ASA;Sigma-Aldrich,Isle?d’Abeau?Chesnes,France);微晶纖維素(Avicel?PH?101;FMC?Biopolymer,Brussels,Belgium);聚乙烯吡咯酮(PVP,Povidone?K?30)(Cooperation?Pharmaceutique?Francaise,Melun,France);Pentasa(包覆的球粒,Ferring,批號:JX?155),Asacol(包覆的料粒,Meduna,批號:TX?143)。

A.2制備BMD∶乙基纖維素以及豌豆淀粉∶乙基纖維素包覆的球粒

載有5-氨基水楊酸(5-ASA)球粒的起始物內芯(直徑:0.7-1.0mm;60%5-ASA,32%微晶纖維素,4%膨潤土,4%PVP)通過如下的擠出以及隨后的滾圓法制備:將對應的粉末在一個高速造粒機(Gral?10;Collette,Antwerp,Belgium)中共混并且加入純化的水直至獲得一個均勻質量(41g的水對于100g的粉末共混物)。將這些濕的混合物通過一個圓筒擠出機(SKM/R,孔:1mm直徑,3mm的厚度,旋轉速度:96rpm;Alexanderwerk,Remscheid,Germany)。將擠出物隨后在520rpm(Spheronizer?Model?15;Calveva,Dorset,UK)滾圓2分鐘并且在一個流化床內(ST?15;Aeromatic,Muttenz,Switzerland)在40℃干燥30min。通過篩分獲得了粒級0.7-1.0mm。

將所獲得的載藥起始內芯隨后在裝有Wurster插入件的一個流化床涂布機(Strea?1;Aeromatic-Fielder,Bubendorf,Switzerland)中使用BMD∶乙基纖維素1∶4共混物(BMD∶EC包覆的球粒)或使用豌豆淀粉∶以及纖維素1∶2共混物(豌豆淀粉∶EC包覆的球粒)包覆直至獲得15%(w/w)(BMD∶EC包覆的球粒)或20%(w/w)(豌豆淀粉∶EC包覆的球粒)的重量增加。

將BMD溶解在純化的水(5%w/w)中,與增塑的水性乙基纖維素分散體(25%TEC,攪拌過夜;15%w/w聚合物含量)以1∶4的比例(w/w,基于非增塑的聚合物干質量)共混并且在包覆之前攪拌6h。將載藥的球粒內芯在裝有一個Wurster插入件的流化床涂布器(Strea?1;Aeromatic-Fielder,Bubendorf,Switzerland)中包覆直至獲得15%(w/w)的重量增加。工藝參數如下:入口溫度=39±2℃,產品溫度=40±2℃,噴霧速度=1.5-3g/min,霧化壓力=1.2巴,噴嘴直徑=1.2mm。包覆之后,將這些珠粒進一步流化10min并且隨后在一個烘箱中在60℃固化24h。

將豌豆淀粉分散在65-75℃的純化的水中(5%w/w)。將水性乙基纖維素分散體(15%w/w固體含量)使用25%TEC(w/w,是指該分散體的固體含量)增塑24h。將這種豌豆淀粉以及乙基纖維素分散體在室溫下按以下的比率共混:1∶2(聚合物∶聚合物,w∶w)。將該混合物在包覆之前攪拌6h。將載藥的球粒內芯在裝有一個Wurster插入件的流化床涂布器(Strea?1;Aeromatic-Fielder,Bubendorf,Switzerland)中包覆直至獲得20%(w/w)的重量增加。工藝參數如下:入口溫度=39±2℃,產品溫度=40±2℃,噴霧速度=1.5-3g/min,霧化壓力=1.2巴,噴嘴直徑=1.2mm。然后,將這些球粒進一步流化10min并且隨后在一個烘箱中在60℃固化24h。

A.3結腸炎的誘導以及研究設計

使用雄性Wistar大鼠(250g)用于體內研究,這在根據政府準則(86/609/CEE)在Institut?Pasteur?de?Lille(A?35009)的可信的機構中進行。在每個籠子中裝入四只動物,所有的大鼠具有自由可得的自來水。

在實驗開始時(第0天),將這些大鼠分成六個組(5-8動物/組)。兩個組接受標準的食物(陰性以及陽性對照組)。其他組接受具有Pentasa球粒(n=8),Asacol球粒(n=8)、BMD∶乙基纖維素包覆的球粒(n=8)或豌豆淀粉∶乙基纖維素包覆的球粒(n=8)的食物。這四種不同的食物使用“食物混合”技術制備。所有的系統中均被加入以獲得150mg/kg/天的5-ASA的劑量。

在第3天,結腸炎如下誘導:將這些大鼠使用戊巴比妥(40mg/kg)麻醉90-120min并且接受溶解在1∶1的水性0.9%NaCl溶液與100%的乙醇的混合物中的TNBS(250μl,20mg/大鼠)的直腸內給藥。對照大鼠(陰性對照)接受僅載體(1∶1的水性0.9%NaCl溶液與100%的乙醇的混合物)的直腸內給藥。直腸內TNBS或載體給藥后3天將這些動物殺死(第6天)。

A.4結腸炎的宏觀以及組織學評估

結腸炎的宏觀以及組織學指示由兩個研究者盲評。將位于肛門之上精確地4cm的結腸樣品用于根據Ameho指標的組織學評估。這種從0至6范圍的等級考慮了炎癥侵入的程度、侵蝕、潰瘍或壞死的存在以及損害的表面延伸部分的深度。

A.5統計學

所有的對比物使用非參數試驗(曼-惠特尼)檢驗進行分析。如果P值<0.05,則統計地判斷差異是顯著的。

B結果與討論

TNBS-誘導的結腸炎通過使用BMD∶乙基纖維素包覆的球粒以及豌豆淀粉∶乙基纖維素包覆的球粒的治療顯著地提高了。

對經受了直腸內TNBS給藥的在動物內的結腸炎的發展進行表征。僅直腸內給予載體(1∶1的水性0.9%NaCl溶液與100%的乙醇的混合物)3天后殺死的對照大鼠(陰性對照組)在結腸內沒有損害(圖27A)。相比之下,早在給予TNBS?3天之后就誘導了嚴重的結腸炎(圖27B)。在組織學的水平上,在對照大鼠中沒有檢測到異常情況(圖29:對照=陰性對照組)。相比之下,給予TNBS?3天之后,結腸組織學通過深度延伸到肌肉層內的中性粒細胞浸潤(neutrophilic?infiltrate)的壞死潰瘍的大面積來表征(圖29:TNBS)。使用BMD∶乙基纖維素包覆的球粒治療的動物的結腸示出了顯著減小的損傷(圖27)。這些結果對于使用豌豆淀粉∶乙基纖維素包覆的球粒治療的大鼠是類似的(數據未示出)。此外,使用Pentasa球粒、Asacol球粒、BMD∶乙基纖維素包覆的球粒以及豌豆淀粉∶乙基纖維素包覆的球粒的治療對于TNBS-誘導的結腸損傷的影響使用Ameho分數進行研究(圖28)。出于對比的原因,對具有結腸炎的未治療的大鼠進行研究。使用BMD∶乙基纖維素包覆的球粒以及豌豆淀粉∶乙基纖維素包覆的球粒獲得了最佳的效果。誘導結腸炎之后三天,與患有結腸炎的未給予治療的大鼠相比,在預防地接受了BMD∶乙基纖維素包覆的球粒以及豌豆淀粉∶乙基纖維素包覆的球粒的大鼠中觀察到了宏觀損害分數的顯著減小。平行于宏觀的炎癥,組織分析還確認了在使用以下治療之間的大的差異:(i)TNBS直腸內地,(ii)TNBS直腸內地以及Pentasa球粒經口服地,(iii)TNBS直腸內地以及Asacol球粒經口服地,(v)TNBS直腸內地以及BMD∶乙基纖維素包覆的球粒經口服地,以及(v)TNBS直腸內地以及豌豆淀粉∶乙基纖維素包覆的球粒經口服地(圖30)。這通過給予TNBS?3天后Ameho炎癥分數的顯著降低反映(圖28)。清楚的是,給予BMD∶乙基纖維素包覆的球粒以及豌豆淀粉∶乙基纖維素包覆的球粒降低了炎癥的損害,這由更小的多型的炎性滲入、有限的浮腫以及小的局灶性壞死損害(圖29)組成。使用一種主要是炎性浸入固有層的結腸壁的增厚以及深度延伸到肌肉以及漿膜層的壞死在使用TNBS、TNBS以及Pentasa求粒以及TNBS和Asacol球粒治療的情況下是明顯的。

這些結果清楚地證明了所提出的新穎的薄膜包衣對于體內結腸靶向的的療效。

表1:

表2:

表3:

??模擬的GI段
??暴露時間
??釋放介質
??pH
??胃
??2h
??0.1M?HCl
??1.2
??十二指腸
??0.5h
??磷酸鹽緩沖液(Eur.Pharm.5)
??5.5
??空腸-回腸
??9h
??磷酸鹽緩沖液(USP?30)
??6.8
??盲腸
??0.5h
??磷酸鹽緩沖液(USP?30)
??6.0
??近端結腸
??6h
??磷酸鹽緩沖液(USP?30)
??7.0
??遠端結腸
??18h
??磷酸鹽緩沖液(USP?30)
??7.4

關 鍵 詞:
用于 結腸 靶向 聚合物 消化 水溶性 多糖 薄膜 包衣
  專利查詢網所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
關于本文
本文標題:用于結腸靶向的不溶于水的聚合物難消化的水溶性多糖的薄膜包衣.pdf
鏈接地址:http://www.wwszu.club/p-6418041.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服客服 - 聯系我們

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net網站版權所有
經營許可證編號:粵ICP備17046363號-1 
 


收起
展開
鬼佬大哥大