使用控制沉淀(重结晶)法制备的结晶药物微粒

本发明涉及结晶药物微粒，特别涉及通过控制沉淀法制备的结晶药物微粒。

药学最终产物的属性需要具备高的生物利用度和溶解速率。术语“生物利用度”指的是药学产物或药物在给药至机体后转变为对靶组织有效形式的程度。生物利用度低是药物组合物发展中遇到的重要问题，特别是那些含有在水中溶解度低的活性成分的。在水中溶解度低的药物在被循环吸收之前倾向于从胃肠道中消除。

众所周知，可以通过增加表面积来提高微粒药物的溶解速率，例如减小微粒的尺寸。此外，结晶药物微粒相对于无定形微粒具有更高的稳定性。人们已经致力于控制药物组合物中药物微粒的大小和形态。最常应用的技术是沉淀和研磨技术。

美国专利US5,716,642教导了酸-碱沉淀法的应用。但是，在‘642专利中描述的方法中产生了大量的盐浓缩物，为了得到相对纯的药物微粒，必须通过渗析将其除去。

溶剂沉淀法的实例可见于美国专利US4,826,689和6,221,398B1，Hasegawa等，”Supersaturation Mechanism of Drugs from SolidDispersions with Enteric Coating Agents”，Chem.Pharm.Bull.Vol.36，No.12，p.4941(1988)，及Frederic Ruch和Egon Matijevic，Preparation ofMicrometer Size Budesonide Particles by Precipitation，Journal of Colloidand Interface Science，229，207-211(2000)。在这些文献所描述的标准方法中，将要结晶的化合物的溶液与适宜的“抗溶剂”在搅拌容器中混合。在搅拌容器中，抗溶剂发生初级成核作用从而形成晶体。但是，形成的晶体相对较大，而这些文献中所描述的小微粒则是无定形的。对于对较大的结晶的微粒，这些方法通常总是需要进行后结晶研磨过程以增加微粒的表面积并因此而提高它们的生物利用度。但是，研磨具有缺陷，包括产率损失、噪音和粉尘。即使如美国专利US5,145,684中所描述的湿磨技术也显示出与研磨介质的污染相关的问题。此外，把药物置于过度的机械剪切力或非常高的温度下会使药物失去活性，至少部分地，从晶体变为无定形状态，如Florence等，Effect of ParticleSize Reduction on Digoxin Crystal Properties，Journal of Pharmaceuticsand Pharmacology，Vol.26，No.6，479-480(1974)，及R.Suryanarayanan和A.G Mitchell，Evaluation of Two Concepts of Crystallinity UsingCalcium Gluceptate as a Model Compound，International Journal ofPharmaceutics，Vol.24，1-17(1985)所述。此外，湿磨技术总是产生部分较大的微粒，其影响微粒完全溶解的时间。

晶格通常识别为可以在三维空间重现的高度有序的结构。然而，正如H.M.Burt和A.G在Mitchell，Crystal Defects and Dissolution，International Journal of Pharmaceutics，Vol.9，137-152(1981)中探讨的那样，在晶体成长过程中发生的晶格缺陷可能在晶体内产生错位，这样是热力学不稳定的，将导致自由能的增加和晶体表面错位出现的部位的溶解活化能的降低。

众所周知，溶液中添加剂和不纯物的存在可能改变在此溶液中形成的晶体的形态，如Davey等，Structural and Kinetic Features of CrystalGrowth Inhibition：Adipic Acid Growing in the Presence of n-AlkanoicAcids，Journal of the Chemical Society，Faraday Transactions，Vol.88(23)，3461-3466(1992)中所述，而且可能影响结晶作用和药物混悬剂中晶体溶解度之间的平衡，如K.H.Ziller和H.Rupprecht，Control of CrystalGrowth in Drug Suspensions，Drug Development and Industrial Pharmacy，Vol.14(15-17)，2341-2370(1988)中所述，然而，Davey和Zille的文献中焦点集中在减少晶格中的错位以解决由这些错位产生的能够意识到的问题。Davey和Zille的文献中并没有致力于介绍通过该错位来控制溶解速率。

采用该制备药物微粒的技术的一个优点在于所提供的微粒与上述技术中所描述的方法所制备的微粒相比显示出更高的溶解速率。其另一个优点在于如果该微粒本身实质上是结晶的，将会减少由于无定形微粒的稳定性降低所带来的问题。

一方面，本发明涉及微粒，其包括许多结晶区域，其中每个结晶区域与其任意相邻的区域相比是方向不同的；以及许多结晶区域周围的界面区域；其中的结晶区域包含药物，其中的界面区域包含至少一种稳定剂。

另一方面，本发明涉及按照包括如下步骤的方法制备的药物微粒：(a)将药物溶解于溶剂中；以及(b)把(a)步骤得到的产品加入水中以形成沉淀的药物微粒；其中药物微粒包括：许多结晶区域，每个区域与任意相邻的区域相比是方向不同的，其中该区域中包含药物；以及许多结晶区域周围的界面区域，该界面区域包含至少一种稳定剂。

本发明的微粒与现有技术描述的方法制备的微粒相比显示出相对短的溶解时间。

图1是本发明的微粒放大的横断层面的视图。

图1举例说明本发明微粒10的一个具体实例。微粒10含有许多结晶区域11、12和13。在图1中，在结晶区域11，12和13上每条线描述了每个区域内晶格的方向。如图所示，结晶区域11的晶格方向与结晶区域12的晶格方向不同，而且结晶区域11的晶格方向也与结晶区域13的晶格方向不同。每一个结晶区域的方向都不同于其任意相邻区域。

结晶区域包含药物。在一个具体实例中，药物是难溶于水的。适宜的药物可选自本领域已知的药物，包括例如，镇痛药、抗炎药、驱虫剂、抗心律不齐药、抗生素(包括青霉素类)、抗凝血剂、抗抑郁药、抗糖尿病药、抗癫痫药、抗组胺剂、降血压药、抗毒蕈碱药、抗分支杆菌剂、抗肿瘤剂、免疫抑制剂、甲状腺拮抗剂、抗病毒药、抗焦虑镇静药(安眠药和神经弛缓药)、收敛剂、β-肾上腺素受体阻断剂、血液制品和替代品、心肌收缩药、造影剂、皮质类固醇、镇咳药(祛痰药和粘液溶解药)、诊断用药、诊断性影像剂、利尿剂、多巴胺能药(抗震颤麻痹药)、止血剂、免疫抑制(immuriological)、油脂调节剂、肌肉松弛药、胆碱酯酶抑制剂、甲状旁腺降钙素和双膦酸盐、前列腺素、放射性药物、性激素药(包括甾类化合物)、抗过敏药、中枢神经兴奋药和减食欲剂、强心剂、甲状腺剂、vasidilators和黄嘌呤。优选的药物包括用于口服的。这些药物类别和每类所包括的药物可参见Martindale，The Extra Pharmacopoeia，Twenty-ninth Edition.The PharmaceuticalPress，London，1989。

结晶区域优选小于500埃。更优选结晶区域小于450埃，最优选小于400埃。

许多的界面区域14环绕在结晶区域11，12和13周围。如图1所示，界面区域14处在结晶区域11，12和13相互之间，而且界面区域14也在微粒10的外表面。

接触面区域14包含至少一种稳定剂。选择稳定剂以减少晶体的生长从而使得结晶区域尺寸保持相对较小，不会产生大的晶体。然而，选择稳定剂还使晶体的生长不被完全阻止，以确保一些稳定剂能够并入界面区域14。而且，选择稳定剂以便不完全阻止结晶化，导致药物分子的超饱和溶液。尽管不希望被任何理论控制，但是稳定剂并入界面区域是导致本发明微粒显示相对较快溶解速度的原因。

稳定剂的选择将取决于药物分子。一般地，优选聚合稳定剂。微粒稳定剂的例子包括磷脂类、表面活性剂、聚合物表面活性剂、泡囊、聚合物，包括共聚物、均聚物和生物聚合体，和/或分散助剂。适宜的表面活性剂包括明胶、酪蛋白、卵磷脂、磷脂、阿拉伯胶、胆固醇、西黄蓍胶、脂肪酸和脂肪酸盐、氯苯甲烃胺、单甘油和二脂肪酯和醚、十八醇十六醇混合物、西土马哥1000、聚氧乙烯蓖麻油衍生物、聚氧乙烯山梨聚糖脂肪酸酯，例如可商购的吐温类、聚乙二醇、聚(氧乙烯/氧丙烯)共聚物，例如可商购的Ploxomers或普朗尼克类、聚氧乙烯脂肪酸醚，例如可商购的卞泽类，聚氧乙烯脂肪酸酯、山梨聚糖脂肪酸酯，例如商业上通用的司盘类，二氧化硅、磷酸、十二烷基硫酸钠、羧甲基纤维素钙、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、非微晶纤维素、硅酸镁铝、三乙醇胺、聚乙烯醇(PVA)、硫酸月桂酸钠、聚乙烯吡咯酮(PVP)，聚(丙烯酸)以及其他的阴离子、阳离子、两性离子和非离子表面活性剂。其他适宜的稳定剂在《药物辅料手册》中有详细描述，由美国药学协会出版和The Pharmaceutical Society of Great Britain，the PharmaceuticalPress，1986。这些稳定剂都是可商购的，和/或可以通过本领域常规的技术制备。

本发明的药物微粒基本上是结晶的。这里所说的“基本上是结晶的”是指微粒通过X-射线衍射技术检测至少90％是结晶的。

由光散射技术确定的微粒10的尺寸并不是决定性的。但是在一个优选的实例中，本发明的微粒相对较小。更优选地，本发明的微粒平均小于20微米，甚至更优选小于10微米，还更加优选小于5微米。

本发明的微粒显示出比较快的溶解速率。测定本发明溶解速率的优选方法是比浊法。浊度定量表示透过药物微粒混悬液的光线强度变化，该变化归因于吸收交互作用所导致的药物微粒的能量转移以及药物微粒中光学不均一性所导致的散射。“吸光率”也是一个可与浊度互换使用的术语。

有效用于确定本发明微粒的溶解物百分比的比浊法包含如下步骤：测定混悬在液体介质中的药物微粒的最初浓度(i)；测定药物微粒在液体介质中的动态固体浓度(d)；以及根据公式[(i-d)/i]×100计算溶解物的百分比。浊度测量法可用于测定(i)和(d)。

任何液体介质都可以用于测量浊度，只要液体介质在可见光中是透明的并具有与固体物质充分不同的折光率以使其可以散射光。选择液体介质需要使药物微粒在该液体介质中的饱和溶解度为5-500mg/L。术语“饱和溶解度”是指使用该技术药物微粒可以在120分钟内在液体介质中完全溶解的最大量。使用浊度测量法测定溶解速率时，应当建立校准曲线显示与已知特定药物微粒浓度相对应的浊度。然后使用商业上通用的光散射仪器，如比色仪测定待测药物微粒在其溶解于液体介质的过程中的浊度。然后通过校准曲线根据浊度的测量值计算i和d。该使用浊度测定溶解速率的方法更详细地记载于我们同时提交的美国申请中。

当加入到浓度为饱和溶解度为25-95％的液体介质中时，通过上述的比浊法测定，本发明的微粒在少于5分钟内完全溶解。术语饱和溶解度如上所述。更优选地，药物微粒可以加入浓度为饱和溶解度40-80％的液体介质中，仍然保持在少于5分钟内完全溶解。在此处，术语“完全溶解”是指95％的微粒被溶解，显示为浊度减少了95％。

本发明的微粒可以采用任何适于制备难溶于水的药物的小微粒的方法制备。一方面，微粒通过控制沉淀法制备。这里的“控制沉淀法”是指包括如下步骤的方法：(a)将药物溶解于溶剂中；并且(b)把步骤(a)中得到的产物加入水中以形成沉淀的药物微粒。在一个优选的实施例中，如上所述的稳定剂存在于溶剂中，水中或同时存在于溶剂和水中。

在步骤(a)中溶解药物的溶剂可以是任何足以溶解该药物的有机溶剂或水/有机溶剂混合物。一般地，药物在溶剂中溶解度越高，该方法就越有效。溶剂应当和水是易混合的。优选地，所选的溶剂显示理想的与水混合的性质，这样在(b)步骤加入水时，溶液可以即时地遍布于水中。适宜的有机溶剂包括但不限于甲醇、乙醇、异丙醇、1-丁醇、叔丁醇、三氟代乙醇，多元醇例如丙二醇、PEG 400，和1，3-丙二醇，酰胺如N-甲基吡咯酮、N，N-二甲基酰胺、四氢呋喃、丙醛、丙酮、N-丙胺、异丙胺、乙二胺、乙腈、甲基乙基酮、乙酸、甲酸、二甲亚砜、1，3-二氧戊烷、六氟异丙醇，及其组合。

步骤(a)中药物在溶剂中的浓度优选尽可能的接近室温下溶剂的溶解度极限。该浓度取决于所选的药物和溶剂，但是一般处于0.1-20.0重量百分比范围内。

可选的，在溶剂中、水中或同时在溶剂和水中加入一种或多种赋形剂。这里所述的赋形剂是指可改变分子的结晶作用但不会进入微粒产物的物质。适宜的赋形剂包括有机、无机酸、碱、盐或其混合物。其他适宜的赋形剂详细记述于《药物辅料手册》，由美国药学协会出版和The Pharmaceutical Society of Great Britain，the Pharmaceutical Press，1986。这些赋形剂都是可商购的，和/或可以由本领域已知的技术制备。

在一个优选的实施例中，控制沉淀法进一步包含混合步骤(b)的产物的步骤。任何能在水中强烈混和药物/溶剂的外部设备都是可以选用的。此处“强烈混和”是指能够在出现微粒成核现象前形成均匀过饱和的混和物。混合需要有足够的强度以使得在发生新微粒生长前药物/溶剂溶液能够在水中几乎即时地分散。强烈混和导致药物在溶剂和液体混合物中的过度饱和，促使药物微粒沉淀成为具有晶体结构的小微粒。用于混合步骤(b)产物的设备的例子包括搅拌棒和搅拌器，匀浆器和胶体磨。

可选的，控制沉淀法进一步包括沉淀药物微粒再生的步骤。在一个实施例中，再生药物微粒包含首先移除溶剂，然后除去水。可选择地，溶剂和水可以从微粒中同时除去。该选择取决于溶剂的浓度和所选除去水的方法。移除溶剂可以使用任意合适的方法包括蒸发，渗析等等。除去水可以通过使用任意合适的方法，包括喷雾干燥、喷雾冷冻、凝胶，(聚合物中微粒的胶凝作用)、冻干、或过滤。

在步骤(b)中有机溶剂中的药物加入水时，步骤(b)的产物的温度优选控制在较低的温度。优选地，温度控制在低于65℃，优选低于30℃，更优选低于23℃，最优选低于10℃。分散温度控制在最低极限是水的凝固点。过高的温度可能导致不合需要的微粒成长。

实施例

在下面的实施例中采用了下述的材料：“F-68”、“F-77”、“F-88”、F-108和“F-127”指的是Pluronic聚氧乙烯/聚氧丙烯(EO_x-PO_y-EO_x)共聚物中不同的x∶y的比值。

“司盘-20”指的是脱水山梨醇单月桂酸酯。

“吐温20”指的是聚氧乙烯20山梨醇单月桂酸酯。

“PEG 150-C18”指的是单硬脂酸聚氧乙烯150。

“PEG 150-di18”指的是二硬脂酸聚氧乙烯150。

“PVP”指的是聚乙烯吡咯酮。

“PVA”指的是聚乙烯醇。

DCNa指的是脱氧胆酸钠盐。

实施例1到21：通过控制沉淀法制备的药物微粒

将0.3g药物溶解于6ml有机溶剂中，溶剂中包含0.3g稳定剂。将有机溶液在2摄氏度下随着强烈搅拌注入30.0g的水相中，水相中也可以含有第二种稳定剂。从生成的浆体中抽离溶剂，然后冻干为粉末。在每个实施例中，X-射线衍射图样显示所有的样品基本上都是结晶的。结晶区域的平均粒径可以由颗粒尺寸测定领域的普通技术人员通过X-射线衍射，使用Jade XRD图像处理软件(v.6)确定。

在包含药物达那唑的每个实施例中，为确定完全溶解的时间，使用下面所述的浊度测量法测定。每个样品取5.1mg加入150ml去离子水中，去离子水置于具有搅拌棒和光导纤维术浊度探针(650nm光源滤光镜和2cm光程的Brinkmann比色计模型PC-910)的200ml塑料烧杯中。水中的达那唑溶解度大约每升1mg，因此期望在150ml水中可以溶解约0.22mg样品。在高搅拌率下样品分散150秒后，搅拌速度降到100rpm，加入2.25g20％的十二烷基硫酸钠。十二烷基硫酸钠的加入量使达那唑的饱和溶解度提高到大约45mg/l。在这个水平时，每个样品的量相当于达那唑在此介质中溶解最大量的50.3％。通过浊度的降低监测溶解过程。完全溶解的时刻是浊度测量值降低95％的时刻。

在包含药物萘普生的每个实施例中，为确定完全溶解的时间，使用下面所述的浊度测量法测定。每个样品取6.5mg萘普生首先搅拌溶入0.5ml的去离子水中大约40秒，然后加入到150ml的pH4.8的水溶性乙酸钠/乙酸缓冲溶液中。再次通过浊度的降低监测溶解过程。完全溶解的时刻是浊度测量值降低95％的时刻。

包含药物卡马西平的每个样品采用与萘普生相同的方法处理，除了用去离子水代替乙酸钠/乙酸缓冲液。通过浊度的降低监测溶解过程。完全溶解的时刻是浊度测量值降低95％的时刻。下面的表格A列出了所用的物质和结果。

表A：

对照实施例22到24：获得的药物微粒

从供应公司获得的达那唑、萘普生和卡马西平样品的微粒可以用X-射线衍射分析。为确定溶解速率，3-5mg含有获得的达那唑、萘普生和卡马西平的样品完全如上述的实施例1-21所述的进行分散。5分钟内通过浊度的降低监测溶解过程。表格B列出了所用的物质及结果。对照实施例25-26：湿磨法制备的药物微粒

将表格B中的1.35g稳定剂溶解于12g水中，并置于广口瓶中。1.35g的药物粉末和100g的1mm氧化锆研磨珠加入该混合物。然后把瓶置于转动球磨机上，研磨表格B中所给出的时间长度。移去广口瓶，滤出研磨珠，将产品浆体喷雾干燥成粉末。5分钟内通过浊度的降低监测溶解过程。表格B列出了所用的原料和结果。

表B