专利名称:动物生长激素的缓释组合物及其制备方法
技术领域:
本发明涉及一种动物生长激素的组合物,这种组合物当植入动物体内后可在多于一周的时间内连续释放出有效且恒定量的激素。
动物生长激素为一种蛋白质,当与饲料混合口服给药时将被消化酶分解然后吸收。因此,为了维持血液中激素的有效浓度必须采取非口服给药的方法,例如肌肉内或皮下注射。
动物生长激素现在可用DNA重组技术大规模地制造,同时已经表明用这种技术制造的猪生长激素可提高饲料的效率并能使猪背部脂肪的厚度变薄。然而,目前可用的每日注射的组合物对于一个大饲养场的大量猪可能是不适用的。因此,一种缓释组合物,它不需要每日给药同时在起始阶段不释放出过量的激素,对于实际应用可能是最可取的。
美国专利申请号4,863,736揭示一种组合物,它是由不使用粘合剂制备的猪生长激素固体丸除一面不包衣外其余各面均包衣。然而,这种不含粘合剂的组合物具有当与水接触时由于渗透压而使其膨胀的问题。
为解决膨胀的问题,美国专利申请号4,786,501透露一种方法,系用传导方法,例如透渗,做成降低盐含量的固体丸,然后,将丸的两端两包衣。在丸的所有各面均匀包衣就可用一般的包衣机完成,但于丸的指定面上部分包衣在进行大量制做时是困难的。
欧洲专利号0,462,959揭示一种由猪生长激素和铜络合物制做固体丸,然后用聚乙烯醇水溶液包衣的方法。因为动物生长激素为蛋白质,制备其复方的方法必须不能包括可使蛋白质变性的条件。已知蛋白质在水溶液中是不稳定的,而且在高温与水接触可能失去活性,但它们在无水有机溶剂中十分稳定[D.BVolkin and C.R.Middaugh,The effect of temperature on proteinstructure in pharmaceutical Biotechnology,Vol 2;Stability ofprotein pharmceuticals,part A,p215-247]。
Buonomo等人和Klindt等人报道了一种含有猪生长激素溶液的微渗透泵用于生长激素的控制释放[Buonomo et al,J.Animal Science,731318-1326,1995;Klindt et a1.,J.Animal Science,703721-3733]。按此法,猪生长激素在血液中的浓度可维持在有效水平约六周,其结果为饲料的效率提高而脂肪量减少。然而,这种微渗透泵组合物价格贵,且必须经外科手术植入。
因此,商业上可行的缓释组合物尚未建立,即,仍然存在发展一种动物生长激素缓释组合物的需求。
因此,本发明的目的为提供一种动物生长激素的缓释组合物,此组合物在给药时能维持其效力一周以上,同时提供其制备方法,此方法没有使激素变性的危险并适合于大量生产。
依据本发明,含有激素及赋形剂的固体丸以由可生物降解的高聚物和聚氧化乙烯氧化丙烯(Poloxamer,表面活化剂)组成的薄膜包衣,得到一种动物生长激素的缓释组合物。更且,还提供其制备方法,包括将激素和赋形剂的粉末制成丸和以含有可生物降解的高聚物和聚氧化乙烯氧化丙烯的溶液将丸包衣的方法。
附图简述
图1、按本发明制备的包以高聚物薄膜的丸中生长激素的溶出曲线与未包衣丸的溶出曲线的比较。
图2、表明本发明的丸中生长激素的溶出随包衣薄膜组成不同的变化。
图3、表明给以在4℃存放一周后(图3a)或在30℃崇贮存一个月后(图3b)的不同生长激素组合物对侏儒大鼠体重的效用。
本发明的组合物是通过用能够调节激素释放速率的薄膜包衣含有动物生长激素和赋形剂的固体丸而制成的。激素的活性在固体组合物中可最好的保存,而且这种剂型特别适合于可能使用常规制片机械的大量生产。
适合应用于本发明组合物的动物生长激素为由DNA重组技术生产的牛生长激素或猪生长激素,同时激素的量以占组合物总重量的20-80%更为可取。已知猪生长激素的日有效剂量为100μg/kg(J.Anim.Sci.,68640-651(1990))。一口重量在70kg以上的猪需要约7mg/天的激素,或在两周的激素处理中约需100mg的激素。
含有大量赋形剂的固体丸组合物,因其体积大不适于实际应用。另一方面,不含赋形剂的固体丸体积虽然可能较小,但具有如前所述的膨胀问题[U.S.patent No.4,863,736 and U.S.patent 4,786,501]。
在本发明中,赋形剂的量基于组合物的总重量调节在重量的20-80%范围之内。本发明中使用的赋形剂能起到粘合剂的作用,它可缓和膨胀的问题,在制片过程中也起到润滑剂的作用。亲水性或疏水性物质均可用为赋形剂。典型的亲水性赋形剂为不与蛋白质反应的水溶性高聚物,包括水溶性的糖类如糊精,果胶,藻酸,纤维素等等;蛋白质例如明胶;聚亚烷基二醇;和它们的混合物。最可取的亲水性赋形剂是分子量在3500至35000的聚乙二醇。以组合物的总重量计,本发明的组合物含有如上所述的亲水性赋形剂的量在0-80wt%范围之间。
另一方面,典型的疏水性赋形包括蜡类例如石蜡,巴西棕榈蜡,蜂蜡等等;及水不溶性蛋白质例如玉米醇溶蛋白和乙基纤维素;其中以石蜡是最可取的。疏水性赋形剂的量可占组合物总重量的0-80%。
本发明的固体丸组合物的药物释放机制可能包括三步。当体液渗入组合物中发生水合过程是第一步,此过程的速率决定于亲水性/疏水性平衡,在其它因素中还有表面能和组合物的多孔性。下一步为药物的溶出,此步主要依赖于药物溶解度和浓度。最后的步骤为溶解的药物以分子扩散方式释放到体液中,此步可被药物的扩散系数,跨丸边界药物的浓度差,赋形剂的组成等所影响。
当亲水性的药物在固体组合物中的含量超过重量的20%,或在某些情况下依药物的类型而为重量的10-15%时,药物的颗粒并非被赋形剂所分离,而是彼此相连形成网状的形式。当此组合物与体液接触时,在最外部的药物颗粒被溶解,在其后留下一个空间形成水填充通道。随后,水由毛细管作用渗到里面,在药物的颗粒溶解和释放后,又为下一个药物颗粒形成新的通道。
因此,当亲水性药物的含量大时,药物释放的速率不被赋形剂所影响而是由药物扩散通过上述通道的速率所影响。据此,在设计缓释组合物时,药物的含量可成为一个限制的因素。例如美国专利申请号4,761,289透露一个含有25至75wt%的牛生长激素的缓释组合物。此组合物系采用高聚物如聚交酯,聚已酸内酯,乙烯基乙酸乙酯等制成的基质形式。然而,并未提供此组合物的释放轮廓。
可用高聚物薄膜来控制药物的释放在本领域是熟知的。在本发明中,具有高药物含量的固体丸组合物是以特殊的薄膜来包衣的,以较好地控制药物的释放,即本发明组合物具有一种由可生物降解的高聚物和聚氧化乙烯氧化丙烯构成的薄膜。
美国专利申请号5,342,622透露一种肽或蛋白质植入片,它是由非降解的加成高聚物例如丙烯酸乙酯和异丁烯酸甲酯共聚物、二甲胺乙基甲丙烯酸酯-甲基甲丙烯酸酯共聚物[尤德拉基特(Eudragit)E3OD]做成的薄膜来包衣的。然而这种组合物,例如就30℃贮存稳定性(见试验例3)而言不如本发明的包含可生物降解的缩合高聚物包衣的组合物。
适用于本发明的可生物降解的高聚物包括聚交酯(PLA),聚乙交酯(PGA),聚(丙交酯共乙交酯)(PLGA)和它们的混合物。聚氧化乙烯氧化丙烯为非离了型表面活性剂,属于聚氧化丙烯-聚氧化乙烯共聚物类型,用于本发明的典型聚氧化乙烯氧化丙烯为聚氧化乙烯氧化丙烯188。
美国专利申请号5,330,768透露一种通过将药物的微粒分散在由可生物降解的高聚物和聚氧化乙烯氧化丙烯组成的基质中而制得的组合物。在这个组合物中聚氧化乙烯氧化丙烯形成一种胶状结构,它可减低药物的释放速率,因此,随聚氧化乙烯氧化丙烯含量的增加,药物释放的速率降低。
相反,在本发明组合物中,当聚氧化乙烯氧化丙烯含量增加时药物的释放速率变得更高,因为水溶性的聚氧化乙烯氧化丙烯组分在薄膜中形成充满水的通道,帮助药物经此扩散。本发明的薄膜中可生物降解的高聚物对聚氧化乙烯氧化丙烯重量比的可取范围为7∶3至9∶1。
本发明的组合物可用通常的制片机大规模地制造。蛋白质药物的变性可由用直接制片的方法避免,它不包括用于通常制片方法的湿制粒过程。湿制粒方法包括与水延长接触和在高温干燥的过程,是不适于对湿气敏感的药物例如蛋白质药物的。另一方面,直接制片方法不需要单独的制粒步骤而代之以使用药物与赋形剂粉末的混合物。在此法中,药物/赋形剂粉末的流体性质和密度是重要的,因此,必须对赋形剂,混合方法,颗粒形状,颗粒大小分布等的选择给以恰当的注意。
在本发明中,由冷冻干燥或喷雾干燥方法得到的牛或猪生长激素粉末的使用量,在组合物总重量的基础上可为20至80wt%。冷冻干燥步骤不会导致蛋白质的变性,但是以这种方法得到的颗粒具有不规则的形状,同时颗粒大小的范围较宽。相反,喷雾干燥得到的颗粒近似于球状且颗粒大小的范围相对较窄。然而,喷雾干燥法得到的最高收率仅在70-80%。因此,适合的干燥方法可基于经济方面的考虑及可提供的方法来选择。
颗粒大小符合要求的赋形剂与动物生长激素粉末以需要的比例用熟知的方法,例如球磨混合。混合后的粉末制片得到直径2.5-4.5mm、长度2-6mm的圆柱形丸。上述丸的大小可适于用常规的用于动物,即猪和牛,的工具植入,不需求助于外科手术。然而,丸的确切大小和形状可因给药量及其他因素而变化。
至于包衣步骤,可用流化床包衣机械或包衣锅机将高聚物溶液喷于丸上。薄膜的厚度可依药物的含量,需要的药物释放速度等来调节,其可取的范围为10至50μm。喷包衣操作所用的热空气温度必须低至不致使组合物中的蛋白质变性但应高于溶剂的汽化温度。包衣的丸最好在真空烤箱中干燥以除去残留的溶剂。
下列给出的实施例仅为说明的目的并非想要限制本发明的范围。
实施例1步骤1)直接制片法制备猪生长激素丸10g石蜡和10g聚乙二醇35000(PEG 35K)通过0.84mm的筛并与20g冷冻干燥的重组法制得的猪生长激素粉末(韩国专利申请号86-11710)用球磨(Erveka)混合4小时。如此得到的混合粉末用人工操作制片机(Korsh,EKO)制得平均直径为3mm和平均长度为65mm的圆柱型丸。也试图用自动制片操作制作由聚乙二醇35000(PEG35K),巴西棕榈蜡和猪生长激素(PST)以重量比1∶1∶2组成的丸。每个丸的平均重量,直径和长度分别为54.8mg,4.0mm和4.6mm。
人工制片的丸用于下列的实施例。
步骤2)薄膜包衣丸的制备0.33gPLA(L-PLA,Birmingham Polymer Inc.)和0.084g聚氧化乙烯氧化丙烯188普卢兰尼克(pluronic)F68,Fluka溶于4ml二氯甲烷制成包衣溶液。步骤1制得的丸被包上一层释放膜,以一滴上述溶液湿润,然后,过量的包衣溶液被立即除掉。包衣的丸在橱内干燥一小时,随后在干燥器中在减压下放置一天。
实施例2猪生长激素的组合物除L-PLA对普卢兰尼克F68的比例为9∶1外均按实施例1的相同方法制备。
实施例3猪生长激素的组合物除L-PLA对普卢兰尼克F68的比例17∶3外均按实施例1的相同方法制备。
实施例412g L-PLA和3g普卢兰尼克F68与300ml二氯甲烷和350ml乙腈一起放在瓶中,搅拌此混合物得到包衣溶液。
由淀粉,巴西棕榈蜡和食用着色剂按重量比79∶20∶1组成并按照实施例1步骤1方法制作成淡黄色假丸。
以上述方法得到的假丸1kg和用实施例1步骤1得到的猪生长激素50丸用Hi-包衣机喷以上述制备的包衣溶液包衣。扇转动速率为25rpm;空气压力为1.5kg/cm2;空气流的温度为30℃;包衣溶液的喷射速率用阀门泵控制在20ml/min。包衣丸用空气干燥30分钟,然后在干燥箱中于0.001torr以下的压力及室温下放置12小时。近白色含猪生长激素的丸自黄色假丸中分出。
比较例猪生长激素组合物以不加稀释的二甲胺乙基甲丙烯酸酯-甲基甲丙烯酸酯共聚物混悬液尤德拉基特(Eudragit)NE30D,Rohm Pharn Tech为包衣溶液用与实施例1相同的方法制作。
试验例1猪生长激素组合物的溶解试验每瓶含有15ml磷酸盐缓冲生理盐水(PH7.4)的两个40ml玻璃管瓶中分别加入实施例1中得到的未包衣丸和实施例1步骤2中得到的包衣丸。管瓶放在维持在37℃和100rpm的振荡器内,并在固定的时间间隔取出5ml样品。取出的每份样品随即补加5ml缓冲液。制备含有0.1,0.2,0.5和1mg/ml浓度的标准猪生长激素溶液,并在278nm用分光光度计测定它们吸收度得到一个标准校正曲线。样品的浓度基于其吸收度用标准曲线计算。
图1为高聚物薄膜包衣的生长激素丸的溶出曲线与未包衣丸的比较。%溶出度代表相对于激素的初含量激素溶出的累计量。如图1所示,包衣丸的药物释放速率明显地低。包衣丸在13天内释放猪生长激素的总量低于60%,而未包衣的丸在一天内即释放出60%以上。此结果表明本发明的组合物适宜于猪生长激素的缓释组合物。
试验例2按照猪生长激素组合物上薄膜组成的溶出试验实施例1至3得到的猪生长激素组合物的溶出试验按照与试验1相同的操作进行。图2的结果表明随着薄膜中聚氧化乙烯氧化丙烯的含量增加溶出速率增加。
试验例3猪生长激素组合物对侏儒大鼠增量的效果和组合物的稳定性已知动物生长激素,例如牛生长激素或猪生长激素可导致大鼠增重(J.of Anim.Sci.,731019-1029,1995)。具有生长激素低分泌遗传的侏儒大鼠在试验中用于考查本发明猪生长激素组合物的效果。
首先,与活性试验的同时为了评价贮存稳定性的目的,一种情况是将例4和比较例中得到的包衣组合物和实施例1步骤1得到的未包衣组合物在4℃贮存一周。另一种情况是在30℃贮存一个月。鼠令8周的雌性侏儒大鼠尾部贴以识别标签,称重三天并将距平均体重偏差大的那些大鼠剔除以使一组内的鼠具有一致的体重分布。固定大鼠的前爪,后爪和前牙后,在腹部中线处割一1cm的小口,在皮下植入一个药丸,切口用丝质缝合线按不连续方法缝合。植入后,大鼠每天在固定的时间称重量与对照组的鼠比较。
图3表明本发明组合物对侏儒大鼠体重的效果。组合物在4℃贮存一周后给予大鼠所得结果示于图3a,本发明的包衣组合物在增加体重的效果方面优于未包衣的组合物或用尤德拉基特NE30D包衣的组合物。而且,组合物在30℃贮在一个月后所得结果表明(图36)本发明组合物表现出较其他两者为好的结果,即其具有较好的贮存稳定性。
在本发明以特定具体化实例描述时应该认识到由那些对本发明领域熟练的人可能做的各种修改和改变也均落于如所附的权利要求所限定的本发明的范围之内。
权利要求
1.一种动物生长激素和缓释组合物,包括含有动物生长激素和赋形剂的固体丸;和由可生物降解的高聚物及聚氧乙烯氧化丙烯组成的薄膜,并由上述薄膜将上述丸包衣。
2.权利要求1的组合物,其中动物生长激素是牛生长激素或猪生长激素。
3.权利要求1的组合物,其中动物生长激素的量为基于组合物总重量的20-80wt%。
4.权利要求1的组合物,其中可生物降解高聚物为聚交酯(PLA),聚乙交酯(PGA),聚(丙交酯共乙交酯)(PLGA)或它们的混合物。
5.权利要求1的组合物,其中赋形剂为亲水性或疏水性物质,或它们的混合物,其量为基于组合物总重量的20至80%。
6.权利要求5的组合物,其中亲水性物质为聚乙二醇,糊精,果胶,藻酸,纤维素,明胶或它们的混合物。
7.如权利要求5的组合物,其中疏水性的物质为石蜡、巴西棕榈蜡、蜂蜡、玉米醇溶蛋白、乙基纤维素或它们的混合物。
8.权利要求1的组合物其中所说的薄膜包含可生物降解的高聚物和聚氧化乙烯氧化丙烯的比例范围为7∶3至9∶1。
9.一种动物生长激素缓释组合物的制备方法,包括将动物生长激素和赋形剂粉末混合物直接制片得到固体片;和由可生物降解的高聚物与聚氧化乙烯氧化丙烯组成的薄膜将丸包衣。
10.权利要求9的方法,其中所说的动物生长激素是经喷雾干燥的。
11.权利要求9的方法,其中所说的动物生长激素是经冷冻干燥的。
全文摘要
本发明涉及一种动物生长激素的缓释组合物及其制备的方法,包括由动物生长激素与一种赋形剂混合并按照直接制片方法制作固体丸的步骤和由包含可生物降解的高聚物与聚氧化乙烯氧化丙烯的薄膜将丸包衣的步骤。由此得到的组合物在给药时药物的初始释放量小并显示连续均一的效果。更且,本发明组合物可大规模经济地制作。
文档编号A61K38/27GK1160584SQ9710032
公开日1997年10月1日 申请日期1997年1月2日 优先权日1996年1月10日
发明者金爱梨, 金南中, 郑民姬 申请人:株式会社Lg化学