生物相关组合物
阅读说明：本技术 生物相关组合物 (Biologically relevant compositions ) 是由 马修·路易斯·斯蒂文·利 瓦斯科·拉斐尔·费尔南德斯·多斯·桑托斯 斯蒂文·利 于 2020-04-06 设计创作，主要内容包括：一种生物相关前体组合物,在水性介质中分散、稀释或悬浮后,适用于模拟哺乳动物的进食状态下的胃液,其中所述生物相关前体组合物包含实质上为固体/固体状浓缩物、粘性凝胶状浓缩物或液态脂肪分散体/浓缩物,包含选自以下主要成分组中的任一组的主要成分的至少一种：i)1～70wt％的甘油三酯和/或甘油二酯和/或甘油一酯或其任意组合；ii)1～45wt％的卵磷脂和/或溶血卵磷脂；iii)15～70wt％的碳水化合物；和iv)1～70wt％的水或其他水性介质；其中总脂肪(来自i)组和ii)组中任一组中的一种或多种主要成分的组合)与总碳水化合物(来自iii)组的一种或多种主要成分的组合)的重量比为20:1～1:20；并且,甘油酯:卵磷脂和/或溶血卵磷脂的重量比为45:1～1:45；和,此外,还包含选自下述组分中的至少一种附加成分：(i)脂肪酸(0.01～15wt％)；(ii)胆汁酸/盐(0.01～3wt％)；(iii)酶(0.01～2wt％)；(iv)胆固醇、甾醇(0.01～5wt％)；(v)缓冲剂(0.01～4wt％)；(vi)渗透剂(0.01～10wt％)；(vii)蛋白质(胶原蛋白、蛋白质水解物,氨基酸)(0.01～30wt％)；(viii)粘蛋白(0.1～5wt％)；(ix)粘度调节剂(0.1～5wt％)；和(x)防腐剂、稳定剂(0.01～3wt％),例如a)抗氧化剂,b)螯合剂,c)无机/有机缓冲剂,和d)抗菌剂；所有百分比均以干重计。还提供了生产这些组合物的方法。(A bio-related precursor composition suitable for simulating gastric juices in a mammal in a fed state after dispersion, dilution or suspension in an aqueous medium, wherein the bio-related precursor composition comprises a substantially solid/solid concentrate, a viscous gel-like concentrate or a liquid fat dispersion/concentrate comprising at least one of the following major components selected from any one of the following groups of major components: i) 1-70 wt% of triglycerides and/or diglycerides and/or monoglycerides or any combination thereof; ii)1 to 45 wt% lecithin and/or lysolecithin; iii)15 to 70 wt% carbohydrate; and iv)1 to 70 wt% of water or other aqueous medium; wherein the weight ratio of total fat (combination of one or more major components from any one of groups i) and ii) to total carbohydrates (combination of one or more major components from group iii)) is from 20:1 to 1: 20; and the weight ratio of the glyceride to the lecithin and/or lysolecithin is 45: 1-1: 45; and, in addition, at least one additional ingredient selected from the following components: (i) fatty acid (0.01-15 wt%); (ii) bile acid/salt (0.01-3 wt%); (iii) enzyme (0.01-2 wt%); (iv) cholesterol and sterol (0.01-5 wt%); (v) a buffer (0.01-4 wt%); (vi) 0.01-10 wt% of a penetrant; (vii) protein (collagen, protein hydrolysate, amino acid) (0.01-30 wt%); (viii) mucin (0.1-5 wt%); (ix) 0.1-5 wt% of a viscosity modifier; and (x) preservatives, stabilizers (0.01 to 3 wt%), such as a) antioxidants, b) chelating agents, c) inorganic/organic buffers, and d) antibacterial agents; all percentages are on a dry weight basis. Methods of producing these compositions are also provided.)
技术领域
本发明属于药物溶解度、溶出度和生物相关性测试领域。本发明描述了用于制备体外生物相关测试介质的浓缩物和溶解组合物。体外介质包含生物学相关的饮食成分，并且在食用后共享胃液的物理和化学参数，特别是人胃液。所述合成的体外介质模拟的是进食状态下的胃液，并可用于药物和剂型的生物相关溶解度、溶出度和稳定性分析、体外溶出度对比测试、体内外相关性以及模拟胃液中食物对药物影响的体外研究。
背景技术
食物中的主要膳食成分包括脂肪(包括油类，例如甘油酯和脂质，例如磷脂)、碳水化合物和蛋白质，所述膳食成分提供营养并支持生物功能。
在胃中，摄入的食物被储存和消化，在食糜被转移到小肠上部之前，亲脂性成分，例如药物，可以与食物成分、胃酶和分泌物一起溶解(部分)在消化的膳食脂肪中。小肠上部包括十二指肠、回肠和空肠，在这些部位，在对食物有反应的酶的催化下，发生进一步的消化和吸收。此外，包括药物在内的亲脂性成分的润湿和溶解通过与生物表面活性剂(如胆盐和卵磷脂)结合的脂质分解产物来辅助进行。含有部分消化的食糜在进入小肠上部之前，在胃中的停留时间可能约为30分钟至6小时以上，这取决于食物成分和药物/剂型。
本文提到的胃肠道(GI)包括胃和小肠上部。本发明涉及由例如高脂肪(例如含有55g～65g脂肪)或低脂肪膳食(例如含有11g～14g脂肪)诱导的模拟进食状态下的胃液，这是FDA为评估食物对药物的影响而建议的(2019年行业指南草案)。本发明提供了用于进食状态下测试体外溶解度和溶出度的胃介质，并且有助于理解药物在进食后在胃中从剂型中释放的方式。用于体外溶出度试验的本发明的生物相关模拟进食状态下的胃液被称为FEDGAS。这些测试可能有助于预测食物对药物吸收的影响，这些影响可能是积极的、消极的或保持不变的。溶解度和溶出度/溶出速率是口服药物吸收和后续生物利用度的关键参数。与禁食状态下的模拟胃液相比，在FEDGAS进食状态下的溶出介质中的溶解度和溶出度测试可以帮助预测口服吸收是否会受到食物的影响。
通过确保受试药物的溶出度曲线与参考上市的(创新)药物相匹配，这些测试还可用于降低生物等效性研究的风险。
胃环境的物理化学性质，例如pH、缓冲能力、渗透压、离子强度和胃动力，会随着食物的摄入而发生显著变化。药代动力学参数，如峰浓度(Cmax)、达峰时间(Tmax)和药时曲线下面积(AUC)，可以与模拟胃液(FEDGAS)的溶解度和溶出度曲线相关联。结合模拟进食和禁食状态肠液中的生物相关体外溶出度测试，以及基于生理学的药代动力学模型，可以预测药物的生物利用度。在胃肠环境中，例如在pH4.5-6.5之间，具有pH依赖性的改性和缓释剂型在体内可能具有不同的崩解时间和药物释放模式，这是由于进食状态的胃液通常跨越宽的生理pH范围。这种行为可以反映在进食状态模拟胃液(FEDGAS)体外溶出介质(pH 3、pH4.5和pH 6.0)测试中。本发明也适用于其他改性释放制剂的体外溶出测试，包括但不限于，例如，扩散系统、溶出系统、渗透系统、离子交换树脂、漂浮系统、生物粘合剂系统和基质系统。
在37℃下超过24小时的体外溶出度试验中，FEDGAS的物理化学稳定性不会改变。因此，缓释剂型可以在FEDGAS溶出介质中于25℃和37℃下进行超过24小时的试验，与通常限于8小时的现有技术溶出试验相比，这进一步凸显了本发明的优点和工业适用性(见图11和图12)。测试介质特别适用于平衡溶解度测试，因为平衡可能需要超过24小时。
因此，本发明聚焦于生物相关的体外胃介质，其具有可再现的标准(例如，颗粒大小和可过滤性)，更接近地模仿和模拟人类进食后胃液的物理化学性质。
进食状态下的胃肠液的成分和物理性质取决于食物的类型(参见食品和药物管理局(FDA)推荐的标准高脂膳食和低脂膳食，如2019年评估食物对新药临床试验(INDs)和新药上市申请(NDAs)中药物影响的指南草案中所述)和在胃中的时间长短。在没有食物的禁食状态下，胃液的pH通常在1-3左右。进食后，pH上升到6左右，然后在大约6小时内回到1-3之间的酸碱水平。胃pH的变化主要影响弱酸和弱碱，在进食状态下，pH的升高会增强酸的溶解，降低碱的溶解，但在pH为3时，情况可能相反。
模拟胃液的药典介质(如美国药典和欧洲药典)不含生理/生物成分(如脂肪)，通常不适用于水不溶性药物的生物相关溶解度和溶出度测试。
在一个方面，源自前体浓缩物的体外进食状态下的溶出介质(FEDGAS)在食用例如FDA高脂膳食后模拟体内胃液。这种高脂膳食是一种标准推荐的高脂肪膳食，用于进行体内药物食物效应试验和体内食物效应生物等效性的人体研究。
另一方面，用于体外溶出测试的所述进食状态下的胃介质包括膳食中存在的脂肪量。由前体浓缩物制备的体外溶出介质可以提供与膳食中脂肪量相近的脂肪量(在1g和200g之间)。
应当理解，本发明中描述的体外进食状态下的胃测试介质具有不限于溶解度和溶解测试的实际用途和工业适用性。例如，体外生物相关介质可用于测试胃植入物、胃装置和胃带的相容性；以及评估益生菌和维生素产品的稳定性，以确定它们是否不稳定，是否能在胃中与食物共存。
本发明涉及基于例如FDA高脂肪和低脂肪膳食和其他膳食变体(例如Klein等人，"Media to simulate the postprandial stomach I.Matching the physicochemicalcharacteristics of standard breakfasts."Journal of pharmacy and pharmacology56(5)(2004):605-610)的体外进食状态模拟胃液(FEDGAS)的开发和提供，所述膳食推荐用于体内人体研究，以评估食物对药物的影响，例如(i)高脂肪高热量，(ii)中脂肪中热量，(iii)低脂肪低热量和(iv)脂肪量相似的低热量或高热量膳食。
现有技术
F.Baxevanis等人(European Journal of Pharmaceutics andBiopharmaceutics,Vol.107,2016,234-248)描述了影响进食后药物在各种模拟胃液中溶解度和溶出度的物理化学因素。综合描述了用于溶出度试验和药物分析技术的模拟进食状态下的胃液。进食条件会对体外药物溶出和后续吸收特性产生显著影响。需要强调的是，在现有技术中的进食状态下的胃介质中的药物分析可能是具有挑战性的，因为所采用的大多数分析方案都是费时费力的。由于现有技术溶出介质的物理性质和化学组成，过滤性和适当的缓冲液(避免沉淀和实现100％药物回收)是体外试验中需要实际考虑的紧迫问题。显然，对更易于使用的生物相关溶出介质的需求尚未得到满足，这些溶出介质可以更好地模拟饭后的胃液，避免在现有技术的体外溶出度测试中出现已有的问题，例如生理胃进食状态pH(例如，pH 1.5～7.5)下的相容性、沉淀、过滤性和药物回收率。
在Jantratid等人的Pharmaceutical Research,Vol.25,No.7,2008,1663-1676中，提出了一种用于溶解试验的快照进食状态模拟介质(FeSSGF)，包含50％乙酸盐缓冲液和50％超高温灭菌乳(在全脂超高温灭菌乳中最多含3.5％脂肪)，在FeSSGF中pH 5.0时脂肪量为1.75％。Jantratid等人的表2中示出了模拟进食状态下胃液的三种“快照”介质(早期、中期、晚期)组合物，对应于pH 6.4、5和3。FeSSGF是识别进食后75min～165min、pH 5的中期进食状态模拟胃液的首字母缩略词。然而，在前述表2中被称为中期(FeSSGF)的这种组合物实质上包含牛奶/缓冲液，其不具有FDA要求的高脂肪膳食的脂肪量，并且受到牛奶中脂肪含量和质量变化的影响。此外，物理稳定性也不令人满意(参见Jantratid等人的图片4)。Jantratid等人的表4示出了模拟进食状态下小肠上部的溶出介质，而本发明描述了模拟进食状态下的胃的介质。为了避免疑问，在本发明中模拟进食状态下的胃液的FEDGAS与模拟进食状态下小肠液的FeSSIF(Janitrid等人的表4)在体外溶出组成上并不相似。
US2016/0299113A1描述了用于制备生物相关溶出介质的固体组合物，所述组合物用于模拟禁食和进食状态溶解测试的肠液。该专利教导了胆盐与磷脂摩尔比为1:1～20:1，因此该产品含有超出本发明范围的胆盐量。
现有技术模拟胃液的体外溶出度试验包括(一种市售的“蛋白奶昔”饮料)，其含有脂肪(4.6％w/v总脂肪)、蛋白质和碳水化合物，以模拟进食状态下的胃液。这种介质不适合体外溶出度测试，因为与全脂牛奶一样，它在进食的胃的生理pH范围内不稳定，使用0.45μm过滤器(例如使用GD/X玻璃微纤维(GMF)注射器过滤器)进行过滤极其困难。
类似地，模拟进食状态下的胃液的FeSSGF也不适合作为体外溶出介质(如前所述)，因为其难以过滤，并且在整个胃生理pH范围内物理性质不稳定。此外，FeSSGF不含FDA规定的高脂肪餐中所示的脂肪量。
用于溶出度研究的现有技术FeSSGF介质的另一个例子是“进食状态模拟的胃乳剂”(FeSSGEm)，其为一种乙酸盐缓冲液和Lipofundin的混合物，以82.5:17.5的比例组成。介质包括甘油三酯(1.75％)、卵磷脂(约0.21％)和甘油(0.44％)。值得注意的是，该组合物不含脂肪和碳水化合物，特别是FDA推荐的高脂肪推荐膳食，并且在整个进食期间的胃pH范围内都不稳定(Klein,In vitro lipolysis assay as a prognostic tool forthe development of lipidbased drug delivery systems:Martin Luther UniversitatHalle-Wittenberg；2013)。
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