Hmc方法中使用的涂覆材料

文档序号:652794 发布日期:2021-04-23 浏览:21次 >En<

阅读说明:本技术 Hmc方法中使用的涂覆材料 (Coating material for use in HMC process ) 是由 德克·洛赫曼 塞巴斯蒂安·雷耶 迈克尔·斯蒂尔 安德·尔齐默 沙拉雷·萨拉尔·贝赫扎迪 于 2018-10-22 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种用于在热熔涂覆方法中使用的涂覆材料,所述材料包含一种或多种聚甘油脂肪酸作为主要成分,每种聚甘油脂肪酸通过包含二个至八个甘油基单元的直链或支链聚甘油与一种或多种脂肪酸的完全或部分酯化获得,每种脂肪酸包含6个至22个碳原子。(The invention relates to a coating material for use in a hot-melt coating process, said material comprising as main component one or more polyglyceryl fatty acids, each polyglyceryl fatty acid being obtained by the complete or partial esterification of a linear or branched polyglyceryl comprising two to eight glyceryl units with one or more fatty acids, each fatty acid comprising 6 to 22 carbon atoms.)

HMC方法中使用的涂覆材料

技术领域

提出了用于在热熔涂覆方法(Hot-Melt-Coalting方法,简称HMC方法)中使用的涂覆材料的组合物,所述涂覆材料也可在药物的生产中使用。

HMC方法提供优于其他涂覆方法的优点。在HMC方法中,对分散材料(例如处于气体或气体混合物中作为分散剂的固体颗粒)喷涂涂覆材料,其中,所述分散材料通常以流化床形式提供。分散材料在此指代通过相界面与周围介质分离的材料。与其他方法相反,熔化的HMC涂料的粘度对于喷涂的方法步骤来说足够低,使得不需要使用溶剂(例如像水)来降低粘度。因此也可省去耗能且耗时的干燥步骤。利用无溶剂HMC涂料也显著地降低了在涂覆方法过程中分散材料不期望地部分溶解在涂覆材料中的风险。HMC方法已经在食品行业中频繁使用。为了生产药物,通常需要对具有一种或多种药物活性成分的分散材料的微粒、晶体或一般地颗粒(更一般地还包括例如液滴)提供涂覆,以便掩蔽例如令人不悦的味道、保护活性成分免受环境影响(例如像水分或UV辐射)或者影响活性成分释放的速率。为了在药物生产中也能够使用HMC方法,HMC涂料必须满足特定要求。具体地,它们必须在很长一段时间内保持稳定,并且其物理化学性质应在数年内仅在非常窄的限度内尽可能慢地改变,以便在长时间储存的情况下能够保证药物活性成分的恒定释放动力学或足够的保护。将通过喷涂作为溶体的无溶剂涂覆材料而对分散材料涂覆所述涂覆材料的任何方法在此称为热熔涂覆方法或HMC方法,分散材料的单个部分的大小基本上是可自由选择的。在此使用的涂覆材料在下文也称为HMC涂料或HMC涂覆材料。

背景技术

同时,各种HMC涂料是已知的,所述各种HMC涂料主要针对特定药物活性成分而开发。WO 2014/167124A1明确地指出以下问题:甘油三酯,诸如三棕榈酸甘油酯或三硬脂酸甘油酯具有多态性,因此相应地同时以结晶的不稳定α-变体,及以亚稳定β'-变体或稳定β-变体存在,并且可从一种变体过渡到另一种变体。在此具体地通过层状堆叠的结晶亚单元的厚度对这些变体进行区分,这些层状堆叠的结晶亚单元也称为亚细胞单元。对于例如三硬脂酸甘油酯的α-变体,在某些条件下能够确定具有每个亚细胞单元平均6个层状结构的分层,在完全转变成β-变体之后,具有每个亚细胞单元平均10.5个层状结构的分层并且晶体厚度增加约67%。未达到数学上预期的增加75%的事实可能是由于如下事实:β变体的单个片层归因于产生的相对于α-变体的倾斜位置而具有更密的层状堆叠(参见D.G.Lopes,K.Becker,M.Stehr,D.Lochmann等人,在Journal of Pharmaceutical Sciences104:4257-4265,2015中)。由于在HMC方法中的喷涂期间保持尽可能低的温度下,α-变体具有比β'-变体和β-变体更快的形成动力学,因而在利用HMC方法完成对含有活性物质的分散材料的涂覆之后得到α-变体,然而,所述α-变体在储存期间,在被称为“起霜(blooming)”的涂层体积增加的情况下不期望地发生自身重排而成为更稳定的β-变体,所述“起霜”也与肉眼可见的断裂相关联。根据WO 2014/167124A1,通过添加聚山梨酯(即,非离子表面活性剂)形成了所讨论的问题的解决方案,其中聚山梨酯组分为涂覆材料的10%-30%。事实上,甘油三酯和聚山梨酯的混合物似乎不再具有“起霜”的问题,但是该混合物经过长时间会分离,使得无法排除释放动力学的改变,而所述释放动力学在药物制剂中本应基本稳定。

US 5,891,476公开具有巴西棕榈蜡的组合物,所述巴西棕榈蜡是为了不具有多态性。然而,巴西棕榈蜡的介于82℃与86℃之间的高熔化温度是不利的。公开的组合物因此不适用于热不稳定的活性成分,因为HMC方法中的温度将必须部分地为100℃或更高,并且另外的缺点在于,当温度降低时凝固非常快的蜡容易沉降在HMC装置的管线和喷嘴中,并因此造成装置的堵塞。

US 2010/0092569 A1公开将具有活性成分的硅酸盐粉末被吸附物嵌入到熔融脂质基质中,并且随后喷涂和冷却以产生经涂覆的颗粒,其中脂质基质由每种脂肪酸具有16个至22个碳原子的饱和偶数脂肪酸的甘油三酯和3%的乳化剂组成,这是为了确保活性成分在脂质基质中的分散的均匀性。此生产方法还需要高于70℃的温度,并且因此不适用于温度敏感的活性成分。所公开的方法用于生产动物食品;活性成分的释放动力学对人使用的医药产品至关重要,在所提及的公布中并未得到解决。

发明内容

在这种背景下,提出以下问题:提供用于HMC方法的涂覆材料和涂覆有不具有先前讨论的现有技术的缺点的涂料的分散材料;以及提供HMC方法,所述HMC方法还适用于使用涂覆材料的组合物来涂覆具有一种或多种药物活性成分的分散材料,所述涂覆材料在涂覆所使用的组合物之前或之后合意地不具有混合物分离,不会显示出由于多态性而伴随涂料体积的改变出现的任何变体改变。此外如果需要,所述涂覆材料确保稳定的释放动力学,并且这样做时,如果需要,也可与具有热不稳定的药物活性成分的分散材料一起处理。药物活性成分在此被理解为意指能够用作药物的药理活性组分的物质。在此,物质是化学元素和化学化合物以及其天然存在的混合物和溶液,处于经处理状态或未经处理状态的植物、植物的部分、植物组分、藻类、真菌和地衣,处于经处理状态或未经处理状态的动物体、还有活体动物以及人类或动物的身体部位、身体组分和代谢产物,及包括病毒在内的微生物以及其组分或代谢产物。在此,药物是以下物质或由以下物质制成的制剂:所述物质旨在在人体或动物体内或其上使用并且旨在作为具有用于治愈或缓解或用于预防人类或动物疾病或病理性疾病的性质的药剂,或者可在人体或动物体内或其上使用或可给药于人类或动物,以通过药理、免疫或代谢作用恢复、纠正或影响生理功能或者以进行医学诊断。在此还被视为药物的有:包含上述意义上的药物的物品或者上述意义上的药物所应用于的物品和旨在与人体或动物体永久或暂时接触的物品,以及还与其他物质或物质的制剂相互作用、旨在无需在动物体上或其内使用的情况下用于指示动物体的组成、状态或功能或用于揭示动物中的病原体的物质和物质的制剂。

上述问题通过根据权利要求1所述的涂覆材料、根据权利要求14所述的分散材料和此类涂覆材料的组合以及根据权利要求17所述的热熔涂覆方法得以解决,其中由相应的从属权利要求给出有利的实施方案变型。

提出一种用于在热熔涂覆方法中使用的涂覆材料,所述涂覆材料包含一种或多种聚甘油脂肪酸酯作为主要成分,每种聚甘油脂肪酸酯通过包含二个至八个甘油基单元的直链或支链聚甘油与一种或多种脂肪酸的完全或部分的酯化来获得,每种脂肪酸包含6个至22个碳原子。主要成分在此意指聚甘油脂肪酸酯占所提出的涂覆材料的重量的最高百分比。所提出的涂覆材料除可占高至2重量%的与合成有关的伴随物质外,优选地由聚甘油脂肪酸酯或这些聚甘油脂肪酸酯的合成后的混合物组成。

可用作预期酯化的起始材料的最简单的聚甘油是具有经验式C6O5H14的直链和支链二甘油,所述二甘油在工业上以已知的方式通过合成提供,例如通过在碱催化下使甘油与2,3-环氧-1-丙醇进行反应并形成醚键,或者通过在碱催化下进行热缩合,其中主要包含二甘油的分离物随后可被分离。

二甘油可以三种不同的结构异构形式存在,即,直链形式、支链形式和核树状(nukleodendrimer)形式,在所述直链形式中在所采用的两个甘油分子的相应第一碳原子之间形成醚桥,在所述支链形式中在所采用的第一甘油分子的第一碳原子和所采用的第二甘油分子的第二碳原子之间形成醚桥,在所述核树状形式中在相应的第二碳原子之间形成醚桥。在由碱催化的两个甘油分子缩合的情况下,多至大约80%以直链形式存在并且多至大约20%以支链形式存在,而仅产生非常少量的核树状形式。

同样地,为了与脂肪酸进行预期的酯化,可使用包含多于两个、多至八个甘油基单元的聚甘油。通常,聚甘油缩写为“PG”并且设置有整数n作为下标,所述整数n提供聚甘油基单元的数目,因此为“PGn”。例如,甘油三酯可以被表示为PG3,并且可以具有经验式C9O7H20。现可以在PGn分子的全部游离羟基处发生与脂肪酸(例如硬脂酸)的完全酯化,因此在直链PG3的情况下,是在第一甘油基单元的第一碳原子和第二碳原子处、在第二甘油基单元的第二碳原子处和在第三甘油基单元的第二碳原子和第三碳原子处发生。因此,用于此实例的经验式可以被表示为C9O7H15R5,其中每个R可以代表脂肪酸残基,该脂肪酸残基在选择的实例中的经验式为C18OH35

然而,对于与饱和无支链脂肪酸酯化的聚甘油的缩写,已确立名称PG(n)-Cm全酯或适用时的PG(n)-CM偏酯,其中括号内的“n”以与聚甘油的名称类似的方式表示分子中包含的甘油基单元的数目,并且m代表用于酯化反应的饱和脂肪酸的碳原子的数目。因此,n代表经验式为C3O2H5R,或者对于边缘甘油基单元而言相应地经验式为C3O3H5R2的甘油基单元的数目,其中R可代表脂肪酸残基或游离羟基的氢原子。因此,PG(2)-C18全酯将指代经验式为C78O9H150的聚甘油脂肪酸全酯。在PG-偏酯的情况下,脂肪酸残基的数目取平均数,其中经验式同时表示出具有最多存在的酯化变型的分离物。聚甘油脂肪酸偏酯的更精确名称由额外的羟基值的表示提供,所述额外的表示是未酯化羟基含量的量度,并且由此提供关于偏酯的酯化程度的信息。在这种情况下,可能由于空间原因优选地从外侧向内侧进行酯化反应。因此,那些允许脂肪酸残基具有最高自由度的羟基首先被酯化。因此,在直链聚甘油上的第一酯化反应优选地发生在边缘聚甘油基单元的第一碳原子的羟基处,然后第二酯化反应发生在边缘聚甘油基单元的另一端处的第三碳原子的羟基处。接下来,与已被酯化的位置紧邻的碳位置处的羟基被酯化,依此类推。

脂肪酸在此应理解为意指包含6个至22个碳原子的脂族单羧酸,所述脂族单羧酸优选地为无支链和饱和的,并且具有偶数个碳原子,但是它们也可为奇数的、支链的和/或不饱和的。特别优选地,为了制备所提出的聚甘油脂肪酸酯,使用包含16个、18个、20个或22个C原子的无支链饱和脂肪酸,因此使用棕榈酸、硬脂酸、花生酸或山嵛酸。

令人惊讶地,与单甘油脂肪酸酯(例如像三酰基甘油)相反,所提出的聚甘油脂肪酸酯未显示出多态性。各自利用动态差示量热法(dynamische Differenzkalorimetrie)单独地进行检测的聚甘油脂肪酸酯在加热期间对热流(以mW/g表示)仅具有吸热最小值,并且在冷却期间仅具有放热最大值,所述加热是由于所检测样品的熔化而发生的,所述冷却是由于所检测样品的凝固而发生的。与此相反,在检测具有多态性的三酰基甘油时,发现不同的局部最小值,即,当样品被加热时,α-变体熔化时的第一局部吸热最小值,随后是在结晶成更稳定β-变体过程中的局部放热最大值,所述β-变体由热流的另一个局部吸热最小值表示出随着温度进一步升高也熔化。在加热过程中和在冷却过程中的温度随时间均匀地变化。在常温或40℃下储存6个月期间,未观察到额外的吸热或放热转变。

在低于所提出的聚甘油脂肪酸酯的相应凝固温度下利用广角X射线散射(WideAngle X-ray Scattering,缩写为“WAXS”)对它们进行单独的检测显示出全部所检测的聚甘油脂肪酸酯的强度最大峰值,所述强度最大峰值得出相应地为21.4°的偏转角,该偏转角对应于约2q,即对应于布拉格角的两倍,由此导致网络平面的间距为415pm,该间距在此与所检测分子的层状堆叠密度相关。此距离可在结构上分配给α-变体,在所述α-变体中,相应的层状结构彼此平行地排列在具有形成平面的、依次堆叠的分子的六方晶格中。可以不识别其他变体。还利用WAXS在常温和40℃两者下分别经过6个月,观察了所识别的α-变体的稳定性。在此,也相应独有地发现对于所检测的聚甘油脂肪酸酯的令人惊讶地稳定的α-变体。

通过利用小角X射线散射(Small Angle X-ray Scattering,缩写为SAXS)对最广泛种类的聚甘油脂肪酸酯进行单独分析得到了如下进一步的证实:所提出的聚甘油脂肪酸酯不具有多态性。SAXS允许得出关于微晶的大小、形状和内表面的结论。在此,可利用谢乐公式来计算相应微晶的厚度,根据谢乐公式,D=Kλ/FWHM cos(θ)适用。D在此表示微晶的厚度,并且K表示无量纲的所谓的谢乐常数,所述谢乐常数允许表述微晶的形状,并且通常非常近似地取为0.9。FWHM代表“半峰全宽(Full Width at Half Maximum)”,即代表对于以弧度(rad)测量并且θ为布拉格角的条件,强度最大峰值的峰在半高度处的宽度,θ为布拉格角,即θ为辐射进入网络平面的入射角。用10%的聚山梨酯65稳定的三棕榈酸甘油酯的从现有技术已知的样品在常温下储存六个月之后具有31nm的微晶厚度(对应于7个片层),并且上述样品在40℃下储存六个月之后的其微晶厚度为52nm(对应于12个片层),几乎翻了一倍,而所提出的聚甘油脂肪酸偏酯主要显示出20nm至30nm(对应于2个至4个片层)的微晶厚度,并且在40℃下储存六个月之后稳定在未改变的变体中。相比之下,聚甘油全酯主要显示出表明更高的组织度的、略微增加的30nm至40nm(对应于5个至8个片层)的微晶厚度,并且同样地在40℃下储存六个月之后稳定在未改变的变体中。

以下聚甘油脂肪酸全酯优选地在HMC涂覆材料中使用或作为HMC涂覆材料使用:PG(2)-C18、PG(2)-C22、PG(3)-C22、PG(4)-C16和PG(4)-C16/C18及PG(6)-C16/C18,其中相应地具有C16与C18的彼此互补到100的比率,该比率为35至45比55至65,优选40比60。来自此组的全酯具有低于80℃的熔点,除PG(2)-C22和PG(3)-C22之外甚至低于60℃的熔点,因此非常适合于HMC方法,尤其也是因为在该方法中它们的起决定作用的凝固点低于相应熔点大约3℃至7℃。以上描述也适用于以下聚甘油脂肪酸偏酯,其中在下面,在名称中加入第一方括号中典型的平均羟值的相应优选范围和第二方括号中相应特别优选的典型平均羟值:PG(2)-C22-[15—100]-[17]、PG(3)-C22-[100-200]-[137]、PG(4)-C16-[150-250]-[186]、PG(4)-C18-[100-200]-[168]、PG(4)-C22-[100-200]-[145]、PG(6)-C18-[100-200]-[133]及PG(3)-C16/C18-[100-200]-[148]、PG(4)-C16/C18-[150-250]-[187]、PG(6)-C16/C18-[200-300]-[237],其中相应地C16与C18之比为40比60。所提及的偏酯也具有低于80℃的熔点,除PG(2)-C22偏酯、PG(3)-C22偏酯和PG(4)-C22偏酯之外甚至具有低于60℃的熔点,其中如同全酯一样,凝固点比相应的熔点低约3℃至7℃。

为了使所提出的聚甘油脂肪酸酯适合于HMC方法,它们的粘度在80℃下应小于300mPa·s,优选小于200mPa·s并且特别优选小于100mPa·s,因为对于熔化的涂覆材料 使用的雾化喷嘴在较高粘度下太容易堵塞。仅在特殊情况下才可能会超过涂覆材料的80℃的熔化温度限值,因为总体上对于敏感性药物物质而言,过程控制温度一定会设定得过高。

优选地,采用所提出的聚甘油脂肪酸酯中的那些用于HMC方法的、凝固温度低于75℃(特别优选介于43℃与56℃之间)的聚甘油脂肪酸酯,因为已经出于能量消耗、工艺可靠性以及关于能够使用的分散材料的更大选择性的原因,将由此可能的、较低的过程控制温度作为目标。凝固温度在此定义为在利用动态差示量热法进行样品分析期间在冷却时出现热流的最高放热峰的最大值所处的温度值。

对于选择适合于待涂覆的分散材料的所提出的聚甘油脂肪酸酯,聚甘油脂肪酸酯的疏水性是重要的,因为这与润湿性相关联,所述润湿性如涂覆材料的吸水能力和侵蚀行为一样,对经涂覆的分散材料的释放动力学具有影响。通过确定固态的聚集状态下的涂覆材料与一滴纯净水之间的接触角来确定疏水性。根据杨氏方程,cosθ=(γSvSL)/γLV,其中γSL是涂覆材料与水之间的界面张力,γLV是水滴的表面张力,并且γSv是涂覆材料与环境空气之间的界面张力。θ是接触角。因此,接触角θ越大,涂覆材料与水之间的界面张力也越大,并且所检测的涂覆材料的疏水性越高。所提出的聚甘油脂肪酸酯的接触角也与制药技术中惯用的HLB值相关,所述HLB值在0到20的标度上提供关于亲脂性分子部分与亲水性分子部分之比的信息,其中亲水性部分随HLB值的增加而增加。对于利用HMC方法对包含一种或多种药物活性成分的分散材料进行处理来说,涂覆材料在储存条件下的接触角应仅会经受适度的改变,从而确保所述一种或多种活性药物成分的释放动力学的稳定性。因此,优选地,将聚甘油脂肪酸酯中那些在40℃下(在20℃下同样地)16周之后其接触角具有与初始值小于10°的偏差的聚甘油脂肪酸酯用作涂覆材料的主要成分。在40°下,甘油三硬脂酸酯的接触角在所提及条件下的偏差相对较高,并且因此不利于释放动力学的期望的恒定性,例如,该偏差是由于在储存过程中从α-变体到β-变体的重排所致。

如果所提出的涂覆材料除了与合成相关的杂质(其不会多于2重量%)之外由可从酯化反应获得的聚甘油脂肪酸酯组成,且所有酯化反应都用相同反应物进行,则基本上足以提供所提出的涂覆材料。然而,为了对涂覆材料的性质进行微调,只要没有分离发生,则也可以将聚甘油脂肪酸酯在合成后彼此进行混合,所述聚甘油脂肪酸酯可通过由于不同反应物而彼此不同的酯化反应获得。也可以向用于涂覆材料的聚甘油脂肪酸酯中进行中性的掺杂混合,只要聚甘油脂肪酸酯仍是涂覆材料的主要成分,既没有多态性也不发生分离,释放动力学的稳定性存在并且混合物的熔化和凝固点低于80℃即可。

为了在HMC方法之前或之后不发生不期望的分离过程,优选地,用于HMC方法的涂覆材料的至少98重量%由聚甘油脂肪酸酯组成。

与已经已知的涂料或涂覆剂相反,所提出的涂覆材料优选地不含溶剂,所述溶剂在对分散材料的涂覆之后必须在耗能且耗时的干燥步骤中通过蒸发除去。涂覆材料没有任何表面活性剂添加剂时也是有利的,因为在此类添加剂的情况下,经常存在不期望的分离的风险,这些分离通常仅在与储存稳定性有关的长期检测中显现出来。

以聚甘油脂肪酸酯作为主要组分的所提出的涂覆材料的使用不限于HMC方法,无论任何方法,只要通过喷涂涂覆材料的熔体而将涂覆材料变成中空球形异质同晶的形状即可,所述中空球形异质同晶的形状的内腔具有上述分散材料,其中分散材料优选地具有至少一种活性药物成分。令人惊讶地,还可以利用所提出的涂覆材料来以稳定方式涂覆一种或多种活性药物成分的晶体,而没有必要必须事先提供具有一种或多种佐剂的微粒或附聚物。

热熔涂覆方法,在所述热熔涂覆方法中对分散材料涂覆具有根据权利要求1至13中的一项所述的组合物的涂覆材料,与现有技术相比产生更优的最终产品,所述最终产品可在其释放动力学方面进行很好的调节并且也可储存更长时间段而不会降低质量,。由此,这种热熔涂覆方法预期还向具有至少一种药物活性成分的分散材料提供熔化涂层,特别地还提供具有至少一种热不稳定的药物活性成分的此类分散材料,其中热不稳定在此意指已经在高于100℃下暴露一小时之后,有效活性降低2%。当药物活性成分的所有分子均以其活性形式存在或可在体内转化为活性形式时,存在药物活性成分的100%有效活性。

令人惊讶地,在HMC方法的对结果至关重要的参数(特别是空气进口温度)的变化中,能够确定对于所提出的涂覆材料,所述空气进口温度不必须比涂覆材料的凝固温度低5℃至15℃,反而,可能由于所提出的涂覆材料的与现有技术相比更低的、特定的比热容,可使所述空气进口温度升高高达1℃至2℃,并且因此有效地防止在喷涂方法期间形成不期望的附聚物。

具体实施方式

在下文中,利用图示和实例更详细地解释所提出的涂覆材料以及涂覆材料与分散材料的组合具有的性质,以及在使用所提出的涂覆材料的热熔涂覆方法中以何种方式考虑哪些参数。

将595g的PG4和625g的C18脂肪酸置于具有蒸馏桥的玻璃设备中并熔化。反应在真空下于200℃至240℃下进行。进行酯化直到达到AN<1.0mg KOH/g为止。

如上所述合成的偏酯PG(4)-C18在利用气相色谱-质谱联用(GC-MS)进行检测时显示出图1所示的定量主要结构。

图2示出利用动态差示量热法对PG(4)-C18进行检测的结果,其中图的X轴上的温度值被分配给Y轴上的以mW/g表示的热流。图2左侧的图示出偏酯PG(4)-C18的两次测量的两条几乎全等的曲线,这两条曲线分别恰好具有一个吸热最小值,所述吸热最小值可被分配给在偏酯熔化时从固相到液相的耗能的转变。图2右侧的图示出偏酯PG(4)-C18的恰好一个放热最大值,所述放热最大值可被分配给在偏酯凝固时从液相到固相的释放能量的转变。利用NietzschGmbH,95100Selb,Germany的DSC 204F1 Phoenix进行测量。其中,将3mg-4mg的样品称量到铝坩埚中,并且以每分钟5K的加热速率连续地记录热流。以相同的加热速率进行第二轮。

图3示出与聚甘油脂肪酸酯的期望表现相比,在加热时利用动态差示量热法进行检测的期间,多态三酰基甘油的典型表现。在此,可看出在其之间具有放热最大值的两个局部吸热最小值,其中左边的第一个吸热最小值由于不稳定的α-变体熔化而发生,之后是在结晶成更稳定的β-变体时的放热最大值,所述β-变体进而在温度进一步升高时熔化,这可通过右边的第二个吸热局部最小值识别出来。

图4示出在常温下储存6个月之后,在加热时利用动态差示量热法检测的PG(4)-C18偏酯。图5示出在40℃下储存6个月之后,在加热时利用动态差示量热法检测的PG(4)-C18偏酯。在这两种情况下,仍然无法看到可表明在熔化之后结晶成更稳定的变体的放热最大值。

对于WAXS和SAXS分析,使用配备有分辨率为3.3埃-4.9埃(WAXS)和10埃-1500埃(SAXS)的两个直链位置敏感检测器的点聚焦相机系统S3-MICRO(其以前是Hecus X-raySystems Gesmbh,8020Graz,Austria,现在是Bruker AXS GmbH,76187Karlsruhe,Germany)。将样品引入到直径为大约2mm的玻璃毛细管中,所述玻璃毛细管随后用蜡密封并置于毛细管旋转单元中。将单个测量在常温下暴露于波长为1.542埃的x射线束长达1300秒。

图6示出包括PG(4)-C18偏酯(被标记)的各种聚甘油脂肪酸酯在低于其凝固温度下的WAXS分析的结果,所有结果均显示出在2θ为21.4°下的强度最大值。布拉格角对应于415pm的网络平面的距离,这对于α-变体的层状堆叠是典型的。强度最大值在常温下储存6个月时(如图7所示)和在40℃下储存6个月时(如图8所示)都保持稳定。

图9示出各种聚甘油脂肪酸偏酯的SAXS分析的结果。可针对PG(4)-C18偏酯推导出65.2埃的片层距离。根据谢乐公式,微晶的厚度为12.5nm,其中谢乐常数为0.9,波长为1.542埃,FWHM值为0.0111并且布拉格角θ为0.047(rad)。PG(4)-C18偏酯的SASX分析的值在常温和40℃(未示出)下储存六个月之后均保持恒定。

流变仪Physica-模块化紧凑型流变仪(MCR 300,Anton Paar GmbH,8054Graz,Austria)用于测量粘度。使用恒定剪切力在具有锥形板的CP-50-2系统上进行测量。在此,样品直接在板上熔化,并且在80℃和100℃下确定粘度。PG(4)-C18偏酯的粘度相应地在80℃下为74.38mPa·s以及在100℃下为34.46mPa·s。因此,偏酯可在热熔涂覆方法中被很好地处理。

动态差示量热法的评估也允许表述PG(4)-C18偏酯的凝固温度。在样品冷却时放热最大值的峰在53.4℃与57.0℃之间出现并且最大值在55.2℃处,其标记为凝固温度。

图10示出说明接触角的测量(参见段落[0020])的图。对于PG(4)-C18偏酯,接触角为大约84°,其与大约5.2的HLB值相关。与其他聚甘油脂肪酸酯相比,PG(4)-C18偏酯被分配给亲水性更高的聚甘油脂肪酸酯,如从图11可见(图中=PG4-C18),并且因此适用于对期望立即释放的活性药物成分的涂覆,因为5.2的HLB值高于约为4的HLB快速释放极限。图12示出在常温下16周之后(中间柱)和在40℃下16周之后(右柱),PG(4)-C18偏酯的接触角(中间图)与起始测量结果(左柱)相比的改变。接触角的改变不超过10°,因此与单甘油脂肪酸酯(例如像三硬脂酰甘油)相比,疏水性可被描述为稳定的。以上描述也适用于同在图12中所示的PG3-C16/C18偏酯(左图)和PG6-C18偏酯(右图)。

图13示出用PG(4)-C18偏酯和替代地用PG(3)-C16/C18偏酯涂覆的颗粒的释放动力学,每种偏酯具有600mg的N-乙酰半胱氨酸。PG(4)-C18偏酯的含量占经涂覆的颗粒总重量的45%,PG(3)-C16/C18偏酯的含量占经涂覆的颗粒总重量50%。Y轴上的值代表释放的N-乙酰半胱氨酸的百分比含量,X轴上的值代表以分钟为单位的时间。利用符合USP-II的装置DT820LH(ERWEKA GmbH,63150Heusenstamm,Germany)进行释放研究,所述装置具有自动样品收集器。在以下条件下,利用高压液相色谱法(High Pressure LiquidChromatography,简称HPLC)分析收集的样品:柱:Synergi Fusio RP4mm,80埃,250mm×4.6mm;上游柱:Atlantis T3(5μm);流动相:乙腈5%/水95%(pH 1.6);流速:1mL/min;进样量:20mm;柱温度:21℃;自动样品收集器的温度:5℃;波长:220nm;运行时间:20分钟。涂覆有PG(4)-C18偏酯的颗粒具有立即释放特性,其中在前5分钟内释放少于10%的N-乙酰半胱氨酸,并且在前30分钟内释放超过85%的N-乙酰半胱氨酸。为了实现更有效的味道掩蔽,还可利用所使用的进入空气的较高温度和较高喷涂速率来进行所使用的HMC方法,以便进一步减少前5分钟内N-乙酰半胱氨酸的释放量。归因于涂覆有PG(3)-C16/C18偏酯的颗粒的释放动力学,味道掩蔽可被认为是成功的。在此,在对于味道掩蔽至关重要的前5分钟内几乎没有释放的发生。

图14示出开始时、在40℃下储存一个月、三个月和五个月之后,涂覆有PG(4)-C18偏酯的N-乙酰半胱氨酸颗粒的释放动力学。释放动力学没有显著差异,产品稳定。

图15示出开始时、在常温下储存一个月之后和在40℃下储存一个月之后,涂覆有PG(3)-C16/C18偏酯的N-乙酰半胱氨酸颗粒的释放动力学。释放动力学在此也没有显著差异。

利用具有PG(3)-C16/C18偏酯作为主要组分的涂覆材料的成功的味道掩蔽能够不仅仅通过HMC方法参数的优化来实现。Innojet Ventilus V-2.5/1实验室系统与Innojet热熔装置IHD-1(Romaco Holding GmbH,76227Karlsruhe,Germany)结合用作涂覆装置。PG(3)-C16/C18偏酯在100℃下熔化并且喷涂到平均直径为约500μm的N-乙酰半胱氨酸晶体上。HMC运行的样品大小分别为200g的分散材料。在各种HMC运行中改变喷涂速率和空气进口温度,以便确定涂覆的优化设置。其中,根据以下方程确定涂覆方法的有效性:有效性(%)=实际涂覆量/理论上可达到的涂覆量x 100,其中实际涂覆量是在相应HMC运行中使用的施加到乙酰半胱氨酸晶体上的涂覆材料的百分比含量。在5g/min的喷涂速率和35.0℃的空气进口温度下,有效性为90.7%。空气进口温度增加到40.0℃使得有效性提高到91.0%。令人惊讶地,喷涂速率增加到7.5g/min并且空气进口温度增加到50℃导致有效性达到100%。两个有效性值90.7%和91.0%意指在N-乙酰半胱氨酸晶体表面上可发生扩散和分布之前,9.3重量%或相应地9.0重量%的涂覆材料发生凝固。不含活性成分的凝固液滴在相应的运行结束时作为灰尘被收集并且进行称重。在90.7%的有效性情况下,灰尘为18.6g,在91.0%的有效性情况下,灰尘为18.0g。其中,在空气进口温度比涂覆材料(在这种情况下为PG(3)-C16/C18偏酯,其凝固温度为51.7℃)的凝固温度低2℃下实现了100%的有效性。与常规HMC涂料相比用于所提出的涂覆材料的聚甘油脂肪酸酯的低比热容可能是与现有技术相比,现在可能在空气进口温度的设置中具有更大的有利灵活性的原因。在公布K.Becker等人的“Solvent-free melting techniques for the preparation of lipid-based solid oral formulations”(Pharmaceutical Research,2015年5月,32(5),1519-45)中,空气进口温度比HMC涂覆材料的凝固温度低5℃至15℃仍被认为是必不可少的。

与利用具有PG(4)-C18偏酯的涂覆材料的释放试验不同,为了确定用PG(3)-C16/C18偏酯涂覆的N-乙酰半胱氨酸晶体的释放动力学,替代自动样品收集器,使用Lambda 25光谱仪(Perkin Elmer Inc.,Waltham,Massachusetts,USA)来进行UV辐射/可见光的综合检测。释放试验在37℃的900mL超纯水中以100转/分钟的桨式搅拌速度进行,所述超纯水得自Merck KGaA,Darmstadt,Germany。释放特性的标度设置为:初始设置为0%,并且在释放结束时为释放水平的100%释放。图16示出在HMC方法中,在空气进口温度为35℃、40℃和50℃下所涂覆的颗粒的释放曲线。在50℃下以100%有效性涂覆的颗粒在前5分钟内几乎没有释放N-乙酰半胱氨酸。因此,在优化空气进口温度之后,可以令人惊讶地以这种方式在使用所提出的涂覆材料的情况下,使使用具有PG(3)-C16/C18偏酯作为主要组分的涂覆材料的HMC方法非常适合味道掩蔽。

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