专利名称：用于吸入的抗生素微粒的制作方法囊性纤维化、也称作CF、mucovoidosis或粘液粘稠病是致命性的遗传病。尽管从技术上说其被视为罕见疾病，但是囊性纤维化被分类为最广泛的缩短寿命的遗传病之ー并且它影响全世界60，000以上的人。它与氯离子通过外分泌腺上皮膜转运过程中的损伤相关，导致其分泌物的含水量減少。支气管淋巴结的扩张和肥大的形态改变后发生粘液塞。所述气道中粘性的粘液能够使得细菌定居，随后是呼吸道感染，促成进行性的组织损害。流感嗜血菌(HaemophiIusinfluenzae)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)是首要的病原体，它们定居在儿童气道。当肺病发展时，病原体铜绿假单胞菌(Pseuaomonas aeruginosa)疋居随之发生。 在铜绿假单胞菌间歇性定居期限后，这种定居在大部分CF患者中变成慢性的，实际上根除是不可能的。属于氨基糖苷类家族的抗生素且特别是妥布霉素等是目前通过胃肠外途径使用。所述抗生素通过减少肺衰退和改善肺功能抵抗CF进展。然而，氨基糖苷类难以透入支气管内分泌物(痰)，从而迫使大静脉内剂量才能够在感染部位达到有效浓度。这些高剂量使得患者处于肾毒性和耳毒性效应的风险中。通过经雾化给药入肺可以克服这些问题，因为通过这种途径，所述抗生素难以通过肺上皮表面吸收，同时保持化学稳定性。特别地，通过不同类型的喷雾器给予妥布霉素[(2S，3R，4S，5S，6R)-4_氨基 _2_ {[ (IS, 2S, 3R, 4S, 6R) -4, 6- ニ氛基-3- {[ (2R, 3R, 5S, 6R) -3-氛基-6-(氛基甲基)-5-轻基卩惡烧~2~基]氧基} ~2~轻基环己基]氧基} -6-(轻基甲基)卩惡烧_3，5- _.醇]的水性制剂目前在TOBI (Novartis Pharm Corp)和BRAMITOB (ChiesiFarmaceutici SpA)商标下销售。然而，雾化无法完全满足患者的依从性，因为患者需要医院或家庭环境的递送装置。此外，许多报道已经显示CF患者使用的喷雾器被细菌污染，使得其定期清洁和消毒成为必不可少。喷雾器的另ー个缺陷可能是其低效率。通过称作干粉吸入器(DPIs)的适合的装置给予的粉末制剂可以被视为用于吸入的妥布霉素制剂的适合的可替代选择，因为这些系统可以提供更为便利和更为快速的给药。特别地，由于其高治疗剂量，所以基于胶囊的干粉吸入器应被视为是适合的装置。提供有效的妥布霉素干粉制剂需要解决的ー些问题在于那些在制备所述类型制剂中通常面临的问题，即应显示适合的流动性、在使用前装置中足够的化学和物理稳定性和产生良好的可吸收的部分(fraction)并且递送精确治疗活性剂量的活性成分。特别地，由于其高剂量和由此的每粒胶囊中的高粉末载量(等于或大于15mg)，所以要求制剂显示适合的流动性以使吸入器启动时胶囊有效排空和由此可再现地发射的剂量。此外，众所周知妥布霉素是吸湿性的。除影响化学稳定性外，由于湿度还影响流动性，所以还应对减少残留水量和贮存后的水摄取给予特别关注。这些制备用于DPI妥布霉素制剂的任务显然不易于作为目前尚在市场上销售的产品能够解決。 WO 03/053411和WO 2006/066367公开了包含磷脂类的妥布霉素制剂。然而，其应用引入了有关它们物化稳定性的关注。更近来，Parlati等人(Pharm Res 2009, 26(5)，1084-1092)提供了有关通过喷雾干燥制备的包含硬脂酸钠的妥布霉素粉末。然而，仍然存在提供包含属于氨基糖苷类家族的抗生素例如妥布霉素的适合于DPI给药的粉末的需求。特别地，另外高度有利的是提供易于不使用溶剂制备且特别是不使用水性溶剂制备的制剂，因为残留的水可以影响粉末的化学稳定性和/或流动性。通过本发明的制剂解决了现有技术的问题和缺陷。
本发明提供了用于肺部给药的干粉制剂，其包含属于氨基糖苷类家族的抗生素和硬脂酸镁颗粒和任选的生理学可接受的药理学惰性的载体组成的机械融合的(mechano-fused)微粒,所述的氨基糖苷类家族的抗生素的用量等于或大于90%w/w,所述硬脂酸镁的用量等于或小于10%w/w，其中所述硬脂酸镁涂敷(coats)药物颗粒整个表面的至少 50%o优选所述抗生素是妥布霉素。在另ー个方面中，本发明涉及机械融合的微粒。 本发明还提供了与填充了本发明干粉制剂的干粉吸入器一起使用的胶囊。在另ー个方面中，本发明提供了通过机械-融合制备本发明微粒的方法。在另ー个方面中，本发明提供了属于氨基糖苷类家族的抗生素和硬脂酸镁颗粒组成的微粒，所述的氨基糖苷类家族的抗生素的用量等于或大于90%w/w，所述硬脂酸镁的用量等于或小于10%w/w，其中所述硬脂酸镁涂敷药物颗粒整个表面的至少50%，该微粒可通过机械-融合得到。本发明还涉及本发明的机械-融合的微粒，其用于治疗与肺部疾病相关的支气管内细菌感染。本发明还涉及本发明的机械-融合的微粒在制备用于治疗与肺部疾病相关的支气管内细菌感染的药物中的应用。在另ー个方面中，本发明涉及本发明用于治疗与肺部疾病相关的支气管内细菌感染的机械-融合的微粒。甚至在另ー个方面中，本发明提供了治疗与患者肺部疾病相关的支气管内细菌感染的方法，包含给予治疗有效量的本发明机械-融合的微粒。定义本文所用的术语〃活性药物"、〃活性成分"、〃活性剂〃和〃活性物质"、〃活性化合物〃和〃治疗剂〃是同义词。 可以将干粉吸入器分成两种基本的类型i)单剂量吸入器，用于给予单一再分(subdivided)剂量的活性化合物；通常将每ー单剂量填充入胶囊；ii)多剂量干粉吸入器，其预加载足以用于较长治疗周期的用量的活性成分。本文所用的术语〃涂敷层(coat) 〃指的是润滑剂硬脂酸镁围绕活性颗粒形成薄膜。当硬脂酸镁的量不足以围绕活性成分的全部颗粒整个表面形成薄膜吋，涂敷层(coating)仅是部分的。术语〃基本上纯〃指的是具有大于90%w/w、优选等于或大于93%w/w的化学纯度的活性成分。—般而言,通过用激光衍射测定称作体积直径(volume diameter)的特征等价球体直径对颗粒的粒度进行定量。还可以通过借助于本领域技术人员众所周知的适合的仪器测量质量直径(massdiameter)对粒度进行定量。体积直径(VD)涉及质量直径(MD)乘以颗粒密度(推断颗粒的大小不依赖性密度)。术语〃机械-融合的〃指的是由两种不同材料构成的微粒，其中通过干燥方法将第一种材料以机械方式融合在第二种材料上。将粒度表示为体积直径并且将粒度分布表示为i)分别相当于颗粒直径50% (按重量或体积计)的体积中间直径(VMD);和ii)分别为10%和90%颗粒的以微米计的体积直径(VD)。本文所用的术语〃聚集的〃以两种不同含义使用。术语〃聚集的微粒〃指的是由ー种以上微粒组成的颗粒，那些微粒彼此粘合。例如，I. 5微米的[d(v，0. 5)]聚集的微粒可以由大量具有较低直径的彼此粘合的微粒组成。相反，术语〃松散-聚集的微粒〃指的是软聚集物形式的颗粒，其易于打碎而得到单ー微粒。术语〃适合的流动性〃指的是在制备方法过程中易于操作并且能够确保精确和可再现地递送治疗有效剂量的制剂。表述"活性成分的精确治疗活性剂量"指的是制剂，其中在启动时，平均发射的剂量等于或大于60%的标称剂量,优选大于65%,甚至更优选大于70%。表述〃化学稳定〃指的是在贮存时满足EMEA Guideline CPMP/QWP/122/02涉及"现存活性物质和相关终产品稳定性测试"要求的制剂。表述〃物理稳定〃指的是在使用前和贮存时在装置中不改变其物理状态的制剂。表述’可吸收’指的是可以达到患者深部肺的活性成分颗粒的百分比指标。使用适合的体外仪器典型地是Multistage Cascade Impactor或Multi StageLiquid Impinger (MLSI)、根据常用药典中报道的方法评价可吸收部分、也称作细颗粒部分(FPF)。然而,可以有利地使用实施例中报道的其他仪器例如Twin Stage Apparatus或SprayTec 仪器。 根据相当于具有小于约5微米的直径的颗粒的可吸收剂量与递送(发射的)剂量之比计算。明显大于30%的可吸收部分(FPF)是良好气雾剂性能的指标。术语〃治疗有效量〃指的是属于氨基糖苷类家族的抗生素在通过如本文所述的干粉制剂递送至肺部时提供期望的生物效应的用量。


附图显示通过本发明机械-融合的微粒的SEM得到的图片，所述微粒由(a) 99%妥布霉素和1%硬脂酸镁；(b) 95%妥布霉素和5%硬脂酸镁组成。发明详述本发明部分基于如下发现通过机械-融合用硬脂酸镁干燥涂敷属于氨基糖苷类家族的抗生素例如妥布霉素的活性颗粒增加了所述颗粒的气雾剂性能。因此，在第一个方面中，本发明涉及用于肺部给药的干粉制剂，其包含属于氨基糖苷类家族的抗生素和硬脂酸镁颗粒组成的机械融合的微粒，所述的氨基糖苷类家族的抗生素的用量等于或大于90%w/w，所述硬脂酸镁的用量等于或小于10%w/w。属于氨基糖苷类家族的抗生素可以有利地选自妥布霉素、卡那霉素A、地贝卡星、阿米卡星和阿贝卡星。本发明微粒中所述的氨基糖苷类可以作为碱或其药学可接受的盐，例如硫酸盐、硝酸盐、氯化物和溴化物使用。优选的抗生素是妥布霉素，其优选作为碱使用。当作为盐使用时，优选2: 5化学计量比的硫Ife妥布霉素。或者,可以使用其他妥布霉素盐,例如硝酸盐。本发明微粒中的硬脂酸镁以等于或小于10%w/w的量存在。有利地，硬脂酸镁以
0.1-10%、更有利地以0. 5-5%w/w的量存在。在一个实施方案中，该用量还可以是0. 5_2%w/w。在其他实施方案中，该用量可以是 5_10%w/w 或 2_5%w/w。在一个特别优选的实施方案中，该用量在0. 5-1. 0%w/w。由此可以计算抗生素的其余部分。就本发明的微粒而言，需要硬脂酸镁涂敷药物颗粒整个表面至少50%，有利地至少60%，优选至少75%，更优选至少80%。涂敷层的存在可以通过视觉方法定性检测，例如扫描电子显微镜检查(SEM)。可以根据其他已知方法测定涂敷的程度。例如，可以通过X-线光电子光谱法(XPS)，即众所周知的測定其他物质表面上ー些元素的分布程度和均匀性的工具测定本发明微粒的涂敷程度。在XPS仪器中，比能的光子用于激发样品表面下的原子的电子态。从表面射出的电子通过半球形分析仪(HSA)能量过滤，然后确定的能量強度由检测器记录。由于固态原子中的核心水平电子量子化，所以得到的能谱显示以样品表面上的原子电子结构为特征的共振峰。典型地,用购自Kratos Analytical (Manchester, UK)的 Axis-Ultra 仪器、使用以15mA发射电流和IOkV阳极电位(150W)操作的单色Al Ka射线(1486. 6eV)取得XPS测量值。低能电子流量枪用于补偿绝缘体充电。使用160eV分析仪通道能量和IeV步长获取观测扫描，从其中得到检测元素的定量。使用40eV分析仪通道能量和0. IeV步长获取Cls、0 Is, Mg 2s、N Is和Cl 2p区域的高分辨率扫描。所检查的区域就观测扫描而言约为700 u mx300 u m,就高分辨率扫描而言约为110 y m直径斑点。典型地，对常规进行的XPS实验引用了 10%的精确度。或者，可以通过首先测定微粒的水接触角、然后应用如Cassie和Baxter在Colombo I等人在Il Farmaco 1984，39 (10)，328-341的338页上报道的文献中公知的方程确定硬脂酸镁涂敷抗生素表面的程度。可以如Colombo等人在332页上所涉及的进行水接触角測量，即通过应用固着或固定点滴法进行，该方法预计液滴沉积在以通过压紧得到的圆盘形式粉末表面上(压紧粉末圆盘法)。可以使用购自Lorentzen Wettre (Sweden)的可湿性测试仪。可以有利地用于测定硬脂酸镁涂敷抗生素表面程度的其他工具是偶联SEM或飞行时间二次离子质谱法(TOF-SIMS)的IR和拉曼光谱。所述工具是本领域技术人员公知的且使用它们的操作方法属于其一般知识范围内。从附图中可以看出，与获自溶液的微粒例如具有球形的喷雾干燥的微粒相反，还可以理解本发明机械融合的微粒形状是不规则的和非球形的。扫描电子显微镜检查(SEM)或光学显微镜可以用于定性地预测本发明微粒的特征，例如颗粒形状及其表面形态。得到的平滑和润滑的表面显然減少了粉末内颗粒间力(分子间表面力和磨擦力)，由此在雾化过程中产生更好的分散性能。本发明机械融合的微粒可以是结晶或无定形。然而，表示为相对于微粒总重的重量％的无定形度百分比可以明显改变且可以等于或大于50%、优选至少70%、甚至更优选至少 90%o可以使用X-射线粉末衍射或其他本领域技术人员公知的技术例如示差扫描量热法(DSC)或微量热法测定所述的无定形度(amorphicity)百分比。本发明微粒的粒度低于15微米。有利地，至少90%的微粒具有低于约10微米的体积直径。更有利地，不超过10%的微粒具有低于0. I微米的体积直径[d(v，0. I)]。优选不超过50%的微粒具有低于0. 6微米的体积直径[d (V，0. 5)]，优选[d (V，0. 5)]在0. 7-2. 0微米，更优选0. 8-1. 5微米。可以通过公知方法的激光衍射确定粒度方法。本发明机械融合的微粒可以以非聚集例如单个或稳定的聚集微粒形式存在，那些稳定的聚集微粒具有上述范围之一包含的粒度。本发明的微粒显示极低量的残留水，例如低于5. 0%w/w,优选在4. 8%-4. 5%w/w,正如根据公知方法例如Karl-Fisher方法测定的。、
实际上已经发现，照此与抗生素相比，本发明微粒中的残留水量没有显著增加。还发现硬脂酸镁在涂敷的同时能够使微粒与环境湿度隔离(至少部分活性成分颗粒表面)。正如上文报道的，除影响化学稳定性外，由于湿度还对流动性产生不良影响，所以可以将上述情况视为另ー个优点。就流动性而言，本发明的微粒还显示如下特征-倾倒密度(poureddensity)在 0. 16-0. 35g/ml ；-拍实密度在0. 25-0. 60g/ml ；-Carr指数低于50%，优选等于或小于46%，更优选低于40%。
所述エ艺特征使得相关制剂适合于通过基于胶囊的干粉吸入器进行肺部给药。所述制剂可以仅由本发明的微粒组成或可以包含生理学可接受的药理学惰性的载体。这种载体单纯用作填充剂，此时期望它降低粉末中递送给患者的活性剂浓度或可以用于改善粉末分散装置内粉末的分散性，以提供更有效的和可再现的活性剂递送并且改善活性剂的加工性能(例如流动性和稠度)，从而有利于制备和粉末填充。载体可以由任意无定形或结晶生理学可接受的动物或植物来源的惰性材料或其组合构成。优选的材料是结晶糖，例如单糖类，例如葡萄糖或阿拉伯糖；或ニ糖类，例如麦芽糖、蔗糖、右旋糖或乳糖。还可以使用多元醇类，例如甘露糖醇、山梨醇、麦芽糖醇、拉克替醇。最优选的材料是a-乳糖一水合物。制剂还可以包含ー种或多种活性成分，优选另ー种用于通过吸入治疗细菌感染的抗生素或其他适合的赋形剂，例如矫味剂和味道掩蔽剂。本发明由本发明微粒组成的制剂在雾化时产生极佳的可吸入的部分，其有利地大于30%，更有利地大于35%，优选大于40%，更优选大于50%。发射的剂量可以有利地大于60%，优选大于70%。在ー些具体的实施方案中，当硬脂酸镁的量在0. 5-1. 0%时，为了进ー步改善发射的剂量和可吸入的部分，可以使本发明的微粒进行松散聚集，得到松散聚集的微粒，优选通过在两种180至710 ii m筛之间振动粉末进行。在另ー个方面中，本发明通过机械融合提供了本发明微粒的制备方法。机械融合是简单的干燥机械方法，设计它是为了将薄层润滑剂施加于颗粒表面上。将细活性剂颗粒和硬脂酸镁颗粒进料入机械融合驱动容器，其中它们经历离心力并且对容器内壁挤压。在转鼓与部件之间使用相对高速在固定清洁的转鼓壁与弯曲的内部部件之间挤压粉末。内壁和弯曲部件一起形成缝隙或隙，其中颗粒相互挤压。作为结果，颗粒经历极高的剪切力和极强的压应力，因为它们在内转鼓壁与内部部件(具有壁内转鼓壁更大的弯曲)之间被俘获。颗粒在足够的能量下猛烈地彼此相互碰撞，从而局部加热和软化、破碎、扭曲、弄平和包裹核心颗粒周围的疏水性材料颗粒，以形成涂敷层。能量一般足以破碎聚集物，而活性成分的粒度基本上保持相同。外部容器或内部部件可以旋转以提供相对运动。这些表面之间的缝隙相对小且典型地小于10mm、优选小于5mm、更优选小于3mm。这ー缝隙是固定的且随后导致对挤压能量的控制优于ー些其他研磨形式例如球磨机提供的挤压能量控制。此外，优选对研磨介质表面无压紧，使得损耗和随后的污染降至最低。还可以存在刮板以打碎容器表面上任意的饼状材料累积。当使用细粘合剂原料时，这是特别有利的。可以通过使用加热/冷却加套(jacked)构建成的转鼓容器壁控制局部温度。可以通过容器再循环粉末。
优选使用来自Hosokawa Micron Corporation, Japan 的设备例如]Nobilta 和Nanocular 机械融合的处理器。两种系统都包含具有旋转轴柄的圆筒状容器。在Nobilta 处理器中，桨沿轴柄的长度伸展并且伸展外出距容器壁内约imm。因此，当柄旋转时，刀片连续接近容器壁扫掠(swe印)，从而确保全部粉末处于恒定和猛烈的运动中。由于桨的高转速，所以粉末被螺旋推进至壁，作为結果，该混合物在桨面上经历极高的剪切力和壁与桨之间的压应力。在Nanocular 处理器中，运动是类似的，但因不存在桨面和壁与压カ头之间的高度压应カ而压紧程度低。加工时间取决于具体的处理器，可以由本领域技术人员根据批量大小的不同适当调整。在一些实施方案中，加工可以进行至少2分钟时间，优选至少5分钟，更优选至少10分钟。在本发明的一些实施方案中，加工时间可以在10-20分钟。此外，转速应取决于具体的机械融合处理器和所加工的批量大小。典型地，可以使用不高于IOOOOrpm的转速，有利地不高于6000rpm,优选在1000-5000rpm,更优选在 2000_3000rpm。或者，可以将转速定义为与以m/s计的而不是以rpm计的桨尖速度相同的速度。桨尖速度取决于转子直径。由于转子直径约为9. 2cm，所以可以有利地使用的桨尖速度高于5m/s,优选高于10m/s,更优选高于25m/s。可以有利地使用其他类似的设备例如Cydomix (Hosokawa)和Hybridiser(Naraノ。在通过上述方法制备微粒时，微粒中的抗生素基本上保持化学纯。本发明微粒中抗生素的剂量可以在宽的限度内改变，这取决于细菌感染的性质、所治疗的疾病类型和患者的类型。本领域技术人员可以确定每位患者的治疗有效量且由此确定适合的剂量。当使用妥布霉素时，用于通过吸入治疗与囊性纤维化相关的铜绿假单胞菌支气管内感染的典型单位剂量可以在20mg-160mg (计算为游离碱)，优选在30_90mg,姆日I次至姆日3次对患者给药。根据DPI装置的不同，可以从单一容器中给予单位剂量，或优选可以将其分入多个容器，例如用于依次给予的胶囊，或从排列在DPI装置内的ー个以上容器中给予单位剂量。因此，每个胶囊可以单独填充单个单位剂量以下的剂量。例如，可以将单位剂量分成2-6粒胶囊，优选3-5粒胶囊。典型地，当使用妥布霉素吋，每粒胶囊填充表示为游离碱的12_40mg、优选15-30mgo在优选实施方案之一中，为了改善可吸入部分，每粒胶囊的粉末载量为15mg。可以使用用于制药应用的任意胶囊,例如3号HPMC胶囊或明胶囊。本发明的制剂可以用于治疗与肺部疾病相关的任意支气管内细菌感染，例如囊性纤维化(CF)、非-CF支气管扩张症、肺炎慢性阻塞性疾病和肺結核。优选它可以用于治疗因革兰氏阴性菌例如铜绿假单胞菌导致的感染。特别地，本发明的制剂可以用于治疗具有已知定居铜绿假单胞菌的囊性纤维化的患者。总之，本发明的微粒的优点包括如下事实相关制剂在物理和化学上稳定，对水摄取较不敏感，产生高吸收的部分，确保治疗有效剂量的精确性和可再现性递送，和比已知制剂更容易和更经济地制备。

as — dv--
Cl (%) = ds X 100通过激光衍射的粒度-通过激光衍射(Mastersizer S，MalvernInstruments, Worcestershire, UK)、使用安装小体积样品呈递部件(容量150ml)的300 RF透镜测定粒度分布。将粉末调配成0.065%的ニ辛基磺基丁ニ酸钠盐的正己烷溶液。将样品在分散剂中超声处理5min，然后測定。将有关密度、Carr指数和粒度的结果(平均值+相对标准偏差)报道在表I中。TMC代表妥布霉素，MgSt代表硬脂酸镁。


本发明涉及用于吸入的粉末制剂，其包含抗生素和硬脂酸镁组成的微粒。本发明还涉及所述微粒的制备方法及其在治疗与一些肺部疾病相关的细菌感染中的应用。