專利名稱：：穩(wěn)定的前列腺素e1的制作方法前列腺素E1(PGE-1)本身是一種不穩(wěn)定的化合物。PGE-1化學(xué)名稱為(11a，13E，15S)-11，15-二羥基-9-氧代前列腺-13-烯-1-酸；或3-羥基-2-(3-羥基-1-辛基)-5-氧代-環(huán)戊烷庚酸；且通常是指二羥基氧前列腺烯酸或PGE-1。PGE-1是一種主要的前列腺素，其易從純化的生物提取物中結(jié)晶。本發(fā)明的一個(gè)目的是開發(fā)室溫下穩(wěn)定的PGE-1制劑。更為優(yōu)選的是一種穩(wěn)定低劑量(5-20μg)PGE-1制劑的方法，該制劑適用于治療勃起機(jī)能障礙。對(duì)凍干PGE-1所做的各種努力描述于U.S.專利3,952,004和3,927,197。第一份專利“004描述了將PGE-1穩(wěn)定在叔丁醇和氯化鈉中，以及乳糖或其它“單糖”使PGE-1不穩(wěn)定。第二份專利’197描述了以叔丁醇穩(wěn)定的PGE-1。盡管做出各種努力以穩(wěn)定PGE-1，仍需要更好和更有效的方法以延長貯藏期和保持功效?？紤]到PGE-1在固體狀態(tài)時(shí)的濃度，PGE-1制劑在乳糖中似乎是經(jīng)表觀二級(jí)機(jī)理而降解。通過使PGE-1在合適的乳糖稀釋劑中濃度達(dá)到最低或通過使能影響二級(jí)速率常數(shù)的其它參數(shù)最優(yōu)化，可得到最大的穩(wěn)定性。二級(jí)速率常數(shù)受固態(tài)pH、緩沖液含量、含濕量、處理過程中叔丁醇的使用、冷凍速率和干燥速率的影響。所有這些參數(shù)均被最優(yōu)化以使二級(jí)速率常數(shù)值最小。本發(fā)明的主要方面是PGE-1凍干制劑，其制備過程包括a)將PGE-1溶解于乳糖和叔丁醇的溶液中，其中叔丁醇以約15％至33％(體積/體積)的量存在，乳糖與PGE-1的比例從約40,000∶1至約10,000∶1(重量/重量)(乳糖中25至100ppm)，由此形成分散于乳糖中的PGE-1制劑；b)以一種有機(jī)酸緩沖液(優(yōu)選檸檬酸鈉)調(diào)節(jié)并保持制劑的pH從約3.5至約6；c)冷凍制劑至約-50℃；以及d)干燥制劑，以達(dá)到含濕量低于干重的1％、叔丁醇含量低于干重的3％。優(yōu)選制劑中的PGE-1在乳糖中的量為約25至100ppm，以緩沖液的存在調(diào)節(jié)并保持pH為4至5。優(yōu)選的是，冷凍步驟c)包括一退火步驟，即冷凍制劑至約-50℃，加溫至約-25℃約2小時(shí)，然后再冷凍至約-50℃。在另一方面，本發(fā)明是一種制備穩(wěn)定的、凍干的PGE-1制劑的方法，其包括上述步驟。在又一方面，本發(fā)明為一種用于治療勃起機(jī)能障礙的冷凍干燥的PGE-1制劑。制劑的典型劑量為5-20μgPGE-1制劑。這些制劑相當(dāng)于乳糖與PGE-1的比例為從約40,000∶1至約10,000∶1(重量/重量)(乳糖中25至100ppm)。也就是說，5μg相應(yīng)于40,000∶1；10μg相應(yīng)于20,000∶1；20μg相應(yīng)于10,000∶1。本發(fā)明為凍干的PGE-1組合物，由無菌過濾的本體溶液制得，溶液中含20％(V/V)的叔丁醇(TBA)、表觀pH約為4。在冷凍干燥過程中，水和TBA均被除去。凍干后殘余的水和TBA分別為低于干燥塊狀物的0.5％和干燥塊狀物的0.5-2％。一種制劑中，凍干完成后一小瓶藥劑含23μgPGE-1(二羥基氧前列腺烯酸)，193.8mg無水乳糖和53μg檸檬酸鈉。重新將該凍干粉末溶于1.0ml注射用水或注射用抑菌水后，得到含20μg/mlPGE-1的溶液。將該凍干粉末裝入一個(gè)5ml小瓶中，在冷凍干燥室中以凍干形式密封，用一鋁制封蓋蓋上。利用Arrhenius方程和加速的穩(wěn)定性數(shù)據(jù)預(yù)測PGE-1的化學(xué)穩(wěn)定性。初始速率動(dòng)力學(xué)分析(即監(jiān)測主要降解產(chǎn)物PGA1的形成速率)可用來評(píng)估化學(xué)穩(wěn)定性。該設(shè)計(jì)好的穩(wěn)定性分析表明，當(dāng)以最優(yōu)化制劑和生產(chǎn)過程正確生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí)，當(dāng)產(chǎn)品存放于25℃或更低溫度時(shí)貯藏期應(yīng)長于24個(gè)月。初始工作集中于乳糖稀釋劑的使用和從叔丁醇(TBA)/水共溶體系中凍干。產(chǎn)生的冷凍干燥制劑表現(xiàn)出具有固體溶液的性質(zhì)。PGE-1在這類制劑中的降解可用二級(jí)機(jī)理進(jìn)行最好的描述?？赏ㄟ^使乳糖稀釋劑的量達(dá)到最多或PGE-1的量最少來提高穩(wěn)定性。固態(tài)二級(jí)動(dòng)力學(xué)很好地適用于Arrhenius型的溫度關(guān)系。殘余濕分表現(xiàn)出對(duì)穩(wěn)定性的不利影響。塊狀物的pH也影響穩(wěn)定性。在約pH4-5可獲得最佳穩(wěn)定性。向配方中加入最少量的檸檬酸鹽緩沖液以控制pH。從TBA/水共溶劑混合物中凍干比僅從水中凍干能提高制劑的穩(wěn)定性。通常，標(biāo)準(zhǔn)凍干技術(shù)可用于制備穩(wěn)定化PGE-1。更為優(yōu)選地，退火技術(shù)可用來減少和更為均一地控制凍干產(chǎn)品中殘余的叔丁醇。當(dāng)從17-25％TBA/水混合物中冷凍干燥時(shí)可獲得最佳穩(wěn)定性。制備穩(wěn)定化、凍干PGE-1制劑的方法控制著影響產(chǎn)品穩(wěn)定性的關(guān)鍵參數(shù)，這些參數(shù)包括存在的乳糖稀釋劑的水平、凍干塊狀物的表觀pH、含濕量、工藝過程中共溶劑叔丁醇的使用、凍干前的冷凍速率和方法，冷凍干燥速率及生產(chǎn)產(chǎn)品所用小藥瓶的大小。從叔丁醇(TBA)/水混合物中凍干緩沖的PGE-1乳糖制劑，與僅從水溶液體系中冷凍干燥相比可提供更高的產(chǎn)品穩(wěn)定性?？磥硎巩a(chǎn)品具有最大穩(wěn)定性的TBA水平是TBA量為17-25％(V/V)。選擇20％TBA水平作為制備PGE-1制劑時(shí)的共溶劑的量，因?yàn)樵撝德湓谧罴压踩軇┓秶鷥?nèi)。使用較低水平的TBA也會(huì)降低可燃性，減少凍干后將會(huì)產(chǎn)生的TBA廢物的量，減少產(chǎn)物中的異丙醇(工藝過程中TBA里的雜質(zhì))的量，降低生產(chǎn)過程中乳糖從共溶體系中沉淀的趨勢。穩(wěn)定性數(shù)據(jù)清楚地說明，從TBA/水共溶體系中凍干緩沖的乳糖PGE-1制劑比從水溶液體系中冷凍干燥的更為穩(wěn)定。當(dāng)使用TBA時(shí)改善穩(wěn)定性的機(jī)理是不為人知的，但看來它能使PGE-1分子在生產(chǎn)中的冷凍和凍干階段保持更遠(yuǎn)的距離。因此，建議最終制劑是從含20％(V/V)TBA的共溶體系中凍干的。所采用的這種TBA水平是非常重要的，因?yàn)樽罱K制劑中較低的TBA水平(≤17％)會(huì)使生產(chǎn)出的產(chǎn)品穩(wěn)定性大大低于使用至少20％TBA時(shí)的產(chǎn)品。希望終產(chǎn)品中所得殘余的TBA約為塊狀物重量的0.5至2％。對(duì)TBA和其雜質(zhì)(異丙醇，2-丁醇和異丁醇)的安全性評(píng)估推斷出，200μg冷凍干燥的塊狀物中不多于3％的TBA水平是可接受的，且其它殘余的有機(jī)溶劑不應(yīng)多于200mg冷凍干燥塊狀物的0.5％。對(duì)乳糖加熱會(huì)對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性造成不利影響。穩(wěn)定性數(shù)據(jù)清楚地指出，冷凍干燥循環(huán)(初次和二次干燥)的精確檢查對(duì)再現(xiàn)生產(chǎn)大量具有相同穩(wěn)定性的產(chǎn)品是至關(guān)重要的。因此，穩(wěn)定性可以是過程參數(shù)的函數(shù)。因?yàn)镻GE-1降解動(dòng)力學(xué)適于(至少從經(jīng)驗(yàn)上)二級(jí)機(jī)理，所以用乳糖簡單稀釋PGE-1可提高穩(wěn)定性。這一點(diǎn)提示人們，使用于給定量PGE-1的乳糖量最大將獲得最佳穩(wěn)定性。對(duì)于20μg/ml的PGE-1制劑，為配制最佳制劑所選擇的乳糖量為204mg一水合乳糖。凍干后，降去5％的水，小瓶中所得乳糖為193.8mg。193.8mg無水乳糖的塊狀物體積約為0.13ml。因此，用1.0ml稀釋后，理論上乳糖溶液的濃度為193.8mg/1.13ml或172mg/ml。用1.0ml稀釋后，生產(chǎn)20μg/ml溶液所需的PGE-1量為1.13ml×20μg/ml或22.6μg。人們已確定，塊狀物pH也影響產(chǎn)品穩(wěn)定性。當(dāng)塊狀物pH保持在pH4至5左右時(shí)可獲得最大穩(wěn)定性。檸檬酸鹽和乙酸鹽緩沖液均可使用；然而，選擇檸檬酸鹽緩沖液作為PGE-1配方的緩沖液，因?yàn)樗怯糜诜悄c道產(chǎn)品的常用緩沖液。因?yàn)镻GE-1對(duì)酸和堿水解均敏感，所以可能發(fā)生PGE-1分子的一些緩沖液催化。為最終制劑選擇的檸檬酸鹽緩沖液的量基于下面的兩方面間的平衡，即足以控制pH的足夠的緩沖液，而其自身不會(huì)明顯提供一個(gè)可選的催化路徑。為最終制劑選擇的檸檬酸鹽水平為53μg檸檬酸鈉/23μgPGE-1(3.17mol檸檬酸鹽/molPGE-1)。該水平的檸檬酸鹽在理論上僅會(huì)引起降解速率常數(shù)相對(duì)較小的增加(＜7％)。為確定是否存在足夠緩沖液以為產(chǎn)品貯藏期控制pH，具有這些緩沖液量的樣品在加速條件下降解至效力低于初始效力的90％。測定初始pH以及效力降低＞10％后的pH。pH值沒有明顯的變化。這證明了存在足量的緩沖液以在產(chǎn)品正常貯藏期中維持pH，這時(shí)的降解程度低于10％。產(chǎn)品中濕份的存在會(huì)對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性有負(fù)面影響。因此優(yōu)選在生產(chǎn)過程中制劑具有盡可能低的濕份水平，并在產(chǎn)品的整個(gè)貯藏期中保持該水平。冷凍速率也對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性具有影響。降解途徑的獨(dú)特動(dòng)力學(xué)表明很必要將PGE-1分子保持盡可能遠(yuǎn)的距離以使兩個(gè)PGE-1分子的相互作用最小。通常，將凍干循環(huán)設(shè)計(jì)得盡可能地快，在初次干燥過程中不超過冰凍溶液的熔化溫度。因此，只要在初次干燥階段沒有回熔發(fā)生且二次干燥階段水含量被降至一個(gè)足夠低的水平，那么該產(chǎn)品通常是可接受的。但是PGE-1制劑與正常情況區(qū)別很大，因?yàn)橹苿┲械闹饕煞菔侨樘?。?jù)文獻(xiàn)報(bào)道，乳糖具有一非常低的玻璃化溫度(Tg)，數(shù)值約為31℃。這就可能在高于賦形劑如乳糖的玻璃化溫度下進(jìn)行凍干，而不超過本體溶液的熔化溫度。若產(chǎn)品溫度超過Tg，則冰凍溶液粘度會(huì)顯著降低，產(chǎn)生一種橡膠狀體系，其中PGE-1分子的流動(dòng)性會(huì)顯著增強(qiáng)。這種情況會(huì)導(dǎo)致PGE-1分子聚集、形成微束、或變得比冰凍溶液保持在低于Tg時(shí)更為接近的情況。因此，使干燥循環(huán)最優(yōu)化以防止此類情況的發(fā)生是很重要的。通常，使用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)冷凍干燥乳糖制劑中的PGE-1。更為優(yōu)選地，使用退火過程減少和控制殘余的叔丁醇。在退火過程中冷凍干燥過程的初始階段是冷凍PGE-1制劑至約-50℃，將其加溫至約-25℃約2小時(shí)，然后再冷凍至約-50℃。接下來，繼續(xù)進(jìn)行冷凍干燥以達(dá)到含濕量低于干重的1％，叔丁醇含量低于干重的3％。結(jié)論是，為達(dá)到合適的產(chǎn)品穩(wěn)定性，不僅必須仔細(xì)選擇制劑配方，而且生產(chǎn)過程也必須進(jìn)行合適的最優(yōu)化。此時(shí)從理論上還不能完全明白其機(jī)理，但是所描述的效果是可再現(xiàn)的。因此，用一個(gè)保守循環(huán)以便總能獲得產(chǎn)品最大穩(wěn)定性。PGE-1乳糖基底制劑模型表明，穩(wěn)定性與Arrhenius型溫度關(guān)系非常相關(guān)。無論將速率常數(shù)對(duì)PGE-1的降解速率作圖還是對(duì)主要降解產(chǎn)物PGA1的形成速率作圖，這種對(duì)Arrhenius關(guān)系的符合性是顯而易見的。因此，通過初始速率型的動(dòng)力學(xué)分析(即監(jiān)測PGA1形成速率)能準(zhǔn)確估算PGE-1乳糖制劑的穩(wěn)定性。根據(jù)上述方法來確定凍干制劑PGE-1(AlprostadilS.Po)的最佳配方及用于注射治療如治療勃起機(jī)能障礙的優(yōu)選設(shè)計(jì)方案。就固態(tài)時(shí)PGE-1濃度而論，該制劑看來是按表觀二級(jí)機(jī)理降解的。通過使乳糖稀釋劑中PGE-1濃度最小化或使那些影響二級(jí)速率常數(shù)的參數(shù)最優(yōu)化，可獲得最大的穩(wěn)定性。為最優(yōu)化配方所選擇的乳糖稀釋劑的量基于溶解度極限和乳糖的刺激電位。在一實(shí)施方案中，存在的PGE-1的量基于針對(duì)注射體積1ml或更少所建議的臨床劑量。二級(jí)速率常數(shù)受固態(tài)pH、緩沖液含量、含濕量、工藝過程中叔丁醇的使用、冷凍速率及干燥速率的影響。將這些因素最優(yōu)化以使二級(jí)速率常數(shù)的值最小。產(chǎn)品從含20％(V/V)叔丁醇(TBA)、表觀pH約為4的無菌過濾的本體溶液中凍干。在凍干過程中除去水和TBA。凍干后殘余的水和TBA分別為＜干燥塊狀物的0.5％和干燥塊狀物的0.5至2％的干燥塊狀物質(zhì)。最終制劑，例如完成凍干后每瓶含23μgPGE-1(二羥基氧前列腺烯酸)，193.8mg無水乳糖和53μg檸檬酸鈉。將該凍干粉末與1.0ml注射用水或注射用抑菌水重新配制后，會(huì)得到含20μg/mlPGE-1的溶液。或者，例如完成凍干后最終制劑每瓶含11.9μgPGE-1(二羥基氧前列腺烯酸)，193.9mg無水乳糖和53μg檸檬酸鈉。該凍干粉末與1.0ml注射用水或注射用抑菌水重新配制后，會(huì)得到含10μg/mlPGE-1的溶液?；蛘撸缤瓿蓛龈珊笞罱K制劑每瓶含6.1μgPGE-1(二羥基氧前列腺烯酸)、193.8mg無水乳糖和53μg檸檬酸鈉。該凍干粉末與1.0ml注射用水或注射用抑菌水重新配制后，將獲得含5μg/mlPGE-1的溶液。將每一例中的凍干粉末裝入5ml瓶中，在冷凍干燥室中以凍干形式密封，并用一鋁蓋封口?？捎肁rrhenius方程和加速的穩(wěn)定性數(shù)據(jù)預(yù)測PGE-1的化學(xué)穩(wěn)定性。初始速率動(dòng)力學(xué)分析(即監(jiān)測主要降解產(chǎn)物PGA1的形成速率)也可用來評(píng)估化學(xué)穩(wěn)定性。這樣設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性分析表明，當(dāng)以最優(yōu)化配方和工藝正確地生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí)，該產(chǎn)品存放于25℃或更低溫度下的貯藏期應(yīng)大于24個(gè)月。制備在上述條件下冷凍干燥的不同濃度的大量的PGE-1穩(wěn)定化產(chǎn)品，并測定了穩(wěn)定性。結(jié)果示于下表表I20μg濃度表II10μg濃度表II(續(xù))表III5μg濃度>表III(續(xù))</tables>這些表說明保持了凍干產(chǎn)品壽命中的優(yōu)良穩(wěn)定性。權(quán)利要求1.一種由下述過程制備的PGE-1凍干制劑，制備過程包括a)將PGE-1溶解于乳糖和叔丁醇的溶液，其中所說的叔丁醇存在量為從約15％至約33％(體積/體積)，所說的乳糖與PGE-1的比例從約40,000∶1至約10,000∶1(重量/重量)，由此形成分散于乳糖中的PGE-1制劑；b)用一種有機(jī)酸緩沖液調(diào)節(jié)并保持所說制劑的pH為從約3.5至約6；c)冷凍所說制劑至約-50℃；以及d)干燥所說制劑，以達(dá)到含濕量低于干重的1％，叔丁醇含量低于干重的3％。2.由權(quán)利要求1的過程制備的PGE-1凍干制劑，其中所說的步驟c)包括冷凍所說制劑至約-50℃后，加溫至約-25℃約2小時(shí)，然后再冷凍至約-50℃。3.由權(quán)利要求1的過程制備的PGE-1凍干制劑，其中步驟b)中所說的有機(jī)酸緩沖液為檸檬酸鈉。4.由權(quán)利要求1的過程制備的PGE-1凍干制劑，其中PGE-1在乳糖中的量為約25至約100ppm。5.由權(quán)利要求1的過程制備的PGE-1凍干制劑，其中步驟b)是以一種有機(jī)酸緩沖液調(diào)節(jié)并保持所述制劑的pH為4至5。6.一種制備穩(wěn)定的PGE-1凍干制劑的方法，包括下列步驟a)將PGE-1溶解于乳糖和叔丁醇的溶液中，其中所說的叔丁醇存在量從約15％至約33％(體積/體積)，所說的乳糖與PGE-1的比例為約40,000∶1至約10,000∶1(重量/重量)，由此形成分散于乳糖中的PGE-1制劑；b)以一種有機(jī)酸緩沖液調(diào)節(jié)并保持所述制劑的pH為從約3.5至約6；c)冷凍所述制劑至約-50℃；以及d)干燥所述制劑，以達(dá)到含濕量低于干重的1％，叔丁醇含量低于干重的3％。7.權(quán)利要求6的方法，其中所說的步驟c)包括，冷凍所說的制劑至約-50℃后，加溫至約-25℃約2小時(shí)，然后再冷凍至約-50℃。8.權(quán)利要求6的方法，其中步驟b)中所說的有機(jī)酸緩沖液是檸檬酸鈉。9.權(quán)利要求6的方法，其中PGE-1在乳糖中的量為約25至約100ppm。10.權(quán)利要求6的方法，其中步驟b)是以一種有機(jī)酸緩沖液調(diào)節(jié)并保持所說制劑的pH為4至5。全文摘要一種穩(wěn)定、凍干的前列腺素E文檔編號(hào)A61K47/26GK1133561SQ94193888公開日1996年10月16日申請(qǐng)日期1994年9月6日優(yōu)先權(quán)日1993年10月27日發(fā)明者D·L·逖加爾登,W·J·彼特理,P·M·哥爾德申請(qǐng)人:厄普約翰公司