喷雾干燥法
制备司美格鲁肽吸入粉雾剂
喷干应用
”
1
简介
GLP-1 受体激动剂(如司美格鲁肽、利拉鲁肽)的吸入制剂开发是当前药物递送领域的热点之一,旨在通过非注射途径提高患者依从性,同时保留药物的降血糖和减重疗效。诺和诺德曾开发 GLP-1 吸入剂(NN9924),但因生物利用度低和咳嗽副作用终止。辉瑞探索过 Exubera(胰岛素吸入剂)技术转化,但未成功推广。MannKind 采用 Technosphere? 技术成功上市吸入人胰岛素吸入粉雾剂 Afrezza 等。胰高血糖素样肽-1是一种作用于胰腺 β 细胞的激素,能增加胰岛素合成并延缓胃排空;同时也作用于中枢神经系统,增加饱腹感。通过对该激素进行修饰,获得了对酶降解敏感性较低的激动剂,半衰期可达 180 小时,例如?司美格鲁肽 (SMG) 。目前,SMG 已被批准用于皮下注射和口服治疗 2 型糖尿病,并且已被证明是控制肥胖最有效的 GLP-1 激动剂。为了克服现有两种给药途径(指注射和口服)需要冷藏储存条件及生物利用度低的问题,一种对患者更友好的给药方式,如吸入干粉制剂 (DPI),可能是一种选择。然而,作为一种生物药物,必须考虑溶液稳定性、与辅料的相容性以及在喷雾干燥过程中的保护等方面。
本项目的目的是将 SMG 配制成喷雾干燥的吸入粉末,保持肽的稳定性并达到令人满意的可吸入性。进行了初步的处方前研究,以确定原料溶液中缓冲液类型及其浓度以及合适的辅料的最佳条件,从而获得稳定且可吸入的喷雾干燥 SMG。
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材料与方法
处方前研究
将八种不同的溶液在 40°C 下孵育长达 6 小时,并分析可能的:
通过反相高效液相色谱法 (RP-HPLC) 检测 SMG 浓度降低
通过尺寸排阻色谱法 (SEC) 检测聚集体的形成
通过质谱法 (MS) 检测 SMG 肽序列的化学降解
原料
L-亮氨酸 (L-leucine)
司美格鲁肽 (Semaglutide)
BioHale? 海藻糖二水合物(DFE Pharma 公司)
喷雾干燥工艺参数
▲ B-290
BUCHI Mini Spray Dryer B-290
喷嘴直径 (Nozzle diameter): 0.7 mm
固含量(Solid concentration): 0.8% w/v
进料速率 (Feed rate): 3.5 mL/min
入口温度(Inlet temperature): 135°C
抽吸力 (Aspiration): 90%
粉末表征
通过 RP-HPLC 测定 SMG 含量
通过热重分析 (TGA) 测定水分含量
通过新一代撞击器 (NGI) 测定空气动力学粒径分布
通过 SEC 和 MS 检测肽的稳定性
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结果
所有测试的八种组合均未对肽的稳定性产生影响,因为没有形成聚集体,也未观察到化学降解的证据。
使用已知会影响工艺产率和粉末可吸入性的较低缓冲液量(即5 mm)以及为最大化工艺结果的最高固含量(即 0.8% w/v)的溶液进行喷雾干燥。尽管使用了不同的缓冲液,所得粉末的 API 含量接近理论值,水分含量低于 4% w/w。
空气动力学沉积不同(图 1):
SMG_TRIS 在入口 (IP) 和撞击器的前几级(1至 2级)显示出较高的沉积,导致可吸入性较低。
SMG_P 显示出非常高的细颗粒分数(FPF) (60%)和约 20% 的超细颗粒分数,表明潜在的肺泡沉积和吸收更高。
这可能是由于所使用的缓冲液不同导致两种粉末的形态差异(图 2):
SMG_TRIS 的特征是尺寸为 5-6μm 的聚集微粒
SMG_P 的特征是平均尺寸为 2-3μm 的皱缩微粒
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结论
GLP-1 吸入制剂的开发需跨学科合作(制剂学、流体力学、临床医学),尽管技术门槛高,但一旦突破将显著改变糖尿病/肥胖治疗格局。通过应用处方前研究,能够轻松获得一种保留司美格鲁肽活性且可吸入的吸入干粉。将进一步研究粉末组成和喷雾干燥工艺参数的优化,以最大化在肺泡区域的沉积从而实现全身吸收。此外,将开展侧重于实现 DPI SMG 产品工业化(即粉末自动灌装和产品稳定性)的可行性研究。
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