CN1124843C - 稳定的玻璃态粉末制剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有分散性能长时间稳定的粉状可分散组合物。该组合物表现出特有的玻璃化转变温度(Tg)和推荐储存温度(Ts)，其中Tg和Ts之差至少约为10℃(即Tg-Ts大于10℃)。该组合物含有可药用玻璃态基质和至少一种存在于玻璃态基质中的药理学活性材料的混合物。它还可以进一步于粉状可药用载体混合。特别可取的是于适当标签说明书合用的具有防潮层的单位剂型。本发明也提供一种制备该粉状可分散组合物的方法，其中该方法包括：在一定条件下充分除去含有溶剂、玻璃成形剂和药理学活性材料的溶液中溶剂，以形成含有存在于基质内的药理学活性材料的玻璃态基质。

Description

稳定的玻璃态粉末制剂
交叉参考的有关申请
本申请是于1996年10月17日提交的美国申请号08/733225的部分延续，而该美国专利申请依次是PCT申请PCT96/05070(申请于1996年4月12日)、美国申请号08/423,515(申请于1995年4月14日)的部分延续，上述专利申请的全部内容均在此引入本文作为参考。
技术领域
本发明涉及一种在吸入治疗期间具有改善了的分散稳定性的粉状药物组合物，本发明还涉及这种组合物的制备方法以及利用该组合物治疗某些病症的方法。本发明是基于对如果将组合物制成玻璃态则该粉状组合物可以长时间维持其分散性能的发现。尽管人们知道药物可以以玻璃态维持其化学稳定性，但本发明首先认识到玻璃态的组合物可以长时间维持粉状组合物的分散性能。
背景技术
多年来，以适于形成经口腔吸入的药物分散体的组合物形式出售某些药物并且随后经肺吸收来治疗人体的多种疾病。这种经肺给药的组合物被设计成为患者可通过吸入药物分散体而使分散体内的活性药物到达肺部。已经发现，某些传递至肺部的药物很容易被肺泡区域直接吸收到血液循环内。因此，经肺给药既适用于治疗多种疾病的全身性给药，也适于治疗肺部疾病的局部给药。
可以采用若干种方式经肺吸收药物。其中包括液体喷雾器、定量抛射吸入器(MDI式)以及呼吸致动式或空气辅助式干粉吸入器(PPI式)。气雾剂干粉吸入器提供一种更可行的经肺给药方式。DPI式通常包含存在于干燥库或疱状包装中的粉末药物。被吸入或压缩的空气将装置内的粉末直接分散到患者的口腔内(呼吸致动式DPI)，或者分散到接受室内(空气辅助式DPI)。(参见PCT/US96/05265，申请于1996年4月14日，该申请在此引入作为参考)。抛射剂型MDI也采用悬浮在液态气体抛射剂中的干粉药物。为了给药，经阀门急速释放出压缩气体并形成喷雾，抛射剂几乎立刻蒸发，残留下细干粉。气雾粉剂适用于多种含小分子的药物产品的给药，所述小分子例如是：甾类、肽类(如激素激动剂)和蛋白质(如胰岛素)。
然而，干粉气雾剂体系存在许多明显缺陷。若粉末颗粒随时间彼此附聚或粘着在容器或包装壁上，待给药产品的浓度及剂量将有所改变。此外，粉末颗粒可能会附聚并形成硬块。对于抛射剂体系，如果粉末发生附聚或粉末浓度过高，则会堵塞阀门。而且，粉末可沉积在阀门底座上致使阀门无法适时关闭。由此导致抛射剂的泄漏。附聚作用还将减少可在肺内沉积的药物量，这是因为沉积在呼吸道细支气管内的颗粒通常必须小于约5μm，并且透过肺泡管和肺泡沉积的颗粒必须小于约2μm。由于气雾剂干粉须在容器内储存一定时期，附聚作用将变得更加明显。尤其是水分的聚集将加速附聚作用的速度。这种固态制剂随时间产生的降解作用使活性药物在气雾剂产品储存期内难以一致并准确地给药。对于气雾剂粉末，其储存期取决于活性药物的化学稳定性和固态给药体系的物理稳定性。当活性药物具有良好的化学稳定性时，产品的储存期将主要由剂型的物理稳定性来决定。当活性物是不稳定化合物(例如蛋白质α-1抗胰蛋白酶)时，其储存期是由剂型内活性药物的化学稳定性及其剂型的物理稳定性两者决定的。这就使难于开发出不稳定肽类，尤其是蛋白质的用于口腔吸入给药的给药体系。此外，因为蛋白质和其他大分子极少经其他非介入给药途径吸收，一般优选经肺吸收。
蛋白质在含水剂型中不良的化学稳定性是公知的，由此蛋白质，即干燥蛋白质优选固体剂型。然而，甚至在固体剂型中有些蛋白质仍较不稳定。这种不良的稳定性既可以是制备活性药物为蛋白质的固体剂型的方法造成的，也可以是剂型内蛋白质所处的储存环境造成的。
制备相对稳定的含蛋白质干粉的方法一般是冷冻干燥(冻干)。但是，冷冻干燥以及进一步的加工迫使蛋白质经受显著的化学和物理变化。可能引起活性损失的加工活动包括：盐的浓度、沉淀、结晶、化学反应、剪切、pH、冻干后残余水分的量等。物理变化也部分影响到蛋白质的三级结构，即解折叠，造成活性损失。
文献已提出多种解决干燥形式中的蛋白质稳定性问题的方案。为使冷冻干燥期间的蛋白质稳定性最佳(加工稳定性)，例如，建议采用pH特异性稳定配体和非特异稳定添加剂。为使蛋白质在冷冻干燥后保持稳定，建议将赋形剂与蛋白质形成无定形玻璃。通过过冷冻含有蛋白质和赋形剂的溶液，其中形成晶体习性的凝固物将被避免，并且该溶液形成糖浆，随后是粘弹性橡胶体，最终为玻璃态物质。生成物为无定形固体，其中玻璃态的赋形剂材料(例如蔗糖)呈无定形玻璃形式并且将蛋白质包在其中，从而防止蛋白质的解折叠并将分子间的相互作用或交叉反应减少到基本上不存在的程度，而这均归因于大大减少了处于玻璃态组合物中的蛋白质以及其他分子的移动性。人们假设上述加工是通过无定形玻璃对蛋白质的机械制动或者通过蛋白质上的氢键成为极性且带电基团(即被水取代)来完成的，从而防止干燥引起的变性作用，并且进一步抑制了降解性反应。只要将玻璃态固体储存在玻璃化转变温度以下并且将干燥产物中的残留水分以及某些情况下残存的氧保持在较低的水平，那么，不稳定蛋白质可保持相对的稳定。
但是，保持活性蛋白质的化学和生物活性只是含干粉气雾剂型的给药体系所面临的一半挑战。如上所述，剂型也必须在产品储存期内保持其自身的固态稳定性。也就是说，必须在一定时间内保持气雾粉末剂型的分散性能。气雾粉末剂型的持续物理稳定性在需要准确释放较低剂量的高活性蛋白质及肽类中显然是十分重要的，这些高活性蛋白质和肽类在极窄的治疗范围内显效。许多昂贵的蛋白质和肽类也同样苛刻地需要能够确保将实质量的分散在剂型内的有效活性药物传递到肺的上皮。此外，对于经口腔吸入肺部给药的蛋白质、肽类和小分子药物制剂，美国食品和药物管理局(FDA)规定，给药体系传递的活性药物的浓度应与活性药物标签剂量的85-115％相一致，即给药剂量为±15％的标签剂量。尽管现有技术至少部分解决了活性蛋白质药物化学和物理稳定性的问题，但仍不足以解决气雾干粉存在的固态稳定性问题，即，传递蛋白质的分散性能。现有技术也没有解决用于传递小分子或肽类药物的稳定性干粉吸入制剂存在的固态稳定性问题。
因此，人们需要一种确保固态剂型在一定时间内具有物理稳定性并经肺吸收的给药方式。也就是说，需要一种具有长时间稳定分散性能的气雾干粉剂型或类似剂型。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种具有分散性能长时间稳定并用于经肺给药的药物组合物，特别是单位剂型的药物组合物。
本发明的另一目的是提供一种制备具有分散性能长时间稳定并用于经肺给药的药物组合物的方法。
本发明的第三个目的是提供一种具有分散性能长时间稳定并经肺给药的药物组合物的给药方法。
本发明的第四个目的是提供一种新的能够将分散性能长时间地维持在稳定水平的给药体系。
一方面，本发明涉及一种粉状的、可分散的组合物，该组合物具有长时间稳定的分散性能、一个特定的玻璃化转变温度(Tg)和一个推荐保存温度(Ts)，其中，Tg和Ts之差至少约为10℃(即Tg-Ts大于10℃)，该组合物含有可药用玻璃态基质和至少一种处于所述玻璃态基质内的药理学活性原料的混合物。
另一方面，本发明涉及一种单位剂量形式的粉状可分散组合物，它具有长时间稳定的分散性能和特征性的玻璃化转变温度(Tg)，并附有标明推荐储存温度(Ts)以及用于治疗哺乳动物对象的肺部或全身性疾病的标签说明书，其中Tg和Ts之差至少约为10℃。该组合物含有可药用玻璃态基质和至少一种存在于所述无定形玻璃态基质内的活性药物。
本发明的另一方面涉及一种制备具有分散性能长时间稳定、一个特征性的玻璃化转变温度(Tg)和推荐保存温度(Ts)的粉状可分散组合物的方法，其中，Tg和Ts之差至少约为10℃。该方法包括：在足以形成具有在基质内的药理学活性材料的玻璃态基质的条件下除去含有溶剂、玻璃成形剂(glass former)和药理学活性材料的溶液中所含的溶剂。
附图说明
图1A是新制备的实施例1的制剂在1℃/分钟加热速率时的DSC(差示扫描量热法)热分析图。
图1B表示图1A所示相同制剂在2℃至37℃/24小时的温度周期变化下保存2周时的DSC热分析图。
图2表示实施例2的胰岛素组合物在1℃/分钟加热速率时的DSC热分析图。
图3表示本发明实施例2所述组合物的Tg湿度曲线。
图4表示本发明实施例2所述制剂的吸湿/解吸湿等温线。
图5表示本发明实施例2所述组合物X-射线衍射图。
图6表示实施例2所述颗粒的扫描电子显微镜照片。
图7表示实施例3所述组合物湿度对其Tg的影响。
图8表示本发明实施例11的组合物的DER热分析图。
图9A提供了本发明实施例11的组合物的阶式碰撞取样器中的粒度分布。
图9B是本发明陈化组合物的阶式碰撞取样器中的粒度分布。
图10表示实施例14所述组合物的DER热分析图。
图11表示实施例15所述组合物在1℃/分钟的加热速率下的DSC热分析图。
图12为实施例15所述组合物的X-射线衍射图。
图13表示实施例15所述组合物的吸湿/解吸湿等温线。
图14表示实施例10所述组合物在1℃/分钟的加热速率下的DSC热分析图。
本发明优选实施方案详述定义
提供下列术语的定义，目的在于更好地理解本发明权利要求的范围和宽度。
给药剂量：本文的术语“给药剂量”是指在采用了气雾型给药体系的药物剂型中的自装置接口管释放出的药物的百分比。例如，70％的给药剂量是指剂型中药物总量的70％从装置接口管释放出来。
分散性能：术语“分散性能”是指粉末组合物可以分散(即悬浮或气雾化)在气流中以使分散颗粒被呼吸或吸入到受体者肺内的程度。例如，只分散10％的粉末组合物是指组成组合物的细分颗粒中只有10％可以悬浮以供口腔吸入肺内；50％的分散性能是指有50％的物质可以悬浮。下文将描述分散性能的标准测定方法。
玻璃：本文的术语“玻璃”或“玻璃态”或“玻璃态基质”是指丧失流动能力的液体，即具有极高粘度的液体；其中，粘度范围为1010至1014帕斯卡/秒。可将其视作一种亚稳态的无定形体系，该体系中的分子具有振动运动同时转动运动减少，但还具有与液态相比极其缓慢(利用现有技术几乎无法测出)的平动运动。作为亚稳态体系，它对于玻璃化转变温度下的长时间储存是稳定的。因为，玻璃不是一种热力学平衡态，将玻璃储存在玻璃化转变温度下或接近该温度下储存时会失去平衡，并且丧失其高粘度。所得橡胶状或糖浆状的流动液体可导致产物物理上的不稳定性。尽管其他方法(例如冷冻干燥后研磨微粉化)也可以制备出具有可接受Tg的玻璃态基质，但获得本发明目的的玻璃态基质的方法通常是一种溶剂蒸发技术。
玻璃化转变温度：玻璃转化开始温度用符号Tg表示。所谓玻璃化转变温度是指组合物从玻璃态或透明态变为糖浆或橡胶态时的温度范围。通常，用差示扫描量热法(DSC)测出Tg，并且将在扫描转化过程时出现的组合物热容量(Cp)开始变化的温度标准地取作Tg。Tg常常被随意定义，至今也没有国际规定。可将Tg定义为转化作用的起点、中点或终点。为了达到本发明的目的，我们采用DSC和DER的Cp改变的起始点。参见C.A.Angell在《科学》267，1924-1935(1995年3月31日)中发表的题目为“来源于液体和生物聚合物形成的玻璃”的文献以及Jan P.Wolanczyk在Cryo-Letters，10，73-76(1989)中发表的题目为“玻璃转化的差示扫描量热分析法”的文章。至于详尽的数学处理，可参见Gibbs和DiMarzio在《化学物理杂志》，28，3，373-383(3月，1958)中发表的题目为“玻璃转化和玻璃态的性质”的文献。上述文献引入本文作为参考。
MMAD：缩写“MMAD”是指质量中位空气动力学直径。它是指可分散粉末的颗粒在以气雾形式分散时的粒度分布。通常利用阶式碰撞取样器进行测定。参见Remington氏药物科学，18版，第1620-22页中的讨论。
MMD：缩写MMD是指质量中位直径。它是指大量颗粒的粒度分布，一般通过离心沉积技术进行测定(例如，采用Horiba粒度分析仪-CAPA700型)。
粉末：本文的术语“粉末”是指由精细分散的固体颗粒组成的组合物，该组合物基本上可自由流动，而且能很容易地分散在吸入装置内并进而被使用者吸入，使这些颗粒到达肺部并透入到肺泡内。
推荐储存温度：本文术语组合物的“推荐储存温度”是指在组合物储存期内维持药品稳定性，从而确保给药剂量一致的粉状药物组合物的储存温度(Ts)。该温度首先是由组合物的制造者测定，随后由负责批准组合物上市的政府管理机构加以认定(例如，美国食品和药物管理局(FDA))。被核查药品的推荐储存温度将有所改变，这取决于活性药物和产品内其他材料的温度敏感性。所述推荐储存温度在约0℃至约40℃间变化，但通常为室温，即大约25℃。一般情况下应将药品保存在该推荐储存温度或以下。本发明组合物
如上所述，要确保可分散粉末具有长时间不变的分散性能，即固态稳定性是很困难的。气雾粉剂随时间发生的易变分散性能造成许多不利后果，其中包括活性药物的剂量不一致，以及不能连续和充分地传递治疗有效量的活性药物。因此，在一定时间内具有稳定分散性能的可分散粉末是亟需的。
本发明是基于，至少是部分基于意料外的发现，该发现是：如果将粉末剂型制备成为玻璃态，同时使Tg与Ts之差大于约10℃，优选大于约20℃时，则可以长时间保持经肺给药的药物粉末的分散性能。虽然不受特定理论的制约，我们认为，粉末的分散性能部分是由粉末颗粒的弯曲表面决定的，当颗粒成为无定形玻璃态时可以产生此结果。分散性能长时间稳定的现象也许是玻璃态表面减少各个颗粒在储存时彼此附聚的可能性的结果。本发明特别优选的实施方案是一种至少粉末颗粒的最外层(包括外表面)为无定形玻璃态。据认为，当颗粒在其表面含有高Tg材料(例如蛋白质通常具有100℃以上的Tg)时，粉末在将Tg降低至不稳定点(Tg-Ts低于约10℃)之前会吸收大量水分。此外，需要蛋白质具有玻璃态表面的颗粒，因为强韧的玻璃体更能够耐受温度对粘度的影响，甚至在Tg以上。与“易碎”玻璃相比，蛋白质被认为是“强韧的”玻璃，正如上文C.A.Angell所定义的。也参见C.A.Angell.物理化学杂志，98，137-80(1994)。
另一方面，本发明涉及一种具有分散性能长时间稳定的并可用于经肺吸入的粉状可分散组合物。该组合物具有特定的Tg和Ts，其中Tg和Ts之差至少约为10℃并优选大于约20℃。该组合物含有可药用玻璃态基质和至少一种存在于无定形玻璃态基质内的药理学活性材料。优选该组合物应包含具有颗粒的可分散粉末，其中各分散颗粒具有至少一个呈玻璃相的外部区域，对于在室温下储存的粉末来说，其平均玻璃化转变温度高于约35℃。通过使组合物基本上呈玻璃态，可分散粉末的固态稳定性，即其长时间的分散性能，得到了显著改善，这是和非玻璃态的无定形或无定形/结晶组合物相比较而言的。
具有长时间稳定的分散性能意味着：本发明粉状组合物的分散性能在以单位剂型(例如发泡包装)包装以及在日常储存条件下和该组合物储存期内的不会发生改变。组合物储存期的改变将基于多种因素：活性材料的稳定性、活性物和赋形剂间的相互作用、所需的储存条件等。储存期可以在1个月至3年或更久的时间内改变，但一般应是约6个月至约2年。下文将详细讨论分散性能的测定方法。术语“可分散的”通常视为气雾化的同义词。通常，所述分散性能是应使所得给药剂量至少约为30％，通常至少约为40％，优选至少约为50％，并更优选至少约为60％。为获得上述给药剂量，本发明的组合物是在直径中最大粒度小于10微米(μm)并且具有表面卷曲的球状或“葡萄干形”的粉末。本发明的粉状组合物应由质量中位直径(MMD)是约1μm-约5μm，通常约1-4μmMMD，优选1-3μmMMD的颗粒组成。气雾剂的粒度分布是约1-5μm质量中位空气动力学直径(MMAD)，通常为1-4μmMMAD，优选1-3μmMMAD。优选所述组合物具有少于约10％重量(％w)的水分，通常应少于5％重量，优选少于约3％。最优选的组合物应含有2％重量以下的水分。之所以优选少含水，是因为水的含量越高，Tg越低。通常，较高Tg的组合物比较低Tg的更可取。较高的Tg一般会使分散性能在长时间内更稳定。优选组合物表现出的吸湿曲线应是，在吸收高达约5％的水分时，不发生从无定形到结晶形式的相变或Tg降低至Tg-Ts之差小于约10℃。优选Tg-Ts在20℃以上。然而，应懂得，必须防止吸湿组合物与大量水分接触，以使组合物保持稳定。因此，当组合物已制得后，本发明的吸湿组合物应在最少与水分直接接触的条件下进行操作、包装和储存。但应注意，玻璃态气雾剂产品不一定吸湿。
因此，在粉末的操作和包装中，将操作所处外界环境中的水分减少到最低是重要的。通常根据共同待决PCT/US97/04994(申请于1997.3.27)和PCT/IS9707779(申请于1997.5.7)提议的方法，人们可以最大限度地解决含水分过多的问题。上述两个申请均在此将全文引入本文作为参考。药理学活性材料
优选的活性药物是那些适于经肺吸入给药的药物。此类物质包括：非大分子药物以及大分子药物。其中包括小分子、肽类、糖蛋白、多糖、蛋白聚糖、蛋白质、基因和基因载体。在组合物中，药物的治疗有效量(即获得预期疗效所需的量)的变化将取决于所用药物的生物活性以及单位剂型中的用量。因为本发明化合物是可分散的，所以更优选将它们以配制者和用户均容易操作的方式制备成单位剂型。因此，在干粉组合物中的单位剂量一般为总原料的约0.25mg至15mg，优选在约1mg至10mg。通常，组合物中的活性药物量将在约0.05％重量-99.0％重量之间变化。最优选的组合物含有约0.2％至约97.0％重量的活性药物。
适于制备本发明组合物的药理学活性材料包括所有在吸入给药时，一般是经肺给药时，可获得预期生理学作用的活性药物。在干燥状态中，所述药物或含有活性药物的组合物的相可以是结晶或无定形形式，部分取决于活性药物是否为大分子(例如基因载体、蛋白质、肽类或多肽)或非大分子物(例如盐或有机小分子)。但是，在所有情况中，构成剂型颗粒表面的外层部分优选是玻璃态的形式。可能需要将药理学活性材料制成其本身就是玻璃态基质的盐形式(例如柠檬酸盐)。
适于本发明组合物全身性和局部肺给药的活性小分子通常是非肽特性的药物，其中包括但不限于是：甾类，包括但不仅是雌激素、孕酮、睾丸素、地塞米松、氟羟泼尼松龙、倍氯米松、二丙酸倍氯米松、氟轻松、氟轻松醋酸酯、氟尼缩松、氟尼缩松半水合物、曲安西龙乙酰胺、布地奈德(budesonide acetonide)等；支气管扩张药；包括但不仅是肾上腺素、异丙肾上腺素、异丙喘宁、特布他林及其盐、异他林、沙丁胺醇及其盐、吡布特罗及其盐、bitolterate、异丙托溴铵等；花生四烯酸代谢的产物和抑制剂，例如镇痛剂，吗啡、芬太尼、舒马坦；肥大细胞抑制剂，例如色甘酸钠等；抗生素，例如羟乙磺酸喷他脒等；α-阻断剂，retenoid类化合物，例如retenoic acid等。
适用的大分子，即肽类、多肽、蛋白质(包括糖基化或非糖基化的蛋白质和细胞因子)和基因载体包括但不限于：降钙素、红细胞生成素(EPO)、因子IX、因子VIII、5-脂氧合酶和环加氧酶的产物和抑制剂、粒细胞集落刺激因子(G-CSF)、粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)、巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)、神经生长因子(NGF)、睫状神经营养因子(CNF)、防卫素、趋化因子、生长激素释放因子(GRF)、胰岛素样生长因子(IGF-1)、生长激素、肝素(正常分子量和低分子量)、环孢菌素、胰岛素、勒帕茄碱及其类似物和抑制剂、干扰素-α、干扰素-β、干扰素-γ、白介素类(例如白介素-2(IL-2)、白介素-3(IL-3)、白介素-4(IL-4)、白介素-6(IL-6)、白介素-11、白介素-12)、白介素-1受体拮抗剂、白介素-1受体(IL-1R)、促黄体素释放激素(LHRH)的激动剂和拮抗剂、那法瑞林、戈舍瑞林、亮丙瑞林、内皮素、生长抑素类似物(例如奥曲肽)、后叶加压素类似物、糊精及其类似物、促胰岛素(insulinotropin)、甲状旁腺素(PTH)、肽Y、胃泌素、缩胆囊素肽、胸腺素-α-1、IIb/IIIa抑制剂、α-1抗胰蛋白酶、抗RSV抗体、囊性纤维化跨膜传导调节蛋白(CFTR)基因、整联蛋白、选择蛋白、调节蛋白(FTR)基因、脱氧核糖核酸酶(DNase)、促滤泡激素(FSH)、杀菌/渗透促进蛋白(BPI)以及抗体(例如抗CMV抗体)。
适用于本发明组合物经肺给药的活性药物还包括适当的基因载体，例如适用于基因治疗的核酸复合物、RNA或DNA序列。通常，核酸复合物是一种与适当的复制缺损型重组病毒在细胞水平刺激的转染有关的DNA。代表性的DNA质粒包括pCMVβ、pCMV-β-gal(与大肠杆菌Lac-Z相连的CMV启动子，它为半乳糖苷酶编码)。代表性的促转染类脂包括：二肉豆蔻酰氧基丙基-3-二甲基-羟乙基铵(DMRIE)、二油酰基磷脂酰基乙醇胺(DOPE)、N-〔1-(2，3-二油酰氧基)丙基〕-N，N，N-三甲基氯化铵(DOTMA)等。此类类脂可以单独使用或合用，例如将DOTMA与DOPE或将DMRIE与DOPE合用。代表性的复制缺损型转染病毒包括腺病毒Ad2-CMV-LacZ-2。本发明组合物治疗的疾病
适合用经肺给药的药用化合物，例如本发明所述组合物靶向治疗的全身性疾病包括但不限于：骨质疏松症的预防和治疗，变形性骨炎、高钙血、贫血、B型血友病、中性白细胞减少症、移植性疾病、身材矮小、肾衰、血液凝结、I型和II型糖尿病、乙型和丙型肝炎、多发性硬化症、慢性肉芽肿病、肾癌、前列腺癌、子宫内膜异位、疼痛、衰老、肥胖、胃肠道癌、糖尿病、尿崩症、夜间遗尿、高血压、肌萎缩性侧索硬化(ALS)、类风湿性关节炎、癌症、免疫缺损性疾病、获得型免疫缺损综合征(AIDS)、血小板减少症、真菌性疾病、焦虑、血胆甾醇过多、外周神经病变、顽固性腹泻、绞痛、胆囊纤维变性、巨细胞病毒、卡波济氏肉瘤、绒毛细胞白血病、偏头痛、激素替代疗法、肺移植等。
适合用经肺给药的药用化合物，例如本发明所述组合物靶向治疗的肺部疾病包括但不限于：呼吸合胞体病毒、CMV、流感和麻疹、慢性支气管炎、哮喘、成人呼吸窘迫综合征(ARDS)、真菌性疾病、顿挫性结核、肺气肿、卡氏肺囊虫肺炎、支气管痉挛、枯草热、支气管性气喘、肺动脉高血压、肺癌的治疗和预防、肺纤维变性、肉样瘤病、慢性阻塞性肺病(COPD)等。
在上述病症的治疗中，应给予治疗有效量的活性剂，即足以获得预期治愈、预防或缓解作用所需的量。各个活性剂的治疗有效量很容易通过已知的方法测出，例如参见Goodman & Gilman氏的“治疗剂的药理学基础”，第8版(1993)；医师办公手册(1996)；和默克手册，16版(1992)。玻璃态基质
适用于本发明组合物的可药用基质可以是活性药物本身，也可以是与单一的可药用赋形剂合用的活性药物，或者是此类赋形剂的混合物。所述基质将提供一种具有介于约35℃-约200℃之间的特定Tg的组合物。优选的材料应使组合物的Tg至少为约45℃，并且更优选至少约为55℃。药理学活性材料在组合物中既可以是结晶也可以是玻璃态，只要组合物的Tg能够使Tg和Ts之差至少约是10℃，优选大于约20℃，更优选高于30℃。虽然药物自身不是好的“玻璃成形剂”，但本发明组合物的一个重要方面是，组合物所含的赋形剂是良好的“玻璃成形剂”并且可药用。对于玻璃成形剂，在玻璃态基质的制备期间，开始结晶而不是形成玻璃态固体的可能性是如此小，以致于根本无法形成结晶。尽管赋形剂可以是一种良好的玻璃成形剂，但还可能有其它适合于组合物的特征。除了玻璃成形赋形剂以外，还可以含有其它在活性剂稳定性、调节pH(即缓冲剂)、改善分散性方面具有辅助作用和有助于均匀给药以及其它目的的添加剂。
适用于本发明组合物的原料混合物应有助于组合物中药物分散性的稳定性、组合物的稠度以及组合物的均匀经肺给药。玻璃成形剂和添加剂的总用量应根据药物的性质，即药物的结构、效能、活性等改变。所述赋形剂一般选自可相对自由流动的颗粒固体，它们在与水接触时不变稠或聚合，这些赋形剂在作为分散粉末吸入时不产生毒性，并且不以对药物预期生理作用产生副作用的方式与活性剂发生显著的相互反应。适合制备本发明组合物的非药物原料的用量应适于将药物均匀分配在组合物中，从而可以在传递到肺内时达到均匀分散。另外还优选该用量适合将活性剂稀释到一定浓度，在该浓度水平下，活性剂可以提供有益的缓解或治愈效果，而同时将在高浓度下可能出现的不利副作用减小到最低。因此，对于具有高生理活性的活性药物，将需要采用较多的赋形剂。对于具有较低生理活性的活性剂，将采用较少量的赋形剂。所述玻璃成形剂既可单独使用，也可与添加剂合用，它可以是结晶或无定形。
尽管许多可药用添加剂适用于本发明组合物，但所述组合物中通常基本上不含有任何“渗透促进剂”，对于经肺吸收的剂型来说，它们不是有益的。渗透促进剂是促进药物穿过粘膜或衬料并在鼻内、直肠内和阴道内药物剂型中推荐使用的表面活性化合物。渗透促进剂的类型包括但不限于：胆汁酸盐，例如牛磺胆酸盐、甘氨胆酸盐、脱氧胆酸盐；夫西地酸盐(fusidate)，例如牛磺脱氢夫西地酸盐；和生物相容型洗涤剂，例如吐温、Laureth-9等。渗透促进剂在肺部用制剂中的使用一般是不利的，因为此类表面活性化合物对肺中的上皮血液屏障产生副作用。本发明的粉末组合物容易被肺吸收，所以无需采用渗透促进剂。
一些适合用作蛋白药物(例如干扰素)稳定剂的添加剂包括分子量约1,000至约100,000的多肽。特别有价值的是人血清白蛋白(HSA)，它不但可以稳定活性蛋白质药物，而且可以提高组合物的分散性能。参见美国专利申请号PCT/US96/05265(申请于1996.4.14)，该申请在此引入本文作为参考。其它稳定剂包括某些碳水化合物，例如单糖、二糖和多糖。它们肯定有助于保护蛋白质的结构。上述原料中的一些还可以充当膨胀剂和玻璃成形剂，这将在下文讨论。
适用于本发明组合物的添加剂包括但不限于：相容型碳水化合物、天然及合成多肽、氨基酸、聚合物或其混合物。适用的碳水化合物包括：单糖，例如半乳糖、D-甘露糖、山梨糖、葡萄糖等，单糖应以少量存在以最大限度地减小其对Tg的压制；二糖也适用，例如乳糖、海藻糖、麦芽糖、蔗糖等。其它赋形剂包括环糊精，例如2-羟丙基-β-环糊精；和多糖，例如棉子糖、麦芽糖糊精、葡聚糖等；糖醇，例如甘露糖醇、木糖醇、山梨糖醇等。一组优选的碳水化合物包括乳糖、海藻糖、棉子糖、麦芽糖糊精、甘露糖醇等。适用的多肽包括二肽阿司帕坦。适用的氨基酸包括所有可在标准制药加工技术中形成粉末的天然氨基酸以及非极性(疏水性)氨基酸和极性(不带电、带正电和带负电)氨基酸，这些氨基酸是可药用级别，并且一般被FDA认为是安全的(GRAS)。非极性氨基酸的代表性例子包括：丙氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、色氨酸和缬氨酸。极性不带电氨基酸的例子包括：半胱氨酸、谷酰胺、丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸。极性带正电氨基酸的例子包括：精氨酸、组氨酸、赖氨酸。带负电氨基酸的代表性例子包括天门冬氨酸和谷氨酸。优选的氨基酸是甘氨酸。适用的合成有机聚合物包括：聚〔1-(2-氧-1-吡咯烷基)乙烯，即吡咯烷酮或PVP。
适用的pH调节剂或缓冲剂包括无机酸和有机酸，以及碱类化合物及其盐。它们包括：柠檬酸、柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、抗坏血酸钠等。pH约为2至7时优选柠檬酸钠，pH约为7至9时优选柠檬酸钠/甘氨酸。
适用于本发明组合物的玻璃成形剂一般是具有较高玻璃化转变温度(Tg)的物质，以使整个剂型的Tg，即平均玻璃化转变温度，保持在足够高于组合物储存温度的水平。对适当玻璃成形剂的选择将极大地依赖于活性药物的性质。优选的玻璃成形剂应具有能够使所得组合物的平均玻璃化转变温度高于约35℃并优选高于约45℃的玻璃化转变温度。因此，在绝大多数情况中，首先应确定所需赋形剂与活性药物的配比，以达到任一上述目的。所以，应选择适用的玻璃成形剂，同时也应选择它在具有可接受玻璃化转变温度的组合物中的适当百分含量。在许多情况中，各赋形剂、活性药物和玻璃成形剂的玻璃化转变温度是已知的，因此玻璃成形剂与赋形剂的比例较容易估算，随后进行试验。关键是，制得的组合物应1)至少在气雾粉末所给出的颗粒的外表面中为玻璃态，和2)具有足够高于Ts的Tg，以使组合物不可能发生物理降解，并且保留较稳定的形态结构以确保长时间一致的分散性能。优选单位剂型应具有使玻璃在产品储存期内吸收水分的吸湿曲线，从而使Tg-Ts不低于10℃。
适用于本发明组合物的玻璃成形剂包括某些也作为膨胀剂的材料。这些材料均为可药用级别并且一般被FDA认为是安全的(GRAS)。它们包括但不限于：碳水化合物、碳水化合物衍生物、碳水化合物聚合物、合成有机聚合物、有机羧酸盐、蛋白质、多肽、肽类以及高分子量多糖。而例如单糖(如半乳糖、D-甘露糖、山梨糖、葡萄糖等)的碳水化合物应作为添加剂少量使用，它们可以稳定大蛋白质的构型，但它们一般不是良好的玻璃成形剂。其Tg值过低，经常在约25℃以下。通常，Tg是分子量的函数，具有较高分子量的材料也具有较高的Tg。然而，如果有的话，一旦玻璃成形剂的分子量高于约3000时，其Tg似乎不以同样的速率增加。有些赋形剂在单独使用时不是良好的玻璃成形剂，但与其它赋形剂结合时却趋于保持玻璃态的结合物。例如，甘露糖醇本身不是好的玻璃成形剂，但当与甘氨酸结合(例如约1∶1w/w比例)时，该混合物可用作玻璃成形剂。适用的碳水化合物、碳水化合物聚合物和碳水化合物衍生物包括但不限于：至少具有11个或更多个碳原子并且分子量约高达100,000或更高的化合物。其例子包括：二糖，例如乳糖、海藻糖、麦芽糖、蔗糖等；多糖，例如棉子糖、麦芽三糖、水苏糖、麦芽糖糊精、羟乙基淀粉、葡聚糖等；吡喃葡萄糖基(glycopyranosyl)-糖醇，例如吡喃葡萄糖基-甘露糖醇、吡喃葡萄糖基-山梨糖醇等。也可采用结构改进了的具有极高分子量的多糖。这些赋形剂包括肝素(一种硫酸化多糖)和透明质酸(一种粘膜多糖)。一组优选的碳水化合物包括：乳糖、棉子糖、海藻糖、麦芽糖糊精、蔗糖、麦芽糖、水苏糖、葡聚糖、环糊精、吡喃葡萄糖基-甘露糖醇、羟乙基淀粉和吡喃葡萄糖基-山梨糖醇。特别适用的玻璃成形剂包括有机酸的盐，所述有机酸例如是乳酸、抗坏血酸、马来酸、草酸、丙二酸、苹果酸、琥珀酸、柠檬酸、葡糖酸、谷氨酸等。一般还优选高碱性阴离子。多价的阴离子形成的Tg比单价阴离子的高。盐中包含阳离子，所述阳离子例如是钠、钾、钙、镁等。其例子包括柠檬酸钠、乳酸钠、马来酸钠、葡糖酸镁、抗坏血酸钠等。钠盐比钾盐更优选。二价阳离子更容易形成玻璃体。优选的盐应具有较高的Tg并且可以充分溶解以抑制结晶生成，从而形成玻璃态基质。在一些情况中，可以采用阳离子的混合物(例如钙和钠的盐)。
其它适用的玻璃成形剂包括蛋白质和多肽。它们包括：HSA、聚氨基酸(例如聚丙氨酸、聚精氨酸、聚甘氨酸、聚谷氨酸等)、酪蛋白、胶原、明胶和一些药理学活性化合物(例如胰岛素)。在某些情况(例如胰岛素)中，活性剂本身是一种玻璃成形剂，并有助于形成玻璃态基质。其它适用的玻璃成形赋形剂包括：羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)、白蛋白、聚乙烯吡咯烷酮、果胶、Ficoll聚合物(参见美国专利3,300,474，该文献在此引入本文作为参考)等。最优选的玻璃成形剂是柠檬酸钠、酒石酸钠、海藻糖、聚乙烯吡咯烷酮、蔗糖、乳糖、麦芽糖糊精和棉子糖。理想地讲，这些GRAS化合物比那些非GRAS化合物更可取。但是，如果有可能成为GRAS化合物，那么它们不应排除在特别适用的非GRAS化合物之外。
应注意，虽然优选的玻璃成形剂已经成为用于其它目的的制剂的一部分，但它们的百分含量并不适合提供本发明所需的用于长时间稳定组合物固态分散性的特性。对玻璃成形剂适当含量的确定是在已选择好初始制剂以后进行的。例如，可以用棉子糖提高制剂中易变蛋白质(例如Il-1受体)在干燥或储存时的化学稳定性。棉子糖还可以构成玻璃成形剂以获得长时间稳定分散性能的有益作用。但是，稳定分散性能所需的用量与提高蛋白活性药物化学稳定性所需的量的差别很显著。此外，情况还可以是：更优选组合物含有棉子糖与其它玻璃成形剂(例如柠檬酸钠)的混合物。其中棉子糖只需提高易变蛋白质活性药物的化学稳定性。此外，可以先改变预定制剂所用的稳定剂，该制剂需要具有的附加优越性是长时间稳定的分散性能。若优选的玻璃成形剂还适合提高易变蛋白活性药物的化学稳定性，该玻璃成形剂就可以使制剂简单化，并降低使用例如相同碳水化合物所需的费用，而且可以在提高易变蛋白质的化学稳定性的同时提供对分散性的稳定作用，其中所选碳水化合物的浓度适合于两种功能。当然，对于小分子，活性药物一般不需要稳定剂，因此可以更直接的选择玻璃成形剂。
在本发明的一个优选实施方案中，蛋白活性药物(例如胰岛素)与适当的蛋白稳定化添加剂(例如甘露糖醇)，玻璃成形缓冲剂(例如柠檬酸钠)和甘氨酸混合并一起喷雾干燥。如上所述，粉末气雾剂组分的选择依赖于活性药物的性质。在蛋白质的情况中，其化学和物理稳定性十分苛刻，其在剂型内的分散性也一样。在本发明的一个优选实施方案中，蛋白质应喷雾干燥而不是冷冻干燥。因此，蛋白质在喷雾干燥加工期间的稳定性不象冷冻干燥过程中那么脆弱。一旦处于剂型中，蛋白质的化学和物理稳定性可以用本领域已知的以及上文所述的方法和赋形剂加以维持。
分散性能本身也可以利用多种方法来提高，其中包括使用膨胀剂。例如，已发现人血清白蛋白除可作为玻璃成形剂外，还是优异的分散性增强剂，它可以充当玻璃成形剂用于长时间地稳定分散性能。
对长时间维持稳定分散性能的玻璃成形剂的选择经依赖于上述组合物的性质。所选玻璃成形剂应使产生的整体组合物具有足够高的玻璃化转变温度，以确保组合物标识储存条件的最高温度要明显低于其玻璃化转变温度，即低于约10℃。组合物的储存温度越低于其玻璃化转变温度，该组合物越稳定。组合物的玻璃化转变温度将取决于玻璃成形剂、其它赋形剂、活性药物的性质以及取决于组合物内残留水分或溶剂的量。通常，组合物内水分的存在将降低其玻璃化转变温度。另外，组合物将随时间吸收一些水分。因此，对于多数制剂来说，优选上述玻璃成形剂具有足够高的玻璃化转变温度。
本发明的另一方面涉及了本发明粉状组合物与具有一定粒度的可药用载体的组合，所述粒度是指无法被吸入，也就是无法以显著的量摄取到肺内的粒度。这可以视作是，较小颗粒的玻璃态基质(例如小于10μm，优选在1-5μm的MMD和MMAD)与较大颗粒的载体(例如约15-100μm，优选约25-27μm)的均匀混合物。这种混合物改善了填充在单位剂型发泡包装内的流动特性。至于分散体，随后较小的颗粒被吸入肺内，而较大的颗粒一般残留在口腔中。适用于混合物的载体包括：结晶或无定形的玻璃态赋形剂，所述赋形剂不论在吸入或口服时均应具有可接受的味感以及无毒。优选采用结晶载体，其中包括，例如糖类、二糖类和多糖类。代表性的例子包括：乳糖、甘露糖醇、蔗糖、木糖醇等。
在表I中，列出了适当玻璃成形剂和优选玻璃成形剂的玻璃化转变温度。这些数值最初得自Franks等人在制药技术，1992年3月，32-50中题目为“材料科学和储存稳定生物物质的制备”的文章，并且这些数值会与文献中的其它数值略有不同，这是取决于水分含量。
    玻璃成形剂  玻璃化转变温度℃
    蔗糖     56
    多聚葡萄糖     56
    吡喃葡萄糖基-甘露糖醇     57
    吡喃葡萄糖基-山梨糖醇     60
    麦芽三糖     76
    纤维二糖     77
    海藻糖     77
    葡聚糖     83
    棉子糖     90
    柠檬酸钠     106
在本发明组合物的制备中，药理学活性材料的含量在约0.05％(重量)至99％(重量)的范围内，其中0.05％的含量是相对于活性极高的药物而言，99％的含量是相对于活性极低并且本身是玻璃成形剂的药物而言。通常，活性药物的含量应在约0.2％(重量)至约97.0％(重量)，优选约0.5％(重量)至约90％(重量)的范围内。组合物的剩余部分含有赋形剂玻璃成形剂以及根据需要使用的添加剂。对于多数组合物，添加剂在基质内的含量应处于约20％(重量)以下的水平。Tg的测定
可取的是，采用差示扫描量热法(DSC)测定组合物的Tg。如上文说述，在利用DSC技术时，Cp变化的起点、中点或终点均可以采用，只要该测定技术统一采用该点。在本申请的DSC测量中，比热改变的起点Cp报导为玻璃化转变温度。本领域技术人员对于利用热分析法(例如DSC技术)测定Tg的理论和实践均已知，并且可以参见BernardWunderlich所著的题目为“热分析法”，Academic Press，1990年一书，该文献在此引入全文作为参考。可以对特定装置的条件和设备进行调整。
另一种测定Tg的技术是热机分析法(TMA)，该方法可以测出固体在受热或冷却时的膨胀或收缩。这种方法是一种成本较低的技术，但对于粉末组合物来说价值不大，因为粉末存在可压缩的问题。
可测定Tg的第三种技术是介电松弛(DER)分析法。利用DER进行的玻璃转化是样品介电常数中的一步变化。在DER热扫描中很容易识别出玻璃转化，因为这些玻璃转化在起点温度(据报导在Tg)处出现具有一定频率的变化，然而在一级转化中却没有这种变化。例如本发明的DER采用1赫兹(Hz)的频率。通常，这种测定技术对于蛋白质型玻璃基质特别适用。DER分析法公开在：Richer & A.Blumen所著的书名为“弛豫过程、玻璃、聚合物、蛋白质的无序作用”，1994；R.Pethig，所著的“生物材料的介电性质和电学性质”，1979；和DuncanQ.M.Craig，Talor & Francis所著的“药物体系的介电分析”。这些文献在此引入全文作为参考。与标签说明书相结合的组合物
另一方面，本发明涉及一种与标签说明书结合的治疗哺乳动物肺部或全身性疾病的单位剂型的粉状气雾剂组合物，该组合物具有长时间稳定的分散性能。该组合物表现出特有的Tg以及如标签推荐的储存温度(Ts)，同时Tg于Ts之差至少为10℃。如上所述，该组合物具有存在于玻璃态基质内的药理学活性材料。如上所述，FDA规定，传递到作用部位的药物量应在其所指出的给药剂量的适当范围内。所述适当范围的特征在于：给药剂量应是其标签剂量的85％-115％。由本发明组合物所制备的剂型通常应提供一种符合FDA要求的制剂。更重要的是，本发明组合物提供一种可较长时间维持其分散性能而且储存期较长的剂型。在化合物被允许用于特定用途前，它首先必须被FDA批准上市，这是本发明的关键内容。部分程序包括：提供标签，如在21号联邦规则(CFR)§201所定义的那样，并且同时提供将最终出售的药物组合物。虽然标签中包括了组合物的定义以及其他条款(例如临床药理学、作用机理、耐药性、药代动力学、吸收性、生物利用度、禁忌症等)，但标签一般还提供必需剂量，给药、使用和储存的温度。例如21CFR§341.76(c)(2)规定，通过压式定量气雾剂容器经肺给药的支气管扩张药物产品的标签上应标明，每一次吸入(剂量)含有等同于0.16-0.25mg肾上腺素的量。为了符合这个要求，药物必须能够充分分散在制剂中，并且必须长时间地维持其分散的稳定性，从而连续传递出上述规定范围内的剂量。因此，当药物一旦上市后，药物与适当标签说明书的合用对于药物的适当使用来说是极其重要的。制备本发明组合物的方法
另一方面，本发明提供一种制备具有分散性能长时间稳定的的粉状可分散组合物，它是通过在足以维持组合物无定形形式的条件下除去组合物溶液中的溶剂，直至足够的溶剂被除去后形成了玻璃态。
在本发明组合物的制备中，所用条件和原料应提供一种具有Tg至少比推荐储存温度(Ts)高约10℃的组合物。通常，所述储存温度是指约25℃的室温。为使Tg和Ts之差达到10℃，Tg应约为35℃。对于比室温高约20℃的温度差来说，Tg约为45℃，并且对于至少约30℃的温度差来说，Tg约为55℃。优选该组合物具有较高的Tg值，这样可以在不利的条件下(例如较高的温度和较大的相对湿度(RH))更好地长时间维持其分散性能。优选地，加工技术能够提供一种材料(如，蛋白质)表面具有特别高Tg的颗粒状粉末组合物。具有在表面上存在多数玻璃态原料的颗粒是极其重要的，这至少出于两个原因：(1)这可以为组合物提供了较高的Tg，以使在增加大量水分时Tg也不会低于必需的水平，和(2)这可以提供对温度升高所致粘度变化的耐受性。因此，组合物可以在较高的RH或温度反复中仍长时间保持其分散性能。
通常，适用的除去溶剂的技术包括喷雾干燥；冷冻干燥后研磨而使粉末微粉化；雾化到冷却表面上，随后升华并收集微粉化的粉末；在真空箱内将非冷冻溶液蒸发干燥，或在保持溶液不冻结(5至50℃)的温度下离心蒸发，随后研磨；将冷却的或非冷却的药物水溶液雾化到含有增溶蛋白质的有机悬浮介质中，随后蒸发该有机介质，将粉末研磨为能被吸入的粒度。所生成的粉末颗粒为玻璃态或内部结晶并且在其表面上主要由玻璃态基质包衣。类似地，共溶剂沉淀技术和蒸发/研磨技术可用于生产类似的颗粒。
制备本发明可分散粉状组合物的优选方法包括：喷雾干燥一种均匀的含水混合物，该组合物含有：水分，以及可有可无的有机溶剂；玻璃成形赋形剂，和适于通过吸入治疗疾病的活性剂；这种喷雾干燥是在足以提供具有本文所述约10微米以下MMD和MMAD范围粒度大小的可分散粉状药物组合物的条件下进行的。
喷雾干燥法通常由下列步骤组成：将一种高分散液体和足够体积的热空气混合在一起，以对液滴进行蒸发和干燥，所述高分散液体就是如上所述的含水组合物。加料液体可以是一种溶液、胶体悬浮液或乳液，条件是该物料能够被雾化。优选采用一种溶液。通常是将物料喷雾到热过滤空气流中，将水分蒸发，并将干燥产品传输到收集器中。随后将用过的空气连同水分排出。通常，生成的喷雾干燥粉状颗粒是均匀的，形状接近球状并且大小近似均匀，而本发明的改进结果在于所得颗粒由玻璃态基质构成并且形状不规则。对喷雾干燥的进一步探讨可参见Remington氏第89章第1646-47页。已经发现，本发明所述制备过程在利用Buchi型190或Niro Mobile Minor喷雾干燥器并改为高空气流速下进行时特别好。一般来说，对入口温度和出口温度没有严格要求，但它们应处于使组合物具有所需Tg的水平。入口温度、制剂的溶液组成以及加料速率均是调节指定出口温度(可以生成具有所需水分含量的粉末)的可参数。调节雾化气流、制剂的溶液组成以及加料速度可以获得所需的粒度。因此，喷雾干燥器的入口温度可以在约80℃至约200℃的范围内，而且出口温度是在约50℃至100℃的范围内。优选入口温度在90℃至180℃之间并且出口温度在50℃至90℃之间。加工粉末的条件应根据上述两种生产设备进行调节(例如，Buchi的加料流速为3至6mL/分钟，Niro批次的规模约是其10倍；Buchi的雾化空气流速为700-800LPH(升/小时)，而Niro的是在43-47psig时为12scfm)。通过调整旋流器入口和出口间的压降可以对粒度大小作进一步的调节。这是按照标准技术指南调节开孔的大小。还可以采用二次干燥或真空干燥，但这不是必需的。
按照上述常规加工技术，人们可以获得具有所需粒度、Tg和分散性能特征的、可以被吸入并适于使用对象经肺给药的组合物。分散性能的测定
为了测出本发明组合物的分散性能用于与其它组合物进行比较，人们可以利用标准试验定量测出单位剂型的可分散剂量，试验是通过气雾化粉末组合物、收集气雾化的组合物并利用下列仪器和方法测出被传递的材料。
高水平的分散性能可以使本发明组合物产生高百分比的给药剂量。给药剂量是粉状组合物是否成功的关键参数。它是组合物通过干粉经肺吸入器是否有效的量度(1)从剂型容器(例如发泡包装)内取出试验粉末，(2)将粉末在气雾室中气雾化成细颗粒的“静止烟雾”，(3)在吸入试验期间这些细颗粒经装置接口管释放。通常如下确定各试验制剂释出的剂量。将填充有约5mg粉末的单剂量发泡包装置于装置内。启动装置，将粉末悬浮在装置的气雾室内。随后“静止烟雾”的细颗粒从气雾室内以30L/分钟的气流速率取出2.5秒(1.25L吸入体积)，并将样品收集在适当的滤纸上，优选采用具有0.65μm孔径的聚偏二氟乙烯滤膜。用自动定时器控制采样气流模型，并且将其操作模拟为患者缓慢的深呼吸。利用重量分析方式测定启动后残留在发泡包装内的粉末的总效率(给药剂量)和百分比，重量分析是通过对滤纸上的粉末以及残留在发泡包装内粉末的重量进行称重来进行的。该过程如下所示：5mg在发泡          利用装置            滤纸上               滤纸包装内的粉末→     悬浮在室内→       “被吸入的粉末”→    重量-残留在发泡        -残留在装置                              -滤纸上收集中的百分比％       内百分比％                               的百分比％
分散性能如下计算：
1.单位剂型中粉状组合物的总质量(例如5mg的发泡包装)
2.单位剂型中气雾化并被收集在滤纸上的粉状组合物的总质量(例如2.5mg)
3.分散性能被定义为将收集在滤纸上的粉末质量除以发泡内粉末的质量的百分比(例如2.5÷5＝50％)。用标准偏差除以平均值并乘以100来计算出相对标准偏差。
适用于测定分散性能的设备公开在Johm S.Patton的题目为“用于气雾化药物的方法和装置”的PCT国际专利申请公开号WO93/00951(公开于1993，1，21)中。该专利申请的全文在此引入本文作为参考。粒度的测定
粒度的测定可以采用任何一种本领域普通技术人员已知的方法。例如，成批粉末的粒度分布可以通过在粒度分析仪中的液体离心沉降法测定。也可以利用扫描式电子显微镜(SEM)对粒度进行定性。利用SEM，还可以检测出表面的形态。但是，只有少量颗粒可以用SEM检测，因此需要其它方法来定量测定粒度分布。
用6级(16、8、4、2、1、0.5μm截粒度)阶式碰撞取样器(Clifornia Measurements，Sierra Madre，CA)或8级(9.0、5.8、4.7、3.3、2.1、1.1、0.7、0.4μm截粒度)阶式碰撞取样器(grasebyAndersen.Smyma，GA)测得气雾剂的粒度分布。对于每次测量，可从吸入器(对于California Measurements碰撞取样器共5至15mg的粉末，对于Andersen共15至25mg的粉末)中分散出1至5个发泡包装，包装内含有约5mg粉末。将所得气雾剂从吸入室内引入到阶式碰撞取样器中，并且将California Measurements和Andersen碰撞取样器的气流速率分别设定在12.5L/分钟或28.3L/分钟。通过对碰撞取样器平板上的粉末进行称重并用对数-几率曲线评估，可测出粒度分布。从对数-几率曲线上可测出质量中位空气动力学直径(MMAD)和小于5μm的质量分数。
具体实施方式
实施例
实施例1
本实施例描述的是Tg和Ts之差低于10℃的20％胰岛素制剂。这种制剂虽然化学上稳定，但是在标准推荐储存温度(Ts)的试验条件下，该制剂在产品储存期内不具有稳定的分散性能。
制备含有人胰岛素锌、甘露糖醇、柠檬酸钠二水合物和柠檬酸单水合物的溶液，从而获得20％的胰岛素气雾剂。从Eli Lilly和CompanyIndianapolis.IN获得批量的结晶人胰岛素锌，并且采用U.S.P.级别的赋形剂。在该溶液的每ml去离子水中含有1.5mg胰岛素、4.96mg甘露糖醇、1.04mg柠檬酸盐缓冲剂(柠檬酸钠和柠檬酸)，该溶液中的固体总浓度为7.5mg/ml，其pH为6.7。通过将该水溶液用Buchi laboratory的190型喷雾干燥器在下列条件下进行喷雾干燥来制得干粉：
水溶液温度                         2-8℃
入口温度                           123℃
出口温度                           81℃
加料速率                           5.3mL/分钟
套管旋流器的温度                   30℃
在将全部水溶液泵入到喷雾干燥器中后，通过缓慢降低入口温度，使出口温度在85℃下保持10分钟，以备二次干燥。
所得干粉气雾剂含有下列固体内容物：20.0％胰岛素，66.2％甘露糖醇，13.1％柠檬酸钠，0.7％柠檬酸。特征和稳定性
将胰岛素粉末包装在装有干燥剂的箔袋屏蔽的包装内。将小袋储存在30℃、40℃以及2-37℃/24小时的温度周期变化条件下。根据用反相HPLC测出的胰岛素含量和纯度、水分含量、基于胰岛素给药剂量的气雾剂性能以及用差示扫描量热法测出的玻璃化转变温度，对样品的稳定性进行评价。
利用胰岛素稳定性指示方法进行的反相HPLC分析法显示出在所有被测储存条件下，胰岛素的含量或纯度均无变化。储存后，胰岛素含量是原有胰岛素的99％。对于一批在室温下储存22个月的柠檬酸盐/甘露糖醇粉末，胰岛素的纯度为最初的99％，具有痕量的降解产物，这可以从色谱上看出。
水分含量是通过电量karl Fisher法并利用Mitsubishi CA-06湿度仪测定的。由上述加工条件制备的干粉使组合物中含有0.5％-1.5％的水分。
差示扫描量热法(DSC)方式的热分析采用了Seiko量热计，该量热计用氮净化气校准并用铟作为标准参照物。将粉末样品(10-20mg)密封在铝盘中，冷却至＜-50℃，随后每1分钟升高1℃。在样品被加热的同时，作出其热分析图。新制备的粉末制剂的玻璃化转变温度是在28-34℃(0.4-1.4％湿度)的范围内。X-射线衍射和显微镜的分析表明，该粉末部分结晶，并且由DSC可以观察到，甘露糖醇在约150℃熔融吸热。更重要的是，DSC分析表明，在30℃、40℃或2-37℃的温度周期变化下储存数周后，上述粉末的玻璃态被损失。起始制剂和放置制剂的热分析图如图1A和1B所示。在起始样品的热分析图(图1A)中，可观察到起点约为32℃的玻璃化转变温度，随后在33℃处出现玻璃的焓驰豫(enthapic relaxation)。在对照物中(图1B)，在2-37℃温度周期变化下储存2周的粉末在41℃表现出一个宽带吸热，即损失的玻璃转化。在所有储存条件下皆可观察到类似结果。
通过收集由干粉分散器产生的、落在接口管外滤纸上的气雾粉末来测出胰岛素粉末组合物的给药剂量。检测的装置类似于美国专利5458135和申请号PCT/US95/11655和PCT/US92/05621中所述的装置，这些专利在此引入本文作为参考。测定胰岛素粉末组合物的给药剂量相对于装置内全部粉末(0.5mg)的质量百分比。气雾剂和DSC数据如下所示。这些粉末组合物的气雾给药剂量因储存而明显减少。同时，DSC分析法表明，初始玻璃态粉末迅速(＜1个月)转化为非玻璃态。
  组合物编号  胰岛素含量     储存条件   给药剂量(％)  水分含量(％)   DSC测得的Tg
  -001(lot#R156-15A)   20.0  开始   70.6±4.0    1.0     28
 2周；周期2-37℃   56.7±2.9    0.7
 4周：30℃   51.2±12.5    0.5     无
 4周：40℃   35.9±9.1    1.4     无
 12周：30℃   45.1±5.4    0.5
  I-001(lot#R95008)   20.0  开始   72.4±1.5    0.4     32
 2周；周期2-37℃   62.9±2.6    0.5     32
 4周：30℃   69.3±1.8    0.7     未测
 8周：80℃   68.7±3.0    0.7     32
 4周：40℃   49.7±3.0    未测     无
实施例2
本实施例描述一种本发明的20％胰岛素组合物，该组合物在30℃、40℃、50℃和2至37℃的温度周期变化下储存后仍保持蛋白质的完整性和气雾剂稳定性。
制备含有人胰岛素锌、甘露糖醇、柠檬酸钠二水合物和柠檬酸单水合物的溶液，从而获得20％的胰岛素气雾剂。从Eli Lilly和CompanyIndiamapolis.IN获得批量的结晶人胰岛素锌，并且采用U.S.P.级别的赋形剂。在该溶液的每1ml去离子水中含有2.0mg胰岛素、1.82mg甘露糖醇、5.91mg柠檬酸钠、0.006mg柠檬酸和0.26mg甘氨酸，该溶液中的固体总浓度为10.0mg/ml，其pH为7.3。通过将该水溶液用Buchilaboratory喷雾干燥器在下列条件下进行喷雾干燥来制得干粉：
水溶液温度                      2-8℃
入口温度                        128-130℃
出口温度                        85-88℃
加料速率                        5.0mL/分钟
套管旋流器的温度                30-31℃
在将全部水溶液泵入到喷雾干燥器中后，通过缓慢降低入口温度，使出口温度在85℃下保持5分钟，以备二次干燥。
较大批量的粉末是由以下喷雾干燥溶液制得的，在所述喷雾干燥溶液的每ml去离子水中含有2.5mg胰岛素、2.28mg甘露糖醇、7.39mg柠檬酸钠、0.007mg柠檬酸和0.32mg甘氨酸，该溶液中的固体总浓度为12.5mg/ml，其pH为7.3。用Nitro喷雾干燥器在下列条件下进行喷雾干燥制得干粉：
水溶液温度                      2-8℃
喷雾器的冷却循环水              2-6℃
入口温度                        143-147℃
出口温度                        79-81℃
喷雾器的气流                    在41-47psig下为12scfm
流速                            50mg/分钟
Buchi和Nitro制得的干粉(I-004)均含有下列固体成分：
20.0％胰岛素，2.6％甘氨酸，59.1％柠檬酸钠，18.2％甘露糖醇，0.1％柠檬酸。特征和稳定性：
将胰岛素粉末干储在相对湿度＜10％(除非注明)的30℃、40℃、50℃以及2-37℃/24小时的温度周期变化条件下。根据水分含量、基于胰岛素给药剂量的气雾剂性能以及用差示扫描量热法测出的玻璃化转变温度，对样品的稳定性进行评估。
利用差示扫描量热法(DSC)的热分析以及气雾剂给药剂量的试验均按照上述方法进行。利用连接有在给药剂量试验中所述装置的阶式碰撞取样器(California measurements IMPAQ-6)测定气雾剂的粒度分布。
由Buchi和Niro喷雾干燥器制备的本发明组合物的若干粉末的稳定性数据概括在表I中。在测量的误差范围内，其气雾剂性能在储存中保持不变。图2表示这种胰岛素制剂在40℃下储存3-4周时对于时间点的DSC热分析图，并指出了89℃的Tg。在所有热分析图中，玻璃转化前均出现小的吸热。这归因于非玻璃态时的水分吸收或少量的胰岛素变性。水分含量曲线是玻璃化转变温度的函数，正如图3所示。事实上很明显，该制剂的粉末可以吸收＞50％的水分而不损失其气雾剂性能。
水分对Tg的作用随原料而异，为了获得好的气雾剂产品必须了解这种特异性作用。对于具有较高Tg的玻璃态原料，结晶以及玻璃松弛成为橡胶状相的潜在性随着水分含量的升高而增加。通过两种方法分析所得粉末以确定该制剂的组成相图的特征：1)将粉末暴露在潮湿的储存条件下，和2)通过改变二次干燥的条件，制备含水量不同的粉末。DSC和水分分析的结果如图3所示的Tg-水分曲线；其中表明，当水分含量达到约4.5-5％时Tg应高于40℃。通过在10至90％RH和25℃下的吸湿分析可以进一步测试出水分对粉末的作用(图4)。所有被吸收的水分也可以解吸，这表明粉末在暴露于较高的相对湿度时无法从无定形变为结晶相。在较低至中等的湿度水平下没有发生任何显著性变化，这表明了胰岛素的稳定性。
用X-射线衍射分析(图5)和偏光显微镜可发现，粉末仍保持无定形。通过氮吸收法测定的这些粉末的表面积为7-10m2/g。从扫描电子显微镜(SEM)分析法可了解到，颗粒具有卷曲“葡萄干”的结构而不是平滑的球体表面(图6)。(ESCA)表面化学分析法证实，这些颗粒中含有大量位于颗粒表面的胰岛素。也就是，ESCA分析法表明，尽管整体制剂的组成是20％胰岛素，2.6％甘氨酸。18％甘露糖醇和59％柠檬酸盐，但制剂的表面组成是52％胰岛素，11％甘氨酸，16％甘露糖醇和21％柠檬酸盐。
                                                     表I
    批号(Niro或BuchiI-004)  储存温度(℃)   储存时间  给药剂量％       MMAD(μm)  大小＜5μm的颗粒质量％  水分含量％      Tg(℃)
  R95030(Buchi)   30     开始4周12周    70±471±473±5     1.72.01.9     90
  周期2-37℃     开始2周    70±474±4     1.72.0     90
  40     开始3-4周    70±469±4     1.72.0     9089
  96311(NIro)   30     开始3周6周12周    73±275±770±768±5       2.92.52.12.7      77858975     2.32.03.12.4     707775
  40     开始3周6周12周    73±275±567±571±3       2.92.42.93.0      77857477     2.31.92.52.1     707274
  40℃，75％RH     开始    73±4       2.8，3.3      73，83     2.3     70
    1周    73±3       2.8，2.8      76，74     2.0     72
    2周    74±2       3.2，2.5      71，82     2.3     71
    3周    69±6       2.1，2.3      91，89     2.5     65
    4周    74±2       1.5，1.9      94，92     2.9     63
    6周    72±3       2.1，2.6      87，89     3.4     62
    12周    68±2     5.4     53
    26周    52±4       1.0      95，96     7.2     34
  95318(Niro)     30    开始3周6周12周25周    82±979±689±685±678±8     3.43.33.0    716974     1.92.21.62.01.9    8482848485
    40    开始3周    82±977±5     3.4    71     1.92.2    8484
   12周    86±4     2.0    83
    周期2-37℃    开始12周    82±991±5     3.4    71     1.91.9    8482
    50    开始12周25周    82±981±881±8     3.42.7    7178     1.91.8    848488
  95310(Buchi)     30    开始3周6周12周20周12月    86±481±775±477±980±677±5     2.94.03.93.32.83.9    766262717462     1.72.11.81.41.41.4    888888878988
    40    开始3周6周12周    86±483±378±478±8     2.94.03.53.0    76686873     1.71.71.61.6    88899091
实施例3
本实施例描述一种本发明的60％胰岛素组合物，该组合物在30℃、40℃、50℃和2至37℃的温度周期变化下储存后仍保持蛋白质的完整性和气雾剂稳定性。
制备含有人胰岛素锌、甘露糖醇、柠檬酸钠二水合物和柠檬酸单水合物的溶液，从而获得60％的胰岛素气雾剂。从Eli Lilly和CompanyIndiamapolis.IN获得批量的结晶人胰岛素锌，并且采用U.S.P.级别的赋形剂。在该溶液的每1ml去离子水中含有7.50mg胰岛素、1.27mg甘露糖醇、3.38mg柠檬酸钠、0.026mg氢氧化钠和0.32mg甘氨酸，该溶液中的固体总浓度为12.5mg/ml，其pH为7.3。
Nitro喷雾干燥器在下列条件下进行喷雾干燥制得干粉：
水溶液温度                      2-8℃
喷雾器的冷却循环水              2-6℃
入口温度                        143-147℃
出口温度                        79-81℃
喷雾器的气流                    在41-47psig下为12scfm
流速                            50mg/分钟
制得的干粉(I-016)含有下列固体成分：
60.0％胰岛素，2.6％甘氨酸，27.1％柠檬酸钠，10.1％甘露糖醇，0.2％来自氢氧化钠的钠离子。特征和稳定性：
将胰岛素粉末干储在相对湿度＜10％(除非有注明)的30℃、40℃、50℃以及2-37℃/24小时的温度周期变化条件下。根据水分含量、基于胰岛素给药剂量的气雾剂性能以及用差示扫描量热法测出的玻璃化转变温度，对样品的稳定性进行评估。
利用差示扫描量热法(DSC)的热分析以及气雾剂给药剂量的试验均按照上述方法进行。利用连接有在给药剂量试验中所述装置的阶式碰撞取样器(California measurements IMPAQ-6)测定气雾剂的粒度分布。
该组合物若干粉末的稳定性数据概括在表II中。在测量的误差范围内，其气雾剂性能在干燥条件下储存时保持不变。事实上很显然，该制剂的粉末可以吸收至多4.6％的水分而不损失其气雾剂性能。水分对Tg的作用如图7所示，它表明，在约5％的湿度时Tg＞40℃。
用X-射线衍射分析法可发现粉末为无定形态。通过氮吸收法测定的粉末的表面积为7-10m2/g。粉末颗粒具有卷曲“葡萄干”的结构(SEM分析)而不是平滑的球体表面。
                                                     表II
    批号(I-016)  储存温度(℃)  储存时间  给药剂量％       MMAD(μm)  大小＜5μm的颗粒质量％  水分含量％     Tg(℃)
  95322   30    开始12周25周    95±892±794±6       2.42.33.2    818172     2.1     899089
  40    开始12周25周    95±893±693±5       2.42.22.6    818176     2.11.0     89未测定88
  50    开始12周25周    95±894±787±6       2.42.22.8    818574     2.1     898487
  95322真空干燥后   30    开始12周25周    93±896±694±6       2.72.32.8    768373     1.41.61.6     959482
  40    开始12周    93±893±6       2.7    76     1.41.4     9591
  50    开始12周25周    93±894±693±6       2.73.2    7672     1.4     958588
  96317   30    开始3周6周    87±478±483±3       2.9，3.12.7，3.4    77，7880，72     1.92.02.2     6564
  40℃75％RH    开始1周2周3周4周6周12周26周    87±481±384±382±381±579±479±574±2       2.9，3.12.3，2.82.9，2.82.9，3.43.2，3.22.8，3.02.8，3.4    77，7895，8073，7678，7474，7685，7977，71     1.92.11.82.42.43.04.65.9     6559586363574731
实施例4
本实施例描述一种60％胰岛素组合物，该组合物在30℃、40℃、50℃和2至37℃的温度周期变化下储存后仍保持蛋白质的完整性和气雾剂稳定性。
制备含有人胰岛素锌、甘露糖醇、柠檬酸钠二水合物和柠檬酸单水合物的溶液，从而获得60％的胰岛素气雾剂。从Eli Lilly和CompanyIndiamapolis.IN获得批量的结晶人胰岛素锌，并且采用U.S.P.级别的赋形剂。在该溶液的每1ml去离子水中含有7.50mg胰岛素、2.28mg甘露糖醇、2.37mg柠檬酸钠、0.023mg氢氧化钠和0.32mg甘氨酸，该溶液中的固体总浓度为12.5mg/ml，其pH为7.3。
通过将该水溶液用Buchi laboratory喷雾干燥器在下列条件下进行喷雾干燥来制得干粉：
水溶液温度                      2-8℃
入口温度                        128-130℃
出口温度                        85-88℃
加料速率                        5.0mL/分钟
套管旋流器的温度                30-31℃
在将全部水溶液泵入到喷雾干燥器中后，通过缓慢降低入口温度，使出口温度在85℃下保持5分钟，以备二次干燥。另外用Nitro喷雾干燥器在下列条件下进行喷雾干燥制得干粉：
水溶液温度                      2-8℃
喷雾器的冷却循环水              2-6℃
入口温度                        143-147℃
出口温度                        79-81℃
喷雾器的气流                    在41-47psig下为12scfm
流速                            50mg/分钟
制得的干粉(I-005)均含有下列固体成分：
60.0％胰岛素，2.6％甘氨酸，19.0％柠檬酸钠，18.3％甘露糖醇，0.2％来自氢氧化钠的钠离子。特征和稳定性：
将胰岛素粉末干储在相对湿度＜10％(除非注明)的30℃、40℃、50℃以及2-37℃/24小时的温度周期变化条件下。根据水分含量、基于胰岛素给药剂量的气雾剂性能以及差示扫描量热法测出的玻璃化转变温度，对样品的稳定性进行评估。
利用差示扫描量热法(DSC)的热分析以及气雾剂给药剂量的试验均按照上述方法进行。利用连接有在给药剂量试验中所述的装置的阶式碰撞取样器(California measurements IMPAQ-6)测定气雾剂的粒度分布。
该组合物若干粉末的稳定性数据概括在表II中。在测量的误差范围内，其气雾剂性能在储存中保持不变。
用X-射线衍射分析法可发现粉末为无定形态。通过氮吸收法测定的粉末的表面积为7-10m2/g。粉末颗粒具有卷曲“葡萄干”的结构(SEM分析)而不是平滑的球体表面。
     批号(I-005)  储存温度(℃)  储存时间  给药剂量％    MMAD(μm) 大小＜5μm的颗粒质量％  水分含量％     Tg(℃)
   95317(Buchi)   30    开始3周6周12周20周12月    86±587±689±385±792±487±5     3.02.72.83.12.32.9     747573728576     1.01.41.10.50.90.7     545056515962
  40    开始3周6周12周    86±586±889±387±7     3.03.02.92.2     74727583     1.00.81.10.5     54585448
   95321(Niro)   30    开始3周6周12周25周    95±488±396±592±591±4     2.82.43.0     788274     1.21.70.91.21.0     5843495455
  40    开始3周6周12周    95±490±694±591±6     2.8     78     1.21.10.91.1     58556466
  2-37周期变化    开始12周    95±493±5     2.8     78     1.21.1     5852
实施例5
本实施例描述一种本发明的20％胰岛素组合物，该组合物在30℃、40℃和2至37℃的温度周期变化下储存后仍保持蛋白质的完整性和气雾剂稳定性。
制备含有人胰岛素锌、甘氨酸、柠檬酸钠二水合物和柠檬酸单水合物的溶液，从而获得20％的胰岛素气雾剂。从Eli Lilly和CompanyIndiamapolis.IN获得批量的结晶人胰岛素锌，并且采用U.S.P.级别的赋形剂。在该溶液的每1ml去离子水中含有2.0mg胰岛素、7.73mg柠檬酸钠、0.01mg柠檬酸和0.26mg甘氨酸，该溶液中的固体总浓度为10.0mg/ml，其pH为7.3。通过将该水溶液用Buchi laboratory喷雾干燥器在下列条件下进行喷雾干燥来制得干粉：
水溶液温度                       2-8℃
入口温度                         130℃
出口温度                         77℃
加料速率                         5.2mL/分钟
套管旋流器的温度                 30-31℃
在将全部水溶液泵入到喷雾干燥器中后，通过缓慢降低入口温度，使出口温度在80℃下保持1分钟，以备二次干燥。
较大批量的粉末是由以下喷雾干燥溶液制得的，在所述喷雾干燥溶液的每ml去离子水中含有2.5mg胰岛素、9.663mg柠檬酸钠、0.012mg柠檬酸和0.325mg甘氨酸，该溶液中的固体总浓度为12.5mg/ml，其pH为7.3。用Nitro喷雾干燥器在下列条件下进行喷雾干燥制得干粉：
水溶液温度                       2-8℃
喷雾器的冷却循环水               2-6℃
入口温度                         130℃
出口温度                         70℃
喷雾器的气流                     在41-47psig下为12scfm
流速                             50mg/分钟
Buchi和Nitro制得的干粉(I-006)均含有下列固体成分：
20.0％胰岛素，2.6％甘氨酸，77.3％柠檬酸钠，0.1％柠檬酸。特征和稳定性：
将胰岛素粉末干储在相对湿度＜10％的30℃、40℃以及2至37℃/24小时的温度周期变化条件下。根据水分含量、基于胰岛素给药剂量的气雾剂性能以及用差示扫描量热法测出的玻璃化转变温度，对样品的稳定性进行评估。
利用差示扫描量热法(DSC)的热分析以及气雾剂给药剂量的试验均按照上述方法进行。利用连接有在给药剂量试验中所述装置的阶式碰撞取样器(Califomia measurements IMPAQ-6)测定气雾剂的粒度分布。
Buchi和Niro制得的组合物的若干粉末的稳定性数据概括在下表中。在测量的误差范围内，其气雾剂性能在储存中保持不变。用X-射线衍射分析法和偏光显微镜可发现粉末为无定形态。这种粉末甚至在3-5％含水量条件下仍具有较高的Tg(＞100℃)。
   批号(Niro或Buchi)I-006  储存温度(℃)   储存时间  给药剂量％   MMAD(μm) 大小＜5μm的颗粒质量％  水分含量％     Tg(℃)
 R95032(Buchi)   30     开始4周12周    70±370±476±4    -     -     3.23.42.9     107
  周期2-37℃     开始2周    70±375±4    -     -     3.23.9     107
  40     开始3-4周    70±371±5    -     -     3.24.6     107106
实施例6
本实施例描述一种60％胰岛素组合物，该组合物在30℃、40℃和2至37℃的温度周期变化下储存后仍保持蛋白质的完整性和气雾剂稳定性。
制备含有人胰岛素锌、甘氨酸、柠檬酸钠二水合物和氢氧化钠的溶液，从而获得60％的胰岛素气雾剂。从Eli Lilly和CompanyIndiamapolis.IN获得批量的结晶人胰岛素锌，并且采用U.S.P.级别的赋形剂。在该溶液的每1ml去离子水中含有6.0mg胰岛素、3.71mg柠檬酸钠、0.026mg氢氧化钠和0.26mg甘氨酸，该溶液中的固体总浓度为10.0mg/ml，其pH为7.3。通过将该水溶液用Buchi laboratory喷雾干燥器在下列条件下进行喷雾干燥来制得干粉：
水溶液温度                      2-8℃
入口温度                        128-130℃
出口温度                        78℃
加料速率                        5.2mL/分钟
套管旋流器的温度                30-31℃
在将全部水溶液泵入到喷雾干燥器中后，通过缓慢降低入口温度，使出口温度在78℃下保持5分钟，以备二次干燥。
干粉(I-007)含有下列固体成分：
60.0％胰岛素，2.6％甘氨酸，37.1％柠檬酸钠，0.3％来自氢氧化钠的钠离子。特征和稳定性：
将胰岛素粉末干储在相对湿度＜10％的30℃、40℃以及2至37℃/24小时的温度周期变化条件下。水分含量、基于胰岛素给药剂量的气雾剂性能以及用差示扫描量热法测出的玻璃化转变温度，对样品的稳定性进行评估。
利用差示扫描量热法(DSC)的热分析以及气雾剂给药剂量的试验均按照上述方法进行。利用连接有在给药剂量试验中所述装置的阶式碰撞取样器(California measurements IMPAQ-6)测定气雾剂的粒度分布。
Buchi和Niro制得的组合物的若干粉末的稳定性数据概括在下表中。在测量的误差范围内，其气雾剂性能在储存中保持不变。用X-射线衍射分析法和偏光显微镜可发现粉末为无定形态。这种粉末具有较高的Tg(＞100℃)。柠檬酸盐是良好的玻璃成形剂。
    批号(NiroBuchi)I-007  储存温度(℃)  储存时间    给药剂量％   MMAD(μm) 大小＜5μm的颗粒质量％  水分含量％     Tg(℃)
  R95033(Buchi)    30    开始4周12周      82±380±481±6     2.12.21.6     115
   周期2-37℃    开始2周      82±387±3     2.11.8     115
   40    开始3-4      82±383±5     2.11.8     115
实施例7
本实施例描述一种本发明的20％胰岛素组合物(一种部分玻璃态，部分结晶的粉末)，该组合物在30℃、40℃和50℃储存后仍具有良好的气雾剂稳定性。
制备含有人胰岛素锌、蔗糖、柠檬酸钠二水合物、甘氨酸和氢氧化钠的溶液，从而获得20％的胰岛素气雾剂。从Eli Lilly和CompanyIndiamapolis.IN获得批量的结晶人胰岛素锌，并且采用U.S.P.级别的赋形剂。在该溶液的每1ml去离子水中含有2.0mg胰岛素、4.74mg蔗糖、3.00柠檬酸钠和0.26mg甘氨酸，该溶液中的固体总浓度为10.0mg/ml，pH为7.3。通过将该水溶液用Buchi laboratory喷雾干燥器在下列条件下进行喷雾干燥来制得干粉：
水溶液温度                           2-8℃
入口温度                             125℃
出口温度                             75℃
加料速率                             5.2mL/分钟
套管旋流器的温度                     30-31℃
在将全部水溶液泵入到喷雾干燥器中后，通过缓慢降低入口温度，使出口温度在78℃下保持5分钟，以备二次干燥。
干粉(I-029)含有下列固体成分：
20.0％胰岛素，2.6％甘氨酸，30.0％柠檬酸钠，47.2％蔗糖，0.2％来自氢氧化钠的钠离子。特征和稳定性：
将胰岛素粉末干储在相对湿度＜10％的30℃、40℃、50℃以及2至37℃/24小时的温度周期变化条件下。根据水分含量、基于胰岛素给药剂量的气雾剂性能以及利用差示扫描量热法测出的玻璃化转变温度，对样品的稳定性进行评估。
利用差示扫描量热法(DSC)的热分析以及气雾剂给药剂量的试验均按照上述方法进行。利用连接有在给药剂量试验中所述装置的阶式碰撞取样器(California measurements IMPAQ-6)测定气雾剂的粒度分布。
组合物的若干粉末的稳定性数据概括在下表中。在测量的误差范围内，其气雾剂性能在储存中保持不变。用偏光显微镜可发现，这种粉末主要为玻璃态(Tg为98℃)同时含有一些结晶。
   批号(I-029)  储存温度(℃)  储存时间   给药剂量％    MMAD(μm) 大小＜5μm的颗粒质量％  水分含量％     Tg(℃)
  R95084(Buchi)     30    开始6周12周     78±676±172±4     2.92.6     7480     1.2     98
    40    开始12周     78±674±4     2.9     74     1.2     98
实施例8
本实施例描述一种0.7％白介素-1受体组合物，该组合物在室温下储存13个月后仍保持其气雾剂稳定性。
制备含有人重组白介素-1-受体(rhu IL-1R)、氨基三丁醇盐酸盐(TRIS HCl)、氨基三丁醇(TRIS)和棉子糖五水合物的溶液，从而制得白介素-1-受体气雾剂。采用从Immunex Corporation Seattle，WA，获得人重组IL-1R，U.S.P.级氨基三丁醇，A.C.S.级氨基三丁醇盐酸盐，和GMP合格的棉子糖五水合物(Pfanstiehl，Waukegan，IL)。该0.7％rhu IL-1R制剂中每1ml去离子水中含有0.053mg rhu IL-1R和7.07mg/ml棉子糖及0.373mg/ml Tris缓冲剂，其pH为7.18。
通过将该水溶液用Buchi laboratory喷雾干燥器在下列条件下进行喷雾干燥来制得干粉：
水溶液温度                      2-8℃
入口温度                        135-137℃
出口温度                        92-93℃
加料速率                        4.9mL/分钟
套管旋流器的温度                30℃
在将全部水溶液泵入到喷雾干燥器中后，通过缓慢降低入口温度，使出口温度在90℃下保持15分钟，以备二次干燥。干粉含有下列固体内容物：0.7％rhu IL-1R，94.3％棉子糖和5.0％Tris缓冲剂。特征和稳定性：
将Rhu IL-1R粉末干储在相对湿度＜10％的30℃下。根据水分含量，基于给药剂量的气雾剂性能和阶式碰撞取样器的粒度分布，以及利用差示扫描量热法测出的玻璃化转变温度，来对样品的稳定性进行评价。
利用差示扫描量热法(DSC)的热分析以及气雾剂给药剂量的试验均按照上述方法进行。利用连接有在给药剂量试验中所述装置的阶式碰撞取样器(California measurements IMPAQ-6)测定气雾剂的粒度分布，试验表明气雾剂具有稳定的气雾剂性能。
 储存温度(℃)  储存时间   给药剂量％±RSD    MMAD(μm)   大小＜5μm的颗粒质量％  水分含量％     Tg(℃)
    30     开始      53±5     3.2       77     1.8     71
    3月      60±15     3.0       76     1.6
    6月      61±5     3.2       81     1.5
    13月      51±7     2.7       86     0.9
实施例9
本实施例描述一种5.0％白介素-1受体组合物，该组合物在室温下储存3个月后仍保持其气雾剂稳定性。
制备含有人重组白介素-1-受体(rhu IL-1R)、氨基三丁醇盐酸盐(TRIS HCl)、氨基三丁醇(TRIS)和棉子糖五水合物的溶液，从而制得白介素-1-受体气雾剂。采用从Immunex Corporation Seattle，WA，获得的人重组IL-1R，U.S.P.级氨基三丁醇，A.C.S.级氨基三丁醇盐酸盐，和GMP合格的棉子糖五水合物(Pfanstiehl，Waukegan，IL)。该5.0％rhu IL-1R制剂的每1ml去离子水中含有0.375mg rhu IL-1R和6.77mg/ml棉子糖及0.351mg/mlTris缓冲剂，其pH为7.35。
通过将该水溶液用Buchi laboratory喷雾干燥器在下列条件下进行喷雾干燥来制得干粉：
水溶液温度                      2-8℃
入口温度                        138℃
出口温度                        91℃
加料速率                        4.9mL/分钟
套管旋流器的温度                30℃
在将全部水溶液泵入到喷雾干燥器中后，通过缓慢降低入口温度，使出口温度在90℃下保持15分钟，以备二次干燥。干粉含有下列固体成分：5.0％rhu IL-1R，90.3％棉子糖和4.7％Tris缓冲剂。特征和稳定性：
将Rhu IL-1R粉末干储在相对湿度＜10％的30℃下。根据水分含量、基于给药剂量的气雾剂性能和阶式碰撞取样器的粒度分布，以及利用差示扫描量热法测得的玻璃化转变温度，对样品的稳定性进行评价。
利用差示扫描量热法(DSC)的热分析以及气雾剂给药剂量的试验均按照上述方法进行。利用连接有在给药剂量试验中所述装置的阶式碰撞取样器(California measurements IMPAQ-6)测定气雾剂的粒度分布。
 储存温度(℃)  储存时间   给药剂量％±RSD    MMAD(μm)   大小＜5μm的颗粒质量％  水分含量％     Tg(℃)
    30    开始     49±10     4.1        64     1.8     71
   3月     56±7     3.5        77     2.1
实施例10
本实施例描述一种1.0％白介素-1受体组合物，该组合物在30℃和47％RH的条件下储存2.5年后仍保持其气雾剂稳定性。
制备含有人重组白介素-1-受体(rhu IL-1R)、氨基三丁醇盐酸盐(TRIS HCl)、氨基三丁醇(TRIS)和棉子糖五水合物的溶液，从而制得白介素-1-受体气雾剂。采用从Immunex Corporation Seattle，WA，获得的人重组IL-1R，U.S.P.级氨基三丁醇，A.C.S.级氨基三丁醇盐酸盐，和GMP合格的棉子糖五水合物(Pfanstiehl，Waukegan，IL)。该1.0％rhu IL-1R制剂的每1.0ml去离子水中含有0.375mg rhu IL-1R和6.77mg/ml棉子糖及0.351mg/ml Tris缓冲剂，其pH为7.1。
通过将该水溶液用Buchi laboratory喷雾干燥器在下列条件下进行喷雾干燥来制得干粉：
水溶液温度                        2-8℃
入口温度                          140℃
出口温度                          90-92℃
加料速率                          5.3mL/分钟
套管旋流器的温度                  30℃
在将全部水溶液泵入到喷雾干燥器中后，通过缓慢降低入口温度，使出口温度在90℃下保持15分钟，以备二次干燥。干粉含有下列固体成分：1.0％rhu IL-1R，94.3％棉子糖和4.7％Tris缓冲剂。特征和稳定性：
将Rhu IL-1R粉末干储在相对湿度约47％(利用含有硫氰酸钾饱和溶液的隔室)的30℃下。根据水分含量、基于给药剂量的气雾剂性能和阶式碰撞取样器的粒度分布，以及利用差示扫描量热法测得的玻璃化转变温度，对样品的稳定性进行评价。
按照上述方法进行热分析以及气雾剂给药剂量试验。DSC扫描显示，初始测量的Tg为71℃(参见图14)。利用连接有在给药剂量试验中所述装置的阶式碰撞取样器(California measurements IMPAQ-6)测定气雾剂的粒度分布。用早期型号的装置收集雾化数据。粒度数据的变异性不能归因于稳定性的变化，应归因于粉末在早期型号装置中易变的性能。储存2周和储存2.5年的粒度数据相类似的结果，以及与实施例8相似粉末的稳定性数据支持了上述推论。
 储存温度(℃)  储存时间  给药剂量％±RSD    MMAD(μm)   大小＜5μm的颗粒质量％  水分含量％     Tg(℃)
   30℃47％RH    开始    42±5     3.0        83     1.6     71
   2周    54±12     3.9        66     1.7
   6周   54±5     2.8    82     2.4
   2.5年   52±12     3.5    61     4.5
实施例11
本实施例描述一种8.0％白介素-1受体组合物，该组合物在30℃和47％RH的条件下储存2.5年后仍保持其气雾剂稳定性。
制备含有人重组白介素-1-受体(rhu IL-1R)、氨基三丁醇盐酸盐(TRIS HCl)、氨基三丁醇(TRIS)和棉子糖五水合物的溶液，从而制得白介素-1-受体气雾剂。采用从Immunex Corporation Seattle，WA，获得的人重组IL-1R，U.S.P.级氨基三丁醇，A.C.S.级氨基三丁醇盐酸盐，和GMP合格的棉子糖五水合物(Pfanstiehl，Waukegan，IL)。该8.0％rhu IL-1R制剂的每1.0ml去离子水中含有0.600mg rhu IL-1R和6.55mg/ml棉子糖及0.351mg/mlTris缓冲剂，其pH为7.30。
通过将该水溶液用Buchi laboratory喷雾干燥器在下列条件下进行喷雾干燥来制得干粉：
水溶液温度                      2-8℃
入口温度                        142℃
出口温度                        91-92℃
加料速率                        5.3mL/分钟
套管旋流器的温度                30℃
在将全部水溶液泵入到喷雾干燥器中后，通过缓慢降低入口温度，使出口温度在90-92℃下保持15分钟，以备二次干燥。干粉含有下列固体内容物：8.0％rhu IL-1R，87.3％棉子糖和4.7％Tris缓冲剂。特征和稳定性：
将Rhu IL-1R粉末干储在相对湿度约47％(利用在30℃下含有硫氰酸钾饱和溶液的隔室)的条件下。根据水分含量、基于给药剂量的气雾剂性能和阶式碰撞取样器的粒度分布，以及利用差示扫描量热法测得的玻璃化转变温度，对样品稳定性进行评价。
利用固定在RH＜5％的干燥箱中的介电热分析仪(热分析设备)进行DER的热分析。图8表示从0℃到约100℃并且升温速率为1℃/分钟的DER扫描，该扫描是以储存2.5年后的制剂为试验对象。和其它DER分析一样的是选用起点。将样品过冷至-70℃，随后扫描，当样品被加热时采集数据，气雾剂的给药剂量试验按照上述方法进行。利用连接有在给药剂量试验中所述装置的阶式碰撞取样器(California measurementsIMPAQ-6)测定气雾剂的粒度分布。给药剂量在储存2.5年后的结果十分显著，这是因为粉末已吸收了3.3％的水分。＜5μm颗粒的质量百分比略微降低，或更可能的原因是在早期型号的试验装置内这种粉末的性能发生变化。图9A表示其粒度分布，初始时间点，并且图9B表示在30℃和47％RH条件下储存2周后的粒度分布，它们表明该粉末具有长时间稳定的分散性能。
 储存温度(℃)  储存时间  给药剂量％±RSD    MMAD(μm)   大小＜5μm的颗粒质量％  水分含量％     Tg(℃)
   30℃47％RH    开始    47±13     3.4        74     1.2   71(DSC)
   2周    55±11     3.3        72     1.2
   6周    43±10     2.9        80     1.6
   2.5年    49±9     3.7        63     4.5   59(DER)
实施例12
本实施例描述在30℃下储存11个月后保持气雾稳定性的组合物。通过制备氨基三丁酸盐酸盐(TRIS HCl)、氨基三丁酸(TRIS)和棉子糖五水合物(Pfanstiehl，waukegan，IL)的溶液来制备该制剂。经混合7.15mg/ml棉子糖和0.351mg/ml Tris缓冲液(pH7.1)来制得棉子糖/Tris制剂。
通过将该水溶液用Buchi laboratory喷雾干燥器在下列条件下进行喷雾干燥来制得干粉：
水溶液温度                    2-8℃
入口温度                      118-120℃
出口温度                      81℃
加料速率                      5.8mL/分钟
干粉含有下列固体成分：95.3％棉子糖和4.7％Tris缓冲剂。特征和稳定性：
将棉子糖/Tris粉末干储在30℃的条件下。根据水分含量、基于给药剂量的气雾剂性能和阶式碰撞取样器的粒度分布，以及利用差示扫描量热法测得的玻璃化转变温度，对样品的稳定性进行评估。按照上述方法进行热分析以及气雾剂给药剂量试验。利用连接有在给药剂量试验中所述装置的阶式碰撞取样器(California measurements IMPAQ-6)测定气雾剂的粒度分布。虽然该粉末是一种给药剂量仅为26％并且初始相对标准偏差较高的不良气雾剂粉末，但该粉末可以稳定11个月之久。
 储存温度(℃)  储存时间  给药剂量％±RSD    MMAD(μm)   大小＜5μm的颗粒质量％  水分含量％     Tg(℃)
   30℃   开始    26±39     3.9        74     1.1     60
  3月    23±7     2.8        72     0.7
  6月    18±9     2.6        79     0.7
  11月    22±14     3.5        53     0.5
实施例13
本实施例描述一种90％α-抗胰蛋白酶的组合物，该组合物在室温下13个月内保持稳定。
通过制备含有纯化人α-1抗胰蛋白酶、柠檬酸钠二水合物和柠檬酸一水合物的溶液来获得90％α-1抗胰蛋白酶气雾剂。采用从ArmourPharmaceutical.kankakee，IL，获得的批量的纯化人α-1抗胰蛋白酶在pH6.0柠檬酸钠缓冲剂中的溶液并使用A.C.S./U.S.P.级赋形剂。该溶液的每1ml去离子水中含有4.99mg人α-1抗胰岛素酶、0.455mg柠檬酸钠、0.0.082mg柠檬酸，其固体总浓度为5.5mg/ml，pH为6.0。
通过将该水溶液用Buchi laboratory喷雾干燥器在下列条件下进行
喷雾干燥来制得干粉：
水溶液温度                      2-8℃
入口温度                        98-100℃
出口温度                        63-66℃
加料速率                        5.3mL/分钟
套管旋流器的温度                30℃
在将全部水溶液泵入到喷雾干燥器中后，通过缓慢降低入口温度，使出口温度在71-73℃下保持5分钟，以备二次干燥。所得干粉含有下列固体成分：90.3％rhu人α-1抗胰蛋白酶和9.7％柠檬酸缓冲剂。特征和稳定性
将人α-1抗胰蛋白酶粉末干储在相对湿度＜10％(除非注明)的室温下。粉末最初的UV分光光度分析表明，该粉末含有82％固体形式的α-1抗胰蛋白酶，而不是预期的基于批量蛋白质浓度计算的90％的浓度。将人α-1抗胰蛋白酶粉末再溶于水中，通过尺寸排阻(色谱)法和反相色谱法、SDS-PAGE电泳和trpyin显色生物分析法来分析蛋白质的完整性。所有方法均未检测出蛋白质降解。根据水分含量、基于胰岛素给药剂量的气雾剂性能，以及利用差示扫描量热法测得的玻璃化转变温度，对粉末样品的稳定性进行评价。
热分析和气雾剂给药剂量试验均按照上述方法进行。该制剂在DSC分析中，可观察到一个40℃的Tg，随后是在约160℃的软化或变性吸热。试验结束时，通过DER进行热分析。DER显示，在39℃时介电常数出现小的变化，在90℃时介电迁移率的显著变化是另一Tg。在储存13个月后给药剂量未发生改变。
该组合物若干粉末的稳定性数据如下所示：
   批号  储存温度(℃)  储存时间  给药剂量％±RSD       MMAD(μm)  大小＜5μm的颗粒质量％      水分含量％      Tg(℃)
   95011    室温     开始     58±464±3      1.3     90      3.9    40
    3月     67±8
    4月     72±3      1.7.1.3     86.90      2.8
    6月     73±8
    13月     62±13      2.8，2.3，2.6    39，93(DER)
实施例14
本实施例描述一种5％人血清白蛋白组合物，该组合物在30℃、40℃和2至37℃的温度周期变化下储存6个月后仍保持气雾剂稳定性。
制备含有人血清白蛋白、甘露糖醇、柠檬酸钠二水合物和柠檬酸一水合物的溶液，从而获得5％的人血清白蛋白气雾剂。从MilesInc.，Kankakee，IL(Pentex Fr V.Low Endotoxin，Fatty Acid Free)获得批量人血清白蛋白，并且采用A.C.S./U.S.P.级别的赋形剂。在该溶液的每1ml去离子水中含有1.25mg人血清白蛋白、20.30mg甘露糖醇、3.28柠檬酸钠、0.17mg柠檬酸，该溶液中的固体总浓度为25.0mg/ml，pH为6.6。
用Niro喷雾干燥器在下列条件下进行喷雾干燥来制得干粉：
水溶液温度                          2-8℃
雾化器的冷却循环水                  2-6℃
入口温度                            120℃
出口温度                            60.5-62.8℃
雾化器空气流速                      在43psig时11-12scfm
溶液加料速率                        50mL/分钟
干粉含有下列固体成分：5.0％人血清白蛋白，81.1％甘露糖醇和13.8％柠檬酸盐缓冲剂。特征和稳定性：
将人血清白蛋白粉末干储在相对湿度＜10％的30℃和40℃下。根据水分含量、基于给药剂量的气雾剂性能、偏光显微镜，以及用DER测出的玻璃化转变温度，对样品的稳定性进行评价。
热分析以及气雾剂给药剂量试验均按照上述方法进行。利用连接有在给药剂量试验中所述装置的阶式碰撞取样器(California measurementsIMPAQ-6)测定气雾剂的粒度分布。从偏光显微镜可发现，该粉末含有大量的结晶(估计证实占颗粒质量的半数)。热分析显示，无定形相具有73℃的玻璃化转变温度(参见图10)。在连续6个月的储存期间可保持气雾剂性能。
该组合物粉末的稳定性数据如下所示。
   批号  储存温度(℃)  储存时间   给药剂量％±RSD   MMAD(μm)  大小＜5μm的颗粒质量％  水分含量％     Tg(℃)
  NR9508   30     开始     53±4     1.2
    3月     59±5
    6月     51±6
  周期性2-37℃     开始     53±4     1.2
    3月     57±5
    6月     51±6
  40     开始     53±4     1.2
    3月     60±4
    6月     50±8  73(DER)
实施例15
本实施例描述一种2％沙丁胺醇组合物(批号AS024)，该组合物在30℃、40℃和2至40℃的温度周期变化下储存6周后仍保持气雾剂稳定性。
通过制备含有沙丁胺醇和乳糖溶液来获得2.3％沙丁胺醇硫酸盐(即2％沙丁胺醇)气雾剂。从Profarmaco(Milano，Italy)获得批量沙丁胺醇硫酸盐，并且采用U.S.P.级别的赋形剂。在该溶液的每1ml去离子水中含有0.60mg沙丁胺醇和25.68mg乳糖，该溶液中的固体总浓度为26.28mg/ml，pH为4.6。
用Niro喷雾干燥器在下列条件下进行喷雾干燥来制得干粉：
水溶液温度                   2-8℃
雾化器的冷却循环水           2-6℃
入口温度                     120℃
出口温度                     64.7-67.2℃
雾化器空气流速               在43psig时12scfm
溶液加料速率                 50mL/分钟
干粉含有下列固体成分：2.3％沙丁胺醇硫酸盐和97.7％乳糖。在喷雾干燥后和填充到每包5mg的发泡包装中以前，将粉末通过35目筛筛分。特征和稳定性
将沙丁胺醇粉末干储在相对湿度＜10％的30℃、40℃以及2至40℃/12小时的温度间隔的条件下。水分含量、基于给药剂量的气雾剂性能、偏光显微镜、湿度等温分析以及用DSC测出的玻璃化转变温度，对样品的稳定性进行评价。
利用差示扫描量热法(DSC)的热分析是按照上述方法进行的，并且DSC的扫描速率为2.5℃/分钟而不是1℃/分钟。利用连接有在给药剂量试验中所述装置的阶式碰撞取样器(California measurements IMPAQ-6)测定气雾剂的粒度分布。偏光显微镜可发现粉末为无定形态。热分析表明Tg为83℃。气雾剂性能在为期6周的储存中保持不变。
偏光显微镜、DSC和X-射线衍射分析法均表明2％的沙丁胺醇乳糖粉末为无定形。图11中的DSC曲线显示，其玻璃化转变温度为83℃。图12所示的X-射线衍射图中具有与原料中低角度顺序(low angleorder)相对应的宽晕轮图样，它是玻璃态无定形材料的特征。
由于材料随着水分含量的增加成塑化，所以Tg降低(Tg-Ts也降低)，并且结晶的可能性增加。如图13所示的25℃下的吸湿等温线证实了这点。对于2％沙丁胺醇/乳糖制剂，水分随着湿度增加，直至达到60％的相对湿度，其中在重量增益中出现一个急剧降低，这是由于形成了乳糖一水合物的结晶。因此，粉末从无定形转化为结晶，这可以通过吸湿试验前后的偏光显微镜观察到。当相对湿度明显比粉末干储条件高时，可出现粉末固态的变化。
该组合物粉末的无定形数据如下所示：
  批号  储存温度(℃)  储存时间   给药剂量％±RSD       MMAD(μm)  大小＜5μm的颗粒质量％  水分含量％     Tg(℃)
  AS024   30     开始     55±6     3.6，3.0    62，74     2.3     83
    3周     51±12     3.5.3.6    63，63
    6周     52±12     3.7，3.0    61，74
  402-40℃     开始     55±6     3.6，3.0    62，74     2.3
    3周     52±7     3.8，4.4    60，54
    6周     55±8     3，1，4.0    71，60
  40     开始     55±6     3.6，3.0    62，74     2.3
    3周     52±8     4.6，3.9    54，60
    6周     55±10     3.7，4.2    62，58
实施例16
本实施例描述一种5％沙丁胺醇组合物，该组合物在30℃、40℃和2至40℃/12小时的温度周期变化下储存6周后仍保持气雾剂稳定性。
通过制备含有沙丁胺醇硫酸盐和乳糖溶液来获得5.7％沙丁胺醇硫酸盐(即5％沙丁胺醇)气雾剂。从Profarmaco(Milano，Italy)获得批量沙丁胺醇硫酸盐，并且采用U.S.P.级别的赋形剂。在该溶液的每1ml去离子水中含有1.50mg沙丁胺醇硫酸盐和24.74mg乳糖，该溶液中的固体总浓度为26.24mg/ml，pH为4.7。
用Niro喷雾干燥器在下列条件下进行喷雾干燥来制得干粉：
水溶液温度                      2-8℃
雾化器的冷却循环水              2-6℃
入口温度                        115℃
出口温度                        62℃
雾化器空气流速                  在43psig时12scfm
溶液加料速率                    55mL/分钟
干粉含有下列固体成分：5.7％沙丁胺醇硫酸盐和94.3％乳糖。在喷雾干燥后和填充到每包5mg的发泡包装中以前将粉末通过35目筛筛分。特征和稳定性
将沙丁胺醇粉末干储在相对湿度＜10％的30℃、40℃以及2至40℃/12小时温度周期的条件下。水分含量、基于给药剂量的气雾剂性能、偏光显微镜、湿度等温分析以及用DSC测出的玻璃化转变温度，对样品的稳定性进行评价。
热分析是按照上述方法进行的。利用连接有在给药剂量试验中所述装置的阶式碰撞取样器(California measurements IMPAQ-6)测定气雾剂的粒度分布。偏光显微镜可发现粉末为无定形态。热分析表明Tg为95℃。气雾剂性能在为期12周的储存中保持不变。
该组合物粉末的稳定性数据如下所示。
  批号  储存温度(℃)  储存时间  给药剂量％±RSD       MMAD(μm)  大小＜5μm的颗粒质量％  水分含量％     Tg(℃)
  AS020     30     开始    50±13     2.5，2.2    83，90     2.6      95
    6周    43±15     3.4，2.7    71，80
    12周    43±9     3.7，3.0    69，64
    40     开始    50±13     2.5，2.2    83，90     2.6
    6周    50±8     2.6，2.8    82，81
    12周    43±16     2.9    92，77
实施例17
本实施例描述一种3.0％鲑鱼降钙素组合物，该组合物在室温下储存8周后仍保持气雾剂的稳定性。
制备含有鲑鱼降钙素、甘露糖醇、柠檬酸钠二水合物和柠檬酸一水合物的溶液，从而获得鲑鱼降钙素(MW 3431)气雾剂。采用从Bachem，Torrance，CA.获得的鲑鱼降钙素和U.S.P.级别的赋形剂。这种3.0％鲑鱼降钙素溶液是由每1.0ml去离子水中含有0.225mg的鲑鱼降钙素、0.75mg/ml甘露糖醇、3.88mg/mL柠檬酸钠和2.64mg柠檬酸混合而成，该溶液的pH为4.5。
通过将该水溶液用Buchi laboratory喷雾干燥器在下列条件下进行喷雾干燥来制得干粉：
水溶液温度                        2-8℃
入口温度                          130℃
出口温度                          76℃
加料速率                          5.0mL/分钟
套管旋流器的温度                  30℃
在将全部水溶液泵入到喷雾干燥器中后，通过缓慢降低入口温度，使出口温度在75-77℃下保持10分钟，以备二次干燥。干粉含有下列固体成分：3.0％鲑鱼降钙素，10.0％甘露糖醇、51.7％柠檬酸钠和35.3％柠檬酸。特征和稳定性
将鲑鱼降钙素粉末干储在相对湿度＜10％的室温、30℃、40℃和80℃下。水分含量、基于给药剂量的气雾剂性能和阶式碰撞取样器的粒度分布以及用差示扫描量热法测出的玻璃化转变温度，对样品的稳定性进行评价。
差示扫描量热法(DSC)的热分析是按照上述方法进行的，但扫描速率为2.5℃/分钟。利用连接有在给药剂量试验中所述装置的阶式碰撞取样器(California measurements IMPAQ-6)测定气雾剂的粒度。气雾剂和DSC数据如下所示。在40℃储存8周后，玻璃化转变温度、水分含量和气雾剂的效果均不变。粉末在Tg以下，甚至在高于Tg的80℃下储存4小时后显示出稳定的气雾剂性能。但是，当粉末在80℃下储存8小时后，给药剂量的效率下降，如同在高于玻璃化转变温度10℃条件下储存。相反，粉末内的鲑鱼降钙素的化学稳定性在80℃下储存8小时后仍保持稳定。反相HPLC显示，虽然药物的物理稳定性对于储存温度和Tg之差很敏感，但是，药物的纯度却无变化。
 储存温度(℃)   储存时间   给药剂量％   水分含量％     Tg(℃)
    室温      开始14周     63±560±5      0.90.8     6871
    30      4周8周     59±658±6      1.21.0     68
    40      4周8周     56±857±4      1.61.0     72
    80      4小时8小时     59±528±3
实施例18
本实施例描述一种0.34％依降钙素组合物。通过喷雾干燥制得依降钙素的三种制剂。
通过制备含有依降钙素和玻璃成形剂和添加剂的溶液，可获得依降钙素粉末制剂。采用从Asahi Chemical Industry Company.Ltd.(Tokyo，Japan)获得的依降钙素和U.S.P.级的聚乙烯吡咯烷酮(PVP K-15购自ISP Technologies，Wayne，NJ)和柠檬酸钠。果胶为试剂级(Sigma)。
0.34％依降钙素/70％聚乙烯吡咯烷酮/30％柠檬酸盐溶液是由每1.0mL去离子水中的25.5μg依降钙素、5.25mg/mLPVP K-15和2.25柠檬酸钠缓冲剂(pH 5.5)混合而成。0.34％依降钙素/90％聚乙烯吡咯烷酮/10％柠檬酸盐溶液是由每1.0mL去离子水中的25.5μg依降钙素、6.75mg/mLPVP K-15和0.75柠檬酸钠缓冲剂(pH 5.5)混合而成。通过将该水溶液用Buchi laboratory喷雾干燥器在下列条件下进行喷雾干燥来制得干粉：
水溶液温度                          2-8℃
入口温度                            140℃
出口温度                            88℃
加料速率                            5.0mL/分钟
套管旋流器的温度                    30℃
在将全部水溶液泵入到喷雾干燥器中后，通过缓慢降低入口温度，使出口温度在88℃下保持5分钟，以备二次干燥。
0.34％依降钙素/50％聚乙烯吡咯烷酮/50％柠檬酸盐溶液是由每1.0mL去离子水中的25.5μg依降钙素、3.75mg/mL果胶和3.75柠檬酸钠缓冲剂(pH5.5)混合而成。通过将该水溶液用Buchi laboratory喷雾干燥器在下列条件下进行喷雾干燥来制得干粉：
水溶液温度                          2-8℃
入口温度                            125℃
出口温度                            76℃
加料速率                            5.0mL/分钟
套管旋流器的温度                    30℃特征
通过上述气雾剂试验、介电热分析和水分含量对依降钙素粉末进行分析。将粉末悬浮并分散在己烷混合物(Sedisperse，微粒学)中，并用Horiba粒度分析仪通过离心沉降法分析其初级粒度分布。
粉末具有适合于粉末稳定性和大于50％初始给药剂量的高Tg。结果如下所示。
    制剂   质量中位直径(Horiba)   ％＜5μM(Horiba)   给药剂量(％)   水分含量(％)    Tg(DER)
 0.3％依降钙素70％PVP/30％柠檬酸盐 1.6 89 53±16 0.9 48
 0.3％依降钙素90％PVP/10％柠檬酸盐 2.1 100 59±4 1.1 47
 0.3％依降钙素50％果胶/50％柠檬酸盐 2.1 95 51±10 2.1 57
实施例19
本实施例为实施例2所述20％胰岛素组合物提供附加数据。
将胰岛素粉末(I-004，批次96313)包装在含有干燥剂的铝箔袋子中并储存在30℃、50℃、70℃和90℃。用实施例2所述的方法检测残余水分的含量、玻璃化转变温度和气雾剂性能。稳定性结果概括在下表中。在试验期间，水分含量保持不变。初始给药剂量与在30℃、50℃和70℃下保持6周后的给药剂量之间并无显著性差异。在90℃下储存6周后，气雾剂性能降低约30％。当在Tg-Ts＜10℃的温度下储存后，该组合物的分散性能变得不稳定。N/A表明在该点处未进行测量。
   批号Form.ID   温度(℃)   时间(周)   给药剂量％(P2.2)     H2O％    Tg(℃)
  96313(I-004)Niro    30     0369     76±472±477±2N/A     2.02.02.8N/A    65687068
   50     369     74±272±3N/A     2.02.4N/A    757274
   70     369     67±472±2N/A     2.02.0N/A    778081
   90     369     40±540±5N/A     0.851.4N/A    899392
实施例20
本实施例为实施例3所述60％胰岛素组合物提供附加数据。
将胰岛素粉末(I-016，批次96317)包装在含有干燥剂的铝箔袋子中并储存在30℃、50℃、70℃和90℃。用实施例3所述的方法检测残余水分的含量、玻璃化转变温度和气雾剂性能。稳定性结果概括在下表中。在试验期间，水分含量保持不变。初始给药剂量与在30℃和50℃下保持6周后的给药剂量之间并无显著性差异。在70℃和90℃下储存6周后，气雾剂性能分别降低约10％和30％。当在Tg-Ts＜10℃的温度下储存后，该组合物的分散性能变得不稳定。N/A表明在该点处未进行测量。
    批号Form.ID   温度(℃)   时间(周)   给药剂量％(P2.2)     H2O％    Tg(℃)
    96317(I-016)Niro    30     0369     84±482±479±4N/A     2.41.52.4N/A    65705762
   50     369     79±478±4N/A     1.61.8N/A    665965
   70     369     81±772±3N/A     1.41.8N/A    676672
   90     369     52±351±5N/A     0.92.2N/A    697077

Claims (34)

1.一种用于肺部给药的气雾化的粉状组合物，该组合物在气雾化之前，已在储存温度下储存了至少3周，所述储存温度比该组合物的玻璃化转变温度低至少10℃，该组合物含有可药用玻璃态基质和存在于该玻璃态基质内的药理学活性材料，其特征在于在储存之前和之后，其质量中位空气动力学直径介于1-5微米之间。
2.权利要求1所述的组合物，其中所述药理学活性材料是非大分子或是选自肽类、多肽、糖蛋白、多糖、蛋白聚糖和蛋白质的大分子。
3.权利要求1或2的组合物，其中玻璃化转变温度与储存温度之差至少为20℃。
4.权利要求1或2的组合物，其中玻璃化转变温度与储存温度之差至少为30℃。
5.权利要求1或2的组合物，其中玻璃化转变温度为35℃至200℃。
6.权利要求1或2的组合物，其中玻璃化转变温度高于45℃。
7.权利要求1或2的组合物，其中玻璃化转变温度高于55℃。
8.权利要求1或2的组合物，其中储存温度是2℃至30℃并且玻璃化转变温度为22℃至200℃。
9.权利要求1或2的组合物，其中所述玻璃态基质含有选自碳水化合物、碳水化合物衍生物、碳水化合物的聚合物、有机羧酸盐、合成有机聚合物、蛋白质、肽类、氨基酸、聚氨基酸及其混合物的玻璃成形剂。
10.权利要求1或2的组合物，其中所述的玻璃态基质包含玻璃成形剂，其选自柠檬酸钠、棉子糖、乳糖、海藻糖、麦芽三糖、麦芽糖糊精、麦芽糖、吡喃葡萄糖基-山梨糖醇、吡喃葡萄糖基-甘露糖醇、聚葡萄糖、蔗糖、环糊精、酪蛋白、HSA、羟乙基淀粉、水苏糖、葡萄糖酸镁、纤维二糖和上述物质中两种或多种的混合物。
11.权利要求1或2的组合物，其中所述的玻璃态基质包含玻璃成形剂，其选自柠檬酸钠、棉子糖、乳糖、海藻糖、麦芽三糖、麦芽糖糊精、麦芽糖、吡喃葡萄糖基-山梨糖醇、吡喃葡萄糖基-甘露糖醇和上述物质中两种或多种的混合物。
12.权利要求1或2的组合物，其中在气雾化之前，该组合物以单位剂型存在。
13.权利要求12的组合物，其中所述的单位剂型包括防潮层。
14.权利要求1或2的组合物，其是在空气流中被气雾化的。
15.一种维持粉状组合物的气雾性能的方法，该方法包括：
(a)在足以形成适合肺部给药的玻璃态基质组合物的条件下将含有溶剂、玻璃成形剂和药理学活性材料的溶液中的溶剂除去；所述组合物具有(i)存在于所述基质内的药理学活性材料，(ii)玻璃化转变温度，和(iii)介于1-5微米的质量中位空气动力学直径，
(b)在储存温度下储存所述组合物，其中玻璃化转变温度与储存温度之差至少为10℃，在将所述组合物在所述储存温度下储存至少3周后该组合物仍保持其质量中位空气动力学直径介于1-5微米之间；和
(c)将所述组合物气雾化。
16.权利要求15的方法，其中所述的药理活性材料是非大分子或是选自肽类、多肽、糖蛋白、多糖、蛋白聚糖和蛋白质的大分子。
17.权利要求15或16所述的方法，其中通过喷雾干燥来除去溶剂。
18.权利要求15或16所述的方法，其中通过蒸发干燥来除去溶剂。
19.权利要求15或16所述的方法，其中通过化学沉淀作用来除去溶剂。
20.权利要求15或16所述的方法，其中所述溶剂为水。
21.权利要求15或16所述的方法，其中所述溶剂为乙醇。
22.权利要求15或16所述的方法，其中玻璃化转变温度与储存温度之差至少为20℃。
23.权利要求15或16所述的方法，其中玻璃化转变温度与储存温度之差至少为30℃。
24.权利要求15或16所述的方法，其中玻璃化转变温度为35℃至200℃。
25.权利要求15或16所述的方法，其中玻璃化转变温度高于45℃。
26.权利要求15或16所述的方法，其中玻璃化转变温度高于55℃。
27.权利要求15或16所述的方法，其中储存温度为2℃至30℃，并且玻璃化转变温度为22℃至200℃。
28.权利要求15或16所述的方法，其中所述玻璃态基质含有选自碳水化合物、碳水化合物衍生物、碳水化合物的聚合物、有机羧酸盐、合成有机聚合物、蛋白质、肽类、氨基酸、聚氨基酸及其混合物的玻璃成形剂。
29.权利要求15或16所述的方法，其中所述的玻璃态基质包含玻璃成形剂，其选自柠檬酸钠、棉子糖、乳糖、海藻糖、麦芽三糖、麦芽糖糊精、麦芽糖、吡喃葡萄糖基-山梨糖醇、吡喃葡萄糖基-甘露糖醇、聚葡萄糖、蔗糖、环糊精、酪蛋白、HSA、羟乙基淀粉、水苏糖、葡萄糖酸镁、纤维二糖和上述物质中两种或多种的混合物。
30.权利要求15或16所述的方法，其中所述气雾化步骤包括在空气流中将所述组合物气雾化。
31.一种具有长时间稳定的气雾性能的气雾化的粉状、可分散组合物，该组合物含有：
(a)包含权利要求1或2所述组合物的可吸入粉状第一组分，和
(b)含有粉状、可药用载体的不可吸入的粉状第二组分。
32.权利要求31的组合物，其中第一组分的玻璃化转变温度与储存温度之差至少为20℃。
33.权利要求32的组合物，其中玻璃化转变温度与储存温度之差至少为30℃。
34.权利要求31所述的组合物，其中第一组分的最大粒度为10微米，其中绝大多数颗粒介于1微米至5微米之间，并且第二组分的粒度介于15微米至100微米之间。
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