規定された比表面積を有するジケトピペラジン微粒子
本明細書において、約６７ｍ２／ｇ未満の比表面積を有するジケトピペラジン微粒子が開示される。ジケトピペラジン微粒子は、フマリルジケトピペラジンであり得、インスリンといった薬物を含有し得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、約６７ｍ２／ｇ未満の比表面積を有するジケトピペラジン微粒子に関する。ＦＤＫＰ微粒子は、疾患又は不調（例えば内分泌系の疾患（糖尿病及び肥満を含む））の治療おける薬物又は活性剤のためのデリバリーシステムとして用いられ得る。
【背景技術】
【０００２】
薬物の送達は、特に送達される化合物が対象に経口投与され標的部位に到達する前に消化管において直面する環境下で不安定である場合に、長年大きな問題となっていた。例えば、特に、投与の容易さ、患者コンプライアンス、及びコスト低減の観点から、薬物の経口投与が多くの場合において望ましい。しかしながら、多くの化合物は、経口投与されると、効果が無くなり、又は低い若しくは変化しやすい有効性を示す。おそらくこれは、薬物が消化管における環境に不安定である、又はそれらが吸収されると有効性が無くなるからである。
【０００３】
経口のドラッグデリバリーに関連した問題に起因して、肺へのドラッグデリバリーが探索されてきた。例えば、典型的には、肺へ送達される薬物は、肺の組織に影響を与えるようにデザインされ、それは例えば、血管拡張剤、界面活性剤、化学療法剤、又はインフルエンザ若しくは他の呼吸器系疾患のためのワクチンである。ヌクレオチド薬物を含む他の薬物は、肺に送達されてきた。それらは、特に治療にふさわしい組織であるからである。例えば、嚢胞性繊維症における遺伝子治療では、不完全なアデノシンデアミナーゼを発現するレトロウイルスベクターが肺に投与される。
【０００４】
全身的な効果を有する薬物のための肺へのドラッグデリバリーもまた行われ得る。全身的薬剤を肺に送達させる利点は、大きな表面積及び肺の粘膜表面による摂取の容易さを含む。肺のドラッグデリバリーのこれらの形式のすべてに関連する一つの問題は、気管を内張りしている絨毛といった生体バリアのすべてを薬物が通り抜けること、及び一定の容積及び重量の薬物を投与しようとすることにおける問題に起因して、薬物を肺に送達するのが困難であるということである。
【０００５】
したがって、薬物の肺への送達においては改善の余地がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、肺への薬物の改善された送達を可能とするシステム、微粒子、及び方法を提供する。本明細書において開示される態様は、約３５ｍ２／ｇから約６７ｍ２／ｇの間の比表面積（ＳＳＡ）を有するジケトピペラジン（ＤＫＰ）微粒子を提供することにより改善された送達を達成する。この範囲における比表面積を有するＤＫＰ微粒子は、改善された空気力学的パフォーマンス及び改善された薬物吸収といった、肺へのドラッグデリバリーに有用な特性を示す。
【０００７】
本明細書に開示される一実施態様は、約６７ｍ２／ｇ未満の比表面積を有するジケトピペラジン微粒子を含む。他の実施態様は、比表面積が約３５ｍ２／ｇから約６７ｍ２／ｇの間であるジケトピペラジン微粒子を含む。他の実施態様は、比表面積が活性剤の無い状態では約３５ｍ２／ｇより大きいが、微粒子に活性剤が吸収された後では約６２ｍ２／ｇ未満であるジケトピペラジン微粒子を含む。
【０００８】
他の実施態様において、約３５ｍ２／ｇから約６７ｍ２／ｇの間の範囲の比表面積を有するフマリルジケトピペラジン（ＦＤＫＰ）微粒子は、薬物又は活性剤を含み、上記のＳＳＡは、粒子への薬物の添加前に決定される。粒子への活性剤の結合は、ＳＳＡを低減させる傾向にある。ＦＤＫＰ微粒子の種々の態様において、薬物は、例えば、ペプチド又はタンパク質（内分泌ホルモン、例えば、インスリン、グルカゴン様ペプチド−１（ＧＬＰ−１）、グルカゴン、エキセンディン、副甲状腺ホルモン、オベスタチン、カルシトニン、オキシントモジュリン、及び同様物を含む）であり得る。約３５ｍ２／ｇから約６７ｍ２／ｇの間の範囲の比表面積を有するＦＤＫＰ微粒子の他の実施態様は、微粒子を作るための合成プロセスの下流コンディションに依存して変化し得る薬物／ペプチド含量を含み得る。特定の例において、ＦＤＫＰ微粒子は、標的とされ又は送達される用量に依存して変化し得る薬物／ペプチド含量を有するように調製され得る。例えば、薬物がインスリンの場合、インスリン成分は、微粒子を含む粉末製剤中、約３Ｕ／ｍｇから約４Ｕ／ｍｇであり得る。ある実施態様において、薬物は、微粒子の表面に吸収されている。このような薬物が充填された微粒子のさらなる実施態様において、薬物が充填された微粒子のＳＳＡは、約６２ｍ２／ｇ未満である。
【０００９】
本明細書に開示された実施態様はまた、微粒子を含有する乾燥粉末を含む。一実施態様において、乾燥粉末は、約６７ｍ２／ｇ未満の比表面積を有するＦＤＫＰ微粒子を含む。他の実施態様は、比表面積が約３５ｍ２／ｇから約６７ｍ２／ｇであるジケトピペラジン微粒子を含む。他の実施態様は、比表面積が約３５ｍ２／ｇから約６２ｍ２／ｇである、薬物又は活性剤を含有するジケトピペラジン微粒子を含む。
【００１０】
乾燥粉末の実施態様において、ＦＤＫＰ微粒子は、薬物を含む。乾燥粉末の他の態様において、薬物は、種々の分子サイズ又は質量のペプチド（インスリン、グルカゴン様ペプチド−１、グルカゴン、エキセンディン、副甲状腺ホルモン、カルシトニン、オキシントモジュリン、及び同様物を含む）である。乾燥粉末のこれらの実施態様の一つにおいて、薬物がインスリンである場合、ＦＤＫＰ微粒子のインスリン含量は、約３Ｕ／ｍｇから約４Ｕ／ｍｇである。
【００１１】
さらなる実施態様は、吸入器、一単位用量の乾燥粉末薬剤容器（例えばカートリッジ）、並びに本明細書に開示された微粒子及び活性剤を含有する粉末製剤、を含むドラッグデリバリーシステムに関連する。一実施態様において、乾燥粉末での使用のためのドラッグデリバリーシステムは、吸入システムを含み、それは、粉末製剤を細分化し投与するための導管を通るエアフローに、大きい抵抗を与える空気路を有する、高抵抗性吸入器を含む。一実施態様において、吸入システムは、例えば、約０．０６５から約０．２００（√ｋＰａ）／Ｌ／分の抵抗値を有する。ある実施態様において、乾燥粉末は、ピーク吸入圧力差が約２ｋＰａから約２０ｋＰａの範囲であり得る吸入システムでの吸入により効果的に送達され得、それは、約７Ｌ／分から約７０Ｌ／分の間の最大流量を作り出し得る。ある実施態様において、吸入システムは、持続的なフローとして、又は患者に送達される粉末の１又は２以上のパルスとして、吸入器から粉末を噴射することにより一回量を提供するように構成される。ここに開示されるいくつかの実施態様において、乾燥粉末吸入器システムは、吸入器内の既定の質量フローバランスを含む。例えば、吸入器に存在し患者に入る全流量のおよそ１０％から７０％のフローバランスは、１又は２以上の投与口により送達され、エアフローは粉末製剤を含有する領域を通過し、およそ３０％から９０％のエアフローが吸入器の他の導管から生み出される。さらに、バイパスのフロー又は粉末容器の領域に入らず及び存在しない（例えば、カートリッジを通過する）フローは、吸入器内の粉末投与口に存在するフローと再結合し得、マウスピースに存在する前に流体化された粉末を薄め、加速し、最終的には細分化する。一実施態様において、約７−７０Ｌ／分の範囲の吸入器システム流速は、１−３０ｍｇの間の１回量分で投与される容器粉末含量又はカートリッジ粉末含量の７５％以上をもたらす。ある実施態様において、前述のような吸入システムは、一回の吸入で、４０％以上、５０％以上、６０％以上、又は７０％以上の割合で粉末用量の吸入性画分／１回量を放出することができる。
【００１２】
特定の実施態様において、吸入システムは、乾燥粉末吸入器、フマリルジケトピペラジンの微粒子を含有する乾燥粉末製剤を含んで提供され、充填されていないＦＤＫＰ微粒子は、約６７ｍ２／ｇ未満の比表面積、及び１又は２以上の活性剤を有する。吸入システムのこの実施態様のいくつかの側面において、乾燥粉末製剤は、一単位用量のカートリッジにおいて提供される。あるいは、乾燥粉末製剤は、吸入器においてあらかじめ添加され又は充填され得る。この実施態様において、吸入システムの構造的な配置により、吸入器の細分化機構は、５０％以上の吸入性画分を作り出すことができる。それは、吸入器（カートリッジ）に含まれる粉末の半分以上が５．８μｍ未満の粒子として放出されるということである。一実施態様において、吸入器は、投与の間、容器内に含まれる粉末製剤の８５％以上を噴射することができる。ある実施態様において、吸入器は、一回の吸入で含まれる粉末製剤の８５％以上を噴射することができる。ある実施態様において、吸入器は、３０ｍｇまでの範囲の１回量分で２ｋＰａ−５ｋＰａの間の圧力差で３秒間未満にて、カートリッジ含量又は容器含量の９０％以上を噴射することができる。
【００１３】
本明細書に開示される実施態様はまた、方法を含む。一実施態様において、内分泌腺に関連する疾患又は不調を治療する方法は、約６７ｍ２／ｇ未満の比表面積を有するＦＤＫＰ微粒子及び前記疾患又は不調を治療するのに適した薬物を含有する乾燥粉末製剤を必要に応じてヒトに投与することを含む。他の実施態様は、比表面積が約３５ｍ２／ｇから約６７ｍ２／ｇであるジケトピペラジン微粒子を含む。他の実施態様は、比表面積が約６２ｍ２／ｇ未満である、活性剤を含有するジケトピペラジン微粒子を含む。一実施態様は、必要に応じてヒトに前述のＦＤＫＰの微粒子を含有する乾燥粉末を投与することを含む、インスリン関連疾患を治療する方法を含む。該方法は、前述の範囲のＳＳＡを有するフマリルジケトピペラジンの微粒子を含有する乾燥粉末製剤を対象に投与することを含む。種々の実施態様において、インスリン関連疾患は特に、糖尿病前症、１型糖尿病（ハネムーン期、前ハネムーン期、又は両方）、２型糖尿病、妊娠性糖尿病、低血糖症、高血糖症、インスリン耐性、分泌機能障害、早期のインスリン分泌不調、膵臓β細胞機能の喪失、膵臓β細胞の喪失、及び代謝障害のいずれか又はすべてを含み又は排除し得る。一実施態様において、乾燥粉末は、インスリンを含む。他の実施態様において、乾燥粉末は、グルカゴン、エキセンディン、又はＧＬＰ−１を含む。
【００１４】
本明細書に開示される他の実施態様は、乾燥粉末として肺投与に適する微粒子を製造する方法を含む。一実施態様において、該方法は、製造コンディションを約５２ｍ２／ｇの比表面積を有する微粒子の標的生成に製造コンディションを調節することで、９５％信頼限界内で約３５ｍ２／ｇから約６７ｍ２／ｇの比表面積を有するジケトピペラジン微粒子を形成することを含む。他の実施態様において、調節製造コンディションは、供給溶液においてアンモニア、酢酸、及び／又はジケトピペラジンの温度又は濃度を上げる又は下げることを含む。
【００１５】
本明細書に開示される他の実施態様は、ＦＤＫＰといったジケトピペラジンを含有する乾燥粉末として肺投与に適した微粒子を製造する方法を含む。一実施態様において、該方法は、微粒子が約３５ｍ２／ｇから約６７ｍ２／ｇの表面積を有するＦＤＫＰ化合物又は組成物を合成すること、及び標準的な表面積分析機を用いてｍ２／ｇでの表面積を評価するようにＦＤＫＰ微粒子の表面積を決定することを含む。他の実施態様において、比表面積は、活性剤添加前の決定の代わりに又はそれに加えて、微粒子への活性剤の吸収後に決定される；ＳＳＡは約６２ｍ２／ｇ未満である。一実施態様において、ＦＤＫＰ合成は、ａ）ＦＤＫＰ組成物を、塩基性ｐＨを有する溶液に溶解させて、ＦＤＫＰ溶液を形成すること；ｂ）揮発性酸の溶液を提供すること、及びｃ）高せん断ミキサーでＦＤＫＰ溶液を揮発性酸の溶液と一緒に混合して微粒子を製造することを含む。
【００１６】
特定の実施態様において、約３５ｍ２／ｇから約６７ｍ２／ｇの範囲の表面積を有するＦＤＫＰ微粒子を製造する方法は、けん化反応及び再結晶化を含む。一実施態様において、ａ）ＦＤＫＰ化合物又は組成物を合成すること；ｂ）工程ａ）のＦＤＫＰ化合物を、塩基性ｐＨを有する溶液に溶解させて、ＦＤＫＰ溶液を形成すること；ｃ）揮発性酸の溶液を提供すること、及びｄ）高せん断ミキサーでＦＤＫＰ溶液を揮発性酸の溶液と一緒に混合して微粒子を製造することを含む、乾燥粉末として肺投与に適する微粒子を製造する方法が開示される。該方法はさらに、粒子形成後に粒子の比表面積を決定する工程を含む。
【００１７】
特定の実施態様において、約６７ｍ２／ｇ未満の比表面積を有するＦＤＫＰ微粒子を合成する方法は、懸濁液を形成するように０．００１−ｉｎ２オリフィスで、２０００ｐｓｉで、Ｄｕａｌ−ｆｅｅｄ ＳＯＮＯＬＡＴＯＲ（登録商標）といった高せん断ミキサーで、約１４℃から約１８℃で、等量の約１０．５ｗｔ％酢酸及び約２．５ｗｔ％ＦＤＫＰ溶液を供給することを含む。該方法はさらに、微粒子を溶液から沈殿させ、並びに等量及び同温で脱イオン水容器において形成された微粒子を収集する工程を含む。この実施態様において、懸濁液は、約０．８％の固形分含量の微粒子を含む。ある実施態様において、該方法はさらに、タンジェント流ろ過を用いて、例えば脱イオン水において微粒子を洗浄することにより、微粒子懸濁液を濃縮することを含む。この及び他の実施態様において、沈殿物をまず約４％の固形分に濃縮し、その後さらに脱イオン水で洗浄し得る。いくつかの実施態様において、懸濁液を典型的には、用いられるＦＤＫＰ組成物の初期質量に基づき約１０％の固形分に濃縮し得る。濃縮された懸濁液については、オーブン乾燥法により固体含量を分析し得る。本明細書に開示される実施態様において、該方法はさらに、粒子の乾燥後に粒子の表面積を決定することを含む。
【００１８】
本明細書に開示される組成物及び方法の特定の実施態様において、約６７ｍ２／ｇ未満の比表面積を有するジケトピペラジン微粒子は、式２，５−ジケト−３，６−ビス（Ｎ−Ｘ−４−アミノブチル）ピペラジンを有するジケトピペラジンを用い、Ｘはフマリル、スクシニル、マレイル、及びグルタリルからなる群より選択される。典型的な実施態様において、ジケトピペラジンは、式ビス−３，６−（Ｎ−フマリル−４−アミノブチル）−２，５−ジケトピペラジン又は２，５−ジケト−３，６−ビス（Ｎ−フマリル−４−アミノ−ブチル）ピペラジンを有する。
【００１９】
本明細書に開示される他の実施態様は、約６７ｍ２／ｇ未満の比表面積を有し、薬物又は活性剤を含有するＦＤＫＰ微粒子を製造する方法を含み、上記の比表面積は粒子への薬物の添加前に決定される。この実施態様において、該方法は、インスリン、グルカゴン、グルカゴン様ペプチド−１、オキシントモジュリン、ペプチドＹＹ、及び同様物を含むペプチドといった活性剤を含有する溶液を微粒子懸濁液に加えること；アンモニア水を懸濁液に加えて、例えば懸濁液のｐＨをｐＨ４．５に上げること；反応物をインキュベートすること、及び液体窒素において得られた懸濁液を急速冷凍し、形成されたペレットを凍結乾燥して約６７ｍ２／ｇ未満の比表面積を有するＦＤＫＰ微粒子を含有する乾燥粉末を製造することを含む。この実施態様の側面において、微粒子への活性剤の吸収後の微粒子の比表面積は、約６２ｍ２／ｇ未満である。
【００２０】
一実施態様において、患者による乾燥粉末の吸入によって肺の深部に、約６２ｍ２／ｇ（充填されていない微粒子に基づき６７ｍ２／ｇ）未満の比表面積を有するジケトピペラジン微粒子を含有する乾燥粉末を投与することを含む、必要に応じて患者にインスリンを送達する方法が開示される。この実施態様の側面において、吸入器システムの特定の特徴が特定される。
【００２１】
本明細書において開示される他の実施態様は、患者による乾燥粉末の吸入によって肺の深部に乾燥粉末を投与することを含む、必要に応じて患者に例えばインスリンといった薬物を送達する方法を含む。ここで、乾燥粉末はインスリンを含有するジケトピペラジン微粒子を含み、微粒子はジケトピペラジンから形成され、約３５ｍ２／ｇから約６７ｍ２／ｇの範囲の表面積を有する。この実施態様の側面において、微粒子への活性剤の吸収後の微粒子の比表面積は、約６２ｍ２／ｇ未満である。この実施態様の側面において、吸入器システムの特定の特徴が特定される。さらなる実施態様は、必要に応じてヒトに前述の乾燥粉末を投与することを含む、インスリン関連疾患を治療する方法を含む。種々の実施態様において、インスリン関連疾患は特に、糖尿病前症、１型糖尿病（ハネムーン期、前ハネムーン期、又は両方）、２型糖尿病、妊娠性糖尿病、低血糖症、高血糖症、インスリン耐性、分泌機能障害、早期のインスリン分泌不調、膵臓β細胞機能の喪失、膵臓β細胞の喪失、及び代謝障害のいずれか又はすべてを含み又は排除し得る。
【００２２】
一実施態様において、内分泌関連疾患又は不調を治療する方法は、約６７ｍ２／ｇ未満の比表面積を有するＦＤＫＰ微粒子及び前記疾患又は不調を治療するのに適した薬物を含有する乾燥粉末製剤を必要に応じてヒトに投与することを含む。この実施態様の側面において、微粒子への活性剤の吸収後の微粒子の比表面積は、約６２ｍ２／ｇ未満である。一実施態様は、前述のＦＤＫＰの微粒子を含有する乾燥粉末を必要に応じてヒトに投与することを含む、インスリン関連疾患を治療する方法を含む。該方法は、約６７ｍ２／ｇ未満の比表面積を有するＦＤＫＰの微粒子及びインスリンを含有する乾燥粉末製剤を対象に投与することを含む。この実施態様の側面において、微粒子への活性剤の吸収後の微粒子の比表面積は、約６２ｍ２／ｇ未満である。種々の実施態様において、インスリン関連疾患は特に、糖尿病前症、１型糖尿病（ハネムーン期、前ハネムーン期、又は両方）、２型糖尿病、妊娠性糖尿病、低血糖症、高血糖症、インスリン耐性、分泌機能障害、早期のインスリン分泌不調、膵臓β細胞機能の喪失、膵臓β細胞の喪失、及び代謝障害のいずれか又はすべてを含み又は排除し得る。一実施態様において、該乾燥粉末は、インスリンを含有する。他の実施態様において、該乾燥粉末は、グルカゴン、エキセンディン、又はＧＬＰ−１を含有する。
【００２３】
以下の図は、本明細書の一部を形成し、本明細書に開示される実施例のある側面をさらに説明するために含まれる。本開示は、本明細書に記載の特定の実施態様の詳細な説明と組み合わせてこれらの図の１又は２以上を参照することによってより良く理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１Ａ】大きい比表面積（ＳＳＡ）を有する微粒子を示す。
【図１Ｂ】小さい比表面積（ＳＳＡ）を有する微粒子を示す。
【図２】一般的な球状形態を有するフマリルジケトピペラジン（ＦＤＫＰ）微粒子を示す図である。
【図３】ＦＤＫＰ製造工程の概略を示す図である。
【図４Ａ】図３で示された概略図に従って製造された微粒子／インスリン粉末の予測ＳＳＡ及び実際のＳＳＡを示す図である。
【図４Ｂ】図３で示された概略図に従って製造された微粒子／インスリン粉末の予測ＳＳＡ及び実際のＳＳＡを示す図である。
【図５Ａ】ＲＦ／ｆｉｌｌと供給溶液温度との間の関係を示す図である。
【図５Ｂ】ＲＦ／ｆｉｌｌと（ＦＤＫＰ微粒子の）との間の関係を示す図である。
【図５Ｃ】（ＦＤＫＰ微粒子の）ＳＳＡと供給溶液温度との間の関係を示す図である。
【図６Ａ】ＲＦ／ｆｉｌｌと微粒子／インスリン粉末のＳＳＡとの間の関係を示し、ＳＳＡ＞約６２ｍ２／ｇの粉末がＲＦ／ｆｉｌｌ＜４０％の５％確率を有することを示す図である。
【図６Ｂ】供給濃度からＳＳＡを予測することにおける不確実性によるＳＳＡに対する製造ターゲットを示す図である。
【図７】微粒子／インスリン粉末のＳＳＡに応じたＲＦ／ｆｉｌｌを示す図である。各ポイントは、微粒子／インスリン粉末の異なる一群を表す。
【図８Ａ】約４％固形分での微粒子懸濁液の見掛け粘度への微粒子／インスリン粉末のＳＳＡの影響を示す図である。
【図８Ｂ】懸濁液粘度と粉末パフォーマンスとの間の関係を示す図である。
【図９】ＦＤＫＰ微粒子のＳＳＡに応じた上清におけるインスリン濃度を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
上述の通り、肺へのドラッグデリバリーは、多くの利点をもたらす。肺へ薬物を送達することは困難である。しかしながら、それは、均一な容積及び重量を有する薬物が生体の物理的バリアを通過して輸送されることの問題に起因する。本明細書において、ドラッグデリバリー媒体として約６７ｍ２／ｇ未満の比表面積を有するジケトピペラジン微粒子、微粒子の製造方法、及び微粒子を用いた治療方法が開示される。
【００２６】
本明細書で用いられるように、“微粒子”という用語は、特定の外部又は内部構造にかかわらず、約０．５μｍから約１０００μｍの直径を有する粒子を意味する。約０．５μｍから約１０μｍの間の直径を有する粒子は、肺に到達し得、ほとんどの生体バリアを良好に通過する。約１０μｍ未満の直径が気管の曲がり角を進むために必要とされ、約０．５μｍ又はそれ以上の直径が吐き出されるのを回避するために必要とされる。最も十分な吸収が起こると考えられている肺深部（又は肺胞領域）に到達させるために、“吸入性画分”（ＲＦ）に含まれる粒子の割合を最大化することが好ましく、通常約０．５μｍから約５．７ミクロンの空気力学径を有する粒子となるように受け入れられ（いくつかの文献はいくらか異なる範囲を用いるが）、例えば、アンダーソンカスケードインパクタによる標準的技術を用いて測定される。ＮＥＸＴ ＧＥＮＥＲＡＴＩＯＮ ＩＭＰＡＣＴＯＲ（商標名）（ＮＧＩ（商標名）、ＭＳＰ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）といった他のインパクタが、空気力学径を測定するために用いられ得、吸入性画分が例えば＜６．４μｍの同空気力学径により規定される。いくつかの実施態様において、レーザー回折装置が粒子径を決定するために用いられ、米国特許出願１２／７２７，１７９号明細書（出願日２０１０年３月１８日）に開示されるレーザー回折装置が例示され（関連技術に対してその全体において本明細書に取り込まれる）、粒子の容積メジアン幾何学径（ＶＭＧＤ）が吸入システムのパフォーマンスを評価するために測定される。例えば、種々の実施態様において、≧８０％、≧８５％、又は≧９０％のカートリッジ排出、及び≦１２．５μｍ、≦７．０μｍ、又は≦４．８μｍの放出された粒子のＶＭＧＤは、漸増するより良好な空気力学的パフォーマンスを示唆し得る。本明細書において開示される実施態様は、約６７ｍ２／ｇ未満の比表面積を有するＦＤＫＰ微粒子が、改善された空気力学的パフォーマンスといった、肺への薬物の送達に有益な特性を示すことを表す。
【００２７】
１回量における吸入性画分（ＲＦ／ｆｉｌｌ）は、肺送達に適するサイズで放出される充填された用量からの粒子の割合であり、微粒子の空気力学的パフォーマンスの測定値である。本明細書に記載されるように、４０％又は４０％以上のＲＦ／ｆｉｌｌ値は、許容可能な空気力学的パフォーマンス特性を反映する。本明細書において開示されるある実施態様において、１回量における吸入性画分は、５０％以上であり得る。典型的な実施態様において、１回量における吸入性画分は、約８０％までであり得、１回量の約８０％は、標準的技術を用いて測定される＜５．８μｍの粒子サイズで放出される。
【００２８】
本明細書に用いられるように、“乾燥粉末”の用語は、噴射剤、キャリア、又は他の液体中に懸濁され又は溶解されていない微粒子組成物を意味する。必ずしもすべての水分子の完全な除去を意味するものではない。
【００２９】
特定のＲＦ／ｆｉｌｌ値は、粉末を送達するために用いられる吸入器に依存し得ると理解されるべきである。粉末は通常、凝集する傾向にあり、結晶性のＤＫＰ微粒子は、特に凝集性の粉末を形成する。乾燥粉末吸入器の機能の一つは、得られた粒子が吸入器により１回量を送達するのに適した吸入性画分を含むように、粉末を細分化することである。しかしながら、凝集性の粉末の細分化は典型的には、吸入器により送達された吸入性画分を測定する際にみられる粒子サイズ分布が主な粒子のサイズ分布に合致しないように、不完全である。それは、プロファイルが大きな粒子の方にシフトするということである。吸入器のデザインは細分化の効率において変化し、したがって、異なるデザインを用いて観察されるＲＦ／ｆｉｌｌの絶対値もまた変化するだろう。しかしながら、比表面積に応じた最適ＲＦ／ｆｉｌｌは、吸入器間で同じであろう。
【００３０】
本明細書で用いられるように、“約”という用語は、値が、値を決定するために用いられる装置又は方法に対する測定値の標準偏差を含む、ということを示唆するために用いられる。
【００３１】
ジケトピペラジン
【００３２】
薬物の不安定性及び／又は乏しい吸収性といった薬学分野における問題に打ち勝つために用いられてきたドラッグデリバリー媒体の一つのクラスは、２，５−ジケトピペラジンである。２，５−ジケトピペラジンは、下記に示される一般式１の化合物により表され、Ｅ１及びＥ２は独立してＮであり、又はより具体的にはＮＨである。他の実施態様において、Ｅ１及び／又はＥ２は独立して酸素原子又は窒素原子であり、Ｅ１及びＥ２の置換基のひとつが酸素原子であり他方が窒素原子である場合、化学式は置換類似ジケトモルフォリンとなり、Ｅ１及びＥ２の両方が酸素原子である場合、化学式は置換類似ジケトジオキサンとなる。
【化１】
【００３３】
これらの２，５−ジケトピペラジンは、ドラッグデリバリーにおいて有用であることが示されてきた。特に、酸性のＲ１及びＲ２基を有するものであり、例えば、米国特許第５，３５２，４６１号（発明の名称“Ｓｅｌｆ Ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ Ｄｉｋｅｔｏｐｉｐｅｒａｚｉｎｅ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ”）；米国特許第５，５０３，８５２号（発明の名称“Ｍｅｔｈｏｄ Ｆｏｒ Ｍａｋｉｎｇ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ Ｄｉｋｅｔｏｐｉｐｅｒａｚｉｎｅ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ”）；米国特許第６，０７１，４９７号（発明の名称“Ｍｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ Ｆｏｒ Ｌｕｎｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ Ｄｉｋｅｔｏｐｉｐｅｒａｚｉｎｅ”）；及び米国特許第６，３３１，３１８号（発明の名称“Ｃａｒｂｏｎ−Ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ Ｄｉｋｅｔｏｐｉｐｅｒａｚｉｎｅ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ”）に記載される（ジケトピペラジン及びジケトピペラジン介在のドラッグデリバリーに関して教示するすべてに対して全体において参照により本明細書に取り込まれる）。ジケトピペラジンは、薬物又は微粒子を取り込む微粒子に形成され得、それには薬物が吸収され得る。薬物とジケトピペラジンとの組み合わせは、改善された薬物安定性及び／又は吸収特性をもたらし得る。これらの微粒子は、種々の投与ルートで投与され得る。乾燥粉末として、これらの微粒子は、肺を含む呼吸器系の特定の領域に吸入によって送達され得る。
【００３４】
このような微粒子は典型的には、遊離酸（又は遊離塩基）のｐＨベースの沈殿により得られ、凝集された結晶性プレートからなる自己集合された微粒子となる。粒子の安定性は、ＤＫＰ溶液中の少量のポリソルベート−８０といった界面活性剤により改善され得、粒子が沈殿する（米国特許出願２００７／００５９３８７３号明細書（発明の名称“Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｄｒｕｇ ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ ａｆｆｉｎｉｔｙ ｏｆ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｍｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｕｒｆａｃｅｓ ｆｏｒ ａｃｔｉｖｅ ａｇｅｎｔｓ”）（ＤＫＰ微粒子及び乾燥粉末の形成及び包含に関して教示するすべてに対して全体において参照により本明細書に取り込まれる）を参照）。最終的には溶媒は除去されて乾燥粉末が得られ得る。溶媒除去の適切な方法は、凍結乾燥及び噴霧乾燥（例えば、米国特許出願２００７／０１９６５０３号明細書（発明の名称“Ａ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｍｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ ｄｉｋｅｔｏｐｉｐｅｒａｚｉｎｅ ａｎｄ ａｎ ａｃｔｉｖｅ ａｇｅｎｔ”及び米国特許第６，４４４，２２６号（発明の名称“Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｅｐｔｉｄｅ ａｎｄ ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ ａｇｅｎｔｓ”）（ＤＫＰ微粒子及び乾燥粉末の形成及び包含に関して教示するすべてに対して全体において参照により本明細書に取り込まれる）を参照）を含む。本明細書において開示される微粒子は、ＤＫＰの塩からなる微粒子とは異なる。このような粒子は典型的には、噴霧乾燥により形成（乾燥されるとは反対である）され、非結晶性塩（遊離酸又は遊離塩基とは反対である）の球体及び／又は崩壊性球体となる。それらは化学的、物理的、及び形態学的に異なるものである。本開示は、遊離酸又は溶解されたアニオンとして理解されるＦＤＫＰに言及する。
【００３５】
ジケトピペラジンの合成方法は、例えば、Ｋａｔｃｈａｌｓｋｉ，ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｍｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．６８，８７９−８８０（１９４６）、及びＫｏｐｐｌｅ，ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．３３（２），８６２−８６４（１９６８）に記載される（それらの全体において参照により本明細書に取り込まれる）。２，５−ジケト−３，６−ジ（アミノブチル）ピペラジン（Ｋａｔｃｈａｌｓｋｉ ｅｔ ａｌ、リシン無水物としてこれを参照）はまた、Ｋｏｐｐｌｅ法と同様に溶融フェノール中のＮ−ε−Ｐ−Ｌ−リシンの環状二量化、その後適切な試薬及びコンディションでの保護（Ｐ）−基の除去により調製され得る。例えば、ＣＢｚ保護基は、酢酸中の４．３Ｍ ＨＢｒを用いて除去され得る。このルートは、好ましいものとされ得る。商業的に入手可能なスターティングマテリアルを用い、製品におけるスターティングマテリアルの立体化学を保つことが報告された反応コンディションを含み、及びすべての工程は製造のために容易にスケールアップされ得るためである。ジケトピペラジンの合成方法はまた、米国特許７，７０９，６３９号（発明の名称“Ｃａｔａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｄｉｋｅｔｏｐｉｐｅｒａｚｉｎｅ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ”）に記載される（同様のことに関して教示する事項に対して全体において参照により本明細書に取り込まれる）。
【００３６】
フマリルジケトピペラジン（ビス−３，６−（Ｎ−フマリル−４−アミノブチル）−２，５−ジケトピペラジン；ＦＤＫＰ）は、肺への適用のための一つの好ましいジケトピペラジンである。
【化２】
【００３７】
ＦＤＫＰは、有用な微粒子マトリックスを提供する。酸性では低い溶解性を有するが中性又は塩基性ｐＨでは容易に溶解するためである。これらの特性は、ＦＤＫＰを結晶化させ、結晶を酸性コンディション下で微粒子を形成するように自己集合させることができる。粒子は、ｐＨが中性である生理学的コンディション下で容易に溶解する。前述の通り、約０．５ミクロンと約１０ミクロンとの間の直径を有する微粒子は、肺に到達し得、生体バリアのほとんどを良好に通過する。このサイズ範囲の粒子は、ＦＤＫＰから容易に調製され得る。
【００３８】
前述の通り、約０．５ミクロンと約１０ミクロンとの間の直径を有する微粒子は、肺に到達し得、生体バリアのほとんどを良好に通過する。このサイズ範囲の粒子は、ＦＤＫＰ（２，５−ジケト−３，６−ジ（４−Ｘ−アミノブチル）ピペラジン（Ｘはスクシニル、グルタリル、又はマレイルである）といった関連分子も同様である）のカルボキシレート基といった酸性基によりジケトピペラジンから容易に調製され得る。酸沈殿において、結晶板の凝集体からなる自己集合した粒子が得られる。これらの板のサイズは、粒子の比表面積に関連し、同様に粒子の構造、負荷能力、及び空気力学的パフォーマンスに影響を与えている。
【００３９】
ＤＫＰ粒子の比表面積は、平均結晶サイズの測定値であり、結晶核形成及び成長の微粒子特性への相対的貢献を評価するために用いられ得る。比表面積は、微粒子結晶のサイズ及び微粒子マトリックスの密度（ρ）に依存し、結晶の特徴的なサイズＬに反比例する。比表面積は、粒子の集団の性質であり、必ずしも個別の粒子の特性ではない。本明細書に開示される実施態様は、約６７ｍ２／ｇ未満の比表面積を有する微粒子が、米国特許第７，４６４，７０６号（発明の名称“Ｕｎｉｔ Ｄｏｓｅ Ｃａｒｔｒｉｄｇｅ ａｎｄ Ｄｒｙ Ｐｏｗｄｅｒ Ｉｎｈａｌｅｒ”）（同様のことに関して教示する事項に対して全体において参照により本明細書に取り込まれる）に開示されるＭＥＤＴＯＮＥ（登録商標）吸入器といった中程度の性能の吸入器を用いて、改善された空気力学的パフォーマンスといった、肺への薬物の送達に有益な特性を示すことを表す。約６２ｍ２／ｇ未満の比表面積を有する他の実施態様は、粒子の一群が最小の空気力学的パフォーマンスの基準を満たすことの保証の、より高いレベルを提供する。比表面積がまた薬物充填／含有能力に影響を与えるように、種々の実施態様は、改善された薬物吸収能力に対して約３５ｍ２／ｇ、４０ｍ２／ｇ、又は４５ｍ２／ｇよりも大きい又はそれに等しい比表面積を要する。さらに、比表面積が約３５ｍ２／ｇを下回ると、一貫性のないカートリッジ排出が、米国特許出願第１２／４８４，１２５号（発明の名称“Ａ Ｄｒｙ Ｐｏｗｄｅｒ Ｉｎｈａｌｅｒ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ”、出願日２００９年６月１２日、及び米国特許出願第１２／７１７，８８４号（発明の名称“Ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｄｒｙ Ｐｏｗｄｅｒ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ”、出願日２０１０年３月４日）（同様のことに関して教示する事項に対して全体において参照により本明細書に取り込まれる）に開示されるような高性能の吸入器を用いても観察される。
【００４０】
比表面積範囲の上限
【００４１】
本明細書において規定される比表面積範囲の上限は、微粒子の空気力学的パフォーマンスにより強制的に規定される。本明細書に記載された試験は、比表面積が約５０ｍ２／ｇより大きくなると、ＲＦ／ｆｉｌｌ値が小さくなる傾向にあることを示した。さらに、比表面積が増大すると、ＲＦ／ｆｉｌｌの分布が拡大し、ＲＦ／ｆｉｌｌの選ばれた基準（例えばＲＦ／ｆｉｌｌ＞４０％）の落ち込みの確率が上がる。そのため、いくつかの実施態様において、約６７ｍ２／ｇの上限が選択され得る。多くの調製のために収集されたデータに合うカーブに基づいて、この値は、４０％のＲＦ／ｆｉｌｌをもたらすと予測される。他の実施態様において、約６２ｍ２／ｇの上限が選択され得る。６２ｍ２／ｇの上限は、９５％信頼限界内の許容可能なＲＦ／ｆｉｌｌ値を有する微粒子をもたらす（図６Ａ）。
【００４２】
微粒子の比表面積の上限を強制的に規定する他の理由は、高い比表面積を有する微粒子の懸濁液は、より低い比表面積を有する微粒子の懸濁液よりも桁違いに高い粘性を有する傾向にあるということである。この現象は、より小さい結晶に関連した粒子間引力の増大を反映するらしい。凍結乾燥において、より強い引力は、懸濁液の粘性がＲＦ／ｆｉｌｌと負の相関関係にあるように、効率的に細分化されずＲＦ／ｆｉｌｌを低下させる可能性のある、凝集を引き起こすかもしれない。
【００４３】
微粒子の比表面積は、凍結乾燥されたバルクの粉末から決定され、微粒子の形成コンディションから正確には予測されない。したがって、約５２ｍ２／ｇの比表面積をターゲットとすることが望ましいことあり得る。比表面積ターゲットとして設定された約５２ｍ２／ｇで、微粒子の５％のみが、６２ｍ２／ｇのより保守的な上限を超えることが予想されるだろう（図６Ｂ）。６２ｍ２／ｇを超え得る微粒子のこの５％内で、さらに５％（０．２５％）のみが＜４０％のＲＦ／ｆｉｌｌを示すことが予想されるだろう。したがって、これらの製造コンディションは、９９％信頼限界以上の＞４０％のＲＦ／ｆｉｌｌを有する微粒子を提供するだろう。
【００４４】
比表面積範囲の下限
【００４５】
本明細書において規定される比表面積範囲の下限は、薬物充填の必要性により強制的に規定される。微粒子は、必要とされる薬物量を充填するのに十分な比表面積を有していなければならない。薬物が十分に吸収されないと（すなわち、溶液中に残される）、吸収されなかった薬物が形成された微粒子を“橋渡し（ｂｒｉｄｇｅ）”し凝集体の形成を引き起こし得る。凝集体は空気力学的特性に悪影響を及ぼし得る。インスリンの場合において、適切な治療用量でインスリンによる橋渡し（ｂｒｉｄｇｉｎｇ）を回避するために、約３５ｍ２／ｇのより低い比表面積限界が必要とされる。橋渡し（ｂｒｉｄｇｉｎｇ）はまた、前述のようにカートリッジの低排出をきたす可能性があり、それはより低い比表面積を有する粉末で生じ得る。これらの問題が回避され得、充填が最大化され得ることのより大きな保証を提供するために、さらに高い比表面積の下限（例えば、４０ｍ２／ｇ又は４５ｍ２／ｇ）が用いられ得る。あるいは、空気力学的パフォーマンスに影響を与える他のファクターが、より狭い許容範囲内で維持され得る。図１Ａは、高い比表面積を有する微粒子の一群を示す。図１Ｂは、低い比表面積を有する微粒子におけるインスリンによる粒子の“橋渡し（ｂｒｉｄｇｉｎｇ）”を示す。
【００４６】
ＦＤＫＰ微粒子形成
【００４７】
ＦＤＫＰ微粒子の製造における第一の工程は、ＦＤＫＰのｐＨ誘導結晶化による微粒子の形成及び一般的な球状形態を有する微粒子へのＦＤＫＰ結晶の自己集合である（図２）。したがって、微粒子の製造は本質的には、結晶化プロセスである。過剰の溶媒を、繰り返される遠心分離、デカンテーション及び再懸濁、又は透析により懸濁液を洗浄することにより除去し得る。
【００４８】
インスリン充填ＦＤＫＰ微粒子を形成するために、ＦＤＫＰ微粒子懸濁液にインスリンストック溶液を加えることにより懸濁させる間（つまり、凍結乾燥の前）、微粒子に直接的にインスリンを吸収させ得る。一実施態様において、ｐＨ制御工程はまた、インスリンストック溶液の添加後に行われ得る。この工程は、さらなる処理前の懸濁液において微粒子へのインスリン吸収を促進し得る。懸濁液のｐＨを約４．５に上昇させることは、粒子マトリックスからのＦＤＫＰの過剰な溶解無しで懸濁液における微粒子への完全なインスリン吸収を促進し、また、バルクの薬物生成物におけるインスリンの安定性を向上させる。懸濁液は、液体窒素中で滴下して急速冷凍（すなわち、冷凍ペレット化）され、及び溶媒を除去し乾燥粉末を得るように凍結乾燥され得る。他の実施態様において、懸濁液は、乾燥粉末を得るように噴霧乾燥され得る。図３は、適切な製造プロセスの概略図を提供する。
【００４９】
一実施態様において、インスリンを含有するＦＤＫＰ微粒子を作るための製造プロセスが提供される。要約すると、Ｄｕａｌ−ｆｅｅｄ ＳＯＮＯＬＡＴＯＲ（登録商標）といった高せん断ミキサー、又は例えば、米国仮特許出願第６１／２５７，３１１号（出願日：２００９年１１月２日）に開示される（それはすべてにおいて参照により本明細書に取り込まれる）高せん断ミキサーを用いて、約１６℃±約２℃で等量の約１０．５ｗｔ％の酢酸と約２．５ｗｔ％のＦＤＫＰ溶液とを（表１及び２）、０．００１−ｉｎ２オリフィスで、Ｄｕａｌ−ｆｅｅｄ ＳＯＮＯＬＡＴＯＲ（登録商標）により、２０００ｐｓｉで供することができる。沈殿物を約等量及び約同温の脱イオン（ＤＩ）水容器に収集し得る。得られた懸濁液は、約０．８％の固形分を含む。沈殿物を濃縮し、タンジェント流ろ過により洗浄し得る。沈殿物をまず約４％の固形分に濃縮し、その後脱イオン水で洗浄し得る。懸濁液を最終的にＦＤＫＰの初期質量に基づき約１０％の固形分に濃縮し得る。濃縮された懸濁液については、オーブン乾燥法により固体含量を分析し得る。
【００５０】
一実施態様において、濃縮されたインスリンのストック液は、インスリン１に対して約２ｗｔ％酢酸９を用いて調製され得る。インスリンのストックは、重量測定法で懸濁液に添加されて、約１１．４ｗｔ％のインスリン濃度のものが得られ得る。インスリン−ＦＤＫＰ懸濁液は、少なくとも約１５分間混合され得る。いくつかの実施態様において、混合はより短い時間又はより長い時間をとり得る。インスリン−ＦＤＫＰ懸濁液は、その後、最初のｐＨ約３．５からｐＨ約４．５に約１４−約１５ｗｔ％アンモニア水で調節され得る。懸濁液は、液体窒素中で急速冷凍されてペレット化され、及び凍結乾燥されてバルクのインスリン含有ＦＤＫＰ微粒子を得ることができる。ブランクのＦＤＫＰ微粒子は、インスリン充填及びｐＨ調節工程を互いに差し引いて製造され得る。一実施態様において、本明細書に記載される微粒子を含有するＦＤＫＰ−インスリンバルク粉末の密度は、約０．２ｇ／ｃｍ３から、約０．３ｇ／ｃｍ３である。
【表１】
【表２】
【００５１】
比表面積の制御
【００５２】
サイズ分布及びＦＤＫＰ結晶の形は、新しい結晶の核生成と既存の結晶の成長との間のバランスにより影響を受ける。両現象は、溶液における濃度及び過飽和に強く依存する。ＦＤＫＰ結晶の特徴的なサイズは、核生成と成長との相対的比率の示唆となる。核生成が優性である場合、多くの結晶が形成されるが、それらは相対的に小さい。それらはすべて溶液においてＦＤＫＰと競合するためである。成長が優性である場合、結晶との競合はより少なくなり、結晶の特徴的なサイズはより大きくなる。
【００５３】
結晶化は過飽和に強く依存し、それは同様に供給ストリームにおける成分の濃度に強く依存する。より高い過飽和は、多くの小さな結晶の形成に関連し；より低い過飽和は、より少なくより大きな結晶を作り出す。過飽和の観点から：１）ＦＤＫＰ濃度の上昇は過飽和を増大させ；２）アンモニアの濃度の上昇は、ｐＨ約４．５のようなより高いｐＨにシステムをシフトさせ、平衡溶解度を増大させ、及び過飽和を低減させ；３）酢酸濃度の上昇は、エンドポイントを、平衡溶解度がより低い、より低いｐＨにシフトさせることにより過飽和を増大させる。これらの成分の濃度の低減は、反対の作用を引き起こす。
【００５４】
温度は、ＦＤＫＰ溶解度並びにＦＤＫＰ結晶核生成及び成長の動力学への影響を介してＦＤＫＰ微粒子形成に影響を及ぼす。低温では、小さい結晶が高い比表面積で形成される。これらの粒子の懸濁液は、強い粒子間引力を示す高い粘性を示す。約１２℃から約２６℃の温度範囲は、９５％信頼レベルでＲＦ／ｆｉｌｌ＞４０％をもたらす。温度と比表面積との間の関係を説明することにより、約１３℃から約２３℃の、わずかにより狭いが内面的には一貫した温度範囲が用いられ得る。
【００５５】
最後に、微粒子の表面への活性剤の吸収が比表面積を低減する傾向にあることが認識されるべきである。活性剤の吸収は、粒子を形成する結晶板間のより狭いスペースのいくらかを満たし又は塞ぎ得、その結果、比表面積が低減する。さらに、活性剤の吸収は、粒子の直径（サイズ）に実質的に影響を与えることなく、粒子に質量を加える。比表面積が微粒子の質量に反比例するように、比表面積の低減が生じるだろう。
【００５６】
活性剤の選定及び取り込み
【００５７】
本明細書で記載される微粒子が約６７ｍ２／ｇ未満の所望の比表面積を維持する限り、それらは肺への送達及び／又は薬物吸収に有利である他の付加的な特性をもたらし得る。米国特許第６，４２８，７７１号（発明の名称“Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｔｏ ｔｈｅ Ｐｕｌｍｏｎａｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ”）は、肺へのＤＫＰ粒子送達を開示し、同様のことに関して教示する事項に対して全体において参照により本明細書に取り込まれる。米国特許第６，４４４，２２６号（発明の名称“Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｅｐｔｉｄｅ ａｎｄ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ａｇｅｎｔｓ”）は、微粒子表面に薬物を吸収する有利な方法を開示し、同様のことに関して教示する事項に対して全体において参照により本明細書に取り込まれる。米国特許出願第１１／５３２，０６３号（発明の名称“Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｄｒｕｇ Ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ Ａｆｆｉｎｉｔｙ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｍｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｕｒｆａｃｅｓ ｆｏｒ Ａｃｔｉｖｅ Ａｇｅｎｔｓ”）（同様のことに関して教示する事項に対して全体において参照により本明細書に取り込まれる）に開示されるように、微粒子表面の特性は、所望の特性を得るためにコントロールされ得る。米国特許出願第１１／５３２，０６５号（発明の名称“Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｄｒｕｇ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ Ａｆｆｉｎｉｔｙ ｏｆ Ａｃｔｉｖｅ Ａｇｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｍｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｕｒｆａｃｅｓ”）は、微粒子への活性剤の吸収を促進させるための方法を開示する。米国特許出願第１１／５３２，０６５号は、同様のことに関して教示する事項に対して全体において参照により本明細書に取り込まれる。
【００５８】
本明細書に記載される微粒子は、１又は２以上の活性剤を含み得る。本明細書において用いられるように、“活性剤”（“薬物”と同義で用いられる）は、薬学的物質を意味し、低分子薬物、生物学的及び生物活性的薬剤を含む。活性剤は、自然発生的なもの、リコンビナント、又は合成起源のものでもよく、タンパク質、ポリペプチド、ペプチド、核酸、有機高分子、合成有機化合物、ポリサッカライド、その他の糖、脂肪酸、脂質、抗体、及びそれらのフラグメントを含み、限定されることなく、ヒト化若しくはキメラ抗体、Ｆ（ａｂ）、Ｆ（ａｂ）２、単独の単鎖抗体若しくは他のポリペプチドに結合している単鎖抗体、癌抗原に対する治療的若しくは診断的モノクローナル抗体を含む。活性剤は、血管作動剤、神経活性剤、ホルモン、抗凝固剤、免疫調節剤、細胞毒性剤、抗菌剤、抗ウイルス剤、抗原、感染性因子、炎症性メディエータ、ホルモン、及び細胞表面抗原といった、種々の生物学的活性及びクラスに属し得る。より具体的には、活性剤は、限定されることなく、サイトカイン、リポカイン、エンケファリン、アルキン、シクロスポリン、抗−ＩＬ−８抗体、ＡＢＸ−ＩＬ−８を含むＩＬ−８アンタゴニスト、ＰＧ−１２を含むプロスタグランディン、ＬＹ２９３１１を含むＬＴＢ受容体ブロッカー、ＢＩＩＬ２８４及びＣＰ１０５６９６、スマトリプタン及びパルミトオレエートといったトリプタン、インスリン及びその類似体、成長ホルモン及びその類似体、副甲状腺ホルモン（ＰＴＨ）及びその類似体、副甲状腺ホルモン関連ペプチド（ＰＴＨｒＰ）、グレリン、オベスタチン、エンテロスタチン、顆粒球単球コロニー刺激因子（ＧＭ−ＣＳＦ）、アミリン、アミリン類似体、グルカゴン様ペプチド−１（ＧＬＰ−１）、クロピドグレル、ＰＰＡＣＫ（Ｄ−フェニルアラニル−Ｌ−プロリル−Ｌ−アルギニンクロロメチルケトン）、オキシントモジュリン（ＯＸＭ）、ペプチドＹＹ（３−３６）（ＰＹＹ）、アディポネクチン、コレシストキニン（ＣＣＫ）、セクレチン、ガストリン、グルカゴン、モチリン、ソマトスタチン、脳性ナトリウム利尿ペプチド（ＢＮＰ）、心房性ナトリウム利尿ペプチド（ＡＮＰ）、ＩＧＦ−１、成長ホルモン放出因子（ＧＨＲＦ）、インテグリンβ−４前駆体（ＩＴＢ４）受容体アンタゴニスト、ノシセプチン、ノシスタチン、オルファニンＦＱ２、カルシトニン、ＣＧＲＰ、アンジオテンシン、サブスタンスＰ、ニューロキニンＡ、膵臓ポリペプチド、ニューロペプチドＹ、デルタ睡眠誘発ペプチド、並びに血管作用性小腸ペプチドを含み得る。微粒子はまた、他の薬剤（例えば、テキサスレッドといった造影剤）を送達するために用いられ得る。
【００５９】
約６７ｍ２／ｇ未満の比表面積を有するＦＤＫＰから形成される微粒子において送達される薬物含量は、典型的には０．０１％以上である。一実施態様において、前述の比表面積を有する微粒子で送達される薬物含量は、約０．０１％から約２０％の範囲であり得、それは典型的にはインスリンといったペプチドである。例えば、薬物がインスリンである場合、本微粒子は典型的には３−４Ｕ／ｍｇ（およそ１０−１５％）のインスリンを含む。ある実施態様において、微粒子の薬物含量は、送達される薬物の形態及びサイズに依存して変化し得る。
【００６０】
本明細書で記載される微粒子が所望の比表面積を維持する限り、それらは肺への送達及び／又は薬物吸収に有利である他の付加的な特性を採用し得る。米国特許第６，４２８，７７１号（発明の名称“Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｔｏ ｔｈｅ Ｐｕｌｍｏｎａｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ”）は、肺へのＤＫＰ粒子送達を開示し、同様のことに関して教示する事項に対して全体において参照により本明細書に取り込まれる。米国特許第６，４４４，２２６号（発明の名称“Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｅｐｔｉｄｅ ａｎｄ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ａｇｅｎｔｓ”）は、微粒子表面に薬物を吸収する有利な方法を開示し、同様のことに関して教示する事項に対して全体において参照により本明細書に取り込まれる。米国特許出願第１１／５３２，０６３号（発明の名称“Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｄｒｕｇ Ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ Ａｆｆｉｎｉｔｙ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｍｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｕｒｆａｃｅｓ ｆｏｒ Ａｃｔｉｖｅ Ａｇｅｎｔｓ”）（同様のことに関して教示する事項に対して全体において参照により本明細書に取り込まれる）に開示されるように、微粒子表面の特性は、所望の特性を得るためにコントロールされ得る。米国特許出願第１１／５３２，０６５号（発明の名称“Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｄｒｕｇ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ Ａｆｆｉｎｉｔｙ ｏｆ Ａｃｔｉｖｅ Ａｇｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｍｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｕｒｆａｃｅｓ”）は、微粒子への活性剤の吸収を促進させるための方法を開示する。米国特許出願第１１／５３２，０６５号は、同様のことに関して教示する事項に対して全体において参照により本明細書に取り込まれる。
【実施例】
【００６１】
下記の実施例は、開示された微粒子の実施態様を説明するために含まれる。本技術分野における当業者により、下記の実施例に開示される技術が、本開示の実施において良好に機能するように発明者により発見された技術を表し、したがってその実施のために好ましい形態を構成するように考慮され得ることが理解されるべきである。しかしながら、本技術分野における当業者であれば、本開示を踏まえて、多くの変更が開示された特定の実施態様において作られ得ることを理解し、さらに、同様又は類似の結果を得るべきである。
【００６２】
（実施例１）
Ｉ．製造手順
【００６３】
Ａ．ＦＤＫＰ／インスリン微粒子生成のための一般的な製造手順
【００６４】
微粒子は、フマリルジケトピペラジン（ＦＤＫＰ）及びインスリンから製造された。溶液を形成するためにＦＤＫＰをＮＨ４ＯＨ水に溶解した。この溶液の供給ストリームは、微粒子の水性懸濁液を形成するために高せん断ミキサーにおいて酢酸水（ＨＯＡｃ）溶液の供給ストリームと組み合わされた。
【００６５】
ＦＤＫＰ供給溶液は、約２．５ｗｔ％ＦＤＫＰ、約１．６ｗｔ％濃縮ＮＨ４ＯＨ（約２８−約３０ｗｔ％ＮＨ３）、及び約０．０５ｗｔ％ポリソルベート８０により調製された。酢酸供給溶液は、約１０．５ｗｔ％氷酢酸及び約０．０５ｗｔ％ポリソルベート８０で調製された。両方の供給溶液は、使用前に約０．２μｍの膜を用いてろ過した。
【００６６】
図３は、インスリンを含有するＦＤＫＰ微粒子を作るための製造プロセスの概略図を示す。この実施態様において、高せん断ミキサー（例えば、Ｄｕａｌ−ｆｅｅｄ ＳＯＮＯＬＡＴＯＲ（登録商標））又は米国仮特許出願第６１／２５７，３１１号（出願日２００９年１１月２日）（全体において参照により本明細書に取り込まれる）に開示されるようなものを用いて、等量（質量による）の各供給溶液を、＃５オリフィス（０．００１１ｓｑ．ｉｎｃｈ）を備えたＤｕａｌ−Ｆｅｅｄ ＳＯＮＯＬＡＴＯＲ（登録商標）で汲み上げた。負圧ポンプを各供給ストリームの同じ流速に対して５０％で設定し、供給圧力は約２０００ｐｓｉであった。受容管は、各々の供給溶液の質量と同量のＤＩ水を含んでいた（例えば、４ｋｇのＦＤＫＰ供給溶液及び４ｋｇのＨＯＡｃ供給溶液が、ＳＯＮＯＬＡＴＯＲ（登録商標）で４ｋｇのＤＩ水を含む受容管に汲み上げられるだろう）。
【００６７】
得られた懸濁液を濃縮し、０．２ｍ２ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）膜を用いてタンジェント流ろ過により洗浄した。懸濁液をまず約４％の固形分に濃縮し、その後ＤＩ水で透析ろ過し、最後に約１６％の固形分に濃縮した。洗浄された懸濁液の実際の固形分割合は、“乾燥減量”により決定した。他の方法が懸濁液中の固形分割合を測定するために用いられ得、例えば、米国仮特許出願第６１／３３２，２９２号（発明の名称“Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ Ｐｅｒｃｅｎｔ Ｓｏｌｉｄｓ ｉｎ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ Ｕｓｉｎｇ Ｒａｍａｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ”、出願日２０１０年５月７日）（教示するすべてに対して全体において参照により本明細書に取り込まれる）に開示される。
【００６８】
ＤＩ水中に約２ｗｔ％ＨＯＡｃを含む溶媒において約１０ｗｔ％インスリン（未処理）を含有するインスリンストック溶液を調製し、滅菌ろ過した。懸濁液の固体含量に基づき、適切な量のストック溶液を混合された懸濁液に加えた。得られた微粒子／インスリン懸濁液をその後、アンモニア溶液を用いてｐＨ約３．６からｐＨ約４．５の懸濁液のｐＨに制御することで調節した。
【００６９】
インスリンを含むＦＤＫＰ微粒子を含有する懸濁液を、例えば米国仮出願第６１／２５７，３８５号（出願日２００９年１１月２日）（全体において参照により本明細書に取り込まれる）に開示されるような冷凍製粒器／ペレタイザーに移し、液体窒素中で急速冷凍することでペレット化した。アイスペレットを凍結乾燥させ、乾燥粉末を製造した。
【００７０】
Ｂ．５％及び１０％試験において用いられたＦＤＫＰ／インスリン微粒子生成の製造手順
【００７１】
５％及び１０％試験において、比表面積及び粉末空気力学への供給濃度の影響を試験した。５％試験において、実験は、３つのファクター、すなわち、ＦＤＫＰ、アンモニア、及び酢酸の濃度の影響を決定するためにデザインされ、３×３要因実験において試験され、高レベル及び低レベルがコントロールコンディションから５％であった。１０％試験において、ＦＤＫＰ、アンモニア、及び酢酸の濃度もまた３×３要因実験において試験されたが、高レベル及び低レベルがコントロールコンディションから１０％であった。
【表３】
【００７２】
Ｃ．最終測定値
【００７３】
バルク粉末の１回量における吸入性画分（ＲＦ／ｆｉｌｌ）は、空気力学的性能及び微粒子サイズ分布の測定値であり、アンダーソンカスケードインパクタで試験することにより決定される。ＲＦ／ｆｉｌｌ値を得るためには、カートリッジをバルク粉末で充填し、３０Ｌ／ｍｉｎでＭＥＤＴＯＮＥ（登録商標）吸入器で噴射する。各々の吸入器ステージで収集された粉末の重量を測定し、収集されたトータルの粉末をカートリッジに充填されたトータル量に標準化する。したがって、ＲＦ／ｆｉｌｌは、カートリッジに充填された粉末により分割された吸入性画分を表すインパクタのステージにおいて収集された粉末である。
【００７４】
微粒子の比表面積（ＳＳＡ）は、窒素の吸収により決定され、比表面積分析器（ＭＩＣＲＯＭＥＲＩＴＩＣＳ（登録商標）ＴｒｉＳｔａｒ ３０００ Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｒｅａ及びＰｏｒｏｓｉｔｙ Ａｎａｌｙｚｅｒ）を用いてＢＥＴ（Ｂｒｕｎａｕｅｒ−Ｅｍｍｅｔｔ−Ｔｅｌｌｅｒ）表面積の観点から報告された。比表面積は、結晶のサイズ及び微粒子マトリックスの密度（ρ）に依存し、ＦＤＫＰ結晶の特徴的なサイズＬに反比例する。
【数１】
【００７５】
ＩＩ．比表面積における供給コンディションの影響
【００７６】
比表面積は、５％及び１０％試験において調製されたすべての粉末において測定された。比表面積は、線形回帰方程式により予測された（図３を参照）。予測値の標準偏差は、５％試験で±２ｍ２／ｇであり、１０％試験で±５．６ｍ２／ｇであった。これらの結果は、理論的予想に沿う結果であった：より高いＦＤＫＰ濃度、より高いＨＯＡｃ濃度又はより低いアンモニア濃度は、結晶核生成を促進することにより比表面積を増大させた（より小さい結晶を生成した）。
【００７７】
ＩＩＩ．温度の影響
【００７８】
粒子特性における温度の影響は、一連の試験において調査され、それにおいては温度を除く供給溶液特性が制御コンディションで設定された。供給溶液の温度は、４−３２℃の範囲であった。微粒子粉末の比表面積及び得られた微粒子粉末のＲＦ／ｆｉｌｌは、両方決定された。
【００７９】
ＲＦ／ｆｉｌｌ、比表面積、及び温度が図５においてクロスプロットされた（ＲＦ／ｆｉｌｌはインスリン含有微粒子で決定された；プロットされた比表面積はインスリンの吸収前に粒子に対して決定されたものである）。微粒子粉末のＲＦ／ｆｉｌｌは、約１８℃から約１９℃近傍で最大化された（図５Ａ）。破線の曲線は、予測値の片側９５％下側信頼限界である（すなわち、該曲線より高い値は、９５％確率で予測される）。約１２℃から約２６℃の温度範囲は、９５％信頼レベルでＲＦ／ｆｉｌｌ＞４０％をもたらすだろう。ＲＦ／ｆｉｌｌがブランク（薬物無し）微粒子粉末の比表面積に対抗してプロットされると（図５Ｂ）、得られる曲線は、温度のそれと類似する。しかしながら、ポイントの順序は逆であった（例えば、サンプル“Ａ”は軸の右端にあり、一方でサンプル“Ｂ”は左にある）。２６−６７ｍ２／ｇの比表面積を有する微粒子は、９５％信頼レベルでＲＦ／ｆｉｌｌ＞４０％をもたらす。温度と比表面積との間の関係を説明することにより（図５Ｃ）、約１３℃から約２３℃のわずかに狭いが内面的には一貫した温度範囲が粒子形成に対して特定された。
【００８０】
ＩＶ．ＲＦ／ｆｉｌｌにおける比表面積の影響
【００８１】
約５０ｍ２／ｇ以上の比表面積の値で、より低いＲＦ／ｆｉｌｌの値となる傾向がある（図６Ａ）。約６２ｍ２／ｇの上限が、適切なＲＦ／ｆｉｌｌの値（それは、＞４０％である；図６Ｂ）における９５％信頼限界をさらに維持する間、用いられ得る。
【００８２】
図７は、比表面積が上限で増大すると、ＲＦ／ｆｉｌｌの分布が広がり、及びＲＦ／ｆｉｌｌ＞４０％の選択された基準を満たさない可能性が高くなることを示す。図８Ａは、例えば約６７ｍ２／ｇの高い比表面積を有する微粒子の懸濁液では、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ Ｖｉｓｃｏｍｅｔｅｒ（Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．，Ｍｉｄｄｌｅｂｏｒｏ，ＭＡ）により測定すると、例えば＜約１４ｍ２／ｇのより低い比表面積を有する微粒子の懸濁液よりも、粘性が桁違いに高い傾向にあることを示す。図８Ｂは、懸濁液の粘性がＲＦ／ｆｉｌｌと負の相関関係にあることを示す。
【００８３】
Ｖ．比表面積及びインスリン吸収
【００８４】
比表面積とインスリン吸収との関係が調査された。
【００８５】
微粒子の懸濁液は５％及び１０％試験の群に対して前述されたように調製され、約１１．４％のインスリンを充填した。さらに、制御供給濃度で形成された微粒子のみならず約４℃から約３２℃の範囲の供給溶液温度もまた、評価された。滴下された懸濁液は、１４ｗｔ％アンモニアの単一液滴の一連の添加により約ｐＨ３．６から約ｐＨ４．５に上げられた懸濁液のｐＨを有していた。滴下された懸濁液及び上清のサンプルで、インスリン濃度を評価した。すべての懸濁液（滴下された又は滴下されていない）を凍結乾燥させ、乾燥粉末を作った。ＭＩＣＲＯＭＥＲＩＴＩＣＳ（登録商標）ＴｒｉＳｔａｒ ３０００を用いて粉末の比表面積を評価した。
【００８６】
低い比表面積では、非結合のインスリン量と比表面積との間に直線関係がある（図９）。インスリンの少なくとも９５％の吸収は、比表面積が約３５ｍ２／ｇ以上のときに生じる。インスリン吸収の程度は、約４０ｍ２／ｇまでの比表面積で増大し続ける。この比表面積以上では、微粒子はインスリンのほとんどすべてを吸収した。
【００８７】
これらの試験の結果は、約３５ｍ２／ｇから約６２ｍ２／ｇの微粒子の比表面積に対する有用な下限及び上限を示唆する。微粒子の８０％以上、９０％以上、又は９５％以上がこの範囲での比表面積を有する微粒子を提供することは、有利なＲＦ／ｆｉｌｌを有する微粒子及び９５％信頼限界内の薬物吸収特性をもたらす。
【００８８】
（実施例２）
容積メジアン幾何学径（ＶＭＧＤ）特性による放出された製剤の幾何学的粒子サイズ分析
【００８９】
乾燥粉末吸入器から放出された乾燥粉末製剤のレーザー回折は、粉末に関する細分化のレベルを特徴づけるために用いられる通常の方法である。該方法は、工業的に標準的なインパクション方法においてもたらされる空気力学径よりもむしろ幾何学径の測定値を示唆する。典型的には、放出された粉末の幾何学的サイズは、メジアン粒子サイズ、ＶＭＧＤにより特徴づけられた容積分布を含む。重要なことには、放出された粒子の幾何学的サイズは、インパクション法により提供される空気力学的サイズに比して、高い分解能で観察される。より小さいサイズが望ましく、肺の管に送達された個々の粒子の、より大きな可能性をもたらす。したがって、吸入器の細分化における違い及び最終的なパフォーマンスは、回折によりより容易に改善され得る。これらの実験において、吸入器は、現実の患者の呼吸能力に類似した圧力にてレーザー回折で試験され、粉末製剤を細分化する吸入システムの効率を決定する。特に、製剤は、成分を付与された活性インスリンを含む及び含まない粘着性のジケトピペラジン粉末を含んでいた。これらの粉末製剤は、特徴的な表面積、異性体比、及びＣａｒｒ指数を有していた。表４では、ＶＭＧＤ、及び試験の間の容器の放出効率を報告している。ＦＤＫＰ粉末は、およそ５０のＣａｒｒ指数を有し、ＴＩ粉末はおよそ４０のＣａｒｒ指数を有している。
【表４】
【００９０】
表４のデータは、ＭＥＤＴＯＮＥ（登録商標）吸入器システムにおいてＤＰＩ２として特定された吸入器における粉末細分化の改善を示す。１４−５６ｍ２／ｇの範囲の表面積を有するジケトピペラジン製剤は、８５％を超える放出効率及び７ミクロン未満のＶＭＧＤを示した。同様に、４５−６６％のトランスの範囲の異性体比を有する製剤は、従前装置（ｐｒｅｄｉｃａｔｅ ｄｅｖｉｃｅ）を超えた改善されたパフォーマンスを示した。しかしながら、＜１５ｍ２／ｇでより効率的な吸入器を用いた場合でも、本明細書にて開示される範囲から外れたトランス異性体含量の通り、空気力学的パフォーマンスの落ち込み（減少）を示す、カートリッジ放出の減少がみられた、といういうことは注目するものに値する。最後に、Ｃａｒｒ指数４０−５０で特徴づけられる製剤での吸入器システムのパフォーマンスは、同様に従前装置（ｐｒｅｄｉｃａｔｅ ｄｅｖｉｃｅ）を超えた改善を示した。すべての場合において、報告されたＶＭＧＤ値は、７ミクロン未満であった。
【００９１】
他に示唆のない限り、本明細書及び特許請求の範囲において用いられた成分の量、分子量といった特性、反応条件等を表現するすべての数字は、すべての場合において、用語“約”により変形されるように理解されるべきである。したがって、反対に示唆されない限り、本明細書及び添付の特許請求の範囲において用いられた数字のパラメータは、本発明により得られようとされる所望の特性に基づき変化し得る近似値である。少なくとも及び特許請求の範囲の範囲への均等物の適用を制限しようとすることなく、各々の数字のパラメータは少なくとも、報告される有効数字の数字を考慮して、及び通常の四捨五入の技術を適用することにより、理解されるべきである。本発明の広い範囲に記載された数字の範囲及びパラメータが近似値であるにもかかわらず、特定の実施例において記載された数値は、可能な限り正確に報告される。しかしながら、いかなる数値も本質的には、各々の試験測定において見出される標準偏差に起因する誤差を必然的に含む。
【００９２】
本発明を記述する文脈において（特に、特許請求の範囲の文脈において）用いられる“ひとつの（ａ）”、“ひとつの（ａｎ）”、“該（ｔｈｅ）”、及び同様の指示語は、本明細書において他に示唆のない限り、又は文脈により明確に否定されない限り、単数及び複数をカバーするように理解されるべきである。本明細書における値の範囲の記述は、単に範囲に含まれる各々の独立した値を個別に参照する省略方法として提供されるように意図されたにすぎない。本明細書において他に示唆のない限り、各々の個々の値は、それがまるで本明細書において個々に列挙されるように、本明細書に包含される。本明細書に記載されるすべての方法は、本明細書において他に示唆のない限り、又は文脈により明確に否定されない限り、適切ないかなる方法においても行われ得る。本明細書において提供されるいずれかの及びすべての実施例、又は典型的な言語（例えば、“といった（ｓｕｃｈ ａｓ）”）の使用は、単に本発明の理解を容易にするようにしたにすぎず、他にクレームされた本発明の範囲における限定をもたらさない。本明細書におけるいかなる言語も、本発明の実施に本質的であるクレームされていないいかなる要素をも示唆するように理解されるべきではない。
【００９３】
特許請求の範囲において用いられる“又は（ｏｒ）”は、本明細書において他のもののみを言及するように明確に示唆されない限り、又は他のものが互いに排他的でない限り、開示が他のもの及び“及び／又は（ａｎｄ／ｏｒ）”のみに言及する定義を支持するものではあるが、“及び／又は（ａｎｄ／ｏｒ）”を意味するように用いられる。
【００９４】
本明細書に開示される本発明の代替要素又は態様の集団は、限定されて理解されるべきではない。各々の集団要素は、個々に又は該集団の他の要素若しくは本明細書においてみられる他の要素との組み合わせにて言及され及びクレームされ得る。集団の１若しくは２以上の要素は、利便性及び／若しくは特許性を理由に集団に包含され得、又は集団から削除され得ることが予測される。こうした包含又は削除が生じる場合、本明細書は、変形された集団を含むと考えられ、その結果、添付された特許請求の範囲において用いられるすべてのマーカッシュの集団の明細書を充足する。
【００９５】
本発明の好ましい態様は、本発明を実施するために本発明者らに知られたベストモードを含んで本明細書に記載される。むろん、これらの好ましい態様における変形は、前述の記載を読むことにおいて本技術分野の当業者に明白となるだろう。本発明者らは、当業者が必要に応じてこのような変形を用いることを期待し、本発明者らは、本発明に対して本明細書に具体的に記載されたものよりもむしろ他の方法で実施されることを意図する。したがって、本発明は、適用法律により許容されるように本明細書に添付された特許請求の範囲において列挙される対象物のすべての変形物及び均等物を含む。さらに、すべての可能性のある変形における上述の要素のいかなる組み合わせも、本明細書において他に示唆のない限り、又は文脈により明確に否定されない限り、本発明により包含される。
【００９６】
本明細書に開示される特定の態様は、言語からなる又は本質的に言語からなる特許請求の範囲においてさらに限定され得る。特許請求の範囲において用いられる場合、補正ごとにファイルされ又は加えられるとしても、推移（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）の表現である“〜からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）”は、特許請求の範囲に特定されていない要素、工程、又は成分を排除する。推移（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）の表現である“本質的に〜からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）”は、特許請求の範囲の範囲を、特定されたマテリアル又は工程及び基本的かつ新しい特徴に実質的に影響を与えないものに限定する。クレームされた本発明の態様は、本明細書において本質的に又は明確に記載され及び可能にされる。
【００９７】
さらに、この明細書の至るところに特許及び刊行物が多数参照されてきた。上述の参照及び刊行物の各々は、それらの全体において本明細書に個々に包含される。
【００９８】
さらに、本明細書において開示される本発明の態様は、本発明の原理の実例となるということが理解されるべきである。用いられ得る他の変形は、本発明の範囲内にある。このように、実施例により、限定されることなく、本発明の他の構成が、本明細書における教示に従って用いられ得る。したがって、本発明は、正確に示され及び記載されるものに限定されない。
【００９９】
（関連する出願）
本出願は、米国仮特許出願６１／１８６，７７３（出願日２００９年６月１２日）に基づき、３５ＵＳＣ§１１９（ｅ）に基づく優先権主張の利益を有する。これらの出願各々の全体の内容は、本明細書に参照により取り込まれる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、約６７ｍ２／ｇ未満の比表面積を有するジケトピペラジン微粒子に関する。ＦＤＫＰ微粒子は、疾患又は不調（例えば内分泌系の疾患（糖尿病及び肥満を含む））の治療おける薬物又は活性剤のためのデリバリーシステムとして用いられ得る。
【背景技術】
【０００２】
薬物の送達は、特に送達される化合物が対象に経口投与され標的部位に到達する前に消化管において直面する環境下で不安定である場合に、長年大きな問題となっていた。例えば、特に、投与の容易さ、患者コンプライアンス、及びコスト低減の観点から、薬物の経口投与が多くの場合において望ましい。しかしながら、多くの化合物は、経口投与されると、効果が無くなり、又は低い若しくは変化しやすい有効性を示す。おそらくこれは、薬物が消化管における環境に不安定である、又はそれらが吸収されると有効性が無くなるからである。
【０００３】
経口のドラッグデリバリーに関連した問題に起因して、肺へのドラッグデリバリーが探索されてきた。例えば、典型的には、肺へ送達される薬物は、肺の組織に影響を与えるようにデザインされ、それは例えば、血管拡張剤、界面活性剤、化学療法剤、又はインフルエンザ若しくは他の呼吸器系疾患のためのワクチンである。ヌクレオチド薬物を含む他の薬物は、肺に送達されてきた。それらは、特に治療にふさわしい組織であるからである。例えば、嚢胞性繊維症における遺伝子治療では、不完全なアデノシンデアミナーゼを発現するレトロウイルスベクターが肺に投与される。
【０００４】
全身的な効果を有する薬物のための肺へのドラッグデリバリーもまた行われ得る。全身的薬剤を肺に送達させる利点は、大きな表面積及び肺の粘膜表面による摂取の容易さを含む。肺のドラッグデリバリーのこれらの形式のすべてに関連する一つの問題は、気管を内張りしている絨毛といった生体バリアのすべてを薬物が通り抜けること、及び一定の容積及び重量の薬物を投与しようとすることにおける問題に起因して、薬物を肺に送達するのが困難であるということである。
【０００５】
したがって、薬物の肺への送達においては改善の余地がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、肺への薬物の改善された送達を可能とするシステム、微粒子、及び方法を提供する。本明細書において開示される態様は、約３５ｍ２／ｇから約６７ｍ２／ｇの間の比表面積（ＳＳＡ）を有するジケトピペラジン（ＤＫＰ）微粒子を提供することにより改善された送達を達成する。この範囲における比表面積を有するＤＫＰ微粒子は、改善された空気力学的パフォーマンス及び改善された薬物吸収といった、肺へのドラッグデリバリーに有用な特性を示す。
【０００７】
本明細書に開示される一実施態様は、約６７ｍ２／ｇ未満の比表面積を有するジケトピペラジン微粒子を含む。他の実施態様は、比表面積が約３５ｍ２／ｇから約６７ｍ２／ｇの間であるジケトピペラジン微粒子を含む。他の実施態様は、比表面積が活性剤の無い状態では約３５ｍ２／ｇより大きいが、微粒子に活性剤が吸収された後では約６２ｍ２／ｇ未満であるジケトピペラジン微粒子を含む。
【０００８】
他の実施態様において、約３５ｍ２／ｇから約６７ｍ２／ｇの間の範囲の比表面積を有するフマリルジケトピペラジン（ＦＤＫＰ）微粒子は、薬物又は活性剤を含み、上記のＳＳＡは、粒子への薬物の添加前に決定される。粒子への活性剤の結合は、ＳＳＡを低減させる傾向にある。ＦＤＫＰ微粒子の種々の態様において、薬物は、例えば、ペプチド又はタンパク質（内分泌ホルモン、例えば、インスリン、グルカゴン様ペプチド−１（ＧＬＰ−１）、グルカゴン、エキセンディン、副甲状腺ホルモン、オベスタチン、カルシトニン、オキシントモジュリン、及び同様物を含む）であり得る。約３５ｍ２／ｇから約６７ｍ２／ｇの間の範囲の比表面積を有するＦＤＫＰ微粒子の他の実施態様は、微粒子を作るための合成プロセスの下流コンディションに依存して変化し得る薬物／ペプチド含量を含み得る。特定の例において、ＦＤＫＰ微粒子は、標的とされ又は送達される用量に依存して変化し得る薬物／ペプチド含量を有するように調製され得る。例えば、薬物がインスリンの場合、インスリン成分は、微粒子を含む粉末製剤中、約３Ｕ／ｍｇから約４Ｕ／ｍｇであり得る。ある実施態様において、薬物は、微粒子の表面に吸収されている。このような薬物が充填された微粒子のさらなる実施態様において、薬物が充填された微粒子のＳＳＡは、約６２ｍ２／ｇ未満である。
【０００９】
本明細書に開示された実施態様はまた、微粒子を含有する乾燥粉末を含む。一実施態様において、乾燥粉末は、約６７ｍ２／ｇ未満の比表面積を有するＦＤＫＰ微粒子を含む。他の実施態様は、比表面積が約３５ｍ２／ｇから約６７ｍ２／ｇであるジケトピペラジン微粒子を含む。他の実施態様は、比表面積が約３５ｍ２／ｇから約６２ｍ２／ｇである、薬物又は活性剤を含有するジケトピペラジン微粒子を含む。
【００１０】
乾燥粉末の実施態様において、ＦＤＫＰ微粒子は、薬物を含む。乾燥粉末の他の態様において、薬物は、種々の分子サイズ又は質量のペプチド（インスリン、グルカゴン様ペプチド−１、グルカゴン、エキセンディン、副甲状腺ホルモン、カルシトニン、オキシントモジュリン、及び同様物を含む）である。乾燥粉末のこれらの実施態様の一つにおいて、薬物がインスリンである場合、ＦＤＫＰ微粒子のインスリン含量は、約３Ｕ／ｍｇから約４Ｕ／ｍｇである。
【００１１】
さらなる実施態様は、吸入器、一単位用量の乾燥粉末薬剤容器（例えばカートリッジ）、並びに本明細書に開示された微粒子及び活性剤を含有する粉末製剤、を含むドラッグデリバリーシステムに関連する。一実施態様において、乾燥粉末での使用のためのドラッグデリバリーシステムは、吸入システムを含み、それは、粉末製剤を細分化し投与するための導管を通るエアフローに、大きい抵抗を与える空気路を有する、高抵抗性吸入器を含む。一実施態様において、吸入システムは、例えば、約０．０６５から約０．２００（√ｋＰａ）／Ｌ／分の抵抗値を有する。ある実施態様において、乾燥粉末は、ピーク吸入圧力差が約２ｋＰａから約２０ｋＰａの範囲であり得る吸入システムでの吸入により効果的に送達され得、それは、約７Ｌ／分から約７０Ｌ／分の間の最大流量を作り出し得る。ある実施態様において、吸入システムは、持続的なフローとして、又は患者に送達される粉末の１又は２以上のパルスとして、吸入器から粉末を噴射することにより一回量を提供するように構成される。ここに開示されるいくつかの実施態様において、乾燥粉末吸入器システムは、吸入器内の既定の質量フローバランスを含む。例えば、吸入器に存在し患者に入る全流量のおよそ１０％から７０％のフローバランスは、１又は２以上の投与口により送達され、エアフローは粉末製剤を含有する領域を通過し、およそ３０％から９０％のエアフローが吸入器の他の導管から生み出される。さらに、バイパスのフロー又は粉末容器の領域に入らず及び存在しない（例えば、カートリッジを通過する）フローは、吸入器内の粉末投与口に存在するフローと再結合し得、マウスピースに存在する前に流体化された粉末を薄め、加速し、最終的には細分化する。一実施態様において、約７−７０Ｌ／分の範囲の吸入器システム流速は、１−３０ｍｇの間の１回量分で投与される容器粉末含量又はカートリッジ粉末含量の７５％以上をもたらす。ある実施態様において、前述のような吸入システムは、一回の吸入で、４０％以上、５０％以上、６０％以上、又は７０％以上の割合で粉末用量の吸入性画分／１回量を放出することができる。
【００１２】
特定の実施態様において、吸入システムは、乾燥粉末吸入器、フマリルジケトピペラジンの微粒子を含有する乾燥粉末製剤を含んで提供され、充填されていないＦＤＫＰ微粒子は、約６７ｍ２／ｇ未満の比表面積、及び１又は２以上の活性剤を有する。吸入システムのこの実施態様のいくつかの側面において、乾燥粉末製剤は、一単位用量のカートリッジにおいて提供される。あるいは、乾燥粉末製剤は、吸入器においてあらかじめ添加され又は充填され得る。この実施態様において、吸入システムの構造的な配置により、吸入器の細分化機構は、５０％以上の吸入性画分を作り出すことができる。それは、吸入器（カートリッジ）に含まれる粉末の半分以上が５．８μｍ未満の粒子として放出されるということである。一実施態様において、吸入器は、投与の間、容器内に含まれる粉末製剤の８５％以上を噴射することができる。ある実施態様において、吸入器は、一回の吸入で含まれる粉末製剤の８５％以上を噴射することができる。ある実施態様において、吸入器は、３０ｍｇまでの範囲の１回量分で２ｋＰａ−５ｋＰａの間の圧力差で３秒間未満にて、カートリッジ含量又は容器含量の９０％以上を噴射することができる。
【００１３】
本明細書に開示される実施態様はまた、方法を含む。一実施態様において、内分泌腺に関連する疾患又は不調を治療する方法は、約６７ｍ２／ｇ未満の比表面積を有するＦＤＫＰ微粒子及び前記疾患又は不調を治療するのに適した薬物を含有する乾燥粉末製剤を必要に応じてヒトに投与することを含む。他の実施態様は、比表面積が約３５ｍ２／ｇから約６７ｍ２／ｇであるジケトピペラジン微粒子を含む。他の実施態様は、比表面積が約６２ｍ２／ｇ未満である、活性剤を含有するジケトピペラジン微粒子を含む。一実施態様は、必要に応じてヒトに前述のＦＤＫＰの微粒子を含有する乾燥粉末を投与することを含む、インスリン関連疾患を治療する方法を含む。該方法は、前述の範囲のＳＳＡを有するフマリルジケトピペラジンの微粒子を含有する乾燥粉末製剤を対象に投与することを含む。種々の実施態様において、インスリン関連疾患は特に、糖尿病前症、１型糖尿病（ハネムーン期、前ハネムーン期、又は両方）、２型糖尿病、妊娠性糖尿病、低血糖症、高血糖症、インスリン耐性、分泌機能障害、早期のインスリン分泌不調、膵臓β細胞機能の喪失、膵臓β細胞の喪失、及び代謝障害のいずれか又はすべてを含み又は排除し得る。一実施態様において、乾燥粉末は、インスリンを含む。他の実施態様において、乾燥粉末は、グルカゴン、エキセンディン、又はＧＬＰ−１を含む。
【００１４】
本明細書に開示される他の実施態様は、乾燥粉末として肺投与に適する微粒子を製造する方法を含む。一実施態様において、該方法は、製造コンディションを約５２ｍ２／ｇの比表面積を有する微粒子の標的生成に製造コンディションを調節することで、９５％信頼限界内で約３５ｍ２／ｇから約６７ｍ２／ｇの比表面積を有するジケトピペラジン微粒子を形成することを含む。他の実施態様において、調節製造コンディションは、供給溶液においてアンモニア、酢酸、及び／又はジケトピペラジンの温度又は濃度を上げる又は下げることを含む。
【００１５】
本明細書に開示される他の実施態様は、ＦＤＫＰといったジケトピペラジンを含有する乾燥粉末として肺投与に適した微粒子を製造する方法を含む。一実施態様において、該方法は、微粒子が約３５ｍ２／ｇから約６７ｍ２／ｇの表面積を有するＦＤＫＰ化合物又は組成物を合成すること、及び標準的な表面積分析機を用いてｍ２／ｇでの表面積を評価するようにＦＤＫＰ微粒子の表面積を決定することを含む。他の実施態様において、比表面積は、活性剤添加前の決定の代わりに又はそれに加えて、微粒子への活性剤の吸収後に決定される；ＳＳＡは約６２ｍ２／ｇ未満である。一実施態様において、ＦＤＫＰ合成は、ａ）ＦＤＫＰ組成物を、塩基性ｐＨを有する溶液に溶解させて、ＦＤＫＰ溶液を形成すること；ｂ）揮発性酸の溶液を提供すること、及びｃ）高せん断ミキサーでＦＤＫＰ溶液を揮発性酸の溶液と一緒に混合して微粒子を製造することを含む。
【００１６】
特定の実施態様において、約３５ｍ２／ｇから約６７ｍ２／ｇの範囲の表面積を有するＦＤＫＰ微粒子を製造する方法は、けん化反応及び再結晶化を含む。一実施態様において、ａ）ＦＤＫＰ化合物又は組成物を合成すること；ｂ）工程ａ）のＦＤＫＰ化合物を、塩基性ｐＨを有する溶液に溶解させて、ＦＤＫＰ溶液を形成すること；ｃ）揮発性酸の溶液を提供すること、及びｄ）高せん断ミキサーでＦＤＫＰ溶液を揮発性酸の溶液と一緒に混合して微粒子を製造することを含む、乾燥粉末として肺投与に適する微粒子を製造する方法が開示される。該方法はさらに、粒子形成後に粒子の比表面積を決定する工程を含む。
【００１７】
特定の実施態様において、約６７ｍ２／ｇ未満の比表面積を有するＦＤＫＰ微粒子を合成する方法は、懸濁液を形成するように０．００１−ｉｎ２オリフィスで、２０００ｐｓｉで、Ｄｕａｌ−ｆｅｅｄ ＳＯＮＯＬＡＴＯＲ（登録商標）といった高せん断ミキサーで、約１４℃から約１８℃で、等量の約１０．５ｗｔ％酢酸及び約２．５ｗｔ％ＦＤＫＰ溶液を供給することを含む。該方法はさらに、微粒子を溶液から沈殿させ、並びに等量及び同温で脱イオン水容器において形成された微粒子を収集する工程を含む。この実施態様において、懸濁液は、約０．８％の固形分含量の微粒子を含む。ある実施態様において、該方法はさらに、タンジェント流ろ過を用いて、例えば脱イオン水において微粒子を洗浄することにより、微粒子懸濁液を濃縮することを含む。この及び他の実施態様において、沈殿物をまず約４％の固形分に濃縮し、その後さらに脱イオン水で洗浄し得る。いくつかの実施態様において、懸濁液を典型的には、用いられるＦＤＫＰ組成物の初期質量に基づき約１０％の固形分に濃縮し得る。濃縮された懸濁液については、オーブン乾燥法により固体含量を分析し得る。本明細書に開示される実施態様において、該方法はさらに、粒子の乾燥後に粒子の表面積を決定することを含む。
【００１８】
本明細書に開示される組成物及び方法の特定の実施態様において、約６７ｍ２／ｇ未満の比表面積を有するジケトピペラジン微粒子は、式２，５−ジケト−３，６−ビス（Ｎ−Ｘ−４−アミノブチル）ピペラジンを有するジケトピペラジンを用い、Ｘはフマリル、スクシニル、マレイル、及びグルタリルからなる群より選択される。典型的な実施態様において、ジケトピペラジンは、式ビス−３，６−（Ｎ−フマリル−４−アミノブチル）−２，５−ジケトピペラジン又は２，５−ジケト−３，６−ビス（Ｎ−フマリル−４−アミノ−ブチル）ピペラジンを有する。
【００１９】
本明細書に開示される他の実施態様は、約６７ｍ２／ｇ未満の比表面積を有し、薬物又は活性剤を含有するＦＤＫＰ微粒子を製造する方法を含み、上記の比表面積は粒子への薬物の添加前に決定される。この実施態様において、該方法は、インスリン、グルカゴン、グルカゴン様ペプチド−１、オキシントモジュリン、ペプチドＹＹ、及び同様物を含むペプチドといった活性剤を含有する溶液を微粒子懸濁液に加えること；アンモニア水を懸濁液に加えて、例えば懸濁液のｐＨをｐＨ４．５に上げること；反応物をインキュベートすること、及び液体窒素において得られた懸濁液を急速冷凍し、形成されたペレットを凍結乾燥して約６７ｍ２／ｇ未満の比表面積を有するＦＤＫＰ微粒子を含有する乾燥粉末を製造することを含む。この実施態様の側面において、微粒子への活性剤の吸収後の微粒子の比表面積は、約６２ｍ２／ｇ未満である。
【００２０】
一実施態様において、患者による乾燥粉末の吸入によって肺の深部に、約６２ｍ２／ｇ（充填されていない微粒子に基づき６７ｍ２／ｇ）未満の比表面積を有するジケトピペラジン微粒子を含有する乾燥粉末を投与することを含む、必要に応じて患者にインスリンを送達する方法が開示される。この実施態様の側面において、吸入器システムの特定の特徴が特定される。
【００２１】
本明細書において開示される他の実施態様は、患者による乾燥粉末の吸入によって肺の深部に乾燥粉末を投与することを含む、必要に応じて患者に例えばインスリンといった薬物を送達する方法を含む。ここで、乾燥粉末はインスリンを含有するジケトピペラジン微粒子を含み、微粒子はジケトピペラジンから形成され、約３５ｍ２／ｇから約６７ｍ２／ｇの範囲の表面積を有する。この実施態様の側面において、微粒子への活性剤の吸収後の微粒子の比表面積は、約６２ｍ２／ｇ未満である。この実施態様の側面において、吸入器システムの特定の特徴が特定される。さらなる実施態様は、必要に応じてヒトに前述の乾燥粉末を投与することを含む、インスリン関連疾患を治療する方法を含む。種々の実施態様において、インスリン関連疾患は特に、糖尿病前症、１型糖尿病（ハネムーン期、前ハネムーン期、又は両方）、２型糖尿病、妊娠性糖尿病、低血糖症、高血糖症、インスリン耐性、分泌機能障害、早期のインスリン分泌不調、膵臓β細胞機能の喪失、膵臓β細胞の喪失、及び代謝障害のいずれか又はすべてを含み又は排除し得る。
【００２２】
一実施態様において、内分泌関連疾患又は不調を治療する方法は、約６７ｍ２／ｇ未満の比表面積を有するＦＤＫＰ微粒子及び前記疾患又は不調を治療するのに適した薬物を含有する乾燥粉末製剤を必要に応じてヒトに投与することを含む。この実施態様の側面において、微粒子への活性剤の吸収後の微粒子の比表面積は、約６２ｍ２／ｇ未満である。一実施態様は、前述のＦＤＫＰの微粒子を含有する乾燥粉末を必要に応じてヒトに投与することを含む、インスリン関連疾患を治療する方法を含む。該方法は、約６７ｍ２／ｇ未満の比表面積を有するＦＤＫＰの微粒子及びインスリンを含有する乾燥粉末製剤を対象に投与することを含む。この実施態様の側面において、微粒子への活性剤の吸収後の微粒子の比表面積は、約６２ｍ２／ｇ未満である。種々の実施態様において、インスリン関連疾患は特に、糖尿病前症、１型糖尿病（ハネムーン期、前ハネムーン期、又は両方）、２型糖尿病、妊娠性糖尿病、低血糖症、高血糖症、インスリン耐性、分泌機能障害、早期のインスリン分泌不調、膵臓β細胞機能の喪失、膵臓β細胞の喪失、及び代謝障害のいずれか又はすべてを含み又は排除し得る。一実施態様において、該乾燥粉末は、インスリンを含有する。他の実施態様において、該乾燥粉末は、グルカゴン、エキセンディン、又はＧＬＰ−１を含有する。
【００２３】
以下の図は、本明細書の一部を形成し、本明細書に開示される実施例のある側面をさらに説明するために含まれる。本開示は、本明細書に記載の特定の実施態様の詳細な説明と組み合わせてこれらの図の１又は２以上を参照することによってより良く理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１Ａ】大きい比表面積（ＳＳＡ）を有する微粒子を示す。
【図１Ｂ】小さい比表面積（ＳＳＡ）を有する微粒子を示す。
【図２】一般的な球状形態を有するフマリルジケトピペラジン（ＦＤＫＰ）微粒子を示す図である。
【図３】ＦＤＫＰ製造工程の概略を示す図である。
【図４Ａ】図３で示された概略図に従って製造された微粒子／インスリン粉末の予測ＳＳＡ及び実際のＳＳＡを示す図である。
【図４Ｂ】図３で示された概略図に従って製造された微粒子／インスリン粉末の予測ＳＳＡ及び実際のＳＳＡを示す図である。
【図５Ａ】ＲＦ／ｆｉｌｌと供給溶液温度との間の関係を示す図である。
【図５Ｂ】ＲＦ／ｆｉｌｌと（ＦＤＫＰ微粒子の）との間の関係を示す図である。
【図５Ｃ】（ＦＤＫＰ微粒子の）ＳＳＡと供給溶液温度との間の関係を示す図である。
【図６Ａ】ＲＦ／ｆｉｌｌと微粒子／インスリン粉末のＳＳＡとの間の関係を示し、ＳＳＡ＞約６２ｍ２／ｇの粉末がＲＦ／ｆｉｌｌ＜４０％の５％確率を有することを示す図である。
【図６Ｂ】供給濃度からＳＳＡを予測することにおける不確実性によるＳＳＡに対する製造ターゲットを示す図である。
【図７】微粒子／インスリン粉末のＳＳＡに応じたＲＦ／ｆｉｌｌを示す図である。各ポイントは、微粒子／インスリン粉末の異なる一群を表す。
【図８Ａ】約４％固形分での微粒子懸濁液の見掛け粘度への微粒子／インスリン粉末のＳＳＡの影響を示す図である。
【図８Ｂ】懸濁液粘度と粉末パフォーマンスとの間の関係を示す図である。
【図９】ＦＤＫＰ微粒子のＳＳＡに応じた上清におけるインスリン濃度を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
上述の通り、肺へのドラッグデリバリーは、多くの利点をもたらす。肺へ薬物を送達することは困難である。しかしながら、それは、均一な容積及び重量を有する薬物が生体の物理的バリアを通過して輸送されることの問題に起因する。本明細書において、ドラッグデリバリー媒体として約６７ｍ２／ｇ未満の比表面積を有するジケトピペラジン微粒子、微粒子の製造方法、及び微粒子を用いた治療方法が開示される。
【００２６】
本明細書で用いられるように、“微粒子”という用語は、特定の外部又は内部構造にかかわらず、約０．５μｍから約１０００μｍの直径を有する粒子を意味する。約０．５μｍから約１０μｍの間の直径を有する粒子は、肺に到達し得、ほとんどの生体バリアを良好に通過する。約１０μｍ未満の直径が気管の曲がり角を進むために必要とされ、約０．５μｍ又はそれ以上の直径が吐き出されるのを回避するために必要とされる。最も十分な吸収が起こると考えられている肺深部（又は肺胞領域）に到達させるために、“吸入性画分”（ＲＦ）に含まれる粒子の割合を最大化することが好ましく、通常約０．５μｍから約５．７ミクロンの空気力学径を有する粒子となるように受け入れられ（いくつかの文献はいくらか異なる範囲を用いるが）、例えば、アンダーソンカスケードインパクタによる標準的技術を用いて測定される。ＮＥＸＴ ＧＥＮＥＲＡＴＩＯＮ ＩＭＰＡＣＴＯＲ（商標名）（ＮＧＩ（商標名）、ＭＳＰ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）といった他のインパクタが、空気力学径を測定するために用いられ得、吸入性画分が例えば＜６．４μｍの同空気力学径により規定される。いくつかの実施態様において、レーザー回折装置が粒子径を決定するために用いられ、米国特許出願１２／７２７，１７９号明細書（出願日２０１０年３月１８日）に開示されるレーザー回折装置が例示され（関連技術に対してその全体において本明細書に取り込まれる）、粒子の容積メジアン幾何学径（ＶＭＧＤ）が吸入システムのパフォーマンスを評価するために測定される。例えば、種々の実施態様において、≧８０％、≧８５％、又は≧９０％のカートリッジ排出、及び≦１２．５μｍ、≦７．０μｍ、又は≦４．８μｍの放出された粒子のＶＭＧＤは、漸増するより良好な空気力学的パフォーマンスを示唆し得る。本明細書において開示される実施態様は、約６７ｍ２／ｇ未満の比表面積を有するＦＤＫＰ微粒子が、改善された空気力学的パフォーマンスといった、肺への薬物の送達に有益な特性を示すことを表す。
【００２７】
１回量における吸入性画分（ＲＦ／ｆｉｌｌ）は、肺送達に適するサイズで放出される充填された用量からの粒子の割合であり、微粒子の空気力学的パフォーマンスの測定値である。本明細書に記載されるように、４０％又は４０％以上のＲＦ／ｆｉｌｌ値は、許容可能な空気力学的パフォーマンス特性を反映する。本明細書において開示されるある実施態様において、１回量における吸入性画分は、５０％以上であり得る。典型的な実施態様において、１回量における吸入性画分は、約８０％までであり得、１回量の約８０％は、標準的技術を用いて測定される＜５．８μｍの粒子サイズで放出される。
【００２８】
本明細書に用いられるように、“乾燥粉末”の用語は、噴射剤、キャリア、又は他の液体中に懸濁され又は溶解されていない微粒子組成物を意味する。必ずしもすべての水分子の完全な除去を意味するものではない。
【００２９】
特定のＲＦ／ｆｉｌｌ値は、粉末を送達するために用いられる吸入器に依存し得ると理解されるべきである。粉末は通常、凝集する傾向にあり、結晶性のＤＫＰ微粒子は、特に凝集性の粉末を形成する。乾燥粉末吸入器の機能の一つは、得られた粒子が吸入器により１回量を送達するのに適した吸入性画分を含むように、粉末を細分化することである。しかしながら、凝集性の粉末の細分化は典型的には、吸入器により送達された吸入性画分を測定する際にみられる粒子サイズ分布が主な粒子のサイズ分布に合致しないように、不完全である。それは、プロファイルが大きな粒子の方にシフトするということである。吸入器のデザインは細分化の効率において変化し、したがって、異なるデザインを用いて観察されるＲＦ／ｆｉｌｌの絶対値もまた変化するだろう。しかしながら、比表面積に応じた最適ＲＦ／ｆｉｌｌは、吸入器間で同じであろう。
【００３０】
本明細書で用いられるように、“約”という用語は、値が、値を決定するために用いられる装置又は方法に対する測定値の標準偏差を含む、ということを示唆するために用いられる。
【００３１】
ジケトピペラジン
【００３２】
薬物の不安定性及び／又は乏しい吸収性といった薬学分野における問題に打ち勝つために用いられてきたドラッグデリバリー媒体の一つのクラスは、２，５−ジケトピペラジンである。２，５−ジケトピペラジンは、下記に示される一般式１の化合物により表され、Ｅ１及びＥ２は独立してＮであり、又はより具体的にはＮＨである。他の実施態様において、Ｅ１及び／又はＥ２は独立して酸素原子又は窒素原子であり、Ｅ１及びＥ２の置換基のひとつが酸素原子であり他方が窒素原子である場合、化学式は置換類似ジケトモルフォリンとなり、Ｅ１及びＥ２の両方が酸素原子である場合、化学式は置換類似ジケトジオキサンとなる。
【化１】
【００３３】
これらの２，５−ジケトピペラジンは、ドラッグデリバリーにおいて有用であることが示されてきた。特に、酸性のＲ１及びＲ２基を有するものであり、例えば、米国特許第５，３５２，４６１号（発明の名称“Ｓｅｌｆ Ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ Ｄｉｋｅｔｏｐｉｐｅｒａｚｉｎｅ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ”）；米国特許第５，５０３，８５２号（発明の名称“Ｍｅｔｈｏｄ Ｆｏｒ Ｍａｋｉｎｇ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ Ｄｉｋｅｔｏｐｉｐｅｒａｚｉｎｅ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ”）；米国特許第６，０７１，４９７号（発明の名称“Ｍｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ Ｆｏｒ Ｌｕｎｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ Ｄｉｋｅｔｏｐｉｐｅｒａｚｉｎｅ”）；及び米国特許第６，３３１，３１８号（発明の名称“Ｃａｒｂｏｎ−Ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ Ｄｉｋｅｔｏｐｉｐｅｒａｚｉｎｅ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ”）に記載される（ジケトピペラジン及びジケトピペラジン介在のドラッグデリバリーに関して教示するすべてに対して全体において参照により本明細書に取り込まれる）。ジケトピペラジンは、薬物又は微粒子を取り込む微粒子に形成され得、それには薬物が吸収され得る。薬物とジケトピペラジンとの組み合わせは、改善された薬物安定性及び／又は吸収特性をもたらし得る。これらの微粒子は、種々の投与ルートで投与され得る。乾燥粉末として、これらの微粒子は、肺を含む呼吸器系の特定の領域に吸入によって送達され得る。
【００３４】
このような微粒子は典型的には、遊離酸（又は遊離塩基）のｐＨベースの沈殿により得られ、凝集された結晶性プレートからなる自己集合された微粒子となる。粒子の安定性は、ＤＫＰ溶液中の少量のポリソルベート−８０といった界面活性剤により改善され得、粒子が沈殿する（米国特許出願２００７／００５９３８７３号明細書（発明の名称“Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｄｒｕｇ ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ ａｆｆｉｎｉｔｙ ｏｆ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｍｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｕｒｆａｃｅｓ ｆｏｒ ａｃｔｉｖｅ ａｇｅｎｔｓ”）（ＤＫＰ微粒子及び乾燥粉末の形成及び包含に関して教示するすべてに対して全体において参照により本明細書に取り込まれる）を参照）。最終的には溶媒は除去されて乾燥粉末が得られ得る。溶媒除去の適切な方法は、凍結乾燥及び噴霧乾燥（例えば、米国特許出願２００７／０１９６５０３号明細書（発明の名称“Ａ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｍｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ ｄｉｋｅｔｏｐｉｐｅｒａｚｉｎｅ ａｎｄ ａｎ ａｃｔｉｖｅ ａｇｅｎｔ”及び米国特許第６，４４４，２２６号（発明の名称“Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｅｐｔｉｄｅ ａｎｄ ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ ａｇｅｎｔｓ”）（ＤＫＰ微粒子及び乾燥粉末の形成及び包含に関して教示するすべてに対して全体において参照により本明細書に取り込まれる）を参照）を含む。本明細書において開示される微粒子は、ＤＫＰの塩からなる微粒子とは異なる。このような粒子は典型的には、噴霧乾燥により形成（乾燥されるとは反対である）され、非結晶性塩（遊離酸又は遊離塩基とは反対である）の球体及び／又は崩壊性球体となる。それらは化学的、物理的、及び形態学的に異なるものである。本開示は、遊離酸又は溶解されたアニオンとして理解されるＦＤＫＰに言及する。
【００３５】
ジケトピペラジンの合成方法は、例えば、Ｋａｔｃｈａｌｓｋｉ，ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｍｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．６８，８７９−８８０（１９４６）、及びＫｏｐｐｌｅ，ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．３３（２），８６２−８６４（１９６８）に記載される（それらの全体において参照により本明細書に取り込まれる）。２，５−ジケト−３，６−ジ（アミノブチル）ピペラジン（Ｋａｔｃｈａｌｓｋｉ ｅｔ ａｌ、リシン無水物としてこれを参照）はまた、Ｋｏｐｐｌｅ法と同様に溶融フェノール中のＮ−ε−Ｐ−Ｌ−リシンの環状二量化、その後適切な試薬及びコンディションでの保護（Ｐ）−基の除去により調製され得る。例えば、ＣＢｚ保護基は、酢酸中の４．３Ｍ ＨＢｒを用いて除去され得る。このルートは、好ましいものとされ得る。商業的に入手可能なスターティングマテリアルを用い、製品におけるスターティングマテリアルの立体化学を保つことが報告された反応コンディションを含み、及びすべての工程は製造のために容易にスケールアップされ得るためである。ジケトピペラジンの合成方法はまた、米国特許７，７０９，６３９号（発明の名称“Ｃａｔａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｄｉｋｅｔｏｐｉｐｅｒａｚｉｎｅ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ”）に記載される（同様のことに関して教示する事項に対して全体において参照により本明細書に取り込まれる）。
【００３６】
フマリルジケトピペラジン（ビス−３，６−（Ｎ−フマリル−４−アミノブチル）−２，５−ジケトピペラジン；ＦＤＫＰ）は、肺への適用のための一つの好ましいジケトピペラジンである。
【化２】
【００３７】
ＦＤＫＰは、有用な微粒子マトリックスを提供する。酸性では低い溶解性を有するが中性又は塩基性ｐＨでは容易に溶解するためである。これらの特性は、ＦＤＫＰを結晶化させ、結晶を酸性コンディション下で微粒子を形成するように自己集合させることができる。粒子は、ｐＨが中性である生理学的コンディション下で容易に溶解する。前述の通り、約０．５ミクロンと約１０ミクロンとの間の直径を有する微粒子は、肺に到達し得、生体バリアのほとんどを良好に通過する。このサイズ範囲の粒子は、ＦＤＫＰから容易に調製され得る。
【００３８】
前述の通り、約０．５ミクロンと約１０ミクロンとの間の直径を有する微粒子は、肺に到達し得、生体バリアのほとんどを良好に通過する。このサイズ範囲の粒子は、ＦＤＫＰ（２，５−ジケト−３，６−ジ（４−Ｘ−アミノブチル）ピペラジン（Ｘはスクシニル、グルタリル、又はマレイルである）といった関連分子も同様である）のカルボキシレート基といった酸性基によりジケトピペラジンから容易に調製され得る。酸沈殿において、結晶板の凝集体からなる自己集合した粒子が得られる。これらの板のサイズは、粒子の比表面積に関連し、同様に粒子の構造、負荷能力、及び空気力学的パフォーマンスに影響を与えている。
【００３９】
ＤＫＰ粒子の比表面積は、平均結晶サイズの測定値であり、結晶核形成及び成長の微粒子特性への相対的貢献を評価するために用いられ得る。比表面積は、微粒子結晶のサイズ及び微粒子マトリックスの密度（ρ）に依存し、結晶の特徴的なサイズＬに反比例する。比表面積は、粒子の集団の性質であり、必ずしも個別の粒子の特性ではない。本明細書に開示される実施態様は、約６７ｍ２／ｇ未満の比表面積を有する微粒子が、米国特許第７，４６４，７０６号（発明の名称“Ｕｎｉｔ Ｄｏｓｅ Ｃａｒｔｒｉｄｇｅ ａｎｄ Ｄｒｙ Ｐｏｗｄｅｒ Ｉｎｈａｌｅｒ”）（同様のことに関して教示する事項に対して全体において参照により本明細書に取り込まれる）に開示されるＭＥＤＴＯＮＥ（登録商標）吸入器といった中程度の性能の吸入器を用いて、改善された空気力学的パフォーマンスといった、肺への薬物の送達に有益な特性を示すことを表す。約６２ｍ２／ｇ未満の比表面積を有する他の実施態様は、粒子の一群が最小の空気力学的パフォーマンスの基準を満たすことの保証の、より高いレベルを提供する。比表面積がまた薬物充填／含有能力に影響を与えるように、種々の実施態様は、改善された薬物吸収能力に対して約３５ｍ２／ｇ、４０ｍ２／ｇ、又は４５ｍ２／ｇよりも大きい又はそれに等しい比表面積を要する。さらに、比表面積が約３５ｍ２／ｇを下回ると、一貫性のないカートリッジ排出が、米国特許出願第１２／４８４，１２５号（発明の名称“Ａ Ｄｒｙ Ｐｏｗｄｅｒ Ｉｎｈａｌｅｒ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ”、出願日２００９年６月１２日、及び米国特許出願第１２／７１７，８８４号（発明の名称“Ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｄｒｙ Ｐｏｗｄｅｒ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ”、出願日２０１０年３月４日）（同様のことに関して教示する事項に対して全体において参照により本明細書に取り込まれる）に開示されるような高性能の吸入器を用いても観察される。
【００４０】
比表面積範囲の上限
【００４１】
本明細書において規定される比表面積範囲の上限は、微粒子の空気力学的パフォーマンスにより強制的に規定される。本明細書に記載された試験は、比表面積が約５０ｍ２／ｇより大きくなると、ＲＦ／ｆｉｌｌ値が小さくなる傾向にあることを示した。さらに、比表面積が増大すると、ＲＦ／ｆｉｌｌの分布が拡大し、ＲＦ／ｆｉｌｌの選ばれた基準（例えばＲＦ／ｆｉｌｌ＞４０％）の落ち込みの確率が上がる。そのため、いくつかの実施態様において、約６７ｍ２／ｇの上限が選択され得る。多くの調製のために収集されたデータに合うカーブに基づいて、この値は、４０％のＲＦ／ｆｉｌｌをもたらすと予測される。他の実施態様において、約６２ｍ２／ｇの上限が選択され得る。６２ｍ２／ｇの上限は、９５％信頼限界内の許容可能なＲＦ／ｆｉｌｌ値を有する微粒子をもたらす（図６Ａ）。
【００４２】
微粒子の比表面積の上限を強制的に規定する他の理由は、高い比表面積を有する微粒子の懸濁液は、より低い比表面積を有する微粒子の懸濁液よりも桁違いに高い粘性を有する傾向にあるということである。この現象は、より小さい結晶に関連した粒子間引力の増大を反映するらしい。凍結乾燥において、より強い引力は、懸濁液の粘性がＲＦ／ｆｉｌｌと負の相関関係にあるように、効率的に細分化されずＲＦ／ｆｉｌｌを低下させる可能性のある、凝集を引き起こすかもしれない。
【００４３】
微粒子の比表面積は、凍結乾燥されたバルクの粉末から決定され、微粒子の形成コンディションから正確には予測されない。したがって、約５２ｍ２／ｇの比表面積をターゲットとすることが望ましいことあり得る。比表面積ターゲットとして設定された約５２ｍ２／ｇで、微粒子の５％のみが、６２ｍ２／ｇのより保守的な上限を超えることが予想されるだろう（図６Ｂ）。６２ｍ２／ｇを超え得る微粒子のこの５％内で、さらに５％（０．２５％）のみが＜４０％のＲＦ／ｆｉｌｌを示すことが予想されるだろう。したがって、これらの製造コンディションは、９９％信頼限界以上の＞４０％のＲＦ／ｆｉｌｌを有する微粒子を提供するだろう。
【００４４】
比表面積範囲の下限
【００４５】
本明細書において規定される比表面積範囲の下限は、薬物充填の必要性により強制的に規定される。微粒子は、必要とされる薬物量を充填するのに十分な比表面積を有していなければならない。薬物が十分に吸収されないと（すなわち、溶液中に残される）、吸収されなかった薬物が形成された微粒子を“橋渡し（ｂｒｉｄｇｅ）”し凝集体の形成を引き起こし得る。凝集体は空気力学的特性に悪影響を及ぼし得る。インスリンの場合において、適切な治療用量でインスリンによる橋渡し（ｂｒｉｄｇｉｎｇ）を回避するために、約３５ｍ２／ｇのより低い比表面積限界が必要とされる。橋渡し（ｂｒｉｄｇｉｎｇ）はまた、前述のようにカートリッジの低排出をきたす可能性があり、それはより低い比表面積を有する粉末で生じ得る。これらの問題が回避され得、充填が最大化され得ることのより大きな保証を提供するために、さらに高い比表面積の下限（例えば、４０ｍ２／ｇ又は４５ｍ２／ｇ）が用いられ得る。あるいは、空気力学的パフォーマンスに影響を与える他のファクターが、より狭い許容範囲内で維持され得る。図１Ａは、高い比表面積を有する微粒子の一群を示す。図１Ｂは、低い比表面積を有する微粒子におけるインスリンによる粒子の“橋渡し（ｂｒｉｄｇｉｎｇ）”を示す。
【００４６】
ＦＤＫＰ微粒子形成
【００４７】
ＦＤＫＰ微粒子の製造における第一の工程は、ＦＤＫＰのｐＨ誘導結晶化による微粒子の形成及び一般的な球状形態を有する微粒子へのＦＤＫＰ結晶の自己集合である（図２）。したがって、微粒子の製造は本質的には、結晶化プロセスである。過剰の溶媒を、繰り返される遠心分離、デカンテーション及び再懸濁、又は透析により懸濁液を洗浄することにより除去し得る。
【００４８】
インスリン充填ＦＤＫＰ微粒子を形成するために、ＦＤＫＰ微粒子懸濁液にインスリンストック溶液を加えることにより懸濁させる間（つまり、凍結乾燥の前）、微粒子に直接的にインスリンを吸収させ得る。一実施態様において、ｐＨ制御工程はまた、インスリンストック溶液の添加後に行われ得る。この工程は、さらなる処理前の懸濁液において微粒子へのインスリン吸収を促進し得る。懸濁液のｐＨを約４．５に上昇させることは、粒子マトリックスからのＦＤＫＰの過剰な溶解無しで懸濁液における微粒子への完全なインスリン吸収を促進し、また、バルクの薬物生成物におけるインスリンの安定性を向上させる。懸濁液は、液体窒素中で滴下して急速冷凍（すなわち、冷凍ペレット化）され、及び溶媒を除去し乾燥粉末を得るように凍結乾燥され得る。他の実施態様において、懸濁液は、乾燥粉末を得るように噴霧乾燥され得る。図３は、適切な製造プロセスの概略図を提供する。
【００４９】
一実施態様において、インスリンを含有するＦＤＫＰ微粒子を作るための製造プロセスが提供される。要約すると、Ｄｕａｌ−ｆｅｅｄ ＳＯＮＯＬＡＴＯＲ（登録商標）といった高せん断ミキサー、又は例えば、米国仮特許出願第６１／２５７，３１１号（出願日：２００９年１１月２日）に開示される（それはすべてにおいて参照により本明細書に取り込まれる）高せん断ミキサーを用いて、約１６℃±約２℃で等量の約１０．５ｗｔ％の酢酸と約２．５ｗｔ％のＦＤＫＰ溶液とを（表１及び２）、０．００１−ｉｎ２オリフィスで、Ｄｕａｌ−ｆｅｅｄ ＳＯＮＯＬＡＴＯＲ（登録商標）により、２０００ｐｓｉで供することができる。沈殿物を約等量及び約同温の脱イオン（ＤＩ）水容器に収集し得る。得られた懸濁液は、約０．８％の固形分を含む。沈殿物を濃縮し、タンジェント流ろ過により洗浄し得る。沈殿物をまず約４％の固形分に濃縮し、その後脱イオン水で洗浄し得る。懸濁液を最終的にＦＤＫＰの初期質量に基づき約１０％の固形分に濃縮し得る。濃縮された懸濁液については、オーブン乾燥法により固体含量を分析し得る。
【００５０】
一実施態様において、濃縮されたインスリンのストック液は、インスリン１に対して約２ｗｔ％酢酸９を用いて調製され得る。インスリンのストックは、重量測定法で懸濁液に添加されて、約１１．４ｗｔ％のインスリン濃度のものが得られ得る。インスリン−ＦＤＫＰ懸濁液は、少なくとも約１５分間混合され得る。いくつかの実施態様において、混合はより短い時間又はより長い時間をとり得る。インスリン−ＦＤＫＰ懸濁液は、その後、最初のｐＨ約３．５からｐＨ約４．５に約１４−約１５ｗｔ％アンモニア水で調節され得る。懸濁液は、液体窒素中で急速冷凍されてペレット化され、及び凍結乾燥されてバルクのインスリン含有ＦＤＫＰ微粒子を得ることができる。ブランクのＦＤＫＰ微粒子は、インスリン充填及びｐＨ調節工程を互いに差し引いて製造され得る。一実施態様において、本明細書に記載される微粒子を含有するＦＤＫＰ−インスリンバルク粉末の密度は、約０．２ｇ／ｃｍ３から、約０．３ｇ／ｃｍ３である。
【表１】
【表２】
【００５１】
比表面積の制御
【００５２】
サイズ分布及びＦＤＫＰ結晶の形は、新しい結晶の核生成と既存の結晶の成長との間のバランスにより影響を受ける。両現象は、溶液における濃度及び過飽和に強く依存する。ＦＤＫＰ結晶の特徴的なサイズは、核生成と成長との相対的比率の示唆となる。核生成が優性である場合、多くの結晶が形成されるが、それらは相対的に小さい。それらはすべて溶液においてＦＤＫＰと競合するためである。成長が優性である場合、結晶との競合はより少なくなり、結晶の特徴的なサイズはより大きくなる。
【００５３】
結晶化は過飽和に強く依存し、それは同様に供給ストリームにおける成分の濃度に強く依存する。より高い過飽和は、多くの小さな結晶の形成に関連し；より低い過飽和は、より少なくより大きな結晶を作り出す。過飽和の観点から：１）ＦＤＫＰ濃度の上昇は過飽和を増大させ；２）アンモニアの濃度の上昇は、ｐＨ約４．５のようなより高いｐＨにシステムをシフトさせ、平衡溶解度を増大させ、及び過飽和を低減させ；３）酢酸濃度の上昇は、エンドポイントを、平衡溶解度がより低い、より低いｐＨにシフトさせることにより過飽和を増大させる。これらの成分の濃度の低減は、反対の作用を引き起こす。
【００５４】
温度は、ＦＤＫＰ溶解度並びにＦＤＫＰ結晶核生成及び成長の動力学への影響を介してＦＤＫＰ微粒子形成に影響を及ぼす。低温では、小さい結晶が高い比表面積で形成される。これらの粒子の懸濁液は、強い粒子間引力を示す高い粘性を示す。約１２℃から約２６℃の温度範囲は、９５％信頼レベルでＲＦ／ｆｉｌｌ＞４０％をもたらす。温度と比表面積との間の関係を説明することにより、約１３℃から約２３℃の、わずかにより狭いが内面的には一貫した温度範囲が用いられ得る。
【００５５】
最後に、微粒子の表面への活性剤の吸収が比表面積を低減する傾向にあることが認識されるべきである。活性剤の吸収は、粒子を形成する結晶板間のより狭いスペースのいくらかを満たし又は塞ぎ得、その結果、比表面積が低減する。さらに、活性剤の吸収は、粒子の直径（サイズ）に実質的に影響を与えることなく、粒子に質量を加える。比表面積が微粒子の質量に反比例するように、比表面積の低減が生じるだろう。
【００５６】
活性剤の選定及び取り込み
【００５７】
本明細書で記載される微粒子が約６７ｍ２／ｇ未満の所望の比表面積を維持する限り、それらは肺への送達及び／又は薬物吸収に有利である他の付加的な特性をもたらし得る。米国特許第６，４２８，７７１号（発明の名称“Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｔｏ ｔｈｅ Ｐｕｌｍｏｎａｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ”）は、肺へのＤＫＰ粒子送達を開示し、同様のことに関して教示する事項に対して全体において参照により本明細書に取り込まれる。米国特許第６，４４４，２２６号（発明の名称“Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｅｐｔｉｄｅ ａｎｄ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ａｇｅｎｔｓ”）は、微粒子表面に薬物を吸収する有利な方法を開示し、同様のことに関して教示する事項に対して全体において参照により本明細書に取り込まれる。米国特許出願第１１／５３２，０６３号（発明の名称“Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｄｒｕｇ Ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ Ａｆｆｉｎｉｔｙ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｍｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｕｒｆａｃｅｓ ｆｏｒ Ａｃｔｉｖｅ Ａｇｅｎｔｓ”）（同様のことに関して教示する事項に対して全体において参照により本明細書に取り込まれる）に開示されるように、微粒子表面の特性は、所望の特性を得るためにコントロールされ得る。米国特許出願第１１／５３２，０６５号（発明の名称“Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｄｒｕｇ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ Ａｆｆｉｎｉｔｙ ｏｆ Ａｃｔｉｖｅ Ａｇｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｍｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｕｒｆａｃｅｓ”）は、微粒子への活性剤の吸収を促進させるための方法を開示する。米国特許出願第１１／５３２，０６５号は、同様のことに関して教示する事項に対して全体において参照により本明細書に取り込まれる。
【００５８】
本明細書に記載される微粒子は、１又は２以上の活性剤を含み得る。本明細書において用いられるように、“活性剤”（“薬物”と同義で用いられる）は、薬学的物質を意味し、低分子薬物、生物学的及び生物活性的薬剤を含む。活性剤は、自然発生的なもの、リコンビナント、又は合成起源のものでもよく、タンパク質、ポリペプチド、ペプチド、核酸、有機高分子、合成有機化合物、ポリサッカライド、その他の糖、脂肪酸、脂質、抗体、及びそれらのフラグメントを含み、限定されることなく、ヒト化若しくはキメラ抗体、Ｆ（ａｂ）、Ｆ（ａｂ）２、単独の単鎖抗体若しくは他のポリペプチドに結合している単鎖抗体、癌抗原に対する治療的若しくは診断的モノクローナル抗体を含む。活性剤は、血管作動剤、神経活性剤、ホルモン、抗凝固剤、免疫調節剤、細胞毒性剤、抗菌剤、抗ウイルス剤、抗原、感染性因子、炎症性メディエータ、ホルモン、及び細胞表面抗原といった、種々の生物学的活性及びクラスに属し得る。より具体的には、活性剤は、限定されることなく、サイトカイン、リポカイン、エンケファリン、アルキン、シクロスポリン、抗−ＩＬ−８抗体、ＡＢＸ−ＩＬ−８を含むＩＬ−８アンタゴニスト、ＰＧ−１２を含むプロスタグランディン、ＬＹ２９３１１を含むＬＴＢ受容体ブロッカー、ＢＩＩＬ２８４及びＣＰ１０５６９６、スマトリプタン及びパルミトオレエートといったトリプタン、インスリン及びその類似体、成長ホルモン及びその類似体、副甲状腺ホルモン（ＰＴＨ）及びその類似体、副甲状腺ホルモン関連ペプチド（ＰＴＨｒＰ）、グレリン、オベスタチン、エンテロスタチン、顆粒球単球コロニー刺激因子（ＧＭ−ＣＳＦ）、アミリン、アミリン類似体、グルカゴン様ペプチド−１（ＧＬＰ−１）、クロピドグレル、ＰＰＡＣＫ（Ｄ−フェニルアラニル−Ｌ−プロリル−Ｌ−アルギニンクロロメチルケトン）、オキシントモジュリン（ＯＸＭ）、ペプチドＹＹ（３−３６）（ＰＹＹ）、アディポネクチン、コレシストキニン（ＣＣＫ）、セクレチン、ガストリン、グルカゴン、モチリン、ソマトスタチン、脳性ナトリウム利尿ペプチド（ＢＮＰ）、心房性ナトリウム利尿ペプチド（ＡＮＰ）、ＩＧＦ−１、成長ホルモン放出因子（ＧＨＲＦ）、インテグリンβ−４前駆体（ＩＴＢ４）受容体アンタゴニスト、ノシセプチン、ノシスタチン、オルファニンＦＱ２、カルシトニン、ＣＧＲＰ、アンジオテンシン、サブスタンスＰ、ニューロキニンＡ、膵臓ポリペプチド、ニューロペプチドＹ、デルタ睡眠誘発ペプチド、並びに血管作用性小腸ペプチドを含み得る。微粒子はまた、他の薬剤（例えば、テキサスレッドといった造影剤）を送達するために用いられ得る。
【００５９】
約６７ｍ２／ｇ未満の比表面積を有するＦＤＫＰから形成される微粒子において送達される薬物含量は、典型的には０．０１％以上である。一実施態様において、前述の比表面積を有する微粒子で送達される薬物含量は、約０．０１％から約２０％の範囲であり得、それは典型的にはインスリンといったペプチドである。例えば、薬物がインスリンである場合、本微粒子は典型的には３−４Ｕ／ｍｇ（およそ１０−１５％）のインスリンを含む。ある実施態様において、微粒子の薬物含量は、送達される薬物の形態及びサイズに依存して変化し得る。
【００６０】
本明細書で記載される微粒子が所望の比表面積を維持する限り、それらは肺への送達及び／又は薬物吸収に有利である他の付加的な特性を採用し得る。米国特許第６，４２８，７７１号（発明の名称“Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｔｏ ｔｈｅ Ｐｕｌｍｏｎａｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ”）は、肺へのＤＫＰ粒子送達を開示し、同様のことに関して教示する事項に対して全体において参照により本明細書に取り込まれる。米国特許第６，４４４，２２６号（発明の名称“Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｅｐｔｉｄｅ ａｎｄ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ａｇｅｎｔｓ”）は、微粒子表面に薬物を吸収する有利な方法を開示し、同様のことに関して教示する事項に対して全体において参照により本明細書に取り込まれる。米国特許出願第１１／５３２，０６３号（発明の名称“Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｄｒｕｇ Ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ Ａｆｆｉｎｉｔｙ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｍｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｕｒｆａｃｅｓ ｆｏｒ Ａｃｔｉｖｅ Ａｇｅｎｔｓ”）（同様のことに関して教示する事項に対して全体において参照により本明細書に取り込まれる）に開示されるように、微粒子表面の特性は、所望の特性を得るためにコントロールされ得る。米国特許出願第１１／５３２，０６５号（発明の名称“Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｄｒｕｇ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ Ａｆｆｉｎｉｔｙ ｏｆ Ａｃｔｉｖｅ Ａｇｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｍｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｕｒｆａｃｅｓ”）は、微粒子への活性剤の吸収を促進させるための方法を開示する。米国特許出願第１１／５３２，０６５号は、同様のことに関して教示する事項に対して全体において参照により本明細書に取り込まれる。
【実施例】
【００６１】
下記の実施例は、開示された微粒子の実施態様を説明するために含まれる。本技術分野における当業者により、下記の実施例に開示される技術が、本開示の実施において良好に機能するように発明者により発見された技術を表し、したがってその実施のために好ましい形態を構成するように考慮され得ることが理解されるべきである。しかしながら、本技術分野における当業者であれば、本開示を踏まえて、多くの変更が開示された特定の実施態様において作られ得ることを理解し、さらに、同様又は類似の結果を得るべきである。
【００６２】
（実施例１）
Ｉ．製造手順
【００６３】
Ａ．ＦＤＫＰ／インスリン微粒子生成のための一般的な製造手順
【００６４】
微粒子は、フマリルジケトピペラジン（ＦＤＫＰ）及びインスリンから製造された。溶液を形成するためにＦＤＫＰをＮＨ４ＯＨ水に溶解した。この溶液の供給ストリームは、微粒子の水性懸濁液を形成するために高せん断ミキサーにおいて酢酸水（ＨＯＡｃ）溶液の供給ストリームと組み合わされた。
【００６５】
ＦＤＫＰ供給溶液は、約２．５ｗｔ％ＦＤＫＰ、約１．６ｗｔ％濃縮ＮＨ４ＯＨ（約２８−約３０ｗｔ％ＮＨ３）、及び約０．０５ｗｔ％ポリソルベート８０により調製された。酢酸供給溶液は、約１０．５ｗｔ％氷酢酸及び約０．０５ｗｔ％ポリソルベート８０で調製された。両方の供給溶液は、使用前に約０．２μｍの膜を用いてろ過した。
【００６６】
図３は、インスリンを含有するＦＤＫＰ微粒子を作るための製造プロセスの概略図を示す。この実施態様において、高せん断ミキサー（例えば、Ｄｕａｌ−ｆｅｅｄ ＳＯＮＯＬＡＴＯＲ（登録商標））又は米国仮特許出願第６１／２５７，３１１号（出願日２００９年１１月２日）（全体において参照により本明細書に取り込まれる）に開示されるようなものを用いて、等量（質量による）の各供給溶液を、＃５オリフィス（０．００１１ｓｑ．ｉｎｃｈ）を備えたＤｕａｌ−Ｆｅｅｄ ＳＯＮＯＬＡＴＯＲ（登録商標）で汲み上げた。負圧ポンプを各供給ストリームの同じ流速に対して５０％で設定し、供給圧力は約２０００ｐｓｉであった。受容管は、各々の供給溶液の質量と同量のＤＩ水を含んでいた（例えば、４ｋｇのＦＤＫＰ供給溶液及び４ｋｇのＨＯＡｃ供給溶液が、ＳＯＮＯＬＡＴＯＲ（登録商標）で４ｋｇのＤＩ水を含む受容管に汲み上げられるだろう）。
【００６７】
得られた懸濁液を濃縮し、０．２ｍ２ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）膜を用いてタンジェント流ろ過により洗浄した。懸濁液をまず約４％の固形分に濃縮し、その後ＤＩ水で透析ろ過し、最後に約１６％の固形分に濃縮した。洗浄された懸濁液の実際の固形分割合は、“乾燥減量”により決定した。他の方法が懸濁液中の固形分割合を測定するために用いられ得、例えば、米国仮特許出願第６１／３３２，２９２号（発明の名称“Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ Ｐｅｒｃｅｎｔ Ｓｏｌｉｄｓ ｉｎ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ Ｕｓｉｎｇ Ｒａｍａｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ”、出願日２０１０年５月７日）（教示するすべてに対して全体において参照により本明細書に取り込まれる）に開示される。
【００６８】
ＤＩ水中に約２ｗｔ％ＨＯＡｃを含む溶媒において約１０ｗｔ％インスリン（未処理）を含有するインスリンストック溶液を調製し、滅菌ろ過した。懸濁液の固体含量に基づき、適切な量のストック溶液を混合された懸濁液に加えた。得られた微粒子／インスリン懸濁液をその後、アンモニア溶液を用いてｐＨ約３．６からｐＨ約４．５の懸濁液のｐＨに制御することで調節した。
【００６９】
インスリンを含むＦＤＫＰ微粒子を含有する懸濁液を、例えば米国仮出願第６１／２５７，３８５号（出願日２００９年１１月２日）（全体において参照により本明細書に取り込まれる）に開示されるような冷凍製粒器／ペレタイザーに移し、液体窒素中で急速冷凍することでペレット化した。アイスペレットを凍結乾燥させ、乾燥粉末を製造した。
【００７０】
Ｂ．５％及び１０％試験において用いられたＦＤＫＰ／インスリン微粒子生成の製造手順
【００７１】
５％及び１０％試験において、比表面積及び粉末空気力学への供給濃度の影響を試験した。５％試験において、実験は、３つのファクター、すなわち、ＦＤＫＰ、アンモニア、及び酢酸の濃度の影響を決定するためにデザインされ、３×３要因実験において試験され、高レベル及び低レベルがコントロールコンディションから５％であった。１０％試験において、ＦＤＫＰ、アンモニア、及び酢酸の濃度もまた３×３要因実験において試験されたが、高レベル及び低レベルがコントロールコンディションから１０％であった。
【表３】
【００７２】
Ｃ．最終測定値
【００７３】
バルク粉末の１回量における吸入性画分（ＲＦ／ｆｉｌｌ）は、空気力学的性能及び微粒子サイズ分布の測定値であり、アンダーソンカスケードインパクタで試験することにより決定される。ＲＦ／ｆｉｌｌ値を得るためには、カートリッジをバルク粉末で充填し、３０Ｌ／ｍｉｎでＭＥＤＴＯＮＥ（登録商標）吸入器で噴射する。各々の吸入器ステージで収集された粉末の重量を測定し、収集されたトータルの粉末をカートリッジに充填されたトータル量に標準化する。したがって、ＲＦ／ｆｉｌｌは、カートリッジに充填された粉末により分割された吸入性画分を表すインパクタのステージにおいて収集された粉末である。
【００７４】
微粒子の比表面積（ＳＳＡ）は、窒素の吸収により決定され、比表面積分析器（ＭＩＣＲＯＭＥＲＩＴＩＣＳ（登録商標）ＴｒｉＳｔａｒ ３０００ Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｒｅａ及びＰｏｒｏｓｉｔｙ Ａｎａｌｙｚｅｒ）を用いてＢＥＴ（Ｂｒｕｎａｕｅｒ−Ｅｍｍｅｔｔ−Ｔｅｌｌｅｒ）表面積の観点から報告された。比表面積は、結晶のサイズ及び微粒子マトリックスの密度（ρ）に依存し、ＦＤＫＰ結晶の特徴的なサイズＬに反比例する。
【数１】
【００７５】
ＩＩ．比表面積における供給コンディションの影響
【００７６】
比表面積は、５％及び１０％試験において調製されたすべての粉末において測定された。比表面積は、線形回帰方程式により予測された（図３を参照）。予測値の標準偏差は、５％試験で±２ｍ２／ｇであり、１０％試験で±５．６ｍ２／ｇであった。これらの結果は、理論的予想に沿う結果であった：より高いＦＤＫＰ濃度、より高いＨＯＡｃ濃度又はより低いアンモニア濃度は、結晶核生成を促進することにより比表面積を増大させた（より小さい結晶を生成した）。
【００７７】
ＩＩＩ．温度の影響
【００７８】
粒子特性における温度の影響は、一連の試験において調査され、それにおいては温度を除く供給溶液特性が制御コンディションで設定された。供給溶液の温度は、４−３２℃の範囲であった。微粒子粉末の比表面積及び得られた微粒子粉末のＲＦ／ｆｉｌｌは、両方決定された。
【００７９】
ＲＦ／ｆｉｌｌ、比表面積、及び温度が図５においてクロスプロットされた（ＲＦ／ｆｉｌｌはインスリン含有微粒子で決定された；プロットされた比表面積はインスリンの吸収前に粒子に対して決定されたものである）。微粒子粉末のＲＦ／ｆｉｌｌは、約１８℃から約１９℃近傍で最大化された（図５Ａ）。破線の曲線は、予測値の片側９５％下側信頼限界である（すなわち、該曲線より高い値は、９５％確率で予測される）。約１２℃から約２６℃の温度範囲は、９５％信頼レベルでＲＦ／ｆｉｌｌ＞４０％をもたらすだろう。ＲＦ／ｆｉｌｌがブランク（薬物無し）微粒子粉末の比表面積に対抗してプロットされると（図５Ｂ）、得られる曲線は、温度のそれと類似する。しかしながら、ポイントの順序は逆であった（例えば、サンプル“Ａ”は軸の右端にあり、一方でサンプル“Ｂ”は左にある）。２６−６７ｍ２／ｇの比表面積を有する微粒子は、９５％信頼レベルでＲＦ／ｆｉｌｌ＞４０％をもたらす。温度と比表面積との間の関係を説明することにより（図５Ｃ）、約１３℃から約２３℃のわずかに狭いが内面的には一貫した温度範囲が粒子形成に対して特定された。
【００８０】
ＩＶ．ＲＦ／ｆｉｌｌにおける比表面積の影響
【００８１】
約５０ｍ２／ｇ以上の比表面積の値で、より低いＲＦ／ｆｉｌｌの値となる傾向がある（図６Ａ）。約６２ｍ２／ｇの上限が、適切なＲＦ／ｆｉｌｌの値（それは、＞４０％である；図６Ｂ）における９５％信頼限界をさらに維持する間、用いられ得る。
【００８２】
図７は、比表面積が上限で増大すると、ＲＦ／ｆｉｌｌの分布が広がり、及びＲＦ／ｆｉｌｌ＞４０％の選択された基準を満たさない可能性が高くなることを示す。図８Ａは、例えば約６７ｍ２／ｇの高い比表面積を有する微粒子の懸濁液では、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ Ｖｉｓｃｏｍｅｔｅｒ（Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．，Ｍｉｄｄｌｅｂｏｒｏ，ＭＡ）により測定すると、例えば＜約１４ｍ２／ｇのより低い比表面積を有する微粒子の懸濁液よりも、粘性が桁違いに高い傾向にあることを示す。図８Ｂは、懸濁液の粘性がＲＦ／ｆｉｌｌと負の相関関係にあることを示す。
【００８３】
Ｖ．比表面積及びインスリン吸収
【００８４】
比表面積とインスリン吸収との関係が調査された。
【００８５】
微粒子の懸濁液は５％及び１０％試験の群に対して前述されたように調製され、約１１．４％のインスリンを充填した。さらに、制御供給濃度で形成された微粒子のみならず約４℃から約３２℃の範囲の供給溶液温度もまた、評価された。滴下された懸濁液は、１４ｗｔ％アンモニアの単一液滴の一連の添加により約ｐＨ３．６から約ｐＨ４．５に上げられた懸濁液のｐＨを有していた。滴下された懸濁液及び上清のサンプルで、インスリン濃度を評価した。すべての懸濁液（滴下された又は滴下されていない）を凍結乾燥させ、乾燥粉末を作った。ＭＩＣＲＯＭＥＲＩＴＩＣＳ（登録商標）ＴｒｉＳｔａｒ ３０００を用いて粉末の比表面積を評価した。
【００８６】
低い比表面積では、非結合のインスリン量と比表面積との間に直線関係がある（図９）。インスリンの少なくとも９５％の吸収は、比表面積が約３５ｍ２／ｇ以上のときに生じる。インスリン吸収の程度は、約４０ｍ２／ｇまでの比表面積で増大し続ける。この比表面積以上では、微粒子はインスリンのほとんどすべてを吸収した。
【００８７】
これらの試験の結果は、約３５ｍ２／ｇから約６２ｍ２／ｇの微粒子の比表面積に対する有用な下限及び上限を示唆する。微粒子の８０％以上、９０％以上、又は９５％以上がこの範囲での比表面積を有する微粒子を提供することは、有利なＲＦ／ｆｉｌｌを有する微粒子及び９５％信頼限界内の薬物吸収特性をもたらす。
【００８８】
（実施例２）
容積メジアン幾何学径（ＶＭＧＤ）特性による放出された製剤の幾何学的粒子サイズ分析
【００８９】
乾燥粉末吸入器から放出された乾燥粉末製剤のレーザー回折は、粉末に関する細分化のレベルを特徴づけるために用いられる通常の方法である。該方法は、工業的に標準的なインパクション方法においてもたらされる空気力学径よりもむしろ幾何学径の測定値を示唆する。典型的には、放出された粉末の幾何学的サイズは、メジアン粒子サイズ、ＶＭＧＤにより特徴づけられた容積分布を含む。重要なことには、放出された粒子の幾何学的サイズは、インパクション法により提供される空気力学的サイズに比して、高い分解能で観察される。より小さいサイズが望ましく、肺の管に送達された個々の粒子の、より大きな可能性をもたらす。したがって、吸入器の細分化における違い及び最終的なパフォーマンスは、回折によりより容易に改善され得る。これらの実験において、吸入器は、現実の患者の呼吸能力に類似した圧力にてレーザー回折で試験され、粉末製剤を細分化する吸入システムの効率を決定する。特に、製剤は、成分を付与された活性インスリンを含む及び含まない粘着性のジケトピペラジン粉末を含んでいた。これらの粉末製剤は、特徴的な表面積、異性体比、及びＣａｒｒ指数を有していた。表４では、ＶＭＧＤ、及び試験の間の容器の放出効率を報告している。ＦＤＫＰ粉末は、およそ５０のＣａｒｒ指数を有し、ＴＩ粉末はおよそ４０のＣａｒｒ指数を有している。
【表４】
【００９０】
表４のデータは、ＭＥＤＴＯＮＥ（登録商標）吸入器システムにおいてＤＰＩ２として特定された吸入器における粉末細分化の改善を示す。１４−５６ｍ２／ｇの範囲の表面積を有するジケトピペラジン製剤は、８５％を超える放出効率及び７ミクロン未満のＶＭＧＤを示した。同様に、４５−６６％のトランスの範囲の異性体比を有する製剤は、従前装置（ｐｒｅｄｉｃａｔｅ ｄｅｖｉｃｅ）を超えた改善されたパフォーマンスを示した。しかしながら、＜１５ｍ２／ｇでより効率的な吸入器を用いた場合でも、本明細書にて開示される範囲から外れたトランス異性体含量の通り、空気力学的パフォーマンスの落ち込み（減少）を示す、カートリッジ放出の減少がみられた、といういうことは注目するものに値する。最後に、Ｃａｒｒ指数４０−５０で特徴づけられる製剤での吸入器システムのパフォーマンスは、同様に従前装置（ｐｒｅｄｉｃａｔｅ ｄｅｖｉｃｅ）を超えた改善を示した。すべての場合において、報告されたＶＭＧＤ値は、７ミクロン未満であった。
【００９１】
他に示唆のない限り、本明細書及び特許請求の範囲において用いられた成分の量、分子量といった特性、反応条件等を表現するすべての数字は、すべての場合において、用語“約”により変形されるように理解されるべきである。したがって、反対に示唆されない限り、本明細書及び添付の特許請求の範囲において用いられた数字のパラメータは、本発明により得られようとされる所望の特性に基づき変化し得る近似値である。少なくとも及び特許請求の範囲の範囲への均等物の適用を制限しようとすることなく、各々の数字のパラメータは少なくとも、報告される有効数字の数字を考慮して、及び通常の四捨五入の技術を適用することにより、理解されるべきである。本発明の広い範囲に記載された数字の範囲及びパラメータが近似値であるにもかかわらず、特定の実施例において記載された数値は、可能な限り正確に報告される。しかしながら、いかなる数値も本質的には、各々の試験測定において見出される標準偏差に起因する誤差を必然的に含む。
【００９２】
本発明を記述する文脈において（特に、特許請求の範囲の文脈において）用いられる“ひとつの（ａ）”、“ひとつの（ａｎ）”、“該（ｔｈｅ）”、及び同様の指示語は、本明細書において他に示唆のない限り、又は文脈により明確に否定されない限り、単数及び複数をカバーするように理解されるべきである。本明細書における値の範囲の記述は、単に範囲に含まれる各々の独立した値を個別に参照する省略方法として提供されるように意図されたにすぎない。本明細書において他に示唆のない限り、各々の個々の値は、それがまるで本明細書において個々に列挙されるように、本明細書に包含される。本明細書に記載されるすべての方法は、本明細書において他に示唆のない限り、又は文脈により明確に否定されない限り、適切ないかなる方法においても行われ得る。本明細書において提供されるいずれかの及びすべての実施例、又は典型的な言語（例えば、“といった（ｓｕｃｈ ａｓ）”）の使用は、単に本発明の理解を容易にするようにしたにすぎず、他にクレームされた本発明の範囲における限定をもたらさない。本明細書におけるいかなる言語も、本発明の実施に本質的であるクレームされていないいかなる要素をも示唆するように理解されるべきではない。
【００９３】
特許請求の範囲において用いられる“又は（ｏｒ）”は、本明細書において他のもののみを言及するように明確に示唆されない限り、又は他のものが互いに排他的でない限り、開示が他のもの及び“及び／又は（ａｎｄ／ｏｒ）”のみに言及する定義を支持するものではあるが、“及び／又は（ａｎｄ／ｏｒ）”を意味するように用いられる。
【００９４】
本明細書に開示される本発明の代替要素又は態様の集団は、限定されて理解されるべきではない。各々の集団要素は、個々に又は該集団の他の要素若しくは本明細書においてみられる他の要素との組み合わせにて言及され及びクレームされ得る。集団の１若しくは２以上の要素は、利便性及び／若しくは特許性を理由に集団に包含され得、又は集団から削除され得ることが予測される。こうした包含又は削除が生じる場合、本明細書は、変形された集団を含むと考えられ、その結果、添付された特許請求の範囲において用いられるすべてのマーカッシュの集団の明細書を充足する。
【００９５】
本発明の好ましい態様は、本発明を実施するために本発明者らに知られたベストモードを含んで本明細書に記載される。むろん、これらの好ましい態様における変形は、前述の記載を読むことにおいて本技術分野の当業者に明白となるだろう。本発明者らは、当業者が必要に応じてこのような変形を用いることを期待し、本発明者らは、本発明に対して本明細書に具体的に記載されたものよりもむしろ他の方法で実施されることを意図する。したがって、本発明は、適用法律により許容されるように本明細書に添付された特許請求の範囲において列挙される対象物のすべての変形物及び均等物を含む。さらに、すべての可能性のある変形における上述の要素のいかなる組み合わせも、本明細書において他に示唆のない限り、又は文脈により明確に否定されない限り、本発明により包含される。
【００９６】
本明細書に開示される特定の態様は、言語からなる又は本質的に言語からなる特許請求の範囲においてさらに限定され得る。特許請求の範囲において用いられる場合、補正ごとにファイルされ又は加えられるとしても、推移（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）の表現である“〜からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）”は、特許請求の範囲に特定されていない要素、工程、又は成分を排除する。推移（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）の表現である“本質的に〜からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）”は、特許請求の範囲の範囲を、特定されたマテリアル又は工程及び基本的かつ新しい特徴に実質的に影響を与えないものに限定する。クレームされた本発明の態様は、本明細書において本質的に又は明確に記載され及び可能にされる。
【００９７】
さらに、この明細書の至るところに特許及び刊行物が多数参照されてきた。上述の参照及び刊行物の各々は、それらの全体において本明細書に個々に包含される。
【００９８】
さらに、本明細書において開示される本発明の態様は、本発明の原理の実例となるということが理解されるべきである。用いられ得る他の変形は、本発明の範囲内にある。このように、実施例により、限定されることなく、本発明の他の構成が、本明細書における教示に従って用いられ得る。したがって、本発明は、正確に示され及び記載されるものに限定されない。
【００９９】
（関連する出願）
本出願は、米国仮特許出願６１／１８６，７７３（出願日２００９年６月１２日）に基づき、３５ＵＳＣ§１１９（ｅ）に基づく優先権主張の利益を有する。これらの出願各々の全体の内容は、本明細書に参照により取り込まれる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
約６７ｍ２／ｇ未満の比表面積を有する、ジケトピペラジン微粒子。
【請求項２】
前記比表面積は、約３５ｍ２／ｇから約６７ｍ２／ｇである、請求項１に記載のジケトピペラジン微粒子。
【請求項３】
前記微粒子は、薬物又は活性剤を含有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のジケトピペラジン微粒子。
【請求項４】
前記比表面積は、約６２ｍ２／ｇ未満である、
ことを特徴とする請求項３に記載のジケトピペラジン微粒子。
【請求項５】
前記薬物又は活性剤は、ペプチド又はタンパク質である、
ことを特徴とする請求項４に記載のジケトピペラジン微粒子。
【請求項６】
前記ペプチドは、内分泌ホルモンである、
ことを特徴とする請求項５に記載のジケトピペラジン微粒子。
【請求項７】
前記内分泌ホルモンは、インスリン、副甲状腺ホルモン、カルシトニン、グルカゴン、グルカゴン様ペプチド−１、オキシントモジュリン、前記内分泌ホルモンの類似体又は活性フラグメントである、
ことを特徴とする請求項６に記載のジケトピペラジン微粒子。
【請求項８】
前記ジケトピペラジンは、フマリルジケトピペラジンである、
ことを特徴とする請求項１に記載のジケトピペラジン微粒子。
【請求項９】
請求項７に記載のジケトピペラジン微粒子を含有する、乾燥粉末。
【請求項１０】
ａ）水性の溶液にジケトピペラジンを溶解することと、
ｂ）混合物を形成するように酸性溶液を水性の溶液に加えることと、
ｃ）約５２ｍ２／ｇの比表面積を有する標的生成微粒子に製造コンディションを調節することと、
ｄ）アンモニア水を微粒子懸濁液に加えることにより前記溶液から形成されたジケトピペラジン微粒子を沈殿させることと、
ｅ）脱イオン水で数回の洗浄後、沈殿物を収集することと、
を含み、
沈殿物は、約３５ｍ２／ｇから約６７ｍ２／ｇの比表面積を有するＦＤＫＰ微粒子を含有する、
こと特徴とする、９５％信頼限界内で約３５ｍ２／ｇから約６７ｍ２／ｇの比表面積を有するジケトピペラジン微粒子を形成する方法。
【請求項１１】
約１４℃から約１８℃の温度で懸濁液をインキュベートする工程をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
高せん断ミキサーで約１４℃から約１８℃で、等量の約１０．５ｗｔ％酢酸及び約２．５ｗｔ％フマリルジケトピペラジンの溶液を供給することを含む、９５％信頼限界内で約３５ｍ２／ｇから約６７ｍ２／ｇの比表面積を有するフマリルジケトピペラジン微粒子を形成する方法。
【請求項１３】
アンモニア水溶液でｐＨ４．５にジケトピペラジン微粒子の懸濁液を調節することを含む反応のｐＨを上げることをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記調節は、ｐＨ約３．５からｐＨ約４．５のｐＨになるように懸濁液においてアンモニアの濃度を上げることを含む、
ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
必要に応じて患者に活性剤を送達する方法であり、請求項５に記載の微粒子を含有する乾燥粉末を、前記患者による前記乾燥粉末の吸入によって投与することを含む方法。
【請求項１６】
活性剤は、インスリン、副甲状腺ホルモン、カルシトニン、グルカゴン、グルカゴン様ペプチド−１、オキシントモジュリン、内分泌ホルモンの類似体又は活性フラグメントからなる群より選択される内分泌ホルモンである、
ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
患者は、糖尿病と診断された、
ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
吸気により作動する吸入器及び請求項５に記載の微粒子を含有する乾燥粉末を含む、吸入システム。
【請求項１】
約６７ｍ２／ｇ未満の比表面積を有する、ジケトピペラジン微粒子。
【請求項２】
前記比表面積は、約３５ｍ２／ｇから約６７ｍ２／ｇである、請求項１に記載のジケトピペラジン微粒子。
【請求項３】
前記微粒子は、薬物又は活性剤を含有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のジケトピペラジン微粒子。
【請求項４】
前記比表面積は、約６２ｍ２／ｇ未満である、
ことを特徴とする請求項３に記載のジケトピペラジン微粒子。
【請求項５】
前記薬物又は活性剤は、ペプチド又はタンパク質である、
ことを特徴とする請求項４に記載のジケトピペラジン微粒子。
【請求項６】
前記ペプチドは、内分泌ホルモンである、
ことを特徴とする請求項５に記載のジケトピペラジン微粒子。
【請求項７】
前記内分泌ホルモンは、インスリン、副甲状腺ホルモン、カルシトニン、グルカゴン、グルカゴン様ペプチド−１、オキシントモジュリン、前記内分泌ホルモンの類似体又は活性フラグメントである、
ことを特徴とする請求項６に記載のジケトピペラジン微粒子。
【請求項８】
前記ジケトピペラジンは、フマリルジケトピペラジンである、
ことを特徴とする請求項１に記載のジケトピペラジン微粒子。
【請求項９】
請求項７に記載のジケトピペラジン微粒子を含有する、乾燥粉末。
【請求項１０】
ａ）水性の溶液にジケトピペラジンを溶解することと、
ｂ）混合物を形成するように酸性溶液を水性の溶液に加えることと、
ｃ）約５２ｍ２／ｇの比表面積を有する標的生成微粒子に製造コンディションを調節することと、
ｄ）アンモニア水を微粒子懸濁液に加えることにより前記溶液から形成されたジケトピペラジン微粒子を沈殿させることと、
ｅ）脱イオン水で数回の洗浄後、沈殿物を収集することと、
を含み、
沈殿物は、約３５ｍ２／ｇから約６７ｍ２／ｇの比表面積を有するＦＤＫＰ微粒子を含有する、
こと特徴とする、９５％信頼限界内で約３５ｍ２／ｇから約６７ｍ２／ｇの比表面積を有するジケトピペラジン微粒子を形成する方法。
【請求項１１】
約１４℃から約１８℃の温度で懸濁液をインキュベートする工程をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
高せん断ミキサーで約１４℃から約１８℃で、等量の約１０．５ｗｔ％酢酸及び約２．５ｗｔ％フマリルジケトピペラジンの溶液を供給することを含む、９５％信頼限界内で約３５ｍ２／ｇから約６７ｍ２／ｇの比表面積を有するフマリルジケトピペラジン微粒子を形成する方法。
【請求項１３】
アンモニア水溶液でｐＨ４．５にジケトピペラジン微粒子の懸濁液を調節することを含む反応のｐＨを上げることをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記調節は、ｐＨ約３．５からｐＨ約４．５のｐＨになるように懸濁液においてアンモニアの濃度を上げることを含む、
ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
必要に応じて患者に活性剤を送達する方法であり、請求項５に記載の微粒子を含有する乾燥粉末を、前記患者による前記乾燥粉末の吸入によって投与することを含む方法。
【請求項１６】
活性剤は、インスリン、副甲状腺ホルモン、カルシトニン、グルカゴン、グルカゴン様ペプチド−１、オキシントモジュリン、内分泌ホルモンの類似体又は活性フラグメントからなる群より選択される内分泌ホルモンである、
ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
患者は、糖尿病と診断された、
ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
吸気により作動する吸入器及び請求項５に記載の微粒子を含有する乾燥粉末を含む、吸入システム。
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【公表番号】特表２０１２−５３００６４（Ｐ２０１２−５３００６４Ａ）
【公表日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５１５１７９（Ｐ２０１２−５１５１７９）
【出願日】平成２２年６月１１日（２０１０．６．１１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０３８２９８
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１４４７８９
【国際公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【出願人】（５０７３０２８２９）マンカインド コーポレ−ション (16)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１１日（２０１０．６．１１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０３８２９８
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１４４７８９
【国際公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【出願人】（５０７３０２８２９）マンカインド コーポレ−ション (16)
【Ｆターム（参考）】
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