RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 188736 (2 1) Numer zgłoszenia: 330828 (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 19.06.1997 (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: 19.06.1997, PCT/DK97/00267 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego: 24.12.1997, WO97/48413, PCT Gazette nr 55/97 (51) IntCl7 A61K 38/28 A61K 47/26 (54)Wodny preparat insuliny oraz sposób jego przygotowania (30) Pierwszeństwo: 20.06.1996,DK,0684/96 (73) U praw niony z patentu: NOVO NORDISK A/S, Bagsvaerd, DK (43) Zgłoszenie ogłoszono: 07.06.1999 BUP 12/99 (72) Tw órcy w ynalazku: Lone Logstrup Kimer, Farum, DK Per Balschmidt, Espergaerde, DK Steen Jensen, Dragor, DK (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 29.04.2005 WUP 04/05 (74) Pełnom ocnik: Ostrowska Elżbieta, POLSERVICE Sp. z o.o. PL 188736 B1 (57) 1. Wodny preparat insuliny, znamienny tym, że zawiera: a) kryształy zawierające analog ludzkiej insuliny, w którym w pozycji B28 jest ASP, Lys, Leu, Val lub Ala i w pozycji B29 jest Lys lub Pro; lub des(b28-b30), des(b27) lub des(b30) ludzką insulinę oraz protaminę, i b) 100 do 400 mm mannitolu, przy czym stężenie analogu insuliny wynosi 60 do 3000 nmol/ml. 6. Sposób przygotowania preparatu insuliny zawierającego zarówno rozpuszczony jak i krystaliczny analog insuliny, znamienny tym, że prowadzi się etapy, w których: a) przygotowuje się kwasowy roztwór zawierający analog ludzkiej insuliny, cynk oraz subizofanową ilość protaminy, b) przygotowuje się zasadowy roztwór zawierający substancje działając jako bufor w ph fizjologicznym, przy czym przynajmniej jeden z powyższych roztworów ponadto zawiera związek fenolowy, i ponadto przynajmniej jeden z powyższych roztworów ponadto zawiera mannitol, c) miesza się roztwór kwasowy z roztworem zasadowym i ewentualnie ustala się ph do wartości z zakresu 6,5 do 8,0, po czym d) pozostawia się otrzymaną zawiesinę do wytrącenia.
2 188 736 Wodny preparat insuliny oraz sposób jego przygotowania Zastrzeżenia patentowe 1. Wodny preparat insuliny, znamienny tym, że zawiera: a) kryształy zawierające analog ludzkiej insuliny, w którym w pozycji B28 jest ASP, Lys, Leu, Val lub Ala i w pozycji B29 jest Lys lub Pro; lub des(b28-b30), des(b27) lub des(b30) ludzką insulinę oraz protaminę, i b) 100 do 400 mm mannitolu, przy czym stężenie analogu insuliny wynosi 60 do 3000 nmol/ml. 2. Preparat insuliny według zastrz. 1, znamienny tym, że ponadto zawiera chlorek. 3. Preparat insuliny według zastrz. 1, znamienny tym, że jako analog ludzkiej insuliny zawiera Asp 28ludzką insulinę lub LysB28ProB29ludzką insulinę. 4. Preparat insuliny według zastrz. 1, albo 2, albo 3, znamienny tym, że kryształy ponadto zawierają cynk oraz ewentualnie związek fenolowy. 5. Preparat insuliny według zastrz. 1, albo 2, albo 3, znamienny tym, że zawiera zarówno rozpuszczony jak i krystaliczny analog insuliny w stosunku wagowym 20:80 do 80:20. 6. Sposób przygotowania preparatu insuliny zawierającego zarówno rozpuszczony jak i krystaliczny analog insuliny, znamienny tym, że prowadzi się etapy, w których: a) przygotowuje się kwasowy roztwór zawierający analog ludzkiej insuliny, cynk oraz subizofanową ilość protaminy, b) przygotowuje się zasadowy roztwór zawierający substancje działając jako bufor w ph fizjologicznym, przy czym przynajmniej jeden z powyższych roztworów ponadto zawiera związek fenolowy, i ponadto przynajmniej jeden z powyższych roztworów ponadto zawiera mannitol, c) miesza się roztwór kwasowy z roztworem zasadowym i ewentualnie ustala się ph do wartości z zakresu 6,5 do 8,0, po czym d) pozostawia się otrzymaną zawiesinę do wytrącenia. 7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że stosunek wagowy analogu insuliny do protaminy w roztworze w etapie a) wybiera się tak, aby uzyskać końcowy produkt o stosunku wagowym rozpuszczonego do krystalicznego analogu insuliny w zakresie 20:80 do 80:20. 8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że roztwór z etapu a) zawiera 120 do 6000 nmoli/ml analogu insuliny oraz 0,01 do 5,0 mg/ml protaminy. 9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że roztwór z etapu a) ponadto zawiera cynk w ilości odpowiadającej 10 do 40 ig Z n/l0 0 IU insuliny. 10. Sposób według zastrz. 6, albo 7, albo 8, albo 9, znamienny tym, że roztwór z etapu a) i/lub roztwór z etapu b) zawiera chlorek w ilości odpowiadającej 5 do 40 mm w produkcie końcowym. 11. Sposób według zastrz. 6, albo 7, albo 8, albo 9, znamienny tym, że ph roztworu kwasowego z etapu a) wynosi poniżej 5. * * * Przedmiotem wynalazku jest wodny preparat insuliny oraz sposób jego przygotowania. Cukrzyca jest ogólnym terminem oznaczającym zaburzenia występujące u ludzi objawiające się nadmiernym wydalaniem moczu, tak jak w przypadku cukrzycy (diabetes mellitus) i moczówki prostej (diabetes insipidus). Cukrzyca (diabetes mellitus) jest to zaburzenie metaboliczne w którym zdolność zużywania glukozy jest mniej więcej całkowicie stracona. Około 2% wszystkich ludzi cierpi na cukrzycę. Od wprowadzenia insuliny w latach 1920 poczyniono wiele kroków na przód w ulepszaniu terapii cukrzycy (diabetes mellitus). W celu zapobieżenia występowaniu wysokich poziomów glukozy we krwi pacjenci z cukrzycą często przyjmują terapię składającą się z wielu zastrzyków z insuliny, dzięki której insulina jest podawana z każdym posiłkiem.
188 736 3 W leczeniu cukrzycy (diabetes mellitus) zasugerowano i użyto wiele odmian preparatów insuliny, takich jak normalna insulina, insulina Semilente, insulina izofanowa, zawiesiny insulinowo-cynkowe, insulina protaminowo-cynkowa oraz insulina Ultralente. Ponieważ pacjenci z cukrzycą są leczeni preparatami insuliny przez wiele dziesięcioleci występuje, zapotrzebowanie na bezpieczniejsze i poprawiające jakość życia preparaty insuliny. Niektóre z dostępnych w handlu preparatów insuliny scharakteryzowano jako szybko działające, a inne preparaty jako wolno działające, ale wykazujące mniej lub bardziej przedłużone działanie. Szybko działające preparaty insuliny są zazwyczaj zawiesinami insuliny, podczas gdy preparaty insuliny o opóźnionym działaniu mogą być zawiesinami zawierającymi insulinę w formie krystalicznej i/lub bezpostaciowej, wytrąconą przez dodanie samych soli cynku lub dodanie protaminy lub przez połączenie obydwu. Ponadto, niektórzy pacjenci używają preparatów mających zarówno szybkie jak i bardziej przedłużone działanie. Takie preparaty mogą stanowić roztwory insuliny, w których zawieszone są kryształy insuliny protaminowej. Niektórzy pacjenci własnoręcznie przygotowują końcowe preparaty przez mieszanie roztworów insuliny z preparatem zawiesinowym w stosunku wymaganym przez danego pacjenta. Standardowo preparaty insuliny podaje się przez wstrzyknięcia podskórne. Najważniejszy dla pacjenta jest profil działania preparatu insuliny, który odpowiada działaniu insuliny na metabolizm glukozy w funkcji czasu od wstrzyknięcia. W profilu tym ważne są, między innymi, czas upływający do rozpoczęcia działania, maksymalna wartość i całkowity czas działania. Pacjenci wymagają różnorodnych preparatów insuliny z różnymi profilami działania. Jeden pacjent może tego samego dnia używać preparatów insuliny znacznie różniących się profilami działania. Wymagany profil działania zmienia się zależnie np. od pory dnia oraz ilości i składu posiłku zjedzonego przez pacjenta. Równie ważna dla pacjenta jest fizyczna stabilność preparatów insuliny, szczególnie z powodu rozpowszechniającego się stosowania przyrządów do wstrzykiwania w formie pióra, takich jak przyrządy zawierające naboje Penfill, w których preparat insuliny jest przechowywany do czasu, aż cały nabój będzie pusty. Może to trwać przez przynajmniej 1 do 2 tygodni dla przyrządów zawierających 1,5-3,0 ml. Pierwsza stabilna neutralna zawiesina insuliny została opracowana przez Scotta i Fischera (J. Pharmacol. Exp. Ther. 58(1936), 78), którzy odkryli, że obecność nadwyżki protaminy i soli cynku (2 (.ig cynku na Ul (Międzynarodowa Jednostka) insuliny) może stabilizować preparat insuliny protaminowej, opisany przez Hagedoma i innych: J. Am. Med. Assn. 106(1936), 177-180. Całkowicie krystaliczną modyfikację insuliny protaminowo-cynkowej nazwaną insuliną NPH lub Insuliną Izofanową opracowali Krayenbiihl i Rosenberg (patrz Rep. Steno Mem. Hosp. Nord. Insulinlab. 1(1946), 60 oraz duński patent nr 64708). Stwierdzili oni, że insulina i protamina połączone w proporcjach izofanowych w obojętnym ph w obecności niewielkiej ilości cynku i fenolu, lub pochodnych fenolu lub, korzystnie m-krezolu, utworzy bezpostaciowy strąt, który podczas stania przekształca się stopniowo, ale całkowicie w podłużne tetragonalne kryształy ograniczone na końcach przez piramidalne ścianki. Insulina i protamina łososiowa kokrystalizują w stosunku wagowym odpowiadającym około 0,09 mg siarczanu protaminy na mg insuliny. Cynk w ilości przynajmniej 0,15 (ig na IU i fenol w stężeniu wyższym niż 0,1% są niezbędne do utrzymania tetragonalnego kształtu kryształów. We wczesnych latach ten typ kryształów przygotowywano używając świńskiej lub bydlęcej insuliny ze źródeł naturalnych, ale od lat osiemdziesiątych używa się w tym celu insuliny ludzkiej, produkowanej przy pomocy metod inżynierii genetycznej lub przez półsyntetycznie. Ludzka insulina składa się z dwóch łańcuchów polipeptydowych, nazwanych A i B, zawierających odpowiednio 21 i 30 aminokwasów. Łańcuchy A i B są połączone ze sobą przez dwa dwusiarczkowe mostki cysteinowe. Insulina z większości innych gatunków jest zbudowana podobnie, ale może nie zawierać tych samych aminokwasów w pozycjach odpowiadających pozycjom w łańcuchach ludzkiej insuliny. Odkrycie inżynierii genetycznej umożliwiło łatwe przygotowanie dużej ilości różnorodnych związków insuliny będących analogami insuliny ludzkiej. W tych analogach insuliny jeden lub więcej aminokwasów zostało podstawionych innymi aminokwasami, które mogą
4 188 736 być kodowane przez sekwencję nukleotydową. Ponieważ ludzka insulina, jak wyjaśniono powyżej, zawiera 51 aminokwasów, możliwe jest stworzenie wielu analogów insuliny, tak że opracowano wiele różnych analogów mających interesujące właściwości. W roztworach ludzkiej insuliny zawierających stężenia odpowiednie dla preparatów do wstrzykiwania cząsteczka insuliny jest obecna w formie zasocjowanej jako heksamer (Brange i inni, Diabetes Care 13, (1990), 923-954). Uważa się że po wstrzyknięciu podskórnym stopień absorpcji przez prąd krwi zależy od wielkości cząsteczki i stwierdzono, że analogi insuliny z podstawieniami aminokwasowymi, które przeciwdziałają lub hamują formowanie heksameru wykazują wyjątkowo szybkie działanie (Brange i inni, jak wyżej). Ma to wielkie znaczenie terapeutyczne dla pacjentów z cukrzycą. W kryształach preparatów insuliny protaminowej o przedłużonym działaniu, insulinę także znajduje się w formie heksamerycznej (Balschmidt i inni; Acta Chryst. B47, (1991), 975-986). Preparaty farmaceutyczne oparte na analogach ludzkiej insuliny są, na przykład, znane z następujących dokumentów: Międzynarodowa publikacja WO 95/00550 dotyczy preparatów farmaceutycznych opartych na kryształach insuliny zawierających AspB28insulinę i protaminę, które, przy podawaniu in vivo, charakteryzują się szybkim działaniem i przedłużoną aktywnością. Kryształy mogą ponadto zawierać jony cynku oraz fenol i/lub m-krezol. Do preparatów dodaje się glicerynę jako czynnika izotonizującego. W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki 5461031 ujawniono różne środki farmaceutyczne do podawania pozajelitowego, zawierające szybko działający monomeryczny analog insuliny, cynk, protaminę oraz pochodną fenolową. Środki zawierają ponadto glicerynę, która odgrywa rolę czynnika izotonizującego. Opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki 5474978 ujawnia szybko działający preparat do podawania pozajelitowego, zawierający ludzki analog insuliny w formie kompleksu heksamerycznego, składającego się z sześciu monomerycznych analogów insuliny, jonów cynku i przynajmniej trzech cząsteczek pochodnej fenolowej. Korzystnym czynnikiem izotonizującym jest gliceryna. Publikacja autorstwa Vinita Gupta i wsp. zatytułowana Effect o f Solvent Additives on the Thermal Stability o f Insulin opublikowana w Centre for Biotechnology, vol. 70, str. 209-212, ujawnia różne preparaty krowiej insuliny zawierające jako dodatki węglowodany, takie jak sorbitol, ksylitol, mannitol oraz trehaloza, które zastosowano w celu poprawienia termicznej stabilności tych preparatów. Opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki 4439181 dotyczy sposobu zapobiegania osadzaniu się białek, takich jak w preparatach hormonalnych, w układach podawania leku, których dobre funkcjonowanie zależy od płynności infusatu. W tym celu, C-4 do C-18 poliol miesza się z roztworem białka przed wprowadzeniem tego roztworu do układu podawania leku. Poliol taki dodaje się w' ilości 10 do 90% wagowo-objętościowych w celu zapobiegania osadzaniu się białka podczas długoterminowego jego przechowywania w układzie podawania leku. Niestety, insulina dąży do tworzenia nierozpuszczalnych i biologicznie nieaktywnych włókien na drodze nie-kowalencyjnej polimeryzacji (porównaj np. Jens Brange, Galenics of Insulin, Springer-Verlag, 1987 i inne zamieszczone pozycje literaturowe). Do tworzenia włókien przyczynia się podwyższona temperatura, np. powyżej 30 C oraz towarzyszące ruchy. Proces włóknienia, którego jest bardzo trudno umknąć, wykazuje górną granicę czasu, przez który insulina może być przechowywana oraz, w związku z tym, w objętości naboi Penfill. Ponieważ tworzenie włókien ogólnie wymaga monomeryzacji insuliny, analogi insuliny, które niechętniej tworzą di i heksamery, powodują, że preparaty, w których są stosowane, są mniej stabilne fizycznie z powodu włóknienia. A zatem celem wynalazku jest dostarczenie preparatów insuliny zawierających ludzką insulinę lub jej analog lub jej pochodną, które to preparaty posiadałyby poprawioną stabilność fizyczną. Przedmiotem wynalazku jest wodny preparat insuliny charakteryzujący się tym, że zawiera: a) kryształy zawierające analog ludzkiej insuliny, w którym w pozycji B28 jest Asp, Lys, Leu, Val lub Ala i w pozycji B29 jest Lys lub Pro; lub des(b28-b30), des(b27) lub
188 736 5 des(b30) ludzką insulinę oraz protaminę, i b) 100 do 400 mm mannitolu, przy czym stężenie analogu insuliny wynosi 60 do 3000 nmol/ml. Korzystnie preparat ten dodatkowo zawiera chlorek. Jako analog ludzkiej insuliny preparat według wynalazku zawiera AspB28ludzką insulinę lub LysB28ProB29ludzką insulinę. W preparacie według wynalazku kryształy dodatkowo zawierają cynk oraz ewentualnie związek fenolowy. Korzystnie preparat według wynalazku zawiera zarówno rozpuszczony jak i krystaliczny analog insuliny w stosunku wagowym 20:80 do 80:20. Przedmiotem wynalazku jest także sposób przygotowania preparatu insuliny zawierającego zarówno rozpuszczony jak i krystaliczny analog insuliny, charakteryzujący się tym, że prowadzi się etapy, w których: a) przygotowuje się kwasowy roztwór zawierający analog ludzkiej insuliny, cynk oraz subizofanową ilość protaminy, b) przygotowuje się zasadowy roztwór zawierający substancje działając jako bufor w ph fizjologicznym, przy czym przynajmniej jeden z powyższych roztworów ponadto zawiera związek fenolowy, i ponadto przynajmniej jeden z powyższych roztworów ponadto zawiera mannitol, c) miesza się roztwór kwasowy z roztworem zasadowym i ewentualnie ustala się ph do wartości z zakresu 6,5 do 8,0, d) pozostawia się otrzymaną zawiesinę do wytrącenia. W sposobie według wynalazku stosunek wagowy analogu insuliny do protaminy w roztworze w etapie a) wybiera się tak, aby uzyskać końcowy produkt o stosunku wagowym rozpuszczonego do krystalicznego analogu insuliny w zakresie 20:80 do 80:20. Roztwór z etapu a) korzystnie zawiera 120 do 6000 nmoli/ml analogu insuliny oraz 0,01 do 5,0 mg/ml protaminy. Roztwór z etapu a) korzystnie dodatkowo zawiera cynk w ilości odpowiadającej 10 do 40 [ig Zn/100 IU insuliny. Roztwór z etapu a) i/lub roztwór z etapu b) korzystnie zawiera chlorek w ilości odpowiadającej 5 do 40 mm w produkcie końcowym. W sposobie według wynalazku ph roztworu kwasowego z etapu a) wynosi poniżej 5. Figura 1 jest mikrofotografią (powiększenie xl000) środka według wynalazku zawierającego kryształy AspB28ludzkiej insuliny protaminowej oraz mannitol. Figura 2 jest mikrofotografią (powiększenie xl000) środka według wynalazku zawierającego kryształy ludzkiej insuliny protaminowej oraz mannitol. Figura 3 jest graficznym przedstawieniem profilu działania preparatu według wynalazku zawierającego zarówno rozpuszczoną jak i krystaliczną AspB28ludzką insulinę oraz preparatu zawierającego zarówno rozpuszczoną jak i krystaliczną ludzką insulinę. Oba preparaty dodatkowo zawierają mannitol. Wykres przedstawia odpowiedź glukozy w krwi po wstrzyknięciu preparatu świniom. Wykres dowodzi, że za szybkie rozpoczęcie działania odpowiada wysoce stabilny preparat AspB 8ludzkiej insuliny. Definicje Użyty tutaj termin analog ludzkiej insuliny oznacza ludzką insulinę w której jeden lub więcej aminokwasów zostało wydeletowanych i/lub podstawionych innymi aminokwasami, włącznie z aminokwasami niekodującymi, lub ludzką insulinę zawierającą dodatkowe aminokwasy, tj. więcej niż 51 aminokwasów. Użyty tutaj termin pochodna ludzkiej insuliny oznacza insulinę lub jej analog w którym z jednym lub więcej aminokwasem związany jest przynajmniej jeden podstawnik organiczny. Użyty tutaj termin rozpuszczalny w wodzie odpowiada rozpuszczalności w wodzie przynajmniej 10 mmoli/1, korzystnie przynajmniej 50 mmoli/1, w temperaturze 20 C. Użyty tutaj termin węglowodan, zredukowany węglowodan, monosacharyd, disacharyd, pochodne estrowe i eterowe tych związków zastosowano zgodnie z terminologią użytą w K.A.. Jensen Grundrids af den organiske kemi, Almen Kemi III, 1 wydanie, Jul. Gjellerups forlag, 1969, strony 299-316.
6 188 736 Użyty tutaj termin nieredukujący węglowodan oznacza węglowodan, który zasadniczo nie ma zdolności reagowania z grupami aminowymi insuliny w preparatach według wynalazku i tworzenia insuliny glikonowanej. Definicja ta dotyczy także węglowodanów w których inaktywowano lub zablokowano grupą(y) karbonylowe, przez np. utworzenie bezwodników lub pochodnych. W pierwszym rozwiązaniu niniejszy wynalazek dotyczy wodnych preparatów insuliny zawierających: rozpuszczoną lub wytrąconą ludzką insulinę, jej analog i/lub jej pochodną, oraz 100 do 400 mm, korzystnie 150 do 250 mm, korzystniej 180 do 230 mm, rozpuszczalnego w wodzie, zredukowanego lub nieredukującego węglowodanu, zawierającego przynajmniej 4 atomy węgla w głównej strukturze węglowodanowej lub rozpuszczalnej w wodzie, nieredukującej estrowej i/lub eterowej pochodnej węglowodanu lub zredukowanego węglowodanu zawierającej przynajmniej 4 atomy węgla w głównej strukturze węglowodanu, lub ich mieszaniny. W innym rozwiązaniu wynalazek dotyczy wodnych preparatów insuliny zawierających: rozpuszczoną lub wytrąconą ludzką insulinę, jej analog i/lub jej pochodną, oraz rozpuszczalny w wodzie, zredukowany lub nieredukujący węglowodan, zawierający przynajmniej 4 atomy węgla w głównej strukturze węglowodanowej lub rozpuszczalną w wodzie, nieredukującą estrową i/lub eterową pochodną węglowodanu lub zredukowanego węglowodanu zawierającą przynajmniej 4 atomy węgla w głównej strukturze węglowodanu, lub ich mieszaninę. W jeszcze innym rozwiązaniu wynalazek dotyczy wodnych preparatów analogów insuliny zawierających: rozpuszczony lub wytrącony analog ludzkiej insuliny, oraz rozpuszczalny w wodzie, zredukowany lub nieredukujący węglowodan, zawierający przynajmniej 4 atomy węgla w głównej strukturze węglowodanowej lub rozpuszczalną w wodzie, nieredukującą estrową i/lub eterową pochodną węglowodanu lub zredukowanego węglowodanu zawierającą przynajmniej 4 atomy węgla w głównej strukturze węglowodanu, lub ich mieszaninę. Węglowodan lub pochodna węglowodanu użyta w preparacie insuliny, według wynalazku, korzystnie zawiera od 5 do 18 atomów węgla w głównej strukturze węglowodanu i jest korzystnie wybrana z następujących związków: i) monosacharydy wybrane z grupy nieredukujących aldoz i ketoz, korzystnie nieredukujących aldotetroz, ketotetroz, aldopentoz, ketopentoz, aldoheksoz i ketoheksoz, korzystniej nieredukujących aldopentoz, ketopentoz, aldoheksoz i ketoheksoz; ii) zredukowane monosacharydy, tj. alkohole wielowodorotlenowe takie jak alditole, korzystnie wybrane z grupy składającej się z zredukowanych form aldotetroz, ketotetroz, aldopentoz, ketopentoz, aldoheksoz i ketoheksoz, korzystniej zredukowanych form aldopentoz, ketopentoz, aldoheksoz i ketoheksoz (tj. pentitiole i heksitole). iii) nieredukujące disachrydy, korzystnie wybrane z nieredukujących diheksoz. Szczególnymi przykładami odpowiednich zredukowanych lub nieredukujących węglowodanów są: mannitol, sorbitol, ksylitol, inozytol, sacharoza i trehaloza. Korzystnymi związkami od i) do iii) są mannitol, sorbitol, a najkorzystniejszym jest mannitol. Korzystnymi pochodnymi estrowymi i eterowymi są odpowiednio C 1-C4 estrowe pochodne kwasów tłuszczowych oraz C 1-C4 eterowe pochodne alkilowe. W korzystnym rozwiązaniu wynalazku preparat insuliny ponadto zawiera halogenek, korzystnie chlorek, korzystniej chlorek sodu. Wykazano, że obecność halogenku zapewnia lepszą stabilność fizyczną preparatu. Ponieważ preparaty insuliny zawierające szybko działające analogi ludzkiej insuliny ogólnie wykazują raczej niską stabilność fizyczną, niniejszy wynalazek jest szczególnie użyteczny w połączeniu z preparatami zawierającymi takie analogi. Tak też, preparaty insuliny, zgodnie z wynalazkiem, korzystnie zawierają jeden lub więcej szybko działających analogów ludzkiej insuliny, w szczególności analogów w których w pozycji B28 jest Asp, Lys, Leu, Val lub Ala i w pozycji B29 jest Lys lub Pro; lub des(b28-b30), des(b27) lub des(b30) ludzką
188 736 7 insulinę. Analog insuliny korzystnie wybiera się z analogów ludzkiej insuliny w których w pozycji B28 jest Asp lub Lys i w pozycji B29 jest Lys lub Pro. Najkorzystniejszymi analogami są Asp ludzka insulina i LysB28ProB29 ludzka insulina. W innym rozwiązaniu preparat, według wynalazku, zawiera pochodną insuliny wykazującą przedłużony profil działania, taką jak insuliny mające jeden lub więcej lipofilnych podstawników. Korzystnymi insulinami lipofilnymi są insuliny acylowane, włącznie z opisanymi w WO 95/07931 (Novo Nordisk A/S), B29 np. pochodne ludzkiej insuliny w których grupa ε- aminową LysB29 zawiera podstawnik acylowy składający się z przynajmniej 6 atomów węgla. Korzystnymi pochodnymi insuliny są: B29-Nε-mirystoilo-des (B30) ludzka insulina, B29-Nε-mirystoilo ludzka insulina, B29- Nε-palmitoilo ludzka insulina, B28-Nε-mirystoilo LysB28Pro29 ludzka insulina, B28-Nεpalmitoilo LysB28Pro29 ludzka insulina, B30-Nε-mirystoilo-ThrB29Lys30 ludzka insulina, B30- Nε-palmitoilo-ThrB29Lys30 ludzka insulina, B29-Nε-(N-palmitoilo-γ-glutamylo)-des (B30) ludzka insulina, B29-Nε-(N-litocholilo-γ-glutamylo)-des (B30) ludzka insulina, B29-Nε-(ωkarboksyheptadekanoilo)-des (B30) ludzka insulina; najkorzystniejszą jest B29-Nε-mirystoilodes(B30) ludzka insulina. W korzystnym rozwiązaniu preparat insuliny zawiera zarówno rozpuszczalną jak i wytrąconą, korzystnie krystaliczną insulinę, jej analog lub pochodną w stosunku wagowym 1:99 do 99:1, korzystnie 20:80 do 80:20, korzystniej 30:70 do 70:30. W tym rozwiązaniu wynalazku preparat insuliny korzystnie zawiera kryształy zawierające: insulinę lub jej analog lub pochodną oraz protaminę, dodatkowo cynk i/lub związek fenolowy, taki jak fenol, m-krezol lub ich mieszaninę. Ilość protaminy w kryształach korzystnie odpowiada 0,20 do 0,40 mg zasady protaminowej/100 IU insuliny lub analogu insuliny. Stosunek protaminy do insuliny w kryształach korzystniej odpowiada stosunkowi izofanowemu. Cynk jest korzystnie obecny w ilości od 10 do 40 μg Zn/100 IU insuliny, korzystnie 15 do 35 μg Zn/100 U insuliny. Fenol i m-krezol są odpowiednio korzystnie obecne w ilości odpowiadającej 0 do 4 mg/ml. Jednakże mieszanina 1,4 do 2,0 mg/ml m-krezolu i 0,6 do 2,0 mg/ml fenolu jest najkorzystniejsza. W korzystnym rozwiązaniu według wynalazku preparat insuliny zawiera: a) 60 do 3000 nmoli/ml, korzystnie 240 do 1200 nmoli/ml ludzkiej insuliny lub analogu i/lub pochodnej insuliny, b) zredukowany lub nieredukujący węglowodan, korzystnie mannitol, w stężeniu od 100 do 400 mm, korzystnie 150 do 250 mm, korzystniej 180 do 230 mm. c) chlorek, korzystnie chlorek sodu, w stężeniu od 0 do 100 mm, korzystnie 5 do 40 mm, korzystniej 5 do 20 mm; oraz d) fizjologicznie tolerowany bufor, korzystnie bufor fosforanowy taki jak dwuwodny fosforan disodowy w ilości 1 do 4 mg/ml. Preparat według wynalazku może ponadto zawierać jeden lub więcej związków powszechnie stosowanych jako czynniki izotonizujące, takich jak gliceryna. Wartość ph preparatów insulinowych korzystnie wynosi od 7,0 do 7,8. Ponadto niniejszy wynalazek dotyczy sposobu przygotowywania preparatu insulinowego zawierającego zarówno rozpuszczony jak i wytrącony analog insuliny, który obejmuje następujące etapy: a) zapewnienie kwasowego roztworu zawierającego analog ludzkiej insuliny, cynk oraz subizofanową ilość protaminy; b) zapewnienie zasadowego roztworu zawierającego substancje działające jako bufor o ph fizjologicznym; przy tym ponadto przynajmniej jeden z powyższych roztworów zawiera związek fenolowy; c) mieszanie roztworu kwasowego i zasadowego oraz, dodatkowo, ustalanie ph do wartości z zakresu 6,5 do 8,0, korzystnie 7,0 do 7,8; oraz d) pozostawienie powstałej zawiesiny do wytrącenia. W ten sposób można bardzo łatwo uzyskać preparat insuliny zawierający zarówno rozpuszczony jak i wytrącony analog insuliny. Ponadto, strat zawiesiny zawiera pałeczkowate kryształy, które są korzystne w tak zwanych PreMix preparatach insuliny.
8 188 736 Stosunek wagowy analogu insuliny do protaminy w roztworze etapu a) korzystnie wybiera się tak, aby osiągnąć produkt końcowy w stosunku wagowym rozpuszczonego do wytrąconego analogu insuliny w zakresie 1:99 do 99:1, korzystnie 20:80 do 80:20, korzystniej 30:70 do 70:30. W szczególności, roztwór etapu a) korzystnie zawiera 120 do 6000 nmoli/ml analogu insuliny oraz 0,01 do 5,0 mg/ml protaminy. Roztwór z etapu a) ponadto zawiera cynk, korzystnie w ilości odpowiadającej 10 do 40 (j.g Zn/100 IU insuliny, korzystnie 15 do 35 ig Zn/100 U insuliny. W korzystnym rozwiązaniu roztwór a) i/lub roztwór b) zawierają chlorek, korzystnie chlorek sodu, w ilości odpowiadającej 0 do 100 mm, korzystnie 5 do 40 mm, korzystniej 5 do 20 mm produktu końcowego. Wartość ph roztworu kwasowego w etapie a) wynosi korzystnie poniżej 5, korzystniej waha się w zakresie od 2 do 3,5. Analogiem insuliny jest korzystnie insulina mająca w pozycji B28 Asp, Lys, Leu, Val lub Ala oraz w pozycji B29 Lys lub Pro; lub des (B28-B30), des(b27) lub des(b30) ludzka insulina, korzystniej AspB28ludzka insulina lub LysB28ProB ludzka insulina, najkorzystniej Asp ludzka insulina. Związkiem fenolowym użytym w roztworach etapu a) i/lub etapu b) jest korzystnie fenol, m-krezol lub ich mieszanina. Korzystnie roztwór a) i/lub b) ponadto zawiera rozpuszczalny w wodzie, zredukowany lub nieredukujący węglowodan, zawierający przynajmniej 4 atomy węgla w głównej strukturze węglowodanowej lub rozpuszczalną w wodzie, nieredukującą estrową i/lub eterową pochodną węglowodanu lub zredukowanego węglowodanu, zawierającą przynajmniej 4 atomy węgla w głównej strukturze węglowodanu, lub ich mieszaninę. Wymieniony węglowodan lub pochodna węglowodanu korzystnie zawiera 5 do 18 atomów węgla w głównej strukturze węglowodanu. W szczególnie korzystnym rozwiązaniu, roztwór etapu a) i/lub etapu b) zawiera mannitol, sorbitol, ksylitol, inozytol, trehalozę, sacharozę lub jakąkolwiek ich mieszaninę, korzystnie mannitol i/lub sorbitol, a najkorzystniej mannitol. Związkiem buforującym stosowanym w roztworze zasadowym etapu b) jest korzystnie fizjologicznie tolerowany bufor, korzystniej bufor fosforanowy, najkorzystniej dwuwodny fosforan disodowy. Wytrącony analog insuliny jest korzystnie w formie kryształów zawierających analog insuliny i protaminę. Zawiesinę uzyskaną w etapie a) pozostawia się do wytrącenia korzystnie w temperaturze z zakresu 5 C do 40 C, korzystniej 20 C do 36 C, najkorzystniej 30 C do 34 C. Następnie wynalazek zostanie zilustrowany poniższymi przykładami, które nie ograniczająjego zakresu. Przykład I Preparat 1 Przygotowano preparat insuliny zawierający zarówno rozpuszczoną jak i krystaliczną AspB28ludzką insulinę w następujący sposób: Roztwór A: 228 Roztwór Asp ludzkiej insuliny w stężeniu 200 IU/ml przygotowano przez rozpuszczenie 76,5 mg AspB28ludzkiej insuliny w wodzie, przez dodanie 326 il 0,2N kwasu chlorowodorowego oraz 163 ^1 roztworu chlorku cynku (0,4 mg/ml). Następnie mieszając dodano 6,35 mg siarczanu protaminy w roztworze oraz mieszaninę składającą się z 17,2 mg m- krezolu, 15 mg fenolu oraz 455 mg mannitolu. Zmierzone ph klarownego roztworu wynosiło 2,6-2,9. Następnie dodano wodą do 10 ml. Roztwór równoważono w 28-32 C. Roztwór B: 25 mg dwuwodnego fosforanu disodowego rozpuszczono w wodzie do iniekcji. Mieszając dodano 17,2 mg m-krezolu, 15 mg fenolu i 455 mg mannitolu. Zmierzone ph klarownego roztworu wynosiło 9. Dodano wodą do 10 ml. Roztwór równoważono w 28-32 C. Mieszanie roztworów A i B Roztwór B dodano do roztworu A, ustalono ph na 7,30. Powstałą zawiesinę pozostawiono w 30 C na 6 dni do krystalizacji.
188 736 9 W powstałym preparacie stosunek wagowy insuliny wytrąconej do rozpuszczonej wynosił 70:30. Preparat użyto do napełnienia 1,5 ml naboi Penfill. Przykład II Preparat 2 Przygotowano preparat insuliny zawierający zarówno rozpuszczoną jak i krystaliczną AspB28ludzką insulinę w następujący sposób: i) Frakcja krystaliczna. Roztwór A: B28 Roztwór AspB28 ludzkiej insuliny w stężeniu 200 IU/ml przygotowano przez rozpuszczenie 190,3 mgb28 Asp ludzkiej insuliny w wodzie przez dodanie 813 μl 0,2N kwasu chlorowodorowego oraz 410 μl roztworu chlorku cynku (0,4 mg/ml). Następnie mieszając dodano 16,1 mg siarczanu protaminy w roztworze oraz mieszaninę składającą się z 43,0 mg m-krezolu, 37,5 mg fenolu oraz 909 mg mannitolu oraz 14,6 mg chlorku sodu. Zmierzone ph klarownego roztworu wynosiło 2,6-2,9. Następnie dodano wodę do 22 ml. Roztwór równoważono w 32 C. Roztwór B: 62,4 mg dwuwodnego fosforanu disodowego rozpuszczono w wodzie. Mieszając dodano 43,0 mg m-krezolu, 37,5 mg fenolu i 909 mg mannitolu i 14,6 mg chlorku sodu. Zmierzone ph klarownego roztworu wynosiło 9. Dodano wodę do 22 ml. Roztwór równoważono w 32 C. Mieszanie roztworów A i B Roztwór B dodano do roztworu A, ustalono ph na 7,30. Dodano wody do 50 ml. Powstałą zawiesinę pozostawiono w 32 C na 4 dni do krystalizacji. W powstałym preparacie stosunek wagowy insuliny wytrąconej do rozpuszczonej wynosił 70:30. Preparat wprowadzono do 1,5 ml naboi Penfill. Przykłady III-VI Preparaty 3 do 6 Przygotowano preparaty insuliny zawierający zarówno rozpuszczoną jak i krystaliczną AspB28ludzką insulinę w sposób opisany w Przykładzie II, z takim wyjątkiem, że ilość mannitolu użytego w Roztworze A i B wynosiła odpowiednio 818 mg, 1005 mg, 1047 mg i 1137 mg. Preparaty wprowadzono do 1,5 ml naboi Penfill. Przykład VII Preparat 7 Przygotowano preparat insuliny zawierający zarówno rozpuszczoną jak i krystaliczną LysB28ProB29ludzką insulinę w następujący sposób: i) Frakcja krystaliczna. Roztwór A: Roztwór LysB28ProB29ludzkiej insuliny w stężeniu 200 IU/ml przygotowano przez zawieszenie 69,7 mg LysB28ProB29ludzkiej insuliny w wodzie. Następnie mieszając dodano mieszaninę składającą się z 16,0 mg m-krezolu, 6,5 mg fenolu oraz 364 mg mannitolu oraz 25,1 mg dwuwodnego fosforanu disodowego. Następnie dodano 50 μl roztworu chlorku cynku (10 mg/ml). Zmierzone ph klarownego roztworu wynosiło 7,40. Następnie dodano wodę do 10 ml. Roztwór równoważono w 15 C. Roztwór B: Przygotowano roztwór siarczanu protaminy przez rozpuszczenie 7,61 mg siarczanu protaminy i 25,1 mg dwuwodnego fosforanu disodowego w wodzie. M ieszając dodano mieszaniny 16,0 mg m-krezolu, 6,5 mg fenolu i 364 mg mannitolu i 14,6 mg chlorku sodu. Zmierzone ph klarownego roztworu wynosiło 7,40. Dodano wodę do 10 ml. Roztwór równoważono w 15 C. Mieszanie roztworów A i B Roztwór B dodano do roztworu A, ustalono ph na 7,30. Pow stałą zawiesinę pozostawiono w 15 C na 3 dni do krystalizacji.
10 188 736 ii) Frakcja rozpuszczona Przegotowano roztwór LysB28ProB29ludzkiej insuliny przez rozpuszczenie 34,9 mg LysB28ProB29ludzkiej insuliny w wodzie przez dodanie 33 μl 1N kwasu chlorowodorowego oraz 25 μl roztworu chlorku cynku (10 mg/ml). Następnie mieszając dodano mieszaninę składającą się z 26,1 mg dwuwodnego fosforanu disodowego, 6,5 mg fenolu, 16,0 mg m-krezolu oraz 364 mg mannitolu. Zmierzone ph klarownego roztworu wynosiło 7,3. Następnie dodano wodę do 10 ml. 6 ml frakcji rozpuszczonej dodano do 14 ml frakcji krystalicznej, ph ustalono na 7,30. W powstałym preparacie stosunek wagowy insuliny wytrąconej do rozpuszczonej wynosił 70:30. Preparat wprowadzono do 1,5 ml naboi Penfill. Przykład VIII Preparat 8 Przygotowano preparat insuliny zawierający zarówno rozpuszczoną jak i krystaliczną ludzką insulinę w następujący sposób: i) Frakcja krystaliczna. Roztwór A: Roztwór ludzkiej insuliny przygotowano przez rozpuszczenie przez rozpuszczenie 69,7 mg ludzkiej insuliny w wodzie przez dodanie 65 μl 1N kwasu chlorowodorowego oraz 26 μ l roztworu chlorku cynku (10 mg/ml). Następnie mieszając dodano 6,0 mg siarczanu protaminy w roztworze oraz mieszaninę składającą się z 15 mg fenolu, 17,2 mg m-krezolu. Zmierzone ph klarownego roztworu wynosiło 2,7-3,2. Następnie dodano wodę do 10 ml. Roztwór B: 24,9 mg dwuwodnego fosforanu disodowego rozpuszczono w wodzie. Mieszając dodano 15 mg fenolu, 17,2 mg m-krezolu i 728 mg mannitolu i 11,7 mg chlorku sodu. Zmierzone ph klarownego roztworu wynosiło 9. Dodano wodę do 10 ml. Roztwór B dodano do roztworu A, ustalono ph na 7,30. Powstałą zawiesinę pozostawiono w 22-24 C do następnego dnia. ii) Frakcja rozpuszczona Przygotowano roztwór ludzkiej insuliny przez rozpuszczenie 34,9 mg ludzkiej insuliny w wodzie przez dodanie 33 μl IN kwasu chlorowodorowego oraz 13 μl roztworu chlorku cynku (10 mg/ml). Następnie mieszając dodano mieszaninę składającą się z 12,5 mg dwuwodnego fosforanu disodowego, 15 mg fenolu, 17,2 mg m-krezolu, 364 mg mannitolu i 5,8 mg chlorku sodu. Zmierzone ph klarownego roztworu wynosiło 7,3. Następnie dodano wodę do 10 ml. 6 ml frakcji rozpuszczonej dodano do 14 ml frakcji krystalicznej, ph ustalono na 7,30. W powstałym preparacie stosunek wagowy insuliny wytrąconej do rozpuszczonej wynosił 70:30. Preparat wprowadzono do 1,5 ml naboi Penfill. Przykład IX Preparat 9 Przygotowano preparat insuliny zawierający zarówno rozpuszczoną jak i krystaliczną AspB28ludzką insulinę w następujący sposób: Roztwór A: Roztwór AspB28 ludzkiej insuliny w stężeniu 200 IU/ml przygotowano przez rozpuszczenie 189,9 mg AspB28ludzkiej insuliny w wodzie przez dodanie 163 μl 1N kwasu chlorowodorowego oraz 163,5 μl roztworu chlorku cynku (10 mg/ml). Następnie mieszając dodano 11,5 mg siarczanu protaminy w roztworze oraz mieszaninę składającą się z 44,3 mg m-krezolu, 38,6 mg fenolu, 1048 mg mannitolu oraz 7,3 mg chlorku sodu. Zmierzone ph klarownego roztworu wynosiło 2,6-2,9. Następnie dodano wodę do 25 ml. Roztwór równoważono w 22-24 C. Roztwór B: 62,3 mg dwuwodnego fosforanu disodowego rozpuszczono w wodzie. Mieszając dodano 44,3 mg m-krezolu, 38,6 mg fenolu, 1048 mg mannitolu oraz 7,3 mg chlorku sodu. Zmie-
188 736 11 rzone ph klarownego roztworu wynosiło 9. Dodano wodę do 25 ml. Roztwór równoważono w 22-24 C. Mieszanie roztworów A i B Roztwór B dodano do roztworu A, ustalono ph na 7,30. Powstałą zawiesinę pozostawiono w 32 C na 2 dni do krystalizacji. W powstałym preparacie stosunek wagowy insuliny wytrąconej do rozpuszczonej wynosił 50:50. Preparat użyto do napełnienia 1,5 ml naboi Penfill. Przykład X (Porównujący) Przygotowano preparat insuliny zawierający zarówno rozpuszczoną jak i krystaliczną Asp828ludzką insulinę w następujący sposób. Roztwór A: n A O Roztwór Asp ludzkiej insuliny w stężeniu 200 IU/ml przygotowano przez rozpuszczenie 76,5 mg AspB28ludzkiej insuliny w wodzie przez dodanie 326 il 0,2N kwasu chlorowodorowego oraz 163 il roztworu chlorku cynku (0,4 mg/ml). Następnie mieszając dodano 6,35 mg siarczanu protaminy w roztworze oraz mieszaninę składającą się z 17,2 mg m-krezolu, 15 mg fenolu oraz 160 mg gliceryny. Zmierzono ph klarownego roztworu wynosiło 2,6-2,9. Następnie dodano wodę do 10 ml. Roztwór równoważono w 28-32 C. Roztwór B: 25 mg dwuwodnego fosforanu diodowego rozpuszczono w Wodzie do Zastrzyków. Mieszając dodano 17,2 mg m-krezolu, 15 mg fenolu i 160 mg gliceryny. Zmierzone ph klarowenego roztworu wynosiło 9. Dodano wodę do 10 ml. Roztwór równoważono w 28-32 C. Roztwór B dodano do roztworu A, ustalono ph na 7,30. Powstałą zawiesinę pozostawiono w 28-32 C na 2 dni do krystalizacji. W powstałym preparacie stosunek wagowy insuliny wytrąconej do rozpuszczonej wynosił 70:30. Preparat użyto do napełnienia 1,5 ml naboi Penfill. Przykład XI Badania stresu fizycznego 5 próbek każdego z preparatów insuliny wprowadzono do naboi Penfill i poddano następującym badaniom stresu fizycznego: Naboje Penfill umieszczono w rotatorze, który umieszczono w inkubatorze i obracano 360 przez cztery godziny z prędkością 30 obrotów na minutę i w stałej temperaturze 37 C ± 2 C. Naboje Penfill podczas gdy nie rotowały przechowywano w temperaturze 37 C ± 2 C. Naboje Penfill badano makroskopowo 5 razy w tygodniu i notowano zmiany w wyglądzie preparatów zgodnie z następującymi zasadami:21 i) Naboje zawierające zawiesinę powtórnie zawieszającą się po wstrząśnięciu oraz wolną od bryłek i granulek klasyfikowano jako nie zwłóknione. ii) Naboje zawierające zawiesinę z bryłkami i/lub granulkami nie zawieszającymi się powtórnie po wstrząśnięciu i/lub osadzonymi na ściankach naboju sklasyfikowano jako zwłóknione. Potwierdzono to przez dodanie 6 ju.1 6N HC1 do naboju: zwłóknione naboje nie stawały się klarowne po dodaniu kwasu. Rotacje naboi kontynuowano do czasu zwłóknienia wszystkich próbek Wyniki streszczono w tabeli 1.
12 188 736 Tabela 1 Nr preparatu Skład Średnia ilość dni do zwłóknienia Pierwszy dzień zwłóknienia 1 AspB28insulina 30/70 250 mm mannitol 20 20 2 AspB28 insulina 30/70 200 mm mannitol 10 mm chlorek sodu 3 AspB28insulina 30/70 180 mm mannitol 10 mm chlorek sodu 4 AspB28insulina 30/70 220 mm mannitol 10 mm chlorek sodu 5 AspB28insulina 30/70 230 mm mannitol 10 mm chlorek sodu 6 AspB28insulina 30/70 250 mm mannitol 10 mm chlorek sodu 9 AspB28insulina 50/50 230 mm mannitol 10 mm chlorek sodu 23 23 21 17 19 17 21 18 22 22 >30 >30 10 (Porównujący) AspB28insulina 30/70 174 mm gliceryna 11 9 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 4,00 zł.