Лекарственные формы инсулина

Не подвергать инсулин замораживанию (при ношении зимой в сумке), перегреванию (летом в закрытой машине или на пляже) и действию прямого солнечного света — это приведёт к потере его свойств.

Не сдавать запас инсулина в багаж (при поездке в отпуск, командировку и так далее), так как он может потеряться, разбиться, замёрзнуть.

Не использовать инсулин, если он изменил свой внешний вид (например, в инсулине короткого действия плавают хлопья).

Инсулин, как все лекарственные препараты хранится в недоступном для детей месте. [6, стр.15]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ВЫЯВЛЕНИЕ ВОСТРЕБОВАННЫХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ФОРМ ИНСУЛИНА

 

Рассмотрены коммерческие лекарственные формы инсулина, а также сложности и стратегии при разработке альтернативных систем доставки гормона (трансбуккальной, трансдермальной, интраназальной, ингаляционной и пероральной). На настоящий момент разработана лишь одна клиническая форма неинвазивного инсулина. [16, стр.249]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1 Анализ различных лекарственных  форм инсулина в лекарственных  препаратах

 

Был проведён анализ на химическую и физическую стабильность лекарственной формы инсулина на примере готовой лекарственной формы инсулина человека пролонгированного действия.

Лекарственная форма содержит высокоочищенную субстанцию инсулина человека, протаминсульфат, цинка хлорид, глицерин, м-крезол, фенол, натрийдигидрогенфосфат дигидрат или динатрийгидрогенфосфат гептагидрат, натрий хлорид и воду, имеет остаточную протеолитическую активность не более 0,005 адсорбционных единиц и рН 6,9-7,8. Технический результат - создание готовой лекарственной формы инсулина человека пролонгированного действия, которая отличается химической и физической стабильностью при хранении и обеспечивает сокращение сроков её приготовления (см. Табл. 10).

Таблица 10 – Результаты анализа

№ примера	Содержание высокомолекулярных соединений, %		Внешний вид суспензии после хранения в течение 25 месяцев
	На момент производства	После 25 месяцев хранения при температуре 4 °C
1	2	3	4
1	0,2	0,85	Гомогенная система, отсутствие комков
2         1	0,25     2	0,97     3	Гомогенная система, отсутствие комков   4
3	0,55	1,8	Гомогенная система, отсутствие комков
4	0,6	2,0	Гомогенная система, отсутствие комков

 

Известны препараты инсулина пролонгированного действия, в которых как действующее вещество использовалась субстанция свиного инсулина, как пролонгаторы ионы цинка и протаминсульфат, как изотонический агент г - лицерин, как консерванты - м-крезол и фенол, как вещество с буферной ёмкостью - натрий фосфорнокислый или уксуснокислый («Современные гормональные средства», Киев: Здоровье, 1994 год). Но такие препараты содержали большое количество вредных для здоровья человека примесей, которые вызывали нежелательные аллергические реакции и осложнения.

Более совершенными и наиболее близкими по составу к заявляемой готовой лекарственной форме инсулина пролонгированного действия являются лекарственные препараты по патенту США №5547930, 1996 года, «Кристаллы инсулина ASPВ28», которые содержат как действующее вещество аналог субстанции инсулина ASPВ28 в количестве 3,55-4,375 г/л, как пролонгаторы - цинка хлорид в количестве 0,0323-0,0395 г/л и протаминсульфат в количестве 0,463-0,565 г/л, как изотонический агент глицерин в количестве 30-33 г/л, как консерванты - м-крезол в количестве 1,4-1,6 г/л и фенол в количестве 1,2-1,3 г/л, как агент с буферной ёмкостью - динатрийгидрогенфосфат в количестве 1,8-1,9 г/л и воду. К недостаткам этого медицинского препарата можно отнести большое содержание глицерина и протаминсульфата (30-33 г/л и 0,463-0,565 г/л по сравнению с 14-18 г/л и 0,238-0,318 г/л в заявляемом решении соответственно). И хотя авторы патента №5547930 не дают данных по химической стабильности препарата при хранении, но известно, что глицерин при хранении препарата увеличивает образование ковалентно прошитых димеров инсулина и дезамидоинсулинов (Fcta Pharm. Nord. 4(3), стр. 152), а протаминсульфаты способствуют образованию протамин-инсулинов, которые также относятся к высокомолекулярным соединениям и большое количество которых свидетельствует о химической нестабильности готовой лекарственной формы во времени, что, в свою очередь, приводит к увеличению частоты клинических аллергических реакций у больных диабетом. Кроме того, использование в прототипе как действующего вещества аналога субстанции инсулина ASPВ28приводит к удлинению процесса приготовления готового лекарственного средства, потому что рост кристаллов по данным авторов патента №5547930 занимает 7 суток (по сравнению с 18-20 часами в заявляемом решении).

Задачей изобретения является создание готовой лекарственной формы инсулина человека пролонгированного действия, которая отличается химической и физической стабильностью при хранении, и обеспечение сокращения сроков её приготовления.

Поставленная задача решается тем, что готовая лекарственная форма инсулина человека пролонгированного действия, содержащая высокоочищенную субстанцию инсулина человека, протаминсульфат, цинка хлорид, глицерин, м-крезол, фенол, динатрийгидрогенфосфат гептагидрат и воду, согласно изобретению отличается тем, что высокоочищенная субстанция инсулина человека имеет остаточную протеолитическую активность не более 0,005 абсорбционных единиц, а композиция содержит динатрийгидрогенфосфат гептагидрат или натрийдигидрогенфосфат дигидрат и дополнительно натрия хлорид и имеет рН 6,9-7,8 при следующем соотношении компонентов, г/л: высокоочищенная субстанция инсулина человека 3,214-3,928; протаминсульфат 0,238-0,318; цинка хлорид 0,014-0,0225; глицерин 14-18; м-крезол 1,4-1,6; фенол 0,5-0,7; натрийдигидрогенфосфат дигидрат 2,4-2,8 или динатрийгидрогенфосфат гептагидрат 2,0-2,3; натрий хлорид 0,15-0,3; вода - остальное.

В заявляемом решении как действующее вещество, то есть высокоочищенная субстанция инсулина человека, может быть использована полусинтетическая субстанция инсулина человека, полученная реакцией транспептидации свиного инсулина с сопутствующими родственными примесями, которая проводится в присутствии трипсина при молярном избытке ди-трет-бутилового эфира треонина, и постадийно очищенная хроматографией высокого давления, или субстанция инсулина человека, полученная по рекомбинантной технологии, причём обе субстанции инсулина человека должны характеризоваться остаточной протеолитической активностью не более 0,005 абсорбционных единиц. Как пролонгаторы в заявляемом решении могут использоваться протаминсульфат с остаточной протеолитической активностью тоже не более 0,005 абсорбционных единиц и цинка хлорид; в качестве изотонических агентов используются глицерин и натрия хлорид; консервантов - м-крезол и фенол; вещества с буферной ёмкостью - натрийдигидрогенфосфат дигидрат или динатрийгидрогенфосфат гептагидрат. Растворение субстанции инсулина человека и корректировка рН смеси до 6,9-7,8 реализуются известными способами с помощью НСl и NaOH соответственно.

Решение поставленной задачи  иллюстрируется примерами конкретного выполнения.

- Пример 1

3,571 г субстанции инсулина  человека суспендировали в 150 мл  воды, затем с помощью 1 М НСl рН  суспензии довели до 3,1 для растворения  кристаллов субстанции. 0,318 г протаминсульфата  растворили в 25 мл воды и довели  рН раствора до 3,1, добавляя 1 М НСl. 0,0225 г цинка хлорида добавили к раствору протаминсульфата. Потом смешали раствор субстанции инсулина человека и раствор, который содержал протаминсульфат и цинка хлорид.

После этого приготовили буферный раствор, который содержал 2,5 г натрийдигидрогенфосфата дигидрата, 1,5 г м-крезола, 0,6 г фенола, 16 г глицерина и 0,2 г натрия хлорида в объеме 800 мл и довели рН буферного раствора до 7,8, провели стерилизующую фильтрацию и профильтровали туда смесь кислых растворов субстанции инсулина человека, протаминсульфата и цинка хлорида. Полученную смесь выдерживали при перемешивании 18 часов при температуре 18°С для получения кристаллической суспензии готового лекарственного препарата. Готовый препарат разлили в асептических условиях в картриджи ёмкостью 1,5 и 3,0 мл. Готовый препарат проанализировали методом аналитической высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Анализ показал практическое отсутствие инсулина в супернатанте при общем содержании инсулина 98 МЕ/мл. Содержание высокомолекулярных белков составило 0,2%. Форму и размер кристаллов определяли с помощью микроскопа при 400-кратном увеличении. Кристаллы имели тетрагональную форму и длину от 1 до 25 мкм.

- Пример 2

75% кристаллической доли  лекарственной формы готовили, как  в примере 1, за исключением того, что вместо натрийдигидрогенфосфата дигидрата брали динатрийгидрогенфосфат гептагидрат в количестве 2,0 г, а смесь всех компонентов выдерживали при перемешивании при такой же температуре 20 часов. 25% растворимой части лекарственной формы готовили следующим образом: 1,19 г субстанции инсулина человека суспендировали в 100 мл воды, с помощью 1 М НСl довели рН до 3,1. В 230 мл воды приготовили буферный раствор, который содержал 0,66 г динатрийгидрогенфосфата гептагидрата, 0,5 г м-крезола, 0,2 г фенола, 5,28 г глицерина и 0,066 г натрия хлорида. Буферный раствор смешали с раствором субстанции инсулина, откорректировали рН полученного раствора до 7,3 и провели стерилизующую фильтрацию в емкость с кристаллической частью готовой лекарственной формы. Смесь перемешивали в течение 1 часа и потом в асептических условиях провели разлив. Анализ готового препарата таким же методом, как в примере 1, показал общее содержание инсулина человека 97,3 МЕ/мл, содержание инсулина в супернатанте 24 МЕ/мл. Содержание высокомолекулярных белков составило 0,25%. Кристаллы имели тетрагональную форму и длину от 1 до 20 мкм.

- Пример 3

Готовое лекарственное средство получали, как в примере 1, но натрия хлорида брали 0,35 г. Общее содержание инсулина в медицинском препарате, определённое методом аналитической ВЭЖХ, составило 98 МЕ/мл, в супернатанте - 0,5 МЕ/мл. Содержание высокомолекулярных белков было 0,55%. Форма и размер кристаллов были, как в примере 1.

- Пример 4

Готовую лекарственную форму получали, как в примере 1, но натрия хлорида брали 0,1 г. Общее содержание инсулина в медицинском препарате, определённое методом аналитической ВЭЖХ, составило 96,8 МЕ/мл, в супернатанте - 0,8 МЕ/мл. Содержание высокомолекулярных белков составляло 0,6%. Форма и размер кристаллов были, как в примере 1.

Для определения химической и физической стабильности полученные образцы медицинских препаратов, которые на момент приготовления отвечали всем требованиям, предъявляемым к препаратам инсулина Европейской фармакопеей, выдерживались при температуре 4°С в течение 25 месяцев. После этого образцы были проанализированы аналитической системой ВЭЖХ на содержание высокомолекулярных соединений (ВМС). Внешний вид суспензии определялся визуально. Полученные данные сведены в таблицу, представленную выше.

Таким образом, как видно из приведённых примеров и таблицы, химическая и физическая стабильность полученных в соответствии с изобретением образцов готовых лекарственных форм инсулина человека пролонгированного действия (примеры 1 и 2) более чем в три раза превышает данные, которые требуются Европейской фармакопеей, а их состав позволяет сократить производственный процесс более чем в семь раз.

Готовая лекарственная форма инсулина человека пролонгированного действия, содержащая высокоочищенную субстанцию инсулина человека, протаминсульфат, цинка хлорид, глицерин, м-крезол, фенол и воду, отличающаяся тем, что высокоочищенная субстанция инсулина человека имеет остаточную протеолитическую активность не более 0,005 адсорбционных единиц, а композиция содержит натрийдигидрогенфосфат дигидрат или динатрийгидрогенфосфат гептагидрат и дополнительно натрий хлорид и имеет рН 6,9-7,8 при следующем соотношении компонентов, г/л:

высокоочищенная субстанция инсулина человека 3,214-3,928

протаминсульфат 0,238-0,318

цинка хлорид 0,014-0,0225

глицерин 14-18

м-крезол 1,4-1,6

фенол 0,5-0,7

натрийдигидрогенфосфат дигидрат 2,4-2,8

или динатрийгидрогенфосфат гептагидрат 2,0-2,3

натрия хлорид 0,15-0,3

вода. [17, стр.71-77]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 Инъекционные формы  аналогов инсулина и его конъюгатов

 

С развитием биотехнологии стало возможным производить инсулины с изменённой аминокислотной последовательностью, тем самым влияя на их физико-химические, биологические и фармакокинетические свойства. Было синтезировано более 300 аналогов инсулина, но лишь немногие из них достигли рынка.

Основная цель создания таких аналогов инсулина – устранение недостатков традиционных препаратов: пролонгирование или, напротив, ускорение действия; повышение стабильности нативного инсулина; устранение вариабельности действия и приближение изменений концентрации глюкозы в крови к физиологическим.

Первым аналогом человеческого инсулина, который был введён на рынок, стал инсулин Lispro (известный также как Humalog). Он отличается от инсулина человека инверсией аминокислотных остатков в положениях В28 и В29. Такая инверсия позволяет уменьшить взаимодействие между В-цепями инсулина и тем самым ускорить его действие. С-концевые аминокислотные остатки в В-цепи играют важную роль в способности молекулы инсулина человека к образованию димеров и гексамеров в растворе. При подкожном введении инсулин Lispro мгновенно диссоциирует до мономеров, в то время как обычный препарат инсулина остаётся в гексамерной форме. При этом наблюдается более адекватный ответ к уровню глюкозы в крови. Препарат начинает действовать через несколько минут после инъекции, пик действия наблюдается через час, действие длится около 4 ч.

Похожими свойствами обладает другой быстродействующий аналог инсулина – Aspart (известный также как Novolog, Actrapid и Asp B28), отличающийся от нативного инсулина человека заменой Pro на Asp в положении В28. Механизм ускорения действия такой же, как в случае инсулина Lispro. Препарат начинает действовать через 15 мин после инъекции, пик действия достигается через 40-50 мин, действие длится 6 ч. При этом пиковые концентрации в 2 раза превышают концентрации в случае использования обычного инсулина в тех же доз.