DE69837159T2 - Verfahren zur herstellung einer einzeldosisspritze mit lyophilisierter proteinmischung zur verabreichung eines volumens von weniger als 0,5 ml - Google Patents

Description

• Einführung
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Einzeldosisspritze, die ein gefriergetrocknetes Protein in einer ersten Kammer und eine wässrige Rekonstitutionslösung in einer zweiten Kammer umfasst, das durch die Stufen des Füllens der ersten Kammer mit einer Zusammensetzung, die ein Protein in einer Menge von weniger als 1,4 mg, eine Aminosäure und ein Stabilisierungsmittel umfasst, wobei das Gewichtsverhältnis zwischen Protein und Aminosäure gegenüber dem Stabilisierungsmittel weniger als 1,5 beträgt, des Gefriertrocknens der ersten Kammer unter Bildung eines Kuchens, wobei das Verhältnis des Gewichts der trockenen Komponente zum Kuchenvolumen in der ersten Kammer über 12 mg/ml beträgt, und des Füllens der zweiten Kammer mit einer wässrigen Rekonstitutionslösung mit einem injizierbaren Volumen von weniger als 0,5 ml gekennzeichnet ist.
• Stand der Technik
• Proteine, die häufig gegenüber einer Aufbewahrung in Flüssigkeiten empfindlich sind, werden normalerweise gefriergetrocknet und durch den Patienten kurz vor der Injektion rekonstituiert.
• Bei der Herstellung einer derartigen Spritze mit einer therapeutischen Menge eines Proteins für den Patienten sind wichtige Kriterien:
• – akzeptable Stabilität des Pulvers vor einer Rekonstitution. Die Zubereitung sollte mindestens gute Qualität als gefriergetrocknete Produkte auf dem Markt aufweisen. Das getrocknete Produkt sollte bei Raumtemperatur, zumindest für einen bestimmten Zeitraum, gelagert werden können.
• – kein Schmerz bei Verabreichung an Patienten, beispielsweise durch Verwendung einer isotonischen Lösung und eines geringen Injektionsvolumens.
• – akzeptable Rekonstitutionszeit.
• Eine Vorrichtung zur Herstellung einer injizierbaren Lösung von Substanzen, die gegenüber Abbau empfindlich sind, wird in der US 4968299 beschrieben und sie wird auf dem Markt als KabiPen^® bezeichnet. Mit KabiPen^® erhielt der Patient eine Vorrichtung, die ziemlich einfach zu handhaben ist. Die Vorrichtung umfasst eine Zweikammerampulle Genomix^®, die hGH (humanes Wachstumshormon) als lyophilisiertes Pulver in einer der Abteilungen und eine Rekonstitutionslösung in der anderen umfasst. Der Patient rekonstituiert das Produkt vor der Verwendung. Das rekonstituierte Produkt ist dann 3 Wochen stabil, wenn es bei 2–8 °C gelagert wird. Diese Vorrichtung ist eine Mehrfachdosisspritze.
• Auf dem Markt befindet sich auch eine Dosisvorrichtung für Wachstumshormon, KabiQuick^®, die ein Injektionsvolumen von 0,5 ml oder mehr aufweist.
• In der Patentanmeldung WO 89/09614, Genentech, wird eine stabilisierte Formulierung von hGH, die Glycin, Mannit und einen Puffer umfasst, offenbart und in einer bevorzugten Ausführungsform ein nichtionisches grenzflächenaktives Mittel, wie Polysorbate 80, hinzugefügt. Natriumphosphat wird als Puffersubstanz vorgeschlagen. Die Formulierung weist erhöhte Stabilität in einer lyophilisierten Formulierung und bei Rekonstitution auf. Das Endverhältnis der Bestandteile wird durch Pufferaustausch auf einer Gelfiltrationssäule erhalten.
• Es erfolgt keine Nennung im Hinblick auf das dem Patienten injizierte Volumen noch die Proteinmenge.
• In der Patentanmeldung WO 91/18621 (Genentech) wird Mannit allgemein als Träger für Stabilität von GH und IGF genannt.
• Die Patentanmeldung WO 94/03198 (Genentech) offenbart eine wässrige Formulierung mit GH + Puffer + grenzflächenaktives Mittel + Mannit.
• Es besteht der Wunsch, eine Einzeldosisspritze zu ermitteln, die ein injizierbares Volumen von weniger als 0,5 ml und eine geringe Proteinmenge pro Dosis aufweist und durch Gefriertrocknen ohne ein Produktionsproblem produziert werden kann.
• Es wurde festgestellt, dass, wenn eine Einzeldosisspritze mit Protein in einer geringen Menge in einem kleinen Injektionsvolumen produziert wurde, Probleme auftreten, wenn die Lösung in der ersten Kammer der Spritze gefriergetrocknet wird.
• Die Matrix des gefriergetrockneten Kuchens war nicht kohärent und dies führte überraschenderweise zu einem Herausblasen. Der Kuchen barst in der Kammer und das Protein ging auf diese Weise verloren. Dies ist nicht nur aus Produktionsgründen, sondern auch aus ökonomischen Gründen nicht akzeptabel, wenn ein Medikament, das ein kostenaufwendiges Protein umfasst, produziert wird. Daher muss eine Lösung für dieses Problem ermittelt werden.
• Dieses Problem tritt nicht auf, wenn KabiQuick oder andere gefriergetrocknete Proteinprodukte hergestellt werden. Es wurde festgestellt, dass diese Produkte eine hohe Menge an Protein und Aminosäure aufweisen. Die Probleme, die für ei ne geringe Menge Protein pro Dosis auftreten, wurden nun durch die vorliegende Erfindung gelöst.
• Die Erfindung
• Wir ermittelten nun, dass ein möglicher Weg zur Produktion der gewünschten Einzeldosisspritze mit einer geringen Proteinmenge und einem kleinen injizierbaren Volumen in einer Kombination der Menge an Wachstumshormon, des Trockengehalts und Verhältnisses des Gehalts an dem Protein und den zusätzlichen Komponenten gemäß den beigefügten Ansprüchen besteht.
• Die vorliegende Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Herstellung einer vorgefüllten Einzeldosisspritze, die ein gefriergetrocknetes Protein in einer ersten Kammer und eine wässrige Rekonstitutionslösung in einer zweiten Kammer umfasst, das durch die Stufen des Füllens der ersten Kammer mit einer Zusammensetzung, die ein Protein in einer Menge von weniger als 1,4 mg, eine Aminosäure und ein Stabilisierungsmittel umfasst, wobei das Gewichtsverhältnis zwischen Protein und Aminosäure gegenüber dem Stabilisierungsmittel weniger als 1,5 beträgt, des Gefriertrocknens der ersten Kammer unter Bildung eines Kuchens, wobei das Verhältnis des Gewichts der trockenen Komponente zum Kuchenvolumen über 12 mg/ml beträgt, und des Füllens der zweiten Kammer mit einer wässrigen Rekonstitutionslösung mit einem injizierbaren Volumen von weniger als 0,5 ml gekennzeichnet ist.
• Diese beanspruchte neue Vorrichtung mit der neuen Zusammensetzung kann ohne Komplikationen hergestellt und mit guter Stabilität gelagert werden.
• Das Gewichtsverhältnis zwischen Protein und Aminosäure gegenüber Stabilisierungsmittel ist vorzugsweise gleich oder geringer als 1,3. Die wässrige Rekonstitutionslösung weist vorzugsweise ein injizierbares Volumen von weniger als 0,3 ml auf. Die Lösung kann ein Konservierungsmittel und/oder einen Puffer enthalten. Stabilisierungsmittel bedeutet einen Massemittel-Matrixgerüststoff und/oder Kuchenbildner, beispielsweise Mannit, jedoch keine Aminosäure, und als Aminosäure wird vorzugsweise Glycin verwendet, wobei jedoch andere Aminosäuren, beispielsweise Alanin, ebenfalls verwendet werden können.
• Isotonisches Mittel bedeutet eine Substanz zum Erreichen der richtigen Osmolalität der Injektionslösung.
• Das Protein ist vorzugsweise ein rekombinantes oder natürliches Wachstumshormon, die beide human und tierisch sein können, beispielsweise humanes Wachstumshormon (hGH), Rinderwachstumshormon (bGH) und Schweinewachstumshormon (pGH).
• HGH ist ein Protein, das aus einer Einzelkette von 191 Aminosäuren besteht. Das Molekül wird durch zwei Disulfidbrücken verknüpft und die monomere Form weist ein Molekulargewicht von 22 kDa auf.
• Zwei Arten therapeutisch verwendbarer rekombinanter hGH-Zubereitungen sind derzeit auf dem Markt: das authentische, beispielsweise Genotropin^®, Pharmacia & Upjohn AB, und ein Analogon mit einem zusätzlichen Methioninrest am N-terminalen Ende, beispielsweise Somatonorm^®. hGH wird zur Stimulation des Längenwachstums bei Patienten mit hypopituitärem Zwergwuchs oder Turner-Syndrom verwendet, doch wurden auch andere Indikationen vorgeschlagen.
• Beispiele
• Die Erfindung wird im folgenden Beispiel mit verschiedenen Formulierungen A-K, in denen verschiedene Zusammensetzungen und Volumina gefriergetrocknet wurden, beschrieben, siehe die folgenden Tabellen. In den folgenden Beispielen wurde ein rekombinantes produziertes hGH verwendet (GH). Die Lösung von hGH zum Füllen wird von der letzten Gelfiltrationsstu fe des Masselösungsreinigungsverfahrens erhalten. Puffer wird zur Einstellung der Streckmittelendkonzentration zugegeben und danach wird die Lösung mit Puffer zur korrekten Proteinkonzentration verdünnt.
• Kuchenvolumen bedeutet dispensiertes Volumen vor dem Gefriertrocknen. Das verwendete Lösemittel ist Wasser.
• Die Beispiele F, I und K sind erfindungsgemäß.
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• Die Formulierungen A und B führten zu Zerbersten.
• Um das Problem des Zerberstens zu vermeiden, wurde das Verhältnis Gewicht/Kuchenvolumen durch Zugabe von Mannit erhöht, siehe die folgende Tabelle.
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• Jedoch blieb das Problem mit Zerbersten bestehen. Die Formulierungen C, D und E führten alle zu Zerbersten.
• Stattdessen wurde das Kuchenvolumen verringert, um das Verhältnis Gewicht/Kuchenvolumen zu erhöhen.
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• Das Ergebnis war, dass das Aussehen des Kuchens umso besser war, je geringer das Volumen war. Die Folgerung war, dass für geringe Wachstumshormonmengen das Verhältnis Gewicht/Kuchenvolumen durch Senkung des Füllvolumens erhöht werden muss. Ein Erhöhen durch Steigerung der Mannitmenge ist nicht erfolgreich. Diese Ergebnisse wurden in zwei weiteren Experimenten bestätigt, siehe die folgende Tabelle.
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• Schlussfolgerung:
• Die Beobachtung, dass das Kuchenvolumen verringert werden sollte, um das Verhältnis Gewicht/Kuchenvolumen zu erhöhen, wurde bestätigt. Je geringer das Volumen ist, desto besser ist das Aussehen des Kuchens. Für geringe Wachstumshormonmengen muss daher das Verhältnis Gewicht/Kuchenvolumen durch Verringerung des Füllvolumens erhöht werden. Ein Erhöhen durch Steigerung der Mannitmenge ist nicht erfolgreich.
• Dies gilt für Formulierungen, in denen das Gewichtsverhältnis zwischen Protein und Aminosäure gegenüber Stabilisierungsmittel weniger als 1,5 beträgt.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung einer Einzeldosisspritze, die ein gefriergetrocknetes Protein in einer ersten Kammer und eine wässrige Rekonstitutionslösung in einer zweiten Kammer umfasst, das durch die folgenden Stufen gekennzeichnet ist: – Füllen der ersten Kammer mit einer Zusammensetzung, die ein Protein in einer Menge von weniger als 1,4 mg, ein Stabilisierungsmittel und eine Aminosäure umfasst, wobei das Gewichtsverhältnis von Protein und Aminosäure gegenüber Stabilisierungsmittel weniger als 1,5 beträgt, – Gefriertrocknen der ersten Kammer unter Bildung eines Kuchens, wobei das Gewichtsverhältnis der trockenen Komponente gegenüber dem Kuchenvolumen über 12 mg/ml beträgt, – Füllen der zweiten Kammer mit einer wässrigen Rekonstitutionslösung mit einem injizierbaren Volumen von weniger als 0,5 ml.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Gewichtsverhältnis der trockenen Komponente gegenüber dem Kuchenvolumen in der ersten Kammer über 15 mg/ml beträgt.
3. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Protein Wachstumshormon, vorzugsweise humanes Wachstumshormon ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aminosäure Glycin ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Stabilisierungsmittel Mannit ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Kammer einen Puffer, wie Natriumphosphat, umfasst.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Kammer ein isotonisches Mittel umfasst.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Kammer Mannit und einen Puffer, wie Natriumphosphat, umfasst.