Способ получения очищенного гематинового комплекса железо-сахарид и полученный продукт

Способ получения очищенного гематинового комплекса железо-сахарид и полученный продукт

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предпосылки изобретения

Настоящее изобретение относится к терапевтически активным железосодержащим частицам, включая гематиновые фармацевтические препараты для парентерального введения. Для целей настоящего изобретения "гематиновое" обозначает соединение или композицию, содержащую железо в форме, которая стремится к увеличению количества гемоглобина в крови млекопитающего, в частности, человека. Хотя такие соединения могут, в широком смысле, быть охарактеризованы как комплексы железо-углевод, которые могут включать в себя декстраны, настоящее изобретение направлено на общий подкласс, известный как комплексы железо-сахарид, и включает в себя такие вещества, как комплекс глюконата натрия железа(III) в сахарозе (sodium ferric gluconate complex in sucrose, SFGCS), комплекс гидрат окиси железа(III)-сахароза (ferric hydroxide-sucrose complexe, FHSC) и/или другие, характеризуемые как сахараты железа. Для целей настоящего изобретения такие активные железосодержащие вещества упоминаются в целом как комплексы железо-сахарид или активные гематиновые частицы (АГЧ). В данной области термин "комплекс" может иметь разные значения в различных контекстах. В одном аспекте термин «комплекс» может быть использован для описания ассоциации (соединения) между двумя или более ионами с формированием относительно низкомолекулярной неполимерной композиции, которая существует только при данном наборе условий. Этот тип комплекса упоминается как "первичный комплекс". Альтернативный вариант, в котором используется этот термин, предназначается для описания ассоциирования или агломерирования множества первичных комплексов в большую макромолекулу или "вторичный комплекс". Для целей настоящего изобретения такие агломераты также упоминаются здесь как макромолекулы. Для целей настоящего изобретения такие макромолекулы или вторичные комплексы идентифицируются как "комплексы" и упоминаются просто как комплексы. В качестве примера указанных выше различий, глюконат железа(II) представляет собой композицию, содержащую ионы двухвалентного железа и анионы глюконата. Двухвалентный ион железа и два аниона глюконата образуют первичный комплекс с относительно низкой молекулярной массой (около 450 Дальтон), и первичные комплексы этого типа не агломерируются в виде макромолекул, когда они растворяются в водной среде. Поэтому глюконат железа(II) не является композицией, которая попадает в настоящем описании в рамки термина "комплекс". Глюконат железа(III), однако, существует в виде комплекса согласно тому, как этот термин используется здесь, поскольку первичные комплексы ионов трехвалентного железа и анионы глюконата агломерируются с образованием больших макромолекул (и могут иметь молекулярные массы от около 100000 до около 600000 Дальтон или более). Несколько вариантов воплощения терапевтически активных соединений железа(III) являются коммерчески доступными, как будет описано ниже. Для целей настоящего изобретения термин "наполнители" обозначает негематинно активные компоненты, включая побочные продукты реакций синтеза и непрореагировавшие исходные материалы, побочные продукты деградации, разбавители и им подобные компоненты, присутствующие в смеси с терапевтически активными железосодержащими частицами, такими как комплексы железо-сахарид.

Анемия, связанная с недостатком железа, представляет собой расстройство кроветворной системы, которое может быть излечено с использованием различных терапевтических препаратов, содержащих железо. Эти препараты включают в себя простые соли железа, такие как сульфат железа(II), глюконат железа(II), фумарат железа(II), оротат железа(II) и им подобные. Если использование таких веществ для перорального введения не приводит к устранению недостатка железа, следующий уровень лечения включает в себя парентеральное введение железа. В зависимости от клинического состояния пациента парентеральное введение железа, связанного с полиглюканом или декстраном, может служить в качестве эффективного терапевтического средства доставки железа. Для введения таких декстранов железа может быть использована внутримышечная инъекция или внутривенное введение; коммерческие примеры таких продуктов включают в себя препараты, имеющие такие торговые наименования, как "Imferon" и "INFeD". Различные клинические состояния, которые требуют парентерального введения железа, показали практическую гематиновую ценность декстранов железа. Использование декстранов железа замедляется из-за идиосинкразий при их синтезе и производстве, а также такими реакциями пациентов, как гиперчувствительность. Эти воздействия могут проявляться в виде острой аллергической реакции, наблюдаемой как анафилаксия или такие симптомы, как небольшие или временные ощущения зуда. Вызываются ли такие аллергенные или другие отрицательные воздействия индивидуальной чувствительностью пациента к активному ингредиенту или к побочным продуктам, примесям или к продуктам деградации в парентеральном растворе, до сих пор не установлено.

В качестве альтернативы декстранам железа, здесь рассматриваются комплексы железо-сахарид как недекстрановые гематиновые соединения. Тогда как декстраны железа содержат полимеризованные моносахаридные остатки, комплексы железо-сахарид по настоящему изобретению характеризуются отсутствием, по существу, таких полимеризованных моносахаридов. Комплексы железо-сахарид являются коммерчески доступными, например, под торговым наименованием Ferrlecit, который идентифицируется как комплекс глюконата натрия железа(III) в сахарозе (SFGCS). Производитель утверждает, что структурная формула продукта должна рассматриваться как [NaFe₂О₃(C₆H₁₁O₇)(C₁₂H₂₂O₁₁)₅]_n, где n равно примерно 200, и он имеет видимую молекулярную массу 350000±23000 Дальтон. Однако замечено, что на основе опубликованной структурной формулы, процитированной выше, формульная масса должна быть существенно выше, 417600 (хотя, согласно публикации, точная интерпретация формулы является сложной). Более того, коммерческая гематиновая композиция содержит 20% масс./объем. сахарозы (195 мг/мл) в воде. Химическое наименование говорит о том, что терапевтическое железо (Fe) в этой форме фармакологически вводится в виде окисленной формы железа, т.е. Fe(III), в противоположность восстановленной форме железа, т.е. Fe(II). Благодаря заряженному окисленному состоянию Fe(III), предполагается, что глюконовая кислота (пентагидроксикапроновая кислота, C₆H₁₂О₇) также существует в растворе сахарозы в форме координационного комплекса или лиганда. Для целей настоящего изобретения необходимо понять, что химия глюконата, содержится ли он в комплексе лиганда с Fe(III) или нет, не предотвращает его взаимодействий с другими углеводами, которые могут присутствовать, такими как сахароза. Таким образом, использование термина комплекс железо-сахарид будет пониматься в качестве указания на существование неописанной и неточной структуры, где ионизированная глюконовая кислота (глюконат) и молекулы сахарозы незначительно ассоциируются с помощью различных взаимодействий связывания с получением молекулярного каркаса, который содержит Fe(III). Другое недекстрановое гематиновое соединение по настоящему изобретению композиционно описывается как комплекс гидрат окиси железа(III)-сахароза (FHSC). Этот гематиновый препарат для парентерального введения является коммерчески доступным под торговым наименованием "Venofer". Как и в случае с SFGCS, это описательное наименование говорит о форме трехвалентного железа, Fe(III), которое присутствует в пространственном комплексе с сахарозой или каким-либо производным сахарозы. По этой причине недекстрановые комплексы железо-сахарид по настоящему изобретению включают в себя SFGCS, FHSC и их смеси. Эти носители или средства для доставки железа включают в себя железосодержащий структурный комплекс, который для целей настоящего изобретения обозначается как активные гематиновые частицы (АГЧ).

Для целей настоящего изобретения, термин АГЧ используется взаимозаменяемо с терминами «комплекс железо-сахарид», «сахаридный носитель для доставки железа» и «сахарат железа». Термин "сахарат" или "сахаридный" используется для обобщенного описания взаимодействия атома железа с другой индивидуальной молекулой или с ее полимерами, которая имеет сахарозную группу, структурно идентифицируемую так:

-CH(OH)-C(О)-

Самый простой случай существования сахарозной группы представляет собой случай, где две конечные позиции в стандартной молекулярной проекционной модели Фишера для молекулы видны в виде альдо- или кето-группы, соответственно, обозначаемых как:

(-CH(OH)-CHO) или (-CHO-CH₂OH)

Этот номенклатурный формат также описан в Zapsalis C. and R.A. Beck, 1985, "Food Product Chemistry and Nutritional Biochemistry," Chapter 6, John Wiley & Sons, pp. 315-321 (включенные сюда в качестве ссылок). Такие группы и продукты их первого окисления или восстановления существуют в молекулах, распознаваемых в качестве моносахаридов, которые содержат атомы углерода с таким же отношением водорода и кислорода, которое встречается в воде. В качестве примера, альдозный сахар, известный как глюкоза, имел бы глюконовую кислоту в качестве продукта первого окисления и глюцитол, также известный как сорбит, в качестве продукта первого восстановления. Как исходный моносахарид, представленный с помощью модели глюкозы, так и его возможные продукты реакции, сохраняют свидетельство существования характерной сахаридной группы в окисленной или восстановленной форме. Хотя эти структурные вариации существуют, обе они остаются распознанными в качестве моносахаридов и углеводов. В практической номенклатуре окисленная версия сахарозной группы демонстрирует карбоксильную группу, которая при соответствующих условиях pH даст ей возможность для ионизации в соответствии с ее уникальной константой ионизации и значением pK_а. Когда она ионизирована, окисленная сахарозная группа обозначается как "сахарат", или же она может быть обобщенно описана как сахаридная кислота, где ионизирующийся протон остается вместе с окисленной сахарозной группой. Если ионизированная карбоксильная группа сахарозной группы ассоциируется с катионом, например, натрия, образуется соль сахаридной кислоты. Например, окисление глюкозы дает глюконовую кислоту, и соль натрия этой сахаридной кислоты представляет собой глюконат натрия. Подобным же образом, когда катион двухвалентного железа Fe(II) электростатически ассоциируется с карбоксильной группой глюконовой кислоты, получается глюконат железа(II). Моносахариды, которые являются альдозами, обычно подвергаются окислению с получением их эквивалентов сахаридной кислоты, или же, когда они ионизированы, моносахаратные формы могут взаимодействовать с выбранными катионами, имеющими степень окисления от +1 до +3. Глицеральдегид представляет собой самую простую структуру, которая демонстрирует такую альдо-группу, в то время как дигидроксиацетон служит в качестве соответствующего примера кето-группы. Практические расширения таких структур с шестью атомами углерода принимают во внимание описательную базу из двух классификаций углеводов, где одна из форм представляет собой альдозы, а другая - кетозы. Альдозы и кетозы, соответственно, представлены такими моносахаридами, как глюкоза или фруктоза. При наличии множества возможных продуктов реакций внутри молекул и между молекулами, происходящих из моносахаридов, включая продукт окисления глюкозы, известный как глюконовая кислота, попытки создания комплекса железа с сахаратами могут привести к созданию АГЧ. Для целей настоящего изобретения, АГЧ рассматриваются как более химически сложный вариант воплощения гематинового железа, чем предполагается при использовании обобщенного названия комплекс глюконата натрия железа(III) в сахарозе (SFGCS) или комплекс гидрат окиси железа(III)-сахароза (FHSC), и по этой причине обозначения, включающие в себя комплекс железо-сахарид или носитель для доставки комплекса сахарид-железо или сахарид-железо, используются взаимозаменяемо с АГЧ. Следовательно, внутри- и междумолекулярные реакции или ассоциации при реакциях моносахаридов с железом во время синтеза гематиновых частиц могут случайным образом приводить к получению большого количества структурных разновидностей (видов) частиц с гематиновыми свойствами, которые охватываются настоящим изобретением.

Как правило, комплексы железо-декстран обеспечивают доставку до 100 мг Fe(III)/2,0 миллилитра (мл) инъектируемой жидкости, при этом комплексы железо-сахарид могут обеспечивать доставку 50-120 мг Fe(III)/5,0 мл объема, как коммерчески приготавливается в стандартной единичной дозе. После изготовления многие из этих продуктов комплексов железо-сахарид содержат 10-40 масс./объем.% негематиновых наполнителей, а также побочных продуктов реакции синтеза.

Хотя некоторые гематиновые агенты имеют установленный компендиальный статус, т.е. внесены перечни, содержащие краткие характеристики лекарственных средств и составленные под эгидой Фармакопеи Соединенных Штатов Америки (USP) или National Formulary (NF), комплексы железо-сахарид не имеют признанных компендиальных ссылок, стандартизованной характеристики молекулярной идентичности или документированной молекулярной специфичности, уникальной для активных гематиновых частиц. Это говорит о том, что носитель для доставки железа в недекстрановых гематиновых соединениях, таких как SFGCS или FHSC, ранее не был адекватно очищен и выделен из наполнителей, сопутствующих производству, с тем, чтобы сделать возможной подробную характеризацию. Как следствие, не был разработан и аттестованный эталонный стандарт или не содержащий наполнителя контрольный показатель аналитического качества, способный к характеризации одного желаемого гематинового агента среди других, имеющих неопределенные характеристики. Со времени объединения усилий USP и NF в 1975 году для создания компендиальных перечней USP-NF лекарственных средств, эталонные стандарты и аналитические протоколы разработаны для более чем 3800 фармацевтических препаратов, хотя 35% имеющихся на рынке фармацевтических препаратов все еще не включены в перечень USP-NF. Гематиновые фармацевтические препараты, такие как SFGCS и FHSC, попадают в эту последнюю категорию. Этой проблеме была посвящена недавно вышедшая публикация "Raising the Bar for Quality Drugs", pp. 26-31, Chemical and Engineering News, American Chemical Society, March 19, 2001. Как и в случае иммунных и анафилактических реакций, вызываемых специфичными антигенами, тонкая линия молекулярной специфичности и композиционной дифференциации может отделить уровень, не вызывающий отрицательных воздействий, для одной гематиновой активной молекулярной структуры и наполнителей от другой, которая может вызывать такие отрицательные реакции. Таким образом, существует необходимость в идентификации особенностей, которые документируют отличия характеристик безопасности и эффективности для одного гематинового соединения от других, когда лишь немногое известно о носителе для доставки железа, наполнителях, представляющих собой избыток исходных реагентов для синтеза или побочные продукты реакций синтеза гематиновых соединений. Более того, не существует долговременных подробных архивов образцов или данных, полученных с использованием современных аналитических инструментов, которые значимо характеризуют химическую природу даже наиболее безопасных комплексов железо-сахарид для парентеральной доставки. Более того, до сих пор не была выявлена корреляция между изменениями нормальных условий производства гематиновых соединений и их последующими эффектами, идентифицируемыми в виде изменений химической структуры выделяемого фармакологического агента. Способы по настоящему изобретению направлены на решение этих задач.

Настоящее изобретение может также обеспечить аналитическую базу для рутинного протокола, предназначенного для получения «отпечатков пальцев», т.е. характеризации комплексов железо-сахарид, таких как SFGCS, FHSC и другие, а также, для выявления различных конкурирующих продуктов и структурных преобразований, проявляемых индивидуальным продуктом.

Необходимость в характеризации АГЧ также отражается в требованиях контроля качества процессов производства, в особенности там, где эндотермические условия и проблемы с переносом тепла могут воздействовать на качество конечного продукта. Каким бы не был патентованный процесс синтеза, возможные побочные продукты реакции, идущей с потреблением тепла или реакции Штрекера, которые присутствуют в некоторых коммерческих недекстрановых продуктах, говорят о том, что образование гематинового продукта является обусловленным по меньшей мере в некоторой степени контролируемым подводом тепла в процессе производства. Такие наполнители не образовывались бы, если бы были не нужны температуры процесса, меньшие, чем приблизительно 50°C. Из этого следует, что качество продукта является до некоторой степени связанным со скоростями переноса тепла и продолжительностью воздействия тепла. Когда продукты являются особенно чувствительными к условиям тепловой обработки, знание «профиля» наполнителей (т.е. их качественного и количественного состава) может также обеспечить значительное представление о качестве продукта активного фармакологического вещества. Другими словами, мониторинг безопасного и эффективного фармакологического агента может также проводиться по природе и постоянству присутствия наполнителя в лекарственном средстве, когда оно появляется на рынке.

Аналитические исследования комплексов железо-сахарид, включающих в себя АГЧ и сосуществующие с ними наполнители, затрудняются такими факторами, как низкая концентрация, молекулярные взаимодействия, перекрывание аналитических сигналов и так далее. Как для SFGCS, так и для FHSC аналитическими проблемами являются высокие концентрации гидрофильных наполнителей, включая избыточные исходные реагенты и побочные продукты реакции, а также постреакционные побочные продукты, от которых соответствующие им АГЧ не были ранее отделены или охарактеризованы в терминах их индивидуальных свойств. Эталонные стандарты для фармацевтических препаратов должны соответствовать практическим протоколам, которые являются доступными при рутинных исследованиях с использованием методов, которые являются аналитически различающими (селективными) и способны подвергаться проверке и сравнению. Необходимость в таких методах все еще существует, и применение настоящего изобретения может облегчить совместимость с такими протоколами, а также проверку постоянства производства и стабильности продукта.

Сущность изобретения

Предложен способ мониторинга продукта комплекса железо-сахарид, содержащего по меньшей мере один вид активных гематиновых частиц, причем такой мониторинг осуществляется в течение времени, выбранного из группы, состоящей из: (a) во время процесса производства комплекса; (b) при завершении процесса производства комплекса и (c) после производства комплекса, при этом способ включает в себя сравнение аналитического отклика по меньшей мере одного вида активных гематиновых частиц на стандарт, соответствующий указанному по меньшей мере одному виду частиц. Такой стандарт может быть получен, например, путем очистки гематиновой композиции, содержащей комплекс железо-сахарид в разбавителе, как правило в воде, при этом комплекс содержит по меньшей мере один вид активных гематиновых частиц и по меньшей мере один наполнитель. Способ очистки включает в себя: (1) отделение указанного по меньшей мере одного вида активных гематиновых частиц от указанного по меньшей мере одного наполнителя; и, при необходимости, (2) сушку вымораживанием указанного по меньшей мере одного вида активных гематиновых частиц. Отделение может производиться, например, путем использования хроматографической колонки. К очищенному стандарту могут быть применены различные сложные и мощные аналитические инструменты, тем самым давая возможность для мониторинга процессов производства и стабильности получаемого продукта, а также для облегчения разработки новых и усовершенствованных гематиновых соединений. Кроме того, настоящее изобретение предусматривает комплекс железо-сахарид, выбранный из группы, состоящей из комплекса гидрата окиси железа(III) в сахарозе, комплекса глюконата натрия железа(III) в сахарозе и комплекса сахарата железа(III), где указанный комплекс, по существу, не содержит наполнителей. После производства по существу не содержащий наполнителя комплекс в виде композиции для парентерального введения или в виде продукта, полученного сушкой вымораживанием, может быть стабильным при хранении в течение длительных периодов, например, до пяти лет или более.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 демонстрирует хроматографическую характеристику, полученную для выделенных (отделенных) и очищенных АГЧ или первичного эталонного стандарта комплекса железо-сахарид, выделенного в виде фракции 1.

Фиг.2 демонстрирует хроматографическую характеристику, полученную для четырех выделенных наполнителей во фракции 2, включающей в себя добавленное малое количество АГЧ или первичного эталонного стандарта.

Фиг.3 демонстрирует аналитические результаты показателя преломления (ПП) и рассеяния лазерного света (РЛС) для образца комплекса железо-сахарид, разделенного на фракцию 1 (АГЧ) и фракцию 2 (наполнители) с использованием жидкостной хроматографии высокого давления (ЖХВД).

Фиг.4 демонстрирует данные РЛС и ПП, полученные на основе анализа с помощью ЖХВД для коммерческого образца комплекса железо-сахарид и указывающие на структурные отклонения от АГЧ или от первичного эталонного стандарта, показываемые в виде пика агрегатов активных гематиновых частиц (АГЧАП).

Фиг.5 демонстрирует данные РЛС и ПП, полученные путем анализа с помощью ЖХВД для второго коммерческого образца комплекса железо-сахарид и указывающие на структурные отклонения от АГЧ или первичного эталонного стандарта, показываемые в виде пика агрегатов активных гематиновых частиц (АГЧАП).

Фиг.6 демонстрирует данные РЛС и ПП, полученные на основе анализа с помощью ЖХВД для образца комплекса железо-сахарид и показывающие пик агрегатов железа (АГЧАП_ВПП1) через интервал времени 1 после его производства.

Фиг.7 демонстрирует данные РЛС и ПП, полученные на основе анализа с помощью ЖХВД для образца комплекса железо-сахарид и показывающие пик агрегатов железа (АГЧАП_ВПП2) через интервал времени 2 после его производства.

Фиг.8 демонстрирует данные РЛС и ПП, полученные на основе анализа с помощью ЖХВД для образца комплекса железо-сахарид и показывающие пик агрегатов железа (АГЧАП_ВПП3) через интервал времени 3 после его производства.

Фиг.9 демонстрирует данные РЛС и ПП, полученные на основе анализа с помощью ЖХВД для образца комплекса железо-сахарид и показывающие пик агрегатов железа (АГЧАП_ВПП4) через интервал времени 4 после его производства.

Фиг.10 демонстрирует хроматографическую характеристику для комплекса железо-сахарид, выделенного в виде фракции 1, лиофилизированного, растворенного повторно и проанализированного с использованием ЖХВД для получения ПП и РЛС.

Подробное описание

До момента раскрытия настоящего изобретения АГЧ, ответственные за парентеральную доставку железа, не были выделены из их наполнителей соответствующим образом с контролируемой, воспроизводимой чистотой. Такое смешивание наполнителей с АГЧ затрудняет разработку улучшенных гематиновых продуктов, а также характеризацию АГЧ. С точки зрения усовершенствованных способов, описанных здесь, обеспечиваются возможности для аналитического мониторинга комплекса железо-сахарид, проводимого для выяснения соответствия продукта спецификациям производства, для определения показателей стабильности при хранении и для сравнения свойств продукта от партии к партии с использованием аттестованного эталонного стандарта. Такой аттестованный эталонный стандарт не был доступен ранее, в частности, потому, что АГЧ не были до сих пор выделены. Способы по настоящему изобретению дают возможность для эффективного выделения терапевтически активных АГЧ из смеси с наполнителями и их концентрирования, а затем, по желанию, для сушки или лиофилизации. Настоящее изобретение предусматривает информацию, способы и аналитические детали для приготовления, характеризации и использования комплекса глюконата натрия железа(III) в сахарозе (SFGCS), комплекса гидрат окиси железа(III)-сахароза (FHSC) и сахаратов железа. Эти материалы упоминаются в целом как комплексы железо-сахарид или гематиновые соединения. Оно также предусматривает способы создания эталонных стандартов для этих материалов, которые до этого не существовали. Настоящее изобретение также предусматривает аналитическую базу для рутинного распознавания (установления различий) в сочетании с производством и непрерывным мониторингом этих продуктов после их выделения (получения). Аналитические и другие способы, описанные здесь, являются, в целом, применимыми к комплексам железо-сахарид, включая коммерческие и непатентованные комплексы железо-сахарид, а также современные коммерческие комплексы железо-сахарид для парентерального введения, которые осуществляют гематиновую функцию.

До разработки описанных здесь способов не было доступных стандартов для комплексов железо-сахарид, поскольку не было способа для выделения, очистки и характеризации АГЧ без излишнего воздействия на АГЧ или их разрушения. Однако неразрушающая характеризация АГЧ с использованием жидкостной хроматографии высокого давления в сочетании с рассеянием лазерного света создает аналитический метод для безопасной и точной характеризации таких комплексов сахарид-железо. В соединении с процессом выделения и очистки, рассмотренным здесь, теперь существует способ для создания эталонных стандартов АГЧ, при этом с дополнительной возможностью использования таких материалов при описании продуктов.

В соответствии с настоящим изобретением, способ для характеризации АГЧ в отсутствие их наполнителей включает в себя разделение АГЧ и ассоциированных наполнителей по меньшей мере на две фракции. Поскольку АГЧ, как правило, присутствуют в очень низких концентрациях, то после выделения является также предпочтительным концентрирование АГЧ с тем, чтобы предоставить возможность для их подробного аналитического исследования. Хотя АГЧ подвержены деградации, они могут быть сконцентрированы при условии, что гидрофильные наполнители, по существу, удаляются из композиции перед концентрированием или во время его. Концентрирование может осуществляться путем сушки и, предпочтительно, путем лиофилизации, но могут быть использованы и другие способы. Взаимодействия со слабой связью между электронами, такие как водородная связь между водой и наполнителями, доставляет проблемы при выделении и сушке АГЧ. После получения, например в форме, пригодной для парентерального введения, АГЧ, как правило, присутствуют в водной системе, которая имеет более низкую активность воды (A_w), чем вода, не содержащая растворенных веществ, то есть чистая вода. Как правило, принимается, что не содержащая растворенных веществ вода имеет значение A_w, равное 1,0 или близкое к нему. Активность воды представляет собой параметр, соответствующий доступности воды, присутствующей в веществе или в композиции, для участия в физических, химических и биологических процессах. Активность воды понижается вследствие присутствия растворимых в воде или гидрофильных веществ, в особенности таких, которые имеют низкую молекулярную массу. Другими словами, часть присутствующей воды, соответствующая той доле воды, которая служит для связывания или растворения веществ, является в других случаях недоступной. Как следствие, активность воды уменьшается, когда увеличивается число и/или концентрация растворенных или связанных веществ. Как это часто бывает в пищевой и фармацевтической промышленности, повышенные значения активности воды ассоциируются с химической и биологической деградацией, так что водорастворимые или гидрофильные вещества добавляются для уменьшения значения A_w. В настоящем изобретении растворенные вещества и/или коллоиды, включая материалы, суспендированные или диспергированные в водной композиции, а также включая сахаридные наполнители, сопутствующие АГЧ, взаимодействуют с водой, например, они являются гидрофильными или они могут образовывать водородную связь. Такие вещества уменьшают значение A_w присутствующей воды до значения, меньшего, чем 1,0. Пока гидрофильные наполнители присутствуют в воде, в которой присутствуют АГЧ, часть воды остается связанной с такими наполнителями, и удаление воды из композиции, содержащей АГЧ, сопровождающееся ее (композиции) концентрированием, не может достигнуть приемлемого значения. Как следствие, выделение гидрофильных наполнителей из АГЧ увеличивает значение A_w до 1,0 в фазе или фракции, содержащей АГЧ, и облегчает концентрирование, сушку и анализ этих предпочтительных частиц.

Воздействия растворенных веществ на воду в системах, содержащих SFGCS и FHSC, непосредственно влияет на поведение этих частиц при сушке, включая лиофилизацию, поскольку понижение концентраций уходящих из них гидрофильных веществ и наполнителей сопровождается повышением давления паров воды и связанным с этим увеличением A_w. Концепция активности воды, выражаемой как A_w, находит свое наиболее значительное использование в области науки о пищевых продуктах (смотри, например, "Principles of Food Science", edited by O.R. Fennema, "Part II, Physical Principles of Food Preservation", M. Karel et al., pp. 237-263, Marcel Dekker, Inc. 1975; Encyclopedia of Food Science, edited by M.S. Peterson et al., "Water Activity in Relation Food", D.H. Chou, pp.852-857, Avi Publ. Co., Inc., 1978, каждая из них включается сюда во всей их полноте). Предположение заключается в том, что существует взаимосвязь между химическими и физическими процессами, которые могут происходить при хранении пищевых продуктов, и количеством и состоянием воды в пищевых продуктах. Такие же принципы могут быть применены к другим веществам или композициям, в которых присутствует вода и которые могут подвергаться воздействию воды. Вода, присутствующая в композиции в виде растворителя, разбавителя или чего-то иного, может характеризоваться как свободная (несвязанная), или связанная до различной степени с другими соединениями, например, в данном случае с наполнителями или АГЧ. Различные способы могут быть использованы для определения степени, до которой вода является связанной, включая определение количества незамерзшей воды в водосодержащей композиции при температуре ниже 0°C, измерение с помощью ядерного магнитного резонанса, определение диэлектрических свойств и измерение давления паров; последняя методика является предпочтительной благодаря ее простоте. В этом способе активность воды определяется как отношение парциального давления воды в (над) композиции или соединении, в котором присутствует вода, к давлению паров чистой воды при данной температуре. Это следует из закона Рауля, где давление (Р) паров воды, присутствующей в растворе, сравнивается с давлением (P₀) паров чистой воды (не содержащей растворенных веществ). Поскольку отношение P/P₀ все больше опускается ниже 1,0, значение A_w становится меньше, энтропия состояния для такой воды уменьшается, давление ее паров понижается, предположительно, вследствие увеличения взаимодействий связывания вода - растворенное вещество, и удаление паровой фазы из воды становится более трудным. Эти условия влияют на процессы сушки, такие как лиофилизация. Кроме того, в сложных смесях, другими словами, в тех смесях, где химические соединения или комплексы могут не быть полностью растворенными или не присутствовать в форме истинного раствора, могут происходить значительные отклонения от выражения закона Рауля для идеальных растворов, и, кроме того, активность воды для компонентов, составляющих композицию, может различаться. Это также наблюдается в многофазных композициях, где перенос или диффузия воды от компонента, в котором A_w выше, к тому, где она ниже, может происходить противоположным образом по отношению к тому, что может ожидаться в другом случае, основывающемся на концентрационных движущих силах (M. Karel et al., page 251). Необходимо также заметить, что когда сложная композиция сушится, концентрация растворенных веществ, имеющих различные уровни взаимодействия с водой, например, различные уровни водородной связи, может воздействовать сложным и изменчивым образом на способность к удалению воды. Это представляет собой еще одну важную причину для, по существу, отделения или выделения активных гематиновых частиц от/из их наполнителей таким образом, что соответствующие условия процесса сушки могут определяться и контролироваться. Вода может сильно связываться с конкретными активными центрами на соединениях, включая гидроксильные группы полисахаридов, карбонильные и аминогруппы, а также с другими группами, на которых вода может удерживаться с помощью водородной связи, с помощью связей ион-диполь или с помощью других сильных взаимодействий. По этой причине в настоящем случае вода может связываться с конкретными активными центрами на АГЧ и наполнителях, например, в виде монослоя. Такая вода может присутствовать в виде незамерзающей воды, если только температуры не опускаются значительно ниже 0°C; кроме того, она может присутствовать в виде нерастворяющей воды. В данных композициях вода, как известно, сильно связывается с сахарозой, так что значение A_w в сахароза-содержащей композиции понижается. По этой причине на сушку, в особенности на сушку вымораживанием (подробно описанную ниже), может оказываться отрицательное воздействие.

Независимо от того, получен ли продукт лиофилизацией (сушкой вымораживанием) или нет, способность к приготовлению очищенного АГЧ в виде отдельного вещества обеспечивает значительные возможности для определения химических и структурных особенностей, которые характеризуют такие гематиновые продукты. При установлении проверяемых и воспроизводимых параметров для такого гематинового соединения является возможным установление рамок контроля качества, например, однородности АГЧ от партии к партии. Отклонения от проверенной структурной однородности в АГЧ может быть использовано в качестве показателя стабильности при хранении и для способствования идентификации причинно-следственных связей между параметрами процессов производства. Способность к выделению и аналитической характеризации этих агентов с использованием современной технологии, в частности, рассеяния лазерного света, помогает при определении свойств таких комплексов железо-сахарид.

Очень немногое известно о синтезе комплексов железо-сахарид для использования в качестве гематиновых соединений, поскольку такие процессы синтеза, как правило, основываются на патентованных способах. Подобным же образом, существует только небольшая аналитическая информация, доступная для таких комплексов. Активные фармакологические гематиновые частицы или носитель для доставки железа в гематиновом соединении, как предполагается, составляет менее чем пять процентов от общего количества твердого продукта в соответствии с измерениями массы к объему, и его содержание может не превышать 1,0 процента. Таким образом, в коммерческих продуктах измерение характеристик АГЧ после получения, как правило, осуществляется в присутствии большого процентного содержания гидрофильных наполнителей. Такие низкие концентрации уникального носителя для доставки железа(III) в присутствии больших количеств наполнителей представляют собой проблему при характеризации АГЧ. Кроме того, не существует эталонных стандартов, установленных для АГЧ, поскольку, как предполагается, они настолько нестабильны, что не могут быть выделены для анализа. При эффективном выделении АГЧ из их наполнителей на основе способов, описывающихся здесь, такие способы могут быть расширены с тем, чтобы разрабатывать усовершенствованные гематиновые агенты сами по себе или в смеси с другими фармакологическими агентами. Например, очищенные АГЧ могут быть объединены с эритропоэтином или други