Эжектируемая жидкость, способ эжектирования, способ получения мелких капель из жидкости, картридж и эжекционное устройство

Эжектируемая жидкость, способ эжектирования, способ получения мелких капель из жидкости, картридж и эжекционное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к жидкой композиции, содержащей по меньшей мере одну разновидность белка и пептида, подходящую для получения мелких капель из жидкой композиции, к способу получения капель из жидкой композиции и к эжекционному устройству, использующему способ получения капель из жидкой композиции.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В последние годы было сделано много попыток использовать раствор белка в виде капель. Примеры таких попыток включают в качестве способа доставки лекарственного средства введение через слизистую оболочку и нанесение на биочип или биосенсор, поскольку для них нужны только следовые количества белка. Кроме того, способ применения микрокапель жидкого белка также привлекал внимание в области скрининга биологически активных веществ (выложенная японская патентная заявка № 2002-355025; Allain LR, et al., «Fresenius J. Anal. Chem.» 2001, Vol. 371, p. 146-150; и Howard EI, Cachau RE «Biotechniques» 2002, Vol. 33, p.1302-1306).

В последнее время ожидается, что белки, в частности, ферменты или подходящие белки, обладающие биологической активностью, можно будет производить в большом количестве с помощью методик генной рекомбинации, таким образом, что образование жидких капель белка может стать эффективным средством для исследования и применения белка в качестве нового лекарственного средства и прикладной области. В основном, способы введения пациенту различных лекарственных средств с использованием мелких капель жидкости стали более важными, в частности в отношении введения белков, пептидов и других биологических веществ через легкие. Легкие имеют альвеолы с площадью поверхности величиной от 50 до 140 м², эпителий, который представляет собой такой чрезвычайно тонкий абсорбционный барьер, как 0,1 мкм, кроме того, обладает ферментативной активностью ниже ферментативной активности желудочно-кишечного тракта, и они соответственно привлекли внимание в качестве пути введения, заменяющего инъекции лекарственных средств, на основе высокомолекулярных пептидов, представленных инсулином.

В основном известно, что внутрилегочное депонирование мелких жидких капель лекарственного средства сильно зависит от аэродинамического размера частиц, и прежде всего для доставки капель в альвеолы, глубокие участки легких, необходимо разработать форму введения, способную вводить капли с размером частиц от 1 до 5 мкм и узким распределением по размеру частиц с высокой воспроизводимостью и стабильным составом.

Существовали некоторые традиционные способы введения композиции в полости тела, в частности по периметру органов дыхания, которые теперь будут пояснены примерами. Существует ингалятор с заданной дозой (MDI), распыляющий композицию в форме суспензионного аэрозоля, обеспечивающий количественное распыление с использованием сжиженного негорючего или невоспламеняющегося газа для создания давления и регулирующий единицу объема сжиженного газа, выбрасываемого единовременно. Однако проблемой использования ингалятора является то, что размер капель в вышеописанном диапазоне недостаточно контролируется, и кроме того, газ, создающий давление, может быть вреден для здоровья. Также существует способ распыления, используемый для распыления жидкой композиции, в котором используется вода и этанол в качестве среды, и жидкая композиция преобразуется в микрокапли путем эжектирования ее вместе с газом под давлением для доставки через капилляр. В связи с этим для способа распыления теоретически возможно контролировать распыляемый объем путем определения объема жидкости жидкой композиции, подаваемой через такой капиллярный поток, но трудно контролировать диаметр капли.

В частности, при атомизации распылительного типа задействован газ под давлением, применяемый в способе получения микрокапель из жидкости, в дальнейшем в качестве газа для транспортировки атомизированных микрокапель в потоке. По этой причине конструктивно трудно изменять количество (плотность) микрокапель, плывущих в потоке воздуха, для транспортировки в соответствии с назначением.

В качестве способа получения вышеописанных капель с узким распределением по размеру частиц существуют сведения относительно использования устройства, производящего капли, которое образует чрезвычайно мелкие микрокапли на основе принципа, используемого в струйной печати (например, патент США № 5894841 и выложенная патентная заявка Японии № 2002-248171). Здесь будет описана такая струйная система. Система состоит из введения жидкости, эжектируемой в небольшую камеру, приложения выталкивающей силы к жидкости и эжектирования капель через отверстие. Используемый способ выталкивания включает, например, способ формирования пузырьков для эжектирования капель через отверстие в камере с использованием электротермического преобразователя, такого как тонкопленочный резистор (тепловое струйное устройство), и способ прямого выталкивания жидкости через отверстие в камере с использованием пьезоосциллятора (пьезоструйное устройство). Камера и отверстие встроены в элемент печатающей головки, и элемент печатающей головки соединен с источником подачи жидкости, а также с датчиком регулирования эжектирования капель.

При создании лекарственного средства, абсорбируемого из легких, необходимо точно контролировать дозировку, особенно для вышеописанной белковой композиции, так, чтобы образование жидких капель, основанное на принципе струйной системы, было в предпочтительном виде, поскольку можно регулировать скорость эжектирования. Кроме того, хотя требуется надежное эжектирование жидкости, раствор белка, имеющий только выровненное поверхностное натяжение и вязкость, эжектируется неустойчиво, поскольку был случай, когда раствор белка едва ли эжектировался с высокой степенью воспроизводимости и эффективности.

Образование жидких капель вышеописанного белка и пептида на основе принципа струйной системы имеет проблему, касающуюся того, что белок имеет хрупкую пространственную конфигурацию, что, следовательно, может быть причиной агрегации и разложения белка при разрушении конфигурации. Когда жидкие капли образуются на основе принципа струйной системы, к жидким каплям прикладывается физическая сила, такая как давление и поперечная сила, и каждая мелкая жидкая капля имеет свою характерную высокую поверхностную энергию. Они делают конфигурацию большинства белков нестабильной (при использовании тепловой струйной системы в дополнение к силам добавляется к тому же нагревание). Образование жидких капель, особенно на основе принципа струйной системы, имеет проблему, касающуюся того, что при хранении в течение длительного периода система является нестабильной, и более того, вышеописанная физическая сила чрезвычайно выше поперечной силы и тепловой энергии, применяемых при нормальном перемешивании и термообработке. (Считается, например, что к жидким каплям в тепловой струйной системе прилагается кратковременная нагрузка в 90 атмосфер при 300°C). Кроме того, к жидким каплям одновременно прилагается множество физических сил. По этой причине белок имеет тенденцию к гораздо большей нестабильности, чем в процессе обычной обработки белка, поскольку был случай, когда традиционно используемой технологии стабилизации белка было недостаточно. Как только возникает проблема, белки агрегируются при образовании капли, что вызывает засорение сопла и эжектирование капель становится практически невозможным.

Более того, размер капли, подходящей для легочной ингаляции, составляет от 1 до 5 мкм, что гораздо меньше, чем капля около 16 мкм, используемая в принтере, коммерчески доступном в настоящее время, и в результате приводит к приложению к капле большей поверхностной энергии и поперечной силы. По этой причине чрезвычайно трудно эжектировать белок в виде микрокапель, подходящих для легочной ингаляции.

Рассматривая описанные выше различные применения, способ эжектирования раствора белка предпочтительно основан на принципе тепловой струйной системы, поскольку он имеет низкую производственную стоимость и может увеличить плотность сопел.

С другой стороны, способ добавления водорастворимого полимера или альбумина, такого как поверхностно-активное вещество, глицерин, различные сахариды и полиэтиленгликоль, известный как способ стабилизации белка, оказывает незначительное влияние на улучшение параметров эжектирования белка с помощью тепловой струйной системы или не влияет на них.

В отношении жидкой композиции капель для вдыхания в легкие, которые получены с помощью тепловой струйной системы, раскрыт способ добавления соединения для регулирования поверхностного натяжения и/или увлажняющего агента к раствору белка (например, издание международной публикации № WO02/094342). Вышеупомянутый способ включает добавление к раствору белка водорастворимого полимера, такого как поверхностно-активное вещество и полиэтиленгликоль, поскольку описывается, что водорастворимый полимер улучшает стабильность белка в растворе образованной жидкой капли посредством уменьшения поверхностного натяжения и вязкости раствора и сохранения влажности раствора.

Однако в этом документе не описывается стабильность эжектирования, более того, добавление поверхностно-активного вещества и водорастворимого полимера демонстрирует недостаточный эффект при высокой концентрации белка и пептида, и был случай, когда добавка сама по себе ухудшала стабильность эжектирования. Кроме того, многие поверхностно-активные вещества совсем не влияют на стабильность эжектирования, и, другими словами, поверхностное натяжение, вязкость или эффект влагоудержания не регулируют стабильность эжектирования. Другими словами, вышеописанный способ не был основным способом для стабилизации эжектирования при эжектировании белка и пептида с помощью тепловой струйной системы.

Как описано выше, струйная технология хорошо известна как способ создания мелких жидких капель из жидкого образца и их эжектирования, и, в частности, особенностью способа является демонстрация возможности контролировать даже следовые количества эжектируемой жидкости после превращения в жидкие капли. Струйная система для мелкокапельного типа эжектирования включает осцилляторный тип, использующий пьезоэлектрический элемент, и тепловую струйную систему, использующую микронагревательный элемент. Осцилляторный тип, использующий пьезоэлектрический элемент, имеет ограничение в миниатюризации используемого пьезоэлектрического элемента и соответственно числа установленных отверстий для эжектирования на единицу площади. Кроме того, необходимая стоимость для производства эжектирующего устройства резко увеличивается с увеличением числа упорядоченных отверстий для эжектирования на единицу площади. В отличие от этого в тепловой струйной системе можно сравнительно легко миниатюризировать микронагревательные элементы, используемые в эжектирующем устройстве, можно увеличить число упорядоченных отверстий для эжектирования на единицу площади по сравнению с системой осцилляторного типа, использующей пьезоэлектрический элемент, и можно намного уменьшить необходимую стоимость производства эжектирующего устройства.

При применении тепловой струйной системы для образования жидких капель, необходимо скорректировать физическое свойство эжектируемой жидкости так, чтобы контролировать соответствующее состояние атомизации и жидкий объем мелкой жидкой капли, эжектируемой из каждого эжектирующего отверстия. В частности, жидкая композиция, наподобие растворителя, состав и концентрация раствора, состоящего из эжектируемого жидкого образца, тщательно регулируется таким образом, чтобы обеспечивался целевой объем жидкости мелкой жидкой капли.

Кроме того, различные технологические разработки также переходят на механизм эжектирования капель, основанный на принципе тепловой струйной системы. В то время как обычная головка струйного принтера эжектирует жидкие капли, имеющие индивидуальный жидкий объем примерно несколько пиколитров, технология эжектирования и механизм эжектирования, которые были недавно разработаны, формируют чрезвычайно мелкие жидкие капли порядка субпиколитров или фемтолитров (см., например, выложенную патентную заявку Японии № 2003-154655).

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Объектом настоящего изобретения является жидкая композиция в качестве эжектируемой жидкости, используемой для стабильного эжектирования жидких капель, содержащих по меньшей мере одну разновидность белка и пептида, посредством воздействия на жидкость тепловой энергией, и способ эжектирования и эжектирующее устройство, подходящее для выработки жидких капель белка.

Эжектируемая жидкость по настоящему изобретению характеризуется включением в нее одной разновидности, выбранной из белка и пептида, соединения, имеющего бетаиновый скелет, и жидкой среды.

Способ эжектирования по настоящему изобретению характеризуется тем, что жидкие капли получают из вышеописанной эжектируемой жидкости по принципу тепловой струйной системы, и эти жидкие капли эжектируются.

Картридж для эжектирования жидкости по настоящему изобретению характеризуется тем, что содержит резервуар для размещения описанной выше эжектируемой жидкости, и эжектирующую головку на основе теплового струйного принципа.

Устройство для ингаляции жидкости по настоящему изобретению характеризуется тем, что содержит описанный выше картридж и канал потока жидкости и отверстия для направления эжектируемой жидкости, из элемента эжектирования жидкости эжектирующей головки картриджа по тепловому струйному принципу, в место ингаляции пользователя.

Способ получения жидких капель из жидкости по настоящему изобретению характеризуется тем, что этим способом получают жидкие капли из жидкости, содержащей по меньшей мере одну разновидность белка и пептида, путем воздействия на эту жидкость тепловой энергией, где описанная выше жидкость включает соединение, имеющее бетаиновый скелет.

В соответствии с настоящим изобретением может быть предложена эжектируемая жидкость, которую можно стабильно эжектировать после воздействия на нее тепловой энергией, путем добавления соединения, имеющего бетаиновый скелет, к раствору, содержащему по меньшей мере одну разновидность белка и пептида. Кроме того, дополнительно можно эжектировать белковый раствор более высокой концентрации путем дополнительного добавления к эжектируемой жидкости поверхностно-активного вещества, поскольку такое добавление обеспечивает синергетический эффект стабилизации эжектирования. Когда по меньшей мере одна разновидность белка и пептида является фармацевтически эффективным ингредиентом, по меньшей мере одна разновидность белка и пептида фармацевтически эффективного ингредиента поступает в легкие за счет выброса эжектируемой жидкости из портативного эжектирующего устройства для преобразования ее в жидкие капли, и ингаляция этих капель, и фармацевтически эффективный ингредиент могут абсорбироваться легкими. Описанный выше способ также можно использовать для получения биочипа или биосенсора, обнаруживая и подвергая скринингу биологическое вещество, путем эжектирования по меньшей мере одной разновидности белка и пептида на подложку с помощью этого способа.

Другие особенности и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из следующего описания в сопровождении чертежей, на которых одинаковые номера позиций обозначают одинаковые или схожие части на всех фигурах.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На Фиг.1 представлено схематическое изображение для пояснения способа эжектирования белка на подложку;

На Фиг.2 представлено изображение, показывающее один пример системы полос белка, расположенных в определенном порядке на подложке;

На Фиг.3 представлен схематический пояснительный чертеж элемента головки картриджа для ингалятора;

На Фиг.4 представлено перспективное изображение ингалятора;

На Фиг.5 представлено перспективное изображение вида, в котором крышка, показанная на Фиг.4, открыта;

На Фиг.6 представлен график, демонстрирующий скорость эжектирования раствора альбумина с помощью тепловой струйной системы; и

На Фиг.7 представлена иллюстрация модели экспериментальной процедуры Примера 20.

НАИЛУЧШИЙ СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения теперь будут описаны более подробно в соответствии с прилагаемыми чертежами.

Объектом настоящего изобретения является жидкая композиция для эжектируемой жидкости, используемой для стабильного эжектирования жидких капель, содержащих по меньшей мере одну разновидность белка и пептида, посредством воздействия на жидкость тепловой энергией, способ эжектирования, подходящий для использования жидких капель, содержащих белок, и предназначенное для этого эжектирующее устройство.

Настоящее изобретение теперь будет подробно описано ниже.

Белок, используемый в настоящем изобретении, означает произвольный полипептид, который состоит из аминокислот, связанных друг с другом пептидной связью, и может растворяться или диспергироваться в водном растворе. Кроме того, полипептид, используемый в настоящем изобретении, означает соединение, состоящее из двух или более и 100 или менее аминокислот, соединенных друг с другом посредством пептидной связи. Белок и пептид могут быть синтезированы химическим путем или выделены из природного источника, но обычно они представляют собой природный белок и рекомбинантный полипептид. Белок и пептид также можно химически преобразовать путем ковалентного связывания полиэтиленгликоля с аминокислотным остатком в молекуле белка и пептида или подобного, для усиления эффекта пролонгирования терапевтического действия белка и пептида, и подобного.

При осуществлении настоящего изобретения используемая жидкость может содержать разнообразные белки и пептиды, из которых желательно, чтобы образовывалась жидкая капля. Наиболее характерно, целью получения жидкой капли из жидкости, содержащей белок и пептид по настоящему изобретению, является доставка подходящего белка и пептида в легкие для лечения. Эти примеры включают различные гематопоэтические факторы, такие как кальцитонин, факторы свертывания крови, циклоспорин, G-CSF, GM-CSF, SCF, EPO, GM-MSF и CSF-1; интерлейкины, такие как IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-8, IL-9, IL-10, IL-11 и IL-12; IGF; и цитокининдуцирующий M-CSF, тимозин, TNF и LIF. Подходящие белки, имеющие другой терапевтический эффект, включают вазоактивный пептид; интерферон (альфа, бета, гамма или общий интерферон); фактор роста или гормон, такой как гормон роста человека или другой гормон роста животного (подобный факторам роста быка, свиньи или цыпленка); инсулин; окситоцин; ангиотензин; метионин энкефалин; вещество P; ET-1; FGF; KGF; EGF; IGF; PDGF; LHRH; GHRH; FSH; DDAVP; PTH; вазопрессин; глюкагон; и соматостатин. Также используют ингибитор протеазы, такой как лейпептин и пепстатин, и ингибитор металлопротеиназы (такой как TIMP-1, TIMP-2 и другие ингибиторы протеиназы). Также используют фактор роста нервов, такой как BDNF и NT3. Также используют активатор плазминогена, такой как tPA, урокиназу и стрептокиназу. Также используют пептидную часть белка, имеющую основную структуру или одну часть родительского белка и по меньшей мере одну часть различных биологических свойств родительского белка. Также используют аналог, например аналог с заменами или делециями, модифицированной аминокислотой, например пептидный аналог, или соединение, содержащее вышеописанное вещество, модифицированное водорастворимым полимером, таким как PEG и PVA. В Critical Reviews в Therapeutic Drug Carrier Systems, 12 (2&3) (1995) пояснялось, что вышеописанные белки могут быть доставлены в легкие.

Более того, в области получения биочипов и биосенсеров также можно использовать скрининг белков и пептидов и подобного, в дополнение к описанным выше белкам и пептидам также могут быть использованы следующие многочисленные вещества: различные ферменты, такие как оксидаза, редуктаза, трасфераза, гидраза, лиаза, изомераза, синтетаза, эпимераза, мутаза и рацемаза; различные антитела и рецепторы, такие как IgG и IgE; белки и пептиды, используемые для диагностики, такие как их антигены, аллергены, шаперонины, авидин и биотин; и описанные выше вещества, модифицированные реактивом для иммобилизации.

Подходящий белок и пептид, содержащийся в описанной выше эжектируемой жидкости, имеет молекулярную массу, например, в диапазоне от 0,5 кДа до 150 кДа. Кроме того, содержание по меньшей мере одной разновидности, выбранной из белков и пептидов, определяют в соответствии с его назначением и применением, и предпочтительно оно определено в диапазоне от 1 нг/мл до 200 нг/мл.

Предпочтительно, чтобы жидкая среда содержала в основном воду, и соотношение воды к среде составляло 50% или более. Помимо воды, которая является основным компонентом среды, в качестве среды можно добавить водорастворимый органический растворитель и вспомогательный ингредиент, такой как спирт.

В основном известно добавление поверхностно-активного вещества и растворителя, такого как этиленгликоль, для улучшения свойств эжектирования краски, на которую воздействует тепловая энергия. Однако при эжектировании раствора белка и пептида свойства эжектирования заметно не улучшались при добавлении только этих веществ, так что были необходимы новые добавки.

В результате проведения обширных исследований авторы настоящего изобретения обнаружили, что раствор, содержащий соединение, имеющее бетаиновый скелет, в белке и пептиде, подходит для формирования стабильных жидких капель даже при воздействии тепловой энергии.

В качестве способа воздействия вышеописанной тепловой энергией на жидкие капли и их эжектирования существуют, например, способ нагревания трубки и эжектирования жидкости внутрь нее через отверстие, описанный в патенте США № 6234167, и способ, основанный на принципе теплового струйного метода. Тепловая струйная система представляет собой способ воздействия тепловой энергией на жидкость с помощью нагревателя, нагревание и барботирование жидкости с помощью энергии и эжектирование жидких капель через отверстие на конце полости с жидкостью; и имеет особенность равномерного эжектирования очень точного числа жидких капель по сравнению с вышеописанным способом нагревания трубки путем разделения нагревателей на множество мелких частей.

Далее в основном описывается конструкция, основанная на принципе теплового струйного способа, поскольку тепловой струйный способ наиболее заметно демонстрирует улучшенный эффект в отношении свойств эжектирования, но в настоящем изобретении можно использовать пьезоэлектрический струйный способ эжектирования жидкости в сопле путем использования вибрирующего давления благодаря пьезоэлектрическому элементу. Тепловая струйная система может повышать: точность диаметра отверстия для эжектирования и количество теплоты теплового импульса, используемого для эжектирования в отдельном выталкивателе для жидкой композиции, и точность размера микронагревателя или используемого для этого подобного устройства; и воспроизводимость. Соответственно тепловым струйным способом для жидкой композиции можно достичь узкого распределения диаметров мелких жидких капель по всему множеству выталкивателей, которые плотно расположены на эжектирующей головке. Кроме того, в ситуации, в которой настоящее изобретение часто используется, требуется, чтобы это устройство удовлетворяло требованию низкой стоимости производства, головка должна часто меняться и чтобы это устройство было небольшого размера, а затем, кроме этого, предпочтительно использовать тепловую струйную систему.

Авторы настоящего изобретения рассматривают причину, по которой соединение, имеющее бетаиновый скелет, вносит такой большой вклад в стабильность эжектирования, следующим образом. Бетаиновый скелет имеет как четвертичный аммонийный катион, так и анион органической кислоты в близком положении друг к другу в одной молекуле, и он имеет особенности: тенденцию к легкой гидратации; легко модифицируется другими молекулами и может иметь в молекуле длинноцепочечную алкильную группу или ацильную группу; и, следовательно, демонстрирует высокие гидратационные свойства, даже когда соединение, имеющее бетаиновый скелет, также имеет длинноцепочечную алкильную группу. С другой стороны, белок и пептид являются очень гидрофобными и плохо стабилизируются гидратацией. Когда соединение, имеющее бетаиновый скелет, имеет гидрофобную группу, такую как описанная выше алкильная группа и ацильная группа с длинной цепью, эти функциональные группы действуют на гидрофобный участок белка или пептида, и в то же время катион и анион бетаинового скелета гидратируют белок и пептид под действием гидратационной силы катиона и аниона, имеющих высокие гидратационные свойства, для их стабилизации и ингибирования взаимодействия белков между собой и пептидов между собой. Посредством этого действия соединение, имеющее бетаиновый скелет, может препятствовать денатурации и агрегации белка и пептида благодаря энергетической нагрузке при эжектировании жидкости по принципу теплового струйного способа и может стабилизировать эжектирование.

Соединение, имеющее бетаиновый скелет, используемое в настоящем изобретении, предпочтительно имеет химическую структуру, представленную следующей формулой (1).

Здесь R₁ в формуле (1) представляет собой замещенную или незамещенную алкильную группу, имеющую от 6 до 18 атомов углерода, и более предпочтительно насыщенный алкил, имеющий от 8 до 16 атомов углерода. В формуле (1) R₂ и R₅ каждый независимо представляет собой замещенную или незамещенную алкиленовую цепь, имеющую от 1 до 6 атомов углерода, и более предпочтительно и в особенности алкиленовую цепь, имеющую от 1 до 4 атомов углерода. В формуле (1), R₃ и R₄ каждый независимо представляет собой алкильную группу или алкиленовую цепь, каждая имеет от 1 до 6 атомов углерода и R₃ и R₄ могут быть связаны вместе с образованием гетероциклического кольца.

Пример описанного выше соединения включает диметилдиалкилбетаин, диэтилдиалкилбетаин и метилэтилдиалкилбетаин; и бетаин имидазолия, имеющий гетероциклическое кольцо, также представлен следующей формулой (2).

В формуле 1 и формуле 2 A представляет собой анион органической кислоты, и более предпочтительно карбоксильную группу или сульфоновую группу. В тех случаях, когда A представляет собой сульфоновую группу, R₅ предпочтительно имеет гидроксильную группу.

В формуле (1) и формуле (2) X₁ и X₂ являются противоионами, и X₁ должен быть только анионного типа и должен иметь по меньшей мере тип, выбранный из неорганических и/или органических анионов. Пример противоиона X₁ предпочтительно включает ион галида, ион хлорида, ион фторида, ион гидроксида, ион карбоновой кислоты, ион азотной кислоты, ион фосфорной кислоты и ион серной кислоты; и противоионы могут быть такими же или отличаться от X₂. X₂ должен быть только катионного типа и представляет по меньшей мере тип, выбранный из иона одновалентного металла, иона оксида металла и органического катиона. Противоион X₂ может быть таким же, как Х₁, или отличаться от него.

В формуле (1) n представляет повторяющееся число структур и равно 0 или 1. Когда n равно 0, соединение представляет собой алкилбетаин, показанный в формуле (3); а когда n равно 1, соединение представляет собой алкиламид-алкилбетаин, показанный в формуле (4) или формуле (5).

Соединение, имеющее бетаиновый скелет, используемое в настоящем изобретении, может включать алкиламид-алкилбетаин, его соль и его производное, в таком диапазоне, чтобы не ухудшался результат настоящего изобретения, и предпочтительно используется алкиламид-алкилбетаин.

Эжектируемую жидкость по настоящему изобретению получают, не ограничиваясь следующим способом, путем перемешивания соединения, имеющего бетаиновый скелет, обладающего свойствами поверхностно-активного вещества, и по меньшей мере одной разновидности белка и пептида с жидкостью, состоящей из жидкой среды, в основном содержащей воду и другие дополнительные компоненты, которые представляют собой описанные выше компоненты эжектируемой жидкости. Вид жидкой смеси особым образом не ограничивается и может представлять собой какой-либо тип раствора, тип суспензии, тип эмульсии и тип дисперсии. В тех случаях, когда жидкая смесь не является раствором, пригодный к использованию размер суспендируемого вещества, эмульгируемого вещества или вещества, диспергированого в среде, находится в диапазоне величин от субнанометра до микрометра.

В настоящем изобретении авторы далее обнаружили, что можно сохранять стабильность эжектирования даже при значительном уменьшении концентрации вспомогательного вещества путем добавления поверхностно-активного вещества вместе с соединением, имеющим бетаиновый скелет. Добавление от 0,2 до 1 части по массе поверхностно-активного вещества к 1 части по массе соединения, имеющего бетаиновый скелет, может уменьшать количество добавляемого соединения с бетаиновым скелетом, относительно раствора с той же концентрацией белка, на 1/10 - 1/2 сохраняя стабильность эжектирования.

Считается, что действие поверхностно-активного вещества отличается от действия соединения, имеющего бетаиновый скелет, и для стабилизации эжектирования препятствуя денатурации белка и за счет повторного растворения белка, который уже агрегирован. Считается, что сочетание этих двух различных эффектов дает синергетический эффект значительного улучшения стабилизации эжектирования. Считается, что только добавление поверхностно-активного вещества не могло полностью ингибировать агрегацию белка, поскольку отдельно взятое поверхностно-активное вещество не оказывает значительного эффекта, посредством чего не могла быть обеспечена стабильность эжектирования.

Поверхностно-активное вещество по настоящему изобретению означает соединение, имеющее в одной молекуле как полярную часть, так и неполярную часть, имеющее каждую из вышеописанных частей в молекуле в отдалении друг от друга и обладающее способностью уменьшать поверхностное натяжение на границе раздела фаз между двумя несмешивающимися фазами путем выравнивания поверхностной активности молекул между двумя несмешивающимися фазами и способное к образованию мицелл.

Примеры поверхностно-активного вещества, которое может быть использовано, обычно включают себя, но не только, сорбитановые эфиры жирных кислот, такие как сорбитан-монокаприлат, сорбитан-монолаурат и сорбитан-монопальмитат; глицериновые эфиры жирных кислот, такие как глицерин-монокаприлат, глицерин-мономиристат и глицерин-моностеарат; полиглицериловые эфиры жирных кислот, такие как декаглицерил-моностеарат, декаглицерил-дистеарат и декаглицерил-монолинолеат; полиоксиэтиленовые сорбитановые эфиры жирных кислот, такие как полиоксиэтиленсорбитан-монолаурат, полиоксиэтиленсорбитан-моноолеат, полиоксиэтиленсорбитан-моностеарат, полиоксиэтиленсорбитан-монопальмитат, полиоксиэтиленсорбитан-триолеат и полиоксиэтиленсорбитан-тристеарат; полиоксиэтилен-сорбитановые эфиры жирных кислот, такие как полиоксиэтиленсорбит-тетрастеарат и полиоксиэтиленсорбит-тетраолеат; полиоксиэтиленглицериновые эфиры жирных кислот, такие как полиоксиэтиленглицерил моностеарат; полиэтиленгликолевые эфиры жирных кислот, такие как полиэтиленгликоль дистеарат; алкиловые эфиры полиоксиэтилена, такие как лауриловые эфиры полиоксиэтилена; алкиловые эфиры полиоксиэтилен-полиоксипропилена, такие как эфир полиоксиэтилен-полиоксипропиленгликоля, пропиловый эфир полиоксиэтилен-полиоксипропилена и цетиловый эфир полиоксиэтилен-полиоксипропилена; алкилфениловые эфиры полиоксиэтилена, такие как нонилфениловый эфир полиоксиэтилена, полиоксиэтилен-гидрогенизированное касторовое масло, такое как полиоксиэтиленовое касторовое масло и полиоксиэтиленовое гидрогенизированное касторовое масло (полиоксиэтилен-водородное касторовое масло); полиоксиэтиленовые производные пчелиного воска, такие как полиэтиленсорбит пчелиного воска; полиоксиэтиленланолиновые производные, такие как полиоксиэтиленланолин; амиды полиоксиэтилена стеариновой кислоты, имеющие HLB (гидрофильно-липофильный баланс) от 6 до 18 из общего числа амидов полиоксиэтилена жирных кислот; анионные поверхностно-активные вещества, в том числе, алкилсульфат, имеющий от 8 до 18 атомов углерода, такой как цетилсульфат натрия, лаурилсульфат натрия и олеилсульфат натрия, и сульфаты алкилового эфира полиоксиэтилена, содержащие от 2 до 4 молей в среднем на добавленный этиленоксид, и алкильную группу, имеющую от 8 до 18 атомов углерода, такие как полиоксиэтилен лаурилсульфат натрия; сульфонаты алкилбензола, содержащие алкильную группу, имеющую от 8 до 18 атомов углерода, такие как лаурилбензолсульфонат натрия; алкилсульфосукцинаты, содержащие алкильную группу, имеющую от 8 до 18 атомов углерода, такие как лаурилсульфосукцинат натрия; природные поверхностно-активные вещества, такие как лецитин и глицерофосфолипид; сфингофосфолипиды, такие как сфингомиелин; и эфиры сахарозы и жирной кислоты, имеющей от 8 до 18 атомов углерода. Эжектируемая жидкость (жидкая композиция) по настоящему изобретению может содержать одно или несколько из этих поверхностно-активных веществ в комбинации.

Поверхностно-активное вещество предпочтительно представляет собой полиоксиэтилен-сорбитановый эфир жирной кислоты, особенно предпочтительным является полиоксиэтилен 20 сорбитан монолаурат, полиоксиэтилен (4) сорбитан моноолеат, полиоксиэтилен 20 сорбитан монопальмитат, полиоксиэтилен 20 сорбитан моностеарат, полиоксиэтилен 20 сорбитан тристеарат, полиоксиэтилен 20 сорбитан монолаурат, полиоксиэтилен (5) сорбитан моноолеат и полиоксиэтилен 20 сорбитан триолеат, и наиболее предпочтительным является полиоксиэтилен 20 сорбитан монолаурат и полиоксиэтилен 20 сорбитан моноолеат. Кроме того, поверхностно-активным веществом, особенно предпочтительным для легочной ингаляции, является полиоксиэтилен 20 сорбитан монолаурат и полиоксиэтилен 20 сорбитан моноолеат.

Концентрация добавляемого поверхностно-активного вещества, например, может составлять от 0,001 до 20% по массе в случае инсулина, хотя зависит от сосуществующего белка или подобного. Содержание добавляемого поверхностно-активного вещества предпочтительно составляет от 0,2 до 10 частей по массе к 1 части по массе соединения, имеющего бетаиновый скелет.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения можно добавлять антибактериальное средство, дезинфицирующее средство и антисептическое средство для устранения влияния микроорганизмов. Используемое в настоящем изобретении соединение, имеющее бетаиновый скелет, обладает вышеописанным эффектом, но средство, обладающее таким эффектом, дополнительно включает, например, четвертичную аммонийную соль, такую как хлорид бензалкония и хлорид бензатония; производное фенола, такое как фенол, крезол и анизол; бензойные кислоты, такие как бензойная кислота и сложный эфир п-гидроксибензоата; и сорбиновую кислоту.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения эжектируемая жидкость может включать масло, глицерин, этанол, мочевину, целлюлозу, полиэтиленгликоль и альгинат, так, чтобы повышалась физическая стабильность при когезии и осаждении, происходящих при консервации; и может включать аскорбиновую кислоту, лимонную кислоту, циклодекстрин, токоферол и другие антиоксиданты, так, чтобы повышалась химическая стабильность при разрушении и окислении.

Эжектируемая жидкость может включать буферный агент для регулирования рН. Подходящий буферный раствор включает, например, аскорбиновую кислоту, лимонную кислот