17β-雌二醇前体阴道内用药的给药装置 本发明涉及17β-雌二醇前体阴道内用药的给药装置。“17β-雌二醇前体”这个词的意思是包括那些能够被转变为17β-雌二醇并具有如下文所限定的物理化学和临床性质的化合物。特别是本发明涉及可以减轻或防止伴随雌激素功能低下产生的症状，或是，在另一种情况下，控制受精所需要的在一个延长的期间内实际上恒速需要雌激素条件下的17β-雌二醇前体阴道内用药的给药装置。尤其是，本发明涉及但不局限于女性人类的激素替代治疗的17β-雌二醇前体阴道内用药的给药装置。
由于疾病，卵巢切除或创伤可能发生停经前期的女性人类的雌激素功能低下[2]。停经前女性人类的雌激素功能低下是老化过程中的自然结果。控制受精包括足够的雌激素给药以阻止排卵，实际上是一种诱导的雌激素功能亢进。下文的说明首先是关于本发明的阴道内给药装置用于减轻或防止伴随雌激素功能低下的症状，特别是激素替代治疗，但也将理解为本发明地阴道内给药装置也用于诱导雌激素功能亢进，特别是阻止排卵，因此也作为一种避孕方法。
通常，健康的女性，17β-雌二醇是在每个月经周期中由具有功能的卵巢、首先是卵泡所产生的雌激素的主要成分[1]。循环中的17β-雌二醇水平在停经前的女性体内是在月经周期间变化的，在近排卵期达到它们的最高水平(大约是每升1000pmol)。随着女性的老化进程，排卵变为频率减低和不易预测，造成17β-雌二醇产生的减少。在绝经时，当不可逆的卵泡活性衰退发生时，17β-雌二醇的产生急剧地降到每天低于20μg，导致血清中17β-雌二醇的循环水平低于30pg/ml[2](1pg/ml相当于3.676pmol/l，假设雌二醇的分子量为272)。
非口服的17β-雌二醇制剂用于激素替代治疗时17β-雌二醇的典型血浆给药水平相当于停经前个体在周期的第6至8天(约200pmol/l和第8天至10天(约360pmol/l)的平均激素水平。对透皮途经，这是一种非口服途径，其血浆浓度相当于每天剂量为50μg(低剂量)至100μg(高剂量)。这是普遍接受的非口服所期望的剂量范围，以提供绝经后症状的有效缓解和减低潜在的毒性[1]。
雌激素功能低下(包括绝经后)的症状可分类[3]为：-
(a)神经内分泌症状，由下列的一种或多种症状为特征：面部热潮红，夜汗，失眠，情绪变化，焦虑，易激动，记忆减退和精神集中减退。
(b)泌尿生殖道低部症状，由下列的一种或多种症状为特征：生殖道萎缩，交媾困难，性欲减退，尿道的症状。
(c)其他症状，由下列一种或多种症状为特征：关节痛，麻痹感觉，皮肤干燥，头发干燥或发脆，指甲发脆。
在综合症足够严重的情况下，普遍认为这是表明需用雌性激素的替代治疗。对需要这种治疗的绝经后妇女，其目的在于用天然雌激素，17β-雌二醇，以连续的和低而有效的恒速给至全身-循环的模式，模拟其生理的分泌，以恢复停经前的雌激素平衡[4]。已被医生所普遍承认即激素替代治疗只要在妇女体内一开始应用，从绝经发生起就可能需要延续很多年。对于足够有效地控制所有绝经后症状的17β-雌二醇生理有效剂量，认为是每天至少50μg[1]，虽然给药为每天25μg这样低剂量的透皮贴片也用于雌激素替代治疗以提高血浆雌激素水平。
雌激素，包括17β-雌二醇口服给药用于激素替代治疗具有一些不利之处[1.5]：-
(a)药物口服给药首先是通过胃肠道吸收，血流从胃肠道流向肝脏。约有60-90％的口服给药的药物在首过肝脏时将被代谢。结果口服雌激素治疗剂形成雌素酮，一种活性弱的雌激素，成为循环中雌激素的主要成分。
(b)口服治疗使用大剂量造成高的雌激素初始水平，这是一种非生理的，非稳态的循环血清雌激素和非生理的17β-雌二醇与雌素酮比值。
给以长效性质的激素替代治疗以促进改善病人的接受和减少给药频率的方便或需要低给药频率，需要有一种给药系统。曾经提出不同的雌激素给药途经，包括透皮，皮下和阴道内给药：
雌激素可经透皮途经有效地被吸收可避免首过效应并保持17β-雌二醇：雌素酮生理的比例。所以17β-雌二醇的透皮给药比口服途径更为可取[4]。也增加了病人的服从和方便。然而，透皮给药系统的物理大小使每隔几天就要更换一个新的装置。这可导致循环中的血清雌激素水平发生波动，这是不方便的并可能产生病人接受的问题。
皮下植入含17β-雌二醇的药丸可使治疗延长到几个月，因此在病人的接受和方便两方面均有利。然而，皮下植入有一些不利点[2]：-
(a)在植入药丸时需要外科手术。
(b)在植入部位能发生感染。
(c)在有问题发生时将药丸取出是困难的，任何想要取出的打算都需要作植入部位的再作一次外科探查。
伴随激素替代治疗的雌激素给药都有许多问题，而其他长期需要雌激素的条件下被雌激素阴道内给药所克服。众所周知，一般甾体化合物，包括雌激素，通过阴道粘膜上皮有效和快速地被吸收[6，7]。阴道途径可避免不希望的肝脏首过代谢。阴道途径雌激素给药与卵巢向全身循环分泌雌激素的情况类似。雌激素可用油膏，溶液或阴道片经阴道给药[2]。然而，为了达到雌激素类药物的控制释放，为了增加病人的接受和方便，持续至少一个月的一种阴道内的装置，例如环形的，是最适宜的给药装置。阴道内环可由自己放入至阴道高部适当的位置。
美国专利号3,545,439透露一种由生物适合的有机聚硅氧烷高弹性体甲羟孕酮醋酸酯甾体化合物构成的阴道内环用于女性避孕的目的，没有教导这种装置可被用于17β-雌二醇前体在至少三周期间内以实际上恒定(或零级模式)速度给药用于一般情况下需要长期雌激素的治疗，或特定地用于激素替代治疗。
Jackanicz在一篇文章[8]中教导了阴道内环可能有三种基本的设计，虽然另外的设计改变确实存在：-
(a)均匀环，这种环是甾体化合物均匀地分布于疏水性的高弹性体系，代表性的规格为由Dow Coming生产的有售的Silastic(商标)商品。这种设计对高药物负荷是可能的，同时由此达到在一个长时期内比较大的日释放速率。然而，这种设计伴随有初始的高药物释放，造成循环血浆中甾体比化合物的非生理水平，接着随环外层部分药物的消耗形成药物释放速率的降低。结果，这种环的设计不能达到在一个持续至少三周，优选是几个月期间内受控的，实际上恒速的药物释放，这种释放被本领域的技术人员认为是零级模式释放。
(b)壳状设计，在这种设计中甾体化合物是包含在一种介于不含药的疏水性弹性的核心或中心部分，和狭窄的、外面不含药的疏水性弹性壳之间的窄带或中空环中。外面的壳作为计量或控速的膜。用这种设计与均匀环相比可以减低突发的效应。然而，这种设计也有不利之处，即药物贮库是被其尺寸而物理地限制了，作为激素替代治疗，核心、甾体带和控速壳的相对直径应当是这样的，即需要每日相对高的药物释放，因此这种设计不能达到在一个期望的至少三周，优选的是几个月期间内控制的，实际上比较高的日药物释放速率的期望模式。因此，这种壳状设计最适合于避孕。
(c)核心状设计，这种设计是甾体化合物与疏水性高弹性高聚物均匀混合做成一个均匀的核心。核心被一层控速的、不含药的疏水性弹性壳所包围。这种设计对高药物负荷是可能的，同时核心和控速壳的相对直径与壳形设计相比可以达到较高药物释放速率的要求。与均匀环形设计相比，药物的突发释放被减弱但并不需消除。由于控速壳的存在于可以达到实际上零级释放，同时这种设计由于较高药物负荷的可能使这种释放持续几个月。
用于激素替代治疗的17β-雌二醇给药阴道内弹性环的设计是已知的。
例如Englund及其同事的报道[9]揭示一种阴道内壳状高弹性环的设计，在体外以200μg/天的速率释放17β-雌二醇，这相当于在女性病人形成17β-雌二醇由50至200pg/ml的血浆水平。在此报道中进一步揭示参与此研究的所有女性个体在研究期间的头24小时均有非生理的高17β-雌二醇血浆水平，同时在研究的21天期限内均有血浆雌二醇水平逐渐降低的现象。在此研究中没有教导在甚至比较短的21天研究期间内能够维持实际上17β-雌二醇的恒定血浆水平，也没有教导建议这种装置可用于一种适当的17β-雌二醇前体化合物的给药。然而，此研究确实提到200μg/天的17β-雌二醇释放率对于绝经后妇女的激素替代治疗是太高了，因为形成的17β-雌二醇血浆水平是非生理的，也就是它们超过了多产妇女卵泡相所见到的雌激素水平。作者的结论与Lievertz[1]所教导的一致，具有释放17β-雌二醇50-100μg/天的装置对于激素替代治疗可提供合适的剂量。
Roy和Mishell的研究[10]透露一种包括含有左炔诺孕酮和17β-雌二醇在二甲基聚硅氧烷中混合的高聚物基质的高弹性阴道内环。此研究教导了17β-雌二醇比左炔诺孕酮在二甲基聚硅氧烷中的溶解度和扩散速度均低。这个例子中的环设计是壳型的，其外边的直径为58mm而厚度为9.5mm，每天分别释放290μg的左炔诺孕酮和180μg的17β-雌二醇。用这种环研究了六或七个连续的21天周期。在每个病历中，在每个周期的前几天，17β-雌二醇吸收产生一个初始的峰，在此以后血浆缩度很快降低。初始的17β-雌二醇血清峰是由于从外层壳的突发释放而不是从高聚物基质释放造成的，然后这种突发效应在周期之间每周的贮存时又再建立。
这样，在此研究中指示，这种环设计是不适合于在需要雌激素的条件下，包括激素替代治疗时，17β-雌二醇的持续释放的。
Stumpf等人对雌激素功能低下妇女的研究[11]揭示一种打算特别用于激素替代治疗的壳形阴道内环的设计。此环的截面为9.5mm，直径为54mm。甾体化合物带或中空环中含有100，200或400mg的17β-雌二醇。在放入后一小时，17β-雌二醇平均血清水平升到300pg/ml，表征甾体化合物的突发释放，但在24小时内接近于24pg/ml的基线。超过一个月17β-雌二醇水平缓慢地增加到约50pg/ml，在2和3个月时又降回到基线。作者得出结论，即这种设计做为激素替代治疗不能像所希望的那样，在一个足够长期间内提供17β-雌二醇有效的治疗给药。
Stumpf等人[11]也透露一种替代的阴道内均匀型环的设计，这种环是包括含有400μg 17β-雌二醇的聚二甲基硅氧烷高聚物基质。这种环的表面积为22cm2，其截面积为48mm2。用这种设计的环，血清初始17β-雌二醇水平在一小时内上升到约700 pg/ml，至少在给药的第一周水平维持在300pg/ml。尽管作者得出结论认为这种环设计可维持生理的雌二醇水平，但本领域的熟练人员将认为这样的17β-雌二醇水平是非生理的，所以用于需要激素替代治疗的妇女是不可接受的。
欧洲专利公布号0253109透露一种核心型阴道内环的设计，能够在按选择的那样在每24小时17β-雌二醇给药在0.5至25μg/天范围内改变，优选是从4至8μg/24小时。按其中所说的由雌激素功能低下妇女产生的症状可由这种17β-雌二醇给药速率得到缓解。这种17β-雌二醇的给药速率实际上是低于一般认为的缓解伴随雌激素功能低下条件所有可能症状所需的速率--每天给药速率在体外测定为50至100μg的17β-雌二醇作为有效的激素替代治疗所需要的速率是被本领域熟练人员所一般接受的[1][9][11][12]。关于EP-A-0 253 109的症状排除了伴随泌尿生殖道低部的症状。也没有教导这样低的17β-雌二醇每天给药速率能够缓解雌激素功能低下的妇女所具有神经内分泌和其他症状。
Smith等人[13]教导了体外测定的17β-雌二醇的日给药速率在5至10μg/天之间，对于缓解伴随雌激素功能低下的那些症状是有效的，特别是与阴道萎缩和尿道上皮有关的症状。没有说用这样低的17β-雌二醇日剂量还可以减轻伴随雌激素功能低下的其他症状。
在将17β-雌二醇混合于阴道内给药装置中产生了一些困难。特别是这个药物的化学性质是极性太大，实际上不能达到缓解伴随雌激素功能低下妇女产生的临床典型症状，尤其是绝经后妇女需要用雌激素替代治疗所需要的日给药量。这些困难意味着体外测定的17β-雌二醇日释放量超过50μg实际上是不能达到的，而此量却是临床承认的对有效激素替代治疗所必需的，因为：
-狭窄的壳包围着一个大直径的高聚物基质对于大量产生可靠的能接受的限度，用现有技术中已知的方法是困难的。
-装置的高聚物基质中所需的高药物浓度，结果必须要大的直径。然而这种装置的制作是不经济的。
-使用后的高药物残留量会产生环境问题。
-在已知的阴道内给药装置中不可能包含附加的活性成分，如有代表性的孕激素类。
依据本发明的第一方面提供了一种适用于对雌性哺乳动物给药的阴道内给药装置，该装置包括以下限定的在高聚物基质中的17β-雌二醇前体，所述装置适合于17β-雌二醇前体以实际上零级模式释放至少三周，优选的为至少三个月。
此17β-雌二醇前体必须：
-为一种17β-雌二醇部分，在其中17β-雌二醇部分的此羟基或每个羟基被一个保护基团所保护；此保护基或每个保护基是以在体内易于从17β-雌二醇部分除去的方式与17β-雌二醇部分相连，同时此保护基或每个保护是这样选择的，即当在体内从17β-雌二醇部分除去时产生一种对雌性哺乳动物无毒的物质。
-具有如以下限定的足够的亲脂性。
-具有如以下限定的足够的亲水性。
特别地，此17β-雌二醇前体当直接用测量它们于37℃下在液体硅氧烷(DowComing Grade 360医用液体)中的溶解度来测定时必须有足够的亲脂性，即它们的溶解度必须不低于0.1mg/100ml，另外的方法是间接地由测量标准k(将在以后限定)来测定，按此它们的标准k必须不低于0.1μg/天/mm。这样的亲脂性对保证前体通过装置的适当扩散是需要的。
特别地，此17β-雌二醇前体必须有足够的亲水性，使它们于20℃时在蒸馏水中的溶解度不低于1μg/100ml。这样的亲水性对于保证前体在装置与阴道上皮间的水相扩散层中达到适当的浓度是需要的。
前体从包括高聚物基质混合以17β-雌二醇前体的核心和包围核心的一层壳的核心型设计的圆柱形装置中的释放，可用Crank′s方程描述：R=2·π·Cs·l·Dln(b/a)]]>其中：R＝前体释放速率(μg/天)Cs＝前体在高聚物基质中的饱和溶解度(μg/ml)
D＝前体在高聚物基质中的扩散系数(cm2/天)
π＝前体在高聚物基质和溶解介质间的分配系数
l＝核心长度(mm)
b＝壳截面直径(mm)
a＝核心截面直径(mm)
在沉没情况下，Crank’s方程表明前体的释放速率(R)与前体在高聚物基质中的溶解度(Cs)和扩散系数(D)，它在高聚物基质与溶解介质间的分配系数(π)；和环的大小(l，b，a)有关。对于任何给定的前体在任何给定的高聚物基质中Cs，D和π将为常数，可以组在一起形成一个组合的常数k：-
k＝2Cs·D·π
k值可用Crank’s方程以下列的方式经验地导出：-K=R·ln(b/a)l]]>
对于某种17β-雌二醇前体，k值依赖于核心的长度(见后面的实施例6)。因此，在下文中35mm核心长度的k值指定为“标准k”值。
使用相对于17β-雌二醇本身具有增强的亲脂性的17β-雌二醇前体是涉及克服17β-雌二醇本身混入到阴道内给药装置中产生的困难的一个参数。然而，只有当17β-雌二醇前体具有以上叙述的足够的亲脂性的附加理化性质和在体内容易转化为17β-雌二醇，转化的结果不产生毒性物质的临床特性时才适合用于对长期需要雌激素情况，包括激素替代治疗的妇女给以治疗量的雌激素的阴道内装置中。更且，这种17β-雌二醇前体也适合于控制受精。如此，例如，17β-雌二醇-17-戊酸酯，一种高亲脂性的前体，当以阴道内给药装置阴道内给药时，在妇女体内将不能得到可测出17β-雌二醇血水平，因为它的亲水性或水溶解度太低。所以本发明限定了17β-雌二醇前体的特性，并鉴定那些适合的前体，即含有上述前体的阴道内给药装置将给以雌性哺乳动物以治疗量的17β-雌二醇而没有任何以前与这种系统相联系的缺点。
这将是明显的，即上述阴道内给药装置可有任何的形状和任何的大小而此两者要适合于对雌性哺乳动物，包括妇女阴道内给药并具有药物给药动力学所加给的需要，按照本发明，特别优选的装置是一种阴道内环。
优选上述环包括外层、控速的包围核心形式的高聚物基质的壳，此壳可由与高聚物基质相同的高聚物制作，或是由任何其他在本领域已知的，适合的高聚物制作。可供选择地，上述环包括中空环形式包围高聚物基质的壳和在环内有一个中心部分的装置，此壳和中心部分可各为与高聚物基质相同的高聚物制作的，或是由任何其它本领域已知的适合高聚物制作的。
更优选的，17β-雌二醇前体日释放速率相当于每天高至1mg的17β-雌二醇本身能以实际上零级模式持续长达至少12个月。
优选地，上述阴道内给药装置附加地在高聚物基质中包括一种适合的孕激素类物质，此孕激素类物质是由包括炔诺酮-17-醋酸酯和左炔诺孕酮的组中选择的。所述的17β-雌二醇前体能以实际上的零级模式在至少三周的期间，优选为长达12个月的期间内以高达相当于17β-雌二醇本身1mg/天的给药速率来给药，而且所述孕激素类物质能在同样的期间内以高达1mg/天的给药速率给药。
依据本发明的第二方面，这里提供了一种适合的由上文限定的17β-雌二醇前体的应用来制作一种用于阴道内以实际上的零级模式在至少三周，优选的为长达12个月的期间内以高达每天1mg的17β-雌二醇本身给药的阴道内给药装置。控速壳的直径，如果存在，是以现有技术能接受的容许范围内的大小来生产的。
依据本发明的第三方面这里提供一种制作适用于雌性哺乳动物给药的阴道内给药装置的方法。所述方法包括如下步骤：混合在上文中限定的一种适合的17β-雌二醇前体，一种高聚物，一种适合的交联剂和固化催化剂形成混合物；和固化此混合物形成高聚物基质。
优选地，此高聚物基质形成一个核心，并且此方法增加包括提供包围此高聚物基质的壳的步骤。
可供选择的，高聚物基质形成一种中空环同时此方法包括如下步骤：形成中心部分；将17β-雌二醇前体与高聚物，适当的交联剂和固化催化剂形成混合物和以中空环包围中心部分的形式固化此混合物；和提供包围高聚物基质的壳。选择了高聚物基质和壳组分各自相对量并且选择了环组成的几何形状，这是为了提供日释放17β-雌二醇前体相当于每天50至250μg之间，最优选的是每天50至100μg之间的17β-雌二醇。
依据本发明的第四方面，这里提供如上文限定的适当的17β-雌二醇前体、以实际上的零级模式在至少三周，优选长达12个月内高达每天1mg的17β-雌二醇本身的给药速率在阴道内释放的应用。
依据本发明，特别优选的17β-雌二醇前体是那些具有一个或多个以酯的形式连接到17β-雌二醇部分上的羟基的酰基作为保护基。优选地，此保护基或每个保护基为短链的脂防酰基，但前提条件是当酰基为乙酰基时，每个羟基不能都用乙酰基保护。更优选地，酰基为饱和的或不饱和单羧酸或二羧酸的酰基部分。此一个或多个酰基可保护17β-雌二醇部分的3-位和/或17-位。为本领域的熟练人员所共知即有治疗活性的酯能在人的血浆中被非特导性酯酶快速水解为相应的母体酸和醇。对本领域的熟练人员是明显的，即在17β-雌二醇前体的情况下上述前体在人血浆中的水解将生成17β-雌二醇本身，和一个或多个酸性组分，这种酸性组分的数目依赖于上述前体每个分子中存在的酰基保护基的数目。上述酰基包括饱和脂肪族短链(C1-5)直链或支链的单-和二羧酸，如甲酰基，乙酰基，丙酰基，丁酰基，异丁酰基，草酰基，丙二酰基，戊二酰基和丁二酰基；不饱和脂肪族短链(C2-5)直链或支链的单-和二羧酸如丙烯酰基，丙炔酰基，异丁烯酰基，巴豆酰基，异巴豆酰基，马来酰基，富马酰基，宁康酰基，中康酰基，碳环羧酸或本领域熟练者所知的其他羧酸。这些酰基仅以实例的方式被揭示，但应明了即本发明的范围不能以任何形式被这种揭示所限制。
优选的17β-雌二醇前体必须有足够的脂溶性即它们在液体状硅烷氧(DowComing Grade 360，医用液体)中于37℃的溶解度不低于0.1mg/100ml。另一种标准，此优选的17β-雌二醇酯前体必须有足够的亲脂性即它们的标准k值(如上文所限定)不低于0.1μg/天/mm。
更且，所述前体必须具有亲水性使它们在20℃时在蒸馏水中的溶解度不低于1μg/100ml。17β-雌二醇-3-苯甲酸酯和17β-雌二醇-17-戊酸酯为不具备此要求的水中溶解度的17β-雌二醇前体的例子。
虽然不是本发明的主要的目的，但上述前体应该，优选地，被微粒化。
依据本发明，优选的酰基为乙酰基或丙酰基同时最优选的17β-雌二醇前体为17β-雌二醇-17-醋酸酯，17β-雌二醇-5-醋酸酯，17β-雌二醇-17-丙酸酯和17β-雌二醇-3-丙酸酯。
依据本发明，酰基优选地保护3-位，所以特别优选的17β-雌二醇前体为17β-雌二醇-3-醋酸酯和17β-雌二醇-3-丙酸酯。17β-雌二醇-3-醋酸酯是最优选的。
适用于本发明的阴道内给药装置的孕激素类包括，但不局限于，左炔诺孕酮和炔诺酮-17-醋酸酯。更适合的孕激素类将希望包括氯地孕酮，去氧孕烯，孕二烯酮，甲羟孕酮，甲地孕酮，诺孕酯和黄体酮。
阴道内环可能由一种和多种的生物容许的高聚物构成，例如与上述17β-雌二醇前体相容的高弹体如有机聚硅氧烷或聚氨基甲酸乙酯。当高弹体是从室温硫化型的羟基末端的有机聚硅氧烷中选择，适合的交联剂和在现有技术中已知固化催化剂可能是需要的。二甲基聚硅氧烷组合物也可应用于本发明的阴道内给药装置中的高弹性体组分。
本发明的阴道内给药装置的几何形状的选择是依据于17β-雌二醇前体白释放量能变动至高达每天1mg(以17β-雌二醇本身来表示)，优选的为在50至100μg/天之间(仍以17β-雌二醇本身表示)。所述环的几何形状也可以变动以使在治疗所希望的速率下从同一个阴道给药装置释放适合的17β-雌二醇前体和孕激类物质。术语“几何形状”包括环的总直径；环的截面直径；核心直径与整个装置截面直径之比；和核心的长度。
在核心中含有17β-雌二醇前体的荷药百分数可从1％(w/w)改变至超过50％(w/w)，同时荷药量仅由最后混合物的物理特性所限定。对于本领域的熟练者是明显的，即上述的核心型或具有外层控速壳的壳型设计装置中的荷药量的重要性仅在于保证始终有足够的药物存在以使整个需要的药物持续释放期间内能维持实际上的药物零级释放模式。如此，为保证在此装置整个使用寿命期间实际的药物零级释放模式的持续，需要的荷药量将足够超过在限定的持续释放期间所需要的药物总量。
本发明的某些实施方案将参考下列由上文限定的适当17β-雌二醇前体或单独给药或与孕激素物质混合给药的环形阴道内给药装置的制作通法加以说明。此制作通法由参考实施例1至10来举例说明。应当了解即这些实施例仅以进一步说明本发明的方式来公开，而不应该以任何方式认为是对上述发明范围的限制。如此，例如，这是本领域的熟练者清楚的，即关于制作通法中注模的技术可以整个地或部分地被其他制作技术所代替，例如挤出将能生产同样的产品。
制作通法：核心设计
高弹性混合物由97重量份的含有约25％(w/w)硅藻土作为填料的疏水性高弹性高聚物和2.5重量份的交联剂，n-丙基原硅酸酯，相混合制备的。适合的疏水性高弹性高聚物为辛酸亚锡固化的聚二甲基硅氧烷高聚物，其两个适合的例子为那些已知的Dow Corning QCF73099和Nusil Med 7.6382。
如此形成的高弹性混合物进一步以85重量份高弹性混合物，5重量份硫酸钡和10重量份17β-雌二醇前体的比例相混合，优选的17β-雌二醇前体为17β-雌二醇酯，更优选17β-雌二醇-3-醋酸酯，17β-雌二醇-17-醋酸酯，17β-雌二醇-3-丙酸酯或17β-雌二醇-17-丙酸酯。由此，一种活性的混合物形成了。
本发明的阴道内给药装置的核心由200重量份活性混合物与1重量份的活化催化剂，如辛酸亚锡，混合制作的。此生成的环混合物被注射入一个核心模具中，并在80℃固化2分钟。然后打开模具，取出环并加以修整。
半环形式的阴道内给药装置是由200重量份高弹性混合物与1重量份活化催化剂，如辛酸亚锡，混合制作的。所得的半环混合物被注射入含有按紧接的上段中描述的方法预先制好核心的半环模具中，并在80℃固化2分钟。然后打开模具，取出半环并加以修整。
完整环状型式的阴道内给药装置是以200重量份的高弹性混合物与1份重量的活化催化剂，如辛酸亚锡，混合制作的。此生成的整环混合物注射入一个含有按紧接着的上段中描述的方法预先制好的半环的完整环状模具中，并在80℃熟化2分钟。然后打开此模具取出完整的环并加以修整。
环的几何形特性可以按所需要通过使用适当大小的模具而变动，如以下列实施例中所例举的，或如本领域的熟练者所清楚的通过使用适当大小的挤压喷嘴而变动。
实施例1
具有在名义上体外日释放17β-雌二醇-17-醋酸酯的速率10μg/天的环形阴道内给药装置系按上文所述的制造通法制备，其环的几何形状在表1中描述。
实施例2
具有在名义上体外日释放17β-雌二醇-17-醋酸酯的速率50μg/天的环形阴道内给药装置系按上文所述的制造通法制备，其环的几何形状在表1中描述。
实施例3
具有名义上体外日释放17β-雌二醇-3-醋酸酯速率50μg/天的环形阴道内给药装置系按上文所述的制造通法制备，其环的几体形状在表1中描述。
实施例4
具有名义上体外日释放17β-雌二醇-3-醋酸酯速率100μg/天的环形阴道内给药装置系按上文所述的制造通法制备，其环的几何形状在表1中描述。
实施例5
具有名义上体外同时释放17β-雌二醇-3-醋酸酯50μg/天和孕激素类物质左炔诺孕酮20μg/天速率的环形阴道内给药装置系按上文所述的制作制备，其环的几何形状在表1中描述。
表1中陈述的实施例1-5环的名义上体外释放速率是在沉没在1％(w/v)氯化苯甲烃铵的条件下测定的。释放速率是以下列的方式测定的。
每个环(n＝4)悬浮在单独的盛有溶解介质的烧瓶中，然后加盖放在适当的烤箱中在37℃振摇。溶解介质每24小时(±30分种)更换一次。每份用过的溶解介质用反向填装的高效液相色谱(HPLC)分析并用UV监测(235nrm用于监测17β-雌二醇-3-醋酸酯和17β-雌二醇-3-丙酸酯；281nm用于监测17β-雌二醇-17-醋酸酯，17β-雌二醇-17-丙酸酯和17β-雌二醇)，与适当的标准溶液对照。由于在贮存过程水解为17β-雌二醇，所以17β-雌二醇-3-醋酸酯的水平由分析17β-雌二醇和17β-雌二醇-3-醋酸酯两者来测定。随后发展了17β-雌二醇-3-醋酸酯的改进分析方法--包括以0.5N NaOH水解每份用过的溶解介质以生成17β-雌二醇，随后在注射入HPLC系统之前经过缓冲，在281nm测定水解的产物，17β-雌二醇，与适当的标准溶液对照。
表1、阴道内环的荷药核心大小，9×54mm，在沉没条件下17β-雌二醇前体单独或与孕激素类混合物的名义上的日释放 活性成分 实施例 名义上日释放 (μg)(体外) 核心大小(mm) 截面直径×长度17β-雌二醇-17-醋酸酯17β-雌二醇-17-醋酸酯17β-雌二醇-3-醋酸酯17β-雌二醇-3-醋酸酯17β-雌二醇-3-醋酸酯(E3A)与左炔诺孕酮(LN)混合 1 2 3 4 5 10 50 50 100 50E3A和20LN 2×15 2×75 2×8 2×16 2×8(E3A) 3×105(LN)
原始分析方法分析17β-雌二醇和17β-雌二醇前体的精度低于2％RSD(相对标准偏差)，但17β-雌二醇-3-醋酸酯例外，其用原始方法和改进方法分析和精确度分别低于4％RSD和2％RSD。原始的和改进方法的灵敏度为5μg/100ml。
为了使活性成分17β-雌二醇-3-醋酸酯的名义上释放分别为50μg，100μg和50μg/天，重新分析表1中用原始方法的17β-雌二醇-3-醋酸酯的体外日释放速率，得到改变的日释放速率，此结果依次较正了实施例3-5含有前体的环核心大小分别为2×10mm，2×20mm和口2×10mm。
实施例6：90天(最大限度)平均体外日释放速率
含有各种17β-雌二醇前体的本发明阴道内环的体外溶解特性和含有17β-雌二醇本身的阴道内环的溶解特性可参考表2给以说明。每个化合物按照制作通法制备了四个相同的环，带有辛酸亚锡固化的聚二甲基硅氧烷高聚物的高弹性混合物作为疏水性的高弹性高聚物。在所有的情况下，环的几何形状包括环的大小为9mm(截面直径)×54mm(外层直径)并含有一个全长(141mm)截面直径为2mm的核心。环是在体外37℃恒温下，在下列有足够体积的每一个下述介质中测试的：0.9％(w/v)盐水，0.133％(w/v)氯化苯甲烃铵水溶液和1.0％(w/v)氯化苯甲烃铵水溶液。选择盐水介质是因为17β-雌二醇前体特殊的能力来完成从阴道内环向盐水的实际释放可被认为是类似它在体内吸收特性的一种明显的指示。含有盐水和氯化苯甲烃铵的介质的选择是保证每个阴道内环在至少一种介质中的“沉没条件”。被本领域的熟练者所认识的，即“沉没条件”这个术语是指使体外的实验条件有效模拟在体内发生的活性血液渗透。它在任何给定时间透过水溶液界层时形成最大的药物浓度梯度和最大的药物扩散速率。如引，体外溶解试验可以设计为释放的药在溶解介质中的溶液溶解度在任何给定时间均比它在这个介质中的体相浓度大的多，例如由于加入一种表面活性剂氯化苯甲烃铵(BKC)，由胶束药物增溶作用使浓度高于其临界胶束浓度。
表2、17β-雌二醇和17β-雌二醇前体从阴道内环向各种介质的平均日释放速率。环含有一个荷药的全长(141mm)截面直径2mm的核心，大小为9×54mm。 活性成分 平均日释放μg/天(N＝4) 释放介质0.9％(w/v)盐水0.133％(w/v)BKC*1.0％(w/v)BKC*17β-雌二醇17β-雌二醇-17-戊酸酯17β-雌二醇-17-丙酸酯17β-雌二醇-17-醋酸酯17β-雌二醇-3-苯甲酸酯17β-雌二醇-3-醋酸酯17β-雌二醇-3-丙酸酯 8 ** 26 24 ＜5 350 - - 365 112 56 42 700 - - 550 218 96 66 850 1200
*BKC＝氯化苯甲烃铵在水溶液中
**未检出
*未测定
这样，每个环用一根线悬浮在各自的含有溶解介质的烧瓶中并密封，在37℃恒温保持。为了避免在环表面形成流体静力学的层，烧瓶的内容物要轻微地振摇。24小时后，取出环并用以前叙述的相同方法悬浮在另一个新鲜等体积的溶解介质中。这种操作每连续的24小时就重复一次，直至过去90天。在每个24小时的尾末取出溶解介质的样品并立即用所期望的适当的分析方法进行前体含量的分析，有代表性的方法为高效液相色谱法(见实施例5)。
表2的数据相当于用所叙述的方法测定的17β-雌二醇和各种17β-雌二醇前体在三种特定的释放介质中长达90天的连续时间内的体外平均日释放速率。17β-雌二醇前体在1.0％BCK中的沉没条件是明显的。脂溶性较大的17β-雌二醇前体，戊酸酯和苯甲酸酯向盐水的低释放速率是由于它们内在的在水溶液中低溶解度。醋酸酯和丙酸酯在沉没条件下的最高释放速率与它们在水溶液中的实际溶解度相联系可由它们向盐水的释放速率观察到。如此，特别地，17β-雌二醇-3-醛酸酯在BKC和盐水两者从环几体形状的阴道内环的实际释放如表2中所述。
附图1表示17β-雌二醇-17-醋酸酯(以17β-雌二醇表示)从-种9×54mm的阴道内环(核心长141mm，核心截面直径2mm)在90天内向1.0％(w/v)氯化苯甲烃铵水溶液体外的日释放。环是按照如上文所述的制作通法制备的。
附图2表示17β-雌二醇-3-醋酸酯(以17β-雌二醇表示(核心长35mm；核心截面直径2mm))和炔诺酮-17-醋酸酯(核心长90mm，核心截面直径2mm)从一种7.6×56mm环在12天内向1.0％(w/v)氯化苯甲烃铵水溶液(250ml)的体外日释放。环是按照如上文所述的制作通法制备的。
附图表示的数据肯定了本发明的阴道内给药装置在体外以实际的零级模式在长达90天的研究期间内在释放17β-雌二醇方面的有效性。
表3、17β-雌二醇前体向250ml 1％(w/v)氯化苯甲烃铵的平均日释放速率。环为9×54mm，包含一个荷药的、不同长度、截面直径为2mm的核心。 活性成分核心长度(mm)平均日释放(μg/天) (n＝5) (以前体表示)* k17β-雌二醇-3-醋酸酸 6 12 25 35 49.25 91.88 177.15 236.66 12.347 11.517 10.658 10.01717β-雌二醇-3-丙酸酸 35 70 140 300.00 600.00 1200.00 12.89 12.89 12.8917β-雌二醇-17-醋酸酸 35 70 140 19.50 40.94 87.45 0.8380 0.8797 0.939517β-雌二醇-17-丙酸酸 17 35 70 140 24.08 42.86 83.54 155.20 2.130 1.842 1.795 1.667
*17β-雌二醇-3-醋酸酯的释放速率数据为用改进的分析方法测定的基于无水17β-雌二醇的量。这些数据为将17β-雌二醇乘以校正系数1.154转变成17β-雌二醇-3-醋酸酯。
按照如上文叙述的制作通法制备的环状形式阴道内给药装置，每个环的几何形状如表3所述。表3也显示当核心长度变化时这些环向1％(w/v)氯化苯甲烃铵中体外的释放速率，也给出了所观察到的表观k值。
溶解介质每天按如上文所述的方案更换。从第二周起溶解试验的平均日放速率用于测定表3中代表的表观k值。
可以看出表观k值随17β-雌二醇-3-醋酸酯，17β-雌二醇-17-醋酸酯和17β-雌二醇-17-丙酸酯的核心长度而变动。所以决定测定核心长度为35mm的k值并在下文中将此k值认为是“标准k”值。
实施例7：17β-雌二醇和某些17β-雌二醇前体的溶解度参数
由实施例6中观察到的平均日释放速率测定了标准k值。1.0％(w/v)氯化苯甲烃铵水溶液用作各种17β-雌二醇前体的溶解介质，以保证沉没条件。有关数据在表4中给出。
水中溶解度是在20℃的蒸馏水中测定的。有关数据在表5中给出。
硅氧烷中溶解度为在37℃的Dow Coming(商标)360医用液体中测定的。有关数据在表5中给出。
表4、17β-雌二醇前体从阴道内环向各种介质的平均日释放速率。环为9×54mm，包含一个35mm长截面直径2mm的荷药核心。 活性成分 平均日释放(μg/天)(n＝5) 释放介质 标准k 0.9％(w/v)盐水1.0％(w/v)BKC17β-雌二醇-3-醋酸酯17β-雌二醇-3-丙酸酯17β-雌二醇-17-醋酸酯17β-雌二醇-17-丙酸酯 - 250-350 - - 236.66 300.00 19.50 42.86 10.017 12.89 0.838 1.842
-没有测定
表5 活性成分 水中溶解度 (μg/100ml)硅氧烷中溶解度 (mg/100ml) k (μg/天/mm)17β-雌二醇17β-雌二醇-17-戊酸酯17β-雌二醇-17-丙酸酯17β-雌二醇-17-醋酸酯17β-雌二醇-3-苯甲酸酯17β-雌二醇-3-醋酸酯17β-雌二醇-3-丙酸酯 190 * 5 12 * 380 230 1.631 15.021 1.7 3.681 18.6 30.0 0.09*** 5.86*** 1.842** 0.838** 0.70*** 10.017** 12.89**
*没有检出
-没有测定
**标准k
***用141mm长度的核心测定的k
1从Novel Drug Delivery Systems；Yie W.Chien；Marcel Dekker，Inc.中搜集的数据
实施例8：体外血浆水解反应
17β-雌二醇-3-醋酸酯和17β-雌二醇-17-醋酸酯的稳定性是在人血中以浓度为100pg/ml和50pg/ml于37℃保温测定的，这些浓度是按照使用本发明的阴道内给药装置期望的循环中17β-雌二醇水平相同的数量级或略高一些而选择的。也研究了10ng/ml超正常的浓度。
在保温开始后1，5，10，15，30和60分钟和2，4，6和24小时收集样品。在收集每个样品时，加入氟化钠(最后浓度为0.05-0.1M)以停止反应，离心分出血浆，用ELISA在Behring OPUS plus仪器上分析17β-雌二醇，以适当的标准溶液作对照。
17β-雌二醇-3-醋酸酯和17β-雌二醇-17-醋酸酯的水解半衰期分别为＜1分钟和4小时。
实施例9：体内特性
本发明的阴道内给药装置的体内溶解特性是用下列方法测定的。
含有17β-雌二醇前体，17β-雌二醇-3-醋酸酯或17β-雌二醇-17-醋酸酯，具有辛酸亚锡固化的聚二甲基硅氧烷高聚物作为疏水性高弹性高聚物的阴道内环按照制作通法制备。9×54mm环，体外名义上的日释放速率为115-125或230-250μg(各以无水17β-雌二醇计算)或100μg(在下文中分别称为“120μg”或“240μg”或“100μg”环)，以核心的大小相应为2×24mm和2×47mm和2×141mm(截面直径×长度)为特性。
一些绝经后的女性个体，在参加试验前均表示同意，参加18周期间的随机化交叉试验，在两周试验(血浆基线测定)以后，每个个体连续接受100μg，120μg和240μg环，在连续的两个环之间要经过两周的清洗期间。环在第0天放入在第28天取出。在试验期间即开始研究前，第0天立即放入环和随后在第28在停止试验的四周期间和当环取出时，要定期的测定血浆17β-雌二醇的水平。观测的平均血浆17β-雌二醇水平在表6，7和8中表示。
表6：120μg环(n＝5)：17β-雌二醇-3-醋酸酯
天 平均血浆17β-雌二醇水平(pmol/1)
-14 46.0
-10 49.6
-5 43.0
0 48.6
2 431.0
4 394.4
7 364.0
9 359.8
11 350.0
14 371.8
18 321.4
21 338.8
28 284.0
可以观察到平均17β-雌二醇水平基线为46.8pmol/l和在环放入后的平均17β-雌二醇水平为357.24pmol/l。这样，本发明的120μg环在进行研究的28天期间内可使血浆17β-雌二醇平均增加310.4pmol/l。
表7：240μg环(n＝5)：17β-雌二醇-3-醋酸酯
天 血浆平均17β-雌二醇水平(pmol/l)
-14 46.0
-10 49.0
-5 43.0
0 35.9
2 817.4
4 697.2
7 676.6
9 667.8
11 645.0
14 671.2
18 667.2
21 642.8
28 665.2
可以观察到17β-雌二醇水平的平均基线为43.6pmol/l，在环放入后的17β-雌二醇平均水平为683.37pmol/l。这样本发明的240μg环在28天的研究期间使血浆17β-雌二醇平均增加639.7pmol/l。
表8：100μg环(n＝4)：17β-雌二醇-17-醋酸酯
天 血浆平均17β-雌二醇水平(pmol/l)
-14 46.00
-10 49.60
-5 43.00
0 55.75
2 193.00
4 110.25
7 103.25
9 91.25
11 89.50
14 95.75
18 87.25
21 104.00
28 102.50
可以观察到17β-雌二醇水平的平均基线为48.59pmol/l，放入环后的17β-雌二醇水平平均为108.53pmol/l。这样本发明的100μg环使血浆17β-雌二醇水平在28天的研究期间平均增加59.94pmol/l。
可以理解为本发明的120μg和240μg环将适合于缓解或阻止伴随雌激素功能低下的症状，特别是激素替代治疗和用于诱导雌激素功能亢进，特别是阻止排卵。也可以理解为本发明的100μg环适合于雌激素功能低下的低剂量激素替代治疗，同时具有较大的核心直径自然将释放更多的雌二醇前体，因此将向血流中给以更多的17β-雌二醇。
表6-8给出的数据肯定了依据本发明的阴道内给药装置以实际上零级模式在研究的28天期间内向血流释放17β-雌二醇的有效性。
实施例10：体内特性
含有17β-雌二醇前体，17β-雌二醇-3-醋酸酯，具有辛酸亚锡固化的聚二甲基硅氧烷高聚物作为疏水性高弹性高聚物的阴道内环按照制作通法制备。借助于大小为2×12mm的核心(截面直径×长度)，9×54mm环的体外名义上的日释放速率以无水17β-雌二醇计算为57.5-62.5μg(下文中称为“60μg”环)。
六名绝经后女性个体，在参加试验前均表示同意，接受60μg阴道内环。这些环在第0天放入并在第14天取出。17β-雌二醇血浆水平在第0天测定并在两周期间内定期测定，结果列于表9。
表9：60μg环(n＝6)：17β-雌二醇-3-醋酸酯
天 17β -雌二醇血浆平均水平(pmol/l)
0 31.5
2 229.3
4 146.8
7 131.5
9 139.8
11 114.8
14 134.7
可以观察到17β-雌二醇水平的平均基线为31.5pmol/l在放入环后17β-雌二醇的平均水平为149.48。这样，本发明的60μg环在14天的研究期间使血浆17β-雌二醇平均增加117.98pmol/l。
可以理解本发明的60μg环将适合于缓解或阻止伴随雌激素功能低下的症状，特别是激素替代治疗。
也可以理解本实施例的60μg环和实施例9的120和240μg环证明了17β-雌二醇向血流中以实际上零级模式的给药是依赖于核心长度的。所以，可以调即核心的长度使产生治疗伴随雌激素功能低下或诱导雌激素功能亢进所需要血浆17β-雌二醇水平的增加。
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