CN101322681B - 一种制备蒽环类抗肿瘤抗生素的纳米胶束制剂的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种制备蒽环类抗肿瘤抗生素的纳米胶束制剂的方法，包括：(1)将蒽环类抗肿瘤抗生素在水或药用缓冲盐溶液中溶解；(2)将聚乙二醇衍生化磷脂在水或药用缓冲盐溶液中溶解；(3)将(1)和(2)混合，在25℃-60℃下水化，得到蒽环类抗肿瘤抗生素的纳米胶束。与现有技术的方法相比，本发明的方法简单易操作，不含有有机溶剂，不需要复杂的大型仪器设备，适合于工业生产。

Description

一种制备蒽环类抗肿瘤抗生素的纳米胶束制剂的方法

技术领域

本发明涉及可静脉注射的蒽环类抗肿瘤抗生素的纳米胶束制剂的制备方法。

背景技术

蒽环类抗肿瘤抗生素是一类有效的广谱的重要抗肿瘤药物，临床上广泛用于治疗各种癌症，如白血病、淋巴瘤、乳腺癌、肺癌、肝癌及多种其它实体瘤。这类抗肿瘤药物主要包括：阿霉素(Doxorubicin，ADM)，柔红霉素(Daunorubicin，DNR)，表阿霉素(Epirubicin，EPI)，吡喃阿霉素(Pirarubicin，THP-ADM)，阿克拉霉素(Aclacinomycin，ACM)。然而，像其他细胞毒抗肿瘤药物一样，缺乏对肿瘤组织的选择性，存在着严重的剂量依赖性急性毒性，临床上表现为：恶心、呕吐、脱发、骨髓抑制。更为严重的是：反复用药，药物蓄积在心脏组织导致严重的不可逆的心脏损伤。蒽环类抗肿瘤抗生素的毒副作用严重地限制了其长期重复用于临床上肿瘤的治疗。

改变蒽环类抗肿瘤抗生素的组织分布和提高其对肿瘤组织的选择性可显著降低毒性。蒽环类抗肿瘤抗生素的脂质体制剂可减少药物在心脏的蓄积，增加药物在肿瘤组织的分布，从而减轻剂量依赖的急性毒性，并获准用于治疗临床上的各种类型的癌症，且取得了较好的治疗效果。已上市的蒽环类抗肿瘤抗生素脂质体产品有阿霉素脂质体、柔红霉素脂质体。另外，在我国已获国家药监局批准的脂质体产品有两性霉素脂质体、紫衫醇脂质体。但是蒽环类抗肿瘤抗生素脂质体也存在着诸多缺点。如：药物被包封在内水相，药物只有从脂质体中释放出来才能发挥效果；脂质体的最小极限粒径为50nm，脂质体进入细胞往往是通过融合和内吞的机制完成的，因此药物经脂质体包裹后细胞毒作用较游离的药物弱；脂质体的制备过程复杂，需要多种脂质成分的复合(至少两种脂质成分)，粒径控制需要特殊的设备和装置；储存过程中易絮凝等。

在水中，当双亲性分子的浓度超过临界胶束浓度时可自发地聚集形成胶束，形成疏水区在内，亲水区在外的核-壳结构。利用这一性质，可以将疏水性药物包载于胶束的疏水核中，亲水性的药物结合在亲水性的外壳中。药物的胶束制剂早已被用于临床治疗实践中，如去氧胆酸钠用于两性霉素B的增溶等。Kun等发表了题为“聚合物胶束：一种新型的药物载体”的文章，综述了胶束作为药物载体方面的应用(Adv.Drug.Del.Rev.，21：107-116，1976)。最近，聚合物胶束作为一种缓释、靶向、长循环的药物载体，引起了人们的极大关注，并成为给药系统研究的热点。Yokoyamaet al采用能形成胶束的聚合物包载抗肿瘤药物，研究了其抗实体瘤的活性和细胞毒性，以及他在血液中长循环的特征(Cancer res.51：3229-32369(1991)。聚乙二醇-磷脂修饰的脂质体在动物以及人体中业已证明具有长循环的特点，并被安全地用于临床研究(Gregoriadis，G.TIBTECH，13：527-537，1995)。用聚乙二醇-磷脂胶束作为药物的载体已被研究者进行了较为详尽的综述(Torchilin，V.P.J.controlled release，73：137-172).

聚乙二醇(polyethylene glycol，PEG)是一种在生理条件下可以稳定存在的水溶性聚合物。由于它的空间结构可以阻止血浆蛋白的靠近，已广泛的应用于改变磷脂、蛋白类药物的性质。在微粒给药系统方面，PEG能够在微粒的表面形成亲水性保护层，防止微粒聚集，避免被体内的网状内皮系统识别、吞噬、从而延长药物在血液循环中的保留时间，达到长循环的目的。

目前市场上应用的蒽环类抗肿瘤抗生素多为盐形式，具有亲水性。按照常规思路制备的胶束制剂，需要将其变为亲脂性溶于有机溶剂装配到胶束的疏水核中，同时PEG衍生化磷脂也需要用有机溶剂溶解(聚乙二醇衍生化磷脂包载的蒽环类抗肿瘤抗生素的纳米胶束制剂，公开号CN1840193)，在制剂中引入的有机溶剂使工艺复杂，工业生产上不易控制。

本发明所涉及的方法将蒽环类抗肿瘤抗生素与聚乙二醇-磷脂的亲水部位结合，所用溶剂仅为水，生产工艺简单，检测方便，不需要特殊的复杂的仪器设备，利于工业生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种较现有方法更简单可行的可静脉注射的蒽环类抗肿瘤抗生素的纳米胶束制剂的制备方法。该方法可包载以盐的形式存在的蒽环类抗肿瘤抗生素制剂。本发明的方法与以前的工艺比较，更简单易操作，且不含有有机溶剂。

本发明提供了一种制备蒽环类抗肿瘤抗生素的纳米胶束制剂的方法，包括：

(1)将蒽环类抗肿瘤抗生素在水或药用缓冲盐溶液中溶解；

(2)将聚乙二醇衍生化磷脂水或药用缓冲盐溶液中溶解；

(3)将(1)和(2)混合，在25℃-60℃下水化，得到蒽环类抗肿瘤抗生素的纳米胶束。

按照本发明，其中所述蒽环类抗肿瘤抗生素和聚乙二醇衍生化磷脂的摩尔比是1：0.5至1：10，优选1：1至1：3。

由本发明的方法制备的纳米胶束的粒径范围在10nm-50nm，优选10nm-30nm。

在本发明中，其中所述蒽环类抗肿瘤抗生素为一种或多种选自下组的药物：阿霉素、柔红霉素、长春瑞宾、表阿霉素、吡喃阿霉素和阿克拉霉素。

本发明的聚乙二醇衍生化磷脂为聚乙二醇分子通过共价键与磷脂分子上的含氮碱基结合而形成。

用于本发明的磷脂为聚乙二醇衍生化磷脂，其结构中磷脂部分的脂肪酸包含的碳原子数为10-24个，优选的是12、14、16、18、20、22、24个碳原子，脂肪酸链可以是饱和的，也可以是部分饱和的，特别需要指出的脂肪酸为月桂酸(12碳)、肉豆蔻酸(14碳)、棕榈酸(16碳)、硬脂酸或油酸或亚麻酸(18碳)、酸(20碳)、山俞酸(22碳)、lignocerate(24碳)。

聚乙二醇衍生化磷脂，其中的磷脂可以是磷脂酰乙醇胺(PE)、磷脂酰胆碱(PC)、磷脂酰肌醇(PI)、磷脂酰丝胺酸(PS)二磷脂酰甘油、缩磷酸酯、溶血磷脂胆碱、溶血乙醇胺磷脂(LPE)等。

在本发明中，聚乙二醇衍生化磷脂中的磷脂部分优选为磷脂酰乙醇胺，尤其是二硬脂酰磷脂酰乙醇胺、二棕榈酰磷脂酰乙醇胺、二油酰磷脂酰乙醇胺。

聚乙二醇衍生化磷脂，其聚乙二醇分子量范围为200-20000(与聚乙二醇长链上乙氧基的数目有关)，优选聚乙二醇分子量范围为500-10000，更优选的范围1000-10000(乙氧基的数目为22-220)，最优选的聚乙二醇分子量为2000。

按照本发明的一个优选实施方案，聚乙二醇衍生化磷脂是聚乙二醇2000衍生化二硬脂酰磷脂酰乙醇胺。

在本发明的方法的步骤(3)中的水化时间为20分钟-2小时，优选30分钟，水化温度优选为30℃-50℃，更优选50℃。

在本发明的方法中，所述水为去离子水、反渗透水或蒸馏水，所述药用缓冲盐溶液为酒石酸缓冲液；枸橼酸缓冲液；磷酸盐缓冲液；或碳酸盐缓冲液。。

本发明所涉及的蒽环类抗肿瘤抗生素的纳米胶束制剂根据需要可以是溶液形式，也可以是冻干形式。本发明的方法进一步包括将得到的胶束溶液冷冻干燥，制成冻干形式的制剂。

蒽环类抗肿瘤抗生素的用量为1mg/ml-10mg/ml的制剂，优选3mg/ml-5mg/ml，聚乙二醇衍生化磷脂的用量为10mg/ml-500mg/ml，优选30mg/ml-50mg/ml。

本发明所述的蒽环类抗肿瘤抗生素的纳米胶束制剂，是采用PEG衍生化磷脂作为载体，或与其他磷脂配合使用，通过一定的制剂学手段，将治疗量的蒽环类抗肿瘤抗生素包裹于所形成的纳米胶束中，根据需要添加一定抗氧剂、渗透压调节剂。

按照本发明的纳米制剂，其含有蒽环类抗肿瘤抗生素、双亲性分子、以及药学上可接受的抗氧剂、渗透压调节剂。所述的双亲性分子为PEG衍生化磷脂和其他磷脂。其他磷脂材料包括磷脂酸、磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰甘油、心磷脂、大豆磷脂、磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、氢化卵磷脂。

在本发明的胶束制剂中，PEG衍生化磷脂占总的磷脂的摩尔比例范围为20-100％，优选60％-100％。

胶束最终制剂可以是溶液形式，含有1mg/ml-10mg/m的蒽环类抗肿瘤抗生素和1mg/ml-500mg/ml的总磷脂。其他添加剂的浓度0.01％-5％。

胶束最终制剂可以是冻干粉形式，含有0.02％-50％(重量百分比)的蒽环类抗肿瘤抗生素和50％-95％(重量百分比)的总磷脂。浓度10％-90％(重量百分比)的其他添加剂。

由于蒽环类抗肿瘤抗生素、磷脂均易被氧化，根据需要，本发明所述的蒽环类抗肿瘤抗生素胶束制剂还含有抗氧剂，如水溶性抗氧剂(坏血酸、亚硫酸氢钠、EDTA，用量范围0.01-1.0％(重量百分比))和脂溶性抗氧剂(生育酚、BHA、没十字酸丙酯，用量范围0.01-1.0％(重量百分比))。

根据需要，本发明的胶束制剂可以加入渗透压调节剂(氯化钠、葡萄糖、甘露醇)。所述的渗透压调节剂指各类药剂学上可接受的用于调节等渗的盐和碳水化合物，调节渗透压之人体等渗或偏高渗(人体液渗透压范围290-310mmol/L)。

根据本发明的蒽环类抗肿瘤抗生素的纳米胶束制剂的制备方法具体包括以下步骤：

(1)将蒽环类抗肿瘤抗生素溶于纯水或药用缓冲盐溶液中；优选纯水。

(2)将聚乙二醇衍生化磷脂溶于纯水或药用缓冲盐溶液中，静置20分钟至2小时，使其自组装形成胶束；最优时间为30分钟。

(3)将(1)和(2)混合，在25-60℃下水化30-60分钟，最优条件为50℃水化30分钟完成蒽环类抗肿瘤抗生素与胶束的动态装配过程。

在本发明的方法步骤(1)和(2)中所述的药用缓冲溶液为各种临床上可接受的供静脉注射的缓冲溶液(如：酒石酸缓冲液；枸橼酸缓冲液；磷酸盐缓冲液；碳酸盐缓冲液等等)。

在本发明的方法步骤(3)中孵育温度为在25-60℃，30-60分钟，优选50℃下水化30min。

按照本发明的方法，进一步包括将得到的胶束溶液冷冻干燥，制成冻干形式制剂。而且采用本方法制备的蒽环类抗肿瘤抗生素的冻干制剂从释放速率、抗肿瘤活性等方面优于溶液制剂。

本发明所述方法与原生产工艺相比(聚乙二醇衍生化磷脂包载的蒽环类抗肿瘤抗生素的纳米胶束制剂，申请(专利)号：200510059621.8，公开号CN1840193)，省略了将蒽环类抗肿瘤抗生素、聚乙二醇衍生化磷脂溶于有机溶剂，旋转蒸发仪成膜，水溶性添加剂水化的步骤，在制剂过程中没有引入有机溶剂，工艺简单，更适合于工业生产。

为了更好的理解本发明的内容，我们对一些专业术语解释如下。

“胶束”是指双亲性分子在水溶液中的浓度超过临界胶团浓度时(CMC)，能够自发地聚合形成胶束，胶束的结构与脂质体不同，不具有脂双层的结构特征。一般来讲，胶束的结构为疏水部分向内，形成疏水核，亲水部分向外形成亲水表面。胶束粒径小，平均粒径在10-20nm左右，因此，其不但是热力学稳定体系，而且是动力学稳定体系。另外，胶束颗粒不易聚集分层，包载容量高，即在低浓度时可包载较高的药量。

“磷脂”，磷脂的分子结构和脂肪相似，不同的是在甘油分子上只连有两个脂肪酸，第三个羟基与磷酸结合成酯。磷脂的这一结构使它成为一种双亲性分子，它的磷酸或磷酸酯一端是极性的，易与水相吸，构成磷脂分子的亲水性头部，而它的脂肪酸一端是非极性的，不与水相吸，构成磷脂分子的疏水性尾部。本发明所涉及的磷脂主要为聚乙二醇衍生化磷脂。在本发明中，聚乙二醇衍生化磷脂也可以与其他磷脂配合使用。

根据本发明，蒽环类抗肿瘤抗生素的单位剂量为5-100mg，优选单位剂量10-20mg，最优单位剂量为20mg，剂量将根据每个特殊个体的需要而调整。

本发明的蒽环类抗肿瘤抗生素的纳米胶束制剂以聚乙二醇衍生化磷脂为主要机制，可以保护纳米胶束不被体内的网状内皮系统吞噬，延长纳米胶束在血液循环中的保留时间，同时改变药物在体内的动力学性质，进而增强疗效、降低毒性。

基于PEG衍生化磷脂制备的纳米胶束不仅具有一般纳米微粒的优点：粒径小，基本在10nm-50nm之间，是一种动力学稳定的体系，一方面避免了其他微粒给药系统例如脂质体，易于聚集成团的缺点；另一方面更易于深入病变部位，改善药物分布，提高药物的肿瘤组织靶向性。

胶束中，聚乙二醇分子在包载药物的疏水核外形成亲水性保护层，避免药物在血液中的镁等蛋白分子接触和被体内网状内皮系统识别、吞噬、延长胶束在体内的循环时间；药物包载于胶束中的疏水核中，可以使药物免受外界因素(水、氧、光)的破坏，大大提高药物在储存过程中的稳定性，除此以外，胶束制剂可以改变药物在体内分布的动力学性质，增加药物在肿瘤组织的分布，进而提高疗效、降低毒性。

附图说明：

图1为阿霉素胶束制剂的体外释放试验。

图2为阿霉素胶束制剂的体外细胞毒试验。其中，A样为直接混合溶液；B样为直接混合冻干；C样为游离DOX。

图3为阿霉素胶束制剂的体内肿瘤生长抑制试验。图3a显示了肿瘤体积变化，图3b显示了瘤重变化。其中，A样为直接混合溶液；B样为直接混合冻干；C样为游离DOX。

以下实施例主要是用于进一步说明本发明，而不是限制本发明的范围。

具体实施方式

实施例1：ADM-PEG2000-DSPE(聚乙二醇衍生化的硬脂酰磷脂酰乙醇胺包载的盐酸阿霉素)胶束的包封效率

处方见表1：

表1实施例1：ADM-PEG2000-DSPE胶束的包封效率

制备工艺：

原工艺：按上述处方中药脂比，称取ADM(盐酸阿霉素)溶于甲醇中(2mg/ml)，称取PEG2000-DSPE.(聚乙二醇衍生化的硬脂酰磷脂酰乙醇胺)，溶于适量的氯仿中，置于100ml茄形瓶中。置旋转蒸发仪，除尽有机溶剂，在茄形瓶表面形成薄而均匀的磷脂膜。将磷酸缓冲溶液加入到茄形瓶中，30℃震荡水化1小时，氮气保护，0.22um的微孔滤膜过滤除菌，制得可供静脉注射的阿霉素胶束制剂。所得样品外观呈橘红色澄明的溶液，平均粒径15nm，粒径分布10nm-20nm。

新工艺：按上述处方中的药脂比，称取ADM溶于纯水中(4mg/ml)，称取PEG2000-DSPE溶于纯水中(40mg/ml)，两者混合，置于37℃下水化30min，氮气保护，0.22um的微孔滤膜过滤除菌，制得可供静脉注射的阿霉素胶束制剂。所得样品外观呈橘红色澄明的溶液，平均粒径15nm，粒径分布10nm-20nm。

实施例2：ADM-PEG2000-DSPE胶束的体外释放试验。

采用溶出法测定ADM从PEG2000-DSPE胶束中释放的速率，HPLC检测。

将制好的ADM-PEG2000-DSPE胶束1ml(1mg/ml)置于透析袋(截留分子量1,2000—1，4000)中，将系好的透析袋置于药物溶出仪的转篮中，透析外液为PBS缓冲液150ml，每个样品平行做三个，于37℃，50转运行24h，于1h，2h，4h，6h，12h，24h取样，每次取透析外液0.2ml，补新鲜PBS0.2ml。定点取的样品进HPLC，对照标准曲线，求得释放百分率。结果见图1。其中脂药比1：1时在24小时的释放率29％；其中脂药比2：1时在24小时的释放率16％；未见突释现象。

实施例3：盐酸阿霉素胶束制剂的体外细胞毒试验。

用体外细胞毒试验和体内肿瘤生长抑制试验来检验本发明制备的蒽环类抗肿瘤抗生素的纳米胶束制剂的抗肿瘤效果。

A549细胞(ATCC)按8.0*10³个/孔接种96孔板中，培养过夜，洗去培养基，分别加入不同阿霉素浓度的下列样品各5ul：游离阿霉素(C样)、新工艺ADM-PEG2000-DSPE溶液(A样)、新工艺ADM-PEG2000-DSPE冻干复溶样品(B样)，每一样品三复孔。每孔中加入100ul含10％胎牛血清的培养基，于37℃、5％CO₂的培养箱中继续培养48h。于各设定时间点取出细胞，每孔加入MTT20ul(5mg/ml)，再培养4h后，每孔加入150ul DMSO溶解，置于酶标仪，在590nm处检测其最大吸收，绘制各浓度组的生长曲线。结果(图2)显示与游离阿霉素相比胶束化的阿霉素0.4ug/ml对肿瘤细胞的抑制率可达55％。

实施例4：盐酸阿霉素胶束制剂的体内肿瘤生长抑制试验。

将生长良好的荷Lewis肺癌(ATCC)的小鼠脱臼处死，碘酒消毒皮肤，75％的乙醇脱碘，剥离肿瘤，置无菌生理盐水中，研磨，于每只小鼠背部皮下接种0.2ml。将荷瘤小鼠随机分为三组，每组10只。A组为阿霉素纳米胶束溶液(5mg/ml)组，阿霉素与聚乙二醇2000二硬脂酰磷脂酰乙醇胺德摩尔比是1：2，5.0mg/kg；B组为阿霉素纳米胶束冻干复溶的溶液(5mg/ml)组，阿霉素与聚乙二醇2000二硬脂酰磷脂酰乙醇胺德摩尔比是1：2，5.0mg/kg；C组为盐酸阿霉素溶液(5mg/ml)组，5.0mg/kg；模型对照组为生理盐水对照组，0.2ml/只。于接种肿瘤的第3天尾静脉给药1次。给药后，每日测量肿瘤的体积和小鼠体重。于给药后15天处死小鼠，剥离肿瘤并称重，结果见图3。B组的抑瘤率为46％，与游离制剂组比较有显著的统计学意义(P<0.05)。

Claims (5)

1.一种蒽环类抗肿瘤抗生素的纳米胶束制剂的制备方法，其步骤是：

(1)将蒽环类抗肿瘤抗生素在水或药用缓冲盐溶液中溶解；

(2)将聚乙二醇衍生化磷脂在水或药用缓冲盐溶液中溶解；

(3)将溶液(1)和溶液(2)按照其中所含的蒽环类抗肿瘤抗生素和聚乙二醇衍生化磷脂的摩尔比1∶1～1∶3混合，在25℃～60℃下水化30分钟，得到蒽环类抗肿瘤抗生素的纳米胶束；

其中所述聚乙二醇衍生化磷脂为聚乙二醇分子通过共价键与磷脂分子上的含氮碱基结合而形成，所述聚乙二醇衍生化磷脂的磷脂部分为二硬脂酰磷脂酰乙醇胺。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述蒽环类抗肿瘤抗生素是阿霉素。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚乙二醇衍生化磷脂的聚乙二醇部分的聚乙二醇分子量为2000。

4.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(3)中的水化温度为50℃。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包括将步骤(3)制得的胶束制剂用冷冻干燥的方法制成冻干形式的制剂。

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