CN101831004A - 透明质酸锶盐系列化合物及其制备方法以及在医药中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及透明质酸锶盐系列化合物及其制备方法以及在医药中的应用，这些化合物的实施方案计划用于治疗多种类型的疾病包括骨质疏松、骨折、骨痛、转移性骨癌、关节炎等。该系列化合物的结构式为：

Description

透明质酸锶盐系列化合物及其制备方法以及在医药中的应用

技术领域

本发明涉及透明质酸锶盐系列化合物，制备该化合物的方法。

本发明也涉及所述的透明质酸锶盐化合物及其组合物在医疗、制药与保健品领域方面的应用。

背景技术

骨质疏松症是一种骨组织疾病，其特征为骨密度降低和骨组织微结构改变。表现为骨脆性提高和易发生骨折，后者以脊椎、髋部和腕处最为常见。骨质疏松不仅使人容易骨折和骨折难于修复，同时也带来疼痛和可能引起骨骼变形及一些其它的健康问题。骨质疏松症是目前是一种常见病，其发病率也在快速升高。

骨质疏松症的药物防治目标是借助药物的抗骨质吸收功能以维持骨量和促进骨形成能力，提高骨质量，增强骨强度，提高骨折阈值。目前使用的防治骨质疏松症的药物主要由骨吸收抑制剂和骨形成促进剂两大类。这两类药物可以增加骨密度和降低骨折的发生率，在各国已被普遍认可的有：双膦酸盐类(BPS)、降钙素、选择性雌激素受体调节剂(SERMs)、甲状旁腺素(PTH)；在有些国家已被认可的有：BPS中的羟乙基双膦酸盐(ETI)、活性维生素D制剂等。

双膦酸盐是内源性焦磷酸盐的合成类似物，对固相磷酸钙有着显著的亲和力，能牢固的结合到骨矿物质表面，取代了骨基质的焦磷酸盐，抑制破骨细胞的过量吸收，近20年以来，双膦酸盐类药物已经发展成为最有效的骨吸收抑制剂。目前应用最广的为羟乙基双膦酸盐、阿伦膦酸盐(ALN)、利塞膦酸钠(RIS)，后两者为FDA所认可。临床使用的趋势是选用第3代药物(ALN，RIS)，但是，该双膦酸盐类药物可引起许多胃肠道症状，如腹痛、消化不良、腹泻或便秘，还可能发生严重的胃肠道反应和食管反应如食管炎、糜烂和溃疡。因而该类药物顺应性低，临床使用存在严格的规定。

降钙素是甲状腺滤泡旁C细胞分泌的由32个氨基酸组成的单链多肽激素。降钙素可使中轴骨骨矿物质明显增加，外周骨骨量丢失明显减慢，骨折发生率显著下降；还可作用于中枢神经系统，具有明显的止痛作用，故适用于治疗有高发倾向的骨质疏松症和椎骨骨折引起的疼痛。临床的药物有鲑鱼降钙素(沙摩多宁)、鳗鱼降钙素(益钙宁)、猪降钙素(米钙息)。不良反应主要为变态反应，长期使用会引起低血钙症和继发性甲状腺功能亢进。

PTH是调节钙、磷代谢及骨转换最为重要的肽类激素之一，它能够精细调节骨骼的合成代谢及分解代谢过程。美国礼来公司发现，利用一种刺激成骨细胞的天然促蛋白合成激素PTH(甲状旁腺激素)能通过骨重建来治疗骨质疏松，2002年11月他们推出的重组产品PTH激素片段的类似物PTH1-34被美国FDA批准用于骨质疏松症的防治，在美国用于男性和女性骨质疏松(商品名：Forteo)和在欧洲用于女性(商品名：Forsteo)。此外，Forteo还有另一个令人感兴趣的可能用途，即加速骨折修复，目前在临床试验中。然而，它的用途受到下列因素的限制，首先它价格高昂，基本上是相当于10倍于最昂贵的替代治疗，另外它的安全性受到质疑，大鼠试验中出现骨癌，尽管迄今对人似乎是安全的，为此，Forteo并未被认为是二膦酸盐的最佳替代物。

我们认为，治疗骨质疏松症不仅需要抑制骨吸收，更需要刺激骨形成以增加骨量。目前临床上使用的药物大都属于前者，而双重作用药物的开发应用是当今治疗骨质疏松新药研究的主要方向。

金属锶属于微量元素，与钙同族，性质相似，锶是骨骼和牙齿的重要组成。锶对骨亲和力强，能促进骨骼发育和类骨质的行成，并具有调节钙代谢的作用(Skoryna SC，NagamachiY，Dvorak VA.Trace Substance in Enviroment，1990，23：21-32)。另外也有研究表明，锶可以预防雌激素缺乏引起的骨代谢变化(Morohashi T，Santo T，Haraik et al.Jpn JPharmacol，1995，68：153-9)。Marie等人的研究发现，补充锶可以增加类骨质的形成和降低破骨细胞数(Marie PJ，Hott M.Metabolism，1986，35(6)：547-551)。Janes等人的研究发现，以日剂量6.4g的乳酸锶对2256例骨质疏松症患者进行治疗，对持续治疗3个月到3年的32例进行的随访的结果表明，不论症状严重程度如何，乳酸锶治疗效果几乎相同，且不产生任何副作用。这32例中，单独用锶盐治疗的22例，治疗后，18例症状，明显改善，4例中等程度改善。在用锶盐和激素合并治疗的10例中，9例明显改善，1例中等程度改善(Skoryna SC ed.Handbook of stable strontium.New York：Plenum Press，1981，563-79)。欧洲专利说明书EP0813869中描述了雷尼酸锶在预防和治疗关节病中的用途，法国制药公司Servier已经将其在欧洲上市，日剂量2g，服用时间2~3年。雷尼酸锶是有两个稳定的锶原子和一分子雷尼酸组成，其中锶离子通过肠道吸收，结合在骨中，参与骨的钙化，没有结合的锶则通过肾脏和粪便排出体外。Servier公司的研究显示，雷尼酸是一种强极性的有机酸，与血浆蛋白作用力较低，无药理活性，吸收后经肾脏排出体外。同时也有研究发现，雷尼酸锶存在较强的胃肠道副作用，严重的会引起腹痛和腹泻，另外，锶盐的利用度很低，胃肠道吸收表现为低剂量为主动吸收，高剂量未饱和时为被动吸收，目前雷尼酸锶的制剂均是2g的规格，属于高剂量，其生物利用度很低。

透明质酸(Hyaluronic acid)是天然的线性糖类聚合物，它由β-1，3-N-乙酰葡糖胺和β-1，4-葡糖醛酸的重复二糖单元做成，分子量几百至1,300万不等，广泛存在于细胞膜、细胞外基质、关节滑液、眼球等地方。不同来源的透明质酸分子量不同，即使是同一动物不同组织里的透明质酸分子量也不相同。透明质酸没有种属差异性，不同来源的制备的透明质酸为同一种物质，没有免疫原性。最初，人们从一些天然组织包括脊椎动物的结缔组织，人脐带和鸡冠中提取透明质酸，如今，主要采用微生物方法制备大量的透明质酸，增加了透明质酸产品的品质，也降低了透明质酸的价格。

透明质酸已经以钠盐的形式用在治疗和保健品中，有专利(参见比利时专利904547)报道透明质酸与金属离子和取代的铵离子形成的盐可以用作促进药物吸收的载体。而透明质酸的重金属盐如银盐可用作杀菌剂；金盐用于治疗类风湿性关节炎(参见专利WO 87/05517)。透明质酸具有良好的生物相容性，对胃肠道的具有很好的保护作用，中国专利CN200680035079报道，小分子量的透明质酸大大降低了药物活性成分对胃肠道中毒性水平，促进了药物的吸收。

考虑到用锶盐治疗骨质疏松症用药剂量大，用药时间长，我们将锶与透明质酸两者相结合，设计并合成了新型化合物——透明质酸锶盐。

本发明化合物的一个具体实施方式的目的是提供一种新的且安全有效的治疗或预防骨质疏松的药物，特别是一种能既抑制骨吸收，又能刺激骨形成和增加骨钙化骨密度的骨质疏松药物。

发明内容

本发明设计了一种新的具有体内活性的化合物——透明质酸锶盐化合物。

本发明的目的是提供一种新的具有降低破骨细胞活性、刺激新骨形成药理活性且安全的锶盐化合物。

更确切的是，本发明的化合物被认为在治疗和/或预防骨质疏松、骨折、骨痛、转移性骨癌、关节炎等中具有极大的应用潜力。

本发明中的透明质酸锶盐结构式如下：

其中，n∶m＝1∶0.01～1∶100，R代表H，Na，K，Ca，Mg，Zn，铵等。

根据本领域中普通技术人员熟知的合成方法制备本发明的化合物。一般来讲，本发明化合物合成方法如下：将透明质酸或透明质酸盐溶于含有醇或多元醇的去离子水中，将它滴入溶有锶盐的去离子水溶液中，保持温度15~60℃，优选温度30~45℃，适当搅拌，如发现少量沉淀，用离心或过滤的方法去除沉淀。然后添加1.0~4.0倍上述混合溶液体积量的95％乙醇，析出沉淀，静置后，过滤，用不含盐的95％乙醇充分洗涤滤饼。再将得到的固体重复上述步骤2~8次。

在制备含有醇或者多元醇的去离子水方法中，选用的醇为甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇等其他醇，多元醇可为山梨醇、甘露醇、甘油以及其他糖醇。

透明质酸和透明质酸盐是指H型透明质酸，透明质酸无机盐，铵盐、季铵盐等，优选的为透明质酸、透明质酸钠、透明质酸钾、透明质酸铵、透明质酸钙、透明质酸镁、透明质酸锌、透明质酸铁、透明质酸钴或透明质酸铋。

对于本领域技术人员显而易见的是，由于聚合度的不同，化合物如透明质酸类化合物是一种由分子量范围很宽的分子组成的混合物，所以不能用精确的分子量值来描述，对于透明质酸锶，与其他的透明质酸类化合物一样，分子量是指分子混合物的平均分子量值，其中混合物分子具有不同的聚合度。

在制备方法中，选用的透明质酸或透明质酸盐的平均分子量为300～13,000,000Da；优选在1,000~500,000Da的范围内，特别优选在1,000~100,000范围内。最优选在5,000~10,000范围内。

在制备方法中，所选的锶盐为无机锶盐和有机锶盐，优选锶盐为硝酸锶、氢氧化锶，氯化锶。

在上述的制备方法中，用丙酮或甲醇代替乙醇对反应液进行沉淀、除盐和除水。

本发明的各种组成的化学合成过程中，本领域的普通技术人员无需做过多试验就能实施本发明，在制备过程中知道采用适当的化学步骤和分离步骤，以制得不同锶含量的透明质酸锶盐。

本发明化合物可以以各种适当的药物剂型和方案给药。给药可以包括口服、胃肠外(包括皮下注射、静脉注射、肌内注射、胸腔内注射或输液技术)、吸入气雾剂或直肠、舌、局部给药等，优选注射剂、片剂、舌下片剂、舌下或直肠给药剂型、明胶胶囊、胶囊、锭剂、栓剂、霜剂、软膏、皮肤凝胶剂等形式。

本发明化合物可以与药学上可以接受的载体以混合物的形式制成制剂，包括但不限于稀释剂、赋形剂、润滑剂、粘合剂、崩解剂、吸附剂、着色剂、甜味剂等或载体。

如下所提及的实例是非限定性的：乳糖、葡萄糖、蔗糖、甘露醇、山梨醇、纤维素、甘油、硅胶、滑石粉、硬脂酸及其镁盐和钙盐、聚乙二醇、硅酸铝、硅酸镁、淀粉、明胶、黄芪胶、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠和聚乙烯吡咯烷酮、琼脂、褐藻酸及其钠盐、泡腾混合物、苯甲酸钠、醋酸钠、氯化钠等

在治疗和/或预防上述疾病时，本发明化合物可以单独给药或与其他药物合用。上述活性成分和药学活性药物可以分别或一起给药。选择上述活性成分和药学活性药物的量和给药的相关时间以获得希望的联合治疗效果。优选该联合治疗包括一种本发明化合物的联合给药。

考虑到剂量，本领域普通技术人员知道治疗有效量应根据下列情况而改变：待治疗和/或预防的疾病、它的严重程度、使用的治疗方案、所用药物的药物动力学以及待治疗的患者(动物或人类)。有效剂量的范围可以为从0.5mg/kg体重(或更少)到2000mg/kg体重(或更多)。一般来讲，根据使用的化合物，待治疗和/或预防的疾病和给药的途径，本化合物在制剂中治疗有效量的范围通常为约1mg/kg*天到约1000mg/kg*天。

通过参考下列实施例进一步定义本发明，实施例为说明而非限制本发明。本领域中任何普通技术人员能够理解这些实施例不以任何方式限制本发明，可以作各种修改的细节而不违背本发明的实质和偏离本发明的范围，可以根据本领域中众所周知的方法制备本发明的化合物。

具体实施方式

实施例1

取透明质酸钠(平均分子量1,000,000Da左右)100g，搅拌溶于4000mL去离子水中，升温至45℃，滴加含氯化锶(0.15mol)的水溶液1000mL，搅拌2h，过滤去除固体不溶物，再加入总体积4倍量的95％乙醇，搅拌后静置6h，过滤，将得到的固体(不需要干燥)重复上述步骤三次，最后得到的固体用95％的不含盐酒精充分洗涤3次，最后用无水酒精洗涤1次。在45℃下减压干燥，得成品。以干燥品算，锶含量为10.67％(W/W)。

实施例2

取透明质酸钠(平均分子量100,000Da左右)100g，搅拌溶于25％的甲醇溶液中，搅拌后加入含硝酸锶(0.15mol/L)的水溶液1000mL，室温下搅拌4h，再加入总体积3倍量的无水甲醇，搅拌后静置6h，过滤。将得到的固体(无需干燥)重复上述步骤5次，最后得到的固体用95％的甲醇充分洗涤3次，最后用丙酮洗涤一次。将所得固体于45℃下减压干燥，得成品。以干燥品算，锶含量为9.89％(W/W)

实施例3

口服透明质酸锶对维甲酸造成的骨质疏松症的大鼠影响

试验模型分组如下：取SD大鼠(300g~340g)100只，雌雄各半，随机分为5组：正常对照组，模型对照组，10.67％锶含量的透明质酸锶400mg/kg，1000mg/kg，2000mg/kg三个剂量组。除正常对照外，其他各组大鼠均灌服维甲酸60mg/kg，每天一次，连续14天。透明质酸锶三个剂量组从维甲酸灌服之日起每日一次口服给药，对照组给予等量安慰剂，连续4周。

1.透明质酸锶盐对维甲酸造成骨质疏松的大鼠血清钙、磷含量的影响

给药结束后，麻醉大鼠，采集新鲜血液，分离出血清，用检测试剂盒测量血清中钙、磷含量，具体步骤按照试剂盒使用说明书进行。检测结果见表1。

表1透明质酸锶盐对维甲酸造成骨质疏松的大鼠血清钙、磷含量影响的结果

组别	血钙(mg/100mL)	血磷(mg/100mL)
			空白对照组	10.25±0.237	9.21±0.562
模型对照组	8.74±0.279	8.96±0.518
			透明质酸锶盐400mg/kg	8.68±0.173	8.90±0.629
透明质酸锶盐1000mg/kg	8.87±0.192	9.12±0.577
			透明质酸锶2000mg/kg	8.79±0.207	8.80±0.546

由表1的实验结果可以看出，模型组的血钙、血磷含量无明显差异。

2.透明质酸锶盐对维甲酸造成骨质疏松的大鼠骨密度的影响

用双能X射线骨密度仪测量大鼠左侧大腿股骨和第二腰椎骨骨密度(BMD)。检测结果见表2。

表2透明质酸锶盐对维甲酸造成骨质疏松的大鼠骨密度影响的结果

组别	左侧大腿股骨密度(g/cm3)	第二腰椎骨密度(g/cm3)
			空白对照组	0.3017±0.0023	0.3926±0.0029
模型对照组	0.2762±0.0014	0.3613±0.0026
			透明质酸锶盐400mg/kg	0.2833±0.0035	0.3687±0.0034

组别	左侧大腿股骨密度(g/cm3)	第二腰椎骨密度(g/cm3)
			透明质酸锶盐1000mg/kg	0.2958±0.0019	0.3776±0.0021
透明质酸锶2000mg/kg	0.3012±0.0041	0.3885±0.0011

由表2可以看出，与正常对照组比模型对照组的股骨密度和腰椎骨密度显著下降，透明质酸锶三个剂量组均能提高维甲酸造成的骨质疏松大鼠的股骨密度和腰椎骨密度，并且1000mg/kg和2000mg/kg剂量组效果显著(P＜0.01)。

3.透明质酸锶盐对维甲酸造成骨质疏松的大鼠骨钙含量的影响

取出大鼠大腿股骨，剔除肌肉和软组织，在120℃下烘8h，将干燥的大鼠股骨置于800℃马弗炉内灰化8小时，用EDTA滴定法测量灰分中的骨钙含量。检测结果见表3。

表3透明质酸锶盐对维甲酸造成骨质疏松的大鼠骨钙含量影响的结果

组别	骨钙(mg/g)
		空白对照组	334.6±17.3
模型对照组	267.4±16.9
		透明质酸锶盐400mg/kg	283.2±18.1
透明质酸锶盐1000mg/kg	321.9±17.6
		透明质酸锶2000mg/kg	343.4±17.7

由表3可看出，与正常对照组相比，模型对照组大鼠骨钙含量下降明显(P＜0.01)。三个透明质酸锶剂量组均能提高维甲酸引起的骨质疏松大鼠骨钙含量，1000mg/kg和2000mg/kg剂量组效果显著(P＜0.01)。

Claims (10)

1.一种透明质酸的锶盐化合物，具有如下结构式：

其中，n∶m＝1∶0.01～1∶100，R代表H，Na，K，Ca，Mg，Zn，铵等。

2.权利要求1所述的透明质酸锶盐系列化合物，其特征在于所说的药剂是任何一种药剂学上所说的剂型。

3.权利要求1中所述的透明质酸锶的制备方法包括下列步骤：

A.将锶盐溶于去离子水或者含有醇的或多元醇的去离子水中；

B.将透明质酸或者透明质酸盐溶于去离子水中；

C.将步骤A中得到的溶液缓慢滴加到步骤B中得到的溶液中，适当搅拌。

D.在步骤C中得到的溶液中加入乙醇，静置后，过滤；

E.用不含盐的高浓度或无水乙醇洗涤步骤D中得到固体，去除盐和水，收集固体，重复上述步骤几次，后减压干燥制得成品。

4.权利要求3所述的制备方法，其特征在于在所述的步骤A中，所用的锶盐为硝酸锶、氢氧化锶、氯化锶、醋酸锶或者其他已知锶盐化合物。

5.权利要求3所述的制备方法，其特征在于在所述的步骤A中，所用的醇为甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇等其他醇类，所用的多元醇为山梨醇、甘露醇、甘油以及其他糖醇。

6.权利要求3所述的制备方法，其特征在于在所述的步骤B中，所述的透明质酸或透明质酸盐，优选透明质酸、透明质酸钠、透明质酸钾、透明质酸铵、透明质酸钙、透明质酸镁、透明质酸锌、透明质酸铁、透明质酸钴或透明质酸铋。

7.权利要求3所述的制备方法，其特征在于在所述步骤D和E中，用丙酮或甲醇代替乙醇对反应液进行沉淀、除盐和除水。

8.权利要求1、2、3中所述的化合物，其特征在于所用的透明质酸或者透明质酸盐具有的分子量范围为350～13,000,000Da；优选在1,000～500,000Da的范围内；特别优选在1,000～100,000范围内；最优选在5,000～10,000范围内。

9.权利要求1所述的透明质酸锶系列化合物在制备治疗或预防骨质疏松的药物和保健药品中的应用。

10.权利要求1所述的透明质酸锶系列化合物在制备和预防骨折、骨痛、转移性骨癌、关节炎的药物和保健药品中的应用。