CN101843582B - 紫杉醇纳米混悬剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及药物制剂领域，具体涉及一种紫杉醇纳米混悬剂及其制备方法。其特征是：其表面活性剂由泊洛沙姆188和聚乙二醇400以重量比1∶1～1∶3组成。本发明解决了紫杉醇现有剂型载药量低、毒副作用强、稳定性差，制备工艺复杂，价格昂贵等缺点，实现该领域内的技术突破，提供一种可增加药物含量，降低给药毒性，减小生产成本，提高病人适应性和顺应性的紫杉醇纳米混悬剂，以实现临床使用。
Description
技术领域
本发明涉及药物制剂领域，具体地说，涉及紫杉醇静脉给药的纳米混悬注射剂，其制备方法和应用。
背景技术
紫杉醇(Paclitaxel，PTX)是从红豆杉科红豆杉属植物的树皮中提取得到的二萜类化合物。它是一种新型的微管稳定剂，具有独特的抗肿瘤活性，被美国国立癌症研究所认为是近15～20年来肿瘤化疗的最重要进展。目前美国已经将该药列为多种肿瘤的一线药物。
尽管紫杉醇具有良好的抗肿瘤活性，但在水中的溶解度很小。据文献报道，紫杉醇在甲醇、乙醇、二甲基亚砜等有机溶剂中可溶，而在水中的溶解度＜30μg/mL。紫杉醇极低的水溶性给静脉用药带来很大困难。为解决这一难题，人们在注射剂中加入了表面活性剂聚氧乙烯蓖麻油(Cremophor EL)。目前在临床最为常用的泰素(Taxol)，是将紫杉醇溶于Cremophore EL与无水乙醇(1∶1)的混合溶剂中制得，使用前需要预先稀释，美国国立癌症研究所推荐在使用Taxol前24h给予抗变态反应的药物，如预先使用皮质醇类(如地塞米松)、苯海拉明和H2受体拮抗剂(如西咪替丁、雷尼替丁)等。有研究显示，虽然经预处理后，过敏反应的发生率仍达到10％～30％，大大限制了其临床应用。
传统紫杉醇水溶性差和辅助溶剂的使用，使其疗效和安全性受到影响。为了减少毒性，提高抗肿瘤活性，近年来科学家们致力于研制和开发不含聚氧乙烯蓖麻油并能显著提高PTX溶解度的新剂型，针对开发注射用紫杉醇新剂型的研究层出不穷。公开号为KR20070071027A的专利报道了一种紫杉醇水溶性前体药物的制备方法。公开号为US2004092577(A1)的专利报道了一种紫杉醇微球及其制备方法。公开号为CN101439032A的专利将紫杉醇脂质化制成脂质复合物及其注射液胶束组合物，毒副作用减小，血管刺激性降低。公开号为WO2008031286A1的专利制备了紫杉醇/环糊精的包合物，显著提高了紫杉醇的溶解度和稳定度，药物活性和安全性好。但是这些方法还是存在一定的缺陷，前药研究中合成成本较高，过程繁琐；微球的粒径较大，无法透过粘膜或经体循环直接把药物输送到靶组织，通常适用于化学栓塞和局部注射，不适合静脉注射用药；CD-紫杉醇包合物在水性介质中稀释后，药物容易从中沉淀出来，为解决这个问题，必须提高CD的浓度，但高浓度CD易引起溶血；脂质体在实际应用时会遇到因载药量低而导致给药体积增大、药物易泄漏和贮存稳定性差等一系列问题。
上述新剂型不能从根本上解决其安全性或稳定性问题，很少有产品获准上市。最近人们开始关注紫杉醇纳米制剂的研究，这也是解决紫杉醇难溶特性非常有效的方法。纳米制剂可增加药物溶解度和溶出速率，进而提高生物利用度，并具有一定的肿瘤组织靶向性能和体内长效作用。公开号为US 5916596的专利发明了紫杉醇白蛋白纳米粒，将紫杉醇的溶液与白蛋白水溶液混合，在室温下以9000-40000psi的压力高压均质处理后，旋转蒸发除去溶剂并通过无菌滤器(0.22μm)过滤，然而旋转蒸发后粒径有所增加，12小时以后有沉淀生成，稳定性不好。针对以上弊端，美国生物科学公司(US2006/0121119A1)将紫杉醇无菌粉末直接加入含有白蛋白和氯仿的溶液中，高压均质得粒径在200nm以下的纳米乳，在无菌条件下将其快速冷冻并冻干57小时得紫杉醇纳米粉末，水合重建的注射用紫杉醇纳米颗粒粒径在24小时内并未增长，稳定性较好。但是由于需用到来源较少、成本较高的白蛋白，给病人带来沉重的经济负担。
纳米混悬剂(Nanosuspensions)是近年来针对难溶性药物的制剂难题开发的一种新剂型，它是通过少量表面活性剂的稳定作用将“纯”的药物粒子分散在水中而形成的一种亚微米胶体分散体系。纳米混悬剂药物颗粒粒径较小，仅为纳米级别，相对比表面积大，药物能够迅速溶出，有效解决药物溶解度低的问题。将药物制备成纳米混悬剂后，由于处方中表面活性剂含量很少，大大降低了注射给药时附加成分所造成的刺激性和毒副作用，同时粒径足够小而不会阻塞毛细血管，用药安全性大大提高。由于纳米混悬剂是“纯的”药物纳米粒，其药物含量很高，特别适合大剂量、难溶性药物的口服和注射给药，真正实现了使用较小给药体积达到较好治疗效果的目的。另外，纳米混悬剂处方简单、制备流程短，有利于降低活性化合物的筛选成本，并可广泛应用于各种难溶性药物的新制剂的制备。
发明内容
本发明的目的是解决紫杉醇现有剂型载药量低、毒副作用强、稳定性差，制备工艺复杂，价格昂贵等缺点，实现该领域内的技术突破，提供一种可增加药物含量，降低给药毒性，减小生产成本，提高病人适应性和顺应性的紫杉醇纳米混悬剂，以实现临床使用。
按照目前报道的纳米混悬剂的制备方法，发明人选用了多个表面活性剂以制备紫杉醇纳米混悬剂，如：卵磷脂、卡波姆、泊洛沙姆、PEG-400、吐温80、CMC-Na、泰洛沙姆等。结果发现，应用不同的表面活性剂时，得到的紫杉醇纳米结晶粒径和稳定性差异很大，纳米粒表面电位也全然不同。卵磷脂制备的纳米混悬液有严重的絮凝现象，卵磷脂在高温下易氧化，且容易染菌，故不选用；应用CMC-Na时，制得的纳米粒粒径最大；泊洛沙姆、PEG-400、吐温80、泰洛沙姆制得的粒径符合要求，但zeta电位的绝对值小于30，放置24h以后，吐温80制备的混悬剂有少量沉淀，体系不稳定；卡波姆制得的纳米粒粒径最小，且电位符合要求，但是留样观察可发现，4周以后卡波姆制备的纳米混悬剂中有大块絮状物。
进一步的研究发现，将poloxamer 188和PEG400合用作为表面活性剂，制备紫杉醇纳米混悬剂时效果最佳，粒径较小并且质量稳定。从图1可以看出，poloxamer 188∶PEG400在5∶1～1∶5之间时所制备的紫杉醇纳米混悬剂粒径均符合要求，当poloxamer 188∶PEG400在1∶1～1∶3范围是较好，当poloxamer 188∶PEG400为1∶1时效果最佳。
因此本发明的紫杉醇纳米混悬剂的技术方案为：表面活性剂由泊洛沙姆188和聚乙二醇400以重量比1∶1～1∶3组成。
在确定表面活性剂由泊洛沙姆188和聚乙二醇400组成后，在紫杉醇纳米混悬剂的进一步研究中发现，表面活性剂用量太少，颗粒容易发生团聚，不能起到很好的稳定作用；表面活性剂用量较多时并不利于制备，另外，还要考虑表面活性剂用量过高所引起的毒性问题。结果表明，表面活性剂用量在一定的范围内对粒径的影响不大，最优表面活性剂与药物质量比为1∶1～3∶1。图2是不同用量的表面活性剂所制备的紫杉醇纳米混悬剂粒径。
本发明的紫杉醇纳米混悬剂可以是液体状态存在，也可以是冻干剂型，如果制备冻干剂型时，需要在制备中加入冻干支架剂，紫杉醇与冻干支架剂的重量比优选1∶25～1∶180。所述的冻干支架剂优选蔗糖、果糖、乳糖、葡萄糖、海藻糖、甘露醇、右旋糖苷40中的一种或其任意混合物。
本发明公开了一种紫杉醇纳米混悬剂的制备方法，按前述的组分用下列方法制备：
a.将紫杉醇溶解于适量的有机溶剂，作为油相；将表面活性剂分散在三蒸水中，磁力搅拌使其充分溶解；
b.将输液泵与高剪切乳化器集成组合，设计出一套恒流注射扩散装置，即将高剪切乳化器和输液泵分别固定于铁架台上，输液泵的针头伸入三蒸水中，通过控制输液泵的流速来控制油相的注入速率，室温下，在高剪切乳化器高速旋转搅拌下，将油相缓慢恒流注入到水相中，析出药物；
c.旋转蒸发以除去有机溶剂；
d.将初悬液经高压均质机循环处理，即得到紫杉醇纳米混悬剂。
所述有机溶剂优选自乙酸乙酯与乙醇的混合物。乙酸乙酯与乙醇优选的体积比为5∶1～1∶5，更优选为1∶1。
本发明将药物溶液在高剪切乳化器的高速搅拌下，通过输液泵恒速注入水相中，由于大量水相的迅速扩散将油相分散成微细液滴，在蒸发溶剂后形成紫杉醇初悬液，然后利用高压均质机的高剪切和空化作用，制备得到粒径约为180-260nm的纳米混悬剂。还可以加入冻干支架剂，将均匀的制剂置于10ml的西林瓶中，在-80℃下预冻24小时后，冷冻干燥24小时制成质量稳定的纳米混悬剂冻干粉末。所得的冻干粉经适量生理盐水稀释后可迅速重建胶态分散体，粒径稍有增加。
用本发明方法制备的紫杉醇纳米混悬剂的形状如下：
1.拍摄紫杉醇纳米混悬剂的透射电镜照片
将本发明所制得的紫杉醇纳米混悬剂以三蒸水适当稀释，滴1滴于覆盖碳膜的铜网上，以0.1％磷钨酸负染，室温干燥。透射电子显微镜下观察药物纳米结晶形貌。结果见图3，从图3可见，本发明的紫杉醇纳米混悬剂的颗粒大小均一，呈棒状规则晶型。
2.测定紫杉醇纳米混悬剂的粒径大小、分布及其zeta电位
常温条件下，取紫杉醇纳米混悬剂适量进行外观性状观察。用zetasizer3000HS激光纳米粒度分析仪测定紫杉醇纳米混悬剂纳米颗粒的粒径大小及其分布，结果见图4。图4表明本发明所制得的紫杉醇纳米混悬剂粒径在210nm左右，多分散性系数为0.16，粒径分布范围较窄，体系Zeta电位为-20mv。
本发明的优点在于：
1)重结晶过程中，一个很重要的步骤是药物溶液在非溶剂中的扩散，强烈的机械震动及恒定的注射速度有利于液体的分散，形成更细小的液滴，液滴内的物质量减小，从而得到粒径更小、粒度更均匀的颗粒。本发明将输液泵和高剪切乳化器联接组合，通过控制泵的输入速度有效控制分散的速度，从而形成粒径更小更均一的初悬液。该过程只要调节转速即可，无需手工操作，有利于工业化自动生产。另外，将恒流泵的主管道分流成多个小管，分别接上改装的注射器伸入非溶剂中，可用于大批量生产，实现纳米结晶的产业化。
2)本发明采用溶剂扩散与高压均质相结合，与直接采用高压均质法相比，达到相同粒径要求所需均质压力降低，循环次数减少，有效降低了能耗及对机器的磨损；本方法工艺过程简单，易于放大工业化生产，因此本发明有较大的实用价值。
3)本发明是根据多年难溶性药物研究的经验，将结晶技术、纳米技术、制剂技术等结合运用，制备纳米结晶剂型。欧美已上市并应用于临床的注射用紫杉醇白蛋白纳米混悬液价格昂贵且白蛋白不易获取，本项目通过对表面活性剂的优选复配，最终筛选出安全、稳定并用量很少的表面活性剂，增强了药物注射的安全性、稳定性，还极大地降低了生产成本。
附图说明
图1是poloxamer 188和PEG400不同比例时紫杉醇纳米混悬剂的粒径变化
图2是表面活性剂与紫杉醇不同比例时紫杉醇纳米混悬剂的粒径变化
图3是本发明的紫杉醇纳米混悬剂的透射电镜照片
图4是本发明的紫杉醇纳米混悬剂粒径分布图
具体实施方式
实施例1
称取泊洛沙姆18825mg，PEG40025mg，加入50ml三蒸水中，磁力搅拌使其完全溶解，称取紫杉醇原料药50mg溶解于2.5ml乙酸乙酯与2.5ml乙醇的混合溶液中，10000rpm高剪切乳匀的情况下，将油相缓慢恒速注入水相，析出药物晶体，旋转蒸发初悬液以除去有机溶剂，高压均化，条件为300bar循环6次，500bar循环6次，800bar循环20次，得乳白色纳米混悬剂，测粒径为256.1nm，zeta电位为-25.61mv。
实施例2
称取泊洛沙姆18820mg，PEG40040mg，加入50ml三蒸水中，磁力搅拌使其完全溶解，称取紫杉醇原料药30mg溶解于2ml乙酸乙酯与2ml乙醇的混合溶液中，10000rpm高剪切乳匀的情况下，将油相缓慢恒速注入水相，析出药物晶体，旋转蒸发初悬液以除去有机溶剂，高压均化，条件为300bar循环6次，500bar循环6次，800bar循环6次，1500bar循环20次，得乳白色纳米混悬剂，测粒径为186.3nm，zeta电位为-20.87mv。
实施例3
称取泊洛沙姆18820mg，PEG40060mg，加入50ml三蒸水中，磁力搅拌使其完全溶解，称取紫杉醇原料药40mg溶解于2ml乙酸乙酯与2ml乙醇的混合溶液中，10000rpm高剪切乳匀的情况下，将油相缓慢恒速注入水相，析出药物晶体，旋转蒸发初悬液以除去有机溶剂，高压均化，条件为300bar循环6次，500bar循环6次，800bar循环6次，1000bar循环20次，得乳白色纳米混悬剂，测粒径为234.1nm，zeta电位为-25.21mv。
实施例4
称取泊洛沙姆18820mg，PEG40020mg，加入50ml三蒸水中，磁力搅拌使其完全溶解，称取紫杉醇原料药20mg溶解于2ml乙酸乙酯与2ml乙醇的混合溶液中，10000rpm高剪切乳匀的情况下，将油相缓慢恒速注入水相，析出药物晶体，旋转蒸发初悬液以除去有机溶剂，高压均化，条件为300bar循环6次，500bar循环6次，800bar循环6次，1200bar循环20次，得乳白色纳米混悬剂，测粒径为192.6nm，zeta电位为-22.69mv。
实施例5
称取泊洛沙姆18820mg，PEG40040mg，加入50ml三蒸水中，磁力搅拌使其完全溶解，称取紫杉醇原料药20mg溶解于2ml乙酸乙酯与2ml乙醇的混合溶液中，10000rpm高剪切乳匀的情况下，将油相缓慢恒速注入水相，析出药物晶体，旋转蒸发初悬液以除去有机溶剂，高压均化，条件为300bar循环6次，500bar循环6次，800bar循环6次，1000bar循环20次，得乳白色纳米混悬剂，测粒径为211.6nm，zeta电位为-20.64mv。
实施例6
称取泊洛沙姆18820mg，PEG40020mg，甘露醇2.5g加入50ml三蒸水中，磁力搅拌使其完全溶解，称取紫杉醇原料药20mg溶解于2ml乙酸乙酯与2ml乙醇的混合溶液中，10000rpm高剪切乳匀的情况下，将油相缓慢恒速注入水相，析出药物晶体，旋转蒸发初悬液以除去有机溶剂，高压均化，条件为300bar循环6次，500bar循环6次，800bar循环6次，1000bar循环20次，得乳白色纳米混悬剂，将所得样品分装4ml于10ml西林瓶中，在-80℃预冻12小时，然后置于冷冻干燥机内冻干24小时，得到疏松的白色紫杉醇纳米冻干样品粉末，用三蒸水可以迅速复溶，粒径增大10％以内。
Claims (3)
1.一种紫杉醇纳米混悬剂，其特征在于由下列方法制备：
a.将紫杉醇溶解于的有机溶剂，作为油相；
b.将表面活性剂分散在三蒸水中，磁力搅拌使其充分溶解；
c.将输液泵与高剪切乳化器集成组合，高剪切乳化器和输液泵分别固定于铁架台上，输液泵的针头伸入三蒸水中，通过控制输液泵的流速来控制油相的注入速率，室温下，在高剪切乳化器高速旋转搅拌下，将油相缓慢恒流注入到水相中，析出药物；
d.旋转蒸发初悬液以除去有机溶剂；
e.在高压均质机高压泵的作用下强行高速通过匀化阀的狭缝，循环制得纳米混悬剂；
其中有机溶剂选自乙酸乙酯和乙醇的混合液，乙酸乙酯和乙醇的体积比为5∶1～1∶5；表面活性剂由泊洛沙姆188和聚乙二醇400以重量比1∶1～1∶3组成；
紫杉醇和表面活性剂的重量比为1∶1～1∶3。
2.权利要求1的紫杉醇纳米混悬剂，其粒径范围为180-260nm。
3.权利要求1的紫杉醇纳米混悬剂，其中乙酸乙酯和乙醇的体积比为1∶1。
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