CN102973490B - 纳米级多烯紫杉醇及其制备方法 - Google Patents

纳米级多烯紫杉醇及其制备方法 Download PDF

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Abstract

纳米级多烯紫杉醇及其制备方法，涉及抗肿瘤药物多烯紫杉醇。针对多烯紫杉醇溶解度低、口服生物利用度低，以及现有的多烯紫杉醇注射剂毒副作用严重的缺陷，本发明的第一个目的是提供一种新型的纳米级多烯紫杉醇颗粒，其特征在于：以二氧化硅气凝胶作为多烯紫杉醇的载体；本发明的另一个目的是提供上述纳米级多烯紫杉醇颗粒的制备方法，其特征在于：先将多烯紫杉醇溶解于无水乙醇中，再按配比加入二氧化硅气凝胶，待吸附完全后，干燥，之后加入纯净水，并送入乳化机中乳化，再经高压均质机均质，所得均质液干燥后即得纳米级多烯紫杉醇颗粒。本发明的纳米级多烯紫杉醇尤其适宜口服。

Description

纳米级多烯紫杉醇及其制备方法
技术领域
本发明涉及抗肿瘤药物多烯紫杉醇，具体涉及一种纳米级多烯紫杉醇及其制备方法。
背景技术
多烯紫杉醇是一种紫杉烷类化合物，它可由欧洲红豆杉提取到的非细胞毒性前体化合物10-脱酰基浆果赤霉素Ⅱ经半合成得到，1998年获美国FDA批准上市，是目前临床使用最为有效的紫杉烷类抗肿瘤药物。多烯紫杉醇的作用机制与紫杉醇类似，但抗肿瘤活性是紫杉醇的1.3-12倍，对乳腺癌、胰腺癌、非小细胞肺癌等癌症均有很好的疗效。
由于多烯紫杉醇水溶性差，目前临床使用的主要有冻干粉针和水针注射剂，为了达到临床注射用浓度的要求，目前上市的多烯紫杉醇注射剂中多加入了表面活性剂吐温80与乙醇，实践证实，这种注射剂的毒副作用严重，为助溶而添加的这些辅料正是引起毒副作用的主要因素。
另一方面，由于以多烯紫杉醇为代表的抗肿瘤药物应对的是进展迅速的恶性疾病，与普通药物的使用不同，其需要在人体可承受（MTD）前提下大剂量用药，而抗肿瘤药物在对肿瘤细胞杀伤的同时，对正常细胞的影响几乎不可避免，故毒副作用严重、安全性差成为这类药物的一般特点。
如何解决多烯紫杉醇的吸收度差、提高生物利用度，降低药物毒副作用已成为制药领域数十年未攻克的国际重大难题。
近年来，通过修饰或将多烯紫杉醇包裹于不同载体材料中制成不含吐温80的并能显著提高多烯紫杉醇溶解度的纳米粒的研究已成为当前的热点。纳米粒又称毫微粒(包括纳米球和纳米囊)是纳米级的胶态给药系统，载药纳米体系应符合以下标准：能聚集和保持在指定的部位、有适宜的释药速率、性质稳定、用药方便。理想的纳米粒应有较高的载药量及包封率、有适宜的制备条件及提纯方法，载体可生物降解、低毒或无毒性、并有适当的粒形与粒径、较长的体循环时间。
目前有关多烯紫杉醇纳米粒的研究报道虽不少，但都未能从根本上解决多烯紫杉醇的口服生物利用度低的问题，口服后，很大一部分纳米粒不被吸收而直接排出体外，只有一小部分纳米粒被吸收，如果药物吸收在低水平波动，那么其吸收剂量的百分误差将是显著的，对于一个给定剂量来说，如果微粒的摄取超过了预期值，那么毒性将会产生；而如果吸收的量较少或使药物浓度低于治疗的剂量范围，导致治疗失败。
发明内容
针对多烯紫杉醇溶解度低、口服生物利用度低，以及现有的多烯紫杉醇注射剂毒副作用严重的缺陷，本发明的第一个目的是提供一种新型的纳米级多烯紫杉醇颗粒。
为实现上述目的，本发明提供了一种纳米级多烯紫杉醇颗粒，其特征在于：以二氧化硅气凝胶作为多烯紫杉醇的载体。
进一步地，所述多烯紫杉醇与所述二氧化硅气凝胶的质量比为1：0.5～20。
由上述纳米级多烯紫杉醇颗粒可制成药学上可接受的口服制剂。
进一步地，所述口服制剂为片剂、丸剂、散剂、胶囊剂、颗粒剂或混悬剂。
由上述纳米级多烯紫杉醇颗粒可制成药学上可接受的注射剂或栓剂。
本发明的另一个目的是提供上述纳米级多烯紫杉醇颗粒的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（1）将多烯紫杉醇溶解于无水乙醇中；
（2）向上述乙醇溶液中加入二氧化硅气凝胶；
（3）待多烯紫杉醇与二氧化硅气凝胶吸附完全后，干燥；
（4）向上述干燥后的产物中加入纯净水，并送入乳化机中乳化；
（5）将步骤（4）所得乳化液送入高压均质机中均质；
（6）步骤（5）所得均质液干燥后即得纳米级多烯紫杉醇颗粒。
当步骤（2）中所述的二氧化硅气凝胶具有疏水性时，在加入乙醇溶液之前需先经300～1000℃热处理使其表面的烷基消失而具有亲水性。
进一步地，所述多烯紫杉醇的质量与所述无水乙醇的体积之比为1：5～200。
进一步地，步骤（3）中的干燥为自然干燥、烘箱干燥或冷冻干燥。
进一步地，步骤（4）中纯净水的加入量为20～200ml/g多烯紫杉醇。
进一步地，步骤（6）中的干燥为喷雾干燥。
本发明所使用的二氧化硅气凝胶优选具有以下特性的二氧化硅气凝胶：孔隙率为95～99%、孔径为10～50nm、比表面积为200～1000m2/g、密度为3～300kg/m3、组成网络的胶体颗粒直径为1～50nm。
有益效果：
1、本发明首次以二氧化硅气凝胶为载体成功制备了纳米级多烯紫杉醇，与现有的纳米级多烯紫杉醇不同，该纳米级多烯紫杉醇的直径在100nm以下，达到了材料学范畴的纳米级别，是真正意义上的纳米级多烯紫杉醇。尽管直径小于1μm的粒子都被称为纳米粒，然而人们倾向于研制粒径小于100nm的粒子，因为这些粒子会表现出一些独特的物理性质，并因此显示出潜在不同的和有用的生物学特性。如受机体毛细血管的微循环以及细胞屏障所限，能够进入血液循环进而被机体吸收的药物粒子的最佳粒径为10-100nm。因此，本发明的纳米级多烯紫杉醇在生物利用度方面有了质的飞跃。
2、本发明的纳米级多烯紫杉醇颗粒的载药量可以达到90%以上，是现有的脂质体纳米粒、聚合物纳米粒等所望尘莫及的，其载药量可与纳米晶型药物混悬剂相媲美，但制作方法更简单，成本更低廉。
3、本发明的纳米级多烯紫杉醇颗粒中，多烯紫杉醇被装载在二氧化硅气凝胶无数的纳米级空穴中，形成不会团聚的独立“纳米分散体”，结构极其稳定，直接破解了微纳米药物研究中因团聚不能成药、难溶药物很难提高生物利用度等制剂学国际难题。该纳米级多烯紫杉醇是一种高效、低毒、经济、具有“靶向功能”的抗肿瘤药物，其以“纳米分散”的物理新机制解决了多烯紫杉醇的溶解与吸收难题，使其药效充分发挥、口服生物利用度空前提高，实现了多烯紫杉醇抗肿瘤药物治疗中由全身毒性到向肿瘤部位的靶向聚集，解决了国际国内经过数十年的努力但仍未解决的多烯紫杉醇注射剂生物利用率低，毒副作用大、疗效差、治疗费用高的国际制药难题。在该纳米级多烯紫杉醇药物中这种低毒特点来自两个方面：一是避免了注射剂型中的有害溶剂吐温80的使用，使得成药生物利用度空前提高而毒性大大降低；二是化疗中多烯紫杉醇药物全身作用向肿瘤部位聚集的靶向作用，使全身毒性降低。
4、口服抗肿瘤药物一直被视为制药领域的最高端技术，数十年久攻不克。本发明提供的纳米级多烯紫杉醇，实现了以纳米摄取为主要吸收方式的全新口服机理，又以“纳米固体分散体”的全新结构使得多烯紫杉醇的溶解度大大增加，得以口服吸收，突破了多烯紫杉醇口服无法吸收的国际禁区，首次在材料层面直接实现了口服取代注射的生物利用度。由于该口服剂型不需使用助溶剂吐温80，减少了毒副作用，扩大了适用人群。多烯紫杉醇口服剂型取代注射剂型的出现能使人们多年期待的家庭化疗真正成为实现，带来抗肿瘤治疗药物的革命性进步。而且，在原临床药物与原适应症不变或更广谱的前提下，注射改口服符合用药潮流，患者顺应性大大提高，易于被临床接受。口服剂型同时克服了注射剂型制造过程复杂、车间设备和包装要求高、生产成本高缺陷。
5、本发明的纳米级多烯紫杉醇中作为载体所使用的二氧化硅气凝胶的前体为廉价、易得、且已经在药物及食品中广泛应用、具有国家及国际标准的使用多年的硅基药食用辅料，其也是《药用辅料手册》中记载的辅料之一，故本发明的纳米级多烯紫杉醇的安全性是可靠的。
下面通过抗肿瘤裸鼠实验来说明本发明的纳米级多烯紫杉醇的抗肿瘤效果：
1.材料：Balb/c裸鼠，雌性，体重为（18±2）g，购自北京维通利华实验动物技术有限公司；实验用泰索帝，英国AVENTIS Pharma Dagenham生产，（进口药品注册证号：H200990493）；实验用纳米多烯紫杉醇为本发明实施例1得到的干粉。
2.动物模型的建立收集足量的肿瘤细胞，用PBS重悬在离心管中，以2×106cells/0.1ml每点皮下接种于裸鼠背部。
3.实验分组和给药方案肿瘤模型建立后，待裸鼠的肿瘤直径为4～6mm，按5只/组，分组。参考商品药说明书用法用量、最新《临床肿瘤内科手册》相关文献与前期实验结果，口服生物利用度按照20%～30%，确定给药方案；空白组（仅设一个，为各组参考），注射多烯紫杉醇组，商品名泰索帝（英国AVENTIS Pharma Dagenham），3天给药一次，腹腔注射；多烯紫杉醇原料药组，口服灌胃给药，每天1次；纳米多烯紫杉醇组，口服灌胃给药，每天1次。
4.检测方法给药后动物正常饲养，每天观察动物一般状态，记录动物的体重。每周2次测量肿瘤直径（游标卡尺），计算肿瘤体积（v）：v=（ab2）/2（式中，a为肿瘤长径，b为肿瘤短径）。比较各组相对肿瘤（RTV）：RTV=vt/v0，式中，v0为分笼给药当天（Day0）测量所得肿瘤体积，vt为每一次测量时的肿瘤体积；
用相对肿瘤体积计算药物对肿瘤体积的抑制率（VIR）：
5.实验结果
5.1多烯紫杉醇治疗人转移裸鼠肝癌BEL-7402实验结果见表1和图4
表1
注：口服纳米多烯紫杉醇40mg/kg组，死亡1只，5只/组；
口服纳米多烯紫杉醇80mg/kg组，死亡1只，5只/组。
5.2多烯紫杉醇治疗人转移裸鼠非小细胞肺癌NCI-1299实验结果见表2和图5
表2
注：口服纳米多烯紫杉醇80mg/kg组，死亡1只，5只/组。
5.3多烯紫杉醇治疗人转移裸鼠乳腺癌MCF-7实验结果见表3和图6
表3
注：口服纳米多烯紫杉醇80mg/kg组，死亡1只，5只/组；
口服纳米多烯紫杉醇160mg/kg组，无死亡，5只/组。
5.4结果讨论
1、实验中根据抗肿瘤药物尽量大剂量使用，以求快速杀灭癌细胞特点，用药量按照最大耐受度(MTD)设计，而人转移肿瘤荷瘤裸鼠的治疗剂量大小是抗肿瘤药物临床前研究考察药物安全性最直接的方法；
2、分别用三种人移植肿瘤细胞对荷瘤裸鼠进行抑瘤实验。按照《细胞毒类抗肿瘤药物非临床研究技术指导原则》之规定，相对肿瘤抑制率不小于40%的原则，口服纳米多烯紫杉醇符合规定要求。
附图说明
图1是本发明用二氧化硅气凝胶的电镜图片；
图2是多烯紫杉醇原料药的电镜图片；
图3是本发明的纳米级多烯紫杉醇的电镜图片；
图4是抗肿瘤裸鼠实验研究结果中人转移裸鼠肝癌BEL-7402的相对肿瘤抑制率曲线图；
图5是抗肿瘤裸鼠实验研究结果中人转移裸鼠非小细胞肺癌NCI-1299的相对肿瘤抑制率曲线图；
图6是抗肿瘤裸鼠实验研究结果中人转移裸鼠乳腺癌MCF-7的相对肿瘤抑制率曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释，本发明并不局限于以下实施例。
实施例1
本实施例的纳米级多烯紫杉醇按以下方法制备：
1、多烯紫杉醇原料药（上海中西三维药物有限公司）1g，加入无水乙醇20ml溶解；
2、加入500℃热处理后的二氧化硅气凝胶2g进行吸附；
3、待吸附完全后，于60℃烘箱干燥；
4、干燥后，加入100ml纯净水，25000rpm/min普通乳化机乳化，5min；
5、高压均质机（上海东华GYB 30-6S），400bar，循环6次，10min；
6、将均质液于实验型喷雾干燥机（上海顺仪科技SP-1500）喷雾干燥，参数：温度130℃，流速500ml/h，喷头：0.75mm，干燥后得到纳米级多烯紫杉醇颗粒。
实施例2
本实施例的纳米级多烯紫杉醇按以下方法制备：
1、多烯紫杉醇原料药（上海中西三维药物有限公司）1g，加入无水乙醇5ml溶解；
2、加入1000℃热处理后的二氧化硅气凝胶0.5g进行吸附；
3、待吸附完全后，自然干燥；
4、干燥后，加入20ml纯净水，25000rpm/min普通乳化机乳化，5min；
5、高压均质机（上海东华GYB 30-6S），400bar，循环8次，10min；
6、将均质液于实验型喷雾干燥机（上海顺仪科技SP-1500）喷雾干燥，参数：温度130℃，流速500ml/h，喷头：0.75mm，干燥后得到纳米级多烯紫杉醇颗粒。
实施例3
本实施例的纳米级多烯紫杉醇按以下方法制备：
1、紫杉醇原料药（上海中西三维药物有限公司）1g，加入无水乙醇150ml溶解；
2、加入亲水性二氧化硅气凝胶15g进行吸附；
3、待吸附完全后，冷冻干燥；
4、干燥后，加入150ml纯净水，25000rpm/min普通乳化机乳化，5min；
5、高压均质机（上海东华GYB 30-6S），400bar，循环7次，10min；
6、将均质液于实验型喷雾干燥机（上海顺仪科技SP-1500）喷雾干燥，参数：温度130℃，流速500ml/h，喷头：0.75mm，干燥后得到纳米级多烯紫杉醇颗粒。
实施例4
本实施例的纳米级多烯紫杉醇按以下方法制备：
1、多烯紫杉醇原料药（上海中西三维药物有限公司）1g，加入无水乙醇200ml溶解；
2、加入300℃热处理后的二氧化硅气凝胶20g进行吸附；
3、待吸附完全后，于60℃烘箱干燥；
4、干燥后，加入200ml纯净水，25000rpm/min普通乳化机乳化，5min；
5、高压均质机（上海东华GYB 30-6S），400bar，循环6次，10min；
6、将均质液于实验型喷雾干燥机（上海顺仪科技SP-1500）喷雾干燥，参数：温度130℃，流速500ml/h，喷头：0.75mm，干燥后得到纳米级多烯紫杉醇颗粒。
实施例5
本实施例的纳米级多烯紫杉醇按以下方法制备：
1、紫杉醇原料药（上海中西三维药物有限公司）1g，加入无水乙醇70ml溶解；
2、加入700℃热处理后的二氧化硅气凝胶7g进行吸附；
3、待吸附完全后，冷冻干燥；
4、另取6g的PEG-4000加入400ml的无水乙醇中溶解；
5、将步骤3冻干后的固体加入上述PEG-4000的乙醇溶液中，超声乳化机乳化3min；
6、将步骤5的乳化液于60℃电热恒温干燥箱中干燥12h；
7、研磨步骤6干燥后的固体，并过200目筛，得到纳米级多烯紫杉醇颗粒。
实施例6
实施例1至5得到的纳米级多烯紫杉醇颗粒与适量的微晶纤维素、淀粉和硬脂酸镁混合均匀后，用压片机压片，得到本发明的纳米级多烯紫杉醇片剂。
实施例7
将实施例1至5得到的纳米级多烯紫杉醇颗粒直接装填入硬胶囊壳中，得到本发明的纳米级多烯紫杉醇胶囊剂。
实施例8
实施例1至5得到的纳米级多烯紫杉醇颗粒加入水溶液中，搅拌均匀，得到本发明的纳米级多烯紫杉醇混悬液。该混悬液可以直接口服，也可以按照注射剂的制备标准制成注射剂。
实施例9
实施例1至5得到的纳米级多烯紫杉醇颗粒与适量的Witepsol，采用热熔法制备得到本发明的纳米级多烯紫杉醇栓剂。

Claims (9)

1.一种纳米级多烯紫杉醇颗粒，其特征在于：以二氧化硅气凝胶作为多烯紫杉醇的载体，所述二氧化硅气凝胶的孔隙率为95～99％、孔径为10～50nm、比表面积为200～1000m2/g、密度为3～300kg/m3、组成网络的胶体颗粒直径为1～50nm，所述纳米级多烯紫杉醇颗粒的直径在100nm以下，所述多烯紫杉醇与所述二氧化硅气凝胶的质量比为1：0.5～20；
所述纳米级多烯紫杉醇颗粒的制备方法包括以下步骤：
(1)将多烯紫杉醇溶解于无水乙醇中；
(2)向上述乙醇溶液中加入二氧化硅气凝胶；
(3)待多烯紫杉醇与二氧化硅气凝胶吸附完全后，干燥；
(4)向上述干燥后的产物中加入纯净水，并送入乳化机中乳化；
(5)将步骤(4)所得乳化液送入高压均质机中均质；
(6)步骤(5)所得均质液干燥后即得纳米级多烯紫杉醇颗粒。
2.根据权利要求1所述的纳米级多烯紫杉醇颗粒制成的药学上可接受的口服制剂。
3.根据权利要求2所述的口服制剂，其特征在于：所述口服制剂为片剂、丸剂、散剂、胶囊剂、颗粒剂或混悬剂。
4.根据权利要求1所述的纳米级多烯紫杉醇颗粒制成的药学上可接受的注射剂或栓剂。
5.权利要求1所述的纳米级多烯紫杉醇颗粒的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将多烯紫杉醇溶解于无水乙醇中；
(2)向上述乙醇溶液中加入二氧化硅气凝胶；
(3)待多烯紫杉醇与二氧化硅气凝胶吸附完全后，干燥；
(4)向上述干燥后的产物中加入纯净水，并送入乳化机中乳化；
(5)将步骤(4)所得乳化液送入高压均质机中均质；
(6)步骤(5)所得均质液干燥后即得纳米级多烯紫杉醇颗粒。
6.权利要求5所述的纳米级多烯紫杉醇颗粒的制备方法，其特征在于：当步骤(2)中所述的二氧化硅气凝胶具有疏水性时，在加入乙醇溶液之前需先经300～1000℃热处理使其具有亲水性。
7.权利要求5所述的纳米级多烯紫杉醇颗粒的制备方法，其特征在于：所述多烯紫杉醇的质量与所述无水乙醇的体积之比为1：5～200。
8.权利要求5所述的纳米级多烯紫杉醇颗粒的制备方法，其特征在于：步骤(4)中纯净水的加入量为20～200ml/g多烯紫杉醇。
9.权利要求5所述的纳米级多烯紫杉醇颗粒的制备方法，其特征在于：步骤(6)中的干燥为喷雾干燥。
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