CN105125578B - 一种具有高溶解速度的糖-铁复合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有高溶解速度的糖‑铁复合物及其制备方法。该糖‑铁复合物为氢氧化铁和糖复合形成的大分子化合物,溶解完全时间不大于30min;(1)重均分子量为110,000Da~230,000Da;(2)糖含量25%~50%;(3)铁含量24%~32%;(4)pH2~5。本发明通过研究发现,当糖‑铁复合物的糖含量、铁含量、比表面积、pH控制在一定范围时,制备出的糖‑铁复合物原料药具有溶解速度快的特点,并且在制剂生产过程中可以有效避免溶解过程中部分原料药在配料罐底部团聚、料液堵塞滤膜、料液堵塞注射器等技术难点。
Description
技术领域
本发明属于制药领域,涉及一种具有高溶解速度的糖-铁复合物及其制备方法。
背景技术
铁是人体必须的微量元素,由于摄入不足、利用受限或其他原因引起的铁缺乏相当普遍,缺铁性贫血是当今世界上分布最广的营养缺乏病。铁糖-铁复合物是目前广泛应用的抗缺铁性贫血的补铁剂,特别是应用于肾脏疾病血液透析所导致的缺铁性贫血,具有快速高效、定位准确、危险性低的优点。
专利WO2007/081744对糖-铁复合物,如羧基麦芽糖铁的制备方法和相关药学和化学特性进行了阐述,并没有涉及其溶解特性,如溶解速度。
但事实上,糖-铁复合物的水溶解速度特性对于其制剂的生产放大相当重要。在注射液生产过程中,溶解速度慢的原料药,不仅料液配制时间会被拉长;而且部分原料药可能在配料罐底部团聚,从而更难溶解,而很难获得均一的料液;此外,没有溶解的原料药还会堵塞除菌滤膜,造成过滤困难。为解决以上问题,必须对糖-铁复合物的溶解速度进行研究,开发出溶解速度更快的原料药,从而解决这类产品注射液生产放大的上述问题。
Fütterer,S在其论文《Nanoparticular Iron Complex Drugs for ParenteralAdministration-Physicochemical Characterization,Biological Distribution andPharmacological Safety》对这类化合物,如羧基麦芽糖铁的溶解速度的其中一个方面的影响因素进行了分析,指出其溶解速度主要影响因素是其比表面积。比表面积越大,相应地其溶解速度就越大。
而且,实际应用中,增加比表面积的有效方式是增加物料的粉碎强度,做成更细的糖-铁复合物粉体。这无疑会加大粉体粉碎的难度和能量投入,增加生产成本。更重要的是,经我们研究发现,将粉体粉碎其比表面积增加到一定程度,糖-铁复合物的分子量将发生剧烈变化,这可能与粉碎过程中的机械碰撞产热,以及机械能量转移作用于糖-铁复合物分子,造成其分子结构变化有关。
应该认识到:糖-铁复合物的溶解速度除了于上述物理因素有关外,复合物本身的性质其实更加关键。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的上述不足,提供一种具有高溶解速度的糖-铁复合物。
本发明的另一目的是提供其制备方法。
本发明惊奇地发现,糖-铁复合物的pH(相关定义参见糖-铁复合物pH测定方法)是影响其溶解速度的主要因素。研究发现:控制糖-铁复合物的pH在合适范围内,可以保证其完全溶解时间不大于30min,具有这个溶解速度的糖-铁复合物,在注射液生产放大中具有显著的优势。具体地说,控制其pH不大于5,糖-铁复合物具有优越的溶解速度;但是糖-铁复合物的pH太低时,配制的溶液中氢离子浓度较高,可能会影响到以上所述糖-铁结合键强度,从而会引起糖- 铁复合物的分子量变化。
本发明基于以上发现而完成。
一种具有高溶解速度的糖-铁复合物,为氢氧化铁和糖复合形成的大分子化合物,溶解完全时间不大于30min;且所述的糖-铁复合物的(1)重均分子量为110,000Da~230,000Da;(2) 糖含量25%~50%;(3)铁含量24%~32%;(4)pH2~5。
其中上述的糖-铁复合物,糖优选羧基麦芽糊精、低聚麦芽糖、麦芽糖、蔗糖、葡萄糖的一种或多种,进一步优选的糖为羧基麦芽糊精。
所述的糖-铁复合物,优选具有适当的比表面积:0.2~2m2/g。
一种优选的高溶解速度的糖-铁复合物,为氢氧化铁和糖复合物形成的大分子化合物,其溶解时间不大于30min,且(1)重均分子量为110,000Da~230,000Da;(2)糖含量为25%~ 50%;(3)铁含量为24%~32%(4)pH2~5;(5)比表面积0.2~2m2/g。
一种更优选地具有高溶解速度的糖-铁复合物,溶解完全时间不大于15min,且(1)重均分子量为110,000Da~230,000Da;(2)糖含量为25%~50%;(3)铁含量24%~32%;(4)pH2~ 4;(5)比表面积0.2~2m2/g。
本文还提供了一种用于制备此类糖-铁复合物的方法,其制备方法包括以下几个步骤:将糖与水溶性铁盐或氢氧化铁在水溶液中混合;向得到的水溶液中加入氢氧化钠调节pH至6.5~ 12;加热得到的溶液至45℃~130℃,直至所述溶液变成黑色或深棕色胶体溶液,以将氢氧化铁胶体与糖络合得到糖-铁复合物;糖-铁复合物溶液用盐酸调节料液pH至2~4,经醇析纯化得到相应的糖-铁复合物,再经常规的干燥方法得到固体;干燥后的固体经流化床气流粉碎机粉碎得到符合要求的糖-铁复合物的粉末。
上述制备方法中所述的糖为羧基麦芽糊精、低聚麦芽糖、麦芽糖、蔗糖或葡萄糖的一种或多种;水溶性铁盐为氯化铁;其中糖与铁的投料重量比为1:1至2:1。
上述步骤方法中的纯化步骤,其中醇析溶剂为乙醇或甲醇,醇析溶剂的使用量为所得料液中水量的0.4~1.0倍(重量比)。以上步骤中所述的粉碎方法,采用流化床气流粉碎机,其特征在于气流粉碎的气体压力为0.6~0.8Mpa,分级轮的频率为10~35Hz。
本发明所述的高溶解速度指溶解完全时间不大于30min。
有益效果:
本发明通过研究发现,当糖-铁复合物的糖含量、铁含量、比表面积、pH控制在一定范围时,制备出的糖-铁复合物原料药具有溶解速度快的特点,并且在制剂生产过程中可以有效避免溶解过程中部分原料药在配料罐底部团聚、料液堵塞滤膜、料液堵塞注射器等技术难点。
按照上述制备方法制备的糖-铁复合物,用于注射剂生产中,糖-铁复合物具有溶解速度快等特点,并且在生产制剂过程中可有效避免溶解过程中部分原料药在配料罐底部团聚、料液堵塞滤膜等技术难点。
具体实施例
实施例1
羧基麦芽糊精1.88kg,氯化铁5.43kg,纯化水5.67kg,反应釜中混合,控温20-25℃,搅拌3h;溶液用20%NaOH水溶液调节pH至6.5,调碱过后的水溶液55℃继续加热5h,得到氢氧化铁和多糖形成的黑色胶体溶液;胶体溶液用盐酸溶液调节pH至1.30,加入10.37kg乙醇得到糖-铁复合物,干燥得到固体粉末;干燥后的固体用气流粉碎机粉碎,粉碎压力为0.7-0.75Mpa,粉碎轮的频率为20Hz。
粉碎后产品质量检查结果如下:铁含量:31.9%,糖含量30.1%,重均分子量:281256, pH1.49,比表面积:1.00,溶解时间8.0min。可见pH小于2,溶解速度更高,但分子量会超过权利要求1中的分子量范围上限,故选择pH下限为2。
实施例2
羧基麦芽糊精2.06kg,氯化铁5.43kg,纯化水5.67kg,反应釜中混合,控温20-25℃,搅拌3h;溶液用20%NaOH水溶液调节pH至6.6;调碱过后的水溶液55℃继续加热5h,得到氢氧化铁和多糖形成的黑色胶体溶液;胶体溶液用盐酸溶液调节pH至2.0,加入9.68kg乙醇得到糖-铁复合物,干燥得到固体粉末;干燥后的固体用气流粉碎机粉碎,粉碎压力为 0.6-0.65Mpa,粉碎轮的频率为11Hz。
粉碎后产品质量检查结果如下:铁含量:30.1%,糖含量32.5%,重均分子量:118023, pH2.01,比表面积:0.18m2/g,溶解时间9.3min。
实施例3
羧基麦芽糊精2.06kg,氯化铁5.43kg,纯化水5.67kg,反应釜中混合,控温20-25℃,搅拌3h;溶液用20%NaOH水溶液调节pH至6.8;调碱过后的水溶液55℃继续加热5h,得到氢氧化铁和多糖形成的黑色胶体溶液;胶体溶液用盐酸溶液调节pH至2.1,加入13.56kg乙醇得到糖-铁复合物,干燥得到固体粉末;干燥后的固体用气流粉碎机粉碎,粉碎压力为0.7-0.75Mpa,粉碎轮的频率为30Hz。
粉碎后产品质量检查结果如下:铁含量:29.5%,糖含量33.3%,重均分子量:173258, pH2,比表面积:2.00m2/g,溶解时间7.8min。
实施例4
羧基麦芽糊精2.25kg,氯化铁5.43kg,纯化水5.67kg,反应釜中混合,控温20-25℃,搅拌3h;溶液用20%NaOH水溶液调节pH至7.3;调碱过后的水溶液55℃继续加热5h,得到氢氧化铁和多糖形成的黑色胶体溶液;胶体溶液用盐酸溶液调节pH至2.6,加入13.1kg乙醇得到糖-铁复合物,干燥得到固体粉末;干燥后的固体用气流粉碎机粉碎,粉碎压力为 0.6-0.65Mpa,粉碎轮的频率为10Hz。
粉碎后产品质量检查结果如下:铁含量:28.5%,糖含量34.5%,重均分子量:132544, pH2.97,比表面积:0.19m2/g,溶解时间12.7min。
实施例5
羧基麦芽糊精2.25kg,氯化铁5.43kg,纯化水5.67kg,反应釜中混合,控温20-25℃,搅拌3h;溶液用20%NaOH水溶液调节pH至8.9;调碱过后的水溶液55℃继续加热5h,得到氢氧化铁和多糖形成的黑色胶体溶液;胶体溶液用盐酸溶液调节pH至2.8,加入13.2kg乙醇得到糖-铁复合物,干燥得到固体粉末;干燥后的固体用气流粉碎机粉碎,粉碎压力为 0.7-0.75Mpa,粉碎轮的频率为35Hz。
粉碎后产品质量检查结果如下:铁含量:28.0%,糖含量34.6%,重均分子量:212315, pH3.11,比表面积:2.00m2/g,溶解时间11.8min。
实施例6
羧基麦芽糊精2.63kg,氯化铁5.43kg,纯化水6.25kg,反应釜中混合,控温20-25℃,搅拌3h;溶液用20%NaOH水溶液调节pH至7.8;调碱过后的水溶液55℃继续加热5h,得到氢氧化铁和多糖形成的黑色胶体溶液;胶体溶液用盐酸溶液调节pH至2.6,加入13.1kg乙醇得到糖-铁复合物,干燥得到固体粉末;干燥后的固体用气流粉碎机粉碎,粉碎压力为 0.7-0.8Mpa,粉碎轮的频率为35Hz。
粉碎后产品质量检查结果如下:铁含量:27.1%,糖含量40.6%,重均分子量:248966, pH2.92,比表面积:2.37m2/g,溶解时间10.92min。由本实施例可见,当比表面积太大时,由于粉碎的能量导入,使得产品分子量会有所增大。
实施例7
蔗糖2.63kg,氯化铁5.43kg,纯化水6.25kg,反应釜中混合,控温20-25℃,搅拌3h;溶液用20%NaOH水溶液调节pH至7.6;调碱过后的水溶液55℃继续加热5h,得到氢氧化铁和多糖形成的黑色胶体溶液;胶体溶液用盐酸溶液调节pH至3.5,加入13.86kg乙醇得到糖-铁复合物,干燥得到固体粉末;干燥后的固体用气流粉碎机粉碎,粉碎压力为0.6-0.65Mpa,粉碎轮的频率为10Hz。
粉碎后产品质量检查结果如下:铁含量:27.6%,糖含量39.6%,重均分子量:151231, pH4.03,比表面积:0.17m2/g,溶解时间14.6min。
实施例8
葡萄糖3kg,氯化铁5.43kg,纯化水6.51kg,反应釜中混合,控温20-25℃,搅拌3h;溶液用20%NaOH水溶液调节pH至9.8;调碱过后的水溶液55℃继续加热5h,得到氢氧化铁和多糖形成的黑色胶体溶液;将步骤3的胶体溶液用盐酸溶液调节pH至3.6,加入17.9kg乙醇得到糖-铁复合物,干燥得到固体粉末;干燥后的固体用气流粉碎机粉碎,粉碎压力为 0.7-0.75Mpa,粉碎轮的频率为26Hz。
粉碎后产品质量检查结果如下:铁含量:26.8%,糖含量42.9%,重均分子量:183244, pH3.93,比表面积:1.79m2/g,溶解时间12.1min。
实施例9
羧基麦芽糊精3.19kg,氯化铁5.43kg,纯化水6.73kg,反应釜中混合,控温20-25℃,搅拌3h;溶液用20%NaOH水溶液调节pH至9.1;调碱过后的水溶液继续55℃加热5h,得到氢氧化铁和多糖形成的黑色胶体溶液;胶体溶液用盐酸溶液调节pH至3.7,加入17.9kg甲醇得到糖-铁复合物,干燥得到固体粉末;干燥后的固体用气流粉碎机粉碎,粉碎压力为0.65-0.7Mpa,粉碎轮的频率为13Hz。
粉碎后产品质量检查结果如下:铁含量:26.1%,糖含量43.9%,重均分子量:132121da, pH4.00,比表面积:0.8m2/g,溶解时间13.3min。
实施例10
羧基麦芽糊精3.19kg,氯化铁5.43kg,纯化水6.73kg,反应釜中混合,控温20-25℃,搅拌3h;溶液用20%NaOH水溶液调节pH至10.5;调碱过后的水溶液55℃继续加热5h,得到氢氧化铁和多糖形成的黑色胶体溶液;胶体溶液用盐酸溶液调节pH至3.9,加入17.6kg乙醇得到糖-铁复合物,干燥得到固体粉末;干燥后的固体用气流粉碎机粉碎,粉碎压力为0.6-0.65Mpa,粉碎轮的频率为20Hz。
粉碎后产品质量检查结果如下:铁含量:26.3%,糖含量44.1%,重均分子量:163254, pH5.10,比表面积:0.21m2/g,溶解时间29.7min。
实施例11
羧基麦芽糊精3.38kg,氯化铁5.43kg,纯化水7.03kg,反应釜中混合,控温20-25℃,搅拌3h;溶液用20%NaOH水溶液调节pH至10.9;调碱过后的水溶液55℃继续加热5h,得到氢氧化铁和多糖形成的黑色胶体溶液;胶体溶液用盐酸溶液调节pH至4.0,加入20.4kg乙醇得到糖-铁复合物,干燥得到固体粉末;干燥后的固体用气流粉碎机粉碎,粉碎压力为0.75-0.8Mpa,粉碎轮的频率为35Hz。
粉碎后产品质量检查结果如下:铁含量:25.6%,糖含量46.3%,重均分子量:117231, pH4.98,比表面积:2.03m2/g,溶解时间23.8min。
实施例12
羧基麦芽糊精3.38kg,氯化铁5.43kg,纯化水7.03kg,反应釜中混合,控温20-25℃,搅拌3h;溶液用20%NaOH水溶液调节pH至11.8;调碱过后的水溶液55℃继续加热5h,得到氢氧化铁和多糖形成的黑色胶体溶液;胶体溶液用盐酸溶液调节pH至5.2,加入20.7kg甲醇得到糖-铁复合物,干燥得到固体粉末;干燥后的固体用气流粉碎机粉碎,粉碎压力为0.75-0.8Mpa,粉碎轮的频率为35Hz。
粉碎后产品质量检查结果如下:铁含量:25.4%,糖含量46.9%,重均分子量:167231, pH6.50,比表面积:2.00m2/g,溶解时间48min。
实施例13
羧基麦芽糊精3.75kg,氯化铁5.43kg,纯化水7.45kg,反应釜中混合,控温20-25℃,搅拌3h;溶液用20%NaOH水溶液调节pH至12.0;调碱过后的水溶液55℃继续加热5h,得到氢氧化铁和多糖形成的黑色胶体溶液;胶体溶液用盐酸溶液调节pH至6.3,加入25.7kg乙醇得到糖-铁复合物,干燥得到固体粉末;干燥后的固体用气流粉碎机粉碎,粉碎压力为0.6-0.65Mpa,粉碎轮的频率为11Hz。
粉碎后产品质量检查结果如下:铁含量:25.1%,糖含量49.6%,重均分子量:141231, pH7.23,比表面积:0.5m2/g,溶解时间60min。
本发明涉及到的基本概念和测试如下:
1、糖-铁复合物完全溶解时间的测定方法
本方法参照《粉状聚丙烯酰胺溶解速度》(GB/T 12005.8-1989)
(1)实验方法:计算配制50mgFe/mL糖-铁复合物水溶液50mL所需纯化水和相应的糖铁复合物。先将纯水加至烧杯中,开启磁力搅拌器,搅拌速度150±10r/min,控制温度25±1℃,取计算重量的糖-铁复合物加入到烧杯中,同时开始测定溶液电导率,每隔1min记录一次读数,直至读数稳定且基本无变化时停止测试。
(2)数据处理:以时间(min)为横坐标,电导率值为纵坐标。将上述测试数据绘制成一条曲线。并对测试数据前5-7个数据点和最后5-7个数据点分别进行线性回归,即溶解上升段和平稳段。取两条回归直线交点的横坐标时间,定义为测试品的完全溶解时间,用来标示测试品的溶解速度。完全溶解时间越长,则测试品的溶解速度越慢。
2、糖-铁复合物pH的测定方法
本方法参照中国药典2005年版二部附录ⅥH测定。
测试温度25℃,将糖-铁复合物配制50mgFe/mL水溶液进行测定,即为本发明所述糖-铁复合物pH。
3、比表面积的测定方法
仪器:Mastersizer 3000型马尔文激光粒度仪
激光粒度散射法:取本品约5-10g,参照激光粒度散射法检查。
4、糖含量测定方法
本方法参照高效液相色谱法(中国药典2010年版二部附录V D)测定。
色谱条件与系统适用性试验:以苯乙烯-二乙烯基苯共聚物为填充剂,以水为流动相;柱温50℃;流速0.5ml/min;示差折光检测器,检测器温度为50℃。理论板数按葡萄糖峰计算,应不低于5000。取系统适用性试验溶液10μl注入液相色谱仪,葡萄糖峰与麦芽糖峰的分离度应不小于1.5。
对照品溶液的制备:精密称取葡萄糖对照,加水溶解并定量稀释1ml含葡萄糖为0.5、0.6、 0.8、1.0、1.5和2.0mg的溶液。
供试品溶液的制备:取样品0.2g,精密称定,置100ml盐水瓶中,加25ml的5%硫酸溶液 (m/v)使溶解,加塞密封,置121℃高压灭菌锅中加热10分钟,放冷至室温,转移到100ml 的烧杯中,加10ml的10%氢氧化钠溶液,并用10%的氢氧化钠调pH至5.5~6.5,然后转移至 100ml量瓶中,加水稀释至刻度,摇匀,用0.02μm的滤膜滤过,取续滤液,即得。
系统适用性试验溶液:取葡萄糖和麦芽糖适量,用水溶解并稀释制成每1ml中约含葡萄糖和麦芽糖各1mg的混合溶液,即得。
测定法取对照品溶液与供试品溶液各10μl注入液相色谱仪,记录色谱图,通过标准曲线计算葡萄糖含量。
5、铁含量测定方法
取本品约0.2g,精密称定,置500ml具塞锥形瓶中,加盐酸10ml,振摇至溶液透明,呈淡黄色,加过氧化氢溶液1ml、水100ml和冰醋酸10ml,振摇混匀,用32%氢氧化钠溶液调节 pH值至2.2~2.5,加Tiron指示液[取4,5-二羟基苯-1,3-二磺酸钠一水合物2.0g,用水稀释至100ml]2.5ml,用乙二胺四醋酸二钠滴定液(0.05mol/L)滴定至溶液显纯黄色。每1ml乙二胺四醋酸二钠滴定液(0.05mol/L)相当于2.7925mg的Fe。
6、分子量测定方法
本方法参照本品照多糖的分子量与分子量分布测定法(中国药典2005年版附录VH)测定。
仪器:Agilent 1260;色谱柱:Shodex OHPaK SB-804HQ(3×105~1×106)、SB-802HQ (2×103~4×103)两柱串联;填料:聚羟甲基—甲基丙烯酸树脂凝胶(polyhydroxymethylme-thacryrate gel);柱温:45℃;流速:0.5ml/min;流动相:14.33g磷酸氢二钠、5.52g磷酸二氢钠和0.40g叠氮化钠溶于2000ml水中;试剂:系列聚麦芽三糖标准品(Shodex P-82)、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、叠氮化钠(分析纯)、水(纯化水)。
标准溶液制备取10mg已知分子量(重均分子量为5,000-300,000Da)的系列聚麦芽三糖,精密称定,分别置5ml量瓶中,加2ml流动相,在25℃以下放置12小时以上,使聚麦芽三糖充分溶胀后,缓慢旋摇每瓶溶液,使其完全溶解,即得。
供试品溶液制备取本品0.2g,置10ml量瓶中,加流动相溶解并稀释至刻度,得供试品溶液。
样品测定分别取上述标准溶液和供试品溶液各20μl,注入液相色谱仪,记录色谱图,数据采用GPC专用软件处理。
Claims (3)
1.一种具有高溶解速度的糖-铁复合物,为氢氧化铁和糖复合形成的大分子化合物,溶解完全时间不大于15min;其特征在于:所述的糖-铁复合物的(1)重均分子量为110,000Da~230,000Da;(2)糖含量25%~50%;(3)铁含量24%~32%;(4)pH2~4,(5)比表面积为0.2~2m2/ g;所述具有高溶解速度的糖-铁复合物主要通过以下步骤制备得到:
(1)将糖与水溶性铁盐在水溶液中混合;所述的糖选为羧基麦芽糊精;
(2)向得到的水溶液中加入氢氧化钠调节pH至6.5~8.9;
(3)加热得到的溶液至45℃~55℃,直至所述溶液变成黑色胶体溶液,得到氢氧化铁胶体与糖络合的糖-铁复合物;
(4)糖-铁复合物溶液用盐酸调节料液pH至2~2.8,经醇析纯化得到相应的糖-铁复合物,再经常规的干燥方法得到固体;
(5)干燥后的固体经流化床气流粉碎机粉碎得到所述的糖-铁复合物的粉末;气流粉碎的气体压力为0.6~0.8Mpa,分级轮的频率为10~35Hz。
2.权利要求1所述的糖-铁复合物的制备方法,其特征在于主要通过以下步骤制备得到:
(1)将羧基麦芽糊精与水溶性铁盐在水溶液中混合;
(2)向得到的水溶液中加入氢氧化钠调节pH至6.5~8.9;
(3)加热得到的溶液至45℃~55℃,直至所述溶液变成黑色胶体溶液,得到氢氧化铁胶体与糖络合的糖-铁复合物;
(4)糖-铁复合物溶液用盐酸调节料液pH至2~2.8,经醇析纯化得到相应的糖-铁复合物,再经常规的干燥方法得到固体;
(5)干燥后的固体经流化床气流粉碎机粉碎得到所述的糖-铁复合物的粉末;气流粉碎的气体压力为0.6~0.8Mpa,分级轮的频率为10~35Hz。
3.根据权利要求2所述的糖-铁复合物的制备方法,其特征在于步骤(4)所述的醇析溶剂为乙醇或甲醇,醇析溶剂的使用量为所得料液中水重量的0.4~1.0倍。
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