CN107397721B - 含有布比卡因的药物组合物及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及含有布比卡因的药物组合物及其制备方法和用途。具体地，本发明提供一种布比卡因药物组合物，其含有布比卡因或其药学上可接受的盐作为活性成分以及一种或多种药学上可接受的载体材料。特别地，本发明的药物组合物为一种布比卡因纳米颗粒。本发明采用新型纳米颗粒制作技术，采用布比卡因纳米颗粒，使布比卡因具有一定的疏水特性，解决了盐酸布比卡因的释放过快的问题。本发明提供的纳米颗粒能够减少药物突然大量释放，提高用药安全性，减少患者在服药期间发生心脏疾病的风险，缓解突释，可控缓释。

Description

含有布比卡因的药物组合物及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及含有布比卡因或其药学上可接受的盐的药物组合物及其制备方法和用途。
背景技术
慢性神经病理性疼痛是临床常见疾病，其疼痛的产生病因有物理性的机械损伤、代谢或营养性神经改变、病毒感染、药物或放疗的神经毒性、缺血性神经损害、神经递质功能障碍等。电生理基础是受损伤神经部位的神经细胞膜Na离子通道和电压门控Ca离子通道的表达增高，并释放一些介质，使神经元的正常生理活动发生改变，导致对非伤害性或微小伤害的外周刺激反应加剧。大量自发放电，不停地向脊髓神经元发放异位冲动，增加脊髓神经元的敏感性和突触与突触之间神经递质的传递，从而引起脊髓水平的兴奋性增高和感觉功能异常。
布比卡因，英文名为Bupivacaine，是一种临床常用浸润麻醉药物，用于神经传导阻滞麻醉。常用其盐酸盐，为白色结晶性粉末；无臭、味苦。在乙醇中易溶，在水中溶解，在氯仿中微溶，在乙醚中几乎不溶，其水溶液pH为4.5-6.0，熔点约194℃。低浓度的布比卡因可用于局都浸润麻醉，局部伤口止痛，硬膜外分娩镇痛或术后镇痛，神经阻滞麻醉和硬膜外麻醉及脊麻。布比卡因是长效酰胺类局麻药，其作用机制与其它局麻药相同，通过抑制神经细胞钠离子通道，阻断神经兴奋与传导。对运动神经的阻断与药物浓度有关，浓度为0.125％-0.5％时对感觉神经阻滞较好，但几乎无肌松作用。0.75％则可产生较好的运动神经阻断作用。因其脂溶性高，蛋白结合率高，麻醉强度是普鲁卡因的16倍，作用时效是普鲁卡因的8倍。局部麻醉作用强于利多卡因(约强4倍)。其0.25％～0.5％溶液引起局部麻醉的时间一般为4～10分钟，0.75％溶液起效较之略快。用其0.5％溶液加肾上腺素作硬膜外阻滞麻醉，作用可维持5小时。由于本品在血液内浓度低，体内蓄积少，作用持续时间长，故为较安全的长效局麻药。2011年11月，美国FDA批准了Pacira制药有限公司开发的布比卡因1.3％脂质体注射用悬浮液Exparel，用于直接注射至手术部位以帮助控制术后疼痛。布比卡因属非阿片类麻醉剂，常规注射剂(0.5％)仅能提供不到7h的止痛作用，而术后疼痛常可持续48～72h且在此时间内最难控制，
虽然布比卡因是一种良好的术后镇痛药，但仍然存在一些难题。布比卡因是一种易溶的药物，其对中枢神经系统同样有抑制和兴奋双相作用，血药浓度过高时出现中毒症状。布比卡因毒性较强，尤其是心脏毒性更应注意，心脏毒性症状出现较早，往往循环虚脱与惊厥同时发生，易引起严重的室性心律失常，一旦发生意外，复苏较困难。因此，成人一次或4小时内用药量不应超过150mg，高浓度应加适量肾上腺素，降低药物吸收。一般情况下布比卡因对呼吸的影响不大，毒性反应发生时才出现改变。布比卡因的作用强度大，毒性也大，LD50、致惊阈量和一次最大用量都小于普鲁卡因和利多卡因，逾量或误入血管内可发生严重毒性反应。布比卡因常用剂量和浓度无神经毒性作用，但由于浓度、作用时间和pH值等因素的影响，不能忽视其神经毒性作用。因此，开发一种布比卡因缓释时间长，且无心脏停搏副作用的处方制剂是目前该药制剂开发的一个难题。
发明内容
由于布比卡因是易溶性药物，Pacira制药有限公司开发的布比卡因(Bupivacaine)1.3％脂质体注射用悬浮液Exparel进入体内，无法控制布比卡因释放的量，会突然释放大量布比卡因，形成一个突释，从而产生心脏毒性。因此需要解决布比卡因平均释放的问题。
本发明采用纳米颗粒技术，将布比卡因分散在纳米颗粒结构中。这些高分子纳米颗粒接触水后通过缓慢水解从而达到缓慢释放的效果。
因此，本发明提供一种药物组合物，其特征在于含有布比卡因或其药学上可接受的盐作为活性成分和一种或多种药学上可接受的载体材料。
市售布比卡因通常为盐酸盐形式，布比卡因的游离碱可以通过以下方法获得。将布比卡因盐酸盐粉末溶于蒸馏水中，逐滴加入1M的NaOH溶液，并不停搅拌，直至不再有沉淀形成。将得到的游离羟基布比卡因固体过滤，并用蒸馏水洗涤。在烧杯中，向羟基布比卡因中加入蒸馏水(刚刚盖过沉淀)，并搅拌5小时，或者更长时间，移除额外的NaOH。将固体过滤，并在低于80度的真空下晾干。干燥的游离羟基布比卡因是白色松软粉末。
本发明所述的载体材料为高分子聚合材料，可以为PACA、PBCA(聚氰基丙烯酸丁酯)、PLA、PCL、PLGA、聚丙交酯、聚己醇酯、聚羟丁酸、聚羟戊酸等，优选PACA、PCL、PLA、PLGA和聚丙交酯，更优选PLA和PLGA。
纳米药物是指以纳米级高分子纳米粒(nano-particles，NP)、纳米球(nano.spheres NS)、纳米囊(nano-capsules，NC)等为载体，与药物以一定方式结合在一起后制成的药物，其粒径可能超过100nm，但通常应小于500nm。纳米药物也可以是直接将原料药物加工制成的纳米粒。
由于药物作用于人，所以要求载药材料无毒、生物相容性好、可生物降解。载药材料分为两大类：一类是天然材料如脂类、糖类、蛋白质等；另一类是合成的高分子材料，如聚氰基丙烯酸烷酯(PACA，包括甲酯、乙酯、丁酯、异酯、己酯及异己酯、十六烷基酯)和聚酯(主要有聚乳酸(PLA)、聚丙交酯、聚己内酯(PCL)、聚己醇酯、聚羟丁酸、聚羟戊酸等)及其衍生物与共聚物。
使用聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物(PLGA)作为载体，解决了释放的问题，使得药物缓慢释放。然而作为一种镇痛药，如果暴露量过高，可能造成严重的不良反应，例如心脏毒性，研究发现布比卡因的不良反应包括严重毒性反应，循环虚脱与惊厥，心脏停止搏动。为防止布比卡因暴露值过高，采用包裹碱滴定过的布比卡因粉末可使得药物在一定程度上缓慢释放，从而保证药物的稳定释放，防止了药物在体内溶出时突然大量崩解，造成药物突释，从而导致药物暴露值过高，给患者造成风险。
在本发明一个优选的实施方案中，根据本发明的药物组合物由布比卡因或其药学上可接受的盐和一种或多种药学上可接受的载体材料组成。
在本发明另一个优选的实施方案中，所述的载体材料为聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物(PLGA)。
根据本发明的药物组合物，其中主药(布比卡因)与载体材料的重量比可以在较宽的范围内选择，例如1：100～1：1，优选1：10～1：1，更优选1：5～1:1，更优选1：3～1：1，进一步优选1：1.5～1:1。
在本发明另一个优选的实施方案中，本发明所述的药物组合物含有按重量计5％～50％，优选20％～50％的布比卡因或其药学上可接受的盐。
在本发明另一个优选的实施方案中，本发明所述的药物组合物以聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物为载体材料，并且所述聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物的含量为按重量计20％～40％。
本发明另一方面提供前述药物组合物的制备方法，该方法包括将载体材料和布比卡因共同溶解于溶剂中，蒸发除去溶剂，得到药物组合物的步骤。所述溶剂选自二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯、丙酮、DMSO、DHF中的一种或多种，优选二氯甲烷。
在本发明一个优选的实施方案中，本发明药物组合物为纳米颗粒，并且其制备方法如下：
1)将聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物(PLGA)和布比卡因(BUP)溶解于二氯甲烷中；
2)在容器中搅拌5％的聚乙烯醇(PVA)溶液，并滴加入PLGA/BUP溶液；
3)将步骤2)得到的混合物超声；
4)将超声后的乳液滴加入搅拌下的0.3％PVA溶液的烧杯中，并继续搅拌以蒸发溶剂；
5)通过离心收集纳米颗粒，并将纳米颗粒再次悬浮于水中；重复该操作两次洗涤，最后离心收集纳米颗粒；
6)向得到的纳米颗粒中加入超纯水，并再次悬浮洗涤；
7)冷冻干燥洗涤后的纳米颗粒并储存。
本发明进一步提供如上所述的药物组合物在制备麻醉剂中的用途，所述麻醉剂可以为局部麻醉剂或全身麻醉剂，并且所述麻醉剂可以用于术后麻醉以减轻由手术引起的慢性疼痛。
附图说明
图1为对照品盐酸布比卡因的HPLC图谱。
图2为本发明布比卡因纳米颗粒(配方24)体外释放1天后的HPLC图谱。
图3为本发明布比卡因纳米颗粒(配方24)体外释放3天后的HPLC图谱。
图4为本发明布比卡因纳米颗粒(配方24)体外释放5天后的HPLC图谱。
图5为小鼠对机械刺激的行为反应图。横坐标是不同机械刺激强度(单位是mN)，纵坐标是小鼠对机械刺激所产生的缩足反应的百分比。
图6为本发明布比卡因纳米颗粒(配方24)进入小鼠背根神经节的激光共聚焦图片。
图7为本发明布比卡因纳米颗粒的扫描电子显微镜照片。
具体实施方式
通过如下实施例可进一步解释本发明，但它们不限定本发明的范围。对于本领域技术人员根据本发明内容所作的类似改进与调整，如采用同性质的辅料或者改变包衣外观等，均视为本发明包含的内容。
实验用材料及来源
布比卡因盐酸盐：CAS号73360-54-0，分子式C18H28N2O·HCl·H2O，分子量342.90，购自Sigma-aldrich。
PVA：Poly(vinyl alcohol)，聚乙烯醇，CAS号9002-89-5，分子式[-CH2CHOH-]n，购自Sigma-aldrich。
PLGA：Poly(D,L-lactide-co-glycolide)，聚乳酸-羟基乙酸共聚物，丙交酯:乙交酯(50:50)，摩尔质量30000-60000，线性分子式[C3H4O2]X[C2H2O2]y，购自Sigma-aldrich。
PCL:Poly(caprolactone)，聚己内酯，线性分子式(C6H10O2)n，购自Sigma-aldrich。
PACA：Poly(alkyl cyanoacrylate)，聚氰基丙烯酸烷基酯,CAS号1431724-30-9，分子式C12H11NO3，分子量217.22，购自Sigma-aldrich。
聚丙交酯：分子量89,000-98,000，购自Sigma-aldrich。
实施例1布比卡因游离碱的制备
将局麻药布比卡因盐酸盐沉淀为羟基布比卡因，并形成一种不溶解形式。将盐酸布比卡因粉末溶于蒸馏水中，浓度为10％。将1M的NaOH逐滴加入溶液中，不停搅拌，直到不再有沉淀形成。用新鲜的蒸馏水洗涤过滤后，得固体羟基布比卡因。用水将羟基布比卡因移到干净的烧杯中(刚刚盖过沉淀)，搅拌5小时，或者更长。然后用蒸馏水小心地洗，移除额外的NaOH。洗涤后，在低于80度的真空晾干过夜。干燥得羟基布比卡因，为白色松软粉末。
实施例2布比卡因纳米颗粒的制备一
配方：
制备方法：
按各配方量称取布比卡因(BUP)和PLGA，并将其完全溶解于1ml的二氯甲烷(DCM)溶液中。在搅拌下，将得到的PLGA/BUP溶液滴加至2ml5％的PVA二氯甲烷溶液中混匀。使用探头超声仪(Xinyi-IID，宁波新艺超声设备有限公司)，以38％的振幅，将得到的混合物超声3次，每次持续10秒。搅拌下，向含有50ml 0.3％的PVA二氯甲烷溶液中滴加超声得到的乳液。继续搅拌5至6小时以蒸发溶剂。通过在18000g下的离心收集纳米颗粒，并将纳米颗粒再次悬浮于水中，重复该操作两次洗涤颗粒，最后在18000g下离心收集纳米颗粒。向得到的纳米颗粒中加入5ml超纯水，并再次悬浮洗涤。冷冻干燥洗涤后的颗粒，并于-20℃储存备用。
实施例3布比卡因纳米颗粒的制备二
配方：
制备方法：
按各配方量称取BUP和PACA，并将其完全溶解于1ml的DCM溶液中。在搅拌下，将得到的PACA/BUP溶液滴加入至2ml 5％的PVA二氯甲烷溶液中混匀。使用探头超声仪，以38％的振幅，将得到的混合物超声3次，每次持续10秒。搅拌下，向含有50ml 0.3％的PVA二氯甲烷溶液中滴加入超声得到的乳液。继续搅拌5至6小时以蒸发溶剂。通过在18000g下的离心收集纳米颗粒，并将纳米颗粒再次悬浮于水中，重复该操作两次洗涤颗粒，最后在18000g下离心收集纳米颗粒。向得到的纳米颗粒中加入5ml超纯水，并再次悬浮洗涤。冷冻干燥洗涤后的颗粒，并于-20℃储存备用。
实施例4布比卡因纳米颗粒的制备三
配方：
制备方法：
按各配方量称取BUP和聚丙交酯，并将其完全溶解于1ml的DCM溶液中。在搅拌下，将得到的聚丙交酯/BUP溶液滴加入至2ml 5％的PVA二氯甲烷溶液中混匀。使用探头超声仪，以38％的振幅，将得到的混合物超声3次，每次持续10秒。搅拌下，向含有50ml 0.3％的PVA二氯甲烷溶液中滴加入超声得到的乳液。继续搅拌5至6小时以蒸发溶剂。通过在18000g下的离心收集纳米颗粒，并将纳米颗粒再次悬浮于水中，重复该操作两次洗涤颗粒，最后在18000g下离心收集纳米颗粒。向得到的纳米颗粒中加入5ml超纯水，并再次悬浮洗涤。冷冻干燥洗涤后的颗粒，并于-20℃储存备用。
实施例5布比卡因纳米颗粒的制备四
配方：
制备方法：
按各配方量称取BUP和PLGA，并将其完全溶解于1ml的DCM溶液中。在搅拌下，将得到的PLGA/BUP溶液滴加入至2ml 5％的PVA二氯甲烷溶液中混匀。使用探头超声仪，以38％的振幅，将得到的混合物超声3次，每次持续10秒。搅拌下，向含有50ml 0.3％的PVA溶液中滴加入超声得到的乳液。继续搅拌5至6小时以蒸发溶剂。通过在18000g下的离心收集纳米颗粒，并将纳米颗粒再次悬浮于水中，重复该操作两次洗涤颗粒，最后在18000g下离心收集纳米颗粒。向得到的纳米颗粒中加入5ml超纯水，并再次悬浮洗涤。冷冻干燥洗涤后的颗粒，并于-20℃储存备用。
实施例6布比卡因纳米颗粒的制备五
配方：
制备方法：
按各配方量称取布比卡因(BUP)和PCL，并将其完全溶解于1ml的二氯甲烷(DCM)溶液中。在搅拌下，将得到的PCL/BUP溶液滴加至2ml 5％的PVA二氯甲烷溶液中混匀。使用探头超声仪(Xinyi-IID，宁波新艺超声设备有限公司)，以38％的振幅，将得到的混合物超声3次，每次持续10秒。搅拌下，向含有50ml 0.3％的PVA二氯甲烷溶液中滴加超声得到的乳液。继续搅拌5至6小时以蒸发溶剂。通过在18000g下的离心收集纳米颗粒，并将纳米颗粒再次悬浮于水中，重复该操作两次洗涤颗粒，最后在18000g下离心收集纳米颗粒。向得到的纳米颗粒中加入5ml超纯水，并再次悬浮洗涤。冷冻干燥洗涤后的颗粒，并于-20℃储存备用。
试验例1高效液相色谱法测定本发明布比卡因纳米颗粒的体外释放情况
取以上配方24制得的布比卡因纳米颗粒及对照品37.5mg(盐酸布比卡因针剂，上海禾丰制药有限公司)进行体外释放情况试验，具体操作过程如下。
仪器：Waters高效液相色谱仪(HPLC)；Waters 2487紫外检测器，Waters 600泵控系统；Waters 717自动进样器；Waters M-32色谱数据处理软件。
方法：分别称取布比卡因纳米颗粒10mg或对照品，加入至1ml的磷酸盐缓冲液中，置于透析袋中，再将透析袋置于10ml试管中，于37℃摇床，以60次/分的速度摇动。分别在1天、3天、5天后取400μl用于后续实验。
色谱条件：
色谱柱：Waters Spherisorb C8(4.6mm×250mm,5μm)；流动相：乙腈-1/15mol/L磷酸盐缓冲液(PBS，pH 3)(21:79,v/v)；检测波长：230nm；流速：1.0mL/min；柱温：30℃。
样品预处理方法：
取含有布比卡因纳米颗粒的样品400μl于尖底试管中，加入乙腈0.8mL，超声混匀1分钟，震荡1分钟，静置后，于低温高速离心机中(4℃)，以13000转/分离心15分钟。将上清液2mL加入进样瓶，进样量为20μL。
检测结果：
通过3mg/L、1.5mg/L、0.75mg/L、0.375mg/L、0.1875mg/L共五种不同浓度的对照品盐酸布比卡因得到标准曲线y＝1.0009x+13.459，R2＝0.9994。通过计算得到本发明布比卡因纳米颗粒体外释放情况如下：
第一天 6.8575μg
第三天 9.4848μg
第五天 13.8948μg
对照品和本发明布比卡因纳米颗粒的体外释放HPLC图谱见图1～图4。
结论：由以上结果可知，本发明制得的布比卡因纳米颗粒的体外释放延长。
试验例2小鼠背根神经节压迫模型检测本发明布比卡因纳米颗粒的镇痛效果
实验目的：通过建立小鼠背根神经节压迫模型，在手术造模的同时，将本发明布比卡因纳米颗粒(配方24)显微注射到小鼠背根神经节上，比较小鼠手术前后的行为学变化。
实验动物：C57BL/6雄性小鼠(北京维通利华实验动物技术有限公司)，28-33g。
建立小鼠背根神经节压迫模型的方法：
首先用戊巴比妥钠麻醉小鼠，然后用剃毛器将小鼠背部的毛剃干净，沿小鼠背脊中线将其背部皮肤做一个3厘米左右的切口，将脊椎两侧的肌肉分离开，暴露出腰3和腰4脊椎，将一个L形的不锈钢棍(长为2mm，直径为0.3mm)插入椎间孔压迫腰3和腰4的背根神经节，然后将肌肉缝合，再将小鼠背部皮肤缝合起来，用碘酒消毒伤口，注射抗生素预防感染。
给药组的小鼠在进行背根神经节压迫手术的同时，将经超声波震荡处理过的本发明布比卡因纳米颗粒溶于PBS中，通过显微注射的方式，利用三维操纵仪将吸有药物的玻璃注射器移到背根神经节的硬脊膜上，用玻璃注射器的尖端刺破硬脊膜，然后注射0.5μl。其他手术步骤与正常手术组相同。
对小鼠手术后1天、3天、5天、7天的动物行为进行观察，主要是检测小鼠手术侧足与非手术侧足对机械刺激的反应。观察小鼠对2mN、6mN、20mN、40mN、80mN这五种von Frey丝的缩腿后是否产生疼痛样的甩腿行为。
实验结果：小鼠背根神经节压迫后，对20mN的von-Frey丝的刺激反应增强，有痛觉过敏的行为学表现，而进行背根神经节压迫同时注射了本发明布比卡因纳米颗粒的小鼠，行为学表现对20mN的von-Frey丝的刺激反应有所减弱。具体结果见图5。
试验例3
激光共聚焦显微镜显示本发明布比卡因纳米颗粒进入到DRG神经元中。
在小鼠做完行为学实验(试验例2)后，取出小鼠背根神经节，在激光共聚焦显微镜(型号FV1000MPE，奥林巴斯)下发现，布比卡因纳米颗粒进入到神经元胞体中，而不是附着在细胞膜的表面。具体结果见图6。这表明本发明的布比卡因纳米颗粒包裹的粉末状布比卡因是微溶的，能够进入到神经元的胞体里面发挥镇痛的作用。
试验例4
电子扫描显微镜观察布比卡因纳米颗粒显示本发明布比卡因纳米颗粒达到了纳米级别。
用分析天平称取10mg的本发明布比卡因纳米颗粒，溶于PBS中，混匀后，水浴超声10分钟，滴5μl至干净光滑的锡箔纸上，形成一个均匀的圆形，用冷冻干燥机进行干燥脱水，得到样品。
将样品通过扫描电子显微镜，进行观察拍照，结果发现，大多数的布比卡因纳米颗粒的直径小于200nm，达到了纳米级别。结果见图7。
本发明通过新型纳米颗粒制作技术，采用布比卡因纳米颗粒，使布比卡因具有一定的疏水特性，解决了盐酸布比卡因的释放过快的问题。本发明提供的纳米颗粒能够减少药物突然大量释放，提高用药安全性，减少患者在服药期间发生心脏疾病的风险，缓解突释，可控缓释。

Claims (10)

1.一种药物组合物，其为纳米颗粒的形式，其由布比卡因或其药学上可接受的盐作为活性成分和一种或多种药学上可接受的载体材料组成，所述载体材料选自PLGA、PACA、PLA、聚丙交酯和PCL；所述布比卡因或其药学上可接受的盐与载体材料的重量比为1:3～1:1；所述药物组合物含有按重量计25％～50％的布比卡因或其药学上可接受的盐；
所述药物组合物的制备方法包括以下步骤：
1)将布比卡因与一种或多种药学上可接受的载体材料溶解于有机溶剂中；
2)搅拌下，将步骤1)得到的溶液滴加入聚乙烯醇溶液中；
3)将步骤2)得到的混合物超声；
4)将超声后得到的乳液滴加入聚乙烯醇溶液中，并继续搅拌以蒸发溶剂；
5)通过旋转离心收集颗粒，并通过反复悬浮于水中洗涤；
6)冷冻干燥得到所述药物组合物。
2.根据权利要求1所述的药物组合物，其中所述布比卡因或其药学上可接受的盐与载体材料的重量比为1：1.5～1:1。
3.根据权利要求1所述的药物组合物，其中所述溶剂选自二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯、丙酮、DMSO、DHF中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的药物组合物，其中所述溶剂选自二氯甲烷。
5.根据权利要求1所述的药物组合物的制备方法，其包括以下步骤：
1)将布比卡因与一种或多种药学上可接受的载体材料溶解于有机溶剂中；
2)搅拌下，将步骤1)得到的溶液滴加入聚乙烯醇溶液中；
3)将步骤2)得到的混合物超声；
4)将超声后得到的乳液滴加入聚乙烯醇溶液中，并继续搅拌以蒸发溶剂；
5)通过旋转离心收集颗粒，并通过反复悬浮于水中洗涤；
6)冷冻干燥得到所述药物组合物。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其中所述溶剂选自二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯、丙酮、DMSO、DHF中的一种或多种。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其中所述溶剂选自二氯甲烷。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的药物组合物在制备麻醉剂中的用途。
9.根据权利要求8所述的用途，其中所述麻醉剂为局部麻醉剂或全身麻醉剂。
10.根据权利要求8所述的用途，其中所述麻醉剂用于术后麻醉以减轻由手术引起的慢性疼痛。
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