CN110200927A - 一种紫杉醇冻干粉制备工艺及产物 - Google Patents

Abstract

本发明属于医药制剂技术领域，具体为一种紫杉醇冻干粉制备工艺及产物。本发明的紫杉醇冻干粉制备工艺路线简单，生产成本低，运输、储存更简便，避免了添加赋形剂带来的不良反应。所制备的紫杉醇胶束冻干粉的体外稳定性较高，复溶后的紫杉醇溶液在室温下保持稳定的时间超过12小时，满足药物治疗的要求。血液稳定性较高、粒径较小，更易发挥ERP效应。用普通生理盐水或者葡萄糖注射液即可复溶，大大简化了给药过程。

Description

一种紫杉醇冻干粉制备工艺及产物

技术领域

本发明属于医药制剂技术领域，具体涉及一种紫杉醇冻干粉制备工艺及产物。

背景技术

紫杉醇分子式为：C₄₇H₅₁NO₁₄，分子量853.9，熔点213～216℃，具有高度亲脂性，不溶于水，是从红豆杉属植物中分离得到的一种高效、低毒、广谱的天然抗癌药物。它是红豆杉属植物中的一种复杂的天然次生代谢物，分子结构见下式。

紫杉醇是一种微管特异性的具有较高抗癌活性的药物，销量常年名列抗肿瘤新药的榜首，并以20％的速度递增。

1977年，Horwit Z发现紫杉醇抗癌机理在于能够与微管蛋白结合，促进微管蛋白聚合装配成微管二聚体，从而抑制细胞中微管的正常生理解聚，使细胞有丝分裂停止在G2期及M期，阻止了癌细胞的快速繁殖。进一步研究发现紫杉醇能够激活巨噬细胞，导致肿瘤坏死因子受体的减少及其释放，杀伤或抑制肿瘤细胞；紫杉醇可以诱导细胞凋亡，引起细胞程序性死亡；紫杉醇还能抑制肿瘤细胞的迁移。临床研究表明，紫杉醇具有广谱而高效的抗癌活性，对于治疗卵巢癌、乳腺癌、子宫癌、胃癌等等疗效突出，近来的研究发现它对类风湿性关节炎、老年痴呆症等亦有一定疗效。

由于紫杉醇难溶于水，在目前的临床应用中通常把紫杉醇溶于聚氧乙烯蓖麻油(cremophor EL)与无水乙醇混合溶媒中以增加其水溶性。乙醇具有一定的细胞毒性，而聚氧乙烯蓖麻油在体内降解时释放组胺，导致不同程度的过敏反应，亦可引起神经细胞内颗粒释放及脱髓鞘改变而加重紫杉醇的外周神经毒性。

为降低毒性提高其疗效，近年来临床上陆续开发了紫杉醇的新剂型。其中不含聚氧乙烯蓖麻油注射紫杉醇白蛋白纳米混悬液(ABI-007)已在国内外上市。具有不用抗过敏预处理、疗效较好、毒性较低等特点；现正在国内进行临床研究我国研发的紫杉醇脂质体已开始在临床应用而紫杉醇的前体药物(DHA-PTX)和聚合物剂型genexol-PM及xyotax 也正在临床前和临床Ⅰ-Ⅲ期研究中，显示了良好的前景。

但近期的研究发现，无论是由高分子量聚合物形成的粒径较大的聚合物胶束，还是由低分子量聚合物形成的粒径较小的聚合物胶束，具有血液稳定性较差的缺点，胶束在进入血液后几乎马上解体并释放携带的药物，最终两种胶束携带的药物在体内的分布几乎没有区别，没有显示出ERP效应。Savic R等人的研究发现，紫杉醇胶束进入血液后通常在5分钟内就有超过90％的药物释放并往组织扩散(见Langmuir 2006,22:3570-8.《Assessment of the integrity of poly(caprolactone)-b-poly(ethylene oxide)micelles under biological conditions:a fl uorogenic-based approach.》)。

这一结果与设想由胶束粒子携带药物，到达肿瘤部位再通过EPR效应释放药物的理想状态相去甚远，即非成熟释放(Premature release)。导致非成熟释放的原因一方面由于胶束经过血液稀释后的浓度低于其临界胶束浓度(CMC浓度)导致胶束解体，另一方面血液中大量存在的蛋白质会和胶束发生作用导致其团聚并释放药物。因此，在设计静脉注射肿瘤靶向纳米载体时必须首先考虑其血液稳定性，只有在提高血液稳定性的前提下才有望利用EPR效应提高药物的靶向性。

此外，现有的紫杉醇胶束制剂具有不足之处。其一是工艺条件较复杂，大规模工业生产有难度；其二是需使用乙醇，其具有细胞毒性。例如，兰州大学刘伟生等人发明的“紫杉醇-聚合物载药胶束制备工艺”(专利申请号201110255867.8)需要采用恒温振荡的工艺条件；北京大学吕万良等人发明的“一种紫杉醇纳米胶束及其应用”(申请号：201110044677.1)，其在制备过程中需要使用缓冲液保持反应环境的PH值稳定。同时其在胶束中含有一定量的乙醇，具有一定的细胞毒性。山东大学的李凌冰等人发明了“一种紫杉醇混合胶束制剂及其制备方法”(专利申请号201110139712.8)，其配方中也要用到乙醇。

冻干粉制剂可有效保藏药物。冻干粉通过将需要干燥的制品在低温下使其所含的水分冻结，然后放在真空的环境下干燥，让水分由固体状态直接升华为水蒸气并从制品中排除而使制品活性干燥获得。冻干粉能有效地防止制品理化及生物特性的改变，有效保护热敏性药物有效成份的稳定性；其在干燥后形态疏松、颜色基本不发生改变，加水或者亲水性有机溶剂后能够快速溶解并恢复原有水溶液的理化特性和生物活性；由于干燥在真空条件下进行，对于一些易氧化的物质具有很好的保护作用；制品经过冻干后水份含量非常低，使制品的稳定性提高，受污染的机会减小，这不仅方便了运输还延长了制品保存期限。

由于紫杉醇不溶于水，存在紫杉醇冻干粉以水复溶以及复溶后粒径偏大的问题，因此目前对紫杉醇冻干粉成熟的研究成果较少。其中刘彤等人在《固体纳米药物及其制备方法》(CN100518831)中公开了“一种紫杉醇冻干粉的制备方法”，其指出得到的紫杉醇冻干粉加水(或注射用溶剂)溶解时因在水中的溶解度降低而析出微粒。景遐斌等人在“紫杉醇高分子键合药的冻干粉注射剂及其制备方法”(专利申请号200610016614) 中公开了一种紫杉醇冻干粉的制备方法，其工艺较复杂需要添加大量的稳定剂和助溶剂，并且得到的紫杉醇冻干粉复溶后粒径较大，为100-150nm。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，采用mPEG-PLA-天冬氨酸作为包裹紫杉醇药物的辅料，所述mPEG-PLA-天冬氨酸分子式如下：

其中a＝20-200，b＝5-300。

本发明紫杉醇冻干粉制备工艺包含如下步骤

①按照不同的投料比称取原料，所述原料包括紫杉醇和mPEG-PLA-天冬氨酸；

②将上述原料投入容器中，在15-45℃温度下，加入乙醇或乙腈等有机溶剂至完全溶解，溶解过程可以采用搅拌或者振荡等手段。

③将上述溶液在30-50℃旋转蒸发2h，至有机溶剂蒸干为止。随后10-40℃下真空干燥＞12h去除残留的有机溶剂，得到含紫杉醇的聚合物混合膜；

④将上述混合膜于40-60℃水浴至透明状，加入相同温度预热的超纯水或加入生理盐水、磷酸盐缓冲液，充分振摇水化，得到透明的载药胶束溶液。将所述载药胶束溶液用0.45μm微孔滤膜过滤；

⑤将上述过滤后的载药胶束溶液冻干，得到紫杉醇冻干粉。

优选的，本发明所述的冻干，包括如下步骤。

a.真空冷冻干燥箱内预降温至-3～0℃后放入载药胶束溶液，快速降温至-40℃以下，维持2h以上。

b.确保载药胶束溶液温度低于-40℃后，开启真空泵。极限真空度设定为0.015Bar。抽真空1h以上，确保真空冷冻干燥箱内真空度低于0.02Bar。

c.在保持真空状态下，开始升高真空冷冻干燥箱内的温度。先将内部温度设定为-20℃，维持10h以上。随后将内部温度设定为0℃，维持10h以上。然后将搁板温度设定为5℃，维持3h以上。再然后将内部温度设定为20℃，维持4h以上，确保制品温度达到20℃后结束冻干。

优选的，本发明中所述mPEG-PLA-天冬氨酸，聚乙二醇甲醚嵌段的分子量为 1000～3000；聚丙交酯嵌段的分子量为500～5000。

本发明中，mPEG-PLA天冬氨酸无明显的致癌性，无生殖毒性，无致畸、致突变性，在体内可降解为乳酸、PEG、苯丙氨酸，均可直接排出体外。对小鼠进行急性毒性试验，小鼠的LD50>2.00g/kg；长毒试验中，1.00g/kg剂量，1次/天，每周连续给药2天，停药 5天，连续给药13周后，恢复4周后观察，未见明显毒副作用。细胞毒性测试表明， mPEG-PLA-苯丙氨酸的细胞毒性比目前公认无毒的嵌段共聚物Mpeg-PLA更低。

本发明另一目的在于提供依据所述紫杉醇冻干粉制备工艺所得到的产物，所述产物为含有紫杉醇成分的冻干制剂，即紫杉醇冻干粉；所述紫杉醇冻干粉中所含紫杉醇和mPEG-PLA-天冬氨酸的重量比例为(1.12～27.66)：100；所述紫杉醇冻干粉复溶后，测得紫杉醇胶束的平均粒径为21～39nm，常温下在血浆中的稳定性大于12h。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、通过对包裹紫杉醇的辅料的选择，使得制备工艺得到简化。

2、冻干过程中即使不添加赋形剂，亦可保持冻干粉较佳的性能，既避免了添加赋形剂对用药带来的不良反应，又降低了生产成本。

3、在制备工艺中mPEG-PLA-天冬氨酸的分子量发生改变，所制备紫杉醇冻干粉复溶后的粒径变化较小。

4、所制备的紫杉醇胶束冻干粉复溶后在室温下保持稳定的时间超过12小时，满足药物治疗的要求。

5、所制备的紫杉醇胶束冻干粉用普通生理盐水或者葡萄糖注射液即可复溶，大大简化了给药过程，其血液稳定性较高、粒径较小，更易发挥ERP效应。

附图说明

无。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做详细的说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例(1-7)

本发明中组合物的制备方法包括下列步骤：

①按照不同的投料比称取原料(紫杉醇、mPEG-PLA-天冬氨酸)。其中，紫杉醇(CAS33069-62-4)由西安瑞林生物科技有限公司生产，纯度大于95％，mPEG-PLA-天冬氨酸，由发明人按照专利号PCT-CN-2013000453所述的工艺自行制备；

②将上述原料投入容器中，在15-45℃温度下，加入乙醇或乙腈等有机溶剂至完全溶解。溶解过程可以采用搅拌或者振荡等手段。

③将上述溶液在30-50℃旋转蒸发2h，至有机溶剂蒸干为止。随后10-40℃下真空干燥＞12h去除残留的有机溶剂，得到含紫杉醇的聚合物混合膜。

④将上述混合膜于40-60℃水浴至透明状，加入相同温度预热的超纯水或加入生理盐水、磷酸盐缓冲液，充分振摇水化，得到透明的载药胶束溶液。将所述载药胶束溶液用0.45μm微孔滤膜过滤。

⑤将上述过滤后的载药胶束溶液按下述步骤冻干：

a.真空冷冻干燥箱内预降温至-3～0℃后放入载药胶束溶液，快速降温至-40℃以下，维持2h以上。

b.确保载药胶束溶液温度低于-40℃后，开启真空泵。极限真空度设定为0.015Bar。抽真空1h以上，确保真空冷冻干燥箱内真空度低于0.02Bar。

c.在保持真空状态下，开始升高真空冷冻干燥箱内的温度。先将内部温度设定为-20℃，维持10h以上。随后将内部温度设定为0℃，维持10h以上。然后将搁板温度设定为5℃，维持3h以上。再然后将内部温度设定为20℃，维持4h以上，确保制品温度达到20℃后结束冻干。

在冻干工艺中，对于难于固态化的溶液可以添加赋形剂以确保最终得到固态粉末。而各种赋形剂也可不同程度的改善冻干制剂的外观、形态、溶解性、稳定性等性能指标。发明人在上述工艺中尝试乳糖、甘氨酸、葡萄糖等赋形剂，但实验结果并未发现添加赋形剂对于降低工艺难度、改善最终制剂的形态和提升复溶溶液的稳定性等方面有明显的有益效果。添加乳糖和葡萄糖赋形剂对于冻干粉制剂的外观有一定的改善效果，但这个有益效果对于药物应用而言是否有价值则值得商榷。

实施例1-7分别选择不同的投料比，以及分别选用不同嵌段分子量的mPEG-PLA-天冬氨酸，通过上述步骤制得紫杉醇冻干粉。复溶后采用HPLC法测定紫杉醇的含量，并计算得出其载药量，结果见表1。

表1：不同实施例的载药数据

其中，辅料＝mPEG-PLA-天冬氨酸

将冻干粉分别用注射用水、生理盐水、葡萄糖水等溶剂复溶，稀释后得到紫杉醇浓度约为3mg/ml的溶液。用动态光散射测定，复溶溶液的粒径分布在10-100nm之间，平均粒径在21-39nm(见表2)之间。正常室内光照条件下，分别将复溶溶液置于15℃、 25℃、30℃恒温环境，每隔2h肉眼观察溶液的稳定性，直至发现溶液出现浑浊或者发现有沉淀析出，则说明溶液结束了稳定状态。结果见表2。

表2：不同实施例冻干粉复溶测试结果

将实施例1-7制得的冻干粉进行稳定性试验。稳定性试验的方法是分别将样品置于 25℃、相对湿度60％RH条件下，和6±2℃，相对湿度60％RH条件下，定期取样测定其性状、紫杉醇含量、平均粒径、PH值、干燥失重、复溶溶液稳定性等项指标。经过 180天的稳定性试验，所测标均无明显变化，表明本发明的性状持续稳定。

对比本发明和mpeg-pla紫杉醇胶束的血液稳定性，将实施例1-7制得的冻干粉用超纯水复溶稀释至紫杉醇含量为3mg/ml后，加入50wt％的血浆，并用同等紫杉醇浓度的mpeg-pla紫杉醇胶束作为对照，采用动态光散射测定粒径分布系数(PDI)>0.3所需的时间，结果如表3。结果表明本发明中的紫杉醇胶束血液稳定时间显著高于mpeg-pla紫杉醇胶束。

表3：血液稳定性试验

Claims (7)

1.一种紫杉醇冻干粉制备工艺，其特征在于，包含如下步骤：

第一步，按照不同的投料比称取紫杉醇和mPEG-PLA-天冬氨酸作为原料；

第二步，将上述原料投入容器中，在15-45℃温度下，加入有机溶剂至完全溶解。溶解过程可以采用搅拌或者振荡等手段；

第三步，将上述溶液在30-50℃旋转蒸发2h，至有机溶剂蒸干为止。随后10-40℃下真空干燥＞12h去除残留的有机溶剂，得到含紫杉醇的聚合物混合膜；

第四步，将上述混合膜于40-60℃水浴至透明状，加入相同温度预热的超纯水或加入生理盐水、磷酸盐缓冲液，充分振摇水化，得到透明的载药胶束溶液。将所述载药胶束溶液用0.45μm微孔滤膜过滤；

第五步，将上述过滤后的载药胶束溶液冻干，得到紫杉醇冻干粉；

其中：mPEG-PLA-天冬氨酸分子式如下：

其中a＝20-200，b＝5-300。

2.如权利要求1所述的一种紫杉醇冻干粉制备工艺，其特征在于：所述有机溶剂为乙醇或乙腈。

3.如权利要求1所述的一种紫杉醇冻干粉制备工艺，其特征在于：所述mPEG-PLA-天冬氨酸中，聚丙交酯嵌段的分子量为500～5000，聚乙二醇甲醚嵌段的分子量为1000～3000。

4.如权利要求1所述的一种紫杉醇冻干粉制备工艺，其特征在于，所述冻干包括如下步骤：

第一步，真空冷冻干燥箱内预降温至-3～0℃后放入载药胶束溶液，快速降温至-40℃以下，维持2h以上；

第二步，确保载药胶束溶液温度低于-40℃后，开启真空泵。极限真空度设定为0.015Bar。抽真空1h以上，确保真空冷冻干燥箱内真空度低于0.02Bar；

第三步，在保持真空状态下，开始升高真空冷冻干燥箱内的温度。先将内部温度设定为-20℃，维持10h以上。随后将内部温度设定为0℃，维持10h以上。然后将搁板温度设定为5℃，维持3h以上。再然后将内部温度设定为20℃，维持4h以上，确保制品温度达到20℃后结束冻干。

5.根据权利要求1所述的一种紫杉醇冻干粉制备工艺所得到的紫杉醇冻干粉，其特征在于：所述紫杉醇冻干粉中所含紫杉醇和mPEG-PLA-天冬氨酸的重量比例为(1.12～27.66)：100。

6.根据权利要求4或5所述的紫杉醇的药物组合物，其特征在于：所述固态药物组合物复溶后溶液中所含紫杉醇和mPEG-PLA-天冬氨酸的重量比例为(1.12～27.66)：100。

7.根据权利要求1所述的一种紫杉醇冻干粉制备工艺所得到的紫杉醇冻干粉，其特征在于：所述紫杉醇冻干粉复溶后，溶液中胶束的平均粒径为21～39nm。