CN111939127A - 一种青蒿琥酯脂质体及其制备和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及脂质体药剂技术领域,涉及一种青蒿琥酯脂质体及其制备和应用。所述的青蒿琥酯脂质体,所述脂质体中除了包含青蒿琥酯外,还包含磷脂、胆固醇、PEG化磷脂。其中,磷脂、胆固醇、PEG化磷脂的质量比为(1~30):(0.2~10):(0~20)。青蒿琥酯和磷脂的药脂比为1:5~1:20(m/m),磷脂与胆固醇的质量比为2:1~5:1。本发明的载药脂质体采用溶剂辅助的醋酸钙梯度法制备。本发明利用溶剂辅助主动载药技术,①不仅解决了难溶性药物不能主动载药的限制;②而且又能解决青蒿琥酯溶解性低,结构不稳定,体内半衰期短的问题;③能显著提高青蒿琥酯的抗肿瘤效果。脂质体,包封率高,且粒径均一,稳定性好。
Description
技术领域:
本发明涉及脂质体药剂技术领域,涉及一种青蒿琥酯脂质体及其制备和应用,具体涉及一种以溶剂辅助主动载药方式包载青蒿琥酯的脂质体及其制备方法和应用。
背景技术:
青蒿琥酯(Artesunate,ARS)是青蒿素的衍生物,是一种有效的抗疟药,还具有抗炎、抗纤维化和免疫调节等作用。一系列体内和体外实验表明青蒿琥酯对胰腺癌,肝癌,乳腺癌,卵巢癌,肺癌等具有杀伤作用,且耐受性良好,不具有耐药性,对一些易出现多药耐药的肿瘤细胞也具有一定的抑制作用。青蒿琥酯发挥抗肿瘤作用的机制主要有过氧桥产生有毒的自由基,细胞周期停滞,诱导细胞凋亡和抑制肿瘤血管生成。但由于其水中溶解度较低,结构中的过氧桥不稳定,且体内半衰期短,大大限制了其应用。
脂质体作为一种纳米药物载体,具有被动靶向性,且能提高药物的稳定性,增加难溶性药物的溶解度,降低药物的毒性,控制药物的释放速率。将脂质体表面进行PEG化修饰制备成长循环脂质体,可以显著提高药物的半衰期,延长脂质体在体内的循环时间,提高药物的疗效。
主动载药法是指药物利用内外水相的不同离子或化合物梯度主动跨过脂质体双分子层,进入脂质体内部。主动载药适用于两亲性药物,如某些弱酸弱碱,其油水分配系数受介质pH和离子强度的影响较大,用被动载药法制得的脂质体包封率低。而主动载药法制得的脂质体包封率高、渗透少,克服了被包裹药物的早期突释和泄漏等问题。而不同的药物,由于不同的载药条件,其载药方式不同,其效果也不同。
发明内容:
针对上述背景技术,本发明旨在提供一种青蒿琥酯脂质体及其制备和应用,提供了一种利用与水混溶的有机溶剂辅助主动载药的方法,大大提高了脂质体的包封率、载药量和稳定性。利用脂质体缓释靶向等优点,提高青蒿琥酯的抗肿瘤效果。
一种青蒿琥酯脂质体,所述脂质体中除了包含青蒿琥酯外,还包含磷脂、胆固醇、PEG化磷脂。其中,磷脂、胆固醇、PEG化磷脂的质量比为(1~30):(0.2~10):(0~20),优选为(1~30):(0.2~10):(1~20)。优选地,磷脂、胆固醇、PEG化磷脂的质量比为(3~5):1:1。
青蒿琥酯和磷脂的药脂比为1:5~1:20(m/m)。优选地,药脂比为1:15~1:20(m/m)。
磷脂与胆固醇的质量比为2:1~5:1,优选为3:1-4:1。
所述的磷脂选自卵磷脂、蛋黄卵磷脂(EPC)、大豆磷脂、鞘磷脂、氢化大豆磷脂(HSPC)、合成磷脂如二硬脂酰基磷脂酰胆碱(DSPC)、二棕榈酰基卵磷脂(DPPC)、二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱(DMPC)、二硬脂酰磷脂酰甘油(DSPG)等中的一种或几种,优选为EPC、HSPC和DSPC。
所述的PEG化磷脂选自DSPE-MPEG1000、DSPE-MPEG2000、DSPE-MPEG5000中的一种或几种,优选为DSPE-MPEG2000。
进一步地,本发明优选DSPC、胆固醇、DSPE-MPEG2000的组合,其质量比为(3~5):1:1,青蒿琥酯和磷脂的药脂比为1:20~1:15(m/m)。
本发明还提供了所述的载药脂质体的制备方法,其采用溶剂辅助的醋酸钙梯度法制备,即采用醋酸钙溶液作为梯度物质。
本发明所述的青蒿琥酯脂质体的制备方法如下:
(1)空白脂质体的制备;
(2)梯度空白脂质体的制备;
(3)将步骤(2)所制得的空白脂质体置于琼脂糖凝胶Sepharose G-50上置换外水相;
(4)将药物溶解在有机溶剂中,加入到梯度空白脂质体中,在一定温度下进行孵育,得到载药脂质体。
(5)将步骤(3)制得的载药脂质体旋转蒸发除去有机溶剂,得到青蒿琥酯脂质体。
步骤(2)所述的梯度物质为醋酸钙溶液、醋酸钠溶液、醋酸锌溶液、醋酸铜溶液、葡萄糖酸镁溶液、碱式醋酸铜溶液、碱式硫酸铜溶液等,优选为醋酸钙溶液。所述的梯度物质的浓度可选为150mM~300mM。
步骤(3)中是将步骤(2)所制得的空白脂质体通过凝胶柱过滤,或切向流超滤,采用硫酸钠溶液转换外水相;
步骤(4)所述的有机溶剂为与水混溶的有机溶剂,选自甲醇、乙醇、丙酮、乙腈、1,4-二氧六环、二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)中的任意一种或多种的组合;优选为乙醇;
所述的有机溶剂的用量可选为5%~20%。
所述脂质体为单室脂质体,粒径范围为50nm-200nm。
步骤(3)中孵化温度可选为45℃-75℃,优选为55-75℃。孵化时间可选为30-90min。
具体地,所述的方法包括如下步骤:
(1)按一定比例称取磷脂、胆固醇、PEG化磷脂,用氯仿溶解,40-50℃旋转蒸发除去氯仿,形成均匀薄膜;
(2)将步骤(1)的薄膜中加入醋酸钙水溶液,70-80℃水化30-60min,得到脂质体囊泡;
(3)将步骤(2)所制得的脂质体囊泡依次通过孔径为400nm、200nm、100nm的聚碳酸酯膜,获得粒径100nm左右的空白脂质体;
(4)将步骤(3)所制得的空白脂质体置于琼脂糖凝胶Sepharose G-50上置换外水相,洗脱液为等渗的硫酸钠溶液;
(5)将步骤(4)获得的醋酸钙梯度空白脂质体中加入青蒿琥酯的乙醇溶液,孵育;
(6)将步骤(5)获得的载药脂质体旋转蒸发除去乙醇,获得青蒿琥酯脂质体。
醋酸钙梯度法用于包载弱酸性药物,青蒿琥酯结构中含有一个羧基,pKa大约在4左右,显弱酸性。但青蒿琥酯溶解度较低,所以需要采用溶剂辅助法帮助其载药,即载药时向脂质体中加入乙醇,乙醇不仅能够增加青蒿琥酯的溶解度,而且可以提高磷脂双分子膜的渗透性,帮助青蒿琥酯透过磷脂双分子膜进入脂质体内水相中。制备的青蒿琥酯脂质体可以提高药物的疗效,适应症包括但不限于肿瘤。
本发明的主要优点:本发明应用脂质体载体,利用溶剂辅助主动载药技术,①不仅解决了难溶性药物不能主动载药的限制;②而且又能解决青蒿琥酯溶解性低,结构不稳定,体内半衰期短的问题;③能显著提高青蒿琥酯的抗肿瘤效果。另外本发明制备的青蒿琥酯脂质体,包封率高,且粒径均一,稳定性
好,制备方法工艺简单,适宜工业化大生产。
附图说明:
图1为本发明实施例1中青蒿琥酯脂质体的制剂学表征结果。
A、粒径分布图,B、透射电镜图。
图2为本发明实施例4中体外释放实验中青蒿琥酯的累积释放曲线。
图3为本发明实施例6中青蒿琥酯脂质体对4T1荷瘤小鼠的抑瘤效果。
图4为本发明实施例6中青蒿琥酯脂质体给药后小鼠体重变化图。
图5为本发明实施例7中青蒿琥酯脂质体给药后大鼠血浆中的青蒿琥酯的药-时曲线。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做进一步详细的描述,但本发明的实施方式不
限于此。
实施例1:青蒿琥酯脂质体的制备
一.制备
1、成膜:称取DSPC,胆固醇,DSPE-MPEG2000(3:1:1,w/w/w)置于茄形瓶中,加入氯仿溶解,在40℃条件下减压旋干除去氯仿,得到半透明均匀的膜,真空干燥过夜。
2、水化:将200mM醋酸钙溶液加入制备的膜中,于70℃水化30min。
3、挤出:70℃下依次通过孔径为0.4μm、0.2μm和0.1μm的聚碳酸酯膜挤压得到粒径均一的单室脂质体。
4、置换外水相:用预先配制好的外水相(200mM硫酸钠)饱和琼脂糖凝胶柱,将步骤3所制得的单室脂质体进行除盐,得到空白梯度脂质体。
5、载药:将10mg青蒿琥酯溶解在1mL无水乙醇中(乙醇的量为5%),按1:15的药脂比向空白梯度脂质体中滴加青蒿琥酯的乙醇溶液,55℃孵育30min后冰水浴终止载药,获得青蒿琥酯脂质体。
6、除去有机溶剂:将步骤5制得的青蒿琥酯脂质体通过旋蒸除去乙醇,得到青蒿琥酯脂质体。
二、表征
用Malvern Zetasizer粒径分析仪来测定脂质体的粒径、PDI;TEM观察脂质体
表面形态,结果如图1。
实施例2:青蒿琥酯脂质体处方筛选
一、有机溶剂种类对脂质体包封率的影响
按照实施例1来制备青蒿琥酯脂质体,制备方法同实施例1,所不同的是载药时分别用无水乙醇和DMSO溶解青蒿琥酯,脂质体的包封率结果见表1。实验结果表明,使用乙醇和DMSO时脂质体的包封率都为90%左右,考虑到有机溶剂的毒性及后期除去的难易程度,故选择乙醇作为溶解青蒿琥酯的溶剂。
表1有机溶剂种类对包封率的影响
二、有机溶剂用量对脂质体包封率的影响
按照实施例1来制备青蒿琥酯脂质体,制备方法同实施例1,所不同的是载药时乙醇的用量分别为2%,4%,5%、10%和20%,脂质体的包封率结果见表1。实验结果表明,加入有机溶剂能够显著提高脂质体的包封率,有机溶剂的用量在5%以上时,包封率达到90%且不再变化。
表2有机溶剂用量对包封率的影响
三、磷脂种类对包封率的影响
按照实施例1来制备青蒿琥酯脂质体,制备方法同实施例1,所不同的是分别采用蛋黄卵磷脂(EPC)、氢化大豆卵磷脂(HSPC)替换处方中的DSPC来制备青蒿琥酯脂质体,脂质体的包封率结果见表2。可知磷脂种类对包封率的影响不大。
表3磷脂种类对包封率的影响
四、药脂比对包封率的影响
按照实施例1来制备青蒿琥酯脂质体,制备方法同实施例1,所不同的是药脂比分分别为1:5,1:10,1:15和1:20,脂质体的包封率结果见表3。结果表明随着药脂比的减少,包封率逐渐增加,药脂比达到1:15后,再继续减少药脂比,包封率不再变化。
表4药脂比对包封率的影响
五、醋酸钙浓度对包封率的影响
按照实施例1来制备青蒿琥酯脂质体,制备方法同实施例1,所不同的是分别以100mM、150mM、200mM和300mM的醋酸钙为内水相制备脂质体,包封率结果见表4。结果表明包封率随着醋酸钙浓度的增加而增加,浓度在150mM-300mM间,包封率在90%以上,当浓度达到200mM时,驱动力已经足够,继续增大醋酸钙浓度,包封率变化不大。因此,醋酸钙的浓度优选为150mM-200mM。
表5醋酸钙浓度对包封率的影响
六、磷脂与胆固醇比例对包封率的影响
按照实施例1来制备青蒿琥酯脂质体,制备方法同实施例1,所不同的是DSPC和胆固醇的质量比分别为2:1、3:1、4:1和5:1时脂质体包封率变化,结果见表5。当磷脂与胆固醇的比例为2:1-5:1时,其包封率均在85%时,在3:1-4:1时,其包封率在90%以上。
表6磷脂与胆固醇比例对包封率的影响
七、孵育温度对包封率的影响
_________________________________________
按照实施例1来制备青蒿琥酯脂质体,制备方法同实施例1,所不同的是孵育温度分别为45℃、55℃、65℃和75℃时脂质体包封率变化,结果见表6。结果表明,随着温度的升高,脂质体包封率逐渐增加,超过55℃后,包封率不再增加,甚至有下降的趋势。因此,孵育温度优选为55℃-75℃。
表7孵育温度对包封率的影响
八、孵育时间对包封率的影响
按照实施例1来制备青蒿琥酯脂质体,制备方法同实施例1,所不同的是孵育时间分别为15min、30min、60min和90min时脂质体包封率变化,结果见表7。结果表明,随着孵育时间的增加,脂质体包封率逐渐增加,但时间超过30min后,继续延长孵育时间,包封率不再增加。因此,孵育时间优选为30-60min。
表8孵育时间对包封率的影响
实施例4:体外释放实验
采用透析法,取2ml实施例1制备的青蒿琥酯脂质体(ARS-LPs)和含有相同药量的青蒿琥酯溶液剂(ARS solution)置于透析袋中,将透析袋两端扎紧,浸没于30ml含20%乙醇的pH 7.4PBS的锥形瓶中,置于37℃、100rpm恒温水浴振荡器中,分别于1、2、4、6、8、10、12、24h时取样1ml,并随即补加1ml新鲜的空白释放介质,利用高效液相色谱法测定青蒿琥酯的含量,并计算青蒿琥酯的累积释放度。结果见图2。
由图2可知,ARS solution在前8h就已经释放了90%左右,ARS-LPs的释放速率明显慢于ARS solution,ARS-LPs在24h内仅释放了39%的ARS,且不存在突释现象和药物降解现象,表明脂质体的双分子膜能大大延缓青蒿琥酯的释放速率,具有缓释作用。
实施例5:细胞毒实验
采用MTT法(噻唑蓝)考察实施例1制备的青蒿琥酯脂质体中青蒿琥酯对小鼠乳腺癌细胞(4T-1)的细胞毒性。步骤如下:将对数生长期细胞消化,用培养液稀释至5×104cells/mL的细胞密度,吹匀后移至96孔板中,每孔100μL,置培养箱中孵育24h。待细胞贴壁后加入用新鲜培养液稀释的不同浓度的青蒿琥酯溶液和青蒿琥酯脂质体,每孔100μL,每个浓度设置3个平行孔,只加空白新鲜培养液的细胞孔作为对照组,不含有细胞的孔为调零孔。置于培养箱中分别孵育48h和72h后取出,每孔加20μL MTT溶液(5mg/mL),再置于培养箱中继续孵育4h后取出,弃去培养液,每孔加200μL DMSO于振荡器上振荡10min溶解蓝紫色甲瓒,用酶标仪于570nm测定96孔板中每孔的吸光度值。通过Graghpad软件计算药物的半数致死浓度(IC50)。结果见表8。对于4T-1细胞,与游离药相比,制剂的IC50小,且具有时间依赖性。证明脂质体能够增加青蒿琥酯的细胞毒性。
表8细胞毒结果
实施例6:药效实验
将生长状态良好的4T1细胞接种于Balb/C小鼠右后侧腰背部皮下组织内,建立鼠源乳腺癌肿瘤模型。当肿瘤体积达到150mm3左右时,将小鼠随机分为4组(n=6):(A)生理盐水组,(B)ARS溶液剂组(15mg/kg),(C):ARS-LPs低剂量组(15mg/kg),(D):ARS-LPs高剂量组(45mg/kg)。尾静脉注射给药,隔一天给一次药,每天测量小鼠体重和肿瘤体积,按照下列公式计算肿瘤体积:
V=a×b2/2,其中a为肿瘤的长径,b为肿瘤的短径。
组间统计学差异采用Student’s-test进行检验。P<0.05表示具有显著性差异。
结果如图3所示,生理盐水组不能抑制肿瘤生长,9天后肿瘤体积达到1100mm3左右。相比之下,ARS solution和ARS-LPs低剂量(15mg/kg)对肿瘤的生长有一定的抑制作用,在相同剂量条件下,ARS-LPs的抗肿瘤效果好于ARS solution。ARS-LPs高剂量(45mg/kg)表现出更明显的抑制肿瘤生长的作用,能将肿瘤体积维持在400mm3以下。
由图4可知,生理盐水组、ARS solution和ARS-LPs低剂量(15mg/kg)体重均未有明显下降,ARS-LPs高剂量(45mg/kg)组体重有轻微下降,但不明显。
药效学实验结果表明与青蒿琥酯溶液剂相比,青蒿琥酯脂质体的抗肿瘤效果更好,且安全性良好。
实施例7:药动学实验
8只SD大鼠禁食12h,自由饮水,实验前称重并随机分为2组,每组4只,分别尾静脉注射给予ARS solution和ARS LPs,给药剂量为10mg/kg。并与给药后0.083、0.5、1、2、4、6、8、12、24h眼眶取血0.4ml,置于已涂肝素的离心管中,15000rpm离心5min,取上层血浆保存于-80℃冰箱备用。
采用沉淀蛋白法处理血浆样品。取血浆样品50ul,加入50ul甲醇(含0.5%冰醋酸+0.6%过氧化氢)、30ul内标(地西泮,250ng/ml),涡旋30s,加入100ul甲醇(含0.5%冰醋酸+0.6%过氧化氢),涡旋3min,15000rpm离心5min,取上清,15000rpm离心5min,取上清进样。
结果如图5所示,游离的青蒿琥酯在血浆中快速消除,4h就已经检测不到了;而脂质体中青蒿琥酯的消除速率较慢,在各个时间点的血药浓度均高于青蒿琥酯溶液剂,表明脂质体能够增加青蒿琥酯在血浆中的稳定性,延长青蒿琥酯在血液中的循环时间。通过DAS软件求得的药动学参数如表9所示。
表9药动学参数
与青蒿琥酯溶液剂相比,青蒿琥酯脂质体的t1/2增加了4.6倍,MRT0-t提高了20倍,AUC0-t提高了9.2倍,CLz降低了9.4倍。
Claims (10)
1.一种青蒿琥酯脂质体,其特征在于,包含青蒿琥酯、磷脂、胆固醇、PEG化磷脂,磷脂、胆固醇、PEG化磷脂的质量比为(1~30):(0.2-10):(0-20)。
2.根据权利要求1所述的青蒿琥酯脂质体,其特征在于,磷脂、胆固醇、PEG化磷脂的质量比为(3~5):1:1。
3.根据权利要求1或2所述的青蒿琥酯脂质体,其特征在于,青蒿琥酯和磷脂的药脂比为1:5~1:20(m/m),优选地,药脂比为1:15~1:20(m/m)。
4.根据权利要求1-3任何一项所述的青蒿琥酯脂质体,其特征在于,所述的磷脂选自卵磷脂、蛋黄卵磷脂、大豆磷脂、鞘磷脂、氢化大豆磷脂、二硬脂酰基磷脂酰胆碱、二棕榈酰基卵磷脂、二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱、二硬脂酰磷脂酰甘油中的一种或几种,优选为蛋黄卵磷脂、氢化大豆磷脂、二硬脂酰基磷脂酰胆碱;所述的PEG化磷脂选自DSPE-MPEG1000、DSPE-MPEG2000、DSPE-MPEG5000中的一种或几种,优选为DSPE-MPEG2000。
5.如权利要求1所述的青蒿琥酯脂质体的制备方法,其特征在于,
(1)空白脂质体的制备;
(2)梯度空白脂质体的制备;
(3)将步骤(2)所制得的空白脂质体置于琼脂糖凝胶Sepharose G-50上置换外水相;
(4)将药物溶解在有机溶剂中,加入到梯度空白脂质体中,在一定温度下进行孵育,得到载药脂质体。
(5)将步骤(3)制得的载药脂质体旋转蒸发除去有机溶剂,得到青蒿琥酯脂质体。
6.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,
步骤(1)中利用注入法、薄膜分散法、超声波分散法、逆向蒸发法、微流控技术制备空白脂质体。
7.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,
步骤(2)中梯度空白脂质体的制备中,梯度物质是醋酸钙溶液、醋酸钠溶液、醋酸锌溶液、醋酸铜溶液、葡萄糖酸镁溶液、碱式醋酸铜溶液、碱式硫酸铜溶液,优选为醋酸钙溶液。梯度物质浓度为150mM~300mM。
8.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,
步骤(3)中是将步骤(2)所制得的空白脂质体通过凝胶柱过滤,或切向流超滤,采用硫酸钠溶液置换外水相。
9.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,
步骤(4)中所述的有机溶剂为与水混溶的有机溶剂,选自甲醇、乙醇、丙酮、乙腈、1,4-二氧六环、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的任意一种或多种的组合,优选地,有机溶剂为乙醇;有机溶剂的用量为5%~20%。
10.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,步骤(4)中孵育时间为30~90min,孵育温度为45℃-75℃。
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