纳米级紫杉醇及其制备方法
技术领域：
本发明涉及抗肿瘤药物紫杉醇，具体涉及一种纳米级紫杉醇及其制备方法。
背景技术：
紫杉醇是从红豆杉科红豆杉属植物的树皮中提取得到的二萜类化合物。它是一种新型的微管稳定剂，也是目前国际上疗效最好、临床使用量最大的抗肿瘤药物，被美国国立癌症研究所认为是近15 20年来肿瘤化疗的最重要进展，目前美国已经将该药列为多种肿瘤的一线药物。尽管紫杉醇具有良好的抗肿瘤活性，但其在水中的溶解度很小。据文献报道，紫杉醇在甲醇、乙醇、二甲基亚砜等有机溶剂中可溶，而在水中的溶解度< 30iig/mL。如此小的溶解度使紫杉醇作为抗肿瘤药物的使用剂型受到了限制，由于紫杉醇口服制剂无法吸收，自古以来，紫杉醇一直沿用静脉注射的给药方式。现用于临床的紫杉醇制剂多用聚氧乙烯蓖麻油-乙醇(1:1)配制的溶液，用前先稀释，此时因溶剂的转换，紫杉醇易析出沉淀，所用的增溶剂聚氧乙烯蓖麻油易致高敏性、神经毒性、肾毒性、心脏毒性等不良反应，且在给药过程中能溶解静脉输液管中的增塑剂，即使同时使用氢化可的松，过敏反应的发生率仍达到10% 30%，大大限制了其临床应用。近年来，通过修饰或将紫杉醇包裹于不同载体材料中制成不含聚氧乙烯蓖麻油的并能显著提高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。目前有关紫杉醇纳米粒的研究报道虽不少，但都未能从根本上解决紫杉醇的口服 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
针对紫杉醇溶解度低、口服生物利用度低，以及现有的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紫杉醇颗粒。为实现上述目的，本发明提供了一种纳米级紫杉醇颗粒，其特征在于以二氧化硅气凝胶作为紫杉醇的载体。进一步地，所述紫杉醇与所述二氧化硅气凝胶的质量比为I :0. 5 20。上述纳米级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。
上述纳米级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( I)将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°C热处理使其表面的烷基消失而具有亲水性。进一步地，所述紫杉醇的质量与所述无水乙醇的体积之比为I :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I 50nm。有益效果I、本发明首次以二氧化硅气凝胶为载体成功制备了纳米级紫杉醇，与现有的纳米级紫杉醇不同，该纳米级紫杉醇的直径在IOOnm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紫杉醇。尽管直径小于I μ m的粒子都被称为纳米粒，然而人们倾向于研制粒径小于IOOnm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 lOOnm。因此，本发明的纳米级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、本发明的纳米级紫杉醇颗粒中，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聚氧乙烯蓖麻油的使用，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”的全新结构使得紫杉醇的溶解度大大增加，得以口服吸收，突破了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聚氧乙烯蓖麻油，减少了毒副作用，扩大了适用人群。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，故本发明的纳米级紫杉醇的安全性是可靠的。6、在对该纳米级紫杉醇口服剂型的研究中，发明人对比商品注射剂型进行了动物生物利用度对比研究，该口服剂型在无蓖麻油、无高分子聚合物等辅料的参与下，按照药典 标准方法测定，绝对生物利用度超过20%，释放行为等同注射剂型。这表明以二氧化硅气凝胶作为给药系统，能够很好解决紫杉醇的生物利用度问题。在以人移植肿瘤为对象的研究中，口服纳米制剂肿瘤抑制率达到80%，其毒性远小于比较研究的同类抗肿瘤注射药物。下面通过实验来说明本发明的纳米级紫杉醇的药学作用一、对本发明的纳米级紫杉醇口服剂型的大鼠体内生物利用度研究目的制剂的生物利用度研究结果是评价制剂的最终标准，本实验以临床用紫杉醇注射液为参比制剂，通过检测大鼠血浆中紫杉醇浓度，考察了以二氧化硅气凝胶为基本辅料的紫杉醇口服给药系统在大鼠体内的生物利用度，旨在研究该纳米级紫杉醇口服剂型是否能促进紫杉醇的口服吸收。I材料与仪器I. I 材料紫杉醇原料药(云南汉德药物有限公司)；紫杉醇注射液(黄石飞云制药有限公司);纳米级紫杉醇(实施例I)；甲醇(色谱级)；乙腈(色谱级)；地西泮(Diazepam, DZP,中国生物制品检定检验所)；其他试剂均为分析纯；健康雄性SD大鼠15只，体重(210 土20) g，广东省医学实验动物中心。I. 2 仪器高效液相色谱仪(大连依利特公司);漩涡混合器；台式高速离心机；台式超声仪；电子分析天平；高速均浆机(上海索维仪器有限公司)；超声波清洗器；台式离心机。2实验方法2. I血桨中紫杉醇测定方法的建立2. I. I色谱条件色谱条件依利特SinoChrom 300A ODS-AP 5ym 4. 6 X 250mm流动相甲醇冰乙腈=23 -Al 36;流速I. Oml/min;检测波长为227nm;进样量20 μ I。2. I. 2标准溶液的配制
紫杉醇储备液的配制精密称定紫杉醇10mg，置50ml量瓶中，加乙腈溶解并稀释至刻度，摇匀，即得200yg/ml的紫杉醇储备液。精密量取该储备液适量，分别用甲醇逐渐稀释成浓度分别为2. 5，5. 0，10. 0，20. 0,40. O μ g/ml的紫杉醇系列标准溶液，于4°C冰箱保
存，备用。内标溶液的制备称取地西泮对照品约10mg，精密称定，置IOOml量瓶中，用甲醇溶解并稀释至刻度，摇匀，得浓度为lOOyg/ml的内标储备液。精密量取储备液适量，用甲醇稀释制成10 μ g/ml的内标对照品溶液，于4°C冰箱保存，备用。2. I. 3血样供试品的处理
取血浆样品100 μ I于EP管中，加入内标溶液地西泮5 μ I (10ug/ml)及40 μ INaHCO3(lmol/L)，润旋lmin,加入提取溶剂乙醚Iml,润旋2min, 3500r/min离心lOmin，取上清液于40°C气流下吹干，残余物用40 μ I流动相溶解，涡旋lmin，3500r/min离心IOmin,取上清液20 μ I进样分析。2. I. 4标准曲线的制备取空白大鼠血浆100 μ 1，加入紫杉醇系列浓度溶液，配制质量浓度为2. 5，5.0，10. O, 20. 0,40. O μ g/ml的紫杉醇血浆标准样品，其它按“血浆样品预处理”项下方法操作，制备标准曲线。2. 2大鼠体内生物利用度研究取健康雄性SD大鼠12只，随机分成4组，每组3只。第I组，按10mg/g尾静脉注射紫杉醇注射制剂；第2组，按40mg/kg —次性灌胃纳米级紫杉醇混悬液；第3组，按照40mg/kg —次性灌胃紫杉醇原料药溶液；第4组空白血清组于给药后l，3，6，8，24h采血。每次取血0. 5ml，置于涂有肝素的EP管中，并立即离心分离血浆，置_20°C冰箱中冷冻保存，备测。3结果与讨论3. I血桨中紫杉醇测定方法的建立3. I. I方法专属性考察空白血浆、空白血浆+地西泮、空白血浆+紫杉醇、待测生物样品按“ 2. 1. 3项”下所述步骤处理后进行检测，HPLC测定的结果表明，紫杉醇的保留时间约为12. Omin，内标物的保留时间为9min，色谱峰分离良好，无杂峰干扰测定。3. I. 2标准曲线和线性范围以紫杉醇与地西泮的峰面积比值Atax/Adap⑴对紫杉醇的浓度C(X)进行线性回归，制得血浆中紫杉醇含量的标准曲线，所得标准曲线为Y=O. 5136X+0. 3，R2=O. 9998。结果表明，紫杉醇浓度在2. 5-40. O μ g/ml范围内，紫杉醇和地西泮的峰面积比值Atax/Adap (Y)与紫杉醇浓度C(X)具有良好的线性关系。3. 2大鼠体内生物利用度研究大鼠紫杉醇混悬液灌胃和静脉注射给药后平均血药浓度一时间曲线见图4至图6。按下式计算紫杉醇纳米粒的绝对生物利用度。F (%) = (AUC 口服 X 静注剂量)/ (AUC 静注 X 口服剂量)X 100%Fl= (34. 275 X 10mg/kg) / (42. 34 X 40mg/kg) X 100%=20. 24% (纳米紫杉醇)F2= (4. 89 X 10mg/kg) / (42. 34 X 40mg/kg) X 100%=2. 89% (紫杉醇原料药)
紫杉醇原料药的口服生物利用度仅为2. 89%，二氧化硅气凝胶+紫杉醇口服给药系统的绝对生物利用度为20. 24%，说明二氧化硅气凝胶载药系统能显著提高难溶性药物紫杉醇口服给药的生物利用度，促进其吸收。实验结果表明二氧化硅气凝胶+紫杉醇口服给药系统可以大大提高紫杉醇的口服生物利用度。二、本发明的纳米级紫杉醇抗肿瘤裸鼠实验I.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；实验用紫杉醇注射液购 自黄石飞云制药有限公司(国药准字H20056466);实验用纳米紫杉醇为本发明实施例I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2X106cells/0. Iml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)，注射紫杉醇组，3天给药一次，腹腔注射；紫杉醇原料药组，口服灌胃给药，每天I次；纳米紫杉醇组，口服灌胃给药，每天I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=VtZVci,式中，V0为分笼给药当天(DayO)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)
权利要求
1.一种纳米级紫杉醇颗粒，其特征在于以二氧化硅气凝胶作为紫杉醇的载体。
2.根据权利要求I所述的纳米级紫杉醇颗粒，其特征在于所述紫杉醇与所述二氧化硅气凝胶的质量比为I :0. 5 20。
3.根据权利要求I或2所述的纳米级紫杉醇颗粒制成的药学上可接受的口服制剂。
4.根据权利要求3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。
5.根据权利要求I或2所述的纳米级紫杉醇颗粒制成的药学上可接受的注射剂或栓剂。
6.权利要求I至5任意一项所述的纳米级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紫杉醇颗粒。
7.权利要求6所述的纳米级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°C热处理使其具有亲水性。
8.权利要求6所述的纳米级紫杉醇颗粒的制备方法，其特征在于所述紫杉醇的质量与所述无水乙醇的体积之比为I :5 200。
9.权利要求6所述的纳米级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紫杉醇。
10.权利要求6所述的纳米级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。
全文摘要
纳米级紫杉醇及其制备方法，涉及抗肿瘤药物紫杉醇。针对紫杉醇溶解度低、口服生物利用度低，以及现有的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紫杉醇颗粒，其特征在于以二氧化硅气凝胶作为紫杉醇的载体；发明的另一个目的是提供上述纳米级紫杉醇颗粒的制备方法，其特征在于先将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紫杉醇颗粒。本发明的纳米级紫杉醇尤其适宜口服。
文档编号A61K47/04GK102973491SQ201210537240
公开日2013年3月20日 申请日期2012年12月13日 优先权日2012年12月13日
发明者张旭旭, 蒋宇扬 申请人:清华大学深圳研究生院
文档序号 :
【 821970 】
技术研发人员：张旭旭,蒋宇扬
技术所有人：清华大学深圳研究生院
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
技术研发人员：张旭旭,蒋宇扬
技术所有人：清华大学深圳研究生院
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