紫杉醇及其同系物固体分散体纳米粒及其制备方法

摘要

本发明涉及紫杉醇及其同系物固体分散体纳米粒及其制备方法，以泊洛沙姆为载体，以锌盐作为形成纳米粒的辅助载体，将紫杉醇或其同系物负载在上述载体上，其中紫杉醇或其同系物的含量为4.5～20wt％，纳米粒的粒度分布在50～250nm，经原料混合分散、高温挥发溶剂、冷冻后，在室温下加水超声分散过滤即得紫杉醇或其同系物固体分散体的纳米粒。本发明制备得到的紫杉醇及其同系物固体分散体的纳米粒与目前市售注射剂(Taxol)相比，该纳米粒的口服和注射后的抑瘤率与市售产品相当，且提高药物在临床应用的安全性。

说明书

技术领域

本发明属于医药纳米技术领域，尤其是涉及一种紫杉醇及其同系物固体分散 体纳米粒及其制备方法。

背景技术

紫杉醇(Paclitaxel)及其同系物是从红豆杉属植物短叶红豆杉中分离得到的一 种结构复杂的双萜类化合物。作为一种新型微管稳定剂，已被美国国家癌症研究中 心称之为过去15-20年内化学治疗领域里的最重大的突破。紫杉醇及其同系物是目 前临床应用化疗药物之一。主要用于治疗卵巢癌、乳腺癌、黑色素瘤及非小细胞肺 癌等。其作用机制是促进微管双聚体装配成微管，并且能够防止微管分解而使微管 稳定，达到组织细胞分裂的效果。

虽然紫杉醇及其同系物都具有优良的抗肿瘤活性，但是其在水中的溶解度较 小。据文献报道，紫杉醇及其同系物具有高度的亲脂性，不溶于水(水中的溶解度 为0.006mg/ml)，不溶于石油醚，可溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯、二氯甲烷、二甲 基亚砜等有机溶剂。紫杉醇及其同系物的极低水溶性给静脉给药带来很大困难。为 解决这一难题，人们在注射剂中加入表面活性剂聚氧乙烯蓖麻油(Cremophor EL)。 目前临床上使用的紫杉醇制剂(Taxol)就是将紫杉醇溶于聚氧乙烯蓖麻油与无水 乙醇1∶1的混合液中，给药前用生理盐水或5％葡萄糖液稀释。在用药时需要使用 一系列过滤器，以防止将一些小颗粒注入体内。而且复合溶剂中的聚氧乙烯蓖麻油 在体内降解时能释放组胺，从而发生严重的过敏反应。所以美国国立癌症研究所推 荐在使用Taxol前24小时给予抗变态反应的药物，如预先使用皮质醇类(地塞米 松)、苯海拉明和H2受体拮抗剂(西米替丁、雷尼替丁)等。且给药过程需要严 格监护，整个过程极为不便。其他同系物如多烯紫杉醇注射液因使用大量吐温-80 而带来严重的过敏反应。

因此，有必要对传统紫杉醇及其同系物的剂型进行改造。科学家主要着眼于消 除聚氧乙基蓖麻油和吐温-80引起的不良反应、增加紫杉醇及其同系物的溶解度、 稳定性，避免过敏反应而不影响抗肿瘤活性、降低毒性等来展开研究。

为降低紫杉醇及其同系物的全身毒性和溶剂的毒副作用，近年来，人们对紫杉 醇及其同系物的剂型进行了大量且深入的研究。其一是为了提高紫杉醇及其同系物 在水中的溶解度。人们在紫杉醇及其同系物水溶性衍生物方面进行了大量的研究， 例如可溶性半合成紫杉醇衍生物，在紫杉醇上连接一些水溶性基团制成紫杉醇的前 药，以提高紫杉醇的水溶性(专利公开号为KR20070071027A)。这种前药形式可 以在生理条件下水解而释放出紫杉醇。但这种前药一般在体内不稳定，且在一定程 度上还会影响其药效，因而还没有市售产品；其二是将紫杉醇及其同系物制成靶向 制剂，提高药物在肿瘤部位的浓度，降低血液及其它组织中的药物浓度，不仅提高 了疗效，还可以降低全身毒副作用。目前一般采用脂质体(专利公开号为 CN1391891A)、微球(专利公开号为US2004092577(A1))、磁纳米粒(CN1994291A)、 乳剂(专利公开号为CN1416810A)和囊泡(CN1303994C)等方式制备紫杉醇的靶 向制剂。但是，目前大多数靶向制剂尚处于实验研究阶段，还有许多问题有待解决， 如脂质体靶向系统存在药物易渗漏和靶向分布不理想等缺点；微球的粒径分布不 均，不能直接把药物输送到靶组织，通常用于化学栓塞和局部注射等。

最近，美国FDA批准白蛋白结合紫杉醇纳米粒注射混悬液上市，用于转移性 乳腺癌联合化疗失败后或辅助化疗6个月内复发的乳腺癌。本品是由白蛋白结合紫 杉醇纳米粒组成，不含有机溶剂，因此用药剂量比Taxol大，故可增强抗肿瘤作用。 此外，白蛋白是向正常细胞输注营养的蛋白质，研究显示，它在快速生长的肿瘤中 积蓄。因而，紫杉醇纳米粒注射混悬液具有较好的疗效。但是由于白蛋白的成本较 高，给病人带来沉重的经济负担。

普朗尼克为两亲性的嵌段共聚物，为PEO-PPO-PEO三嵌段。在溶剂中PEO 可以和金属离子发生配位，将疏水性药物包裹在PPO疏水区，不但提高药物稳定 性，而且壳层中的亲水性PEO可以避免被人体网状内皮系统识别捕获，延长在血 液中的循环时间，适当的控制粒径可以实现在肿瘤部位的被动靶向。而且普朗尼克 共聚物通过内化药物后减少P糖蛋白的外排作用而减少抗肿瘤药物的多药耐药性。 因此普朗尼克共聚物由于其生物可降解性、生物相容性以及两亲性等特点，在输送 疏水性药物方面有着独特的优势。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种简便易得， 质量稳定且低毒性的紫杉醇及其同系物固体分散体的纳米粒及其制备方法。该纳米 粒能增加紫杉醇及其同系物稳定性，并可以延长在体内的循环时间，从而能更多被 动靶向于肿瘤组织，提高治疗效果。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

紫杉醇及其同系物固体分散体纳米粒，该纳米粒以泊洛沙姆为载体，以锌盐作 为形成纳米粒的辅助载体，将紫杉醇或其同系物负载在上述载体上，其中紫杉醇或 其同系物的含量为4.5～20wt％，纳米粒的粒度分布在50～250nm。

优选的，纳米粒的粒度主要集中在100～200nm。

优选的，泊洛沙姆选自泊洛沙姆188或泊洛沙姆407中的一种或几种。锌盐为 硝酸锌或氯化锌。紫杉醇的同系物为多西紫杉醇，三尖杉宁碱，巴卡亭III或10- 去乙酰基巴卡亭III。

优选的，泊洛沙姆与紫杉醇或其同系物的重量比为1∶0.05～0.25。泊洛沙姆与 锌盐的重量比为1∶0.0136～0.0567。

紫杉醇及其同系物固体分散体纳米粒的制备方法，采用以下步骤：

(1)将紫杉醇或其同系物、泊洛沙姆和锌盐按配方混合，以无水乙醇为溶剂 进行超声溶解；

(2)将上述溶液置烘箱加热挥发溶剂，然后置于冰箱中进行冷冻；

(3)向步骤(2)获得的胶态物体中加注射用水并进行超声分散，过滤后即得 到纳米粒。

优选的，烘箱温度控制在100～120℃，加热蒸发无水乙醇，更主要的是使得普 朗尼克在高温下融化，随着乙醇的挥发，疏水性药物包裹在普朗尼克的疏水区内， 同时金属锌离子会与普朗尼克亲水区PEO段进行配位，协助纳米颗粒的形成。

优选的，冰箱冷冻温度在0℃以下，更加优选的温度是-20℃，在降温条件下， 普朗尼克以包裹药物的固体分散形式析出，锌离子的存在有利于药物固体分散体形 成潜在的纳米颗粒。

在高温烘箱里挥发溶剂同时，在锌离子诱导作用下得到紫杉醇及其同系物分散 于泊洛沙姆疏水区，经冷冻后，这一诱导作用更加显著，在室温下加水超声分散过 滤即得紫杉醇或其同系物固体分散体的纳米粒。

步骤(3)采用孔径为0.22μm的过滤膜对分散后的胶态物体进行过滤，不仅 起到控制纳米粒的大小，而且起到除菌过滤的作用。

制备得到的纳米粒作为制剂的中间体不仅可制备注射剂亦可制备口服制剂。

与现有技术相比，本发明制备紫杉醇固体分散体的纳米粒的方法简单，新颖， 且不使用已有技术中所述的聚乙二醇等材料。而是通过借助普郎尼克的两亲性以及 锌离子与PEO段的配位交联作用形成了纳米颗粒，可用于注射或口服，抗癌效果 好，制备过程中采用的高温不只是有利于乙醇的挥发，更主要的是使得普朗尼克在 高温下融化，随着乙醇的挥发，疏水性药物包裹在普朗尼克的疏水区内，同时金属 锌离子会与普朗尼克亲水区PEO段进行配位，协助纳米颗粒的形成，然后在降温 条件下，普朗尼克以包裹药物的固体分散形式析出，锌离子的存在有利于药物固体 分散体形成潜在的纳米颗粒，加水分散后，预先形成潜在纳米颗粒会在水的驱使下 形成高度分散的纳米粒。0.22μm微孔滤膜过滤灭菌后用于注射或口服。

附图说明

图1为实施例1制备得到的紫杉醇固体分散体的纳米粒的外观图片；

图2为实施例1制备得到的紫杉醇固体分散体的纳米粒离心冻干后的扫描电 镜图片；

图3为实施例1制备得到的紫杉醇固体分散体的纳米粒的粒径分布图；

图4为实施例制备得到的紫杉醇固体分散体的纳米粒于10mM磷酸缓冲溶液 (含0.1％吐温-80)中的累计释放曲线；

图5为实施例1制备得到的紫杉醇固体分散体的纳米颗粒离心冻干后的X射 线电子能谱；

图6为实施例1制备得到的紫杉醇固体分散体的纳米粒离心冻干后及其相关 产品的广角XRD图；

图7为实施例14中荷瘤小鼠各组实体瘤生长情况。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

取25mg紫杉醇和100mg泊洛沙姆407用3.0ml无水乙醇溶解，加入30μl 1 mol/L硝酸锌的乙醇溶液超声使溶解。置120℃烘箱加热1.5h挥发溶剂，放-20℃ 冰箱冷冻2h以上。取出加注射用水超声即得紫杉醇固体分散体的纳米粒，微孔滤 膜(0.22μm)过滤即可。结果得到乳白色均匀胶体溶液。

最后得到紫杉醇固体分散体的纳米粒，其外观形貌为近球形，粒径为90-280nm (图1)；外观照片(图2)显示为牛奶状的均匀浊液；动态光散射测得纳米粒的平 均粒径为190nm(图3)；体外释放实验(图4)显示具有缓释行为，24h内超过 90％药物释放出来。得到紫杉醇固体分散体进行XPS(图5)表征显示其中的锌离 子处于配位状态；得到紫杉醇固体分散体进行XRD表征(图6)显示不具有其他 成分的衍射峰，而紫杉醇，P407，ZnCl₂本身均具有特征衍射峰，说明该纳米粒中 紫杉醇，P407，ZnCl₂不是以晶体形式存在，而是以无定型的形式存在，这更有利 于药物的释放和发挥药效。

实施例2

取5mg紫杉醇和100mg泊洛沙姆407用0.5ml无水乙醇溶解，加入10μl 1 mol/L硝酸锌的乙醇溶液超声使溶解。置120℃烘箱加热1.0h挥发溶剂，放-20℃ 冰箱冷冻2h以上。取出加注射用水超声即得紫杉醇固体分散体的纳米粒，微孔滤 膜(0.22μm)过滤即可。结果得到浅蓝白色均匀胶体溶液。

实施例3

取25mg紫杉醇和100mg泊洛沙姆188用3.0ml无水乙醇溶解，加入30μl 1 mol/L硝酸锌的乙醇溶液超声使溶解。置100℃烘箱加热1.5h挥发溶剂，放-20℃ 冰箱冷冻2h以上。取出加注射用水超声即得紫杉醇固体分散体的纳米粒，微孔滤 膜(0.22μm)过滤即可。结果得到乳白色均匀胶体溶液。

实施例4

取5mg紫杉醇和100mg泊洛沙姆188用0.5ml无水乙醇溶解，加入10μl 1 mol/L硝酸锌的乙醇溶液超声使溶解。置100℃烘箱加热1h挥发溶剂，放-20℃冰 箱冷冻2h以上。取出加注射用水超声即得紫杉醇固体分散体的纳米粒，微孔滤膜 (0.22μm)过滤即可。结果得到浅蓝白色均匀胶体溶液。

实施例5

取25mg紫杉醇和100mg泊洛沙姆407用3.0ml无水乙醇溶解，加入30μl 1 mol/L氯化锌的乙醇溶液超声使溶解。置120℃烘箱加热1.5h挥发溶剂，放-20℃ 冰箱冷冻2h以上。取出加注射用水超声即得紫杉醇固体分散体的纳米粒，微孔滤 膜(0.22μm)过滤即可。结果得到乳白色均匀胶体溶液。

实施例6

取5mg紫杉醇和100mg泊洛沙姆407用0.5ml无水乙醇溶解，加入10μl 1 mol/L氯化锌的乙醇溶液超声使溶解。置120℃烘箱加热1h挥发溶剂，放-20℃冰 箱冷冻2h以上。取出加注射用水超声即得紫杉醇固体分散体的纳米粒，微孔滤膜 (0.22μm)过滤即可。结果得到浅蓝白色均匀胶体溶液。

实施例7

取25mg紫杉醇和100mg泊洛沙姆188用3.0ml无水乙醇溶解，加入30μl 1 mol/L氯化锌的乙醇溶液超声使溶解。置100℃烘箱加热1.5h挥发溶剂，放-20℃ 冰箱冷冻2h以上。取出加注射用水超声即得紫杉醇固体分散体的纳米粒，微孔滤 膜(0.22μm)过滤即可。结果得到乳白色均匀胶体溶液。

实施例8

取5mg紫杉醇和100mg泊洛沙姆188用0.5ml无水乙醇溶解，加入10μl 1 mol/L氯化锌的乙醇溶液超声使溶解。置100℃烘箱加热1h挥发溶剂，放-20℃冰 箱冷冻2h以上。取出加注射用水超声即得紫杉醇固体分散体的纳米粒，微孔滤膜 (0.22μm)过滤即可。结果得到浅蓝白色均匀胶体溶液。

实施例9

取25mg多西紫杉醇和100mg泊洛沙姆407用3.0ml无水乙醇溶解，加入 30μl 1mol/L氯化锌的乙醇溶液超声使溶解。置120℃烘箱加热1.5h挥发溶剂， 放-20℃冰箱冷冻2h以上。取出加注射用水超声即得多西紫杉醇固体分散体的纳 米粒，微孔滤膜(0.22μm)过滤即可。结果得到乳白色均匀胶体溶液。

实施例10

取5mg多西紫杉醇和100mg泊洛沙姆407用0.5ml无水乙醇溶解，加入10 μl 1mol/L氯化锌的乙醇溶液超声使溶解。置120℃烘箱加热1h挥发溶剂，放-20℃ 冰箱冷冻2h以上。取出加注射用水超声即得多西紫杉醇固体分散体的纳米粒，微 孔滤膜(0.22μm)过滤即可。结果得到浅蓝白色均匀胶体溶液。

实施例11

取25mg多西紫杉醇和100mg泊洛沙姆188用3.0ml无水乙醇溶解，加入 30μl 1mol/L氯化锌的乙醇溶液超声使溶解。置100℃烘箱加热1.5h挥发溶剂， 放-20℃冰箱冷冻2h以上。取出加注射用水超声即得多西紫杉醇固体分散体的纳 米粒，微孔滤膜(0.22μm)过滤即可。结果得到乳白色均匀胶体溶液。

实施例12

取5mg多西紫杉醇和100mg泊洛沙姆188用0.5ml无水乙醇溶解，加入10 μl 1mol/L氯化锌的乙醇溶液超声使溶解。置100℃烘箱加热1h挥发溶剂，放-20℃ 冰箱冷冻2h以上。取出加注射用水超声即得多西紫杉醇固体分散体的纳米粒，微 孔滤膜(0.22μm)过滤即可。结果得到浅蓝白色均匀胶体溶液。

实施例13(抑瘤实验，上述实施例1的样品)

1.实验动物：SPF级健康雌性昆明种小白鼠96只，体重18～22g，自由摄食 饮水，12h循环光照，适应环境一周；小鼠宫颈癌细胞株U14，沈阳药科大学药理 教研室贮藏。

2.荷瘤小鼠模型的制备：抽取生长状态良好的昆明种小鼠体内传代(第8天) 的U14肿瘤细胞(腹水)，用无菌生理盐水稀释，调整细胞密度约为2.37×10⁷ml^-1，每 只小鼠右前肢腋下注射0.2ml。上述操作均在无菌条件下进行。

2.分组及给药：小鼠于接瘤第五天，肿瘤体积均大于100mm³后，按肿瘤体积 均衡随机分为7组，即模型对照组；阳性药市售紫杉醇10mg/kg组；紫杉醇纳米 制剂灌胃给药40mg/kg、20mg/kg、10mg/kg组；以上各组的动物数为12只。紫杉 醇纳米制剂尾静脉给药10mg/kg、5mg/kg组；其中10mg/kg组动物数为21只，5mg/kg 组动物数为15只。紫杉醇纳米制剂灌胃给药各剂量组隔天灌胃给药一次；阳性药 市售紫杉醇10mg/kg组和紫杉醇纳米制剂尾静脉给药各剂量组每三天尾静脉注射 给药一次；模型对照组每三天尾静脉给予等体积的生理盐水，连续给药10天。

3.结果分析：动物于第一次给药后10天处死，剥离瘤组织，称瘤重，计算肿 瘤生长抑制率(TIR)，计算公式如下：TIR＝100％×(对照组平均瘤重-实验组平 均瘤重)/对照组平均瘤重。模型对照组平均瘤重1g以上，且至少20％瘤重在400mg 以上方可进行结果分析。荷瘤小鼠各组实体瘤生长情况如图7所示。

表1 紫杉醇纳米制剂对U14荷瘤小鼠体重和肿瘤增长影响(n＝10-12)

本次实验结果表明，紫杉醇纳米制剂各组均表现出良好的抑瘤效果。灌胃组和 尾静脉组的最高抑瘤率分别为68.89％和70.26％，其中尾静脉组的最高抑瘤率接近 阳性药市售紫杉醇10mg/kg组的抑瘤率(71.21％)。自制口服、注射和市售注射剂 没有显著性差役。