基于水溶性环糊精聚合物的难溶性药物给药系统

摘要

本发明公开了基于水溶性环糊精聚合物的难溶性药物给药系统。产物的提纯过程更为简单，产率较高，特别适合于工业化生产。由治疗有效量的水难溶性药物与环糊精衍生物构成药物复合物，其中水难溶性药物与环糊精衍生物的重量比为0.1～100∶1。所述的水难溶性药物是指在室温中性水溶液中药物的溶解度低于1％的药物。水溶性环糊精聚合物是以环氧化物为交联剂，与环糊精单体缩聚而成。本发明反应条件温和，产物为无定形粉末，并且产物的平均分子量可以达到10000以上，在水中的溶解度显著增大，与血液相容性较好，可以用作药用辅料。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种新型药用辅料在药物制剂中的应用，具体地说是水溶性环糊精聚合物在药物制剂中的应用，特别是一种基于环糊精聚合物与水难溶性药物的包合增溶作用为基础的药物制剂。

背景技术：

水难溶性药物由于溶出度较低，则药物难以达到治疗所需的有效的血药浓度，生物利用度差且高度可变，影响药效；对于新的活性化合物则会影响临床前筛选和临床试验的结果，因此“增溶”是药物研究的重大课题。包合技术是利用物理或物理化学的方法，将药物进入到环糊精衍生物的空腔之中，使药物具有诸多新特性，如增加溶解度、显著提高生物利用度、稳定和提高药效，经过这样处理的药物可用于胃肠道和胃肠道外用药，特别是静脉输注用药等剂型，发展前景广阔。但是，包合技术的成功与否目前主要决定于环糊精和/或环糊精衍生物的性质，是否适合大规模生产及生产成本、特别是所采用包合载体的安全性以及所能加工的制剂剂型。

相对于α-环糊精和γ-环糊精，空腔适中、价格便宜的β-环糊精在水中的溶解度较小(25℃在水中为2％w/v)，使其应用具有一定的局限性。因此，改性环糊精日益受到重视。目前羟丙基-环糊精(HP-CD)、羟乙基-环糊精(HE-CD)及甲基-环糊精(Me-CD)等改性环糊精能够显著地增加药物的溶解度和稳定性，已经在药品、食品、化妆品和日用品等领域得到了广泛的应用。

针对现有环糊精衍生物功能品种方面的不足，考虑到环糊精的广泛用途，因此有必要制备新型的环糊精衍生物即环糊精聚合物，其可以在制备药物复合物的过程中使用，这种药物复合物可以用来增加药物的溶解度、调整或控制药物的释放、提高药物的稳定性和生物利用度、降低药物的刺激性和毒副作用等。环糊精聚合物分为水溶性和非水溶性两种。在Yoshinaga的美国专利No.5276088中公开了水不溶性环糊精聚合物的制备方法。Nussstein等人在美国专利No.5357012中已公开了这种环糊精聚合物制备的改进方法。在美国专利No.5360899中公开了水不溶性环糊精聚合物在气相色谱法中的应用。Jianshu Li等人在Int.J.Pharm.278，329-342(2004)中记述了离子型水溶性环糊精聚合物的制备方法及其对萘普生的增溶效果。如上可见，文献中尚未提示非离子型的水溶性环糊精聚合物的制备及其在药物制剂中的一般应用，特别是基于水溶性环糊精聚合物的药物复合物及其制剂的研究，则尚未见诸报道。

发明内容：

本发明的目的是提供一种基于水溶性环糊精聚合物的难溶性药物给药系统，它是一种简单经济的制备水溶性环糊精聚合物的方法。它可提供一种新型的药用辅料，即水溶性环糊精聚合物，将水难溶性药物制备成水溶性药物复合物的方法，使水难溶性药物显著增加水中溶解度，溶出速度，以稳定和提高药效。药物复合物可直接制备注射用针剂，也可用于二次加工制备片剂、胶囊、颗粒剂以及其他多种口服固体剂型。本发明还进一步提供制备包含水溶性环糊精聚合物的药物制剂的简单方法。

本发明药物复合物中的水溶性环糊精聚合物，通常是按照包括在特定温度、压力和时间条件下，通过带有双功能基团的交联剂与环糊精或羟烷基环糊精衍生物在碱性介质中进行缩聚反应的方法制备。在反应结束时，用酸中和反应介质，采用常规分子滤膜或离子交换法将粗产品溶液除盐，以水溶液的形式得到水溶性的环糊精聚合物，可进一步采用乙醇沉淀法或冻干法得到固体形式。

由治疗有效量的水难溶性药物与环糊精衍生物构成药物复合物，其中水难溶性药物与环糊精衍生物的重量比为0.1～100∶1。

在本发明水溶性环糊精聚合物的制备方法中所述的环糊精是α-、β-或γ-环糊精，最为优选的是β-和γ-环糊精；所述的羟烷基环糊精衍生物是羟乙基或羟丙基环糊精，优选的是羟丙基环糊精。

适用的碱的实例是碱金属氢氧化物NaOH、KOH、LiOH，其中优选的是NaOH。1重量份环糊精或环糊精衍生物溶解于5-50重量份的碱液中，碱浓度为5-50％(w/w)。

优选环氧化物用作交联剂，特别优选使用乙二醇二环氧丙醚或环氧氯丙烷。

每摩尔环糊精或环糊精衍生物使用5-20摩尔，特别优选10-15摩尔交联剂，在各种情况下使用的摩尔比根据需要产物的平均分子量和溶解性来选择。

反应优选在10-100℃进行，特别优选在25-80℃进行。产物的平均分子量和溶解性与反应时间有关，约为2-24小时，通常在4-12小时后反应结束。

在反应过程中，由于交联剂可以发生自身聚合形成副产物，并且这些副产物与产物一样都是水溶性的，因此提纯变得非常重要。如果副产物残留在产物中，将会影响产物的性质。

当副产物通过透析除去以后，将产物通过水分与有机溶剂的共同蒸发从水相中分离出来。为达到这个目的，适用的溶剂包括醇类、酮类和酯类，优选的溶剂是醇类，最优选的溶剂是无水乙醇。

本发明的另外一个方面涉及包含环糊精聚合物的药物复合物。本发明获得的环糊精聚合物在水中的溶解度非常高，而且环糊精聚合物可以与许多水难溶性药物形成复合物，它们的用途主要基于形成的药物复合物具有比药物本身更好的水溶性和溶出性质，因此为水难溶性药物分子进入含水环境提供了一个途径。

用于本发明药物复合物的药物是水难溶性药物，即在25℃下在中性水溶液中的溶解度＜1mg/ml的药物。这类药物的实例包括抗病毒药，非甾体类抗炎药，甾体类激素，抗生素，降血糖药，镇痛药等，例如萘普生、伊曲康唑、布洛芬、阿昔洛韦、氢化可的松、格列吡嗪、地塞米松、紫杉醇、长春西汀等。

为了使水难溶性药物获得较好的包合增溶效果，在本发明药物复合物中的环糊精聚合物与活性药物的具体比率可以根据药物自身溶解度、药物与环糊精聚合物的结合常数以及应用的剂量进行适当改变。环糊精聚合物与药物的重量比可在0.1～100范围内。活性药物与环糊精聚合物的包合物可通过如下工艺方法制备：研磨法、饱和溶液法、喷雾干燥法、冷冻干燥法。

本发明所述的药物复合物可以按照本领域公知的方法制备成为溶液剂、注射剂、片剂、胶囊剂、栓剂等制剂快速、延缓、或控释给药。该药物复合物能够单独给药，但一般制剂中包括一种或多种本领域已知的其他辅料和/或活性成分，例如矫味剂、粘合剂、填充剂、润滑剂、抗氧化剂、防腐剂、表面活性剂、生物粘合剂、渗透促进剂、包衣剂等，这些辅料的选择要考虑到所要求的给药途径和制剂要求。

本发明方法比已知方法的优点在于：(1)反应条件温和，产物的提纯过程更为简单，产率较高，特别适合于工业化生产，(2)使产生交联剂自聚物的副反应减少到最低，(3)产物为无定形粉末，并且产物的平均分子量可以达到10000以上，在水中的溶解度显著增大，与血液相容性较好，可以用作药用辅料。可用于提高水难溶性药物的溶解度、溶出速率和生物利用度。可以稳定和提高药效。

附图说明：

附图1根据实施例1制备的水溶性β-环糊精聚合物(β-CDP)和羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)存在时格列吡嗪在含水介质中等温条件下的溶解度。

附图2根据实施例1制备的水溶性β-环糊精聚合物(β-CDP)和羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)存在时布洛芬在含水介质中等温条件下的溶解度。

附图3根据实施例7制备的格列吡嗪胶囊的溶出曲线图。

具体实施方式：

实施例1  水溶性β-环糊精聚合物的合成

在室温下于80g(56ml，0.6moles)的30％NaOH中溶解22.7g(0.02moles)β-环糊精，搅拌24小时。反应液加热到30℃，在搅拌下用1小时缓慢加入29.38ml(34.84g，0.2moles)乙二醇二环氧丙醚，在30℃反应4小时，加入少量的丙酮以结束反应。反应物冷却到室温，用6mol/l的盐酸中和反应液至pH值为中性，然后将反应液渗析除去盐和未反应的成分，减压浓缩，最后用无水乙醇沉淀，真空干燥，得到17.5g产物。用滴定碘法测定环糊精的含量为26.4％(Acta Chim.Hung.，100，265(1979))。

实施例2  水溶性γ-环糊精聚合物的合成

在室温下于60g(40ml，0.5moles)的33％NaOH中溶解27.1g(0.02moles)γ-环糊精，搅拌24小时。反应液加热到30℃，在搅拌下用1小时缓慢加入44.1ml(52.26g，0.3moles)乙二醇二环氧丙醚，在30℃反应6小时，加入少量的丙酮以结束反应。反应物冷却到室温，用6mol/l的盐酸中和反应液至pH值为中性，然后将反应液渗析除去盐和未反应的成分，减压浓缩，最后用无水乙醇沉淀，真空干燥，得到14.2g产物。用滴定碘法测定环糊精的含量为22.3％。

实施例3  水溶性γ-环糊精聚合物的合成

在室温下于112g(56ml，1.4moles)的50％NaOH中溶解27.1g(0.02moles)γ-环糊精，搅拌24小时。反应液加热到65℃，接着迅速加入23.52ml(27.76g，0.3moles)环氧氯丙烷，在65℃反应4小时，加入少量的丙酮以结束反应。反应物冷却到室温，用6mol/l的盐酸中和反应液至pH值为中性，然后将反应液渗析除去盐和未反应的成分，减压浓缩，最后用无水乙醇沉淀，真空干燥，得到10.5g产物。用滴定碘法测定环糊精的含量为33.4％。

实施例4  水溶性羟丙基β-环糊精聚合物的合成

在室温下于53.3g(37.3ml，0.4moles)的30％NaOH中溶解15g羟丙基-β-环糊精，搅拌24小时。反应液加热到40℃，在搅拌下用1小时缓慢滴加14.7ml(17.4g，0.1moles)乙二醇二环氧丙醚，在40℃反应4小时，加入少量的丙酮以结束反应。反应物冷却到室温，用6mol/l的盐酸中和反应液至pH值为中性，然后将反应液渗析除去盐和未反应的成分，减压浓缩，最后用无水乙醇沉淀，真空干燥，得到8.2g产物。用滴定碘法测定环糊精的含量为21.4％。

实施例5  水溶性羟丙基-β-环糊精聚合物的合成

在室温下于50g(30ml，0.5moles)的40％NaOH中溶解25g羟丙基-β-环糊精，搅拌24小时。反应液加热到80℃，接着迅速加入19.66ml(23.18g，0.25moles)环氧氯丙烷，在80℃反应2小时，加入少量的丙酮以结束反应。反应物冷却到室温，用6mol/l的盐酸中和反应液至pH值为中性，然后将反应液渗析除去盐和未反应的成分，减压浓缩，最后用无水乙醇沉淀，真空干燥，得到14.6g产物。用滴定碘法测定环糊精的含量为19.3％。

实施例6  水溶性环糊精聚合物的溶解度分析

实施例1的β-环糊精聚合物(β-CDP)和羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)在等温条件下的溶解度如下测定：将过量的水不溶性药物格列吡嗪和布洛芬加入到10ml的CDP和HP-β-CD的水溶液中，浓度分别为0％、1％、5％、10％、15％和20％，悬浮液在25℃搅拌72小时，不溶解的残渣用0.45μm的微孔滤膜除去，滤液用纯水稀释适当的倍数，药物的溶解度用紫外分光光度计测定，药物的溶解度表达为β-CDP浓度的函数，表观结合常数由等温条件下溶解度的斜率计算得到。不同浓度的β-CDP和HP-β-CD中的药物的溶解度显示在图1中，结果表明β-CDP增溶药物的能力比HP-β-CD更强。

表1总结了CDP和HP-β-CD的表观结合常数。结合常数越高表示环糊精衍生物与客体分子的结合效率越高。从表中得知CDP的结合常数明显高于HP-β-CD的结合常数。

表1  客体分子/环糊精衍生物复合物的表观结合常数

  Kc(CDP)/M^-3  Kc(HP-β-CD)/M^-3  格列吡嗪  311.6  285.4  布洛芬  169.4  137.1

实施例7  格列吡嗪胶囊的制备(5mg格列吡嗪/粒)

格列吡嗪                                 5g

β-环糊精聚合物                          200g

制成                                     1000粒

分别称取质量比为40∶1的β-环糊精聚合物和格列吡嗪，将β-环糊精聚合物置于100ml烧杯中，加适量的水溶解，加热60℃，边搅拌边加入药物的甲醇溶液，搅拌4小时，过滤得澄清溶液，冷冻干燥，即得包合物。最后将包合物粉末充填入胶囊。

格列吡嗪胶囊溶出度试验

按中国药典2005版二部溶出度试验方法，依法测定实施例3的格列吡嗪胶囊90分钟内的溶出度，溶出条件为以纯水为溶出介质，转速为50转/分钟，温度为37℃。

实施例8  布洛芬包合物缓释片的制备

采用制药工业已知的方法制成的本实施例1片剂按重量百分比含如下成分：

布洛芬包合物                              2.3％

HPMC K4M(Methocel K15MCR)                 45％

乳糖            备                        52％

硬脂酸镁                                  0.7％

HPMC K4M为亲水性聚合物，在该制剂中为骨架材料，遇水或消化液膨胀形成凝胶屏障，控制布洛芬的扩散，达到缓释目的。其中HPMC K4M可由不同用量的HPMC K100LV或HPMC K15M或HPMC K100M代替，或组合使用。

实施例9  格列吡嗪包合物渗透泵控释片

β-环糊精聚合物包合物(含格列吡嗪5mg)      120mg

乳糖                                      240mg

聚维酮K30                                 10mg

硬脂酸镁                                  5mg

按照实施例7方法制备格列吡嗪/β-环糊精聚合物包合物。将片心所有成分分别过80目筛后，按照处方量混合均匀，然后直接压片。将88％的醋酸纤维素和12％的PEG4000溶于丙酮；水(95∶5)的混合溶剂中，配制成固含量为3％的包衣液。将片心置于包衣锅内进行包衣操作，包衣后的产品在40℃干燥12小时，然后在片表面制0.4mm的释药孔，即得。

实施例10  紫杉醇注射剂的制备

紫杉醇                               10mg

β-环糊精聚合物                      160mg

甘露醇                               40mg

先用少量无水乙醇将紫杉醇溶解，另取β-环糊精聚合物用20ml纯水溶解，置30℃恒温水浴中，缓慢注入紫杉醇溶液，搅拌4h，置-60℃下预冻，真空干燥，得到紫杉醇复合物。再将紫杉醇复合物和甘露醇溶解于注射用蒸馏水中(必要时可以加入防腐剂等常用的添加剂)，无菌过滤后，将总量10ml填充于小瓶中，按照常规方法冷冻干燥，制成注射剂。

溶血性试验

将实施例10的制剂按照药安第2号(有关注射剂局部障碍性的试验方法(案)配制试样溶液，采用Inglot等的方法(Biochem.Pharmacol.，Vol.17，1986年)测定576nm处的吸光度，结果可以判断出实施例10的制剂显著降低溶血性。