专利名称：活性炭紫杉醇纳米药物递送系统、其制备方法及用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种纳米药物递送系统，具体涉及一种紫杉醇类药物的纳米药物递送系统，本发明还涉及紫杉醇类药物纳米活性炭靶向药物递送系统的制备方法及其在制备预防和/或治疗紫杉醇适应症的药物中的用途。
背景技术：
紫杉醇是一种传统的用于肺癌、卵巢癌和乳腺癌化疗的一线抗癌药物，但由于其缺乏对肿瘤组织的靶向性，具有严重的全身毒副作用。这些毒副作用包括骨髓抑制、生殖毒
性和严重的胃肠道反应。在用于癌症的化疗时，严重的毒副作用使患者难以耐受而导致化疗失败。紫杉醇疗效不好而毒副作用强的主要原因是其在全身给药的情况下，在肿瘤组织中的浓度低而在非肿瘤组织中的分布较多。如果能将紫杉醇选择性地递送到肿瘤组织，减少其在非肿瘤组织中的分布，就能达到提高抗癌疗效而减低其毒副作用的目的。但目前为止，尚没有将紫杉醇靶向递送到肿瘤组织中的制剂。另一方面，癌症治疗的困难主要是转移和复发。众所周知，较大的肿瘤可以用手术的办法将其切除，但较小的肉眼不可见的微小癌灶和游离的癌细胞即很难通过手术的方法将其切除，因而成为术后复发的根源。癌的转移一般是通过淋巴系统。手术过程中脱落的癌细胞和癌灶中游离出来的癌细胞，首先进入与其邻近的毛细淋巴管，之后即沿淋巴道移行，在身体的其他部位形成新的转移癌灶。如能将抗癌药物选择性地递送到淋巴组织，即能有效地阻断癌的转移，减少癌的复发，甚至达到癌的根治。遗憾的是，目前也未有将紫杉醇靶向递送到淋巴系统的制剂。具有纳米尺度的粒子，通过与生物纳米结构的相互作用，具有选择性地分布于肿瘤组织的特性。其基本原理主要有两个方面。在静脉给药的情况下，由于肿瘤中血管内皮不完整或间隙较正常组织中者为大，因此通透性强。同时在毛细血管的动脉端，由于血管内的压力高于肿瘤组织内压，易使纳米粒子通过。进入肿瘤组织的纳米粒子，必须在肿瘤组织间隙中穿行，到达毛细血管静脉端才能反向渗透回到毛细血管，这是因为这里的肿瘤组织内压力高于毛细管内的压力。由于纳米粒子的粒径较大，在肿瘤组织中的穿行困难，因此很难到达静脉端，因此就很难再反向进入毛细血管，结果就是只有滞留在肿瘤组织中。一些小分子药物在毛细血管动脉端在较高的压力作用下，通过较大的孔隙结构进入肿瘤组织，然后由于其分子颗粒很小，因此容易通过肿瘤组织间隙扩散到毛细血管静脉端，于此在肿瘤组织较高的流体静压的作用下，再返回到毛细血管，因此不会在肿瘤组织中滞留。通过上术的机制，纳米粒子能够选择性地在肿瘤组织中积聚。这一现象即纳米粒子对肿瘤组织的靶向作用。小分子药物因为能顺利地返回毛细血管，因而对肿瘤组织没有靶向作用。在配合手术局部给药的情况下，由于毛细血管内皮细胞间隙及其窗孔为30_50nm，而毛细淋巴管的内皮细胞间隙及其窗孔可达数百nm，甚至可达微米水平，因而能允许较大的粒子通过，因而大于50nm的纳米粒子只能被淋巴系统吸收，并被阻滞于淋巴结，因此聚积于淋巴系统。这一现象即为对淋巴组织的靶向作用。小分子药物，容易通过毛细血管内皮细胞孔隙而被血液循环系统吸收，因而对淋巴系统没有靶向性。本发明拟采用纳米制备技术，用纳米活性炭吸附紫杉醇类药物制备成一种靶向纳米制剂，用于恶性肿瘤的治疗。
发明内容
本发明的发明人通过大量的实验，摸索、并优化了多种实验条件，制备了紫杉醇类药物的纳米活性炭载药系统，该纳米载药系统能够靶向恶性肿瘤的淋巴组织和肿瘤组织，提高紫杉类药物的疗效，同时降低药物的副作用。具体地，本发明包括以下几个方面本发明第一方面涉及紫杉醇类药物的纳米药物递送药系统，其包含纳米活性炭和与该纳米活性炭吸附的紫杉醇类药物。
根据本发明第一方面的纳米药物递送系统，其中所述的纳米活性炭的粒径为I-IOOnm,优选50_100nm。在本发明的一个实施方案中,所述的纳米活性炭的粒径为60nm ；在本发明的另一个实施方案中，所述的纳米活性炭的粒径为lOOnm。根据本发明第一方面的纳米药物递送系统，其载药量以所述紫杉醇类药物重量占所述纳米活性炭重量的百分数计，为2-50%，优选为5-40%，更优选为10-30% ;在本发明的实施方案中，其载药量为11. 1%-28. 4%。根据本发明第一方面的纳米药物递送系统，其中所述紫杉醇类药物为紫杉醇或多烯紫杉醇。本发明第二方面涉及一种药物组合物，其包含预防和/或治疗有效量的本发明第一方面任一项的纳米药物递送系统，以及任选的药学可接受的载体或赋形剂。本发明第三方面涉及本发明第一方面任一项的纳米药物递送系统在制备预防和/或治疗紫杉醇类药物适应症的药物中的用途。根据本发明第三方面的用途，其中所述的紫杉醇类药物适应症包括但不限于恶性肿瘤，优选地，所述恶性肿瘤为卵巢癌、乳腺癌、肺癌、大肠癌、黑色素瘤、头颈部癌、淋巴瘤或脑瘤。本发明第四方面涉及本发明第一方面任一项的纳米药物递送系统的制备方法，其包括纳米活性炭与紫杉醇类药物吸附的步骤，所述的纳米活性炭与紫杉醇类药物的吸附包括以下步骤将含有紫杉醇类药物的溶液与纳米活性炭按一定比例混合，超声分散混匀，并在超声条件下吸附一定时间，即得到吸附有紫杉醇类药物的纳米活性炭；优选地，所述纳米活性炭与紫杉醇类药物的重量比为O. 5^20 :1，优选为O. 5^10 1，优选为O. 5飞1，优选为O. 5^2 1 ；优选地，所述含有紫杉醇类药物的溶液中，紫杉醇类药物的溶解液含有葡萄糖和乙醇，优选地，所述紫杉醇类药物的溶解液由葡萄糖溶液(例如5%葡萄糖溶液)和无水乙醇混匀后制成，在本发明的实施方案中，紫杉醇类药物的溶解液由5%葡萄糖溶液和无水乙醇按照体积比为13 3的比例混匀制成；优选地，所述吸附的温度条件为15_30°C，优选20-25°C ；优选地，所述吸附的时间为5-50min，优选20_30min。在本发明的实施方案中，对于纳米活性炭与紫杉醇类药物吸附后得到的液体，还包括离心、取沉淀和冷冻干燥的步骤。根据本发明第四方面的制备方法，其还包括纳米活性炭的制备的步骤，所述的纳米活性炭的制备包括以下步骤(I)球磨将亚微米活性炭于球磨机中研磨12-96小时，优选24_72小时，在本发明的一个实施方案中，研磨时间为48小时；(2)悬浮将研磨好的活性炭加入到水中混匀，制成混悬液，活性炭与水的质量体积比为I :50 1000，优选为I :250 750，这种悬浮状态保持1_10天，优选3_8天，例如7天；在本发明的一个实施方案中，所述活性炭与水的质量体积比为I :500，在本发明的另一个实施方案中，所述活性炭与水质量体积比为I :250 ；( 3 )分取和过滤/沉淀
当用于小量的快速制备时，将步骤(2)得到的混悬液，首先取不同层次的上清，然后将所取的不同层次的上清进行离心沉淀或过滤，所得到的不同层次上清的沉淀物或滤过后获得的固体物即为具有不同粒径的纳米活性炭；当用于规模化生产时，将步骤(2)得到的混悬液再继续沉淀1-10天，由不同层次的上清所得到的再沉淀物即为不同粒径的纳米活性炭。本发明还涉及一种预防和/或治疗紫杉醇类药物适应症的方法，所述方法包括给有需要的受试者预防和/或治疗有效量的本发明第一方面任一项的纳米药物递送系统。其中所述的紫杉醇适应症包括但不限于恶性肿瘤，所述恶性肿瘤优选为卵巢癌、乳腺癌、肺癌、大肠癌、黑色素瘤、头颈部癌、淋巴瘤或脑瘤。以下对本发明进行详细描述。在本发明中，术语“纳米活性炭(activatedcarbon nanoparticles, ACNP)” 是指任何市售或经任何方法所制备的任何形状的具有纳米尺度，具有大比表面积和丰富的介孔结构的活性炭粒子。在本发明中，所述的纳米尺度和纳米粒径是同一含义，是指活性炭粒子的平均粒径为纳米级。在本发明中，术语“紫杉醇类药物”是指以紫杉醇为母核结构形成的药物及其衍生物，例如紫杉醇、多烯紫杉醇。在本发明的一个实施方案中，紫杉醇类药物纳米活性炭载药系统的制备包括以下步骤(I)ACNP 制备方法将亚微米活性炭于球磨机中研磨12-96小时，优选24-72小时，例如48小时；将研磨好的活性炭加入到水中混匀，制成混悬液，活性炭与水的质量体积比为I :50 1000，优选为I :250 750，这种悬浮状态保持1-10天，优选3_8天，例如7天；当用于小量的快速制备时，将上述步骤得到的混悬液，首先取不同层次的上清，然后将所取的不同层次的上清进行离心沉淀或过滤，所得到的不同层次上清的沉淀物或滤过后获得的固体物即为具有不同粒径的纳米活性炭；当用于规模化生产时，将按上述步骤得到的混悬液再继续沉淀1-10天，由不同层次的上清所得到的再沉淀物即为不同粒径的纳米活性炭；然后进行冷冻干燥，高温活化。任选地，用TEM和AFM进行粒径检测。
(2 ) ACNP对紫杉醇类药物的吸附将含有紫杉醇类药物的溶液与纳米活性炭按一定比例混合，超声分散混匀，并在超声条件下吸附一定时间，即得到吸附有紫杉醇类药物的纳米活性炭；优选地，所述纳米活性炭与紫杉醇类药物的重量比为O. 5^20 :1，优选为O. 5^10 :1，优选为O. 5飞1，优选为O. 5 2 :1 ;优选地，所述含有紫杉醇类药物的溶液中，紫杉醇类药物的溶解液含有葡萄糖和乙醇，优选地，所述紫杉醇类药物的溶解液由葡萄糖溶液(例如5%葡萄糖溶液)和无水乙醇混匀后制成，在本发明的实施方案中，紫杉醇类药物的溶解液由5%葡萄糖溶液和无水乙醇按照体积比为13 3的比例混匀制成；优选地，所述吸附的温度条件为15_30°C，优选20-25°C ；优选地，所述吸附的时间为5-50min，优选20_30min。
(3)任选地，将ACNP-紫杉醇类药物混悬液置入_80° C条件下预冷过夜，置冷冻干燥器中冷冻干燥至恒重。在本发明中，所述纳米活性炭对紫杉醇类药物具有缓释性能。一般认为纳米活性炭是一种无定形碳，但其中含有由石墨片所形成的微晶，约占总重的70%。纳米活性炭粒子表面含有氨基、羟基等功能团。紫杉醇类药物是指具有分子式C47H51NO14和结构式I或其衍生物的可用于肿瘤治疗的化疗药物，例如紫杉醇或多烯紫杉醇。其特征是分子中含有氮原子，有碱性；含有酯键，对碱不稳定；含有苷键，对酸不稳定；这使在制备过程中保持溶液的中性非常重要。由于紫杉醇类药物容易还原，丧失活性，因此必须在冷冻状态下进行干燥。另外从其分子结构中可以看出，紫杉醇类药物分子含有较多的苯环，可以与纳米活性炭石墨微晶的苯环发生相互作用而被吸附；环氧丙烷环和较多的烷基，使其可以与活性炭的无定形碳发生疏水性吸附；分子中所含的氮原子和大量的氧原子，使其容易与纳米活性炭表面的氨基和羟基形成氢键吸附；另外范德华力对其被吸附于ACNP也有贡献。这些吸附力中，大量的氧原子所形成的氢键是其优良的释药特性的基础，因为这些氢键使纳米活性炭在紫杉醇类药物浓度较高的溶液中对紫杉醇类药物具有强大的吸附作用，而在体内缺乏紫杉醇类药物的体液中很容易解离而被释放。
权利要求
1.紫杉醇类药物的纳米药物递送系统，其包含纳米活性炭和与该纳米活性炭吸附的紫杉醇类药物。
2.权利要求I的纳米药物递送系统，其中所述的纳米活性炭的粒径为Ι-lOOnm，优选50_100nm。
3.权利要求I的纳米药物递送系统，其载药量以所述紫杉醇类药物重量占所述纳米活性炭重量的百分数计，为2-50%，优选为5-40%，更优选为10-30%。
4.权利要求I的纳米药物递送系统，其中所述紫杉醇类药物为紫杉醇和/或多烯紫杉醇。
5.一种药物组合物，其包含预防和/或治疗有效量的权利要求1-4任一项的纳米药物递送系统，以及任选的药学可接受的载体或赋形剂。
6.权利要求1-4任一项的纳米药物递送系统在制备预防和/或治疗紫杉醇类药物适应症的药物中的用途。
7.权利要求6的用途，其中所述的紫杉醇类药物适应症为恶性肿瘤，优选地，所述恶性肿瘤为卵巢癌、乳腺癌、肺癌、大肠癌、黑色素瘤、头颈部癌、淋巴瘤或脑瘤。
8.权利要求1-4任一项的纳米药物递送系统的制备方法，其包括纳米活性炭与紫杉醇类药物吸附的步骤，所述的纳米活性炭与紫杉醇类药物的吸附包括以下步骤 将含有紫杉醇类药物的溶液与纳米活性炭按一定比例混合，超声分散混匀，并在超声条件下吸附一定时间，即得到吸附有紫杉醇类药物的纳米活性炭； 优选地，所述纳米活性炭与紫杉醇类药物的重量比为O. 5^20 :1，优选为O. 5^10 :1，优选为O. 5飞1，优选为O. 5^2 1 ； 优选地，所述含有紫杉醇类药物的溶液中，紫杉醇类药物的溶解液含有葡萄糖和乙醇，优选地，所述紫杉醇类药物的溶解液由葡萄糖溶液(例如5%葡萄糖溶液)和无水乙醇混匀后制成； 优选地，所述吸附的温度条件为15-30°C，优选20-25°C ； 优选地，所述吸附的时间为5-50min，优选20_30min。
9.权利要求8的制备方法，其还包括纳米活性炭的制备的步骤，所述的纳米活性炭的制备包括以下步骤 (1)球磨将亚微米活性炭于球磨机中研磨12-96小时，优选24-72小时，例如48小时； (2)悬浮将研磨好的活性炭加入到水中混匀，制成混悬液，活性炭与水的质量体积比为I :50 1000，优选为I :250 750，例如I :500，这种悬浮状态保持1-10天，优选3-8天，例如7天； (3)分取和过滤/沉淀 当用于小量的快速制备时，将步骤(2)得到的混悬液，首先取不同层次的上清，然后将所取的不同层次的上清进行离心沉淀或过滤，所得到的不同层次上清的沉淀物或滤过后获得的固体物即为具有不同粒径的纳米活性炭； 当用于规模化生产时，将步骤(2)得到的混悬液再继续沉淀1-10天，由不同层次的上清所得到的再沉淀物即为不同粒径的纳米活性炭。
全文摘要
本发明涉及一种紫杉醇类药物的纳米活性炭载药系统，本发明还涉及紫杉醇类药物纳米活性炭载药系统的制备方法及其在制备预防和/或治疗紫杉醇适应症(例如卵巢癌、乳腺癌、肺癌、大肠癌、黑色素瘤、头颈部癌、淋巴瘤和脑瘤)的药物中的用途。本发明的紫杉醇类药物纳米载药系统对淋巴组织和肿瘤组织具有功能靶向性，能将紫杉醇类药物靶向递送到肿瘤组织，因而可提高药物的疗效，同时降低药物的副作用。
文档编号A61K31/337GK102885778SQ20121042080
公开日2013年1月23日 申请日期2012年10月29日 优先权日2012年10月29日
发明者张英鸽, 蔡要欣, 孙岚, 李前远 申请人:中国人民解放军军事医学科学院毒物药物研究所