富勒烯在制备药物中的用途以及保护脾脏的药物的制作方法

本发明属于生物医药领域，涉及富勒烯在制备药物中的用途以及保护脾脏的药物。

背景技术：

脾脏，作为人体重要的免疫器官，具有多种功能：脾脏是一血库，能储血、造血；脾脏犹如血循环的“淋巴结”，可起到滤血的功能；脾脏内充满大量的淋巴组织，可产生抗体、调理素，能调节内分泌；调节骨髓活动；抗肿瘤等。

脾脏损伤是比较常见的内脏损伤，传统的治疗方法是切除脾脏，但往往会造成感染和免疫异常等，严重威胁切脾患者的生命安全。近年来，脾脏损伤治疗方法主张“保脾”，一方面保持脾脏的免疫功能，另一方面达到止血、修复的目的。保脾疗法主要为静脉输血、输液、胃肠减压等，需观察周期较长，若无效，尚需进行保脾手术，而脾脏组织比较脆弱，易被缝线割裂而成为新的出血点。

因此，开发具有保脾功能的药物、保健品或保健食品具有重要意义。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

纳米材料由于尺寸小、生物兼容性好、表面易被生物亲和分子修饰，合成可控，越来越多地应用在生物医药的研制中。发明人经过深入研究以及大量实验发现，在诸多纳米材料中，富勒烯由多个五元环以及多个六元环构成，由于分子中具有多个双键，极易与自由基反应。并且，富勒烯能够在体内代谢，毒副作用小。富勒烯的各类修饰物(如金属富勒烯纳米材料)、衍生物保持了富勒烯易与自由基反应、毒副作用小等优点，具有改善血细胞的数量和质量、清除自由基，能够保脾，改善脾脏的免疫、造血等功能等优点的至少之一。

有鉴于此，本发明提出了富勒烯活性物质在制备药物中的用途。该药物利用富勒烯活性物质极易与自由基反应的特点，使得含有富勒烯活性物质的药物在用于保护脾脏时，具有下列优点的至少之一：改善血细胞的数量和质量、清除自由基、保脾、改善脾脏的免疫、造血等功能、物相容性好以及毒副作用小。

在本发明的一个方面，本发明提出了富勒烯活性物质在制备药物中的用途，所述药物用于保护脾脏。由此，可以使该保护脾脏的药物具有下列优点的至少之一：改善血细胞的数量和质量、清除自由基，保脾，改善脾脏的免疫、造血等功能、物相容性好以及毒副作用小。

根据本发明的实施例，所述药物进一步包括辅料，所述辅料包括水以及水溶性载体的至少之一。由此，可以简便地通过静脉注射等途径，实现该药物的供给。

根据本发明的实施例，所述富勒烯活性物质包括富勒烯、所述富勒烯的水溶性修饰物以及所述富勒烯的衍生物的至少之一。由此，可以进一步提高该药物的使用效果。

根据本发明的实施例，所述富勒烯包括选自空心富勒烯c2n、m@c2n、m2@c2n、ma@c2n、m3n@c2n、m2c2@c2n、m2s@c2n、m2o@c2n和mxa3-xn@c2n中的至少之一，

其中，m和a分别独立的选自sc、y和镧系金属元素，30≤n≤60，0≤x≤3。由此，可以进一步提高该药物的使用效果。

根据本发明的实施例，所述富勒烯的粒径为1～1000nm。粒径在上述范围内的富勒烯，生物兼容性好，易均匀分散于常用辅料，制备简单。

根据本发明的实施例，所述水溶性修饰物包括羟基修饰物、氨基修饰物以及羧基修饰物的至少之一；所述衍生物为水溶性衍生物。由此，可以进一步提高该药物的使用效果。

根据本发明的实施例，所述水溶性载体包括选自脂质体、蛋白以及聚合物胶束中的至少之一，其中，所述蛋白包括白蛋白或转铁蛋白；所述聚合物胶束含有聚乙丙交酯聚乙二醇、聚赖氨酸以及壳聚糖的至少之一。由此，可以进一步提高该药物的生物兼容性。

根据本发明的实施例，所述富勒烯活性物质的使用剂量为1-100mg/kg。由此，可以进一步提高该药物的使用效果。

在本发明的另一方面，本发明提出了一种药物、保健食品或保健品，所述药物、保健食品或保健品用于保护脾脏。根据本发明的实施例，所述药物、所述保健食品或所述保健品包括前面所述的富勒烯活性物质。

根据本发明的实施例，所述药物为口服剂型或静脉注射剂。由此，可以进一步提高该药物的使用效果。

根据本发明的实施例，所述富勒烯活性物质的使用剂量为1-100mg/kg。由此，可以进一步提高该药物的使用效果。

附图说明

图1显示了根据本发明实施例1的水溶性羟基化金属富勒烯的清除自由基能力测试结果图；

图2显示了根据本发明实施例1的水溶性羟基化金属富勒烯对失血损伤脾组织改善实验的环境扫描电镜图；

图3显示了根据本发明实施例1的水溶性羟基化金属富勒烯对化疗损伤脾组织改善实验的环境扫描电镜图；

图4显示了根据本发明实施例1的水溶性羟基化金属富勒烯对失血损伤脾组织改善实验的病理切片光学显微镜图(200x)；以及

图5显示了根据本发明实施例1的水溶性羟基化金属富勒烯对化疗损伤脾组织改善实验的病理切片光学显微镜图(200x)。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的第一方面，本发明提出了富勒烯活性物质在制备药物中的用途。具体地，根据本发明的实施例，该药物用于保护脾脏。由此，可以使该保护脾脏的药物具有下列优点的至少之一：改善血细胞的数量和质量、清除自由基，保护脾脏、改善脾脏的免疫、造血等功能、生物相容性好以及毒副作用小。

在本发明中，术语“脾损伤”，主要为医源性脾损伤和自发性脾损伤，医源性脾损伤，多为其他疾病并发和/或诱发的脾病，比如抗肿瘤相关化疗药物的诱发等。自发性脾损伤，包括病理脾和正常脾破裂，比如失血造成的脾缺血引起的组织损伤等。脾损伤主要特征包括以下的至少一种：

(1)低血压和失血性休克、腹胀、延迟性脾破裂；

(2)血红细胞计数、血红蛋白等血常规指标下降；

(3)伴随有其它脏器如肝、肾等的损伤。

为了方便理解，下面首先对富勒烯活性物质用于保护脾脏药物的原理进行简要说明：

将富勒烯活性物质与辅料混合制备成药物，可以通过口服、腹腔注射、静脉注射等方式进入生物体内，并通过血液循环富集于脾脏组织中；富勒烯活性物质由于具有碳笼结构以及微纳米级别的粒径，因此具有刚性，使其可以渗透入脾脏组织中。因此，富勒烯活性物质具有下列作用的至少之一：可以利用富勒烯活性物质实现改善脾组织的相关功能，比如改善血细胞的数量和质量，修复脾损伤；富勒烯分子中含有多个六元环，包括多个双键，极易与自由基反应，可以有效清除自由基，起到一定程度的保护脾脏作用；富勒烯活性物质的生物相容性较好，对生物体基本无毒副作用。

本发明中的“脾保护”包括脾保护、脾功能改善的至少之一。

根据本发明的实施例，富勒烯活性物质可以包括富勒烯、富勒烯的水溶性修饰物以及富勒烯的衍生物的至少之一。由此，可以进一步提高该药物的使用效果。

具体地，根据本发明的实施例，富勒烯可以包括选自空心富勒烯c2n、m@c2n、m2@c2n、ma@c2n、m3n@c2n、m2c2@c2n、m2s@c2n、m2o@c2n和mxa3-xn@c2n中的至少之一，其中，m和a分别独立的选自sc、y和镧系金属元素，30≤n≤60，0≤x≤3。由此，可以进一步提高该药物的使用效果。发明人经过大量实验发现，富勒烯不仅具有较强的清除自由基的能力，而且能够在体内代谢，毒副作用小。富勒烯分子中可以含有30～120个碳原子，由多个五元环以及六元环构成尺寸不同的碳笼，并且可以将碱土金属、稀土元素嵌入到不同尺寸的碳笼中形成内嵌金属富勒烯。内嵌金属富勒烯包括单金属内嵌富勒烯、双金属内嵌富勒烯、金属氮化物内嵌富勒烯、金属碳化物内嵌富勒烯、碳氮金属团簇内嵌富勒烯、金属氧化物和金属硫化物内嵌富勒烯等。满足上述结构式的内嵌金属富勒烯可以直接或间接以富勒烯为本体材料合成，保持了富勒烯容易与自由基反应的优点，具有较好的保护脾脏的功能。

根据本发明的实施例，富勒烯的水溶性修饰物可以包括羟基修饰物、氨基修饰物以及羧基修饰物的至少之一。需要说明的是，形成富勒烯的水溶性修饰物的具体方法不受特别限制，本领域技术人员可以根据富勒烯的具体组成以及药物的具体要求，选择适当的方法合成富勒烯的水溶性修饰物。例如，根据本发明的实施例，可以通过共价作用，将非水溶性的上述富勒烯进行水溶性修饰。例如，根据本发明的具体实施例，可以在碱性条件下，通过固液反应制备富勒烯的水溶性修饰物。具体地，可以将富勒烯或金属富勒烯固体粉末与h2o2在碱性下反应，制备富勒烯的羟基水溶性修饰物；通过将富勒烯或金属富勒烯固体粉末与h2o2和氨反应，可制备富勒烯的氨基水溶性修饰物。由此，可以改善富勒烯表面的亲疏水性能，达到水溶性修饰的目的。根据本发明的实施例，富勒烯的衍生物为水溶性衍生物。由此，可以简便地将富勒烯的水溶性衍生物分散在水性辅料中，方便制成静脉注射剂，从而可以进一步提高该药物的使用效果。

根据本发明的实施例，上述富勒烯活性物质可以为水溶性羟基化钆金属富勒烯(gfncs等)、水溶性羟基化c60、水溶性羟基化c70、水溶性氨基化钆金属富勒烯，例如，gd@c82(nh3)n等、水溶性氨基化c60、水溶性氨基化c70、水溶性羧基化钆金属富勒烯，例如gd@c82(cooh)n等、水溶性羧基化c60、水溶性羧基化c70等。上述富勒烯活性物质生物兼容性良好，保持了富勒烯分子的高效清除自由基、保护脾组织等特点，同时由于该类分子特殊的物理化学性质和水溶液中的聚集尺寸，可以高效快速的富集在脾组织之中，保护脾组织，改善脾组织的相关功能。

根据本发明的实施例，富勒烯活性物质的粒径为1～1000nm。粒径在上述范围内的富勒烯活性物质，生物兼容性好，易均匀分散于常用辅料，制备简单，具有一定的刚性，不易变形，可以较好地经血液循环进入脾组织中。

根据本发明的实施例，上述药物中进一步包括辅料。由此，可以将富勒烯活性物质分散在辅料中，便于通过口服、腹腔注射、静脉注射等方式供给到生物体内。具体地，根据本发明的实施例，辅料可以包括水以及水溶性载体的至少之一。由此，可以简便地通过静脉注射等途径，实现该药物的供给。

根据本发明的实施例，水溶性载体包括选自脂质体、蛋白以及聚合物胶束中的至少之一，其中，蛋白包括白蛋白或转铁蛋白；聚合物胶束含有聚乙丙交酯聚乙二醇、聚赖氨酸以及壳聚糖的至少之一。由此，可以进一步提高该药物的生物兼容性。需要说明的是，当药物中的辅料含有上述水溶性载体时，制备药物的具体方法不受特别限制，本领域技术人员可以根据富勒烯活性物质的具体组成以及药物的具体要求，选择适当的方法将富勒烯活性物质与上述水溶性载体结合。例如，根据本发明的实施例，可以通过非共价键修饰方法，将富勒烯活性物质与上述水溶性载体，如脂质体、聚合物胶束、蛋白等添加至油性溶剂中，通过疏水-疏水相互作用，将富勒烯活性物质与上述水溶性载体结合。

根据本发明的实施例，在该药物中，富勒烯活性物质(例如，富勒烯和/或金属富勒烯微纳材料)单次给药(单剂量)时在药物中的浓度范围为0.1mm-10mm，使用剂量为1-100mg/kg。由此，可以进一步提高该药物的使用效果。本领域技术人员可以根据具体情况，按照上述使用浓度范围进行给药，例如，轻度、中度脾病患者可以单剂量使用，重度、极重度脾病患者可以多剂量使用。

需要说明的是，在本发明中，该药物的具体剂型不收特别限制。根据本发明的实施例，该药物的剂型可以为注射液、片剂、颗粒剂、糖浆剂、胶囊、口服液、凝胶剂、固体分散体的至少之一。例如，根据本发明的具体实施例，该药物可以为固体、溶液、胶体、浑浊液等。具体地，可以将富勒烯活性物质以及辅料制备成固体分散体，或者，可以将富勒烯活性物质分散在胶束中，与辅料形成胶体。需要说明的是，该药物可以通过包括但不限于口服、腹腔注射、静脉注射等方式进入生物体内。药物中的有效成分，即富勒烯活性物质主要通过血液循环作用于脾组织。例如，可以将水溶性的富勒烯活性物质溶于生理盐水或超纯水，经滤膜过滤后静脉注射到生物体内。在本发明中，“生物体”、“生物”等术语特指哺乳动物，例如，人、鼠、兔等。

综上所述，本发明提出的富勒烯活性物质的上述用途，具有下列优点的至少之一：

(1)该药物对包括化疗药物、营养物质摄入不足或消耗过多导致的脾损伤都有较好的缓解效果。

(2)所用富勒烯活性物质制备方法简单快速，生物相容性好，对生物体基本无毒副作用，代谢较快，且较易通过血液循环作用于脾组织。

(3)所用富勒烯活性物质对脾脏有一定的保护、修复作用，对脾组织相关功能的恢复作用较明显。

(4)所用富勒烯活性物质可通过静脉注射到生物体内，给药方便。

(5)所用富勒烯活性物质物化性质稳定，清除自由基效果显著。

在本发明的另一方面，本发明提出了一种药物、保健食品或保健品。根据本发明的实施例，上述药物、保健食品或保健品用于保护脾脏。具体地，该药物、保健食品或保健品包括前面所述的富勒烯活性物质。关于富勒烯活性物质保护脾脏的原理以及富勒烯活性物质的具体成分，前面已经进行了详细的描述，在此不再赘述。由于该药物、保健食品或保健品中含有前面描述的富勒烯活性物质，因此该药物、保健食品或保健品具有与前面描述的药物相同的特征以及优点，在此不再赘述。本领域技术人员能够理解的是，在该药物、保健食品或保健品中，可以进一步包括辅料，以满足该药物、保健食品或保健品赋形等方面的需求。关于辅料的具体成分以及含量不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况进行选择。

根据本发明的实施例，该药物可以为口服剂型或静脉注射剂。由此，可以进一步提高该药物的使用效果。根据本发明的试试，该药物的剂型可以具有与前面描述的制药用途中的药物相同的剂型，在此不再赘述。

根据本发明的实施例，该药物在生物体内的使用浓度范围可以为0.1mm-10mm。由此，可以进一步提高该药物的使用效果。关于该药物的有效剂量以及给药方式，可以具有与前面描述的制药用途中的药物相同的特征以及优点，在此不再赘述。

本发明中，术语“有效剂量”指的是给予受试者(或患者、生物体内)的富勒烯活性物质，足以有效传递到脾组织，并能够有效用于防治脾损伤的量。轻度、中度脾病患者可以单剂量使用，重度、极重度脾病患者可以多剂量使用，以达到单次或多次使用后脾病有所缓解，脾脏相关功能得到显著改善的目的。

下面通过具体实施例对本发明进行说明，需要说明的是，下面的具体实施例仅仅是用于说明的目的，而不以任何方式限制本发明的范围，另外，如无特殊说明，则未具体记载条件或者步骤的方法均为常规方法，所采用的试剂和材料均可从商业途径获得。下述实施例中所用的白消安和环磷酰胺(ctx)均购买于sigma-aldrich公司，货号分别为b2635和c0768。下述实施例中，gfncs指水溶性羟基化钆金属富勒烯纳米材料。

实施例1：制备水溶性羟基化金属富勒烯：

1)将100mggd@c82固体粉末(购买于厦门福纳新材料科技有限公司)加入100ml的单口瓶中，分别加入7ml体积分数为30％的过氧化氢水溶液和3ml2m的氢氧化钠水溶液，油浴加热到70℃，反应2-5h。

2)反应后使用m.w.＝3500透析袋除去小分子，使用电导率仪监测直至透析完成，浓缩得到的产物即可得到水溶性羟基化金属富勒烯，经动态光散射(dls)测定其在水溶液中的平均粒径为140nm，粒径分布均一。

实施例2：制备水溶性羟基化空心富勒烯：

1)将100mgc60固体粉末加入100ml的单口瓶中，分别加入7ml体积分数为30％的过氧化氢水溶液和3ml的2m的氢氧化钠水溶液，油浴加热到70℃，反应2-5h。

2)反应后使用m.w.＝3500透析袋除去小分子，使用电导率仪监测直至透析完成，浓缩得到的产物即可得到水溶性羟基化空心富勒烯，经dls测定其在水溶液中的平均粒径为143.4nm，粒径分布均一。

清除自由基能力监测

本发明通过电子自旋共振波谱(esr)来检测水溶性羟基化钆金属富勒烯清除自由基的能力。

羟基自由基寿命短，无法直接测得，因此使用羟基自由基捕获试剂二甲基吡啶n-氧化物(dmpo)。通过紫外诱导的方法产生羟基自由基，然后dmpo捕获产生的羟基自由基生成dmpo自由基，而dmpo自由基比较稳定，它的强度可以使用esr测得。在反应体系中，随着羟基自由基浓度的提高，dmpo自由基的信号强度也越来越高，如果羟基自由基被淬灭，那么就会抑制dmpo自由基的生成。利用该原理，通过抑制dmpo自由基，间接得到gfncs清除羟基自由基的效果。

测试时，对照组为：将50μl质量浓度为37％的双氧水、50μlpbs缓冲液(ph＝7.4)溶液混合后加入100μl(0.133mm)(dmpo、自由基捕获剂)溶液混合，用280nm紫外光照射8min；实验组为：将50μl质量浓度为37％的双氧水和100μl(0.133mm)二甲基吡啶n-氧化物(dmpo、自由基捕获剂)溶液混合，立即加入150μm的实施例1中制备的水溶性羟基化钆金属富勒烯水溶液50μl，用280nm紫外光照射8min，检测自由基的信号强度。

参考图1，实验组中，在实施例1中的gfncs浓度为150μm时，相对于对照组自由基信号明显减弱，即能有效淬灭由紫外光照射双氧水产生的自由基。

对失血引起的脾脏损伤的保护效果

动物模型：选用icr9周龄雌性小鼠，将其随机分成3组，每组6只，分别为空白组、失血组和实验组。

实验组：放血(0.2～0.3ml/次)；药物通过静脉注射入小鼠体内，具体剂量为：实施例1制备的gfncs160μl1.005mm/次。

空白组：不放血；用同体积的生理盐水代替实验组所注射的药物，尾静脉注射入小鼠体内；其它处理方式与实验组一致。

失血组：放血(0.2～0.3ml/次)；用同体积的生理盐水代替实验组所注射的药物，尾静脉注射入小鼠体内；其它处理方式与实验组一致。

先培养小鼠2～3天，观察小鼠状态，状态稳定后，作为实验的第1天。然后分别在第1天、第5天(上午)通过小鼠眼眶放血，并于第5天(下午)、第6天、第7天尾静脉注射gfncs于小鼠体内。

在第11天分别在空白组、失血组、实验组随机选取2只小鼠，颈椎脱臼法处死，分别取其脾脏，一部分用2.5％戊二醛固定，一部分用4％甲醛固定，并做好标记。

环境扫描电镜样品制备：(1)固定：2.5％戊二醛固定样品4h以上，然后用磷酸缓冲液清洗3次，每次15～20min(2)脱水：30％、50％、70％、85％、95％乙醇各一次，每次15～20min。100％乙醇2次，每次15～20min(3)置换：乙酸异戊酯2次，每次15min以上(4)二氧化碳临界点干燥。

做好样品后，用feg场发射环境扫描电子显微镜(采用低真空模式)观察、选择合适区域、照相。每个样品至少选择4个区域观察、对比。如图2所示，空白组小鼠的脾脏中血细胞数量正常且红细胞饱满；失血组小鼠脾脏中血细胞(箭头所指处)数量明显减少，且红细胞呈扁平状，说明失血对小鼠脾脏的血细胞数量以及质量均有较大影响；实验组小鼠脾脏中血细胞数量(箭头所指处)以及质量均明显好于失血组。

病理切片观察样品制备：用4％甲醛固定，送至北大医学部制样，然后在400x显微镜下观察。参考图4，实验组小鼠脾脏中血细胞数量以及质量均明显好于失血组。

综上，放血后，对小鼠脾脏有一定程度的损伤，而注射水溶性羟基化钆金属富勒烯后，小鼠脾脏有明显的改善，较接近空白组，可见水溶性羟基化钆金属富勒烯对脾脏有较好的保护作用。

对化疗药物引起的脾脏损伤的保护效果

动物模型：选用icr5周龄雌性小鼠，将其随机分成3组，每组6只，分别对应空白组、化疗组和实验组。

实验组：化疗药物通过腹腔注射入小鼠体内，具体剂量为：环磷酰胺80mg/kg体重/次，白消安20mg/kg体重/次；gfncs通过尾静脉注射入小鼠体内，具体剂量为：100μl浓度为10mg/ml的gfncs每次。

空白组：用同体积的生理盐水代替实验组所注射的药物，腹腔注射入小鼠体内，其它处理方式与实验组一致。

化疗组：环磷酰胺、白消安通过腹腔注射入小鼠体内，同实验组，并用同体积的生理盐水代替实验组所注射的gfncs，其它处理方式与实验组一致。

先培养小鼠2～3天，观察小鼠状态，状态稳定后，作为实验的第1天。然后分别在第2、5、9和12天注射化疗药物，在第19、20、21、24和25天注射gfncs。

第27天分别在空白组、化疗组、实验组随机选取2只小鼠，颈椎脱臼法处死，分别取其脾脏，一部分用2.5％戊二醛固定，一部分用4％甲醛固定，并做好标记。

环境扫描电镜样品制备：(1)固定：2.5％戊二醛固定样品4h以上，然后用磷酸缓冲液清洗3次，每次15～20min(2)脱水：30％、50％、70％、85％、95％乙醇各一次，每次15～20min。100％乙醇2次，每次15～20min(3)置换：乙酸异戊酯2次，每次15min以上(4)二氧化碳临界点干燥。

做好样品后，用feg场发射环境扫描电子显微镜(采用低真空模式)观察、选择合适区域、照相。每个样品至少选择4个区域观察、对比。参考图3，实验组小鼠脾脏中的血细胞(箭头所指处)数量以及质量与化疗组相比明显有所改善。

病理切片观察样品制备：用4％甲醛固定，送至北大医学部制样，然后在200x以及400x显微镜下观察。显微镜照片参考图4以及图5。对比可见，实验组小鼠脾脏中的血细胞数量与化疗组相比明显有所改善。

综上，注射化疗药物后，对小鼠脾脏有较明显的损伤，而注射水溶性羟基化钆金属富勒烯后，小鼠脾脏有所改善，较接近对照组，可见水溶性羟基化钆金属富勒烯对脾脏有较好的保护作用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

需要说明的是，在本发明中，“脾保护”、“保护脾脏”等术语包括保护脾脏、改善脾功能等情况的至少之一。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。