一种放射性硅微粒注射剂及制备方法和用途与流程

1.本发明涉及医药技术领域，具体涉及一种放射性硅微粒注射剂及制备方法和用途。


背景技术：

2.目前临床上应用的放射性微球产品主要包括钇[
90
y]树脂微球sir-spheres
®
(sirtex medical limited，australia)和钇[
90
y]玻璃微球 therasphere
®
(btg，uk)和正在开展临床试验研究的钬[
166
ho]树脂微球（quriemsphere
®
），这三款微球产品均是分散于灭菌注射用水或0.9%氯化钠注射液溶液中的放射性微球产品，因在分散溶液中沉降较快易发生堵针使得该类产品无法通过注射器直接注射的方式实现给药。
[0003]
为了实现给药的便利性澳大利亚的oncosil medical公司开发了可用于直接注射的放射性硅微粒（oncosil
tm
），文献（clinical cancer research, 2005, 11(20):7532-7537.）报道改放射性硅微粒是以微晶纤维素-羧甲基纤维素钠水溶液为分散介质的，后通过直接注射的方式进行动物或人体给药。此制剂虽实现了直接注射的目的，但这种制剂也存在几个不足： 1、硅微粒的密度一般在1.8-2.2g/cm3，混匀的硅微粒会随着放置时间较快发生沉降，使用前和使用过程中为了顺利给药需要多次对放射性的硅微粒制剂进行摇匀；2、无法通过给药体积进行准确的放射性剂量计算；3、混合不充分的硅微粒在给药过程中易堵针使得给药失败。


技术实现要素：

[0004]
为了解决背景技术中的技术问题，本发明提供了一种放射性硅微粒注射剂及其制备方法和应用，其中，该放射性硅微粒注射剂粘度低、流动性好，放射性硅微粒在介质中的分散均匀且长时间不发生沉降，可供直接注射使用。
[0005]
第一方面，本发明还提供了一种放射性硅微粒注射剂。
[0006]
申请人在研究中发现，一定浓度的海藻酸钠溶液对硅微粒在水中的分散有一定的助悬作用，但分散于海藻酸钠溶液中的硅微粒在10分钟内即发生完全沉降。进一步将海藻酸钠与二价金属离子结合形成凝胶，其不仅可以均匀分散硅微粒，且硅微粒在优化处方的凝胶中可以长时间不发生沉降。
[0007]
具体为，一种放射性硅微粒注射剂，每1ml该放射性硅微粒注射剂中包含：放射性硅微粒0.1-200mg、水凝胶1-0.85ml硅微粒。
[0008]
进一步的研究发现，通过优化海藻酸钠与二价金属离子的配比和用量，硅微粒注射剂在保证硅微粒不发生沉降时还可保持良好的流动性，其可通过直接注射的方式实现给药。通过加入少量的二价金属离子，海藻酸钠溶液的粘度发生显著的下降，如：0.2%海藻酸钠溶液的粘度约为30mpa
·-s，二价金属离子加入量的不同其形成的水凝胶的粘度也不同，当海藻酸钠与钙离子的质量比为1：0.05-0.15时其形成的水凝胶粘度在5-20mpa
·-s。粘度下降使其注射过程的阻力更小适针性更好，注射变得更为轻松，注射剂中的气泡更易于排
出，更为重要的是其粘度下降的同时放射性硅微粒在水凝胶中的分散变得更为均匀且放射性硅微粒长时间不发生沉降。
[0009]
具体为，所述海藻酸钠与所述二价金属离子的质量比为1：（0.02-0.3），优选为1：（0.05-0.15）。
[0010]
进一步地，所述水凝胶的粘度在1-100mpa
·
s之间，优选5-20mpa
·
s。
[0011]
进一步地，所述二价金属离子指生物相容性良好的二价金属离子，能够与海藻酸钠溶液混合后瞬间反应结合为水凝胶，如钙离子、锶离子，优选为钙离子。
[0012]
进一步地，所述放射性硅微粒上负载的放射性核素可以是任何能稳定负载于硅微粒上的治疗用和/或显像用的核素，包含但不限于：磷[
32
p]、钇[
90
y]、钬[
166
ho]、碘[
131
i] 、碘[
125
i]、锶[
89
sr]、铟[
114
in]、铁[
59
fe]、砷[
76
as]、镧[
140
la]、钯[
103
pd]、铱[
192
ir]、铼[
186
re]、铼[
188
re]、锆[
89
zr]、铜[
64
cu]中任一种或多种，这些核素通过任意方法负载于硅微粒上而得到放射性硅微粒。
[0013]
进一步的研究发现，所述放射性硅微粒注射剂宏观上为类均相，即任意取等体积的该注射剂其所含的放射性硅微粒的数量和放射性剂量基本等量。因此，可通过控制该注射剂的体积实现放射性硅微粒准确定量给药。
[0014]
进一步的研究发现，单位体积所含放射性的剂量在0-5gbq/ml范围内可调，但当放射性硅微粒的放射性剂量超过5gbq/ml时水凝胶在较短的时间发生辐射降解使得该组合物的粘度显著下降且均匀性被破坏。
[0015]
具体为，所述放射性硅微粒的放射性活度为每毫升注射剂中含放射性硅微粒0-5gbq，实现了此放射性硅微粒注射剂的放射性浓度在一定范围内可调。
[0016]
进一步的研究发现，粒径小于1μm的放射性硅微粒的颗粒可较为均匀、稳定分散于羧甲基纤维素钠等高分子助悬剂的水溶液中，而粒径1-1000μm的颗粒在普通高分子助悬剂溶液中无法长时间均匀、稳定分散，而在海藻酸钙水凝胶中可以长时间均匀、稳定分散。但当硅微粒粒径大于300μm时难以通过直接注射顺利给药，粒径小于20μm的颗粒在体内容易迁移至其它组织器官。
[0017]
具体为，所述放射性硅微粒的粒径在1-1000μm，优选粒径为20-300μm，实现了此放射性硅微粒均匀分散于所述水凝胶体系。
[0018]
进一步的研究发现，可吸收性硅、生物相容性硅、生物活性硅、多孔硅、多晶硅、无定形硅为原料的放射性硅微粒均能在海藻酸钙水凝胶中均匀分散。
[0019]
具体为，所述放射性硅微粒包含但不限于：钇[
90
y]硅微粒、钬[
166
ho]硅微粒、磷[
32
p]硅微粒、碘[
131
i/
125
i]硅微粒、锶[
89
sr]硅微粒、铟[
114
in]硅微粒、铁[
59
fe]硅微粒、砷[
76
as]硅微粒、镧[
140
la]硅微粒、钯[
103
pd]硅微粒、铱[
192
ir]硅微粒、铼[
186
re]硅微粒、铼[
188
re]硅微粒、锆[
89
zr]硅微粒、铜[
64
cu]硅微粒中的一种或多种。即本发明实现了适用于治疗用和/或显像用的放射性硅微粒均匀分散的水凝胶体系，该水凝胶体系同时适用于一种或多种放射性硅微粒。
[0020]
第二方面，本发明还提供了一种制备放射性硅微粒注射剂的方法，包括以下两种制备方法：在一具体实施方式中，直接将所述放射性硅微粒与水凝胶混合均匀，具体步骤包含：（1）取一定质量的海藻酸钠溶于适量的灭菌注射用水中，滤膜过滤除菌后再加入一定
量经过滤除菌的氯化钙溶液，混匀即得海藻酸钙水凝胶，为a1剂；（2）将一定量的放射性硅微粒水溶液分装，湿热灭菌，即得，为b1剂；（3）临用前,使用注射器将a1剂与b1剂混合，混匀，静置片刻以除去制剂中的气泡，即得。
[0021]
为了便于临床使用，在另一具体实施方案中，将含二价金属离子的放射性硅微粒溶液与海藻酸钠溶液混合均匀，具体步骤包含：（1）取一定质量的海藻酸钠溶于适量的灭菌注射用水中，过滤除菌后分装，密封，即得海藻酸钠无菌溶液，为a2剂；（2）将一定量的放射性硅微粒分散于一定量的氯化钙溶液中，分装，121℃-15分钟湿热灭菌，即得无菌含钙离子的放射性硅微粒溶液，为b2剂；（3）使用注射器将上述所得a2剂注入b2剂中，混匀，静止片刻以除去制剂中的气泡，即得。
[0022]
在具体的实施方案中，所述滤膜优选孔径0.22μm的除菌滤膜。
[0023]
本发明在使用时，优选将a1剂和b1剂组合包装，或将a2剂和b2剂组合包装作为整套产品发给医院由医院在临用前进行混合配制。
[0024]
本发明第二方面的所述方法，为制备本发明第一方面的所述放射性硅微粒注射剂的方法。
[0025]
第三方面，本发明还提供了一种如本发明第一方面所述的放射性硅微粒注射剂以及如本发明第二方面所述的方法制备的放射性硅微粒注射剂在制备用于治疗肿瘤的药物中的应用。所述肿瘤包含但不限于胰腺癌、肝癌、乳腺癌、前列腺癌等实体肿瘤。
[0026]
进一步地，所述药物包含放射性硅微粒和水凝胶。
[0027]
进一步地，所述药物包含海藻酸钠和含有二价金属离子的放射性硅微粒。
[0028]
进一步的研究发现，本发明的海藻酸钙水凝胶与肿瘤组织内的钙离子可进一步反应生成海藻酸钙凝胶，海藻酸钙凝胶不同于水凝胶，其粘度远大于水凝胶，不具备在组织内的流动性，产生后固定在组织中不易发生移动。此种方式有利于放射性硅微粒产品固定在实体肿瘤内而不易转移至其它的组织器官中，可进一步降低放射性硅微粒产品在治疗过程中发生潜在的安全性风险。
[0029]
本发明所述的放射性硅微粒注射剂可以直接注射给药，也可以通过穿刺针介入后注射给药。
[0030]
具体为，当所述肿瘤为体表或浅表肿瘤时，所述药物通过直接注射的方法进行病灶内给药；而胰腺癌、肝癌、脑胶质瘤等深体实体肿瘤则可通过超声引导下的穿刺针介入或超声内镜引导下进行瘤内注射给药。通过局部高剂量的放射性辐射实现对实体肿瘤的杀伤和杀灭从而实现肿瘤的治疗。
[0031]
所述药物可用于对所述肿瘤局部直接注射给药，且药物到达病灶部位后可与组织液中的钙离子反应成凝胶使得水凝胶逐渐丧失流动性，有利于将放射性硅微粒固定在病灶部位并降低局部放疗过程中对其它组织或器官的毒副作用。
[0032]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明通过将海藻酸钠溶液制备成为水凝胶显著降低了海藻酸钠溶液的粘度使得注射剂不易产生气泡或气泡易于排出，提升适针性的同时改善了放射性硅微粒在液相介质中
的分散均匀性并使得其在液相中长时间不发生沉降，同时通过水凝胶在肿瘤内的进一步的原位凝胶化实现了将放射性硅微粒固定在肿瘤内的目的，在改善放射性硅微粒体内分布的前提下降低了其临床使用的安全风险，具有良好的应用前景。
[0033]
本发明的放射性硅微粒用于制备治疗肿瘤的药物，此药物对所述肿瘤局部直接注射给药，且药物到达病灶部位后可与组织液中的钙离子反应成凝胶使得水凝胶逐渐丧失流动性，有利于将放射性硅微粒固定在病灶部位并降低局部放疗过程中对其它组织或器官的毒副作用。
[0034]
本发明很好地解决了放射性硅微粒不易直接注射和放射性硅微粒给药过程中不能直接通过给药体积进行放射性剂量定量的问题。
附图说明
[0035]
图1为本发明实施例11中，摇匀后静置1小时后各样品的混悬状态对比图；图2为本发明实施例12中，sd大鼠肝脏局部注射实施例6中注射剂72小时后的pet扫描图像。
具体实施方式
[0036]
下面结合实施例和附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0037]
实施例1一种制备磷[
32
p]硅微粒注射剂的方法，该方法包含以下步骤：取海藻酸钠20mg溶解于10ml灭菌注射用水中，通过0.22μm的除菌过滤膜后，加入0.45g/l的无菌氯化钙溶液10ml，混匀后即得粘度16.6mpa
·
s（约20℃）的海藻酸钙水凝胶，为a1剂；将磷[
32
p]硅微粒50mg分散在1ml的灭菌注射用水中，封装，121℃-15min湿热灭菌后备用，为b1剂；将上述所得的a1剂加入到b1剂中，混匀即得。该注射剂在5小时内未观察到放射性硅微粒开始沉降。
[0038]
实施例2一种制备磷[
32
p]硅微粒注射剂的方法，该方法包含以下步骤：取海藻酸钠20mg溶解于10ml灭菌注射用水中，通过0.22μm的除菌过滤膜后，封装备用,为a2剂。将磷[
32
p]硅微粒100mg分散在含氯化钙5mg的1ml的灭菌注射用水中，封装，121℃-15min湿热灭菌后备用，为b2剂。将上述所得的a2剂加入到b2剂中，混匀即得。该注射剂在5小时内未观察到放射性硅微粒开始沉降。
[0039]
实施例3一种制备锶[
89
sr]硅微粒注射剂的方法，该方法包含以下步骤：取海藻酸钠20mg溶解于10ml灭菌注射用水中，通过0.22μm的除菌过滤膜后，封装备用,为a2剂。将锶[
89
sr]硅微粒300mg分散在含氯化钙5mg的1ml的灭菌注射用水中，封装，121℃-15min湿热灭菌后备用，为b2剂。将上述所得的a2剂加入到b2剂中，混匀即得。该注射剂在2小时内未观察到放射性硅微粒开始沉降。
[0040]
实施例4一种制备铜[
64
cu]硅微粒注射剂的方法，该方法包含以下步骤：取海藻酸钠20mg溶解于10ml灭菌注射用水中，通过0.22μm的除菌过滤膜后，加入0.6g/l的无菌氯化钙溶液10ml，混匀后即得粘度8.4mpa
·
s（约20℃）海藻酸钙水凝胶，为a1剂。将铜[
64
cu]硅微粒100mg分散在1ml的灭菌注射用水中，封装，121℃-15min湿热灭菌后备用，为b1剂。将上述所得的a1剂加入到b1剂中，混匀即得。该注射剂在2小时内未观察到放射性硅微粒开始沉降。
[0041]
实施例5一种制备铟[
114
in]硅微粒注射剂的方法，该方法包含以下步骤：取海藻酸钠20mg溶解于10ml灭菌注射用水中，通过0.22μm的除菌过滤膜后，加入0.6g/l的无菌氯化钙溶液10ml，混匀后即得粘度8.4mpa
·
s（约20℃）海藻酸钙水凝胶，为a1剂。将铟[
114
in]硅微粒200mg分散在1ml的灭菌注射用水中，封装，121℃-15min湿热灭菌后备用，为b1剂。将上述所得的a1剂加入到b1剂中，混匀即得。该注射剂在3小时内未观察到放射性硅微粒开始沉降。
[0042]
实施例6一种制备锆[
89
zr]硅微粒注射剂的方法，该方法包含以下步骤：取海藻酸钠20mg溶解于10ml灭菌注射用水中，通过0.22μm的除菌过滤膜后，加入0.6g/l的无菌氯化钙溶液10ml，混匀后即得粘度8.4mpa
·
s（约20℃）海藻酸钙水凝胶，为a1剂。将锆[
89
zr]硅微粒5mg分散在1ml的灭菌注射用水中，封装，121℃-15min湿热灭菌后备用，为b1剂。将上述所得的a1剂加入到b1剂中，混匀即得。该注射剂在3小时内未观察到放射性硅微粒开始沉降。
[0043]
实施例7一种制备诊疗一体铼[
186
re/
188
re]硅微粒注射剂的方法，该方法包含以下步骤：取海藻酸钠20mg溶解于10ml灭菌注射用水中，通过0.22μm的除菌过滤膜后，加入0.5g/l的无菌氯化钙溶液10ml，混匀后即得粘度8.0mpa
·
s（约20℃）海藻酸钙水凝胶，为a1剂。将铼[
186
re/
188
re]硅微粒100mg分散在1ml的灭菌注射用水中，封装，121℃-15min湿热灭菌后备用，为b1剂。将上述所得的a1剂加入到b1剂中，混匀即得。该注射剂在3小时内未观察到放射性硅微粒开始沉降。
[0044]
实施例8一种制备诊疗一体放射性硅微粒注射剂的方法，该方法包含以下步骤：取海藻酸钠20mg溶解于10ml灭菌注射用水中，通过0.22μm的除菌过滤膜后，加入0.5g/l的无菌氯化钙溶液10ml，混匀后即得粘度8.0mpa
·
s（约20℃）海藻酸钙水凝胶，为a1剂。将磷[
32
p]硅微粒100mg和铜[
64
cu]硅微粒20mg分散在1ml的灭菌注射用水中，封装，121℃-15min湿热灭菌后备用，为b1剂。将上述所得的a1剂加入到b1剂中，混匀即得。该注射剂在2小时内未观察到放射性硅微粒开始沉降。
[0045]
其它种类的放射性硅微粒注射剂亦可通过上述相同或相近的方法和过程获得，在此不再一一说明。
[0046]
实施例9研究不同放射性硅微粒注射剂类型在组织中的注射和适针性：
取市场购买的新鲜鸡胸肉，切块后（约3*3*2cm），使用1ml的注射器吸取0.5ml的硅微粒混悬液用于注射，从表面插针（深度1cm），注射器垂直插入，所有样本均单点缓慢注射。试验表明硅微粒在羧甲基纤维素钠溶液中的分散性和混悬特性远好于同浓度的海藻酸钠溶液，因此，此处新型制剂与羧甲基纤维素钠作为助悬剂进行对比研究。依次进行实施例1、实施例2中的注射剂，以及放射性硅微粒分散于0.1%羧甲基纤维素钠溶液、0.2%羧甲基纤维素钠溶液、0.5%羧甲基纤维素钠溶液、1.0%羧甲基纤维素钠溶液中各类注射剂的鸡肉组织注射给药。给药过程中根据注射是否顺利、硅微粒在针头残留情况进行适针性的评判，结果如表1所示。试验过程中发现，实施例1和实施例2均展现了良好的适针性，给药顺利且给药阻力小；不同浓度的羧甲基纤维素钠溶液分散的放射性硅微粒系列也有较好的适针性，均能完成给药；其中，0.5%和1.0%羧甲基纤维素钠均具有较大的浓度，注射稍微吃力。而0.1%和0.2%的羧甲基纤维素钠溶液均出现了偶发堵针，但调整注射位置后可完成给药。
[0047]
表1.不同类型注射剂的适针性研究和辅料用量数据。
[0048]
实施例10不同放射性硅微粒注射剂类型均匀性研究：分别取10ml实施例1-3的注射剂置于10ml的量筒中，依次在10、8、6、4、2ml刻度处取样500μl使用放射性活度计进行活度测定，每个刻度处进行2次取样测试并取平均值。不同刻度处取样所得活度如表2所示。
[0049]
表2.不同注射剂处方的放射性硅微粒分布均匀性测试
。
[0050]
表2的结果表明，实施例1-3各处取样测试的活度是基本一致的，差异均在5%以内，证明注射剂本身是均匀的，可以借助药液的体积进行放射性活度的准确计算。
[0051]
实施例11不同放射性硅微粒注射剂类型的沉降时间研究：将不同注射剂类型的放射性硅微粒取约4ml置于10ml的西林瓶中，充分摇匀后静置，记录硅微粒完全沉降于瓶底的时间。分别研究了实施例1、实施例2和分别将100mg的放射性硅微粒分散于5ml的0.1%羧甲基纤维素钠溶液、0.2%羧甲基纤维素钠溶液、0.5%羧甲基纤维素钠溶液、1.0%羧甲基纤维素钠溶液，充分摇匀后静置记录沉降时间。结果如表3所示。摇匀后静置一定时间各注射剂的分散状态对比如图1所示，图1中样品从左往右依次对应表3中从上至下6种介质分散的硅微粒。
[0052]
表3.放射性硅微粒在不同溶液介质中的沉降研究和粘度。
[0053]
从表3的数据及图2可知，实施例1和实施例2制备的放射性硅微粒注射剂其硅微粒在液相介质中分散均匀且长时间不发生沉降，后进一步的观察发现其稳定、均匀分散而不发生沉降的时间均超过了5小时。不同浓度羧甲基纤维素溶液分散的放射性硅微粒均在40min内完全沉降，其难以长时间维持均匀的状态。
[0054]
实施例12放射性硅微粒注射剂给药及体内分布研究：实验动物：sd大鼠2只，体重400-430 g。给药过程：将大鼠麻醉后开腹，棉签轻压中叶叶缘固定肝叶。纱布剪洞轻覆于注射表面，1ml注射器吸取实施例6中的注射剂后直接注射进肝脏。注射实施例6的放射性硅微粒注射剂 200μl（约120μci），手术缝合关腹。给药72小时后进行pet检查，置于扫描探头下，扫描10-15分钟，观察放射性分布情况，放射性硅微粒的
分布结果如图2所示。
[0055]
结合图2可看出，锆[
89
zr]硅微粒注入肝脏组织72小时后集中分布于肝脏组织中，未发生其它器官和组织的转移，放射性的硅微粒在整个肝脏均有较为明显的分布。证明本发明的放射性硅微粒注射剂直接注射后可集中分布在注射部位所在的器官而不易发生远处转移，有利于在肿瘤治疗过程中实现真正的局部治疗而不伤害正常的组织从而保障患者的安全。
[0056]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。