注射用小分子修饰氧化铁纳米粒冻干粉及制备方法

专利名称：注射用小分子修饰氧化铁纳米粒冻干粉及制备方法
技术领域：
本发明涉及核磁共振成像造影剂，具体涉及注射用小分子修饰氧化铁纳米粒造 影剂冻干粉及制备方法。
背景技术：
磁共振成像(Magnetic resonance imaging, MRI)是利用生物体不同组织中水分 子质子在外加磁场影响下产生不同的共振信号来成像的一种极具潜力的诊断技术， 其信号的强弱取决于组织内水的含量和水质子的弛豫时间。与计算机断层照相术 (Computer assisted tomogr叩hy， CT)、 X-射线及核素成像相比没有放射引起的电离损 害，且分辨率较高。自1988年第一个MRI造影剂Gd-DTPA(轧-二乙三胺五乙酸， 商品名磁显葡胺)由德国先灵公司(Schering AG)成功开发以来，因其快速动态扫 描及额外增加正常和病变组织间对比度等优点，使MRI诊断的敏感性和特异性均 得以提高，故很快被人们所接受，并为MRI技术的发展提供了一个新的突破口。 随后，研究人员又开发了一系列MRI造影剂，如Gd-DOTA(钆特酸葡胺)、 Gd-BOPTA(轧贝葡胺)、Mn-DPDP(二吡哆醇二磷酸锰)、超顺磁性氧化铁等。MRI造 影剂一般分为顺磁性、铁磁性及超顺磁性造影剂。Gd-DTPA是目前研究和应用最 多的顺磁性造影剂，主要用于中枢神经系统的磁共振成像。由于其体内分布没有特 异性的靶器官，且体内消除过快(迅速通过细胞间隙并经肾脏排泄)，在临床诊断过 程中难以维持所需浓度，同时又必须配备能够快速扫描的设备，因此具有组织特异 耙向性及较长血循环半衰期的超顺磁性造影剂应运而生。
癌症的诊断和治疗是全球性的难题，而肝癌是我国位居第二的癌症"杀手"，如 何有效控制是当务之急，临床上的早期发现、早期诊断是其关键。超顺磁性氧化铁 (Superparamagnetic iron oxide, SPIO)是一种纳米级的磁性材料，将其作为分子影像探 针材料，制备成具有肝脏特异靶向性的磁共振成像造影剂，在肝脏局灶性病变尤其 是小肝癌、微小肝癌的检出率、定性鉴别诊断方面，开创了细胞功能与影像结合的
新天地。在肝癌的早期检测中，由原来只能检出3cm以下的小肝癌提高到检出5mm 以下的微小肝癌，即在患者出现临床症状前或在癌症发生浸润前得以确诊，从而得 到及时治疗，进而籍此改善预后，达到提高治愈率、降低死亡的目的。此外，SPIO 还具有粒径小、对外加磁场高敏感性、撤出磁场后无净剩磁、弛豫率高、使用剂量 小、非靶器官分布少、毒副作用小等优势，因此成为近年来MRI造影剂的研究热点。 由于SPIO容易聚集，所以需对其表面进行修饰以提高溶液中的稳定性，最常 见的是大分子葡聚糖修饰。目前，临床上应用最多的SPIO选择性肝脏靶向MRI造 影剂是由美国Advanced Magnetic公司生产的AMI-25(Ferumoxides,商品名Feridex, 菲立磁)，也是唯一进入中国市场的SPIO造影剂。Feridex是一种由葡聚糖修饰的铁 氧化物胶体溶液，且肝脏靶向性好(经静脉给药后剂量的80%以上分布于肝脏)。但 由于价格昂贵，很快从中国市场退出。与葡聚糖相比小分子单体螯合剂价格低廉， 安全无毒，可提高SPIO的稳定性，目前尚未有小分子修饰SPIO的相关产品上市。 除此之外，小分子修饰SPIO还具有如下特殊优点1、小分子可以与磁性粒子形成 稳定的水溶性复合物，该复合物可以在许多外界环境中稳定存在，如较大的pH范 围(3-11)、合适的离子强度(0.35mol/l)及多种生化缓冲液(醋酸、拧檬酸、磷酸、Tris); 2、小分子中的活性基团可以接枝多种生物分子，进一步应用于受体介导的磁标记探 针成像。虽然小分子修饰可大大提高SPIO溶液态的稳定性，但是仍不能满足长时 间存放不聚集的要求。

发明内容
技术问题本发明的目的是提供一种注射用小分子修饰氧化铁纳米粒冻干粉及 制备方法，克服小分子修饰SPIO造影剂液体形式储存过程中出现的聚集、沉淀等 不稳定问题，将其制成疏松多孔的冻干粉针可以避免液体储存过程中的聚集、沉淀 等现象，防止聚集体静脉注射后导致的毛细血管栓塞等问题，还可以大大延长产品 的有效期，增加产品的市场占有份额及竞争力。
技术方案本发明提供一种注射用小分子修饰氧化铁纳米粒冻干粉及制备方 法。这是一种小分子修饰氧化铁纳米粒核磁共振造影剂的新型制剂一冻干粉针，临 床使用前将其溶解稀释后可静脉注射，用于肝、脾、淋巴结的核磁共振成像及分子 探针。目前，将小分子修饰氧化铁纳米粒制成冻干粉针的处方及制备工艺未见报道。
本发明的注射用小分子修饰氧化铁纳米粒冻干粉的组成为小分子修饰氧化铁纳
米粒、冻干保护剂、附加剂；按重量百分比计其组成如下 小分子修饰氧化铁纳米粒，以铁计 0.1-40% 冻干保护剂 5-95% 稳定剂 1—60% 。
小分子修饰氧化铁纳米粒中，氧化铁为三氧化二铁或四氧化三铁；氧化铁纳米 粒铁核的平均粒径在1~50纳米；用于修饰氧化铁纳米粒的小分子为氨基酸、a-羟基
酸、羟肟酸、二巯基丁二酸、二氧化硅中的一种。
所述的冻干保护剂为葡萄糖、乳糖、甘露醇、山梨醇、肌醇、木糖醇、蔗糖、 海藻糖、脂肪酸蔗糖酯、麦芽糖、麦芽三糖、麦芽糖糊精、果聚糖、右旋糖苷、淀 粉、轻乙基淀粉中的一种或几种的混合物。
所述的稳定剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物、吐温80、聚乙二
醇中的一种或几种的混合物。
注射用小分子修饰氧化铁纳米粒冻干粉的制备方法如下将小分子修饰氧化铁 纳米粒液体过G3锤熔漏斗，与冻干保护剂及稳定剂的注射用水溶液机械搅拌混合均 匀，采用超声或高压均质进一步分散，过G3锤熔漏斗；充氮气，100。C加热灭菌
30分钟或过0.22pm滤膜除菌；-40~-15°<:预冻6~12小时后，冷冻干燥10~24 小时，即得。
有益效果制备稳定的大分子葡聚糖修饰的铁氧化物胶体溶液成本很高，其原 因有二 1、需采用高纯度的大分子进行氧化铁的表面修饰，而生产纯度高的大分子 一般工艺复杂，且产量较低；2、 一般制备得到的氧化铁纳米粒粒径很难均一，均具 有一定的分布范围，而粒径分布不均一是液态纳米粒分散系统不稳定的重要因素， 所以需要通过多种方式分离纯化，以期得到粒径分布窄的氧化铁纳米粒，这样势必 导致产量降低，成本升高。相对大分子难以得到高纯品而言，小分子更易纯化，所 以本发明中选用修饰氧化铁纳米粒的原料成本低廉，加之将其制成固态冻干粉针后 可避免液态纳米粒粒径不均加速沉降的可能，从而摒弃导致产量大大降低的分离步 骤。可见，本发明中涉及的小分子修饰氧化铁冻干粉针具有突出的市场优势。
采用本发明的处方及制备工艺制备得到的小分子修饰氧化铁冻干粉针，经重建 水化后不改变冻干前氧化铁纳米粒的磁学性质、铁核粒径、平均粒径、粒径分布等 重要性质，水化后的溶液可稳定72小时以上，不溶血，无血管剌激性，符合临床静 脉注射要求。
具体实施例方式
冻干粉针的组成为小分子修饰氧化铁纳米粒、冻干保护剂、附加剂等。其处方 组成如下(按重量百分比计)
小分子修饰氧化铁纳米粒(以铁计)0.1—40 %
冻干保护剂 5-95% 稳定剂 1 - 60 %
其优选处方组成如下
小分子修饰氧化铁纳米粒(以铁计) 4-20% 冻干保护剂 20-80% 稳定剂 10-40%
用于修饰氧化铁纳米粒的小分子氨基酸为谷氨酸、L-半胱氨酸、赖氨酸、苯丙 氨酸等，a-羟基酸为柠檬酸、酒石酸、葡萄糖等、羟肟酸为精氨酸羟肟酸等。 制备过程如下
将小分子修饰氧化铁纳米粒液体过G3锤熔漏斗，与冻干保护剂及稳定剂的注射 用水溶液机械搅拌混合均匀，采用超声或高压均质进一步分散，过G3锤熔漏斗；充 氮气，100。C加热灭菌30分钟或过0.22pm滤膜除菌；-40 ~ - 15 。C预冻6 ~ 12小 时后，冷冻干燥10-24小时，即得。
实施例1:将柠檬酸修饰氧化铁纳米粒胶体溶液56mg (以铁计)过G3锤熔漏 斗，与含0.5g甘露醇、0.1g吐温80的注射用水溶液机械搅拌混合均匀，采用超声 或高压均质进一步分散，过G3锤熔漏斗；充氮气，100。C加热灭菌30分钟除菌；-2(TC预冻12小时后，冷冻干燥12小时，即得。
实施例2:将二巯基丁二酸修饰氧化铁纳米粒胶体溶液56mg (以铁计)过G3 綞熔漏斗，与含0.8 g山梨醇、0.05g聚乙二醇400的注射用水溶液机械搅拌混合均 匀，采用超声或高压均质进一步分散，过G3锤熔漏斗；充氮气，100。C加热灭菌 30分钟除菌；-40°(:预冻12小时后，冷冻干燥24小时，即得。
实施例3:将谷氨酸修饰氧化铁纳米粒胶体溶液56mg (以铁计)过G3锤熔漏 斗，与含lg葡萄糖、0.12g聚乙烯吡咯垸酮的注射用水溶液机械搅拌混合均匀，采 用超声或高压均质进一步分散，过G3锤熔漏斗；充氮气，过0.22^011滤膜除菌；-30 "C预冻10小时后，冷冻干燥18小时，即得。
权利要求
1.一种注射用小分子修饰氧化铁纳米粒冻干粉，其特征在于该冻干粉的组成为小分子修饰氧化铁纳米粒、冻干保护剂、附加剂；按重量百分比计其组成如下小分子修饰氧化铁纳米粒，以铁计 0.1-40％冻干保护剂 5-95％稳定剂 1-60％。
2. 根据权利要求1所述的注射用小分子修饰氧化铁纳米粒冻干粉，其特征在于 小分子修饰氧化铁纳米粒中，氧化铁为三氧化二铁或四氧化三铁；氧化铁纳米粒铁 核的平均粒径在1 50纳米；用于修饰氧化铁纳米粒的小分子为氨基酸、a-羟基酸、 羟肟酸、二巯基丁二酸、二氧化硅中的一种。
3. 根据权利要求1所述的注射用小分子修饰氧化铁纳米粒冻干粉，其特征在于 所述的冻干保护剂为葡萄糖、乳糖、甘露醇、山梨醇、肌醇、木糖醇、蔗糖、海藻 糖、脂肪酸蔗糖酯、麦芽糖、麦芽三糖、麦芽糖糊精、果聚糖、右旋糖苷、淀粉、 羟乙基淀粉中的一种或几种的混合物。
4. 根据权利要求1所述的注射用小分子修饰氧化铁纳米粒冻干粉，其特征在于 所述的稳定剂为聚乙烯吡咯垸酮、聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物、吐温80、聚乙二醇中 的一种或几种的混合物。
5. —种如权利要求1所述的注射用小分子修饰氧化铁纳米粒冻干粉的制备方法， 其特征在于制备过程如下将小分子修饰氧化铁纳米粒液体过G3锤熔漏斗，与冻干 保护剂及稳定剂的注射用水溶液机械搅拌混合均匀，采用超声或高压均质进一步分 散，过G3锤熔漏斗；充氮气，100。C加热灭菌30分钟或过0.22pm滤膜除菌；-40 ~-15。C预冻6 12小时后，冷冻干燥10 24小时，即得。
全文摘要
注射用小分子修饰氧化铁纳米粒冻干粉的组成为小分子修饰氧化铁纳米粒、冻干保护剂、附加剂；按重量百分比计其组成如下小分子修饰氧化铁纳米粒，以铁计0.1-40％，冻干保护剂5-95％，稳定剂1-60％。制备过程如下将小分子修饰氧化铁纳米粒液体过G₃锤熔漏斗，与冻干保护剂及稳定剂的注射用水溶液机械搅拌混合均匀，采用超声或高压均质进一步分散，过G₃锤熔漏斗；充氮气，100℃加热灭菌30分钟或过0.22μm滤膜除菌；-40～-15℃预冻6～12小时后，冷冻干燥10～24小时，即得。
文档编号A61K49/06GK101366953SQ200810156259
公开日2009年2月18日 申请日期2008年10月8日 优先权日2008年10月8日
发明者宇 张, 非 熊, 宁 顾 申请人:东南大学