用固体脂质纳米颗粒提高前药生物利用度的方法

专利名称：用固体脂质纳米颗粒提高前药生物利用度的方法
技术领域：
本发明的技术领域涉及经淋巴系统靶向吸收，提高前药生物利用度的方法。该技术领域也涉及前药的固体脂质纳米颗粒及其制备方法。
背景技术：
新药开发和筛选技术的出现提高了分子的效力，但同时也带来更多理化和生物方面的问题，例如可溶性差和亲脂性低。通过口服途径给予药物有许多优点，但口服给药的药物的疗效却主要依赖于药物的效力和系统利用度或生物利用度。药物效力在很大程度上受该药物的化学或分子结构影响，是个体分子的固有性质。生物利用度受多种因素影响，例如理化、制剂以及患者的相关情况。由于药物生物利用度受多种因素影响，所以可以通过应用涉及修饰药物理化性质和某些程度的生物反应的制剂策略来提高药物生物利用度，以获得尽可能高的生物利用度和治疗效果。然而，理解药物分子在(i)加工(ii)储存和(iii)给药后阶段的行为是比较重要的。在药物吸收至全身性循环之前，口服给药的药物必须成功克服由不同pH范围和消化酶组成的复杂胃肠道(GIT)环境。
为了提高可溶性差和亲脂性低的药物的生物利用度，现有技术记载了多种方法。这些方法可粗分为两类，包括对分子化学结构的改进和剂型改进。改变分子结构、制备前药及盐的形成，是包括在药物分子的化学修饰中的方法。使用溶解增强剂或吸收增强剂、形成包合配合物、以及将大小减少至微米甚至纳米水平，是包括在提高生物利用度的剂型改进中的方法。
前药制备是提高生物利用度众所周知的方法。前药是指活性部分的任何药学上可接受的酯、酯的盐或其它衍生物，在给予受试者时，其能容易地通过酶或非酶途径提供活性部分。前药被设计成用于提高分子的可溶性和渗透性，在其结构中包括极弱的键。这些弱键有利于在肠道上皮细胞或血液中，使前药容易地转化为活性母体部分，但与此同时这些弱键也使前药对胃肠道消化酶和pH作用敏感，导致吸收前的降解，从而使前药设计的目的失败。当前药显示出从肠壁迅速排出时，该问题进一步加剧，其中前药吸收良好，但进入肠细胞之后其易于转化为活性部分，并重新流回肠道而不是进入血液循环，从而降低有效生物利用度。头孢泊肟普昔酯(Cefpodoxime proxetil)是此类前药的原型实例，其有大量吸收前降解和排出机制(efflux machanism)的问题。与头孢泊肟钠静脉注射液相比，商业使用的头孢泊肟普昔酯片剂的绝对生物利用率由此减少至只有约50％。需要慎重地引用制剂技术，以在这种情况中取得更好的结果。
淋巴系统是循环系统的子系统。淋巴系统类似于血液循环系统，其中淋巴管分支就像动脉和静脉通过身体的所有部位，只不过淋巴系统携带的是称为淋巴的无色液体而不是血液。淋巴系统的解剖学和生理学在身体各个部位是不同的。小肠淋巴的特点在于，在每一绒毛中有位于中央的乳糜管。乳糜管通过肠系膜淋巴管与淋巴毛细管/引流管(drain)管丛相连，连入乳糜池。来自乳糜池的淋巴液从胸导管排出，在左内颈静脉和左锁骨下静脉处直接排空至总循环中。消化道相关的淋巴组织，包括扁桃体、腺样体(瓦尔代尔环，Waldeyer’s ring)、Peyer淋巴集结、阑尾和大肠中的淋巴聚集体、胃部随年龄积累的淋巴样组织、食管小淋巴聚集体、以及消化道固有层中弥散分布的淋巴细胞和浆细胞。Peyer淋巴集结是小肠中发现的淋巴组织较大的聚集体。覆盖着“圆顶”的上皮包含有大量的上皮内淋巴细胞。一些上皮细胞在其表面有复杂的微折叠。这些细胞被称为M细胞，据信它们在从肠腔至Peyer淋巴集结的抗原转移中起重要作用。
因此，由于淋巴系统独特的解剖学和生理学特性，存在利用淋巴系统作为药物递送的可选方法的潜力。靶向给药至淋巴系统有一定的优点。这些优点包括可避免首过代谢，直接将药物递送至淋巴循环的特定区域(例如在治疗疾病的情况下)，以及调节药物递送至系统循环的效率的可能性。影响表观淋巴转运的主要因素包括给药途径、药物递送系统设计、以及药物的理化和代谢性质。可使大分子和胶状颗粒(例如乳糜微粒)选择性地经淋巴系统通过间隙吸收。纳米颗粒通过称为细胞内吞的特定方法进入淋巴系统。已在存在吸收增强剂的情况下，用药物与高分子量载体(例如硫酸葡聚糖)复合的亲淋巴递送系统，来增强抗癌药物的选择性淋巴递送。
现有技术教导了多种主要针对溶解性提高的制剂方法，通常期望藉此有利于提高生物利用度。一种这样的方法涉及对可溶性差的药物使用脂质系统。脂质系统的制剂包括微米或纳米乳剂、脂质体、自乳化药物递送系统、以及固体脂质纳米颗粒。
美国专利4,880,634公开了用于口服给予生物利用度较差药物的脂质纳米粒(nano-pellet)。其公开了包含以极细液态、胶状悬液形式存在的脂质纳米粒的口服给药药物的赋形剂系统，该脂质纳米粒包括脂质和表面活性剂，其中纳米粒的颗粒直径在50-1,000nm范围内，在脂质纳米粒中脂质与表面活性剂的比率在1∶0.1-1∶2.2范围内，其中脂质纳米粒在悬液中以1-20重量％的浓度存在。可将药学活性物质与脂质纳米粒一起提供，这就使提高口服给药生物利用度成为可能。
美国专利5,785,976涉及室温下生物可降解脂质固体颗粒的悬液，优选甘油三酯，其可用作水溶性差药物或其它生物活性试剂的载体并可用于颗粒的悬浮。
Eldem等(Pharm.Res.，8，(1991)，47-54)描述了喷雾干燥和喷雾冷凝方法制备的脂质微丸(micropellet)。获得的球状微丸有光滑的表面。
美国专利5,250,236公开了用微乳技术制备固体脂质纳米颗粒的方法，包括以下步骤将融化的脂质物质加入由水、表面活性剂和可选表面活性助剂组成的混合物中，形成微乳，将微乳分散于水中，透滤水洗，冷冻干燥，获得终产品。
美国专利6,337,092公开了包被有天然磷脂的亚微米至微米大小的颗粒或微粒，其中所述颗粒是通过组合使用静电和立体稳定剂，分别从至少一种带电表面修饰剂和至少一种嵌段共聚物制备的。该颗粒的生成及储存稳定性受该静电和立体稳定剂组合的影响。

发明内容
本领域已知脂质纳米颗粒可提高某些疏水性药物的生物利用度。然而，现在我们发现固体脂质纳米颗粒可用作配制有吸收前降解(在胃肠腔中或在肠细胞或上皮细胞)和/或排出机制问题的前药的递送系统，从而通过经淋巴系统的靶向吸收增强该前药的生物利用度。
因此，在一个总的方面，本发明提供了通过经淋巴系统的靶向吸收提高前药生物利用度的方法。
在另一总的方面，本发明提供了使用固体脂质纳米颗粒将前药的生物利用度提高到常规口服剂型的1.25倍或更多的方法。
在另一总的方面，本发明提供了包含前药和脂质载体的前药的固体脂质纳米颗粒，该前药的固体脂质纳米颗粒的生物利用度提高到常规口服剂型的1.25倍或更多。
在另一总的方面，本发明提供了前药的固体脂质纳米颗粒的制备方法，该方法包括将前药溶解/分散于脂质载体和稳定剂的混合物以及进一步加工为合适剂型的步骤。


图1所示为时间对头孢泊肟酸的形成百分比(％)的曲线图。
图2所示为时间对剩余头孢泊肟普昔酯的百分比(％)的曲线图。
图3所示时间对上皮细胞内头孢泊肟普昔酯的浓度(mmol/gm)的曲线图。
图4所示为时间对上皮细胞内头孢泊肟酸的浓度(mmol/gm)的曲线图。
具体实施例方式
有可溶性和/或渗透性问题的属于II、III、IV类生物药的药物，是前药制备的目标。已知前药可通过提高可溶性差药物的溶解度和/或渗透性来提高该药物的生物利用度。据认为前药口服给药后可在肠道吸收，在肠壁/胞浆通过酶或非酶作用水解为母体部分。但在某些情况下，单独的前药制备并不能解决该问题。尽管有改进的溶解度和渗透性，这些前药却仍显示出较差的生物利用度，这是由吸收前降解和迅速溢回肠腔造成的。提高这种前药生物利用度的一种方法是靶向淋巴系统，其中前药直接进入淋巴，从而没有吸收前降解和排出机制。淋巴系统也提供了某些其它优点，使得总体生物利用度被增强。
头孢泊肟普昔酯是前药的一个例子，商业使用的口服片剂显示出的绝对生物利用度仅为静脉注射剂的50％。进行系统性研究以确定头孢泊肟普昔酯生物利用度差的可能原因。
在不同pH条件下进行可溶性和稳定性研究，发现头孢泊肟普昔酯是pH依赖型的溶解度和稳定性，两者都随着pH的增加而下降。尽管可溶性降低，但肠道pH时的可溶性预期足够取得期望的吸收度。因此，在肠道的稳定性而不是溶解度，可能是生物利用度降低的可能原因之一。
用体外鼠肠“翻转囊(Everted Sac)”法进行进一步研究，以确定头孢泊肟和头孢泊肟普昔酯的有效渗透系数。令人惊奇地发现头孢泊肟和头孢泊肟普昔酯的渗透系数是相似的。这出乎意料，因为认为头孢泊肟普昔酯比头孢泊肟更亲脂，设计头孢泊肟普昔酯是为了提高渗透性和吸收度。因此，似乎所获得的渗透系数受未知因素的影响(例如存在排出机制)，这些因素进而降低了生物利用度。
排出机制在降低总体生物利用度中所起的作用，通过体外鼠肠“翻转囊”法予以证实，其中对空肠段下存在的头孢泊肟普昔酯的稳定性进行了研究。观察结果显示，约90％存在的头孢泊肟普昔酯在15分钟内转化为头孢泊肟酸，在30分钟内几乎完全转化，如图1、图2所示。发现头孢泊肟普昔酯迅速转化为暴露于上皮细胞的头孢泊肟的原因是肠细胞内头孢泊肟普昔酯至头孢泊肟酸的吸收后代谢问题，以及其溢回至肠腔的问题。
排出机制可用新鲜外翻空肠环，通过肠组织吸收研究进行证实。空肠环显示，在低于1分钟的初期，肠细胞内存在大量头孢泊肟普昔酯。但在上皮细胞内其浓度迅速消耗，随时间推移观察到了头孢泊肟浓度的出现。对头孢泊肟普昔酯进行吸收研究时，在组织中观察到其踪迹的时间仅有5分钟。这表明头孢泊肟普昔酯迅速渗透，但迅速转化为头孢泊肟，流向顶侧(apical side)而不是基底侧，从而导致吸收降低。随时间推移，累积的头孢泊肟被吸收，但较缓慢直至更低的程度。当用头孢泊肟进行相似的研究时，展示了组织的恒定吸收率，给出上升趋势的浓度对时间图。研究结果示于图3和图4中。除吸收前降解外，该排出机制进一步降低了生物利用度。
在吸收入系统循环前，从前药至活性成分的转化，在所有常规口服剂型中仍是一个难题。因此，需要制备前药(例如头孢泊肟普昔酯)的制剂，该制剂能使前药通过肠内容物并提供足够的保护使其免遭肠内容物及肠细胞酶的降解。经淋巴吸收的固体脂质纳米颗粒，在该情况下是个较好的选择。固体脂质纳米颗粒不进入血流，而是通过称为细胞内吞的特殊吸混过程(persorption)吸收入淋巴，借此小液滴或固体颗粒通过肠壁并由此进入淋巴流。由于前药没有进入降解前药的肠细胞，其次由于避免了与胃肠道环境直接接触，所以前药吸收前降解的机会较低。而且，淋巴系统吸收前药，没有任何首过效应(若有的话)，因此进一步提高了生物利用度。
本发明的前药的固体脂质纳米颗粒，与常规口服剂型相比，可以提高生物利用度1.25倍或更多，特别是1.5倍或更多。与常规剂型相比，达到药物血浆水平，需要的前药更少。因此，固体脂质纳米颗粒将具有成本效益，可减少剂量清除(dumping)的机会及相关的毒性问题。
固体脂质纳米颗粒由与脂质载体复合的前药组成，并被制成纳米范围的球状固体颗粒，特别是在100-500nm范围。固体脂质纳米颗粒集合了聚合物纳米颗粒、脂肪乳和脂质体的优点，但同时避免了它们的某些缺点。大小、脂质载体的性质、Zeta电位、构成方法、以及提供的营养成分，都是影响固体脂质纳米颗粒性能的因素。因此，一方面，本发明的固体脂质纳米颗粒包括前药和脂质载体。
可将固体脂质纳米颗粒用于因吸收前降解和/或排出机制问题而有较低生物利用度的前药。前药的实例包括头孢泊肟普昔酯、头孢他美酯、头孢托仑匹酯、头孢呋辛酯、伐西洛韦、缬更昔洛韦、叠氮胸苷、卡培他滨、泛昔洛韦、萘丁美酮、匹氨西林、伊立替康、特非那定、依那普利、雷米普利、地匹福林、奥美拉唑、柳氮磺吡啶、奥沙拉嗪、乌洛托品(methanamie)、班布特罗、别嘌呤醇、吉西他滨、氟达拉滨、克拉屈滨、辛伐他汀、替加氟、磷苯妥英、和维拉米丁(viramidine)。前药量可占固体脂质纳米颗粒的约5％w/w至约90％w/w，特别是约10％w/w至约40％w/w。
脂质载体的实例包括一种或多种12-30个碳原子的饱和直链脂肪酸单-、双-、三-甘油酯，所述脂肪酸为例如月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、山萮酸、木蜡酸、蜡酸、及蜂花酸；多羟基醇的酯，所述多羟基醇为例如乙二醇、丙二醇、甘露醇、山梨醇、12-22个碳原子的饱和脂肪酸醇如月桂醇、肉豆蔻醇、鲸蜡醇、硬脂醇、花生醇以及山萮醇、24-30个碳原子的饱和蜡醇如二十四烷醇、蜡醇、二十六烷醇以及蜂花醇；等等。其它的例子包括动物或植物磷脂，例如卵磷脂及其氢化形式；多肽，例如明胶及其修饰形式；蜡，例如巴西棕榈蜡及蜂蜡；等等。所用脂质，优选熔点在约30℃-100℃范围内。固体脂质纳米颗粒中，前药与脂质载体的比率可以在约1∶0.5-约1∶10之间变化。脂质载体的量在固体脂质纳米颗粒的约5％w/w至约90％w/w之间变化，特别地，在约20％w/w至约70％w/w之间变化。
此外，本发明的固体脂质纳米颗粒可进一步包括一种或多种其它药学上可接受的添加剂，例如稳定剂、助溶剂、冷冻保护剂、防腐剂等等。
通常，固体脂质纳米颗粒包括将静电作用最小化的稳定剂，当分散于胃肠道内容物中时，所述静电作用会导致颗粒凝集从而影响再现性。稳定剂的实例包括一种或多种任何聚合物和/或表面活性剂，所述聚合物和/或表面活性剂能阻止固体脂质纳米颗粒凝集从而稳定组合物。聚合物的具体实例包括聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮等等。表面活性剂本质上可以是离子型或非离子型的。其实例包括天然形成及合成的磷脂，其氢化衍生物及混合物，神经鞘脂，以及糖鞘脂；生理活性的胆汁盐，例如胆酸钠、脱氢胆酸钠、脱氧胆酸钠、甘胆酸钠以及牛磺胆酸钠；饱和及不饱和的脂肪酸或脂肪醇；乙氧基脂肪酸或脂肪醇以及它们的酯和醚；烷基芳基聚醚醇，例如泰洛沙泊；糖或糖醇与脂肪酸或脂肪醇的酯和醚；乙酰基或乙氧基单-和二甘油酯；合成的生物可降解聚合物，例如聚氧乙烯聚氧丙烯氧化物嵌段共聚物；磺基琥珀酸酯，聚氧乙烯失水山梨糖醇酯，乙氧基失水山梨糖醇酯或失水山梨糖醇醚；氨基酸、多肽和蛋白质如明胶和白蛋白，卵磷脂，蛋卵磷脂，聚氧乙烯脂肪醇醚，聚氧乙烯硬脂酸酯，以及聚氧乙烯醚和聚氧丙烯醚(例如Pluronic)、乙氧基饱和甘油酯(例如Labrafil)以及部分脂肪酸甘油酯和聚甘油内醚(例如Gelucire)的相应混合缩合物。
助溶剂的实例包括一种或多种挥发性的溶剂，如有机溶剂，包括氯仿、甲醇、乙醇等等。
冷冻保护剂用于防止组合物在冷冻期间损坏。其实例包括糖，如蔗糖、葡萄糖、海藻糖；甘醇(含有至少两个羟基的醇)，如乙二醇、丙二醇、甘油；等等。
防腐剂的实例包括苯甲醇、苯乙醇、苯氧乙醇、苯甲酸钠、羟苯甲酸甲酯、羟苯甲酸丙酯、羟苯甲酸丁酯、没食子酸丙酯、德美卡普罗(demercaprol)、丁基羟基茴香醚、丁基羟基甲苯、抗坏血酸棕榈酯、焦亚硫酸钠、生育酚和/或其酯等等。
固体脂质纳米颗粒可用本领域已知的常规技术制备，例如高压匀化法(热匀化或冷匀化)、微乳化-固化法、溶剂乳化/蒸发法等等。
在一个实施方式中，前药的固体脂质纳米颗粒是通过高压热匀法制备的，该方法包括(a)将脂质融化，将前药溶解/分散于脂质中；(b)将负载了前药的脂质分散于热水性表面活性剂混合物中；(c)预混合，形成粗预乳剂；(d)高压匀化，形成热的水包油纳米乳剂；以及(e)通过冷却至室温，固化纳米乳剂，得到固体脂质纳米颗粒。
在另一个实施方式中，前药的固体脂质纳米颗粒是通过高压冷匀法制备的，所述方法包括
(a)将脂质融化，将前药溶解/分散于脂质中；(b)将负载了前药的脂质在液氮或干冰中固化；(c)适度研磨固体；(d)将其分散于表面活性剂的有机溶剂溶液/分散液中；(e)混合，形成粗预乳剂；以及(f)室温或更低温度下高压匀化，得到固体脂质纳米颗粒。
在另一实施方式中，前药的固体脂质纳米颗粒是通过溶剂乳化/蒸发法制备的，所述方法包括(a)将前药和脂质溶解于有机溶剂中；(b)混合入稳定剂；以及(c)匀化和蒸发该溶剂，得到固体脂质纳米颗粒。
或者，固体脂质纳米颗粒也可通过微乳化-固化或多步微乳化-固化技术制备。
如需要，可将如上制备的固体脂质纳米颗粒与一种或多种药用惰性赋形剂组合，加工成常规口服剂型，例如悬液、片剂、胶囊、丸剂、香囊粉剂等等。
固体脂质纳米颗粒的性能，可通过评估下表所示的某些参数来分析

本发明用下述实施例进一步说明，但该实施例并不对本发明范围构成任何限制。
实施例

工艺流程1.将头孢泊肟普昔酯和三山嵛酸甘油酯(tribehenin)溶解于氯仿中，形成溶液。
2.保持40-50℃连续搅拌下，将步骤1的溶液逐滴加入到含聚乙烯醇的水溶液中。
3.超离心纯化步骤2的均一混合物，收集滤液。
4.将步骤3中的滤液冷冻干燥，得到固体脂质纳米颗粒。
上述制备的固体脂质纳米颗粒有或多或少的球状，平均粒径在100-500nm范围内。头孢泊肟普昔酯在脂质中的负载量约5-20％。此外，将实施例1-3中每一组合物的固体脂质纳米颗粒在40℃下储存，用经验证的(validated)HPLC法在2周以上的时间内定期对头孢泊肟普昔酯进行分析。结果发现，头孢泊肟普昔酯含量至少为95％。
固体脂质纳米颗粒(T)的体内表现是以CepodemTM100(由Ranbaxy Lab.Ltd.销售)片剂(R)为参照，在雄性Sprague-Dawely大鼠(重量250-275gm)中，以10mg/kg体重剂量(头孢泊肟酸当量)，在加速条件下(自由饮水)进行评估的。所有动物实验和操作都按照动物学会道德委员会认可的方法进行。用口服计量注射针随着盐水，以特定剂量口服给予每一制剂。在0.5，1，1.5，2，3，4，6，8，12，24小时，收集血样(0.4-0.5ml)。离心样品分离血浆，用经验证的HPLC法分析药物含量。从所获数据计算药动学参数Cmax(最大血浆浓度)、Tmax(达到最大血浆浓度的时间)、AUC0-t(从0小时至最后样品收集时间的血浆浓度比时间曲线下面积)以及AUC0-∞(从0小时至无穷大时的血浆浓度比时间曲线下面积)。用MS-ExcelTM和非线性回归软件PC-NONLINTM对数据进行分析。研究结果如下表所示。

上述结果清楚表明，固体脂质纳米颗粒对提高前药口服利用度的重要性。
权利要求
1.一种提高前药生物利用度的方法，所述方法采用固体脂质纳米颗粒将前药生物利用度提高到常规口服剂型的1.25倍或更多。
2.如权利要求1所述的提高前药生物利用度的方法，其中，常规口服剂型生物利用度低是因吸收前降解和/或排出机制造成的。
3.一种前药的固体脂质纳米颗粒，其包含前药和脂质载体，所述纳米颗粒提供的生物利用度高出常规口服剂型1.25倍或更多。
4.如权利要求3所述的固体脂质纳米颗粒，其中，所述前药选自下组头孢泊肟普昔酯、头孢他美酯、头孢妥仑匹酯、头孢呋辛酯、伐西洛韦、缬更昔洛韦、叠氮胸苷、卡培他滨、泛昔洛韦、萘丁美酮、匹氨西林、伊立替康、特非那定、依那普利、雷米普利、地匹福林、奥美拉唑、柳氮磺吡啶、奥沙拉嗪、乌洛托品、班布特罗、别嘌呤醇、吉西他滨、氟达拉滨、克拉屈滨、辛伐他汀、替加氟、磷苯妥英或维拉米丁。
5.如权利要求4所述的固体脂质纳米颗粒，其中，所述前药占所述固体脂质纳米颗粒的约5％w/w至约90％w/w。
6.如权利要求3所述的固体脂质纳米颗粒，其中，所述脂质载体选自下组12-30个碳原子的饱和直链脂肪酸的单-、二-、三-甘油酯；多羟基醇的酯；24-30个碳原子的饱和蜡醇；动物或植物磷脂，例如卵磷脂，及其氢化形式；或多肽。
7.如权利要求6所述的固体脂质纳米颗粒，其中，所述脂质载体占所述固体脂质纳米颗粒的约5％w/w至约90％w/w。
8.如前述任一权利要求所述的固体脂质纳米颗粒，其中，所述固体脂质纳米颗粒进一步包括一种或多种药学上可接受的赋形剂，所述赋形剂选自下组稳定剂、助溶剂、冷冻保护剂或防腐剂。
9.如前述任一权利要求所述的固体脂质纳米颗粒，其是通过包括下列步骤的方法制备的将前药溶解/分散于脂质载体和稳定剂的混合物中，然后加上成合适剂型。
10.如权利要求9所述的固体脂质纳米颗粒，其中，溶解/分散前药是通过高压匀化技术、微乳化-固化技术、多步微乳化-固化技术或者溶剂乳化/蒸发技术进行的。
11.如权利要求9所述的固体脂质纳米颗粒，其中，所述剂型选自悬液、片剂、胶囊、丸剂或香囊粉剂。
12.本文实施例记载说明的提高前药生物利用度的方法。
全文摘要
本发明公开了经淋巴系统靶向吸收提高前药生物利用度的方法。也公开了前药的固体脂质纳米颗粒及其制备方法。
文档编号A61K9/48GK1977826SQ20061006473
公开日2007年6月13日 申请日期2006年11月23日 优先权日2005年11月23日
发明者A·K·班塞尔, K·凡苏库玛 申请人:兰贝克赛实验室有限公司