專利名稱：乙酰膽堿類藥物的納米載藥系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于醫藥領域，涉及一種納米載藥系統，具體涉及一種可進入中樞神經元 溶酶體的，用于神經退行性病變例如老年性癡呆的治療以及提高學習和記憶能力的納米乙 酰膽堿載藥系統以及該納米載藥系統的制備方法。
背景技術：
神經退行性病變是包括老年性癡呆(AD)在內的一類與神經系統相關的疾病。神 經退行性病變的各種病理過程，最終會導致神經元的損傷，神經介質的合成障礙。神經退行 性病變在臨床上表現為學習記憶能力降低或智力低下。乙酰膽堿是中樞膽堿能神經系統的 天然介質，增加中樞神經系統內乙酰膽堿濃度，可以提高患者的學習記憶能力，改善智力障 礙。但是，乙酰膽堿為季銨化合物，脂溶性低，口服不能被吸收，注射后不能通過血腦屏障。 在血液中易被血液中的酯酶水解，因而不具有臨床應用價值。目前臨床上只能通過使用乙 酰膽堿酯酶抑制劑來減少中樞神經系統中乙酰膽堿的破壞，增加其濃度，提高AD患者的學 習記憶能力，改善其智力障礙。如上所述，如果能將乙酰膽堿類藥物吸附于某種載體制成乙酰膽堿遞送體系，且 這種遞送體系能夠將其運送到中樞神經系統，就能提高中樞神經系統中的乙酰膽堿濃度， 對AD患者進行有效的治療。如要將乙酰膽堿運送到中樞神經系統，需要解決的關鍵問題包 括①使乙酰膽堿能夠被胃腸道吸收；②吸收后的乙酰膽堿不被血液中的酯酶破壞；③使 乙酰膽堿能夠進入中樞神經系統；④進入中樞神經系統后的乙酰膽堿能夠進入神經元；⑤ 進入中樞神經系統后乙酰膽堿能夠自遞送系統中釋放出來，并被神經元以神經介質的方式 存儲起來。在神經沖動到來時釋放到突觸間隙。最終達到提高患者的學習記能力，對AD等 智力障礙的患者起到治療作用的目的。因此，目前急于需要有一種以中樞神經系統神經元為最終靶標的藥物遞送系統。
發明內容
本發明的目的是克服乙酰膽堿類藥物投藥障礙。本發明人令人驚奇地發現，通過 乙酰膽堿類藥物吸附到具有特定形狀的納米碳管中，可以提供一種能夠攜帶乙酰膽堿類藥 物、高度靶向中樞神經元、選擇性增加中樞神經元內乙酰膽堿儲備的乙酰膽堿類藥物的遞 送系統，從而為臨床上提供一種經元靶向給藥和治療技術。本發明基于以上發現而得以完 成。發明概述為此，本發明第一方面提供了一種納米載藥系統，其包含納米碳管和與該納米碳 管吸附的乙酰膽堿類藥物。根據本發明第一方面任一項所述的納米載藥系統，其中所述的乙酰膽堿類藥物選 自乙酰膽堿、溴化乙酰膽堿、氯化乙酰膽堿、碘化乙酰膽堿、氟化乙酰膽堿、硫代乙酰膽堿、 或其混合物。在一個實施方案中，所述的乙酰膽堿類藥物是乙酰膽堿。在一個實施方案中，所述的乙酰膽堿類藥物是溴化乙酰膽堿。在一個實施方案中，所述的乙酰膽堿類藥物是氯 化乙酰膽堿。在一個實施方案中，所述的乙酰膽堿類藥物是硫代乙酰膽堿。根據本發明第一方面任一項所述的納米載藥系統，其中所述的納米碳管選自單 壁納米碳管、多壁納米碳管、或二者任意比例的混合物。在一個實施方案中，所述的納米碳 管為單壁納米碳管。在一個實施方案中，所述的納米碳管為多壁納米碳管。在一個實施方 案中，所述的納米碳管為單壁納米碳管和多壁納米碳管的混合物。根據本發明第一方面任一項所述的納米載藥系統，其中所述的納米碳管是經剪切 處理的短纖維狀。根據本發明第一方面任一項所述的納米載藥系統，其中所述的納米碳管的長度為 30-500nm，優選為 40_400nm，優選為 50_300nm，優選為 60_250nm，優選為 75_200nm。在一個 實施方案中，所述的納米碳管的長度例如為30-100nm、100_200nm、200_300nm、300_400nm、 400-500nm，或者例如為 50_150nm、150-250nm、250-350nm、350-500nm。在一個實施方案中，
所述的納米碳管的長度是其平均長度。根據本發明第一方面任一項所述的納米載藥系統，其載藥量以所述乙酰膽堿類藥 物重量占所述納米碳管重量的百分數計，為2-50%，優選為5-40%，優選為10-40%，優選 為15-30%。在一個實施方案中，所述的載藥量例如為2-10%、10-20%、20-30%、30-40%、 40-50%，或者例如為 5-15%, 15-25%、25-35%、35-50%。根據本發明第一方面任一項所述的納米載藥系統，其中所述乙酰膽堿類藥物被吸 附在所述納米碳管的分子表面或其腔內。根據本發明第一方面任一項所述的納米載藥系統，其中含有的非特異性吸附的乙 酰膽堿類藥物占總的非特異性吸附的乙酰膽堿類藥物的量為小于20%，優選小于15%，優 選小于10%，優選小于7. 5%，優選小于5%，優選小于2%。在本發明第一方面任一項所述 的納米載藥系統的一個實施方案中，其基本上不含有非特異性吸附的乙酰膽堿類藥物。根據本發明第一方面任一項所述的納米載藥系統，其是通過本發明第二方面任一 項所述制備方法制備得到的。本發明第二方面提供了本發明第一方面任一項所述納米載藥系統的制備方法，其 包括使乙酰膽堿類藥物與納米碳管吸附的步驟。根據本發明第二方面任一項所述的方法，其中所述的納米碳管選自單壁納米碳 管、多壁納米碳管、或二者任意比例的混合物。在一個實施方案中，所述的納米碳管為單壁 納米碳管。在一個實施方案中，所述的納米碳管為多壁納米碳管。在一個實施方案中，所述 的納米碳管為單壁納米碳管和多壁納米碳管的混合物。根據本發明第二方面任一項所述的方法，其中所述的納米碳管是經剪切處理的短 纖維狀。根據本發明第二方面任一項所述的方法，其中所述的納米碳管的長度為 30-500nm,優選為 40_400nm，優選為 50_300nm，優選為 60_250nm，優選為 75_200nm。在一個 實施方案中，所述的納米碳管的長度例如為30-100nm、100-200nm、200-300nm、300-400nm、 400-500nm，或者例如為 50_150nm、150-250nm、250-350nm、350-500nm。在一個實施方案中，
所述的納米碳管的長度是其平均長度。根據本發明第二方面任一項所述的方法，其中所述的納米碳管是通過使具有較長
4纖維的納米碳管通過高速剪切裝置(例如但不限于高速勻漿器)經高速剪切處理，使較長 纖維的納米碳管斷裂成所需長度的纖維片段而得到的。在本發明第二方面任一項所述方法 的一個實施方案中，所述的納米碳管是通過以下剪切處理過程獲得的將納米碳管(CNT) 用pH 6. 5 7. 5磷酸緩沖液制成混懸液，用高速勻漿器在10000 30000轉下進行高速剪 切5 60min，使CNT巨大的分子纖維斷裂成不同長度的纖維片段。根據本發明第二方面任一項所述的方法，其中所述的吸附是通過以下處理過程完 成的使乙酰膽堿類藥物溶解于水中，再將所述納米碳管加入該溶液中，超聲吸附處理5 60min。在本發明第二方面任一項所述方法的一個實施方案中，所述的吸附是通過以下處理 過程完成的將乙酰膽堿類藥物溶于三蒸水中，終濃度為0. 2 20mM/L ；將CNT加入乙酰膽 堿類藥物溶液中，超聲震蕩混勻后，繼續在超聲條件下吸附30min，CNT分子上的π電子與 乙酰膽堿類藥物上的季銨陽離子頭部形成配位鍵而將乙酰膽堿類藥物吸附到CNT分子表 面或其腔內。本發明第三方面提供了一種藥物組合物，其包含治療和/或預防有效量的本發明 第一方面任一項所述的納米載藥系統，以及任選的一種或多種藥學可接受的載體或賦形 劑。本發明的藥物組合物可以是溶液劑、片劑、膠囊或注射劑；這些藥物組合物可以通過注 射途徑給藥或口服給藥。在本發明第三方面的一個實施方案中，本發明納米載藥系統或其 藥物組合物優選通過口服給藥。根據本發明第三方面任一項的藥物組合物，其中所述的藥 物組合物可以將其中的乙酰膽堿類藥物投遞進入到中樞神經系統。根據本發明第三方面任 一項的藥物組合物，其中所述的藥物組合物可以將其中的乙酰膽堿類藥物投遞進入到神經兀。本發明第四方面提供了本發明第一方面任一項所述的納米載藥系統或者本發明 第三方面任一項所述藥物組合物在制備用于治療和/或預防與神經退行性病變相關的疾 病或癥狀的藥物中的用途。根據本發明第四方面任一項的用途，其中所述的與神經退行性 病變相關的疾病或癥狀包括但不限于老年性癡呆(縮寫為AD)，如早老性癡呆、肌肉萎縮性 脊髓側索硬化癥、共濟失調毛細血管擴張癥、牛海綿狀腦病、克雅二氏病、亨丁頓舞蹈癥、小 腦萎縮癥、多發性硬化癥、腦缺血等可以引起記憶和學習能力降低或智力低下的疾病；優選 老年性癡呆、早老性癡呆、牛海綿狀腦病和學習記憶能力降低或智力低下。本發明第五方面提供了本發明第一方面任一項所述的納米載藥系統或者本發明 第三方面任一項所述藥物組合物在制備用于治療和/或預防與中樞神經系統中乙酰膽堿 濃度不足和/或缺乏相關的疾病或癥狀的藥物中的用途。根據本發明第五方面任一項的用 途，其中所述的與中樞神經系統中乙酰膽堿濃度不足和/或缺乏相關的疾病或癥狀包括但 不限于老年性癡呆(縮寫為AD)，如早老性癡呆、肌肉萎縮性脊髓側索硬化癥、共濟失調毛 細血管擴張癥、牛海綿狀腦病、克雅二氏病、亨丁頓舞蹈癥、小腦萎縮癥、多發性硬化癥、腦 缺血等可以引起記憶和學習能力降低或智力低下的疾病、學習記憶能力降低或智力低下； 優選老年性癡呆、早老性癡呆、牛海綿狀腦病和學習記憶能力降低或智力低下。根據本發明第四方面或第五方面任一項的用途，其中所述的乙酰膽堿類藥物進入 到中樞神經系統。根據本發明第四方面或第五方面任一項的用途，其中所述的乙酰膽堿類 藥物進入到神經元。本發明第六方面提供了一種在有需要的哺乳動物中治療和/或預防與神經退行性病變相關的疾病或癥狀的方法，或者在有需要的哺乳動物中治療和/或預防與中樞神經 系統中乙酰膽堿濃度不足和/或缺乏相關的疾病或癥狀的方法，所述方法包括給有需要的 哺乳動物施用治療和/或預防有效量的本發明第一方面任一項所述的納米載藥系統或者 本發明第三方面任一項所述藥物組合物。根據本發明第六方面的方法，其中所述的與神經 退行性病變相關的疾病或癥狀或者與中樞神經系統中乙酰膽堿濃度不足和/或缺乏相關 的疾病或癥狀包括但不限于老年性癡呆(縮寫為AD)，如早老性癡呆、肌肉萎縮性脊髓側 索硬化癥、共濟失調毛細血管擴張癥、牛海綿狀腦病、克雅二氏病、亨丁頓舞蹈癥、小腦萎縮 癥、多發性硬化癥、腦缺血等可以引起記憶和學習能力降低或智力低下的疾病和學習記憶 能力降低或智力低下；優選老年性癡呆、早老性癡呆、牛海綿狀腦病和學習記憶能力降低或 智力低下。根據本發明，另一個令人驚奇的發現是，發現具有特定形狀的納米碳管可以用于 將藥物特別是小分子物質遞送到神經元特別是神經元的溶酶體中。這一發現對于神經系統 靶向給藥具有重要意義。因此，本發明第七方面提供了納米碳管在制備用于將藥物例如小分子物質遞送到 神經元特別是神經元的溶酶體中的納米載藥系統或包含該納米載藥系統的藥物組合物中 的用途。根據本發第七方面任一項的用途，其中所述的納米碳管選自單壁納米碳管、多壁 納米碳管、或二者任意比例的混合物。在一個實施方案中，所述的納米碳管為單壁納米碳 管。在一個實施方案中，所述的納米碳管為多壁納米碳管。在一個實施方案中，所述的納米 碳管為單壁納米碳管和多壁納米碳管的混合物。根據本發第七方面任一項的用途，其中所述的納米碳管是經剪切處理的短纖維 狀。根據本發第七方面任一項的用途，其中所述的納米碳管的長度為30-500nm，優選 為40-400nm，優選為50_300nm，優選為60_250nm，優選為75_200nm。在一個實施方案中，所 述的納米碳管的長度例如為 30-100nm、100-200nm、200-300nm、300-400nm、400-500nm，或者 例如為50-150nm、150-250nm、250-350nm、350-500nm。在一個實施方案中，所述的納米碳管
的長度是其平均長度。根據本發第七方面任一項的用途，其中所述的藥物是含有季銨陽離子基團的藥 物。根據本發第七方面任一項的用途，其中所述的藥物是需要進入神經元中的藥物。 根據本發第七方面任一項的用途，其中所述的藥物是需要進入神經元的溶酶體中的藥物。 在本發第七方面任一項用途的一個實施方案中，其中所述的藥物是乙酰膽堿類藥物。在本 發明第七方面任一項用途的一個實施方案中，其中所述的藥物是選自下列的乙酰膽堿類藥 物乙酰膽堿、溴化乙酰膽堿、氯化乙酰膽堿、碘化乙酰膽堿、氟化乙酰膽堿、硫代乙酰膽堿、 或其混合物。在一個實施方案中，所述的乙酰膽堿類藥物是乙酰膽堿。在一個實施方案中， 所述的乙酰膽堿類藥物是溴化乙酰膽堿。在一個實施方案中，所述的乙酰膽堿類藥物是氯 化乙酰膽堿。在一個實施方案中，所述的乙酰膽堿類藥物是硫代乙酰膽堿。根據本發第七方面任一項的用途，其中所述藥物被吸附在所述納米碳管的分子表 面或其腔內。
本發明上述任一方面或者該任一方面任一項中的特征可以適用于其它任一方面 或者任一方面的任一項中，例如，本發明第一方面任一項納米載藥系統的特征適用于第七 方面任一項的用途中的每一特征和優點。發明詳述下面對本發明的各個方面和特點作進一步的描述。本發明所引述的所有文獻，它們的全部內容通過引用并入本文，并且如果這些文 獻所表達的含義與本發明不一致時，以本發明的表述為準。此外，本發明使用的各種術語和 短語具有本領域技術人員公知的一般含義，即便如此，本發明仍然希望在此對這些術語和 短語作更詳盡的說明和解釋，提及的術語和短語如有與公知含義不一致的，以本發明所表 述的含義為準。如本文使用的，術語“納米碳管”具有本領域公知的含義，其例如記載于Iijima S.，Nature,1991,354 :56。如本文使用的，術語“納米碳管的長度”是指通常是以其統計學平均值表示的。但 在某些特定情況下，例如在電子顯微鏡下觀測計算時，單個納米碳管纖維的長度是指單一 纖維長度。“納米碳管的長度”的測定方法的一個典型實例是顯微鏡法特別是電子顯微鏡 法。如本文使用的，術語“載藥量”，如無另有指代，指在該納米載藥系統中，以所述乙 酰膽堿類藥物重量占所述納米碳管重量的百分數計，即乙酰膽堿類藥物重量/納米碳管重 量 X100%o如本文使用的，術語“吸附”，如無另有指代，是指CNT分子上的π電子與ACh上的 季銨陽離子頭部形成配位鍵而將ACh吸附到CNT分子表面或其腔內。另外，本文特別指明的 術語“非特異性吸附”，是區別于上述“吸附”的意義，即不是指CNT分子上的π電子與ACh 上的季銨陽離子頭部形成配位鍵而將ACh吸附到CNT分子表面或其腔內。根據本發明，所 述的“吸附”或“非特異性吸附”是可以通過簡單的方法測定得到的。例如通過將經本發明 制備方法中吸附步驟處理后的樣品中所含活性成分量、隨后經洗滌后的樣品中所含活性成 分量、和活性成分的制備投料量等參數可以容易的算得。如本文使用的，術語“與神經退行性病變相關的疾病或癥狀”具有本領域公知的含 義，并且通常是指一種或一類疾病、病癥、病情、障礙、癥狀，其是由于神經退行性病變所直 接或間接引起或者與神經退行性病變有某種直接或間接的聯系。典型的“與神經退行性病 變相關的疾病或癥狀”是老年性癡呆(縮寫為AD)以及學習記憶能力降低或智力低下。如本文使用的，術語“與中樞神經系統中乙酰膽堿濃度不足和/或缺乏相關的疾 病或癥狀”具有本領域公知的含義，并且通常是指一種或一類疾病、病癥、病情、障礙、癥狀， 其是由于中樞神經系統中乙酰膽堿濃度不足和/或缺乏所直接或間接引起或者與中樞神 經系統中乙酰膽堿濃度不足和/或缺乏有某種直接或間接的聯系。典型的“與中樞神經系 統中乙酰膽堿濃度不足和/或缺乏相關的疾病或癥狀”是老年性癡呆(縮寫為AD)以及學 習記憶能力降低或智力低下。如本文使用的，術語“哺乳動物”是指人和其它哺乳動物例如貓、狗、猴等，特別是 指人。根據本發明，具有特定形狀的納米碳管可以用于將藥物特別是小分子物質遞送到神經元特別是神經元的溶酶體中，盡管不受任何理論的束縛，其它物質例如含有季銨陽離 子的藥物也是適合的。為解決對于治療神經變性疾病例如AD中現有醫療技術中的缺陷，本發明提供了 一種用于神經變性疾病特別是AD治療的靶向中樞神經元的乙酰膽堿納米藥物遞送系統 納米碳管-乙酰膽堿(CNT-ACh)及其制備技術。這種藥物遞送系統由具有一定的分子長度的載體納米碳管(CNT，carbon nanotubes)，例如單壁納米碳管(SWCNT，single-walled carbon nanotubes)或多壁納米碳 管(MWCNT，multi-walled carbon nanotubes)和藥物例如乙酰膽堿(ACh)按照一定的方法 制備而成。CNT是中空的由碳元素形成的納米管。目前市售的CNT長度在微米以上水平(圖 1A)，難以被胃腸道吸收、經血液運輸和靶向神經系統例如神經元特別是溶酶體。因此我們 將其制備成優選大小在50 300nm長度的可被胃腸道吸收和經血液運輸、對細胞溶酶體具 有良好靶向性的短纖維狀分子(圖1B)。經研究表明，CNT可經胃腸道吸收(圖2)。吸收后的CNT分布于腸、肝、心肌和腦 等器官組織。CNT在腦組織中，選擇性地進入神經元，而不進入膠質細胞(圖幻。在亞細胞 水平，CNT優先分布于溶酶體，在大劑量下也可進入線粒體。CNT在溶酶體中不引起溶酶體 的損傷，但一旦進入線粒體，就會引起細胞損傷。嚴格控制劑量，可以實現安全應用。CNT能夠吸附ACh制成CNT-ACh (圖4)。CNT-ACh能夠將ACh遞送到中樞神經系統 的神經元。在神經元中，CNT選擇性地進入溶酶體。實驗表明CNT-ACh可以改善AD模型大 鼠的智力障礙，提高其學習記憶能力(圖5)。在本發明一個示例性的制備方法中，以SWCNT為載體，以乙酰膽堿(ACh)為模型藥 物，制備本發明納米載藥系統，CNT-ACh的制備包括3個主要步驟CNT的剪切處理、SffCNT 短纖維的收集、ACh的吸附，示例性的一些操作步驟如下1、CNT剪切處理將具有較長纖維的普通CNT用pH 7.0磷酸緩沖液制成混懸液， 用高速勻漿器在20000轉下進行高速剪切10 20min，使CNT巨大的分子纖維斷裂成不同 長度的纖維片段。2、CNT短片段收集將經剪切后的CNT混懸于三蒸水中，超聲震蕩混勻后靜置 lOmin，去沉淀，取上清2000轉/分離心lOmin，沉淀中的CNT達到50 300nm的短纖維狀 SWCNT0以上步驟1和2可以省略，而直接從市場上購得具有本發明目的期望長度的CNT， 以用于本發明以下吸附步驟。3、Ach吸附將Ach溶于三蒸水中，終濃度為ImM/L。將CNT加入Ach溶液中，超聲 震蕩混勻后，繼續在超聲條件下吸附30min，CNT分子上的π電子與Ach上的季銨陽離子頭 部形成配位鍵而將Ach吸附到CNT分子表面或其腔內。4、CNT-Ach收集吸附后的混懸液經2000轉/分離心，棄上清，取沉淀。5、洗滌將沉淀再溶于三蒸水，2000轉/分離心，棄上清取沉淀，重復三次，去除 CNT表面非特異吸附的Ach。6、干燥將沉淀置冷凍干燥器中，冷凍干燥過夜。7、檢測用激光拉曼光譜檢測吸附情況。
8、滅菌6°Co照射M小時滅菌。在本發明的各個示例性的制備方法中，反應所用的各種原材料例如乙酰膽堿類似 物或納米碳管是本領域技術人員根據已有知識可以制備得到的，或者是可以通過文獻公知 的方法制得的，或者是可以通過商業購得的。制備方法方案中所用的中間體、原材料、試劑、 反應條件等均可以根據本領域技術人員已有知識可以作適當改變的。或者，本領域技術人 員也可以根據本發明第二方面方法制備本發明未具體列舉的其它納米載藥系統。本文所用的術語“組合物”意指包括包含指定量的各指定成分的產品，以及直接或 間接從指定量的各指定成分的組合產生的任何產品。根據本發明，所述的“組合物”與“藥 物組合物”可以互換使用。可改變本發明藥物組合物中各活性成分的實際劑量水平，以便所得的活性化合物 量能有效針對具體患者、組合物和給藥方式得到所需的治療反應。劑量水平須根據具體化 合物的活性、給藥途徑、所治療病況的嚴重程度以及待治療患者的病況和既往病史來選定。 但是，本領域的做法是，化合物的劑量從低于為得到所需治療效果而要求的水平開始，逐漸 增加劑量，直到得到所需的效果。當用于上述治療和/或預防或其他治療和/或預防時，治療和/或預防有效量的 一種本發明納米載藥系統可以以純形式應用，或者，所述納米載藥系統可以以含有該目的 納米載藥系統與一種或多種藥物可接受賦形劑的藥物組合物給藥。詞語“治療和/或預防 有效量”的本發明納米載藥系統指以適用于任何醫學治療和/或預防的合理效果/風險比 治療疾病或癥狀的足夠量的化合物。但應認識到，本發明納米載藥系統和組合物的總日用 量須由主診醫師在可靠的醫學判斷范圍內作出決定。對于任何具體的患者，具體的治療有 效劑量水平須根據多種因素而定，所述因素包括所治療的疾病和該疾病的嚴重程度；所采 用的納米載藥系統類型；所采用的具體藥物的活性；所采用的具體組合物；患者的年齡、體 重、一般健康狀況、性別和飲食；所采用的具體納米載藥系統或其組合物的給藥時間、給藥 途徑和排泄率；治療持續時間；與所采用的具體納米載藥系統物組合使用或同時使用的藥 物；及醫療領域公知的類似因素。例如，本領域的做法是，藥物的劑量從低于為得到所需治 療效果而要求的水平開始，逐漸增加劑量，直到得到所需的效果。一般說來，本發明乙酰膽 堿類藥物用于哺乳動物特別是人的劑量可以介于0. 001 1000mg/kg體重/天，例如介于 0. 01 100mg/kg體重/天，例如介于0. 01 10mg/kg體重/天。在本發明一個實施方案 中，在人用時，其中所述的納米載藥系統例如CNT-Ach可以以每天100 200mg/kg 口服給 藥，在通常情況下用，用溫開水送服即可。本發明納米載藥系統可以單獨或以藥物組合物的形式給藥。本發明藥物組合物可 根據給藥途徑配成各種適宜的劑型。使用一種或多種生理學上可接受的載體，包含賦形劑 和助劑，它們有利于將活性化合物加工成可以在藥學上使用的制劑。適當的制劑形式取決 于所選擇的給藥途徑，可以按照本領域熟知的常識進行制造。因此，運用本領域技術人員熟悉的藥物載體可以制備成含有效劑量的本發明納米 載藥系統的藥物組合物。因此本發明還提供包含與一種或多種無毒藥物可接受載體配制在 一起的本發明納米載藥系統的藥物組合物。所述藥物組合物可特別專門配制成以固體或液 體形式供口服給藥、供胃腸外注射或供直腸給藥。給藥途徑可以是口服、非腸道或局部給藥，優選口服和注射形式給藥。可以口服的藥物制劑包括膠囊劑和片劑等。病人吞咽有困難時，也可以采用舌下片或者其他非吞咽的 方式給藥。本發明納米載藥系統也可以配制用于腸胃外給藥或者透皮給藥或者經粘膜給 藥。本領域技術人員可以理解，本發明納米載藥系統可以采用合適的藥物釋放系統(DDS) 以得到更有利的效果。具體地，本發明的藥物組合物可通過口服、直腸、胃腸外、池內、陰道內、腹膜內、局 部(如通過散劑、軟膏劑或滴劑)、口頰給予人類和其他哺乳動物，或者作為口腔噴霧劑或 鼻腔噴霧劑給予。本文所用術語“胃腸外”指包括靜脈內、肌肉內、腹膜內、胸骨內、皮下和 關節內注射和輸液的給藥方式。適合于胃腸外注射的組合物可包括生理上可接受的無菌含水或非水溶液劑、分散 劑、混懸劑或乳劑，及供重構成無菌可注射溶液劑或分散劑的無菌散劑。合適的含水或非水 載體、稀釋劑、溶劑或媒介物的實例包括水、乙醇、多元醇(丙二醇、聚乙二醇、甘油等)、植 物油(如橄欖油)、可注射有機酯如油酸乙酯及它們的合適混合物。這些組合物也可含有輔料，如防腐劑、濕潤劑、乳化劑和分散劑。通過各種抗細菌 劑和抗真菌劑，例如尼泊金酯類、三氯叔丁醇、苯酚、山梨酸等，可確保防止微生物的作用。 還期望包括等滲劑，例如糖類、氯化鈉等。通過使用能延遲吸收的物質，例如單硬脂酸鋁和 明膠，可達到可注射藥物形式的延長吸收。混懸劑中除活性化合物外還可含有懸浮劑，例如乙氧基化異十八醇、聚氧乙烯山 梨醇和聚氧乙烯失水山梨糖醇酯、微晶纖維素、偏氫氧化鋁、膨潤土、瓊脂和黃蓍膠或者這 些物質的混合物等。可注射貯庫制劑形式可通過在生物可降解聚合物如聚丙交酯-聚乙交酯 (polylactide-polyglycolide)中形成藥物的微膠囊基質來制備。可根據藥物與聚合物之 比和所采用的具體聚合物的性質，對藥物釋放速度加以控制。其他生物可降解聚合物的實 例包括聚原酸酯類(polykrthoesters))和聚酐類(poly (anhydrides))。可注射貯庫制劑 也可通過將藥物包埋于能與身體組織相容的脂質體或微乳中來制備。可注射制劑可例如通過用濾菌器過濾或通過摻入無菌固體組合物形式的滅菌劑 來滅菌，也可以采用輻射方法來滅菌，例如通過使用6tlCo照射的方式滅菌，本發明優選采用 輻射方法來滅菌。所述固體組合物可在臨用前溶解或分散于無菌水或其他無菌可注射介 質。本發明納米載藥系統或其組合物可用口服方法或非胃腸道給藥方式。口服給藥可 以是片劑、膠囊劑、包衣劑，腸道外用藥制劑有注射劑和栓劑等。這些制劑是按照本領域的 技術人員所熟悉的方法制備的。為了制造片劑、膠囊劑、包衣劑所用的輔料是常規用的輔 料，例如淀粉、明膠、阿拉伯膠，硅石，聚乙二醇，液體劑型所用的溶劑如水、乙醇、丙二醇、植 物油(如玉米油、花生油、橄欖油等)。含有本發明納米載藥系統的制劑中還有其它輔料，例 如表面活性劑，潤滑劑，崩解劑，防腐劑，矯味劑和色素等。在片劑、膠囊劑、包衣劑、注射劑 和栓劑中含有本發明乙酰膽堿類藥物的劑量是以單元劑型中存在的化合物量計算的。在單 元劑型中本發明乙酰膽堿類藥物一般含量為l-5000mg，優選的單元劑型含有10-500mg，更 優選的單元劑型含有20-300mg。具體地說，本發明可以提供的供口服給藥的固體劑型包括 膠囊劑、片劑、丸劑、散劑和顆粒劑。在此類固體劑型中，活性化合物可與至少一種惰性的藥 物可接受賦形劑或載體如檸檬酸鈉或磷酸二鈣和/或以下物質混合a)填充劑或增量劑如淀粉、乳糖、蔗糖、葡萄糖、甘露糖醇和硅酸；b)粘合劑如羧甲基纖維素、海藻酸鹽、明膠、聚 乙烯吡咯烷酮、蔗糖和阿拉伯樹膠；C)保濕劑如甘油；d)崩解劑如瓊脂、碳酸鈣、馬鈴薯或 木薯淀粉、海藻酸、某些硅酸鹽和碳酸鈉；e)溶液阻滯劑如石蠟；f)吸收加速劑如季銨化合 物；g)濕潤劑如鯨蠟醇和甘油單硬脂酸酯；h)吸附劑如高嶺土和膨潤土以及i)潤滑劑如 滑石粉、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂、固體聚乙二醇、十二烷基硫酸鈉和它們的混合物。在膠囊劑、 片劑和丸劑的情況下，所述劑型中也可包含緩沖劑。相似類型的固體組合物使用賦形劑例如乳糖及高分子量聚乙二醇等，也可用作軟 膠囊和硬膠囊中的填充物。片劑、糖衣丸劑(dragees)、膠囊劑、丸劑和顆粒劑的固體劑型可與包衣和殼料如 腸溶衣材和醫藥制劑領域公知的其他衣材一起制備。這些固體劑型可任選含有遮光劑，且 其組成還可使其只是或優先地在腸道的某個部位任選以延遲方式釋放活性成分。可以使用 的包埋組合物的實例包括高分子物質和蠟類。如果適合，活性化合物也可與一種或多種上 述賦形劑配成微囊形式。供口服給藥的液體劑型包括藥學可接受的乳劑、溶液劑、混懸劑、糖漿劑和酏劑。 液體劑型除含有活性化合物外還可含有本領域常用的惰性稀釋劑，例如水或其他溶劑，增 溶劑和乳化劑例如乙醇、異丙醇、碳酸乙酯、乙酸乙酯、芐醇、苯甲酸芐酯、丙二醇、1，3_ 丁 二醇、二甲基甲酰胺、油類(特別是棉籽油、花生油、玉米油、胚芽油、橄欖油、蓖麻油和芝麻 油)、甘油、四氫糠醇(tetrahydrofurfurylalcohol)、聚乙二醇和脫水山梨糖醇的脂肪酸 酯及它們的混合物。口服組合物除包含惰性稀釋劑外還可包含輔料，例如濕潤劑、乳化和懸 浮劑、甜味劑、矯味劑和香味劑。供直腸或陰道給藥的組合物優選是栓劑。栓劑可通過將本發明納米載藥系統與合 適的非刺激性賦形劑或載體例如可可脂、聚乙二醇或栓劑蠟混合來制備，它們在室溫下為 固體，但在體溫下則為液體，因此可在直腸腔或陰道腔內熔化而釋放出活性化合物。本發明納米載藥系統及其組合物還考慮用于局部給藥。供局部給予本發明納米載 藥系統的劑量形式包括散劑、噴霧劑、軟膏劑和吸入劑。在無菌條件下將活性化合物與藥學 可接受的載體和任何所需的防腐劑、緩沖劑或推進劑混合。眼用制劑、眼軟膏劑、散劑和溶 液劑也被考慮在本發明范圍內。本發明納米載藥系統也可以脂質體形式給藥。如本領域所公知，脂質體通常用磷 脂或其他脂類物質制得。脂質體由分散于含水介質中的單層或多層水化液晶所形成。任何 能夠形成脂質體的無毒、生理上可接受和可代謝的脂質均可使用。脂質體形式的本發明組 合物除含有本發明納米載藥系統外，還可含有穩定劑、防腐劑、賦形劑等。優選的脂類是天 然和合成的磷脂和磷脂酰膽堿(卵磷脂)，它們可單獨或者一起使用。形成脂質體的方法是 本領域公知的。參見例如Prescott，Ed. ,Methods in Cell Biology,Volume XIV,Academic Press, New York, N. Y. (1976)，p. 33。本發明人驚奇地發現，本發明納米載藥系統可以有效地將藥物特別是小分子藥物 例如乙酰膽堿類藥物靶向投遞到中樞神經系統，特別是神經元中，特別是神經元中的溶酶 體中。
提供以下附圖和
以便有助于理解本發明的特征和優點，其中圖1是市售CNT和是經剪切處理后的CNT的電鏡圖像。A為市售普通CNT，B為經 剪切處理后的CNT，顯示多數CNT纖維的長度在30-500nm范圍內。圖2是CNT在腸粘膜上皮吸收細胞中以吸收小泡的形式存在的電鏡圖像，證明其 由腸道吸收細胞吸附。A顯示腸粘膜組織，B顯示腸粘膜的吸收細胞由其細胞表面的絨毛所 證實，C顯示吸收細胞中的運輸小泡。圖3是顯示CNT在神經元溶酶體中選擇性分布的電鏡圖像。A、B為神經元，箭頭 所指CNT位于兩個溶酶體中；C為膠質細胞，其中沒有CNT分布。圖4是CNT吸附ACh前后的拉曼光譜，證實CNT對ACh的吸附。A為CNT，B為吸 附ACh的CNT。縱坐標所示“raman intensy”表示拉曼強度，橫坐標“raman shift”表示拉
曼位移。圖5是CNT-ACh對實驗性AD的治療作用，圖中A、B、C分別為以不同指標所表示的 對AD模型動物的學習和記憶能力的提高作用。圖中橫坐標“days after KA injection" 表示注射KA后的天數，“ΚΑ”表示卡因酸；圖A中縱坐標“distance”表示距離，圖B中縱 坐標“latencies”表示反應時間，圖C中縱坐標“startingangel (dgress) ”表示起始角度 (度)；各幅圖中，“control”表示對照，“AD”表示老年性癡呆，“AD cured with free ACh，， 表示用游離 ACh 治療 AD，“AD cured with SWCNT” 表示用 SWCNT 治療 AD，“AD cured with SWCNT-ACh” 表示用 SWCNT-ACh 治療 AD。
具體實施例方式通過下面的實施例或實驗例可以對本發明進行進一步的描述，然而，本發明的范 圍并不限于下述實施例實驗例。本領域的專業人員能夠理解，在不背離本發明的精神和范 圍的前提下，可以對本發明進行各種變化和修飾。本發明對試驗中所使用到的材料以及試驗方法進行一般性和/或具體的描述。雖 然為實現本發明目的所使用的許多材料和操作方法是本領域公知的，但是本發明仍然在此 作盡可能詳細描述。實施例1、用單壁納米碳管(SWCNT)和乙酰膽堿(ACh)制備納米載藥系統取納臣科技有限公司生產的SWCNT 5g (納米碳管纖維的平均長度> IOOOnm)，裝 入IOml離心管中，加入pH 7. 0磷酸緩沖液IOml，用XHF-D高速分散器20000轉/分進行剪 切lOmin。然后靜置5min至沉淀產生，取上清20000轉/分離心lOmin，棄上清，取沉淀。如 此制得50 300nm的SWCNT Igo將制得的SWCNT Ig加入IOml三蒸水中。再取166mg的 硫代ACh加入其中，超聲震蕩混勻后繼續在超聲條件下吸附30min后2000轉/分離心棄上 清，再加入三蒸水10ml，混勻，以上述方法重復離心三次，冷凍干燥12小時，制得SWCNT-ACh 1. 146g。載藥量14. 6%，吸附率88%。實施例2、用SWCNT-溴化乙酰膽堿(AChBr)制備納米載藥系統取納臣科技有限公司生產的SWCNT 5g (納米碳管纖維的平均長度> IOOOnm)，裝 入IOml離心管中，加入pH 7. 0磷酸緩沖液10ml，用XHF-D高速分散器20000轉/分進行 剪切lOmin。然后靜置5min至沉淀產生，取上清20000轉/分離心lOmin，棄上清，取沉淀。
12如此制得50 300nm的SWCNT Igo將制得的SWCNT Ig加入IOml三蒸水中。再取250mg 的AChBr加入其中，超聲震蕩混勻后繼續在超聲條件下吸附30min后2000轉/分離心棄上 清，再加入三蒸水10ml，混勻，以上述方法重復離心三次，冷凍干燥12小時，制得SWCNT-ACh 1.226g。載藥量 22. 6%，吸附率 90. 4%。實施例3、用SWCNT和氯化乙酰膽堿(AChCl)制備納米載藥系統取納臣科技有限公司生產的SWCNT 5g (納米碳管纖維的平均長度> IOOOnm)，裝 入IOml離心管中，加入pH 7. 0磷酸緩沖液10ml，用XHF-D高速分散器20000轉/分進行 剪切lOmin。然后靜置5min至沉淀產生，取上清20000轉/分離心lOmin，棄上清，取沉淀。 如此制得50 300nm的SWCNT Igo將制得的SWCNT Ig加入IOml三蒸水中。再取200mg 的AChCl加入其中，超聲震蕩混勻后繼續在超聲條件下吸附30min后2000轉/分離心棄上 清，再加入三蒸水10ml，混勻，以上述方法重復離心三次，冷凍干燥12小時，制得SWCNT-ACh 1. 182g。載藥量 18. 2%，吸附率 90. 1%。實施例4、用SWCNT和碘乙酰膽堿(AChI)制備納米載藥系統取納臣科技有限公司生產的SWCNT 5g (納米碳管纖維的平均長度> IOOOnm)，裝 入IOml離心管中，加入pH 7. O磷酸緩沖液10ml，用XHF-D高速分散器20000轉/分進行 剪切lOmin。然后靜置5min至沉淀產生，取上清20000轉/分離心lOmin，棄上清，取沉淀。 如此制得50 300nm的SWCNT Igo將制得的SWCNT Ig加入IOml三蒸水中。再取200mg 的AChS加入其中，超聲震蕩混勻后繼續在超聲條件下吸附30min后2000轉/分離心棄上 清，再加入三蒸水10ml，混勻，以上述方法重復離心三次，冷凍干燥12小時，制得SWCNT-ACh 1.177g。載藥量17. 7%，吸附率88. 5%實施例5、用多壁納米碳管(MWCNT)分別與多種乙酰膽堿類藥物制備納米載藥系取納臣科技有限公司生產的MWCNT 5g(納米碳管纖維的平均長度> IOOOnm)，裝 入IOml離心管中，加入pH 7. O磷酸緩沖液10ml，用XHF-D高速分散器20000轉/分進行 剪切20min。然后靜置5min至沉淀產生，取上清20000轉/分離心lOmin，棄上清，取沉淀。 如此制得50 300nm的MWCNT Igo將制得的MWCNT Ig加入IOml三蒸水中。再取166mg 的ACh、250mg的AChBr、200mg的AChCl和200mg的AChS加入其中，超聲震蕩混勻后繼續 在超聲條件下吸附30min后2000轉/分離心棄上清，再加入三蒸水10ml，混勻，以上述方 法重復離心三次，冷凍干燥12小時，分別制得MWCNT-ACh 1. 133g、MWCNT-AChBr 1. 220g、 MWCNT-AChCl 1. 168g禾Π MWCNT-AChS 1. 165g。MWCNT對4種乙酰膽堿類藥物的載藥量分別 是 13. 3%,22%U6. 8%和 16. 5% ；吸附率分別為 80%、88%、84%禾口 82. % 由本實施例可知，MWCNT對4種乙酰膽堿類藥物的載藥量和吸附率均較SWCNT為 低。但考慮MWCNT的制備較為容易，并且稍微增大劑量即能起到與SWCNT同樣的治療效應， 因此仍有可能作為乙酰膽堿類藥物的載體使用。實驗例1、投料比對載藥量和吸附率的影響載藥量和吸附率是本藥物遞送系統的兩個重要參數。載藥量與治療效應密切相 關，吸附率與制備成本密切相關。本實施例主要考察用不同的CNT/ACh比對這兩個參數的 影響。本實施例所采用的方法與前面實施例1 5的方法相同，但由一系列加入不同量的乙 酰膽堿類藥物的實驗所組成，藥物的加入量以摩爾(M)表示。如表1，在相同的CNT量下，各種藥物投料的不同，影響系統的載藥量和吸附率。一般規律是藥物投料量較小時，載藥量 (QL)隨投料量的增加而增加，但在投料量達到一定范圍時，增加投料量并不能使載藥量進 一步增加，反映藥物已使SWCNT上的結合位點達到飽和；與之相反，投料量與吸附率(RA)之 間呈負相關關系，即在投料量較低時，隨投料量的增加，吸附率逐漸降低，但達到一定程度 后，降低速度很慢。其中最為引人注目的是這一系列實施例的分析表明，SWCNT對ACh的QL 與各種膽堿類藥物的分子量的比嚴格一致，揭示了 SWCNT對ACh的吸附原理SWCNT對ACh 的吸附位點數量是恒定的。通過計算表明，37°C，pH 7. 35條件下，Ig SWCNT有6. 02X 102° 個吸附位點。這一數量被飽和后，再增加藥物的投料量，并不能使載藥量增加，反而使吸附 率明顯降低。綜合考慮，投料量以1摩爾左右最為適宜，前面的各實施例均與此一致。表1、藥物投料量對載藥量OIL)和吸附率(RA)的影響，SffCNT量為lg。
藥物0.25 M0.50 M1.0 M2.0 MQL(%)RA(%)0L(%)RA(%)QL (%)RA(%)QL(%)RA(%)AChCl(181.66)4.392.58.682.718.660.119.830.2AChBr(226.11)5.490.611.283.223.260.523.829.9AChI(289.17)6.991.914.382.930.062.430.431.8
權利要求
1.一種納米載藥系統，其包含納米碳管和與該納米碳管吸附的乙酰膽堿類藥物。
2.權利要求1的納米載藥系統，其中所述的乙酰膽堿類藥物選自乙酰膽堿、溴化乙酰 膽堿、氯化乙酰膽堿、碘化乙酰膽堿、氟化乙酰膽堿、硫代乙酰膽堿、或其混合物。
3.權利要求1的納米載藥系統，其中所述的納米碳管選自單壁納米碳管、多壁納米碳 管、或二者任意比例的混合物。優選單壁納米碳管或多壁納米碳管。
4.權利要求1的納米載藥系統，其中所述的納米碳管是經剪切處理的短纖維狀；優選 的，其中所述的納米碳管的長度為30-500nm，優選為40-400nm，優選為50-300nm，優選為 60-250nm，優選為 75_200nm。
5.權利要求1的納米載藥系統，其載藥量以所述乙酰膽堿類藥物重量占所述納米碳管 重量的百分數計，為2-50%，優選為5-40%，優選為10-40%，優選為15-30%。
6.權利要求1的納米載藥系統，其中含有的非特異性吸附的乙酰膽堿類藥物占總的 非特異性吸附的乙酰膽堿類藥物的量為小于20%，優選小于15%，優選小于10%，優選小 于7. 5%，優選小于5%，優選小于2%，或者其基本上不含有非特異性吸附的乙酰膽堿類藥 物。
7.權利要求1-6任一項所述納米載藥系統的制備方法，其包括使乙酰膽堿類藥物與納 米碳管吸附的步驟。
8.—種藥物組合物，其包含治療和/或預防有效量的權利要求1-6任一項所述的納米 載藥系統，以及任選的一種或多種藥學可接受的載體或賦形劑。
9.權利要求1-6所述的納米載藥系統或者權利要求8所述藥物組合物在制備用于治療 和/或預防與神經退行性病變相關的疾病或癥狀的藥物中的用途，或者權利要求1-6所述 的納米載藥系統或者權利要求8所述藥物組合物在制備用于治療和/或預防與中樞神經系 統中乙酰膽堿濃度不足和/或缺乏相關的疾病或癥狀的藥物中的用途。進一步的，所述的 與神經退行性病變相關的疾病或癥狀或者與中樞神經系統中乙酰膽堿濃度不足和/或缺 乏相關的疾病或癥狀包括但不限于老年性癡呆(縮寫為AD)，如早老性癡呆、肌肉萎縮性脊 髓側索硬化癥、共濟失調毛細血管擴張癥、牛海綿狀腦病、克雅二氏病、亨丁頓舞蹈癥、小腦 萎縮癥、多發性硬化癥、腦缺血等可以引起記憶和學習能力降低或智力低下。
10.納米碳管在制備用于將藥物例如小分子物質遞送到神經元特別是神經元的溶酶體 中的納米載藥系統或包含該納米載藥系統的藥物組合物中的用途。
全文摘要
本發明涉及乙酰膽堿類藥物的納米載藥系統。具體地，本發明涉及一種納米載藥系統，其包含納米碳管和與該納米碳管吸附的乙酰膽堿類藥物。本發明還涉及所述納米載藥系統的制備方法、包含治療和/或預防有效量的所述納米載藥系統的藥物組合物、所述納米載藥系統或藥物組合物在制藥中的用途、以及納米碳管在制備用于將藥物例如小分子物質遞送到神經元特別是神經元的溶酶體中的納米載藥系統或包含該納米載藥系統的藥物組合物中的用途。本發明納米載藥系統可以有效地將藥物特別是小分子藥物例如乙酰膽堿類藥物靶向投遞到中樞神經系統特別是神經元中的溶酶體中。
文檔編號A61P9/10GK102125691SQ20101000281
公開日2011年7月20日 申請日期2010年1月18日 優先權日2010年1月18日
發明者孫嵐, 張英鴿, 曲秋蓮 申請人:中國人民解放軍軍事醫學科學院毒物藥物研究所