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美迪西生物医药

 
 
 

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姜黄素的可溶性复合物  

2016-12-27 10:48:38|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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美迪西生物医药是一家从事临床前研究外包服务(CRO)的公司,专门为客户提供可定制的临床前试验服务方案,拥有十余年研发技术经验积累,在药物代谢、药代动力学、药效研究,以及毒理学方面有专业的知识。为您提供高质量的数据和快速的周转期以支持各项药物开发、临床前研究和临床研究。帮您选取最有价值的候选药物投入临床试验应用阶段。美迪西临床前研究服务有药物代谢动力学、疾病移植动物模型、药物安全性评价三大部分组成。涵盖各个方面:方案设计、体内研究、样品分析、专业数据分析、IACUC审查等,以及申报资料准备。联系我们:marketing@medicilon.com.cn 网站:www.medicilon.com.cn

本发明涉及一种组合物,其包含由γ-环糊精烷基醚衍生物和姜黄素形成的水溶性且稳定的复合物,并且任选地包含未复合的环糊精,其中姜黄素和环糊精的摩尔比为1116,以及涉及一种制备所述组合物的方法。该水溶性的稳定的姜黄素复合物可用于治疗例如人或动物对象的癌症、白血病、心肌梗塞、中风、败血症、急性肺损伤、急性肝衰竭、急性肾小管坏死、急性胰腺炎、放射损伤以及其他危及生命的病症,并且可用于在低温下保存人或动物的器官、组织或细胞。

本发明涉及水溶性姜黄素复合物。特别地,本发明涉及包含水溶性且稳定的姜黄素复合物的水性组合物。本发明还涉及通过形成稳定的环糊精复合物来增溶姜黄素的方法。此外,本发明还涉及姜黄素的药物制剂和营养制品以及保护细胞和器官的组合物和方法。

背景技术:姜黄素(curcumin),化学名为双阿魏酰甲烷,是一种来自多年生草本植物姜黄的根茎的疏水性多酚。它具有广泛的生物和药理活性谱。分离自姜黄粉的姜黄素含有两种其他的姜黄素类化合物(curcuminoid),即去甲氧基姜黄素(demethoxycurcumin)和双去甲氧基姜黄素(bisdemethoxycurcumin),它们的生物活性不同。在多数体外生物测定中姜黄素是活性最强的姜黄素类化合物(I),但即便其他姜黄素类化合物也已经被证明在一些疾病模型中有效。

姜黄素已经表明显示出强效的抗炎、免疫调节、抗增殖、抗癌活性和保护细胞、组织免受多种损害机制。大量临床前研究表明,姜黄素是一种用于若干种疾病和临床病症的有前景的治疗剂,包括例如癌症和白血病、中风、心肌梗塞、类风湿性关节炎、炎性肠病、胰腺炎、败血症、出血性休克、器官移植和放射损伤的治疗。

已经鉴定了姜黄素的若干分子靶标,姜黄素与这些靶标的相互作用解释了动物疾病模型中所鉴定的至少部分治疗效果。此外,姜黄素已证明即使在高剂量水平下在动物研究和I期临床试验中都是 非常安全的。

一个限制姜黄素潜在有价值的治疗作用的问题是它的低生物利用度。事实上,通过口服施用姜黄素,只有非常低水平的姜黄素能够到达血液和组织(2)。姜黄素的低生物利用度迄今已经限制了其用于预防和可能治疗胃肠道疾病的临床用途。

导致姜黄素生物利用度低的主要原因是它非常低的水溶性和迅速的肠代谢,特别是在人对象内。此外,水溶性差已经阻碍了对适于静脉内施用的导致姜黄素在组织中有效浓度的药物制剂的开发。

为了改善口服姜黄素的低吸收,美国公开专利申请20060067998描述了用于胃肠外施用姜黄素的胶体药物递送系统。该发明人公开了一种脂质体药物递送系统和基于聚合物的纳米颗粒和微米颗粒。通常,像姜黄素一样的水不溶性药物掺入脂质体的脂质膜中而不是脂质体内部的水相中,这可限制掺入药物的量及其稳定性。

广泛知晓的是姜黄素在中性或碱性pH下迅速水解(3)。还没有描述过姜黄素在脂质体和其他胶体药物载体系统中的稳定性。在一个姜黄素脂质体的临床前研究中,冻干的脂质体被冷冻保存,表明稳定性有限。另一方面,据报道剂量受施用体积的限制,表明脂质体姜黄素的浓度不够高(4)

几种科学出版物已经研究了姜黄素与环糊精的相互作用(567)。环糊精是由α (1-4)连接的吡喃葡萄糖单元组成的环状低聚糖,其形成亲脂的腔和亲水的外表面。其非极性腔可以通过非共价力容纳疏水性分子,并由此提高疏水性分子的水溶性。然而,报道的实验表明,即使用高摩尔浓度过量的环糊精,也只是相对低浓度的姜黄素可被溶解,所描述的复合物不适于治疗用途。DE专利申请10233598描述了包含姜黄素和环糊精的化妆品或皮肤科组合物。然而,其未证明所述组合物可包含水溶性形式的姜黄素,该申请的实施例仅描述了水包油型乳剂,其不适于例如肠胃外施用。

本发明通过寻求将姜黄素增溶到浓度高至允许以有效剂量施用给人或动物对象的新方法,从而寻求缓解与姜黄素施用有关的问题。此外,本发明还寻求提供可制备姜黄素的药物制剂和营养制品的稳定的水溶性姜黄素制剂。最后,本发明还寻求提供用于保护器官和细胞的组合物和方法。

发明内容:本发明的一个目的在于提供新的水溶性且稳定的姜黄素组合物。

本发明的第二个目的在于提供一种制备新的姜黄素环糊精复合物的方法。

本发明的第三个目的在于提供一种制备水溶性且稳定的姜黄素组合物的方法。

本发明的第四个目的在于提供新的姜黄素药物组合物,其可以有效剂量施用给人和动物对象用于治疗各种疾病和临床病症。

本发明的第五个目的在于提供用于在低温保存、灌注和再灌注期间保护细胞、组织和器官的新的组合物和方法。

本发明的第六个目的在于提供新的不含内毒素的姜黄素组合物。

本发明基于以下出于意料的发现:可在含有Y-环糊精化学改性衍生物的碱性水溶液中以高浓度溶解姜黄素。通过将水溶液的pH降至8以下,得到在水溶液中稳定的姜黄素环糊精复合物。

可通过本发明得到的环糊精复合物以远高于之前所述环糊精复合物或其它姜黄素制剂的姜黄素浓度溶于水溶液中,用来增溶姜黄素所需的环糊精的过量摩尔浓度明显低于之前所述。姜黄素在所述复合物中也非常稳定,并具有比之前描述的复合物好得多的稳定性。

可将姜黄素的环糊精复合物配制成适于胃肠外、口服或局部施用给人或动物对象的药物组合物。重要的是,新型姜黄素制剂允许以治疗严重疾病和临床病症的有效剂量经血管内施用姜黄素。

还可将所述的姜黄素溶液组合物加入离体器官、组织和细胞的保存和灌注溶液中。此外,还可将该复合物用于制备包含姜黄素的营养制品。

本发明生产不含内毒素的姜黄素制剂的方法包括使姜黄素在至少为11pH下溶解以形成溶液,在复合剂(complexing agent)(例如环糊精或白蛋白)存在下降低溶液的PH8以下,以及回收由此得到的溶液。通过本发明并不复杂的方法,可从所用的生物原材料中有效地除去内毒素。

具体实施方式:适于制备本发明环糊精复合物的环糊精为Y-环糊精的醚衍生物。特别地,所述衍生物为Y -环糊精的(取代)烷基醚衍生物,其中所述烷基基团为含有I6个碳原子的支链或直链。优选地,所述烷基基团具有I3个取代基的取代,所述取代基选自羟基、磺酰基(sulfoxy)、氨基、硫基(thio)基团。作为合适的醚的实例,可特别提及羟基烷基和磺基烷基醚衍生物。

根据一个实施方案,所述羟基烷基为羟丙基、二羟基丙基或羟乙基,所述磺基烷基为磺丁基。

环糊精醚的取代度(degree of substitution, DS)通常为3-10。本文中所使用的取代度意指每个环糊精分子中醚化基团例如羟基烷基或磺基烷基基团的平均数目。

Y-环糊精还可包含烷基取代基,例如甲基或乙基。还可使用Y-环糊精的葡萄糖基和麦芽糖基衍生物。

根据一个具体的实施方案,所述环糊精为取代度3-72-羟丙基-Y -环糊精。适于制备姜黄素复合物的2-轻丙基-γ-环糊精由德国慕尼黑的Wacker Chemie AG提供,商品名为“ CAVASOL W8Pharma ”。

环糊精复合物可包含除姜黄素以外的其他姜黄素类化合物。与姜黄粉(turmericpowder)形式的天然存在 组合物类似的姜黄素类化合物的组合物是适合的。通过提取姜黄粉得到的市售姜黄素制品包含95%或更多的姜黄素类化合物,其中约70-80%为姜黄素,

15-25%是去甲氧基姜黄素,3-7%是双去甲氧基姜黄素。任何姜黄素类化合物都可以纯的形式使用。还可使用合成的姜黄素类化合物。下文中使用的“姜黄素”意指姜黄素、去甲氧基姜黄素、双去甲氧基姜黄素及其混合物。

从姜黄粉中分离姜黄素的方法已描述于例如美国专利5,861,415(I)。可例如通过(I)中所述的采用硅胶60的色谱法将姜黄素和其他姜黄素类化合物进一步纯化。

“水溶性”(water-soluble)意指姜黄素环糊精复合物在水溶液中以至少IOmmol/I的浓度溶解而无沉淀。所述复合物通常也是“稳定的”,其意指在避光条件下,在室温(23±2C)下保存三个月或者在28°C下保存12个月的过程中,复合物中姜黄素的浓度减少低于20%

通过使姜黄素与环糊精在pH至少为11、优选至少为12的碱性水溶液中相接触来制备复合物。合适的碱性溶液为例如0.1-0.5mol/l的氢氧化钠。

10-250g/l的环糊精浓度是合适的,但可以使用更高的浓度。以相对于环糊精1:11: 6的摩尔比加入姜黄素,搅拌溶液。溶液在制备过程中避光以防止姜黄素降解。将PH调节至8以下,但不低于约3,特别是调节至约4.0-7.6[0034]可调节pH,例如使用盐酸,磷酸或有机酸例如柠檬酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、乙酸、葡萄糖酸、琥珀酸及其组合。合适的组合例如使用盐酸和羟基酸(如柠檬酸),在此情况下,复合物可从含有氯化钠和柠檬酸钠且具有适于静脉输注的PH和摩尔渗透压浓度的溶液组合物中回收。

根据使用的条件,在pH调节过程中可能形成一些沉淀。这些沉淀可通过过滤除去。

进一步地,可调节组合物,并且可加入其它辅助物质,例如张力调节剂(tonicitymodifier)、复合增强剂(complexation-enhanging agent)、稳定剂和冷冻保护基,其实例在下文中给出。可将所述组合物无菌过滤。

姜黄素复合物可从溶液中回收,或者将其不经分离而在溶液中进行进一步处理。

在制备复合物的过程中,姜黄素和环糊精可以不同方式接触。第一种方法包括以下步骤:制备pH至少为pH 11的碱性环糊精溶液,将姜黄素和所述碱性环糊精溶液混合,以及在溶解后将PH降至8以下。此为优选的方法。姜黄素通常在几分钟内溶解。

在第二种方法中,首先将姜黄素溶解在pH至少为pH 11的碱性溶液中,将环糊精与所述碱性姜黄素溶液混合,以及在溶解后降低pH

第三种方法包括以下步骤:将姜黄素溶解在pH至少为11的碱性溶液中,将环糊精溶解在第二溶液中,将溶液混合,以及降低pH

在所有上述实施方案中,以固体形式使用的姜黄素可在与环糊精溶液混合前被浸湿和脱气。

可加入有机溶剂(如乙醇)以增加姜黄素的溶解度。

接触步骤的合适温度为2_40°C,例如15_30°C,尤其是20_25°C

环糊精和其他生物原材料可能含有细菌内毒素。出乎意料的是,发现当通过本发明的方法特别是使用实施例1中所述实施方案溶解姜黄素时,可获得少于lIU/ml内毒素的姜黄素复合物,即便使用的是商业环糊精(当其以100g/l溶于无热原的水中时含有约100IU/ml的热毒素)

因此,本发明的方法通过消除存在于所用生物起始材料中的内毒素来制备不含内毒素的姜黄素复合物是特别有益的。

回收的姜黄素环糊精复合物在室温下在水溶液组合物中至少三个月是稳定的。复合物的浓度影响其在溶液中的稳定性,从而稀溶液较不稳定。因此,优选含有姜黄素浓度大于lmmol/1并高至约100mmol/l、优选至少5mmol/l的溶液组合物。实用的姜黄素浓度至少为 10mmoI /1, 10_60mmol/l

可将复合物干燥,例如通过冷冻干燥、喷雾干燥、喷雾-冷冻干燥,反溶剂(antisolvent)沉淀、使用超临界流体或近超临界流体(nearsupercritical fluid)的方法,或者对制造粉末、颗粒或其他固体形式的技术领域内的技术人员来说已知的其它方法。

本发明所述的复合物在中性pH(pH为约6.87.5,特别是约7.4)下呈红色。优选地,所述红色可在姜黄素浓度为lOmmol/1或以上时检测到。其使复合物区别于游离姜黄素以及姜黄素与其他环糊精的复合物,它们在中性PH下呈橙色或黄色。

可获得具有优良收率的水溶性且稳定的姜黄素环糊精复合物的这一发现是出人意料的,因为在现有技术中认为姜黄素在碱性pH下迅速水解(3)。美国专利4999205描述了一种制备具有改善的光稳定性和着色能力的澄清水溶性姜黄素复合物的方法。该方法包括以下步骤:使基质与姜黄素在PH高于9的水溶液中接触(在此pH下姜黄素以其水溶性红色碱性形式存在),然后酸化使pH降低至约8以下,从而使姜黄素以其中性黄色形式与基质复合。通过吸收法测定姜黄素的稳定性;然而,姜黄素的水解降解产物具有与姜黄素相似的吸收,这使得吸收法成为姜黄素稳定性评估的不可靠方法(3)。在本发明中,利用反相HPLC法测定姜黄素浓度。

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