專利名稱：蛋白質穩定的藥理活性物質及其它的制備和應用方法
技術領域：
本發明涉及用于靜脈內給予藥理活性物質的微粒載體的生產方法，以及由此而產生的新組合物。在一個特定的方面，本發明涉及體內輸送實際上水不溶性藥理活性物質(如抗癌藥紫杉醇)的方法。在一個方面，提供含水不溶性藥理活性物質的分散膠體系統。這些混懸的顆粒被包封在一種由可生物適合聚合物配制成的聚合物殼體內，其直徑小于約1微米。本發明膠體系統的制備不需使用常規的表面活性劑或任何聚合物核心基質。本發明現時更著重的一個方面是，提供一種能無菌過濾的極小顆粒的制備方法。聚合物殼體含藥理活性物質顆粒和任意選擇的生物適合性分散劑，藥理活性物質能在其該分散劑中溶解或混懸。因而，本發明提供一種藥物輸送系統，其形式或者是液體或者是一種可再分散的粉末。任何一種形式不但提供了立即生物有效的藥物分子(即與一種蛋白質分子結合的藥物分子)，而且提供了用一種蛋白質包衣的純藥物顆粒。
背景技術：
靜脈內藥物輸送可迅速和直接地與攜帶藥物到身體其余部位的血流達到平衡。為了避免血管內注射后短時間內出現的峰血清濃度，攜帶于穩定載體內的給藥方式可在沖擊劑量靜注治療微粒后使藥物在血管逐漸釋放。
可注射的控釋微粒能提供一個預先程序化的作用時間，范圍從一次注射后的幾天、幾周到數月。它們也具有幾個比常規給藥更為突出的優點，包括自動保證病人對劑量制度的順從性，以及藥物能導向特定的組織或器官(Tice and Gilley，Journal of Controlled Release 2343-352(1985))。
存在于血液內的微粒和外來物體會被“血液過濾器官”，即胰臟、肺和肝逐漸從循環中清除。含于正常全血內的顆粒物質包含有紅血細胞(直徑典型地，為8微米)、白血細胞(直徑典型地，為6-8微米)和血小板(直徑典型地，為1-3微米)。在大多數器官和組織的微循環中能允許這些血細胞自由通過。當尺寸大于10-15微米的小血栓(血凝塊)存在于循環內時，會出現毛細管梗塞或阻塞的危險，導致局部缺血或缺氧和可能的組織死亡。由此，必須避免在循環內注入直徑大于10-15微米的顆粒。然而，直徑小于7-8微米的顆粒混懸液是比較安全的，可用于輸送以脂質體和乳液、營養劑及顯象用造影劑等形式出現的藥理活性物質。
顆粒的大小和它們的輸送方式決定它們的生物學行為。Strand等在微球的生物醫學應用一書中(Microspheres-Biomedical applications，ed.A.Rembaum，pp 193-227，CRC Press(1988))提到，顆粒的命運取決于它們的大小。尺寸范圍在幾納米(nm)到100nm的顆粒在間隙注射后進入淋巴毛細管，并在淋巴結內可能產生吞噬作用。在靜脈內/動脈內注射后，直徑小于2微米的顆粒很快會被網狀內皮系統(RES)(也稱作單核吞噬細胞系統(MPS))從血液中清除。直徑大于7微米的顆粒在靜注后會被肺毛細管截留。在動脈內注射后，這些顆粒會被到達的第一個毛細管床截留。吸入的顆粒被肺泡的巨噬細胞捕獲。
水不溶性或水溶性差以及對胃內酸環境敏感的藥物不能用常規的方法(如用靜注或口服給藥的方法)給予。這種藥物的胃腸外給予可通過油溶性藥物與水性液體(如生理鹽水)在有表面活性劑或乳化穩定劑存在下乳化生成的穩定性微乳狀液進行。這些乳液可以靜脈內注射給藥，條件是乳液的組分是藥理學上惰性的。美國專利4,073,943提到將水不溶性藥理活性物質溶于油，并用水在有表面活性劑如卵磷脂、多聚醇(丙二醇和乙二醇的共聚物)、油酸聚甘油酯等的存在下乳化后給予的方法。PCT國際公布No.WO85/00011提到一種麻醉藥的藥物微小滴用磷脂如肉豆蔻酰磷脂酰膽堿(肉豆蔻酰卵磷脂)包衣的方法。它們具有合適的尺寸，可供皮內或靜脈內注射用。
一個水不溶性藥物的例子是紫杉醇。它是一種天然產物，由Wani等首先從太平洋紫杉樹Taxus brevifolia分離出(J.Am.Chem.Soc.932325(1971))。在抗有絲分裂藥中，含一個二萜碳骨架的紫杉醇對引起有絲分裂紡錘體形成的微管蛋白質呈現獨特的作用模式。與其它抗有絲分裂藥如長春堿或秋水仙堿阻止微管蛋白裝配大不相同的是，紫杉醇是唯一一種已知能抑制微管蛋白解聚過程、因而阻止細胞復制過程的植物產品。
紫杉醇這種天然存在的雙萜類化合物對藥物難治性卵巢癌顯示有明顯的抗腫瘤和抗癌作用。紫杉醇對范圍廣泛的腫瘤模型如B16黑素瘤、L1210白血病、MX-1乳房腫瘤和CS-1結腸腫瘤異種移植物有優異的抗腫瘤活性。幾份最近的出版物把紫杉醇稱為新的抗癌特效藥。確實，最近紫杉醇已被聯邦藥品管理局批準用于治療卵巢癌。然而，紫杉醇的水溶解度低使對人給藥成為問題。確實，輸送在水性介質中固有地不溶或難溶的藥物，如果口服輸送無效可能會受到嚴重的損害。為此，目前所用的紫杉醇配方需要一種cremaphor來使藥物增溶。人臨床的劑量范圍是200-500毫克。這個劑量可溶于1∶1的乙醇∶cremaphor中，稀釋到1升靜脈內給藥液體。現時所用的cremaphor是多乙氧基蓖麻油。
在I期臨床試驗中，紫杉醇本身不顯示過度的毒性作用，但用于增溶藥物的乳化劑引起了嚴重的過敏反應。目前的給藥制度包含在注射藥物之前，給予病人抗組胺藥和類固醇以減弱cremaphor的過敏副作用。
為改進紫杉醇的水溶解度，幾個研究人員用能賦予較高水溶解度的官能團修飾了它的化學結構。其中，磺化衍生物(Kingston et al.，U.S.Patent 5,059,699(1991))和氨基酸酯(Mathew etal.，J.Med.Chem.35145-151(1992))顯示有明顯的生物活性。經修飾產生的水溶性衍生物有利于靜脈內輸送溶解在無害載體如生理鹽水中的紫杉醇。然而，這種修飾使藥物制劑的成本增加、可能誘發不需要的副反應和/或過敏反應、和/或可能降低藥物的療效。
文獻曾報道過用蛋白質微球作為藥理活性物質或診斷產品的載體。用熱變性或化學交聯的方法制備了白蛋白微球。熱變性微球是從一種乳化的混合物(例如，將要摻入的物質白蛋白和一種合適的油)在溫度100℃至150℃之間制備的。然后，用一種適宜的溶劑將微球洗滌并儲存備用。Leucuta等(International Journal of Pharmaceutics 41213-217(1988))介紹了熱變性微球的制備方法。
制備化學交聯微球的過程包括用戊二醛處理乳劑以將蛋白質膠聯，然后洗滌和儲存備用。Lee等(Science 213233-235(1981))和美國專利No.4,671,954介紹了這種制備方法。
上述制備蛋白質微球作為藥理活性物質載體的技術，雖然適合于水溶性物質的輸送，但它不能捕捉水不溶性物質。這種限制是這些制備技術所固有的，因為它們依靠在油包水乳劑水相中蛋白質組分的交班聯或熱變性。任何溶解于含蛋白質水相內的水性溶解物質均可能被所形成的交聯或熱變性蛋白質基質捕捉，但水溶性差或油溶性物質不能摻入到用這些技術制備的蛋白質基質內。
制備含藥納米顆粒的一種常規方法是將聚乳酸(或其它可生物適合的水不溶性聚合物)溶于與水不溶混的溶劑(如二氯甲烷或其它氯化了的、脂肪、或芳香溶劑)內，將藥理活性物質溶解于此聚合物溶液中，在油相或水相中加入表面活性劑，通過適當的方法形成水包油乳劑，于真空下將乳劑緩慢蒸發。如油滴足夠小并在蒸發時穩定，就得到一種聚合物的水混懸液。因為藥物在開始時就存在于聚合物溶液中，所以用這種方法可能得到一個組合物，藥物分子在其內被由一種聚合基質形成的顆粒所捕捉。幾個研究人員也報告了用溶劑蒸發制備含各種藥物的微球和納米顆粒的方法(例如參見Tice and Gilley，Journal of controlled Release 2343-352(1985)；Bodmeier and McGinity，Int.J.Pharmaceutics 43179(1988)；Cavalier et al.，J.Pharm.Pharmacol.38249(1985)；and d’Souza et al.，WO 94/10980)。
Bazile等在Biomaterials 131093(1992)，和Spenlehauer等在法國專利2 660 556中報告了用2種可生物適合聚合物制備納米顆粒的方法。一種聚合物(如聚交酯)與一種活性組分如藥物一起溶解于有機相內，另外一種聚合物如白蛋白用作表面活性劑。經乳化和除去溶劑后，就形成納米顆粒，藥物存在于聚交酯顆粒的聚合基質內。
形成聚合基質的聚合物溶液性質對在第一階段獲得適合的乳劑是極為重要的。例如，聚交酯(常用于制備可注射用納米顆粒)具有一種表面活性，它能引起其在二氯甲烷-水界面的迅速吸收，導致界面張力的減弱(例如參見Boury et al.，Lanqmuir 111636(1995))，從而改善乳化過程。此外，這些研究人員發現，牛血清白蛋白(BSA)與聚交酯相互作用，并滲入到在油水界面處的聚交酯單分子層內。由此，根據上述文獻可以預料，在用常規的溶劑蒸發方法時，在非水性有機相中存在表面活性聚合物(聚交酯)將大大有助于乳化作用。事實上，聚交酯的存在不僅是一個充分條件，而且實際上是形成適當大小納米顆粒所必須的。
基于溶劑蒸發方法的另一個過程包括，將藥物溶解于一種疏水溶劑(例如，甲苯或環己烷)內，有機相內不需溶解任何聚合物，在混合物中加入一種常用的表面活性劑作為乳化劑，生成一種水包油乳劑，然后將溶劑蒸發，就得到藥物的干燥顆粒(例如參見Sjostrom et al.，J.Dispersion Science and Technology 1589-117(1994))。除去非極性溶劑時，藥物在乳劑滴內沉淀，從而得到亞微米顆粒。
曾發現，顆粒的大小主要是受到乳劑滴開始時的尺寸所控制。此外，令人感興趣的是，注意到最終顆粒的大小隨著有機相內藥物濃度的降低而減少。這一發現與這里所報告的結果相反，后者在制備納米顆粒時沒有用常規的表面活性劑。此外，Sjostrom一文的作者注意到，所用的藥物膽甾固醇乙酸酯在甲苯中是有表面活性的，因而，可能被定位在油水界面上，所以在界面上的藥物濃度比較高，從而增加沉淀的潛勢。
采用如Calvo等在J.Pharm.Sci.85530(1996)中所述的一個沉淀過程也可以生成亞微米顆粒。此過程是基于將藥物(例如，吲哚美辛)和聚合物(聚己酸內酯)溶于二氯甲烷和丙酮中，然后將溶液倒入含一種表面活性劑(泊洛沙姆188(Poloxamer 188))的水相內，以生成亞微米大小的顆粒(216nm)。然而，此過程是在無乳劑形成的溶劑濃度下進行的。
發明簡述因此，本發明的一個目的是，在一個組合物中以未加修飾的形式輸送藥理活性物質(例如，紫杉醇、紫杉烷、Terxotere和類似的化合物)。此組合物不會因加入有目前用于藥物輸送的乳化劑和增溶劑而引起過敏反應。
本發明進一步的目的是，用選擇性地混懸在適宜的可生物適合液體內的微米顆粒或納米顆粒組合物輸送藥理活性物質。
本發明的另外一個目的是，提供一種采用溶劑蒸發技術，從用蛋白質作為穩定劑的水包油乳劑，在沒有常規表面活性劑存在下，和在沒有任何聚合物核心材料存在下形成藥理活性物質亞微米顆粒(納米顆粒)的方法。
本發明的這些和其它目的通過閱讀其說明和權利要求將成為顯而易見。
根據本發明，我們發現，實際上水不溶性藥理活性物質能夠以微米顆粒或納米顆粒輸送。這些顆粒的水性混懸液適于胃腸外給藥。這種輸送模式避免了實際上水不溶性藥理活性物質(例如，紫杉醇)必需通過一種含例如乙醇和多乙氧基蓖麻油、并用生理鹽水稀釋的乳劑給藥(例如參見Norton et al.，Absracts of the 2ndNational Cancer InstituteWorkshop on Taxol & Taxus，九月23-24，1992)。這種已知組合物的一個缺點是有產生過敏性副作用的趨向。
因而，根據本發明，提供了采用溶劑蒸發技術生成藥理活性物質納米顆粒的方法。它是從一種按照高剪切力條件(例如，超聲處理、高壓均化，或類似技術)制備的水包油乳劑，不需使用任何常規表面活性劑，和不需使用任何聚合物核心物質以形成納米顆粒基質來制備的。作為替代，用蛋白質(例如，人血清白蛋白)作為穩定劑。
本發明進一步提供了一種可重復的異常細小、能通過0.22微米過濾器無菌過濾的納米顆粒(直徑小于200納米)生成方法。這可以通過將水溶性乳劑(例如，乙醇)加入到有機相內，并通過仔細選擇有機相的類型、相組分和有機相內的藥物濃度達到。生成的納米顆粒大小能通過0.22微米過濾器過濾這一點是極為重要和有意義的，因為含相當數量任何蛋白質(例如，白蛋白)的配方由于這些蛋白質會熱凝固，所以不能用常規方法如壓熱法滅菌。
根據本發明的另一個實施方案，我們開發了用于體內輸送實際上水不溶性藥理活性物質的組成。本發明的組合物由含于一個聚合物殼體內的實際上水不溶性藥理活性物質(以固體或液體的方式)構成。這種聚合物殼體是一種交聯的可生物適合聚合物。然后將聚合物殼體(其中含實際上水不溶性藥理活性物質)混懸于一種可生物適合的水性液體內，以供給藥用。
本發明進一步提供了一種藥物輸送系統，一部分藥理活性物質分子在其內與蛋白質(例如，人血清白蛋白)結合，由此，在給予哺乳動物時可立即生物有效。其它部分藥理活性物質含于用蛋白質包衣的納米顆粒內。這種含藥理活性物質的納米顆粒以純有效組分的形式存在，沒有用任何聚合物基質稀釋。
大量在血液中循環的常見藥理活性物質(通過疏水或離子相互作用)與載體蛋白質結合，其中最普通的例子是血清白蛋白。本發明的方法和由此而產生的組合物是在給藥前已“預先(通過疏水或離子相互作用)結合”蛋白質的藥理活性物質。
目前公開的內容展示了能與人血清白蛋白結合的抗癌藥紫杉醇(Paclitaxel)上述2種生物利用度模式(例如參見Kumar et al.，ResearchCommunications in Chemical Pathology and Pharmacology 80337(1993))。與紫杉醇相比，在本發明顆粒內高白蛋白濃度供給了相當數量以白蛋白分子結合形式出現的藥物，而白蛋白也是藥物在血流中的天然載體。
此外，利用人血清白蛋白結合紫杉醇以及其它藥物的能力可以提高紫杉醇并入顆粒表面的能力。因為白蛋白出現在膠體藥物顆粒(在除去有機溶劑時形成)上，由于電排斥和空間穩定的合并作用，促進了能長時間穩定的膠體分散體的形成。
根據本發明，也提供了能在水或生理鹽水中容易重組的粉末形式亞微米顆粒。這種粉末是在除去水分后經冷凍干燥得到的。人血清白蛋白作為本發明納米顆粒的結構組分，也作為冷凍保護劑(抗凍劑)和重組輔助劑。按照在這里敘述的本發明方法制備的、可通過0.22微米過濾器過濾的顆粒，經干燥或冷凍干燥后產生一種可供靜脈內注射用的無菌固體配方。
本發明，在一個特定方面，以分散于液體分散體中納米顆粒的形式或易于重組給藥的固體形式提供了抗癌藥如紫杉醇的組合物。由于一些藥物如紫杉醇的特殊性質，這種組合物不能用依賴使用表面活性劑的常規溶劑蒸發方法得到。在有各種表面活性劑存在下，在制備過程后儲存幾分鐘內就會形成極大的藥物結晶(例如，其大小可從5微米左右到幾百微米)。這種大小的結晶顯然地比靜脈內注射所允許的尺寸要大得多。
雖然認識到按本發明所產生的顆粒可以是結晶、無定形物質或它們的混合物，但通常更愿意選擇配方中的藥物是無定形的方式。因為這更易于溶解和吸收，從而達到更高的生物利用度。
附圖概述
圖1顯示靜脈內給予荷腫瘤小鼠(每組的n＝5)紫杉醇納米顆粒的結果，與接受生理鹽水的對照組(●)比較，治療組(■)小鼠的腫瘤完全消退。觀察到對照組有實際上不能控制的腫瘤生長。治療組的劑量為20毫克紫杉醇/公斤，靜脈內給予沖擊劑量，連續5天。
圖2顯示對腳爪皮下注射膠原誘發關節炎大鼠腹腔給予紫杉醇納米顆粒的結果。測量爪的體積以表示疾病的嚴重程度。以治療開始時爪的體積歸一為100％。0日表示治療開始。共分3組-對照組接受生理鹽水(n＝2，在圖上以細線表示，并標明“非治療組”)，第1治療組接受紫杉醇納米顆粒1毫克/公斤劑量(n＝4，在圖上以粗線表示，并標明“紫杉醇納米顆粒1.0毫克/公斤)和第2治療組接受紫杉醇納米顆粒0.5毫克/公斤劑量和潑尼松(prednisone)0.2毫克/公斤劑量并用藥治療(n＝4，在圖上以粗線表示，并標明“潑尼松0.2毫克/公斤+紫杉醇納米顆粒0.5毫克/公斤”)。2個治療組顯示爪體積隨時間大幅度減小，表明關節炎消退，而對照組在相同期間內爪體積增大了。
發明的詳細說明根據本發明，提供了供體內輸送的實際上水不溶性藥理活性制劑的制備方法，該方法包括將一種由含上述藥理活性物質并在其中分散的有機相和含可生物適合聚合物的水性介質組成的混合物(在該混合物內實際上不含表面活性劑)置于壓力范圍在3,000至30,000磅/英寸2的高壓均漿器內。在經受高剪切條件處理后，可以有選擇性地從混合物中除去有機相和/或水相。
根據本發明，也提供用上述方法制備的組合物。
按照本發明的另一個實施方案是，提供一種由固狀或液狀、實際上水不溶性藥理活性物質經一種蛋白質包衣成顆粒而組成的藥物輸送系統，在其中，上述蛋白質包衣有與其締合的游離蛋白質，在其中，上述藥理活性物質的一部分含于上述蛋白質包衣內，和上述藥理性質的另一部分與上述游離蛋白質締合，并且上述顆粒的平均直徑不大于1微米左右。
已觀察到，上述組合物由于它們能提供極低毒性形式的種種藥理活性物質而特別有利，例如，紫杉醇和白蛋白(作為可生物適合聚合物)組合由于它的毒性低，是目前優先選擇的組合。紫杉醇和白蛋白組合也具有另一個優點，即它實際上沒有骨髓抑制作用。
在一種優選的實施方案中，上述顆粒的平均直徑不大于200納米左右。這種顆粒由于它們能經受無菌過濾而特別有利，由此可以避免為使含所需藥理活性物質的溶液滅菌而需要采用更為強烈的處理方法。
如這里所引用的，“體內輸送”這個術語是指經由這樣一些給藥路線，如口服、靜脈內、皮下、腹腔、鞘內、肌內、吸入、外用、經皮、栓劑(直腸)、陰道栓(陰道)和類似途徑輸送藥理活性物質。
如這里所引用的，“微米”這個術語是指一個為一毫米的千分之一的測量單位。
如這里所引用的，“可生物適合”這個術語是指一種物質不會明顯地以任何有害的方式改變或影響它被引入的生物系統。
根據本發明，含于聚合物殼體內的藥理活性物質與用發明前已知的技術產生的蛋白質微球之間的關鍵性區別是在顆粒生成之后蛋白質形成的性質和最終狀態，及它攜帶水溶性差或實際上水不溶性物質的能力。根據本發明，聚合物(例如，蛋白質)在高壓均漿器的高剪切條件下可能產生交聯。采用高剪切以將含溶解或混懸有藥理活性物質的分散劑在可生物適合聚合物的水溶液中分散，聚合物可選擇性地帶巰基或二硫化物基團(例如，白蛋白)，由此在非水性介質微小液滴的周圍會形成一個交聯的聚合物殼體。高剪切條件在液體內會產生空化作用，引起局部高熱，從而生成能使聚合物交聯的超氧化物離子，例如，通過氧化巰基殘基(和/或破壞現存的二硫化物鍵)以形成新的、交聯的二硫化物鍵。
與本發明大不相同的是，現有用戊二醛交聯的方法是非特異性的和與存在于蛋白質結構內任何親核基團(例如，胺和羥基)基本上是有反應性的。如在現有技術中，熱變性能明顯地和不可逆地改變蛋白質結構。對比之下，本發明經仔細考慮而提出的形成二硫化物鍵方法實際上不會使蛋白質變性。此外，實際上含于一個殼體內的水不溶性藥理活性物質顆粒亦不同于現有技術產生的交聯或熱變性蛋白質微球，因為本發明方法產生的聚合物殼體與包衣顆粒的直徑相比較薄。經透射電子顯微鏡測定，對直徑為1微米(1000納米)的包衣顆粒其聚合物包衣的“殼體厚度”約為25納米。與此相比，現有技術產生的微球沒有蛋白質殼，但相反地，它的蛋白質是在微球的整個體積內分散。
因而，根據本發明，藥理活性物質被溶解在一種適合的溶劑內(例如，氯仿、二氯甲烷、醋酸乙酯、乙醇、四氫呋喃、二氧六環、乙腈、丙酮、二甲基亞砜、二甲基甲酰胺、甲基吡咯烷酮、或類似溶劑，以及2種或2種以上這些溶劑的混合物)。在本發明的實際應用中也打算使用另一些溶劑，包括大豆油、椰子油、橄欖油、紅花油、棉籽油、芝麻油、橙油、苧烯油、C1-C20醇、C2-C20酯、C3-C20酮、聚乙二醇、脂肪烴、芳香烴、鹵代烴和它們的混合物。
與常規的納米顆粒形成方法不同，聚合物(例如，聚乳酸)是不溶于溶劑內的。在制備本發明組合物所用的油相中，僅含溶于溶劑內的藥理活性物質。
其次，在水相中加入蛋白質(例如，人血清白蛋白)是起穩定劑作用，以形成穩定的納米液滴。加入蛋白質的濃度范圍約為0.05-25％(w/v)，范圍在0.5％-5％(w/v)內更好。與常規的納米顆粒形成方法不同，混合物內不需加入表面活性劑(例如，十二烷基硫酸鈉、卵磷脂、吐溫80、多聚醇F68和類似化合物)。
其次，乳劑是在高壓和高剪切力條件下經均化作用形成的。這種均化作用通常在高壓均漿器內進行，典型的操作壓力在3,000至30,000磅/英寸2的范圍內，此過程在6,000至25,000磅/英寸2范圍內進行更好。生成的乳劑含極微細的非水性溶劑納米小滴(含溶解的藥理活性物質)和極微細的蛋白質穩定劑納米小滴。可接受的均化方法包括可賦予高剪切和空化作用，如高壓均漿器、高剪切混合器、超聲處理器、高剪切攪拌器，和類似設備。
最后，溶劑于減壓下蒸發，生成由蛋白質包衣的藥理活性物質納米顆粒和蛋白質組成的膠體系統。可接受的蒸發方法包括使用旋轉蒸發器、降膜蒸發器、噴霧干燥器、冷凍干燥器，和類似設備。
將溶劑蒸發后，液體混懸物可經干燥以得到含藥理活性物質和蛋白質的粉末。生成的粉末可于任何合適的時間和在適宜的水性介質中再分散以得到能對哺乳動物給藥的混懸液。這些水性介質有生理鹽水、緩沖生理鹽水、水、緩沖的水性介質、氨基酸溶液、維生素溶液、碳水化合物溶液或類似的介質，以及任何2種以上這些介質的混合物。為得到這種粉末將打算采用的方法包括冷凍干燥、噴霧干燥，和類似的技術。
根據本發明一個實施方案，提供了一個形成極為細小的亞微米顆粒(納米顆粒)，即直徑小于200納米的顆粒的方法。這種顆粒在以液體混懸液方式使用之前能進行無菌過濾。本發明配制過程所得最終產品(即藥物顆粒)能無菌過濾是有重要意義的，因為不可能用常規方法如壓熱器對含高濃度蛋白質(例如血清白蛋白)的分散液進行滅菌。
為了得到可無菌過濾的顆粒(即，直徑小于200納米的顆粒)，將藥理活性物質在開始時就以高濃度地溶于一種實際上與水不溶混的有機溶劑內(例如，在水中的溶解度小于5％左右的溶劑，如氯仿)，由此生成含藥理活性物質的油相。適合的溶劑在上面已提及。與產生納米顆粒的常規方法不同，聚合物(例如，聚乳酸)是不溶于溶劑內的。本發明過程所用的油相僅含溶于溶劑內的藥理活性物質。
其次，將一種與水溶混的有機溶劑(例如，在水中的溶解度大于10％左右的溶劑，如乙醇)加入到油相內，最終濃度在約1％-99％v/v范圍內，范圍約為總有機相的約5％-25％v/v更好。與水溶混的有機溶劑可以從這些溶劑中選擇，如醋酸乙酯、乙醇、四氫呋喃、二氧六環、乙腈、丙酮、二甲基亞砜、二甲基甲酰胺、甲基吡咯烷酮、和類似的溶劑。作為替代，可首先制備水不溶混溶劑與水溶混溶劑的混合物，然后將藥理活性物質在此混合物內溶解。
其次，將如上所述的人血清白蛋白或任何其它合適的穩定劑溶于水性介質內。此組分在形成穩定的納米小滴時起穩定劑作用。可選擇性地，將足量的第一種有機溶劑(例如氯仿)溶于水相中，使其接近飽和濃度。將一種單獨的、經計量的有機相(現時它包含藥理活性物質、第一有機溶劑和第二有機溶劑)加入到飽和的水相內，致使有機相的相組成在約0.5％-15％v/v之間，在約1％-8％v/v之間更好。
其次，于低剪切力下經均化作用形成一種由微米和納米小滴組成的混合物。這可以通過種種方式來完成，對那些本領域的技術人員是容易認識的，例如，采用一種操作范圍在大約2,000至大約15,000轉/分鐘的常規實驗室均漿器。之后再在高壓下(例如，在大約3,000至30,000磅/英寸2的壓力范圍)均化。生成的混合物含水性蛋白質溶液(例如，人血清白蛋白)、水不溶性藥理活性物質、第一溶劑和第二溶劑。最后，在真空下迅速將溶劑蒸發，即得到一個由極細納米顆粒(即直徑范圍在大約10-20毫微米的顆粒)組成的膠體分散系統(藥理活性物質和蛋白質)，并因而能無菌過濾。顆粒的尺寸范圍在大約50至170納米之間更好，這取決于配方和操作參數。
根據本發明制備的膠體系統通過除去其內所含的水分，例如，在適宜的溫度-時間范圍內用真空冷凍干燥方法即可進一步轉換成粉末形式。蛋白質(例如人血清白蛋白)本身起冷凍保護劑作用，不需要使用常規冷凍保護劑如甘露糖醇、蔗糖、甘油，和類似的化合物，并且這種粉末通過加入水、生理鹽水或緩沖液可以容易地重組。盡管不需要，但當然可以理解為如十分必要，這些常規的冷凍保護劑可以加入到本發明的配方中。
含固態或液態藥理活性物質核心的聚合物殼體能夠以較小的體積輸送高劑量藥理活性物質。這可以使病人接受大體積液體時的不適感和住院時間減至最小。此外，聚合物殼體壁或包衣通常在體內可被蛋白水解酶(例如，當聚合物是蛋白質時)完全降解，因此，如同本配方一樣，輸送系統不會帶來副作用。
根據本發明的這一實施方案，實際上水不溶性藥理活性物質顆粒的橫截面直徑不大于10微米左右。橫截面直徑小于5微米的顆粒更好，而橫截面直徑小于1微米的，就目前來說是最適于靜脈內路線給藥的。
計劃用于本發明實施的實際上不溶于水的藥理活性物質包括藥理活性藥物，診斷試劑，營養用物質等。藥理活性藥物舉例如下鎮痛劑/解熱劑(如阿斯匹林，對乙酰氨基酚，布洛芬，萘普生鈉，鹽酸叔丁啡，鹽酸丙氧酚，萘磺酸丙氧酚，鹽酸哌替啶，鹽酸二氫嗎啡酮，硫酸嗎啡，鹽酸羥考酮，磷酸可待因，酒石酸二氫可待因，鹽酸鎮痛新，重酒石酸二氫可待因酮，酒石酸左啡諾，二氟尼酸，水楊酸三乙醇胺，鹽酸納布啡，甲芬那酸，環丁嗎喃醇酒石酸鹽，水楊酸膽堿，布他比妥，檸檬酸芐苯醇胺，檸檬酸苯海拉明，甲氧異丁嗪，鹽酸桂麻黃堿，眠爾通等)；麻醉劑(如環丙烷，恩氟烷，氟烷，異氟烷，甲氧氟烷，一氧化氮，普魯泊福(丙酚)，等)；平喘藥(如氮卓司汀，酮替芬，Traxanox，等)；抗生素(如新霉素，鏈霉素，氯霉素，頭孢菌素，氨比西林，青霉素，四環素等)；抗抑郁藥(如甲苯噁唑辛，奧昔哌汀，鹽酸多慮平，阿莫沙平，鹽酸曲唑酮，鹽酸阿米替林，麥普替林鹽酸鹽，硫酸苯乙肼，鹽酸去甲丙咪嗪，鹽酸去甲替林，硫酸反苯環丙胺，鹽酸氟西汀，鹽酸多慮平，鹽酸米帕明，雙羥水楊酸米帕明，去甲替林，鹽酸阿米替林，異唑肼，鹽酸去甲丙咪嗪，馬來酸三甲丙咪嗪，鹽酸普羅替林，等)；抗糖尿病藥(如雙胍類，激素，硫酰脲衍生物類，等)；抗真菌藥(如灰黃霉素，酮康唑，兩性霉素B，制霉菌素，殺念菌素，等)；抗高血壓藥(如普萘洛爾，普羅帕酮，烯丙氧心安，硝苯吡啶，利血平，樟腦磺酸咪噻芬，鹽酸酚芐明，帕吉林鹽酸鹽，脫甲氧利血平，二氮嗪，硫酸胍乙啶，長壓定，蘿芙木堿，硝普鈉，緩脈靈，蛇根混合堿，甲磺酸酚妥拉明，利血平，等)；抗炎藥(如〔非甾體類〕消炎痛，萘普生，布洛芬，ramifenazone，炎痛喜康，〔類固醇類〕皮質酮，地塞米松，氟噁米松，氫化可的松，強的松龍，強的松，等)；抗腫瘤藥(如鹽酸阿霉素，環磷酰胺，放線菌素，博來霉素，正定霉素，阿霉素，表阿霉素，絲裂霉素，甲氨喋呤，5-氟尿嘧啶，卡鉑，卡氮芥(BCNU)，甲基-CCNU，順鉑，鬼臼乙叉甙，干擾素，喜樹堿及其衍生物，苯芥膽甾醇，紫杉酚(Taxol)及其衍生物，taxotere及其衍生物，長春堿，長春新堿，三苯氧胺，鬼臼乙叉甙，哌酰硫烷，等)；抗焦慮藥(如氯羥去甲安定，鹽酸丁螺環酮，環丙二氮卓，鹽酸利眠寧，去甲羥安定，安定羧酸鉀鹽，安定，雙羥萘酸羥嗪，鹽酸羥嗪，阿普唑侖，氟哌利多，哈拉西泮，芬那露，丹曲林，等)；免疫抑制劑(如環孢菌素，硫唑嘌呤，咪唑立賓，FK506〔tacrolimus〕，等)；抗偏頭痛藥(如酒石酸麥角胺，鹽酸萘心安，半乳糖二酸異美汀，二氯醛安替比林，等)；鎮靜劑/催眠劑(如巴比妥類〔如戊巴比妥，戊巴比妥鈉，司可巴比妥鈉〕，苯二氮卓類〔如氟西泮鹽酸鹽，三唑侖，托馬西泮(tomazeparm)，咪達唑侖鹽酸鹽，等〕)；抗心絞痛藥(如β-腎上腺能拮抗劑，鈣通道阻滯劑〔如硝苯吡啶，鹽酸硫氮卓酮，等〕，硝酸鹽類〔如硝酸甘油，硝酸異山梨醇酯，硝酸戊四醇酯，丁四硝酯，等〕)；抗精神病藥(如氟哌啶醇，琥珀酸洛沙平，鹽酸洛沙平，硫利噠嗪，鹽酸甲硫噠嗪，替沃噻噸，鹽酸氟奮乃靜，氟奮乃靜癸酸酯，氟奮乃靜庚酸酯，鹽酸三氟拉嗪，鹽酸氯丙嗪，奮乃靜，檸檬酸鋰，丙氯拉嗪，等)；抗躁狂藥(如碳酸鋰)；
抗心律失常藥(如溴芐銨甲苯磺酸鹽，艾司洛爾鹽酸鹽，鹽酸維拉帕米，乙胺碘呋酮，恩卡胺鹽酸鹽，地高辛，洋地黃毒甙，鹽酸美西律，吡二丙胺磷酸鹽，鹽酸普魯卡因胺，硫酸奎尼丁，葡萄糖酸奎尼丁，奎尼丁聚半乳糖醛酸鹽，醋酸氟卡胺，鹽酸妥卡胺，鹽酸利多卡因，等)；抗關節炎藥(如保泰松，舒林酸，青霉胺，水楊酰水楊酸，炎痛喜康，硫唑嘌呤，消炎痛，甲氯滅酸鈉，硫代蘋果酸金鈉，苯酮苯丙酸，金諾芬，硫代葡萄糖金，痛滅定，等)；抗痛風藥(如秋水仙堿，別嘌醇，等)；抗凝劑(如肝素，肝素鈉，華法令鈉，等)；血栓溶解劑(如尿激酶，鏈激酶，重組纖溶酶原激活劑，等)；抗纖溶劑(如氨基己酸)；血液流變學藥物(如己酮可可堿)；抗血小板藥物(如阿斯匹林，安匹林，ascriptin，等)；抗驚厥藥(如丙戊酸，二丙戊酸鈉，苯妥英，苯妥英鈉，氯硝安定，去氧苯比妥，苯巴比妥，苯巴比妥鈉，卡馬西平，異戊巴比妥鈉，甲琥胺，甲基巴比妥，甲基苯巴比妥，美芬妥英，苯琥胺，對甲雙酮，乙苯妥英，苯乙酰脲，司可巴比妥鈉，氯氮卓二鉀，三甲雙酮，等)；抗巴金森藥物(如乙琥胺等)；抗組胺藥/止癢劑(如鹽酸羥嗪，鹽酸苯海拉明，撲爾敏，馬來酸溴苯吡胺，鹽酸賽庚啶，特非那丁，富馬酸氯苯芐咯，鹽酸吡咯胺，馬來酸卡比沙明，鹽酸二苯拉林，酒石酸苯茚胺，馬來酸哌吡庚啶，芐吡二胺，馬來酸右旋氯苯吡胺，鹽酸甲地嗪，酒石酸異丁嗪，等)；用于鈣調節的藥物(如降血鈣素，甲狀旁腺素，等)；柞抗菌素(如硫酸丁胺卡那霉素，氨曲南，氯霉素，棕櫚酸氯霉素，琥珀酸氯霉素鈉，鹽酸環丙沙星，鹽酸克林霉素，棕櫚酸克林霉素，磷酸克林霉素，甲硝唑，鹽酸甲硝唑，硫酸慶大霉素，鹽酸林可霉素，硫酸妥布拉霉素，鹽酸萬古霉素，硫酸多粘菌素B，多粘菌素E甲磺酸鈉，硫酸多粘菌素E，等)；抗病毒藥物(如γ干擾素，疊氮胸苷，鹽酸金剛烷胺，利巴韋林，無環鳥苷，等)；抗微生物藥物(如頭孢菌素(如頭孢唑啉鈉，頭孢拉定，頭孢克羅，頭孢匹林鈉，頭孢唑肟鈉，頭孢哌酮鈉，頭孢替坦二鈉，頭孢呋肟酯，頭孢噻肟鈉，一水合頭孢羥氨芐，頭孢他啶，頭孢氨芐，頭孢噻吩鈉，鹽酸一水合頭孢氨芐，頭孢孟多鈉，頭孢西丁鈉，頭孢尼西鈉，頭孢雷特，頭孢三嗪鈉，頭孢他啶，頭孢羥氨芐，頭孢拉定，頭孢呋新鈉，等)，青霉素類(如氨芐西林，阿莫西林，芐星青霉素G，鄰氯青霉素，氨芐青霉素鈉，青霉素G鉀，青霉素V鉀，氧哌嗪青霉素鈉，苯唑青霉素鈉，鹽酸氨芐青霉素碳酯，鄰氯青霉素鈉，替卡西林鈉，阿洛西林鈉，羧茚青霉素鈉卡茚西林，青霉素G鉀，普魯卡因青霉素G，甲氧西林鈉，新青霉素III鈉，等)，紅霉素類(如琥乙紅霉素，紅霉素，無味紅霉素，乳糖醛酸紅霉素，紅霉素硬脂酸酯，琥乙紅霉素，等)，四環素類(如鹽酸四環素，鹽酸強力霉素，鹽酸二甲胺四環素，等)，等)；抗感染劑(如GM-CSF)；支氣管擴張劑(如擬交感神經類(如鹽酸腎上腺素，硫酸異丙喘寧，硫酸特布他林，乙基異丙腎上腺素，甲磺酸乙基異丙腎上腺素，鹽酸乙基異丙腎上腺素，硫酸舒喘靈，舒喘靈，甲磺酸雙甲苯芐醇，鹽酸異丙腎上腺素，硫酸特布他林，酒石酸腎上腺素，硫酸異丙喘寧，腎上腺素，酒石酸腎上腺素)，抗膽堿能藥(如溴化異丙托品)，黃嘌呤類(如氨茶堿，喘定，硫酸異丙喘寧，氨茶堿)，肥大細胞穩定劑(如色甘酸鈉)，吸入皮質激素類(如氟尼縮松倍氯米松，一水合二丙酸倍氯米松)，舒喘靈，二丙酸倍氯米松(BDP)，溴化異丙托品，喘樂寧，酮替芬，沙米特羅，xinafoate，硫酸特布他林，去炎松，氨茶堿，萘多羅米鈉，硫酸異丙喘寧，舒喘靈，氟尼縮松，等)；激素(如雄性激素類(如達那唑，環戊丙酸睪酮，氟甲睪酮，乙基睪酮，庚酸睪酮，甲基睪酮，氟甲睪酮，環戊丙酸睪酮)，雌激素類(如雌二醇，雌酮，結合雌激素)，孕酮類(如醋酸甲氧孕酮，醋炔諾酮)，皮質類固醇類(如去炎松，倍他米松，磷酸倍他米松鈉，地塞米松，磷酸地塞米松鈉，醋酸地塞米松，強的松，甲基強的松龍懸液，去炎松縮酮，甲基強的松龍，磷酸強的松龍鈉，琥珀酸甲基強的松龍鈉，琥珀酸氫化考的松鈉，琥珀酸甲基強的松龍鈉，六氯化曲安縮松，氫化可的松，環戊丙酸氫化可的松，強的松龍，醋酸氟化可的松，醋酸帕拉米松，強的松龍叔丁乙酯，強的松龍醋酸酯，強的松龍磷酸鈉，琥珀酸氫化可的松鈉，等)，甲狀腺激素類(如左旋甲狀腺素鈉，等)，等)；降糖藥物(如人胰島素，純化牛胰島素，純化豬胰島素，優降糖，氯磺丙脲，格列吡嗪，甲磺丁脲，甲磺氮卓脲，等)；降脂藥物(如安妥明，右旋甲狀腺素鈉，丙丁酚，美降脂，煙酸，等)；蛋白質(如脫氧核糖核酸酶，藻酸酶，超氧化歧化酶，脂肪酶，等)；核酸(如編碼任何治療用蛋白質的正義或反義核酸，包括這里提到的任何蛋白質，等)；用于刺激紅細胞生成的藥物(如紅細胞生成素)；抗潰瘍/抗返流藥物(如法莫替丁，甲氰咪胍，鹽酸雷尼替丁，等)；抗惡心/止吐藥物(如鹽酸美克洛嗪，大麻隆，丙氯拉嗪，承暈寧，鹽酸異丙嗪，硫乙哌丙嗪，東莨菪堿，等)；脂溶性維生素(如維生素A，D，E，K，等)；還有其它藥物如米托坦，visadine，亞硝脲鹽，蒽環類抗生素，甲基羥基玫瑰樹堿，等。
計劃用本發明實施診斷藥劑的實例包括制備如超聲診斷造影劑、放射造影劑(如碘化辛烷、鹵烴、腎造影素等)、核磁共振造影劑(如碳氟化物、脂溶性的順磁化合物等)及其如果不經物理或化學修飾改變其實際上不溶于水的特性就難以輸送的診斷藥劑。
計劃用于本發明實施的營養性藥品的實例包括氨基酸、糖、蛋白質、碳水化合物、脂溶性維生素(例如維生素A、D、E、K等)、或脂肪、或它們的任意兩種或多種物質的混合物。
本項發明的實施中，許多生物相容性的聚合物可以用來制備聚合物外殼，包裹在不溶于水的藥理活性藥物的外部。實際上任何一種聚合物，天然的或是人工合成的，只要能根據需要在其結構內含有巰基或二硫鍵，就可以用于在實際上不溶于水的藥理活性藥物的周圍形成一層二硫鍵交聯外殼。巰基或二硫鍵可預先存在于聚合物結構中或可以通過適當的化學修飾導入。例如天然存在的聚合物如蛋白質、肽、多核苷酸、多聚糖(如淀粉、纖維素、葡聚糖、褐藻膠、脫乙酰殼多糖、果膠、透明質酸等)、蛋白多糖、脂蛋白等均是用這種修飾的候選者。
作為穩定劑計劃用于本發明的蛋白類包括白蛋白(含有35個半胱氨酸)、免疫球蛋白、酪蛋白、胰島素(含有6個半胱氨酸)、血紅蛋白(每一個α2β2單位有6個半胱氨酸殘基)、溶菌酶(含有8個半胱氨酸殘基)、免疫球蛋白、α-2-巨球蛋白、纖維連接素、玻璃連接素纖維蛋白原、脂肪酶等。其中蛋白質、肽、酶、抗體及其它們的混合物是本發明常規用的穩定劑。
目前用于制備聚合物外殼的優選的蛋白質是白蛋白。象α-2-巨球蛋白(一種周知的調理素)這樣的蛋白質，可以用于增強巨噬樣細胞對外殼包裹的實際上水不溶性藥理活性物質顆粒的攝取，或可以促進這種外殼包裹顆粒進入到肝臟和脾臟。特異抗體也可以用來將這些納米顆粒導向到特定部位。
同樣，含有半胱氨酸殘基的合成多肽也是在實際上水不溶性藥理活性物質的外周形成外殼的良好的候選者。另外，聚乙烯醇、聚羥乙基異丁烯酸酯、聚丙烯酸、聚乙基噁唑啉、聚丙烯酰胺和聚乙烯吡咯烷酮等均是化學修飾(如引入巰基和/或二硫鍵)，和形成外殼(如引起交聯)的良好候選者。所以，計劃用于本發明實施的這些材料的例子是，含有半胱氨酸殘基和/或二硫鍵的合成多氨基酸；聚乙烯醇，經修飾后含有自由巰基和/或二硫鍵；聚羥乙基異丁烯酸酯，經修飾后含有自由巰基和/或二硫鍵；聚丙烯酸，經修飾后含有自由巰基和/或二硫鍵；聚乙惡唑啉，經修飾后含有自由巰基和/或二硫鍵；聚丙烯酰胺，經修飾后含有自由巰基和/或二硫鍵；聚乙烯吡咯烷酮，經修飾后含有自由巰基和/或二硫鍵；聚二醇，經修飾后含有自由巰基和/或二硫鍵；聚交酯、聚乙交酯、聚己酸內酯，或它們共聚物，經修飾后含有自由巰基和/或二硫鍵以及上述材料的任何兩種或多種的混合物。
在制備本發明的組合物時，許多有機介質均可以用來懸浮或溶解非水溶性藥理活性物質。計劃用于本發明實施的有機介質包括任何非水液體、它們能夠懸浮或溶解藥理活性物質，但不與用來制備外層的聚合物或藥理活性物質發生化學反應。其實例有植物油(例如大豆油、橄欖油等)、椰子油、紅花油、棉子油、芝麻油、橙油、檸檬油、含有4-30個碳原子的脂肪族烴、脂環烴或芳香烴(如正十二烷、正癸烷、正己烷、環己烷、甲苯、苯等)、含有2-30個碳原子的脂肪酯或芳香醇(如辛醇等)、含有2-30個碳原子的脂肪酯或芳香酯(如辛酸乙酯等)、含有2-30個碳原子的烷基醚、芳基醚或環狀醚(如二乙醚、四氫呋喃等)、含有1-30個碳原子的烷基或芳基的鹵化物(根據需要，可以含有一個以上的鹵素取代基如CH3CL，CH2CL2，CH2CL-CH2CL等)、含有3-30個碳原子的酮(如丙酮、甲基乙基酮等)、聚二醇類(如聚二醇等)及上述兩種或多種的混合物。
計劃用于本發明的有機介質的特別優選的混合物一般要求其沸點不大于約200℃，并且含有易揮發液體如二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯、苯等(即對藥理活性物質具有高度的溶解性，并可溶于其它被使用的有機介質，以及高分子量的有機介質(不易揮發)。當加入到其它有機介質時，這些揮發性添加劑有助于增強藥理活性藥物質在有機介質中的溶解度。這一步很耗時，然而很必須。待藥物后，可將易揮發組分蒸發(可在真空中)。
如上制備的伴隨有聚合物外殼的藥理活性物質的顆粒作為生體適合性水溶液的懸浮物輸送。這種液體可以選自水、生理鹽水、含有合適緩沖劑的溶液、含有氨基酸、糖、蛋白質、碳水化合物、維生素或脂肪等營養物質的溶液。
本領域的技術人員能夠認知，在本發明范圍和精神范圍內，可以進行多種變化。聚合殼內的有機介質可以變化，在聚合殼壁的形成中可以使用多種不同的藥理活性物質，并且可以使用多種蛋白質以及其它天然或者合成的聚合物。這些用途也是相當廣泛的。除生物醫學(例如藥物的輸送、診斷試劑(用于造影)、人造血和腸外營養劑)外，本發明的該聚合殼結構還可以加入到化妝品用途中，例如皮膚護理霜或護發產品、香水香料中使用，壓力敏感性墨水中等。
通過參照以下非限定性實施例進一步詳細說明本發明。
實施例1 用高壓勻漿制備納米顆粒將30mg紫杉醇(Paclitaxel)溶于3.0ml二氯甲烷。溶液中加入27.0ml人血清白蛋白(1％w/v)。混合物在低RPM下勻漿5分鐘(Vitris勻漿器，型號Tempest I.Q.)以形成粗制乳化液，然后將其轉移到高壓勻漿器內(Avestin)。乳化在9000-18000磅/英寸2(psi)下進行至少再循環5次。將得到的系統放到回轉動(Rotary)蒸發器內，在40℃減壓下(30mmHG)蒸發20-30分鐘除去二氯甲烷。得到的分散液為半透明，紫杉醇顆粒的直徑一般為160-220(Z-平均，Malvernetasizer)。
將分散液冷凍干燥48小時，不加任何防凍劑。所得餅塊加入無菌水或生理鹽水后很易再構成原來的分散液，再構成后顆粒大小與冷凍干燥前相同。
實施例2用超聲波處理制備納米顆粒本實施例的目的是證明利用超聲波處理中的空化作用和高剪切應力制備紫杉醇納米顆粒。將20mg紫杉醇溶于1.0ml二氯甲烷中。溶液中加入4.0ml人血清白蛋白溶液(5％w/v)。將混合物在低RPM下勻漿5分鐘(Vitris勻漿器，型號Tempest I.Q.)，形成粗制乳劑，然后將其轉移到40kHz的超聲處理池內。在60-90％的功率，0級下超聲處理1分鐘(550 Sonic Dismembrator)。然后將混合物轉移到回轉動蒸發器內，在40℃減壓下(30mmHg)蒸發20-30分鐘，除去二氯甲烷。得到紫杉醇微粒，其直徑一般為350-420nm(Z-平均，Malvernetasizer)。
將分散液冷凍干燥48小時，水加任何防凍劑，所得餅塊加入無菌水或生理鹽水后很易再構成原來的分散液，再構成顆粒大小與冷凍干燥前相同。
實施例3 用傳統的表面活性劑和蛋白質得到大型結晶以下實施例說明在傳統的溶劑蒸發方法中加入表面活性劑的效果。用實施例1同樣的方法，但在有機溶劑中加入如吐溫80(1％-10％)這類的表面活性劑，進行了一系列實驗。發現在除去二氯甲烷后，得到在光學顯微鏡和偏振光下可見的大量紫桴醇結晶，其平均大小為1-2微米。結晶在幾小時內聚集形成非常大的針狀晶體，大小為約5-15微米。用其它常用的表面活性劑如Pluronic F-68、Pluronic F127、Cremophor EL和Brij 58等均可觀察到上述現象。
從上述結果可以得出如沒有聚合物芯體，用傳統的溶劑蒸發法即在極性溶劑(如二氯甲烷)中用表面活性劑和蛋白質(如白蛋白)，不適于形成亞微藥物(紫杉醇)顆粒。
例4單獨用傳統的表面活性劑得到大型結晶本實施例說明對溶于水不相容的極性溶劑(如氯仿)的藥理活性物質而言，在沒有聚合物芯體材料時，用傳統表面活性劑方法不可能形成納米顆粒。
將30mg紫杉醇溶于0.55ml氯仿和0.05ml乙醇中。將溶液加入29.4ml事先用1％氯仿飽和的吐溫80溶液(1％w/v)。混合物在低RPM下勻漿5分鐘(Vitris勻漿器，型號Tempest I.Q.)形成粗乳劑，然后轉移到高壓勻漿器內(Avestin)。乳化在9,000-18,000鎊/英寸2時開始進行，至少進行6個循環。將得到的系統放入回轉蒸發器內，在40℃減壓下(30mmHg)蒸發15-30分鐘，迅速除去氯仿。得到的分散劑不透明，含有藥物的大型針狀結晶。在偏振光下觀察到結晶最初的大小為0.7-5微米。分散劑在室溫放置幾小時，結晶的尺寸進一步增大，最后形成沉淀。
實施例5 制備小于200nm可無菌濾過的納米顆粒本實施例介紹可無菌濾過的藥物顆粒的制備過程。將30mg紫杉醇溶于0.55ml的氯仿和0.05ml的乙醇中。然后將溶液加入29.4ml事先經1％氯仿飽和的人血清白蛋白(1％w/v)，混合物在低RPM下勻漿5分鐘(Vitris勻漿器，型號Tempest I.Q.)形成粗乳劑，然后轉移到高壓勻漿器內(Avestin)。乳化在9,000-18,000鎊/英寸2下進行，至少進行6個循環。將得到的系統放入回轉蒸發器內，在40℃減壓(30mmHg)蒸發15-30分鐘使氯仿迅速除去。最終得到的分散液呈半透明狀態，所得紫杉醇顆粒的直徑一般為140-160nm(Z-平均，MalvernZeta Sizer)。將分散液通過0.22微米微孔過濾器，其混濁度和顆粒的大小無明顯變化。紫杉醇含量的HPLC分析顯示過濾后97％以上的紫杉醇得到回收，由此得到無菌的紫杉醇分散劑。
將分散液冷凍干燥48小時，不加任何防凍劑。所得餅塊加入無菌水或生理鹽水后很易再構成原來的分散液，再構成顆粒大小與冷凍干燥前相同。
實施例6 制備小于200nm的可無菌濾過的納米顆粒本實施例介紹可無菌濾過的藥物顆粒的制備過程。將225mg紫杉醇溶于2.7ml的氯仿和0.3ml的乙醇中。然后將溶液加入到97ml的人血清白蛋白(3％w/v)。混合物在低RPM下勻漿5分鐘(Vitris勻漿器，型號Tempest I.Q.)形成粗乳液，然后轉移到高壓勻漿器內(Avestin)。乳化在9,000-18,000psiF進行，至少進行6個循環。將得到的系統放入回轉蒸發器內，在40℃減壓(30mmHg)蒸發15-30分鐘使氯仿迅速除去。所得分散液呈半透明狀態，紫杉醇顆粒的直徑為140-160nm(Z-平均，Malvern Zeta Sizer)。將分散劑通過0.22微米的微孔過濾器(Sartorius，sartobran 300)后，其混濁度和顆粒的大小無明顯改變。經HPLC分析表明，根據使用條件不同，過濾后有70-100％的紫杉醇得到回收。由此得到無菌的紫杉醇分散劑。
將上述無菌分散劑在無菌條件下分裝到無菌玻璃小瓶冷凍干燥，不加任何防凍劑。將無菌水或生理鹽水加入所餅塊中，即可使其復原到原來的分散劑。復原后顆粒大小與冷凍燥干前一樣。
實施例7 有機溶劑的相組分對顆粒大小的影響本實施例說明在反應體系中有機溶劑異常低的相組分的重要性。
除了改變有機溶劑的相組分，以及在有機相內將乙醇含量保持在10％v/v之外，按照實施例5相同的步驟進行一系列實驗，結果發現相組分增加的將導致顆粒尺寸的顯著增加。相組分為4％v/v時(在飽和濃度以上或5％v/v總氯仿濃度)，所得顆粒直徑為250nm；當相組分為3％v/v時，顆粒直徑為200nm；當有相組分為2v/v時，顆粒直徑為150nm。
很明顯，只有在非常低的相組分下制備的顆粒才能無菌濾過。
實施例8 藥物濃度對顆粒大小的影響本實施例說明有機相內藥物濃度的作用。進行了兩個實驗，其中有機相內紫杉醇濃度分別為50mg/ml和75mg/ml，而其它參數與實施例3相同。結果發現在低藥物濃度下得到直徑大約為150nm的顆粒，而那些在高藥物濃度下制備的顆粒直徑更小，即130-138nm。進行同樣的實驗，但將有機相中乙醇濃度設定在大約50％，觀察到類似的傾向，即當藥物濃度分別為25mg/ml和50mg/ml時，顆粒直徑分別為210nm和156nm。
這些發現對于在表面活性劑存在下納米顆粒的形成，與Sjostrom等報告的正好相反。
實施例9 用模型藥物制備納米顆粒將30mg異利血平(Isoreserpine一種模型藥物)溶于3.0ml二氯甲烷。將溶液加入到27.0ml人血清白蛋白溶液(1％w/v)。混合物在低RPM下勻漿5分鐘(Vitris勻漿器，型號Tempest I.Q.)形成粗乳劑，然后將其轉移到高壓勻漿器內(Avestin)，乳化在9000-18000psi下進行至少5個循環。所得體系放入回轉蒸發器內，在40℃減壓下(30mmHg)蒸發20-30分鐘，使二氯甲烷迅速除去。所得分散劑呈半透明狀態，紫杉醇顆粒直徑一般為121-140nm(Z-平均，Malvern Zetasizer)。將分散劑通過0.22微米的微孔濾過器(Millipore)。
將分散劑進一步冷凍干燥48小時，不加任何防凍劑。所得餅塊在加入無菌水或生理鹽水后很易復原到分散劑。復原后顆粒大小與冷凍干燥前一樣。
實施例10用模型藥物制備極小顆粒本實施例說明加入乙醇對減小異利血平顆粒大小的效果。將30mg異利血平溶于2.7ml二氯甲烷和0.3ml乙醇中。將該溶液加入27.0ml人血清白蛋白(1％w/v)。將混合物在低RPM下勻漿5分鐘(Vitris勻漿器，型號Tempest I.Q.)形成粗乳劑，然后轉移到高壓勻漿器內(Avestin)。乳化在9,000-18,000psi下進行至少5個循環。所得體系放到回轉蒸發器內，在40℃減壓下(30mmHg)蒸發20-30分鐘，使二氯甲烷迅速除去。得到的分散劑呈半透明，紫杉醇顆粒直徑一般為90-110nm(Z-平均，Malvern Zetasizer)。用0.22微米的過濾器(Millipore)過濾分散劑。
將分散液冷凍干燥48小時，不加任何防凍劑。所得餅塊加入無菌水或生理鹽水后很易再構成原來的分散液，再構成顆粒大小與冷凍干燥前相同。
實施例11 單獨使用水相容溶劑過飽和藥物-不適合本發明方法將30mg紫杉醇到0.6ml乙醇中。在此濃度下(50mg/ml)，紫杉醇不能完全溶解，形成過飽和分散劑。將該分散劑加入到29.4ml人血清漿白蛋白溶液(1％w/v)。將混合物在低RPM下勻漿5分鐘(Vitris勻漿器，型號Tempest I.Q.)，使之形成粗乳劑，再將乳劑轉移到高壓勻漿器內(Avestin)。乳化在9,000-18,000psi下進行，至少進行6個循環。得到的體系放到回轉蒸發器內，在40℃減壓(30mmHg)下蒸發15-30分鐘以使乙醇快速揮發。所得分散劑的顆粒大小不一，從250nm到幾個微米不等。
在顯微鏡下能觀察到紫杉醇大顆粒和典型的針狀結晶，這些顆粒太大，不能用于靜脈內注射。本實驗表明，在本發明方法中使用能同由地溶和于水的溶劑(如乙醇)，將形成大型顆粒，其顆徑分布非常廣泛，因此這種溶劑不能單獨用于發明。因此，當用于溶解或分散藥物成分時，本發明的方法特別排除單獨使用水相容溶劑。所以本發明方法如果要用這類溶劑，則必須將其與一些基本上不溶于水的溶劑混合使用，以便能夠得到本發明的納米顆粒。
實施例12 單獨使用含有溶解藥物的水相容溶劑-不適合于本發明方法將30mg紫杉醇分散到1.3ml乙醇中。在此濃度下(大約24.5mg/ml)，紫杉醇能完全溶解于乙醇。將溶液內再加入28.7ml人血清白蛋白溶液(1％w/v)。將混合物在低RPM下勻漿5分鐘(Vitris勻漿器，型號Tempest I.Q.)，使之形成粗乳劑，然后將乳狀液轉移到高壓勻漿器內(Avestin)，乳化在9000-18000psi下進行，至少進行6個循環。將所得體系放到回轉蒸發器內，在40℃減壓(30mmHg)下蒸發15-30分鐘以使乙醇快速揮發。得到的分散劑的顆粒大小范圍非常寬，從250nm到幾個微米不等。在顯微鏡下可觀察紫杉醇的大顆粒和典型的針狀結晶的存在。這些顆粒對于靜脈內注射太大。
本實施例和實施例11聲明，在本發明方法中使用能自由地溶和于水的溶劑(如乙醇)將導致形成顆徑分布非常廣泛的大型顆粒，因此這種溶劑不能用于本發明。因此，當用于溶解或分散藥物成分時，本發明特別排除水相容溶劑的單獨使用。本發明的方法如果需要用這類溶劑，則必須將其與一些基本上不溶于水的溶劑混合使用，以便能夠形成本發明的納米顆粒。
實施例13 用X-線粉末衍射法確定納米顆粒形態中的紫杉醇的物理狀態紫杉醇粗原料通常為針狀結晶，其大小一般在5-500微米之間。如果存在的結晶的大小在幾微米以上，用于靜脈內給藥的藥物制劑中結晶的存在是明顯有害的，因為它將有可能堵塞毛細血管。另外，藥物結晶的溶解性一般比無定形藥物小，這樣就降低了靜脈內用藥的生物利用率。而且隨著制劑內藥物的裝載量增加，結晶化的傾向也隨之增加。因此，制劑中含有基本上無定形狀的藥物很有益的。
X線粉末用于測定冷凍干燥粉末制劑中紫杉醇的結晶體或非結晶體的性質。對以下樣品進行了分析樣品1-紫杉醇粉末，樣品2-冷凍干燥血清白蛋白，樣品3-紫杉醇+白蛋白的物理混合物，樣品4-紫杉醇制劑。每一樣品用CuKα放射線進行X-線照射，角度從2°-70°2θ，加速電壓為40KeV/30mA，每步大小為0.05°2θ，每步數據獲得時間為2.0秒。樣品1顯示典型的晶體樣品的強峰，最強的峰位于5.1°2θ。樣品2顯示無定形物典型的寬駝峰。樣品3顯示樣品2的大的寬駝峰，此外可見到5.1°2θ處的紫杉醇峰。樣品4的紫杉醇制劑顯示沒有紫杉醇結晶的特性，其圖形同樣品2，這說明用本發明的制劑中存在實際上為無定形的藥理活性物質。
根據本發明制備的納米顆粒的無定形性質與其它記載在現有技術中方法制備產品形成鮮明的對比。例如記載在美國專利5,145,684(Liversidge等)，以及Liversidge-Merisko等在藥劑學研究雜志13(2)272-278(1996)上發表的研磨方法產生實際上的結晶產品。
實施例14 用紫杉醇納米顆粒對腫瘤動物模型的治療按照實施例1方法制備紫杉醇(taxol)納米顆粒。將此藥物的制劑對小鼠異種移植的MX-1人乳腺腫瘤模型進行實驗。在小鼠皮下種植MX-1乳腺腫瘤，當腫瘤長到大約150-300mg時開始治療。因腫瘤生長12天可達到上述指標，故在移植后第13天開始治療。
紫杉醇納米顆粒作為生理鹽水中的混懸液以20mg/kg的劑量治療攜瘤小鼠，給予團塊靜脈內注射，連續給藥5天。治療組有5只動物。5只動物的對照攜瘤組用按同樣方法，但僅接受生理鹽水。隨時間監視腫瘤的大小。對照組的腫瘤重量顯示極大的增加。這一組的動物均在第28天至39天之間將其處死。而治療組顯示有顯著的效果，在第25天所有的動物均未發現可測腫瘤。這一組的動物在第39天全部處死時，均未發現復發的跡象，也沒有腫瘤的跡象。結果見圖1。
實施例15 用紫杉醇納米顆粒治療類風濕性關節炎動物模型用膠原誘導的Louvain大鼠關節炎模型來檢測微紫杉醇納米顆粒對關節炎的治療效果。通過監視實驗動物爪子的大小來評估關節炎的嚴重程度。
關節炎完全發生后(一般在膠原注射后第9-10天)，將動物分組分別接受紫杉醇納米顆粒1mg/kg q.o.d和紫杉醇納米顆粒0.5mg/kg+強的松0.2mg/kg q.o.d(聯合治療)，腹腔內注射共6個劑量，然后每周一個劑量共3周。在治療開始時(0天)及每次注射藥物時測量爪子的大小。僅接受生理鹽水的一組作為對照。在實驗結尾，接受紫杉醇納米顆粒的這一組的爪子縮小42％，聯合治療組動物的爪子縮小33％，而對照組動物的爪子增大20％。關節炎誘導前的初始爪子大小為50％。結果見圖2。
結論紫杉醇納米顆粒對關節炎具有治療效果。為了避免因長期使用紫杉醇和類固醇的副作用，最好選擇聯合用藥，這樣可以得到同樣的效果，但每種藥物劑量可以減半。
例16納米顆粒在體內的定位通過將特定定位物質例如蛋白質、抗體、酶、肽、低核苷酸、糖、聚糖等摻入到納米顆粒的外層蛋白包衣結合，就可將藥物定位到身體的某一特定部位。這種定位能力可用于治療或診斷。
例17用不同材料制備的靜脈內輸送系統用于制備靜脈內輸送系統的材料可以是聚合物(例如聚乙烯、聚乙烯、聚丙烯管子等)或者玻璃。已知標準的醫用等級管在其內表面包含疏水物質。因此這些物質能與注射溶液接觸。的確，與導管一樣，這種管特制使疏水物質與治療溶液接觸，以便減少管對水溶性材料的吸收。然而治療液內的任何疏水物質很可能與導管壁和輸送系統的其它組分結合。因而，疏水藥理活性劑的相當一部分在導管和輸送容器的內壁可能被潴留。因此，由于疏水藥理活性物質的相當一部分被導管吸收，因而疏水藥理活性劑的劑量不穩定。在緊急治療處理中當該疏水藥理活性劑用于治療疾病時，活性劑有效劑量的明顯減少能導致治療失敗。當使用要求活性劑超過一定水平的治療物質時，這種失敗尤為明顯，因而縮小了治療范圍。
最近已研究出靜脈內導入這類疏水藥理活性劑的新方法。通過與生體相容包衣的疏水部分(例如白蛋白)接觸保護活性劑的疏水部分，活性劑附著于導管上趨的勢明顯減小。因此本發明使得疏水性藥物能與標準醫用聚合物和疏水玻璃器械一起使用，其中藥物得到了保護，因而不會被吸收到表面上。本發明的方法包括在疏水性藥物外層安置一種生理相容聚合物保護性包衣(例如白蛋白)，并將得到的組合物置入疏水聚合物輸送系統中。因而本發明方法能改進各種疏水性治療劑的輸送。
例18治療劑的靜脈內給藥治療劑(例如藥物、造影劑等)的靜脈內給藥使該治療劑至少有一個通道易于進入肝臟。由于該治療劑是通過肝臟過濾，治療劑的主要部分被肝臟攝取和潴留，因此，不能全身分布。并且，治療劑一旦被肝臟攝取，就可能被新陳代謝，并且產生的代謝副產物通常具有普遍的系統毒性。通過將該藥物或其它治療劑封裝入本發明的包衣內(例如用如白蛋白的蛋白質)，可以減少肝臟對靜脈內給藥的潴留作用。例如，已知白蛋白能通過肝臟，并廣泛地分布于病人全身。因此，肝臟對白蛋白的潴留不至于達到與毒性化合物或藥物相同的程度，這些毒性化合物或藥物具有肝臟受體(或其它機制)，它們將啟動導致它們被清除出血液的過程。通過用生理相容聚合物的包衣(例如，人體白蛋白包衣)保護該治療劑，然后藥物繞過肝臟并廣泛地分布在所有器管系統中。根據本發明的一個方面，本發明提供了一種繞過肝臟的新方法，它包括將藥物封入人體肝臟白蛋白(本質上是一種生理成分)。按該方法，更多的藥物能用于全身性治療。除了藥物的生物利用度增加以外，還降低了肝細胞的藥物降解的代謝副產品的產生。肝臟旁路的增加和藥物代謝副產品的減少改善了藥物全體協同效果。這種改善藥效可以推廣到所有被封入到人白蛋白中的藥物和物質。
實施例19 降低藥物的骨髓抑制作用和全身毒性作用由于骨髓抑制作用，一些化學治療藥物具有劑量限制毒性。紫杉醇是這種藥物的一個典型例子。當按目前被批準的cremphor/乙醇制劑投藥時，紫杉醇將產生限制重復給藥的骨髓抑制作用。為了使病人的血細胞計數恢復正常，至少需3周停止對病人的治療。已經假定由于本發明的藥物載體(即人白蛋白)的非毒性相容性質，骨髓抑制的毒副作用可以顯著降低。
分別將紫杉醇的商品制劑(由Bristol Myerts Squibb(BMS)BMS提供，cremaphor/乙醇)或本發明方法制備的紫杉醇(例如帶白蛋白的納米顆粒)投入SD大鼠(Sprague Dawley Rats)體內。兩種制劑均經尾靜脈輸入。BMS制劑用單一劑量水平5mg/kg投藥，本發明制劑(Capxol)用兩種劑量水平5mg/kg和12mg/kg投藥。投藥后每天監控大鼠的白細胞計數，作為骨髓抑制的指標。
結果發現用BMS制劑(5mg/kg)的大鼠，WBS計數在用藥后第一天和第二天分別下降47.6％和63.5％，而用5mg/kg的Capxol制劑，WBC計數在第一天和第二天分別增加14.7％和2.4％。對12mg/kg的大劑量Capxol，WBC計數在第一天和第二天分別增加6.5％和3.6％。
這些結果表明，通過用本發明制劑投藥，短期骨髓抑制作用顯著降低。
全身毒性的另一指標是動物的體重。投藥紫杉醇后對大鼠的體重進行了監測。劑量為5mg/kg時，BMS制劑導致大鼠在投藥后三天內體重下降10.4％，而在本發明的制劑(Capxol)中投入同樣劑量的紫杉醇，大鼠體重僅下降3.9％，說明本發明制劑的毒性顯著降低。
實施例20 納米顆粒制劑的團塊劑量的給藥紫杉醇這種抗癌藥，在含有Cremaphor/乙醇的商品BMS制劑中不能以靜脈內團塊方式投藥。這是由于載體的廣泛毒性導致嚴重過敏反應的，接受這種藥物的病人需要用類固醇激素和抗組胺藥等預先治療。BMS制劑以靜脈內輸注給藥需持續1-24小時。相比之下本發明的制劑由于無毒載體的使用，能以靜脈內團塊方式(即在1小時之內輸注)容易地給患者投藥，不會產生當今臨床使用的BMS制劑所發現的對患者的副作用問題。
紫杉醇對患者典型的有效劑量一般為200-500mg，視病人的體重或體表面積而改變。BMS制劑必須以0.6mg/ml的最終輸液濃度的給藥，因而需要大輸注體積(一般大約為300-1000ml)。而本發明制劑(例如Capxol)沒有這些限制，能以希望的濃度給藥。這使得臨床醫生能夠在少至幾分鐘內用快速靜脈內團塊給藥方式治療患者。例如，如果將本發明的制劑再構成至20mg/ml的劑量濃度，總劑量為200-500mg的輸注體積各自只有10-25ml。這是臨床實踐中巨大的優點。
實驗例21 與商用Cremaphor/乙醇制劑相比，納米顆粒制劑中紫杉醇的毒性降低眾所周知紫杉醇這種抗癌藥物，其商用Cremaphor/乙醇BMS制劑具有廣泛的毒性，可引起嚴重過敏反應，并且接受這種藥物的患者需要預先用類固醇激素和抗組胺藥等治療。將BMS制劑的毒性與本發明納米顆粒制劑的毒性進行了比較。
因此，將這些制劑以不同劑量給C57BL小鼠通過尾靜脈進行靜脈內注射，并通過對注射后小鼠進行全身觀察監測毒性作用。
對BMS制劑，30mg/kg的劑量致使小鼠在靜脈內給藥5分鐘內一齊死亡。用同樣劑量本發明的納米顆粒制劑未見明顯的毒性作用。劑量103mg/kg的納米顆粒制劑表現出小鼠體重有一定程度下降，然而甚至如此大的劑量仍未有小鼠死亡。劑量大約為在1000mg/kg、800mg/kg和550mg/kg時小鼠均死亡，但死亡的時間不同，分別從幾小時到24小時。故本發明制劑的致死劑量大于103mg/kg，但小于550mg/kg。
因此，本發明的紫杉醇制劑致死劑量遠遠高于商用BMS制劑。這在臨床實踐上具有重要意義，可以用更大的劑量投入化學治療藥物，以在毒性顯著降低的同時得到更有效的癌細胞溶解活性。
實施例22 用高壓勻漿制備環孢菌素的納米顆粒(靜脈用Capsorine)將30mg環孢菌素(Cycloporine)溶于3.0ml二氯甲烷中。然后將溶液加入到27.0ml人血清白蛋白(1％w/v)中。混合物在低RPM下勻漿5分鐘(Vitris勻漿器，型號Tempest I.Q.)形成粗乳劑，然后將之轉移到高壓勻漿器內(Avestin)。乳化在9000-18000psi下進行，乳狀液至少再循環5個循環。將得到的系統放到回轉蒸發器內，在40℃低壓(30mmHg)下蒸發20-30分鐘使二氯甲烷迅速除去，所得分散體是半透明的，并且所得環孢菌素顆粒的一般尺寸為160-220(Z-平均，Malvern Zetasizer)。
將分散體進一步低壓凍干48小時，不需加任何防凍劑。通過加入蒸溜水或生理鹽水，所得餅塊能容易地復原到原來的分散體，復原后顆粒大小與凍干前一樣。
實施例23 用高壓勻漿制備環孢菌素納米小滴(口服Caosorine)將30mg環孢菌素溶于3.0ml適合的油中(含10％橙油的芝麻油)。然后將該溶液加入到27.0ml人血清白蛋白(1％w/v)中。該混合物在低RPM下勻漿5分鐘(Vitris勻漿器，型號Tempest I.Q.)，形成粗乳劑，然后轉移到高壓勻漿器內(Avestin)。乳化作用在9000-18000psi下進行，乳狀液至少再循環5個循環。所得分散體的一般直徑為160-220(Z-平均，Malvern Zetasizer)的。
分散體可直接使用，或根據需要加入適當的防凍劑低壓凍干48小時。通過加入無菌水或生理鹽水，所得餅塊能容易地再構成原始分散體。
實施例24 靜脈內給藥后環孢菌素的納米顆粒制劑(靜脈用Capsorine)的藥物動力學(PK)數據與環孢菌素靜脈用Sandimmune，(目前由Sandoz經銷的制劑)的比較將按照上述實施例22和23制備的環孢菌素的納米顆粒(靜脈用Capsorine)在生理鹽水中再構成，并通過靜脈內團塊投藥于第一組3只SD大鼠。將用生理鹽水稀釋后的靜脈用Sandimmune(含有Cremaphor/乙醇)給第二組大鼠3只投藥。每組大鼠接受同樣的劑量2.5mg/kg。分別在0、5、15、30分鐘，1、2、4、8、24、36和48小時采血樣。用HPLC分析血樣中環孢菌素的水平，并測定典型的PK參數。PK曲線顯示典型經時的衰退趨勢，結果見下表經時衰退AUC，mg-hr/mlC最大，ng/mlCapsorine 靜脈用 12,228 2,853Sandimmune靜脈用 7,7912,606另外，由于靜脈用Sandimmune制劑的毒性，該組中有兩只(2/3)大鼠在用藥后4小時內死亡，所以與目前可從商業渠道得到的制劑(靜脈用Sandimmune)相比，本發明的納米顆粒制劑(靜脈用Capsorine)顯示出更高的AUC并且無毒性。
實施例25 環孢菌素納米小滴(口服Capsorine)與Neoral(目前由Sandoz經銷的制劑)口服后藥物動力學(PK)數據的比較上面制備的環孢菌素納米小滴加入到橙汁中，管飼給第一組的3只SD大鼠。第二組的3只大鼠同樣管飼以橙汁稀釋后的Neoral(一種可從商業渠道得到的含有乳化劑的微乳狀液制劑)。每組接受在相同橙汁容量中的的相同劑量(12mg/kg)。分別在0、5、15、30分鐘，1、2、4、8、24、36和48小時采血標本。采用HPLC測定血中環孢菌素水平，并確定典型的藥物動力學參數。藥物動力學曲線顯示典型的經時衰減，結果如下經時衰減AUC，mg-hr/mlC最大.ng/mlCapsorine Oral 3,195 887Neoral 3,213 690因此，本發明的納米小滴制劑(口服Capsorine)的PK行為與從商業渠道得到的制劑(Neoral)相似。
盡管已參考了一些優選實施方案本對發明作了詳細說明，但應理解修飾和變化是在所說明的和要求的精神和范圍之內。
權利要求
1.一種藥物輸送系統，包括固體或液體的顆粒、實際上水不溶性藥物，以及蛋白質包衣，其中所述蛋白質包衣具有與其締合的游離蛋白質，其中該藥物的一部分包含在所述蛋白質包衣中，該藥物的一部分與游離的蛋白質締合，其中所述顆粒的平均直徑不超過1微米。
2.根據權利要求1所述的藥物輸送系統，其中所述顆粒的平均直徑為10至200納米。
3.根據權利要求2所述的藥物輸送系統，其中所述系統是無菌的。
4.根據權利要求1所述的藥物輸送系統，其中所述顆粒是非晶體，結晶體或兩者的混合物。
5.根據權利要求4所述的藥物輸送系統，其中所述顆粒實際上是非晶態的。
6.根據權利要求1所述的藥物輸送系統，其中所述蛋白質外殼懸浮在生物適合性水溶液中。
7.有效量的根據權利要求1的輸送系統在用于制備將實際上水不溶性藥劑輸送到受試者的藥物制劑中的用途。
8.有效量根據權利要求1的輸送系統在用于制備減少藥劑的骨髓抑制作用的藥物制劑中的用途。
9.根據權利要求8所述的方法，其中所述藥劑是紫杉醇，所述蛋白質為白蛋白。
10.含有蛋白質包衣抗腫瘤藥的顆粒的、無cremaphor的溶瘤劑在制備用于消滅癌細胞的藥物制劑中的用途，其中該蛋白質包衣締合有游離蛋白質，該抗腫瘤藥的一部分包含在蛋白包衣中，該抗腫瘤藥的另一部分則與該游離蛋白質締合，并且該顆粒的平均直徑不超過1微米。
11.根據權利要求10所述的用途，其中所述顆粒的平均直徑為10至200納米。
12.根據權利要求11所述的用途，其中所述系統經過無菌過濾。
13.根據權利要求10所述的用途，其中所述顆粒是非晶體，結晶體或兩者的混合物。
14.根據權利要求13所述的用途，其中所述顆粒實際上是非晶態的。
15.根據權利要求10所述的用途，其中所述抗腫瘤藥是紫杉醇，所述蛋白質是白蛋白。
16.一種包有蛋白質包衣的實際上水不溶性藥物的生物保護顆粒，其中所述顆粒被與之締合的游離蛋白質包圍，該藥物的一部分包含在蛋白質包衣內，該藥物的另一部分則與包圍該蛋白質包衣的游離蛋白質締合，并且該顆粒的平均直徑不超過1微米。
17.根據權利要求16所述的生物保護顆粒，其中所述顆粒的平均直徑為10至200納米。
18.根據權利要求17所述的生物保護顆粒，其中所述顆粒經過無菌過濾。
19.根據權利要求16所述的生物保護顆粒，其中所述顆粒是非晶體，結晶體或兩者的混合物。
20.根據權利要求19所述的生物保護顆粒，其中所述顆粒實際上是非晶態的。
21.根據權利要求16所述的生物保護顆粒，其中所述藥物是紫杉醇，所述蛋白質是白蛋白。
22.有效量的根據權利要求1的藥物輸送系統在用于制備一種減少藥劑的肝臟潴留作用的藥物制劑中的用途。
23.根據權利要求22所述的用途，其中所述藥劑是紫杉醇，所述蛋白質是白蛋白。
24.含量在1mg/ml以上的紫杉醇的劑量溶液制備用于將紫杉酚給予患者的藥物制劑中的用途，其中所述紫杉酚作為權利要求1的藥物輸送系統的一部分而使用。
25.對于每一有效劑量而言總輸注量小于300ml的含紫杉醇的介質制備將紫杉醇給予患者的藥物制劑中的用途，其中所述紫杉醇作為權利要求1的藥物輸送系統的一部分而使用。
26.根據權利要求1的藥物輸送系統在制備一種將紫杉醇迅速給予所需患者的藥物制劑中的用途。
全文摘要
本發明提供了用于體內輸送實際上不溶于水的藥理活性物質(如抗腫瘤藥紫杉醇)的組合物及方法，即藥理活性物質以包有蛋白包衣(作為穩定劑)的懸浮顆粒形式輸送。特別是，在沒有傳統的表面活性物質和顆粒的聚合物材料存在的情況下，在生物相容性分散介質中的蛋白和藥理活性物質接受高度剪切處理。此過程產生直徑小于1微米的顆粒。使用特定組合物和制備條件(如在有機相內加入極性溶劑)，并仔細地選擇適當的有機相和相組分，可再生出直徑小于200nm的極小顆粒，此顆粒可被滅菌過濾。根據本發明制造的顆粒系統可轉化為能重新分散的干粉，由包被蛋白的水不溶性藥物納米顆粒和藥劑分子所結合的游離蛋白組成。由此形成了獨特的輸送系統，其中一部分藥理活性物質可被穩定地生物利用(以結合蛋白的分子形式)，另一部分藥劑存在于顆粒內而其中沒有任何聚合物基質。
文檔編號A61K9/00GK1515244SQ20031012346
公開日2004年7月28日 申請日期1997年9月24日 優先權日1996年10月1日
發明者內爾·P·代塞, 內爾 P 代塞, 楊, 陶春林, 路易, 安杰·楊, 蘇-雄, 萊斯烈·路易, 馬格達西, 鄭天立, 姚志文, 帕奇克·蘇-雄, 什落莫·馬格達西 申請人:美國生物科學有限公司