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专利名称:双层制剂的制作方法
技术领域:
本发明涉及类脂物在极性溶剂中的双层制剂。这些制剂适合作为活性物质的载体用于药物组合物中,也可用于营养、化妆、食物和农业产品中。
背景技术:
天然的两亲性类脂赋形剂在药物和化妆品制造中只有有限的应用。其原因是在很多情形里缺少原材料和生产成本高,以及最终的类脂材料的性能差。
在天然的极性成双层类脂物(即两亲性类脂物)中,最常用于药品和化妆品的是磷脂。由于能形成双层,所以这些极性类脂物可以用来形成不同种类的聚集体和颗粒,例如囊泡和液晶,它们有很多技术应用。
但是,以磷脂为基础的类脂凝胶在制药工艺中只有有限的用途,这主要是由于形成凝胶的能力不足和化学稳定性差。至今主要使用的天然的成双层极性类脂物是从蛋黄或大豆中得到的磷脂酰胆碱,对于在水中最佳溶胀和形成构筑液晶态层状结构的柔性双层来说,它的亲油性略强了些。
因为脂质体是双层或层状相在大量水溶液中的分散体,因此在形成脂质体时使用以磷脂为基础的层状相并非最佳。它的溶胀步骤慢,为了在合理的时间内由磷脂材料形成脂质体和囊泡,常常需要高的机械能输入。
天然磷脂,例如蛋黄中的磷脂酰胆碱,是高度不饱和的。磷脂的酰基链的不饱和性是在室温下形成液晶态层状相的先决条件。但是,这也意味着由天然磷脂形成的双层膜对于水溶性药物具有高的可透性,因为酰基链是处在无序的流体状态。因此,由天然磷脂制备的脂质体具有包封效率低的特点,这是由于掺入的药物渗漏穿过脂质体的双层膜。通常,如果要将药物掺入天然磷脂的脂质体中,则必须加入占类脂组合物总量30-50%摩尔的大量胆固醇使其稳定。
这也适用于由于某种原因而要掺入到脂质体或其它双层结构中的非药物类的活性物质。
以磷脂为基础的囊泡和脂质体常常在引入到血流循环中之后寿命很短。从血液中被快速清除是由于它们被肝和脾的网状内皮系统(RES)摄取。为了克服这一问题,可以加入含几个碳水化合物单元的神经节苷脂或者诸如聚氧乙烯或出芽短梗孢糖等亲水性聚合物使脂质体实现空间稳定。后一类试剂通常与磷脂酰乙醇胺共价键合。原则上这一方法很有效,改性的脂质体可以免遭RES摄入。但是实际上,向脂质体制剂中加入另外的组分,如果是天然的和稀有的,则费用昂贵,如果是合成的,则不一定可生物相容,因此从安全和经济角度来看都是不利的。
先有技术使用磷脂及其它极性类脂物来制备液晶和脂质体是众所周知的。
EP-B1-0126751公开了一种可控释放组合物,它可以包含一种两亲性物质,例如半乳糖脂、磷脂和甘油单脂。该专利涉及在大量的水溶液中稳定的立方和反六角形液晶相。
WO/11993公开了一种含水醇的凝胶型磷脂组合物。醇是乙醇、1-丙醇或2-丙醇。磷脂含量为15-30%(W/W)。该专利还公开了使用磷脂组合物经过水溶液稀释来制备脂质体,以及含有所述凝胶的局部用制剂。
WO91/04013公开了在类脂双层中含有一种磷脂或糖脂及一种非离子型、阴离子型或两性离子型表面活性剂的混合型少量层状类脂囊泡。优选的糖脂是脑苷脂类、神经节苷脂类和硫脑苷脂类,它们全属于糖神经鞘脂类。
糖基甘油酯是一类糖脂,是众所周知的构成植物细胞膜的组分。两类以半乳糖为基础的很常见,即,单半乳糖基二酰基甘油(MGDG)和二半乳糖基二酰基甘油(DGDG),它们最多占类囊体膜干重的40%。
植物糖脂有与甘油连接的碳水化合物单元,主要是半乳糖单元。在MGDG中,半乳糖环的1-位上有一个与甘油连接的p键,而在DGDG中,在糖之间有一个α,1→6键。一种次要组分是植物硫脑苷脂,更准确的称呼是硫代异鼠李糖基二酰基甘油(SQDG),它含有一个与末端脱氧葡萄糖残基的碳6相连的磺酸基而不是羟基。大多数糖脂可以用以下的通式表示其中
R1和R2各自独立地是有2-24个碳原子和0-6个双键的饱和或不饱和的脂肪酸基、进一步酯化的羟基酸(即estolides)或氢;碳水化合物是一个单糖单元;n=1-5;R3是羟基或磺酸基。
在关于糖基甘油酯与水和其它极性溶剂的相互作用的研究中,我们出乎意料地发现来源于谷物的特殊的糖脂类物质具有某种性能,使得这类类脂物适合并且容易作为载体材料使用,尤其是用于药物组合物,也可用于其它制剂,例如化妆品、农业制剂、营养品及食品。
众所周知,来源于谷物的类脂由于有相对较高比例的极性组分,可以与水相互作用形成层状液晶相(,.,1991,12,443-451)。
SE9400368-8公开了一种工业上可应用的从植物(优选谷物)中利用萃取和色谱分离法制取糖脂类物质的方法。这样制得的糖脂类物质可以在药物产品、化妆品和食品中作为两亲性物质使用。
-90%重量、-50%重量的成双层物质在极性溶剂中构成的类脂物-极性溶剂双层制剂,其特征在于,这种成双层物质是从谷物中得到的半乳糖脂类,其中包含至少50%的二半乳糖基二酰基甘油,其余为其它的极性类脂。
在一种优选的制剂中,半乳糖脂类物质由约70-80%的二半乳糖基二酰基甘油和
20-30%的其它极性类脂组成。
在另一种优选的制剂中,半乳糖脂类物质含最高达100%的二半乳糖基二酰基甘油。
二半乳糖基二酰基甘油可以用以下通式表示其中R1和R2各自独立地代表有10-22个碳原子和0-4个双键的饱和或不饱和的脂肪酸基,或是氢;R3是羟基或磺酸基。
作为脂肪酸基的优选实施例,R1和R2可以举出天然存在的脂肪酰基,例如得自饱和酸如棕榈酸(C15H31CO;16∶0)和硬脂酸(C17H35CO;18∶0);单不饱和酸如油酸(C17H33CO;18∶1);以及多不饱和酸如亚油酸(C17H31CO;18∶2)和亚麻酸(C17H29CO;18∶3)的基团。脂肪酸基也可以包括与甘油部分相连的羟基酸,其羟基部分被其它的脂肪酸酯化,即所称的estolides。
作为半乳糖脂类物质一部分的其它极性类脂物是不同的糖脂和磷脂(例如MGDG和磷脂酰胆碱)的混合物。其成分取决于制造半乳糖脂类所用的原料和方法。
半乳糖脂类物质的各组分的具体比例对于本发明并非关键,只要DGDG含量至少为50%。但是对于很多应用来说,使用高含量的DGDG这一最重要的成双层组分,会达到最好的效果。
半乳糖脂类物质可以从几乎任何植物材料中提取。优选的植物材料是谷物和谷粒(例如小麦、黑麦、燕麦、玉米、大米、小米和芝麻
)的种子和核仁。燕麦粒及面筋的类脂物含量高,因此对用于制备工艺中有利。半乳糖脂类物质的二半乳糖基二酰基甘油,如果适用的话,也可以是合成的产物。
半乳糖脂类物质可以在各种不同的有序化溶液中作为极性类脂组分使用,类脂在其中形成有序化的颗粒,它们分散在无规混合的稀溶液中,例如水、乙醇、甘油及其它极性溶剂或它们的混合物中。DGDG分子的几何形状类似于一个截头圆锥,这使得有可能在生理条件下于水溶液中形成柔性的双层,即层状液晶相,以及脂质体或囊泡。
半乳糖类脂可以掺入(即溶胀)大量的极性溶剂,例如水。向半乳糖类脂中加水会导致透明的粘性凝胶的自发形成。这种凝胶由层状液晶相Lα组成,其中类脂双层和水成层状结构交替排列。Lα相容易用偏振光显微镜检测,它是热力学稳定的物相。
由于凝胶的层状液晶结构粘度高,所以溶胀步骤相当慢;但是,可以在缓慢搅动下于24小时之内制得水溶液含量低至10%(W/W)的均匀透明的样品。一旦形成了凝胶,它对化学及微生物降解就十分稳定,因此可以长时间保持其物理完整性。
半乳糖基酰基甘油和极性溶剂的交替层状排列使得凝胶结构对于掺入亲油性和亲水性的生物活性物质都合适。层状结构在高剪切速率下的粘度相对较低,这使得可以用注射器和细针将凝胶注射。这类制剂可以用于向人和动物的各种部位施用药物。
极性溶剂优选与生物相容并且已批准用于药物、化妆品或食品配方中的那些溶剂,例如水、乙醇、1-丙醇、1,2-丙二醇、甘油及它们的混合物。
根据一项优选的实施方案,本发明涉及一种在极性溶剂中含25-90%重量的半乳糖脂类物质的凝胶制剂。
凝胶容易通过向干的半乳糖脂类物质中加入极性溶剂(例如水或水溶液)来制备,最终的类脂浓度为25-90%(W/W)。令混合物在室温和温和的搅拌下于合适的容器(如玻璃烧瓶或开口烧杯)中溶胀1-24小时。也可以用棒在玻璃管内混合并在室温下离心来制备凝胶。
这些凝胶是假塑型的,而且就物理外观和抗微生物而言十分稳定。凝胶的粘度不受温度适度变化的显著影向,因此可以例如从冰箱直接转移到注射器或其它的施药装置中。
还证实了,对于掺入的活性组分,本发明的凝胶比用磷脂制成的凝胶可以更有效地起缓释介质作用。
还证实了本发明的凝胶可以掺入很大一类有治疗活性的组分,包括亲油性的组分、盐酸盐、硝酸盐、两亲化合物、蛋白质和肽。
根据另一优选实施方案,本发明涉及一种脂质体制剂,-25%重量的半乳糖脂类物质。
半乳糖基酰基甘油的一个固有的有利特点是每个类脂分子中的半乳糖单元都含有极性头基团,它可以对脂质体起空间稳定作用,从而在注射到血流中之后寿命较长。
脂质体是多层的囊泡,它是通过直接水化制备的。将一种极性溶剂,例如水或水溶液,加到干的半乳糖脂类物质中,-25%(W/W)。令混合物在室温和温和的搅动下溶胀和平衡1-24小时,形成脂质体分散体。脂质体也可以通过向根据上述制得的凝胶中加入过量的极性溶剂,即,简单地将凝胶稀释来制备。
单层囊泡是由多层囊泡分散体通过例如膜挤压或高压均化而制得的。
半乳糖脂类物质的罕见的和令人惊奇的溶胀性质使其非常容易制备脂质体分散体和水基凝胶。例如,脂质体在水中自发形成即使在大规模地制备脂质体分散体方面也极其有用。这和由磷脂形成脂质体时需要使用诸如氯仿、乙醚、乙醇或其混合物等有机溶剂的步骤不同。常规的磷脂脂质体制备的按比例放大是一个公认的难题,曾经提出过许多不同的方法来克服这些困难。本发明以一种简单和可重复的方式提供了脂质体分散体,它对脂质体的实际应用,例如作为药物载体的应用,会有重要意义。
本发明的脂质体已证实具有令人吃惊的良好的包封效率。还已证实,本发明的脂质体令人吃惊地显著延长了活性组分的持续时间,即使囊泡是在这些组分的溶液
中形成并因此只有一部分组分被囊泡包封。
还进一步证实了本发明的脂质体减小了一种有效抗癌药物的毒性,而又不降低其药效。
本发明的脂质体具有生物粘着性,因此可以解决掺入的活性组分在例如角膜和粘膜等生物表面上足量存在的问题。
本发明的脂质体可以掺入很大一类活性组分,包括亲油性组分、盐酸盐、硝酸盐、两亲化合物、蛋白质、肽及其它物质。
以半乳糖或任何其它单糖单元(例如葡糖糖)为基础的合成的二糖基二酰基甘油和以非半乳糖的其它碳水化合物单元(例如葡萄糖)为基础的从任何来源分离出的天然糖基甘油酯,均可根据本发明使用。
半乳糖脂类物质由下述的不同谷物制备半乳糖脂物质,按实施例中所述用于制备本发明的载体制剂和药物组合物。在本说明书中,若无另外的说明,%是指重量%。溶剂混合物中的溶剂的比例按体积份数给出。
得自燕麦的半乳糖脂类物质在200Kg的燕麦粒(KungsrnenAB,瑞典)磨细,在萃取槽中于70℃和搅拌下用1000L95%的乙醇萃取3小时。将浆体在仍然温热时离心,与固体颗粒分开。液体级分在60℃下蒸发,得到约10Kg浅褐色油。
(MatrexSilicaSi,粒度20-45mm,孔径60,Amicon公司,美国)的不锈钢柱中。柱温为
50℃。然后用30L己烷∶异丙醇的90∶10混合物洗,以便除掉所有的非极性类脂物。随后用20L的己烷∶异丙醇的60∶40混合物从柱中洗脱出半乳糖脂类物质,得到半乳糖基二酰基甘油级分。将此级分蒸发,得到约700gDGDG,是主要的类脂物。然后将半乳糖脂类物质分散在水中并进行冷冻干燥,得到自由流动的粉末。
从半乳糖脂中富集DGDG将50g如上所述从燕麦中得到的、DGDG含量约为70%的半乳糖脂溶在250ml己烷∶异丙醇的70∶30混合物中,总量为300ml。将所得的溶液装在硅胶(110g)柱上,极性较小的组分用1L己烷∶异丙醇的70∶30混合物洗脱。富集的DGDG级分用2L丙酮洗脱。将丙酮级分蒸发和冷冻干燥。总产量为17g几乎纯的DGDG产物。
半乳糖脂的氢化将如上所述从燕麦得到的200g半乳糖脂混合物溶解在2L温热的异丙醇中。一个压力反应器(;ParrInstrument公司,美国)的搅拌器杆上装有两个叶片,在反应器底部放入15g钯/碳催化剂(pd15%,水分53%,.,意大利)。然后将溶液在氮密封下转移到反应器中以减小着火的危险。将反应器密封,先用氮加压三次以便除去空气,然后用氢气(,AGAGasAB公司,瑞典)加压三次。随后将氢气压力保持在6巴,搅拌器设定在600rpm,将混合物加热至70℃。为使反应混合物达到其设定温度需要14分钟。氢化过程进行6小时,随后将反应产物经