專利名稱：L－蘇糖酸鈣在治療骨折中的用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及L-蘇糖酸鈣的一種新用途，具體說是L-蘇糖酸鈣在預(yù)防和治療骨折中的用途。
背景技術(shù)：
骨折是指骨的結(jié)構(gòu)連續(xù)性的中斷，它是一種常見的外科疾病。骨折分為外傷性骨折和病理性骨折，外傷性骨折是由暴力作用造成的骨折，而病理性骨折是由于骨本身有病理變化如老年性骨質(zhì)疏松等再加上遭受一定程度的外力造成的骨折。
傳統(tǒng)上將骨折愈合分為四個(gè)階段(1)炎性階段；(2)軟骨痂階段；(3)硬骨痂階段；(4)再塑形階段。炎性階段是骨折后的立即反應(yīng)。骨端與鄰近組織出現(xiàn)血腫，迅速發(fā)生急性炎癥反應(yīng)，表現(xiàn)為血管擴(kuò)張、血漿與白細(xì)胞滲出。軟骨痂階段是自腫痛消失到骨斷端纖維或軟骨組織連接的階段，此時(shí)血腫機(jī)化，破骨細(xì)胞清除殘留死骨，骨膜下骨開始形成。其特征是血管大量增加，骨痂內(nèi)有毛細(xì)血管長(zhǎng)入，細(xì)胞極其豐富。硬骨痂階段是從骨端有軟骨痂粘著到新骨形成。這階段相當(dāng)于臨床和X線表現(xiàn)的骨折愈合，一般需3—4個(gè)月，骨痂從纖維軟骨性組織變?yōu)槔w維骨，在骨端間出現(xiàn)膜性骨形成。再塑形階段是骨折端被新生骨連接后，逐漸適應(yīng)新的功能的過程。
骨折愈合是組織修復(fù)程序極為獨(dú)特的過程。它與其它組織的修復(fù)不同，其它組織修復(fù)的結(jié)局是瘢痕形成，而骨的修復(fù)不是瘢痕形成，是通過骨的再生來實(shí)現(xiàn)的。因此成骨細(xì)胞的增殖在骨折愈合中起著決定性的作用。
另外，Lane從生物化學(xué)角度進(jìn)行骨折愈合的分類(1)間充質(zhì)階段，這階段合成I、II、III型膠原；(2)軟骨樣階段，以II型膠原為主；(3)軟骨類骨階段，以I、II型膠原為主；(4)成骨階段，以I型膠原為主。因此可見，膠原合成在骨折愈合中也起著非常重要的作用。
目前普遍認(rèn)為，普通的鈣制劑對(duì)促進(jìn)骨折的愈合沒有明顯的作用，而且也沒有發(fā)現(xiàn)明顯促進(jìn)骨折愈合的其它藥物。治療骨折主要還是結(jié)合采取以下三種傳統(tǒng)手段1、骨折的整復(fù)；2、固定；3、功能鍛煉。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種L-蘇糖酸鈣的用途，具體說是在預(yù)防和治療骨折中的用途。
針對(duì)上述促進(jìn)骨折愈合的因素，發(fā)明人研究了L-蘇糖酸鈣對(duì)成骨細(xì)胞的增殖、分化和骨形成功能的刺激作用，以及L-蘇糖酸鈣對(duì)促進(jìn)I型骨膠原合成的作用。結(jié)果令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，L-蘇糖酸鈣既能促進(jìn)成骨細(xì)胞的增殖、分化及礦化功能，同時(shí)又能促進(jìn)體外培養(yǎng)成骨細(xì)胞I型原膠原mRNA的表達(dá)，從而能夠促進(jìn)骨折的愈合，起到治療骨折的作用，并由此完成了本發(fā)明。
同時(shí)通過上述作用，L-蘇糖酸鈣能夠增加骨的密度和力學(xué)性能，起到預(yù)防骨折，尤其病理性骨折，如由老年性骨質(zhì)疏松引起的骨折的作用。本發(fā)明的詳細(xì)描述本發(fā)明的L-蘇糖酸鈣為白色顆粒，無味，能溶于水，不溶于醇、醚及氯仿，它的分子式為C8H14O10Ca，化學(xué)結(jié)構(gòu)式為 它的制備方法描述在中國(guó)專利96106507.9及美國(guó)專利No.6,077,872中，當(dāng)然也可以用現(xiàn)有技術(shù)中已知的其它方法來制備。
本發(fā)明的L-蘇糖酸鈣可以采用口服的給藥方法。
本發(fā)明的L-蘇糖酸鈣能以各種藥物制劑如片劑、膠囊和藥學(xué)可接受組合物的形式使用。
根據(jù)本發(fā)明的藥物組合物，可以含有一定量的L-蘇糖酸鈣作為活性成分，也可含有藥學(xué)可接受的載體，這些藥學(xué)可接受的載體可以是在現(xiàn)有技術(shù)中廣泛用于藥物中的各種載體，如賦形劑。本發(fā)明的藥物組合物可以按現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法如混合、制粒、壓片來制備。
本發(fā)明的L-蘇糖酸鈣藥物組合物還可以包括各種藥學(xué)使用的任選組分，如香味劑、著色劑、甜味劑等。本發(fā)明優(yōu)選L-蘇糖酸鈣藥物組合物包括高達(dá)60wt％，優(yōu)選80wt％，更優(yōu)選90wt％的L-蘇糖酸鈣，其余為賦形劑和其它任選組分。
L-蘇糖酸鈣的用量可以根據(jù)病人的體重和年齡來變化。作為指導(dǎo)，L-蘇糖酸鈣的用量一般是在0.5—12克/天，優(yōu)選3—7克/天。對(duì)于兒童，可以按其體重比例相應(yīng)減少。
L-蘇糖酸鈣在動(dòng)物體內(nèi)的藥代動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)表明L-蘇糖酸鈣在大鼠體內(nèi)吸收代謝為一室模型，與其它鈣劑如葡萄糖酸鈣、醋酸鈣、碳酸鈣相比，吸收較為緩慢，血鈣達(dá)峰時(shí)間較晚，Tmax＝0.79h，但吸收較為完全，半衰期T1/2＝4.45h，在體內(nèi)能長(zhǎng)時(shí)間維持在較高水平，曲線下面積AUC＝191.75μg/mL.hr。
一、L-蘇糖酸鈣對(duì)體外培養(yǎng)成骨細(xì)胞的增殖、分化和骨形成功能的刺激作用為提供L-蘇糖酸鈣對(duì)成骨細(xì)胞增殖、增加骨量的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)，本試驗(yàn)應(yīng)用體外培養(yǎng)成骨細(xì)胞方法，觀察該藥對(duì)細(xì)胞骨形成功能的刺激作用。取新生SD大鼠頭蓋骨、分離培養(yǎng)成骨細(xì)胞1×104的密度接種于含10wt％NCS-MEM培養(yǎng)液，取第二繼代細(xì)胞進(jìn)行藥效試驗(yàn)。結(jié)果表明10-9—10-3mol/L的L-蘇糖酸鈣對(duì)成骨細(xì)胞有增殖作用，10-3mol/L對(duì)細(xì)胞活性、礦化結(jié)節(jié)形成能力均有明顯刺激作用，對(duì)ALP活性和礦化結(jié)節(jié)形成能力有一定提高作用。
材料和方法1、取材新生(24小時(shí)內(nèi))SD大鼠消毒后，在滅菌條件下取頭蓋骨，先經(jīng)0.25％胰蛋白酶預(yù)消化10—15分鐘，隨后以0.1％II型膠原酶，37℃振蕩消化60分鐘，以1000rpm離心收集細(xì)胞。
2、細(xì)胞培養(yǎng)將分離的細(xì)胞以1×104/cm2的密度接種于培養(yǎng)瓶中，培養(yǎng)液為10％NCS-MEM，置37℃，5％CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，至半?yún)R合時(shí)傳代，取第二代繼代細(xì)胞(OB2)進(jìn)行藥效試驗(yàn)。
3、藥物各待試藥物均配制成0.1mol/L濃度，經(jīng)高壓滅菌備用。
L-蘇糖酸鈣1.55g，50ml去離子水，加熱溶解；葡萄糖酸鈣2.24g，50ml去離子水，常溫溶解；對(duì)照組為去離子水。
4、觀察指標(biāo)(1)細(xì)胞增殖OB2以6×103/孔密度接種于24孔COSTOR培養(yǎng)板，24小時(shí)后換入含不同濃度藥物(10-9—10-3mol/L)的培養(yǎng)液，于加藥后72小時(shí)用MTT方法在Labsystems Multiskan MS(芬蘭)酶標(biāo)儀上進(jìn)行測(cè)試，以波長(zhǎng)570nm處的OD值表示細(xì)胞增殖情況，結(jié)果與對(duì)照組比較。
(2)ALP活性測(cè)定OB2以2×104/孔密度接種24孔上述培養(yǎng)板，24小時(shí)后換入含藥培養(yǎng)液，以后每48小時(shí)換液一次，待匯合后用對(duì)硝基苯磷酸鹽法測(cè)細(xì)胞溶解液中的ALP活性，用考馬斯蘭法測(cè)定蛋白含量，以U/mg蛋白表示ALP活性，結(jié)果與對(duì)照組比較。
(3)礦化功能測(cè)定OB2以5×104/孔密度接種6孔上述培養(yǎng)板，24小時(shí)后換入含藥培養(yǎng)液，48小時(shí)換液一次，14天后固定，茜素紅染色，光鏡下礦化結(jié)節(jié)計(jì)數(shù)，結(jié)果與對(duì)照組比較。
結(jié)果表1—3給出的是藥物對(duì)增殖的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。表中的結(jié)果顯示，三批實(shí)驗(yàn)中10-9—10-3mol/L L-蘇糖酸鈣組OB2增殖率均顯著高于對(duì)照組，并且以10-3mol/L的OD值為最高；多數(shù)濃度組OB2的OD值顯著高于葡萄糖酸鈣組和氯化鈣組。L-蘇糖酸鈣組中實(shí)驗(yàn)一、二的OB2OD值顯著高于對(duì)照組，實(shí)驗(yàn)三未見明顯改變，與葡萄糖酸鈣和氯化鈣組比較多數(shù)無明顯差別。
表1 L-蘇糖酸鈣等藥物對(duì)成骨細(xì)胞的影響實(shí)驗(yàn)一(濃度單位mol/L)A570(X±SD)

注n＝4，與對(duì)照組比較*P＜0.05，**P＜0.01，***P＜0.001
與同濃度L-蘇糖酸鈣組比較&P＜0.05，#P＜0.01表2 L-蘇糖酸鈣等藥物對(duì)成骨細(xì)胞的影響實(shí)驗(yàn)二(濃度單位mol/L)A570(X±SD)

注n＝4，與對(duì)照組比較*P＜0.05，**P＜0.01，***P＜0.001與同濃度L-蘇糖酸鈣組比較&P＜0.05，#P＜0.01表3 L-蘇糖酸鈣等藥物對(duì)成骨細(xì)胞增殖的影響實(shí)驗(yàn)三(濃度單位mol/L)A570(X±SD)

注n＝4，與對(duì)照組比較*P＜0.05，**P＜0.01與同濃度L-蘇糖酸鈣組比較&P＜0.05，#P＜0.01，$P＜0.0012、L-蘇糖酸鈣對(duì)OB2ALP活性的影響參照OB2增殖的結(jié)果，以10-3mol/L濃度進(jìn)行藥物OB2ALP活性刺激作用實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表4。
在相同濃度下，L-蘇糖酸鈣OB2ALP活性高于對(duì)照組，實(shí)驗(yàn)一、二的增高有顯著意義(P＜0.05)。與葡萄糖酸鈣和氯化鈣組比較，L-蘇糖酸鈣OB2ALP活性均有增高，但無顯著性。
表4 L-蘇糖酸鈣等藥物對(duì)成骨細(xì)胞ALP活性的影響

注n＝4與對(duì)照組比較*P＜0.05，**P＜0.01，3、L-蘇糖酸鈣對(duì)OB2礦化功能的刺激作用由表5可見，成骨細(xì)胞2周形成的礦化結(jié)節(jié)數(shù)以L-蘇糖酸鈣組為高，L-蘇糖酸鈣組的增高有顯著意義(P＜0.05)。
表5 L-蘇糖酸鈣等藥物對(duì)成骨細(xì)胞礦化功能的影響

n＝5與對(duì)照組比較*P＜0.05，與L-蘇糖酸鈣比較&P＜0.05成骨細(xì)胞是骨形成細(xì)胞，在骨重建中增殖、分化，合成、分泌與骨形成有關(guān)的膠原和非膠原蛋白質(zhì)，生成類骨質(zhì)和促進(jìn)類骨質(zhì)礦化。形成的新骨質(zhì)修補(bǔ)破骨細(xì)胞骨吸收形成的骨陷窩。成骨細(xì)胞功能減退致新骨形成量減少，對(duì)骨吸收陷窩的修復(fù)能力減弱，造成骨小梁變細(xì)、薄弱、穿孔，皮質(zhì)骨呈多孔性改變。在骨形成促進(jìn)藥物的成骨細(xì)胞藥效學(xué)評(píng)價(jià)中，常以增殖率、堿性磷酸酶的活性(ALP)和礦化結(jié)節(jié)為指標(biāo)，這些指標(biāo)分別代表成骨細(xì)胞的增殖、分化和礦化能力，可較全面地評(píng)價(jià)藥物對(duì)成骨細(xì)胞形成功能的刺激作用。
以上結(jié)果顯示1、L-蘇糖酸鈣對(duì)體外培養(yǎng)成骨細(xì)胞的增殖率、ALP活性和礦化結(jié)節(jié)形成有明顯的刺激作用。2、L-蘇糖酸鈣對(duì)體外培養(yǎng)成骨細(xì)胞的增殖率、ALP活性和礦化結(jié)節(jié)形成的刺激作用均高于葡萄糖酸鈣、氯化鈣。
二、L-蘇糖酸鈣對(duì)促進(jìn)I型骨膠原合成的作用研究本項(xiàng)研究將深入討論L-蘇糖酸鈣對(duì)體外培養(yǎng)成骨細(xì)胞I型膠原(α-COLI)基因表達(dá)的影響。
材料與方法1、細(xì)胞培養(yǎng)原代成骨細(xì)胞的培養(yǎng)方法同前，第2代OB按1×104cell/cm接種。傳代第2天，按相同濃度(10-3mol/L)在不同培養(yǎng)瓶中分別加入L-蘇糖酸鈣、葡萄糖酸鈣，對(duì)照組加相同體積的去離子水。每48小時(shí)換培養(yǎng)液并加藥，一周后提取細(xì)胞總RNA。
2、RNA的提取將細(xì)胞用0.25％胰酶消化，1000rpm×5min離心收集細(xì)胞沉淀，用TRIzol試劑(Gibco公司)法提取細(xì)胞總RNA。經(jīng)瓊脂糖甲醛變性電泳見18s與28s條帶，用紫外分光光度計(jì)測(cè)RNA的濃度與純度(A260/A280值在1.7—2.0之間)。
3、RT-PCR反應(yīng)本次實(shí)驗(yàn)采用Access RT-PCR System試劑盒(Promega)。按說明進(jìn)行操作。反應(yīng)混合液在PCR儀(Bio-Rad公司)中48℃45min條件下進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)，94℃2分鐘滅活酶，然后進(jìn)行30個(gè)循環(huán)的PCR反應(yīng)，94℃30min變性，54℃1min退火，72℃2min延長(zhǎng)，末次循環(huán)后72℃延伸7min。取9μL PCR產(chǎn)物進(jìn)行1.5％瓊脂凝膠電泳，電泳條帶圖象分析系統(tǒng)(ImageMaster VDS)分析，光密度值經(jīng)內(nèi)參照-Actin校正，校正值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
表6引物序列

4、藥物各待試藥物均配成0.1mol/L濃度，經(jīng)高壓滅菌后備用。
L-蘇糖酸鈣由北京巨能亞太生命科學(xué)研究中心提供，1.55g＋50ml去離子水，加熱溶解。
葡萄糖酸鈣，上海黃海制藥廠，2.24g＋50ml，2.24g＋50ml去離子水配制。
結(jié)果應(yīng)用定量RT-PCR技術(shù)檢測(cè)成骨細(xì)胞中α-COLI的mRNA表達(dá)時(shí)發(fā)現(xiàn)，在相同給藥濃度(10-3mol/L)條件下，L-蘇糖酸鈣組的mRNA水平較對(duì)照組有顯著升高(P＜0.05)。說明L-蘇糖酸鈣可以促進(jìn)成骨細(xì)胞α-COLI mRNA的表達(dá)。葡萄糖酸鈣組的α-COLI mRNA水平與對(duì)照組間無顯著差異。
表7

注X±SD，n＝3，與對(duì)照組比較*P＜0.05，成骨細(xì)胞在骨折時(shí)的增殖、分化、成熟的過程中，在胞漿內(nèi)合成大量的I型原膠原，并分泌到基質(zhì)中，構(gòu)成了骨質(zhì)的主要成分—膠原，從而促進(jìn)骨折的愈合。同時(shí)骨質(zhì)的含量又是決定骨骼強(qiáng)度的重要因素，在臨床中常將I型膠原蛋白降解片段的測(cè)定作為反映成骨功能的指標(biāo)之一。因此說明，L-蘇糖酸鈣在預(yù)防和治療骨折中具有非常重要的意義。本研究采用定量RT—PCR方法，檢測(cè)α-COLI mRNA水平，較蛋白分子的檢測(cè)更能反映OB內(nèi)基因的表達(dá)情況。
在過去的藥效學(xué)各試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)L-蘇糖酸鈣明顯增加去勢(shì)大鼠的骨密度、骨鈣含量與生物力學(xué)參數(shù)。細(xì)胞藥效試驗(yàn)表明該藥能促進(jìn)OB增殖、分化與礦化功能。本項(xiàng)試驗(yàn)研究觀察發(fā)現(xiàn)L-蘇糖酸鈣上調(diào)體外培養(yǎng)OB的α-COLImRNA水平。這與以往細(xì)胞藥效所反映其增強(qiáng)成骨細(xì)胞骨形成功能的作用是相關(guān)的，提示L-蘇糖酸鈣可能是通過增強(qiáng)OB內(nèi)某些基因的表達(dá)、從而提高OB的成骨功能。膠原蛋白水平的檢測(cè)可進(jìn)一步證實(shí)。
上述試驗(yàn)表明，L-蘇糖酸鈣既能促進(jìn)成骨細(xì)胞的增殖、分化及礦化功能，同時(shí)又促進(jìn)體外培養(yǎng)成骨細(xì)胞I型原膠原mRNA的表達(dá)。通過這些作用，L-蘇糖酸鈣能夠起到促進(jìn)骨折愈合的作用，并能夠增加骨的密度和力學(xué)性能，起到預(yù)防骨折，尤其病理性骨折(如老年性骨質(zhì)疏松癥)的作用。
權(quán)利要求
1.L-蘇糖酸鈣在預(yù)防骨折中的用途。
2.L-蘇糖酸鈣在治療骨折中的用途。
3.用于預(yù)防和/或治療骨折的藥物組合物，它含有有效量的L-蘇糖酸鈣。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種L－蘇糖酸鈣的新用途,具體說是用于預(yù)防和治療骨折的用途。經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)L－蘇糖酸鈣既能促進(jìn)成骨細(xì)胞的增殖、分化及礦化功能,同時(shí)又能促進(jìn)體外培養(yǎng)成骨細(xì)胞Ⅰ型原膠原mRNA的表達(dá),從而能夠促進(jìn)骨折愈合,增加骨的密度和力學(xué)性能,起到預(yù)防和治療骨折的作用。
文檔編號(hào)A61K31/191GK1328820SQ01119870
公開日2002年1月2日 申請(qǐng)日期2001年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月3日
發(fā)明者于凱, 王志文, 戴向國(guó) 申請(qǐng)人:北京巨能亞太生命科學(xué)研究中心