本發(fā)明涉及通過使用冰模板制備納米顆粒的方法和從所述方法獲得的納米顆粒。本發(fā)明還涉及包括所述納米顆粒的藥物制劑及其用途。

背景技術：

用于制備純納米藥物(PND)的常規(guī)方法包括再沉淀，其也被稱為溶劑交換。溶劑交換通常基于藥物化合物在兩種不混溶液體(例如水和有機溶劑)中的相對溶解度。當含有藥物化合物的有機溶劑與諸如水的非溶劑接觸時，藥物化合物將被沉淀以便形成顆粒。然而，這樣的過程存在有若干缺點，例如，批與批之間的大變化，低生產率和相對大的顆粒尺寸。

近來，已有用于制備尺寸可控的納米藥物(ND)的方法，并被視作為一種陽極化氧化鋁(AAO)模板輔助方法。雖然這種AAO模板輔助方法能夠以高再現(xiàn)性的方式生產納米顆粒，并達到更高的生產率，但有機模板的使用造成若干問題，諸如污染和少量的鋁殘留物的生物降解。

因此，仍很需要開發(fā)能減少對環(huán)境的傷害和有效的方法，從而制備納米顆粒化合物、特別是藥物化合物，該納米顆?；衔锞哂行☆w粒尺寸，并且該方法具有高生產率和高再現(xiàn)性。特別是當制備納米顆粒藥物化合物時，非常重要的是要確保足夠的純度，同時避免可能對健康產生負面影響的痕量化合物。

技術實現(xiàn)要素：

在一方面本發(fā)明涉及通過使用冰模板來制備化合物的納米顆粒的方法，所述方法包括施加步驟，其中將含有化合物和溶劑的溶液施加到冰模板上。所述方法還包括溶劑去除步驟，其中將所述溶劑從冰模板去除。

在進一步的方面，本發(fā)明涉及從所述方法獲得的納米顆粒。

更進一步地，本發(fā)明提供一種藥物組合物，其包含從所述方法獲得的納米顆粒。

相比已知的方法，本發(fā)明的方法能夠以更高生產率和高的再現(xiàn)性，以環(huán)保的方式生產具有優(yōu)越效果的小顆粒。當與處于游離形式的化合物進行比較時，從本發(fā)明的方法獲得的納米顆粒具有更卓越的水分散性和生物可利用性。相比優(yōu)于處于游離形式的化合物，納米顆粒也顯示出改進的細胞穿透效率。因此，當納米顆粒用于藥物組合物中以治療或預防疾病時，納米顆?？蓪崿F(xiàn)所需的功效，并減少副作用，所述副作用例如可由有機溶劑的存在而造成。

附圖說明

圖1示出本發(fā)明的一個實施例中通過使用冰模板來制備納米顆粒的程序的示意圖。

圖2A是通過使用冰模板制備的喜樹堿(CPT)納米顆粒的SEM圖像，比例尺為500納米。

圖2B是通過使用冰模板制備的紫杉醇(PTX)納米顆粒的SEM圖像，比例尺為500納米。

圖2C是使用冰模板制備的方酸(SQ)納米顆粒的SEM圖像，比例尺為500納米。

圖2D是通過使用冰模板制備的甲氨蝶呤(MTX)納米顆粒的SEM圖像，比例尺為500納米。

圖2E是通過使用冰模板制備的VM-26納米顆粒連同H2TPyP納米顆粒一起的SEM圖像，比例尺為500納米。

具體實施方式

在一方面，本發(fā)明涉及通過使用冰模板來制備化合物的納米顆粒的方法，所述方法包括將含有化合物和溶劑的溶液施加到冰模板上的施加步驟和將所述溶劑從冰模板去除的溶劑去除步驟。

術語“納米顆?！睂τ诒绢I域內的技術人員而言是已知的，并且指代具有小于1000納米的平均直徑的顆粒。更優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的納米顆粒的平均直徑小于500納米。進一步優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的納米顆粒的平均直徑小于100納米。本領域內的技術人員知曉用于確定顆粒平均直徑的合適方法。優(yōu)選地，術語“納米顆?！敝复哂行∮谌缤ㄟ^動態(tài)光散射確定的1000納米平均直徑的顆粒。更優(yōu)選地，本發(fā)明的納米顆粒具有小于如通過動態(tài)光散射測得的500納米的平均直徑，還更優(yōu)選具有小于如通過動態(tài)光散射測得的100納米的平均直徑。

本發(fā)明的術語“冰模板”指代以固體形式存在的冷凍材料。冰模板可具有任何適當?shù)拇笮』虺叽?，并適于提供含有化合物和溶劑的溶液的至少一個表面，以便將所述溶液施加到所述冰模板上或其內。

優(yōu)選地，本發(fā)明的冰模板包括冷凍水，具體地是冷凍的去離子水。更優(yōu)選地，冰模板由冷凍水、具體地是冷凍的去離子水構成，更優(yōu)選地在冰模板中不包含任何相關的和不希望的雜質。具體而言，冰模板通過冷凍溶液來制備，所述溶液包含水、以及更優(yōu)選由水構成，水優(yōu)選是去離子水，優(yōu)選在低于0℃的溫度下，優(yōu)選在約-250℃至約0℃的溫度下，具體地是通過在-20℃的冰箱中冷凍所述溶液或通過在液氮中冷凍所述溶液。因此，本發(fā)明的所述方法優(yōu)選進一步包括在施加步驟之前的制備步驟，在該制備步驟中，冰模板通過冷凍從包含水的溶液來制備。

優(yōu)選地，本發(fā)明的化合物是疏水性化合物。術語“疏水性化合物”對于本領域內的技術人員是已知的。它通常指代不溶于水或具有較差的水溶解度的化合物。“疏水性化合物”優(yōu)選指代具有在20℃下在水中的小于10克/升、以及進一步優(yōu)選小于1克/升的水溶解度的化合物。在一些優(yōu)選的實施例中，疏水性化合物的水溶解度在20℃下在水中甚至小于0.1克/升。

在優(yōu)選的實施例中，疏水性化合物可以是藥用活性化合物，即用于或適合用于治療性治療或預防疾病的藥物化合物。例如，藥物活性化合物可以是適于治療或預防自身免疫性疾病、癌癥、心血管疾病、胃腸疾病、糖尿病、炎性疾病等的化合物。具體地，該化合物可以是活性藥物化合物，優(yōu)選為化療劑。優(yōu)選地，活性藥物化合物選自于由喜樹堿(camptothecin)、紫杉醇(paclitaxel)、方酸(squaric acid)、甲氨蝶呤(methotrexate)、替尼泊苷(teniposide)、卡莫司汀(carmustine)、他莫昔芬(tamoxifen)、依托泊苷(etoposide)、氟尿嘧啶(fluorouracil)及其組合所構成的組或其它疏水性化學治療劑。更優(yōu)選地，活性藥物化合物是選自于由s、紫杉醇、方酸、甲氨蝶呤、卡莫司汀、他莫昔芬、依托泊苷、氟尿嘧啶及其混合物所構成的組的化療劑。其它已知的疏水性活性化合物，特別是化學治療劑，以及它們的衍生物，也可以在本發(fā)明中應用。

在其它實施例中，疏水性化合物可以是光敏劑，其在光下對生物體、細胞、或組織敏感，光敏劑可以是在光動力治療中應用的試劑。優(yōu)選地，所述光敏劑是選自于由、酞菁鋅(zinc phthalocyanine)、二氫卟酚e6(chlorin e6)、原卟啉IX(protoporphyrin IX)、四苯基卟啉(tetraphenylporphyrin)、5,10,15,20-四(羥基苯基)二氫卟酚(5,10,15,20-tetra-(m-hydroxyphenyl)chlorin)和這些化合物的衍生物所構成的組或其它疏水性的光敏劑。在優(yōu)選的實施例中，光敏劑可以是，酞菁鋅或這些化合物中之一的衍生物。本領域內的技術人員也將認識到，通常使用的其它疏水光敏劑以及它們的衍生物可以在本發(fā)明中應用。

本發(fā)明的方法的優(yōu)點在于，其能夠提供納米級的具有高分散度的藥物化合物，并避免因不良的溶劑殘留對所獲得的納米顆粒造成污染的風險。

參照圖1，在一個實施例中，通過使用冰模板來制備化合物的納米顆粒的方法包括：施加步驟(1)，其中將含有化合物和溶劑的溶液施加到冰模板上；溶劑除去步驟(2)，其中將溶劑從冰模板去除；以及釋放步驟(3)，其中將所述納米顆粒從冰模板釋放。

在該優(yōu)選實施例中，冰模板100是由去離子的冷凍水組成并由其制成的冰塊，以及所施加的溶液102包含溶解在溶劑諸如乙醇中的藥物化合物。具體地，溶液102通過滴加施加到冰模板100的表面上。備選地，可以應用用于將溶液遞送到冰模板的其它可行的方法，諸如使用噴嘴來將溶液噴灑到冰模板上，以及使用注射器來將溶液注射到冰模板。

在本發(fā)明方法的施加步驟中，溶液優(yōu)選通過滴加、注射或噴灑來施加到冰模板。

優(yōu)選地，在本發(fā)明方法中的溶劑是有機溶劑。該有機溶劑可選自于由醇、醚、酯、鹵代烷烴、環(huán)烷烴及它們的混合物所構成的組。更優(yōu)選地，有機溶劑是醇，其優(yōu)選是揮發(fā)性的。所述醇可以是乙醇、甲醇、丙醇、丁醇或它們的混合物。在其它實施例中，有機溶劑可以是四氫呋喃(THF)、丙酮、二氯甲烷、氯仿等。

優(yōu)選地，至少一次將含有化合物和溶劑的溶液施加到冰模板。更優(yōu)選地，兩次或多次將溶液施加到冰模板，這取決于所希望的產率，所施加的溶液體積和化合物在溶液中的濃度。在一個實施例中，溶液至少一次以約5-5000微升的體積施加到冰模板。本領域內的技術人員將理解的是，所施加的體積可以根據(jù)過程的所選條件而變化。在一個優(yōu)選的實施例中，溶液優(yōu)選含有約0.1～50毫克/毫升的化合物，因此該低的濃度能夠使納米顆粒以更小的尺寸形成。

在施加步驟(1)中將溶液施加到冰模板之后，在溶劑去除步驟中將溶劑從冰模板去除。優(yōu)選通過自然蒸發(fā)或通過用空氣、氮氣、氬氣吹氣來將溶劑從冰模板去除，如圖1中所示。“自然蒸發(fā)”優(yōu)選指在空氣環(huán)境下不使用額外的蒸發(fā)手段進行的蒸發(fā)過程，額外的蒸發(fā)手段即通常應用來去除溶劑，諸如改變溫度或壓力的手段。例如，通過將冰模板暴露于空氣而不改變環(huán)境條件來去除溶劑。然后將溶劑自然蒸發(fā)。在備選實施例中，溶劑通過用優(yōu)選為惰性的且不與化合物反應的空氣、氮氣或氬氣吹氣而去除。在優(yōu)選的實施例中，溶劑是乙醇，其是揮發(fā)性的且可優(yōu)選通過使用氣體諸如普通空氣、氮氣和氬氣容易地蒸發(fā)。具體地，所述氣體可在約0-30℃的溫度下使用。該溶劑的去除使得化合物形成為圖1中的固體顆粒104并在冰模板中擴散。

本發(fā)明的方法優(yōu)選還包括在溶劑去除步驟之后的釋放步驟，在該釋放步驟中納米顆粒從冰模板釋放，更優(yōu)選通過熔化冰模板以形成包含納米顆粒的分散體。因此，在釋放步驟中，冰模板優(yōu)選熔化以從冰模板釋放納米顆粒。參照圖1，冰模板100被熔化以形成分散體，諸如包含納米顆粒104的分散體106。任選地，分散體可經歷至少1分鐘、優(yōu)選約5-60分鐘時間段的超聲處理，以確保納米顆粒良好地分布在分散體中，這取決于納米顆粒的應用例如制備用于治療或預防疾病或病癥的藥物組合物而可能是所期望的。

備選地，所述納米顆粒在釋放步驟中通過蒸發(fā)冰模板而從冰模板釋放。例如，冰模板可被放置在干燥爐中以便蒸發(fā)冰模板的物質。

在一些優(yōu)選的實施例中，可在去除溶劑步驟和釋放步驟之間進一步包括冷凍步驟。在所述優(yōu)選的冷凍步驟中，冰模板優(yōu)選通過下述方式被冷凍，即通過將冰模板存儲在0℃下，優(yōu)選在約-250℃至約0℃的溫度下，具體地是通過將冰模板存儲在-20℃的冰箱中保持至少0.5小時的時間段或通過使用液氮。更優(yōu)選地，冰模板可在所述冰箱中存儲至少1小時，進一步優(yōu)選為約1-48小時。在另一實施例中，冰模板可在存儲在冰箱中之前首先通過使用液氮來冷凍。額外地應用所述冷凍步驟可能是有利的，因為它允許額外的進一步穩(wěn)定形成在冰模板上或冰模板內的納米顆粒的老化過程。此外，如果有一個以上的施加步驟以及溶劑去除步驟的話，可在每次溶劑從冰模板去除之后執(zhí)行冷凍步驟。

根據(jù)本發(fā)明的方法能夠以容易、具有經濟效益和對環(huán)境好的方法提供卓越的小顆粒，而這種方法與已知方法相比有更高的生產率、優(yōu)異的產率和高的再現(xiàn)性。所述方法特別適用于制備疏水性藥物的納米顆粒。因此本發(fā)明示出通過對環(huán)境好的方法，在更溫和的制備環(huán)境下制備疏水性化合物的納米顆粒。這樣的方法也節(jié)省了在納米顆粒的制備中針對疏水性分子進行自定義分子修飾所需的氣力。

相比普通的以承載方式形成的納米顆粒，本發(fā)明的納米顆粒具有更高的載藥能力，這導致在藥物遞送系統(tǒng)中的改進，并增加化合物的功效。從本發(fā)明的方法獲得的納米顆?？稍卺t(yī)療和研究領域的各種應用中應用。有機溶劑的除去顯著降低例如在原藥物分子中可能出現(xiàn)的副作用。

此外，根據(jù)本發(fā)明方法獲得的納米顆粒，優(yōu)選具有小于500納米、更優(yōu)選小于100納米的平均直徑的納米顆粒，上述平均直徑優(yōu)選使用動態(tài)光散射(DLS)儀器(Malvern Nano Zetasizer)在水溶液測定。DLS可通過測量由擴散的顆粒造成的散射光強度上的波動來確定小顆粒在溶液中的尺寸分布曲線

此外，本發(fā)明涉及一種藥物組合物，其包含優(yōu)選除了藥學容許的賦形劑之外的所述化合物的納米顆粒，其中所述化合物是藥物化合物。本領域內的技術人員能夠選擇合適的賦形劑。藥物化合物優(yōu)選為疏水性化合物，還更優(yōu)選為選自于由喜樹堿、紫杉醇、方酸、甲氨蝶呤和它們的混合物所構成的組中的活性藥物化合物。

下面提出的實施例用于進一步說明本發(fā)明。上述的優(yōu)選實施例和附圖以及下文給出的實例代表優(yōu)選的或示例性的實施例，并且本領域內的技術人員將理解的是對這些實施例或實例的參照并非意旨是限制性的。

實施例1

喜樹堿納米顆粒的制備

喜樹堿(CPT)是在治療或預防癌癥中用作化療劑的一種疏水性化合物。以下述方式制備的CPT納米顆粒如圖2A中所示。

首先，通過在液氮中冷凍去離子水來制備冰模板。其次，將CPT溶解于乙醇中以形成具有1毫克/毫升CPT濃度的溶液，然后通過滴加將200微升的溶液施加到冰模板。第三，在25℃的氮氣吹氣的協(xié)助下使得乙醇揮發(fā)并去除，這樣CPT納米顆粒在冰矩陣之間的微小間隙和裂縫中逐漸形成。在上述步驟的過程中，冰模板置于冰基座上，以便防止冰模板融化。

接著，用該溶液處理的冰模板在-20℃冰箱中存儲24小時，以便進一步老化形成過程。最后，通過直接融化將冰模板去除以及將CPT納米顆粒釋放到分散體中。將分散體進一步超聲處理15分鐘。

實施例2

紫杉醇納米顆粒的制備

紫杉醇(PTX)是在治療癌癥中用作化療劑的一種疏水性化合物。以下述方式制備的PTX納米顆粒如圖2B中所示。

首先，通過在-20℃的冰箱中在冷凍去離子水來制備冰模板。其次，將PTX溶解于四氫呋喃(THF)中以形成具有3毫克/毫升PTX濃度的溶液，然后通過使用注射器將500微升的溶液施加到冰模板。第三，在25℃的空氣吹氣的協(xié)助下使得THF揮發(fā)并去除，這樣PTX納米顆粒在冰矩陣之間的微小間隙和裂縫中逐漸形成。在上述步驟的過程中，冰模板置于冰基座上，以便防止冰模板融化。

接著，用該溶液處理的冰模板在-20℃冰箱中存儲5小時，以便進一步老化形成過程。最后，通過直接融化將冰模板去除以及將PTX納米顆粒釋放到分散體中。將分散體進一步超聲處理30分鐘。