鼻用原位凝膠給藥系統(tǒng)及其制備和應(yīng)用
【專利說明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及鼻用原位凝膠給藥系統(tǒng)的制備方法和處方，以及其特征，包 括鼻腔噴霧穩(wěn)定性，鼻腔內(nèi)藥物滯留性，藥物緩釋性，纖毛毒性，以及在蛋白多肽類藥物如 白蛋白和神經(jīng)生長因子（NGF)方面的應(yīng)用，屬于制劑學(xué)給藥系統(tǒng)研究領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 解剖學(xué)研究證明在鼻腔和顱腔之間存在著嗅粘膜上皮通路和嗅神經(jīng)通路，為大分 子藥物經(jīng)鼻腔給藥直接入腦提供了途徑[1]。實驗證明那些位于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，且療效與腦 功能有關(guān)的藥物比如用于帕金森，阿爾茨海默氏病或疼痛的藥物，尤其在常規(guī)給藥途徑下 腦內(nèi)濃度極低的藥物，經(jīng)鼻粘膜遞送給藥途徑入腦具有很大的優(yōu)勢。
[0003] 原位凝膠是近年來出現(xiàn)的一種新劑型，尤其反相溫敏凝膠在鼻腔中的應(yīng)用越來越 受到人們的關(guān)注。反相溫敏原位凝膠具有如下特點：（1)室溫下為溶液態(tài)，方便給藥，可以 制備成滴劑或噴霧劑；（2)到達(dá)體內(nèi)后，因溫度升高，該制劑發(fā)生相變成凝膠態(tài)，有效滯留 于給藥部位；(3)原位凝膠具有相變可逆性，即使藥液在噴霧瓶內(nèi)因貯存溫度升高而發(fā)生 膠凝，但只要將其放入冰箱冷藏層，使其溫度下降，藥液可以重新恢復(fù)到溶液狀態(tài)。
[0004] 有研究報道表明，人體鼻腔溫度平均為34°C [2]，國務(wù)院對于室溫空調(diào)控制規(guī)定 為26-32°C，我國主要城市夏季室內(nèi)溫度最高為30. 1°C [3]。考慮到制劑由室溫到達(dá)鼻腔溫 度的傳熱滯后性以及被鼻腔粘液稀釋后的原位凝膠制劑的膠凝溫度將要升高等特性，本發(fā) 明選擇低于鼻腔生理溫度，高于室內(nèi)溫度的31°C作為篩選指標(biāo)，通過基質(zhì)材料篩選和處方 優(yōu)化得到了一種鼻用原位凝膠給藥系統(tǒng)，其對于藥物經(jīng)鼻腔給藥實現(xiàn)腦靶向具有一定的意 義。
[0005] 神經(jīng)生長因子（nerve growth factor, NGF)是一種對神經(jīng)細(xì)胞的存活、生長和營 養(yǎng)具有重要意義的分泌蛋白，是發(fā)現(xiàn)最早的神經(jīng)營養(yǎng)因子。2001年注射用NGF凍干粉劑被 我國首次批準(zhǔn)進(jìn)入市場，用于視神經(jīng)炎、四肢末端神經(jīng)損傷的治療[4]。迄今為止，多項研究 結(jié)果[5]證實NGF側(cè)腦室直接注射可以改善阿爾茨海默癥患者腦血流和腦電圖，令其記憶 功能好轉(zhuǎn)。但這種給藥方式容易造成患者腦室損傷和感染，限制了其在臨床上應(yīng)用。血腦 屏障的存在也限制了 NGF經(jīng)靜脈注射給藥途徑進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)。因此，鼻腔給藥成為NGF 在中樞神經(jīng)系統(tǒng)應(yīng)用的一種潛在的有效的給藥方式。為提高NGF在鼻腔的粘附性，避免被 鼻纖毛快速清除，以及保護(hù)NGF生物活性，我們在2004年申請了中國專利《一種用于鼻腔給 藥的神經(jīng)生長因子制劑》（專利號ZL200410078378X)并獲授權(quán)。確切地說，該制劑主要形 式為NGF脂質(zhì)體制劑。盡管該制劑具有一定的優(yōu)越性，在阿爾茨海默氏病治療中體現(xiàn)出較 好藥效，但由于受到脂質(zhì)體包封率的限制，該劑型難以達(dá)到報批要求，限制了其進(jìn)一步的開 發(fā)應(yīng)用。
[0006] 本發(fā)明以具有神經(jīng)營養(yǎng)作用的高分子材料泊洛沙姆為主要基質(zhì)，輔以聚乙二醇和 聚山梨酯，采用效應(yīng)面優(yōu)化法得到了一種鼻用原位凝膠給藥系統(tǒng)，考察了其優(yōu)越性，并將其 應(yīng)用于蛋白多肽類藥物。尤其對于神經(jīng)生長因子NGF，解決了其能夠進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā) 揮藥效的關(guān)鍵問題，拓展了 NGF在臨床上的應(yīng)用。經(jīng)文獻(xiàn)檢索，目前沒有NGF原位凝膠制劑 的研究報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是利用鼻腔和顱腔的特殊生理結(jié)構(gòu)，開發(fā)一種鼻用原位凝膠給藥系 統(tǒng)，通過鼻腔給藥實現(xiàn)藥物在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的治療。尤其對于神經(jīng)生長因子這樣生 物活性高，藥理作用靶點位于中樞神經(jīng)的蛋白多肽類藥物，該給藥系統(tǒng)將能有效提高其在 給藥部位的滯留和釋放，為其向腦組織轉(zhuǎn)運提供可能。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明，所公開的這種鼻腔給藥系統(tǒng)具有性能穩(wěn)定，質(zhì)量可控，對鼻粘膜無刺 激性。
[0009] 本發(fā)明所公開的這種給藥系統(tǒng)在室溫貯存和用藥條件下為液體制劑，便于作為滴 劑或噴霧劑。
[0010] 本發(fā)明所公開的這種給藥系統(tǒng)經(jīng)鼻腔給藥達(dá)到給藥部位后，迅速形成凝膠，具有 提高鼻腔滯留時間，控制藥物釋放以及保護(hù)藥物生物活性等優(yōu)點。舉例為白蛋白原位凝膠 在鼻腔的滯留和釋放，神經(jīng)生長因子原位凝膠的生物活性沒。
[0011] 本發(fā)明所公開的這種給藥系統(tǒng)具有溫度相變可逆性，在貯存期內(nèi)一旦膠凝，只需 降溫就可以恢復(fù)到溶液狀態(tài)。
[0012] 本發(fā)明所公開的這種給藥系統(tǒng)具有較大的水通道，能夠裝載各種藥物，尤其水溶 性蛋白多肽類藥物。
[0013] 本發(fā)明所公開的鼻用原位凝膠給藥系統(tǒng)處方構(gòu)成主要有：泊洛沙姆、聚乙二 醇、聚山梨酯、防腐劑。其中泊洛沙姆優(yōu)選泊洛沙姆P407 :16%~16. 8%，聚乙二醇優(yōu) 選PEG10000 :0· 2%~0· 6%，聚山梨酯優(yōu)選Tween80 :1%~3%，防腐劑優(yōu)選苯扎氯銨： 0. 001%~0. 002%。
[0014] 本發(fā)明采用冷法制備原位凝膠溶液。具體工藝為：用無菌蒸餾水配制防腐劑溶液 為溶劑，低溫下將溶劑加入適量質(zhì)量的泊洛沙姆、吐溫和聚乙二醇混合物中，溶脹溶解形成 均一透明溶液，分裝于鼻用噴霧瓶中或軟材塑料瓶中。
[0015] 將本發(fā)明鼻用原位凝膠給藥系統(tǒng)用于制備NGF鼻用原位凝膠制劑的工藝為兩瓶 法。其中一瓶為上述原位凝膠溶液，另一瓶為NGF凍干粉制劑。用前將凝膠溶液加入至NGF 凍干粉中，混勻即可。NGF凍干粉中包含NGF藥物，甘露醇和白蛋白。NGF用量0.05%~ 〇. 1%，白蛋白用量〇. 1%~0.2%，甘露醇用量為5%。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明，所公開的這種給藥系統(tǒng)可用于任何鼻腔給藥劑型，優(yōu)選噴霧劑和滴 鼻劑。
[0017] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，創(chuàng)新性在于：
[0018] (1)本發(fā)明的鼻用原位凝膠給藥系統(tǒng)中用到的主要基質(zhì)材料為泊洛沙姆，其具有 反相溫敏性質(zhì)，無毒，生物相容性好，而且具有一定的神經(jīng)營養(yǎng)作用[6]，更適用于腦靶向給 藥系統(tǒng)。
[0019] (2)通過流變學(xué)研究，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)單獨使用泊洛沙姆具有一定的應(yīng)用局限性。如膠 凝溫度時使用濃度范圍窄，形成的凝膠強(qiáng)度較低。本發(fā)明應(yīng)用流變學(xué)和效應(yīng)面優(yōu)化-中心 點復(fù)合設(shè)計篩選了具有多羧基，羥基以及醚鍵的高分子材料，最終優(yōu)化確定了該鼻用原位 凝膠給藥系統(tǒng)的處方構(gòu)成和制備工藝。尚未見該給藥系統(tǒng)相關(guān)研究報到，屬于首次創(chuàng)新。
[0020] (3)本發(fā)明所提出的這種鼻用原位凝膠給藥系統(tǒng)特色鮮明，其在室溫下呈現(xiàn)粘度 較低的溶液狀態(tài)，達(dá)到給藥部位后即刻膠凝，充分發(fā)揮了原位凝膠的性質(zhì)。而且該給藥系統(tǒng) 受環(huán)境（如鼻液稀釋，鼻腔溫度等）影響不大，針對個體性差異的不同患者，都能滿足給藥 要求。
[0021] (4)本發(fā)明所提出的鼻用原位凝膠給藥系統(tǒng)因貯水量大，有較大的水通道，更適用 于裝載蛋白多肽類藥物，而且具有一定的緩釋效果，因此對于蛋白多肽類藥物非注射給藥 途徑的應(yīng)用提供了良好思路。
[0022] (5)本發(fā)明所提出的鼻用原位凝膠給藥系統(tǒng)制備工藝簡單，原料易得，易于大生產(chǎn) 質(zhì)量控制。
【附圖說明】
[0023] 圖1P407水溶液相圖，相變溫度⑴與P407水溶液濃度（c)的關(guān)系。
[0024] 圖2鼻用原位凝膠每噴量（W)隨溫度（T)變化圖。
[0025] 圖3鼻用原位凝膠釋放曲線，34 °C FITC-BSA從原位凝膠中累計釋放百分率 CLP(% )與釋放時間⑴的關(guān)系。
[0026] 圖4鼻用原位凝膠電子掃描電鏡下的微觀形態(tài)。A為P407/PEG/TWeen80凝膠，B 為 P407/Tween80 凝膠。
【具體實施方式】
[0027] 下面結(jié)合實施例更具體地說明本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解，下面的實施例用于說明本發(fā)明 內(nèi)容而非限定本
【發(fā)明內(nèi)容】
，任何形式上的變動和/或變通都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
[0028] 實施例1鼻用原位凝膠給藥系統(tǒng)的處方優(yōu)化
[0029] 本發(fā)明選擇低于鼻腔生理溫度，高于室內(nèi)溫度的31°C作為原位凝膠篩選指標(biāo)，來 優(yōu)化鼻用原位凝膠制劑的制備工藝和處方。
[0030] 在實驗中發(fā)現(xiàn)，單獨使用泊洛沙姆P407,其自溶液轉(zhuǎn)變?yōu)槟z的相變溫度 (Tsol-gel)隨著P407濃度的減小而升高（圖1所示），且濃度對Tsol-gel影響顯著。如 P407水溶液濃度由16%降低至15%，Tsol-gel則由29. 2°C升高至36. 9°C，1%的P407濃 度差將帶來Tsol-gel近8°C的相變溫差。而且其形成凝膠后，強(qiáng)度較低，極易變形。P407的 這種特性使得其在鼻腔給藥制劑中的應(yīng)用受到了一定限制：（1)膠凝溫度受水影響較大， 即使?jié)舛冉橛?5%與16%間的P407膠凝溫度與鼻腔溫度接近，但給藥后易被鼻液稀釋，使 得有可能其在34°C也不能正常膠凝。（2)單獨使用P407,凝膠強(qiáng)度較差，其易受重力作用 或被鼻纖毛清除，降低在鼻腔中的滯留。（3)鼻腔溫度下P407水溶液濃度范圍窄（15%~ 16% )，P407濃度的微小變化即帶來較大的Tsol-gel的差別，這將給制劑質(zhì)量控制也帶來 一定的難度。
[0031] 基于以上三點，我們以15%-17% P407為主要基質(zhì)，考察了多羧基卡波姆，多羥 基PVA，水化作用較強(qiáng)的PEG，與P407具有類似組成的P188,以及HLB值較大的表面活性劑 TWeen80對P407膠凝過程的影響。研究結(jié)果表明，雖然卡波姆，PVA，P188等均能在一定 程度上提高P407的膠凝溫度，但同時引起室溫下體系粘度的增加，不適合作為噴霧劑的基 質(zhì)。PEG由于其水化能力強(qiáng)，能夠提高P407膠凝溫度，不增加室溫下體系的粘度，并具有高 的貯水量以及能夠形成水通道，適合作為鼻用原位凝膠的基質(zhì)。TweenSO的加入對于P407 膠凝溫度有先降低又升高的影響規(guī)律，能夠提高凝膠強(qiáng)度，增強(qiáng)在鼻腔中的生物粘附力， TWeen80的加入還拓寬了相變溫度時，體系的P407濃度范圍，提高原位凝膠被鼻液稀釋時 膠凝溫度的穩(wěn)定性，也便于控制藥物制劑的質(zhì)量。因此，TweenSO可用來作為鼻用原位凝膠 的基質(zhì)。
[0032] 我們在確定了鼻用原位凝膠組成為P407/PEG10000/Tween80的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步應(yīng) 用效應(yīng)面優(yōu)化-中心復(fù)合設(shè)計（CCD-RSM)的實驗方法對各組分濃度進(jìn)行篩選，以膠凝溫度 為31°C，膠凝時間為60s為依據(jù)，確定了滿足給藥要求的各成分濃度使用范圍。