抗天花病毒创新药物特考韦瑞三元组合物及其增溶机制的研究

发布时间：2017-10-04 03:12

  本文关键词：抗天花病毒创新药物特考韦瑞三元组合物及其增溶机制的研究

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【摘要】：天花是一种高致死性和传染性疾病,和猴痘病毒、兔痘病毒等同属于正痘病毒属,主要通过飞沫或衣物进行传播,临床表现为面部及全身出疹直至死亡。尽管WHO 1980年时宣布自然界的天花已经灭绝,但天花一旦无意或蓄意地被释放仍然会对全世界的社会经济产生极大的破坏性甚至引发战争。由于天花疫苗具有严重不良反应而禁用于公众,药物治疗提供了一种新的选择,但目前为止FDA尚未批准任何药物治疗方案。特考韦瑞(Tecovirimat,代号ST-246)是一种高活性的小分子病毒抑制剂,仅0.01μM的ST-246就可以抑制50%猴痘病毒的体外复制。其作用机制为通过与病毒基因结合,阻止病毒在细胞内释放从而达到治疗目的,因此,ST-246通过两方面发挥治疗作用:阻止病毒在细胞内繁殖,降低天花的致死率;防止病毒从携带者身上脱落,降低天花的传染率。此外,ST-246与天花疫苗联合应用还可以预防和治疗后者引起的不良反应,降低损伤水平,加快伤口愈合。本文首先对模型药物进行了理化性质研究,ST-246为含结晶水的白色晶体粉末,无臭味,难溶于水(在水中的溶解度仅为3μg/ml),易溶于乙腈、甲醇和乙酸乙酯,在pH5.0、6.2和7.4的溶液中均显示出高渗透性的特点,其属于低溶解性高渗透性的BCS II类药物。同时,本文建立了ST-246的体外相关分析方法,采用紫外分光光度法进行体外含量的测定,高效液相色谱法进行体外有关物质的测定,并进行了方法学验证,所建立的方法准确简便,满足测定要求。天花作为一种致死率极高的疾病,药物注射可以迅速起效,阻止病情的继续发展,避免了病情危重患者吞咽困难无法口服给药,因此,将ST-246制备成注射剂具有更为广阔的市场前景。然而ST-246水溶性极差,严重制约了注射剂的开发,药物进入血液后易重新析出导致疗效及安全性降低。因此,本课题采用溶解度调控技术对ST-246进行增溶研究,从而解决上述问题,为抗天花药物的注射剂开发提供新的思路。本文根据模型药物的物理化学特征,选择pH调控、添加潜溶剂、环糊精包合等策略对ST-246进行增溶研究,以期提高ST-246的溶解度。最终采用葡甲胺(MEG)和羟丙基倍他环糊精(HP-β-CD)联合应用制备了三元组合物,将ST-246的溶解度提高至50 mg/ml。通过系统考察处方因素和工艺参数,确定了最佳工艺条件和最优处方比例:中速磁力搅拌,水浴温度为60oC,ST-246/MEG/HP-β-CD质量比为1:2:6。对最优处方进行了处方验证,重复制备三批,得到无色透明溶液,无肉眼可见颗粒,重现性良好。配伍稳定性实验结果表明,药液和生理盐水、葡萄糖注射液配伍稳定性良好,常温放置8 h内p H值、有关物质均无明显改变。并且采用体外连续稀释法模拟药物进入人体血液后的变化,测定了三元组合物在pH=7.4磷酸缓冲液中的稳定性,结果表明在缓冲液中稳定性良好。同时,本文对ST-246/MEG/HP-β-CD三元组合物进行了增溶机制的研究,相溶解度实验结果显示,ST-246和HP-β-CD能够形成1:1的可溶性包合物,药物溶解度随着温度的升高而增加,三元组合物相比ST-246/HP-β-CD二元组合物包合效率更高,MEG的加入促进了包合物形成,从而降低了溶液中HP-β-CD的用量,包合效率随着温度的升高而变大,说明温度升高有利于包合反应的进行。计算得到的热力学参数显示,ΔG为负数,说明包合过程可自发形成;ΔH为正数说明包合过程的主要驱动力为疏水作用,而三元组合物ΔH值降低,说明MEG进入空腔使得更多富焓水释放;ΔS为正数,说明包合过程为熵值增加的过程,三元组合物ΔS数值减小,是因为ST-246和MEG进入空腔后自由度降低,组成更稳定的包合体系。pH实验显示溶液p H环境的升高虽然可以提高药物的溶解度,但远远不如MEG在三元组合物中的增溶水平。采用冷冻干燥法将最优处方溶液固化,通过扫描电子显微镜实验观察到三元组合物中ST-246和MEG的晶体结构均消失,三个组分融合成均一光滑的不规则结构。通过差示扫描量热分析、X-射线粉末衍射分析和傅里叶转换红外光谱分析实验可以看到,ST-246和MEG的晶体结构及二者大部分的红外吸收峰在三元组合物中均消失,确定包合进HP-β-CD空腔,形成了包合物,且ST-246的无定形化也可以解释其在三元组合物中的高溶解度。通过核磁共振氢谱实验推测出三种组分之间的作用方式,ST-246在二元组合物ST-246/HP-β-CD中的大部分信号向高场移动,说明ST-246与HP-β-CD的空腔产生了范德华力,形成了包合物。ST-246的氨基氢、酰胺基团和酰亚胺基团的羰基和MEG的氨基氢及2位上的羟基氢之间形成了氢键,同时ST-246在三元组合物中的化学位移表明,HP-β-CD上的羟基氢和ST-246的羰基间也存在着氢键效应,进一步降低了羰基的吸电能力。MEG在ST-246和HP-β-CD之间起到一种桥梁作用,其和ST-246之间的氢键可能改变了后者的空间结构,使其更容易包合进HP-β-CD的空腔。因此,药物的增溶是三元组合物中各组分相互作用的共同结果,同时受几种因素的影响,主要是氢键效应和包合作用。总而言之,本课题采用溶解度调控技术制备了ST-246/MEG/HP-β-CD三元组合物,处方设计简单,处方工艺步骤较少,重现性良好,可控程度高,能够极大地提高ST-246的溶解度;所建立的体外相关评价体系灵敏简便,满足测定要求;通过增溶机制的研究可以充分了解药物的增溶方式,为抗天花药物、为其他具有相似物理化学特性的难溶性药物的增溶提供理论参考。
【关键词】：特考韦瑞 难溶性药物 葡甲胺 羟丙基倍他环糊精 三元组合物
【学位授予单位】：中国人民解放军军事医学科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R914;R96
【目录】：

• 缩略词表5-6
• 摘要6-8
• ABSTRACT8-11
• 第1章 绪论11-20
• 1.1 研究背景11
• 1.2 模型药物介绍11-12
• 1.2.1 理化性质11-12
• 1.2.2 药代动力学12
• 1.2.3 安全性12
• 1.3 难溶性药物增溶技术12-19
• 1.3.1 晶型改造13
• 1.3.2 药物微粉化13
• 1.3.3 固体分散体13
• 1.3.4 自乳化13-14
• 1.3.5 潜溶剂14
• 1.3.6 pH调控14
• 1.3.7 环糊精包合技术14-19
• 1.4 课题设想19-20
• 第2章 ST-246处方前研究20-34
• 2.1 仪器和材料20-21
• 2.1.1 仪器条件20
• 2.1.2 样品与试剂20-21
• 2.2 方法和结果21-33
• 2.2.1 外观形状21-22
• 2.2.2 晶体结构22-24
• 2.2.3 溶解性24-25
• 2.2.4 渗透性25-27
• 2.2.5 含量测定方法的建立及方法学验证27-30
• 2.2.6 有关物质测定方法的建立及方法学验证30-33
• 2.3 小结33-34
• 第3章 ST-246增溶组合物处方工艺研究34-47
• 3.1 仪器和材料34-35
• 3.1.1 仪器条件34
• 3.1.2 样品与试剂34-35
• 3.2 方法和结果35-45
• 3.2.1 pH调控剂对ST-246的增溶作用35-36
• 3.2.2 pH调控剂和潜溶剂联合应用对ST-246的增溶作用36-38
• 3.2.3 环糊精包合对ST-246的增溶作用38-40
• 3.2.4 pH调控剂和环糊精包合联合应用对ST-246的增溶作用40-43
• 3.2.5 最优工艺及处方确定43
• 3.2.6 处方工艺验证43
• 3.2.7 处方稳定性考察43-45
• 3.3 小结45-47
• 第4章 ST-246三元组合物增溶机制研究47-66
• 4.1 仪器和材料47-48
• 4.1.1 仪器条件47
• 4.1.2 样品与试剂47-48
• 4.2 方法和结果48-64
• 4.2.1 相溶解度实验48-54
• 4.2.2 固体样品制备54-56
• 4.2.3 形态学考察56-57
• 4.2.4 差示扫描量热分析(DSC)57-59
• 4.2.5 X-射线粉末衍射分析(PXRD)59-60
• 4.2.6 傅里叶红外光谱分析(FTIR)60-61
• 4.2.7 核磁共振波谱分析(NMR)61-64
• 4.3 小结64-66
• 结论与展望66-68
• 参考文献68-77
• 个人简历77-78
• 致谢78

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