一种放射性玻璃微球注射剂及制备方法和用途与流程

1.本发明涉及医药技术领域，具体涉及一种放射性玻璃微球注射剂及制备方法和用途。


背景技术：

2.目前临床上应用的放射性微球产品主要包括钇[
90
y]树脂微球sir-spheres
®
(sirtex medical limited，australia)和钇[
90
y]玻璃微球therasphere
®
(btg，uk)和正在开展临床试验研究的钬[
166
ho]树脂微球（quriemsphere
®
），这三款微球产品均是分散于灭菌注射用水或0.9%氯化钠注射液溶液中的放射性微球产品，因在分散溶液中沉降较快易发生堵针使得该类产品无法通过注射器直接注射的方式实现给药。为了实现给药的便利性和辐射屏蔽的目的，其给药均需借助图1所示的灌注给药装置，此给药方式需要使用20-60ml的注射液进行冲洗而把放射性微球顺着导管载带入体内。此方式虽然能实现较好的给药，但存在明显的局限，1、因给药体积大无法用于瘤内给药而只能用于血管内给药；2、无法根据递送到体内的药液体积而实现放射性微球的定量给药目的。这些局限使得sir-spheres
®
和therasphere
®
仅能用于通过动脉插管介入给药的方式用于有较为丰富动脉血供的实体肿瘤的治疗，而无法通过瘤内直接注射的方式用于其它实体肿瘤的治疗，使得其适应症的拓展受到了严格的限制。
[0003]
玻璃微球的密度一般在2.0-3.0g/cm
3 ，为了达到放射性玻璃微球能直接注射给药的目的，有研究者将放射性玻璃微球以甘油、40%的碘化油等为分散介质制备成为混悬注射液，后通过直接注射的方式进行动物或人体给药。这种通过使用高粘度分散介质的方式虽然能达到相对均匀分散玻璃微球的目的，但这种制剂也存在几个不足：1、此类注射液的粘度一般超过了100mpa
·
s,粘度大不仅使注射前的混匀过程困难，混匀过程中注射液中易包裹气泡且不易去除；2、注射过程也因传质阻力大使得注射困难且注入组织内的药物不易分布均匀；3、使用的辅料用量大给代谢增加负担且可能带来安全性风险；4、混匀的玻璃微球会随着放置时间而发生不同程度的沉降；5、难以通过给药体积对放射性微球的给药量进行准确计算。


技术实现要素：

[0004]
为了解决背景技术中的技术问题，本发明提供了一种放射性玻璃微球注射剂及制备方法和应用，其中，该放射性玻璃微球注射剂粘度低、流动性好，放射性玻璃微球在介质中的分散均匀且长时间不发生沉降，可供直接注射使用。
[0005]
第一方面，本发明还提供了一种放射性玻璃微球注射剂。
[0006]
申请人在研究中发现，一定浓度的海藻酸钠溶液对玻璃微球在水中的分散有一定的助悬作用，但分散于海藻酸钠溶液中的玻璃微球在10分钟内即发生完全沉降。而将海藻酸钠与二价金属离子结合形成凝胶，其不仅可以均匀分散玻璃微球，且玻璃微球在优化处方的凝胶中可以长时间均匀分散且不发生沉降。
[0007]
具体为，一种放射性玻璃微球注射剂，每1ml该放射性玻璃微球注射剂中包含：放射性玻璃微球0.1-100mg、水凝胶1-0.95ml。
[0008]
进一步的研究发现，通过优化海藻酸钠与二价金属离子的配比和用量，玻璃微球注射剂在保证玻璃微球不发生沉降时还可保持良好的流动性，其可通过直接注射的方式实现给药。通过加入少量的二价金属离子，海藻酸钠溶液的粘度发生显著的下降，如：0.2%海藻酸钠溶液的粘度约为30mpa
·
s，二价金属离子加入量的不同其形成的水凝胶的粘度也不同，当海藻酸钠与二价金属离子的质量比为1：0.05-0.15时其形成的水凝胶粘度在5-20mpa
·
s。粘度下降使其注射过程的阻力更小适针性更好，注射变得更为轻松，注射剂中的气泡更易于排出，更为重要的是其粘度下降的同时放射性玻璃微球在水凝胶中的分散变得更为均匀且放射性玻璃微球长时间不发生沉降。
[0009]
具体为，所述海藻酸钠与所述二价金属离子的质量比为1：（0.02-0.3），优选为1：（0.05-0.15）。
[0010]
进一步地，所述水凝胶的粘度在1-100mpa
·
s之间，优选5-20mpa
·
s。
[0011]
进一步地，所述二价金属离子指生物相容性良好的二价金属离子，能够与海藻酸钠溶液混合后瞬间反应结合为水凝胶，如钙离子、锶离子，优选为钙离子。
[0012]
进一步地，所述放射性玻璃微球上负载的放射性核素包含但不限于：钇[
90
y]、钬[
166
ho]、磷[
32
p]、铼[
186
re]、铼[
188
re]、锆[
89
zr]、铜[
64
cu]中任一种或多种，这些核素通过任意方法负载于玻璃微球上而得到放射性玻璃微球。
[0013]
进一步的研究发现，所述放射性玻璃微球注射剂宏观上为类均相，即任意取等体积的该注射剂其所含的放射性玻璃微球的数量和放射性剂量基本等量。因此，可通过控制该注射剂的体积实现放射性玻璃微球准确定量给药。
[0014]
进一步的研究发现，单位体积所含放射性的剂量在0-5gbq/ml范围内可调，但当放射性玻璃微球的放射性剂量超过5gbq/ml时水凝胶在较短的时间发生辐射降解使得该组合物的粘度显著下降且均匀性被破坏。
[0015]
具体为，所述放射性玻璃微球的放射性活度为每毫升注射剂中含放射性玻璃微球0-5gbq，实现了此放射性玻璃微球注射剂的放射性浓度在一定范围内可调。
[0016]
进一步的研究发现，粒径小于1μm的放射性玻璃微球的颗粒可较为均匀、稳定分散于羧甲基纤维素钠等高分子助悬剂的水溶液中，而粒径1-1000μm的颗粒在普通高分子助悬剂溶液中无法长时间均匀、稳定分散，而在海藻酸钙水凝胶中可以长时间均匀、稳定分散。但当玻璃微球粒径大于300μm时难以通过直接注射顺利给药，粒径小于20μm的颗粒在体内容易迁移至其它组织器官。
[0017]
具体为，所述放射性玻璃微球的粒径在1-1000μm，优选粒径为20-300μm，实现了此放射性玻璃微球均匀分散于所述水凝胶体系。
[0018]
进一步的研究发现，无论是以硅酸盐、硼硅酸盐、铝硅酸盐、磷灰石、磷酸盐不同材质还是不同方法制备的放射性玻璃微球均能在海藻酸钙水凝胶中稳定、均匀分散。
[0019]
进一步地，所述放射性玻璃微球包含通过任意方法制备得到的放射性玻璃微球，包含但不限于：钇[
90
y]玻璃微球、钬[
166
ho]玻璃微球、磷[
32
p]玻璃微球、铼[
186
re/
188
re]玻璃微球、锆[
89
zr]玻璃微球、铜[
64
cu]玻璃微球中的任一种或多种。
[0020]
第二方面，本发明还提供了一种制备放射性玻璃微球注射剂的方法，包括以下两
种制备方法：在一具体实施方式中，直接将所述放射性玻璃微球与水凝胶混合均匀，具体步骤包含：（1）取一定质量的海藻酸钠溶于适量的灭菌注射用水中，滤膜过滤除菌后再加入一定量经过滤除菌的氯化钙溶液，混匀即得海藻酸钙水凝胶，为a1剂；（2）将一定量的放射性玻璃微球水溶液分装，湿热灭菌，即得，为b1剂；（3）临用前，使用注射器将a1剂与b1剂混合，混匀，静置片刻以除去制剂中的气泡，即得。
[0021]
为了便于临床使用，在另一具体实施方案中，将含二价金属离子的放射性玻璃微球溶液与海藻酸钠溶液混合均匀，具体步骤包含：（1）取一定质量的海藻酸钠溶于适量的灭菌注射用水中，过滤除菌后分装，密封，即得海藻酸钠无菌溶液，为a2剂；（2）将一定量的放射性玻璃微球分散于一定量的氯化钙溶液中，分装，121℃-15分钟湿热灭菌，即得无菌含钙离子的放射性玻璃微球溶液，为b2剂；（3）使用注射器将上述所得a2剂注入b2剂中，混匀，静止片刻以除去制剂中的气泡，即得。
[0022]
在具体的实施方案中，所述滤膜优选孔径0.22μm的除菌滤膜。
[0023]
本发明在使用时，优选将a1剂和b1剂组合包装，或将a2剂和b2剂组合包装作为整套产品发给医院由医院在临用前进行混合配制。
[0024]
本发明第二方面的所述方法，为制备本发明第一方面的所述放射性玻璃微球注射剂的方法。
[0025]
第三方面，本发明还提供了一种如本发明第一方面所述的放射性玻璃微球注射剂以及如本发明第二方面所述的方法制备的放射性玻璃微球注射剂在制备用于治疗肿瘤的药物中的应用。所述肿瘤包含但不限于胰腺癌、肝癌、乳腺癌、前列腺癌等实体肿瘤。
[0026]
进一步地，所述药物包含放射性玻璃微球和水凝胶。
[0027]
进一步地，所述药物包含海藻酸钠和含有二价金属离子的放射性玻璃微球。
[0028]
进一步的研究发现，本发明的海藻酸钙水凝胶与肿瘤组织内的钙离子可进一步反应生成海藻酸钙凝胶，海藻酸钙凝胶不同于水凝胶，其粘度远大于水凝胶，不具备在组织内的流动性，产生后固定在组织中不易发生移动。此种方式有利于放射性玻璃微球产品固定在实体肿瘤内而不易转移至其它的组织器官中，可进一步降低放射性玻璃微球产品在治疗过程中发生潜在的安全性风险。
[0029]
本发明所述的放射性玻璃微球注射剂可以直接注射给药，也可以通过穿刺针介入后注射给药。
[0030]
具体为，当所述肿瘤为体表或浅表肿瘤时，所述药物通过直接注射的方法进行病灶内给药；而胰腺癌、肝癌、脑胶质瘤等深体实体肿瘤则可通过超声引导下的穿刺针介入或超声内镜引导下进行瘤内注射给药。通过局部高剂量的放射性辐射实现对实体肿瘤的杀伤和杀灭从而实现肿瘤的治疗。
[0031]
所述药物可用于对所述肿瘤局部直接注射给药，且药物到达病灶部位后可与组织液中的钙离子反应成凝胶使得水凝胶逐渐丧失流动性，有利于将放射性玻璃微球固定在病灶部位并降低局部放疗过程中对其它组织或器官的毒副作用。
[0032]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明通过将海藻酸钠溶液制备成为水凝胶显著降低了海藻酸钠溶液的粘度使得注射剂不易产生气泡或气泡易于排出，提升适针性的同时改善了放射性玻璃微球在液相介质中的分散均匀性并使得其在液相中长时间不发生沉降，同时通过水凝胶在肿瘤内的进一步的原位凝胶化实现了将放射性玻璃微球固定在肿瘤内的目的，在改善放射性玻璃微球体内分布的前提下降低了其临床使用的安全风险。
[0033]
本发明的放射性玻璃微球用于制备治疗肿瘤的药物，此药物对所述肿瘤局部直接注射给药，且药物到达病灶部位后可与组织液中的钙离子反应成凝胶使得水凝胶逐渐丧失流动性，有利于将放射性玻璃微球固定在病灶部位并降低局部放疗过程中对其它组织或器官的毒副作用。
[0034]
本发明的放射性玻璃微球注射剂可显著降低辅料的使用量且保证玻璃微球的均匀分散，每10ml新型注射剂使用的辅料量：海藻酸钠约为10mg，氯化钙约为5mg，其余为灭菌注射用水，大大降低代谢的负担和安全性风险（常规的分散介质：甘油为例，则10ml的注射剂中含甘油约10g），具有良好的应用前景。很好地解决了放射性玻璃微球不易直接注射和放射性玻璃微球给药过程中不能直接通过给药体积进行放射性剂量定量的问题。
附图说明
[0035]
图1为背景技术中放射性微球的灌注给药装置；图2为本发明实施例11中各样品摇匀后静置1min、10min、30mn、60min时的分散状态对比图；图3为本发明实施例12中兔肝癌原位模型超声引导下的介入给药图。
具体实施方式
[0036]
下面结合实施例和附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0037]
实施例1一种制备钇[
90
y]玻璃微球注射剂的方法，该方法包含以下步骤：取海藻酸钠20mg溶解于10ml灭菌注射用水中，通过0.22μm的除菌过滤膜后，加入0.45g/l的无菌氯化钙溶液10ml，混匀后即得粘度16.6mpa
·
s（约20℃）的海藻酸钙水凝胶，为a1剂；将钇[
90
y]玻璃微球50mg分散在1ml的灭菌注射用水中，封装，121℃-15min湿热灭菌后备用，为b1剂；将上述所得的a1剂加入到b1剂中，混匀即得。该注射剂在2小时内未观察到放射性玻璃微球开始沉降。
[0038]
实施例2一种制备钇[
90
y]玻璃微球注射剂的方法，该方法包含以下步骤：取海藻酸钠20mg溶解于10ml灭菌注射用水中，通过0.22μm的除菌过滤膜后，封装备用，为a2剂；将钇[
90
y]玻璃微球100mg分散在含氯化钙5mg的1ml的灭菌注射用水中，封装，121℃-15min湿热灭菌后备用，为b2剂；将上述所得的a2剂加入到b2剂中，混匀即得。该注射剂
在2小时内未观察到放射性玻璃微球开始沉降。
[0039]
实施例3一种制备钬[
166
ho]玻璃微球注射剂的方法，该方法包含以下步骤：取海藻酸钠20mg溶解于10ml灭菌注射用水中，通过0.22μm的除菌过滤膜后，封装备用，为a2剂；将钬[
166
ho]玻璃微球300mg分散在含氯化钙5mg的1ml的灭菌注射用水中，封装，121℃-15min湿热灭菌后备用，为b2剂；将上述所得的a2剂加入到b2剂中，混匀即得。该注射剂在2小时内未观察到放射性玻璃微球开始沉降。
[0040]
实施例4一种制备磷[
32
p]玻璃微球注射剂的方法，该方法包含以下步骤：取海藻酸钠20mg溶解于10ml灭菌注射用水中，通过0.22μm的除菌过滤膜后，加入0.6g/l的无菌氯化钙溶液10ml，混匀后即得粘度8.4mpa
·
s（约20℃）海藻酸钙水凝胶，为a1剂；将磷[
32
p]玻璃微球100mg分散在1ml的灭菌注射用水中，封装，121℃-15min湿热灭菌后备用，为b1剂；将上述所得的a1剂加入到b1剂中，混匀即得。该注射剂在2小时内未观察到放射性玻璃微球开始沉降。
[0041]
实施例5一种制备铜[
64
cu]玻璃微球注射剂的方法，该方法包含以下步骤：取海藻酸钠20mg溶解于10ml灭菌注射用水中，通过0.22μm的除菌过滤膜后，加入0.6g/l的无菌氯化钙溶液10ml，混匀后即得粘度8.4mpa
·
s（约20℃）海藻酸钙水凝胶，为a1剂；将铜[
64
cu]玻璃微球200mg分散在1ml的灭菌注射用水中，封装，121℃-15min湿热灭菌后备用，为b1剂；将上述所得的a1剂加入到b1剂中，混匀即得。该注射剂在3小时内未观察到放射性玻璃微球开始沉降。
[0042]
实施例6一种制备锆[
89
zr]玻璃微球注射剂的方法，该方法包含以下步骤：取海藻酸钠20mg溶解于10ml灭菌注射用水中，通过0.22μm的除菌过滤膜后，加入0.6g/l的无菌氯化钙溶液10ml，混匀后即得粘度8.4mpa
·
s（约20℃）海藻酸钙水凝胶，为a1剂；将锆[
89
zr]玻璃微球5mg分散在1ml的灭菌注射用水中，封装，121℃-15min湿热灭菌后备用，为b1剂；将上述所得的a1剂加入到b1剂中，混匀即得。该注射剂在3小时内未观察到放射性玻璃微球开始沉降。
[0043]
实施例7一种制备诊疗一体铼[
186
re/
188
re]玻璃微球注射剂的方法，该方法包含以下步骤：取海藻酸钠20mg溶解于10ml灭菌注射用水中，通过0.22μm的除菌过滤膜后，加入0.5g/l的无菌氯化钙溶液10ml，混匀后即得粘度8.0mpa
·
s（约20℃）海藻酸钙水凝胶，为a1剂；将铼[
186
re/
188
re]玻璃微球100mg分散在1ml的灭菌注射用水中，封装，121℃-15min湿热灭菌后备用，为b1剂；将上述所得的a1剂加入到b1剂中，混匀即得。该注射剂在3小时内未观察到放射性玻璃微球开始沉降。
[0044]
实施例8一种制备诊疗一体放射性玻璃微球注射剂的方法，该方法包含以下步骤：取海藻酸钠20mg溶解于10ml灭菌注射用水中，通过0.22μm的除菌过滤膜后，加入0.5g/l的无菌氯化钙溶液10ml，混匀后即得粘度8.0mpa
·
s（约20℃）海藻酸钙水凝胶，为a1剂；将
钇[
90
y]玻璃微球100mg和铜[
64
cu]玻璃微球20mg分散在1ml的灭菌注射用水中，封装，121℃-15min湿热灭菌后备用，为b1剂；将上述所得的a1剂加入到b1剂中，混匀即得。该注射剂在2小时内未观察到放射性玻璃微球开始沉降。
[0045]
其它种类的放射性玻璃微球注射剂亦可通过上述相同或相近的方法和过程获得，在此不再一一说明。
[0046]
实施例9研究不同放射性玻璃微球注射剂类型在组织中的注射和适针性：取市场购买的新鲜鸡胸肉，切块后（约3*3*2cm），使用1ml的注射器吸取0.5ml的玻璃微球混悬液用于注射，从表面插针（深度1cm），注射器垂直插入，所有样本均单点缓慢注射。试验表明玻璃微球在不同浓度甘油溶液中的分散性和混悬特性远好于同浓度的海藻酸钠溶液，因此，此处新型制剂与甘油溶液作为助悬剂进行对比研究。依次进行实施例1、实施例2中的注射剂，以及放射性玻璃微球分散于25%甘油溶液、50%甘油溶液、75%甘油溶液、甘油中各类注射剂的鸡肉组织注射给药。给药过程中根据注射是否顺利、玻璃微球在针头残留情况进行适针性的评判，结果如表1所示。试验过程中发现，50%甘油溶液粘度约为55 mpa
·
s，可以进行注射，但放射性玻璃微球很快即发生沉降，也无法顺利给药；而甘油虽然能使放射性的玻璃微球在30min内不发生了明显的沉降，但甘油的粘度超过了1200 mpa
·
s，使用注射器很难将其吸入注射器内，无法完成适针性测试。而实施例1和实施例2均展现了良好的适针性。
[0047]
表1.不同类型注射剂的适针性研究和辅料用量数据。
[0048]
从表1可看出，本发明实施例的放射性玻璃微球注射剂单位体积所使用的辅料量远低于目前使用的以甘油为分散介质的制剂。
[0049]
实施例10不同放射性玻璃微球注射剂类型均匀性研究：分别取10ml实施例1-6的注射剂置于10ml的量筒中，依次在10、8、6、4、2ml刻度处取样
500μl使用放射性活度计进行活度测定，每个刻度处进行2次取样测试并取平均值，不同刻度处取样所得活度如表2所示。
[0050]
表2.不同注射剂处方的放射性玻璃微球分布均匀性测试。
[0051]
表2的结果表明，实施例1-6各处取样测试的活度是基本一致的，差异均在5%以内，证明实施例中放射性玻璃微球注射剂本身是均匀的，可以借助药液的体积进行放射性活度的准确计算。
[0052]
实施例11不同放射性玻璃微球注射剂类型的沉降时间研究：将不同注射剂类型的放射性玻璃微球取约4ml置于10ml的西林瓶中，充分摇匀后静置，记录玻璃微球完全沉降于瓶底的时间。分别研究了实施例1、实施例2和分别将100mg的放射性玻璃微球分散于10ml的放射性玻璃微球分散于25%甘油溶液、50%甘油溶液、75%甘油溶液、甘油，充分摇匀后静置记录沉降时间。结果如表3所示。摇匀后静置一定时间各注射剂的分散状态对比如图2所示，图2中样品从左往右依次对应表3中从上至下6种介质分散的玻璃微球。
[0053]
表3.放射性玻璃微球在不同溶液介质中的沉降研究和粘度。
[0054]
从表3的数据及图2可知，实施例1和实施例2制备的放射性玻璃微球注射剂其玻璃微球在液相介质中分散均匀且长时间不发生沉降，后进一步的观察发现其稳定、均匀分散而不发生沉降的时间均超过了2小时。纯甘油分散的玻璃微球也能实现玻璃微球的较长时
间的混悬，但其粘度超过了1200 mpa
·
s，无法通过注射器进行注射。
[0055]
实施例12放射性玻璃微球注射剂对新西兰荷瘤兔的给药研究：对4只新西兰兔肝癌原位模型兔进行超声引导下的介入给药试验；肿瘤大小：3.5-8.6 cm3；给药量：给药体积为肿瘤体积的8%，约0.28-0.69ml，放射性玻璃微球量约2.8-6.9mg/只，其中含钇[
89
y]的活度约为0.03-0.07mci。超声引导下进行肿瘤的定位并进行穿刺针的插入，当穿刺针到达目标部位后注入一定体积实施例2中的注射剂。
[0056]
试验结果表明：对深体内的肿瘤可以通过超声引导下的穿刺针直接注射给药，给药过程顺利未遇到堵针的问题，某些点位注射困难但调整注射点位后均能顺利注射。新型制剂展现了良好的适针性。图3是兔肝癌原位模型超声引导下的介入给药图，图中可看到黑色圆圈中有明显发亮的部位是放射性玻璃微球注入后因玻璃微球的密度较大对超声信号发生反射而产生的亮斑，证明药物成功注入瘤内。
[0057]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。