生物活性亲脂性化合物的水溶性组合物.pdf

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摘要
申请专利号:

CN00808089.5

申请日:

2000.02.03

公开号:

CN1352568A

公开日:

2002.06.05

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回|||公开|||实质审查的生效

IPC分类号:

A61K47/14; A61K47/28; A61K9/14; A61P9/00; A61P25/00; A61P31/10; A61P35/00

主分类号:

A61K47/14; A61K47/28; A61K9/14; A61P9/00; A61P25/00; A61P31/10; A61P35/00

申请人:

加拿大国家研究局;

发明人:

H·波罗维-波罗斯基; M·斯科尔斯卡-瓦尔克; P·R·瓦尔克

地址:

加拿大安大略省

优先权:

1999.04.02 US 09/285,244

专利代理机构:

中国专利代理(香港)有限公司

代理人:

谭明胜

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内容摘要

本发明公开了包括亲脂性化合物和通式(1)的加溶剂的水溶性组合物,通式(1)为:{X-OOC-[(CH2)n-COO]m}p-Y,其中:X表示疏水部分的残基,Y表示亲水部分的残基,p为1或2,m为0或1,n为大于或等于0的整数。所述亲脂性化合物优选选自:不溶于水的泛醌、泛醌醇、维生素、前维生素、多烯大环内酯抗生素以及其混合物。所述疏水部分优选甾醇或生育酚,所述亲水部分优选聚亚烷基二醇。在优选实施方案中所述甾醇是胆甾醇或谷

权利要求书

1: 一种水溶性组合物,它包含生物活性亲脂性化合物和下述通式 的加溶剂: {X-OOC-[(CH 2 ) n -COO] m } p -Y 其中:X为疏水部分的残基,   Y为亲水部分的残基,   p为1或2,   m为0或1,以及   n为大于或等于0的整数。
2: 权利要求1的组合物,其中所述生物活性亲脂性化合物选自泛 醌、泛醌醇、维生素、前维生素、多烯大环内酯抗生素及其混合物。
3: 权利要求1的组合物,其中所述疏水部分选自甾醇、生育酚及 其衍生物。
4: 权利要求3的组合物,其中所述疏水部分选自胆甾醇、7-脱氢 胆甾醇、菜油甾醇、谷甾醇、麦角甾醇、豆甾醇以及a-、b-、g-和d- 生育酚。
5: 权利要求的4的组合物,其中所述亲水部分选自聚醇、聚醚、 聚阴离子、聚阳离子、多磷酸、多胺、多糖、多羟基化合物、聚赖氨 酸及其衍生物。
6: 权利要求5的组合物,其中所述亲水部分是聚醚。
7: 权利要求6的组合物,其中所述聚醚选自聚乙二醇。
8: 权利要求7的组合物,其中所述聚乙二醇的平均分子量约300- 约5000。
9: 权利要求8的组合物,其中所述聚乙二醇的平均分子量约600- 约1000。
10: 权利要求9的组合物,其中所述疏水部分选自胆甾醇、b-谷 甾醇、a-(+)-生育酚和a-(±)-生育酚,p为1或2,m为0或1,并且n 为2-18的整数。
11: 权利要求10的组合物,其中所述生物活性亲脂性化合物选自 泛醌、泛醌醇、甾醇、维生素E、维生素A、前维生素A、维生素K、 维生素D、两性霉素B、制霉菌素、杀念珠菌素及其混合物。
12: 权利要求11的组合物,其中所述泛醌和泛醌醇具有下式结 构: 其中R是 并且k为6-12的整数。
13: 权利要求12的组合物,其中k等于10。
14: 权利要求11的组合物,它还包括药学上可接受的水溶性添加 剂。
15: 权利要求14的组合物,其中所述添加剂选自维生素C、明胶、 蛋白质添加剂、分子量约5000以上的聚乙二醇及其混合物。
16: 一种制备权利要求1的水溶性组合物的方法,该方法包括以 下步骤: -以预定摩尔比制备所述亲脂性化合物和所述加溶剂的混合物,以 及 -以高于其相应熔点的温度加热所述亲脂性化合物和所述加溶剂 的混合物,加热一段时间获得澄清熔融物,以及 -回收这样获得的水溶性组合物。
17: 权利要求16的方法,其中所述生物活性亲脂性化合物和所述 加溶剂的摩尔比约1∶1-约1∶5。
18: 权利要求17的方法,其中所述摩尔比为约1∶2。
19: 一种制备权利要求1的水溶性组合物的方法,该方法包括以 下步骤: -将所述生物活性亲脂性化合物和所述加溶剂以预定摩尔比溶解 于水混溶性有机溶剂中, -用预定量的水稀释所述溶液,以及 -从所述溶液中去除所述有机溶剂和任选去除必要量的水以便获 得需要浓度的所述水溶性组合物。
20: 权利要求19的方法,其中所述有机溶剂和水通过减压下蒸发 去除。
21: 权利要求20的方法,其中所述生物活性亲脂性化合物和所述 加溶剂的摩尔比约1∶1-约1∶5。
22: 权利要求21的方法,其中所述摩尔比为约1∶2。
23: 一种纯化权利要求1的水溶性组合物的方法,该方法包括以 下步骤: -将所述水溶性组合物以所述组合物与水不超过1∶2体积比溶于 水, -加热所述溶液一段时间,使所述水溶性组合物以液相分离出,以 及 -从所述热溶液中分离所述液相,同时保持所述溶液的温度基本不 变。
24: 权利要求23的方法,其中所述液相与所述溶液的分离是通过 离心完成的。
25: 一种下述通式的加溶剂: {X-OOC-[(CH 2 ) n -COO] m } p -Y 其中:X为疏水部分的残基,   Y为亲水部分的残基,   p为1或2,   m为0或1,以及   n为大于或等于0的整数, 前提是: -当p和m等于1并且疏水部分是胆甾醇时,n大于4并且不等于 8,以及 -当p和m等于1并且所述疏水部分是(+)-a-生育酚时,n不等于2。
26: 权利要求25的加溶剂,其中所述疏水部分选自甾醇、生育酚 及其衍生物。
27: 权利要求26的加溶剂,其中所述疏水部分选自胆甾醇、7-脱 氢胆甾醇、菜油甾醇、谷甾醇、麦角甾醇、豆甾醇以及a-、b-、g-和d- 生育酚。
28: 权利要求27的加溶剂,其中所述亲水部分选自聚醇、聚醚、 聚阴离子、聚阳离子、多磷酸、多胺、多糖、多羟基化合物和聚赖氨 酸。
29: 权利要求28的加溶剂,其中所述亲水部分是聚醚。
30: 权利要求29的加溶剂,其中所述聚醚选自聚乙二醇。
31: 权利要求30的加溶剂,其中所述聚乙二醇的平均分子量约 300-约5000。
32: 权利要求31的加溶剂,其中所述聚乙二醇的平均分子量约 600-约1000。
33: 权利要求32的加溶剂,其中所述疏水部分选自胆甾醇、b-谷 甾醇、a-(+)-生育酚和a-(±)-生育酚,p为1或2,m为0或1,并且n 为2-18的整数。
34: 一种制备权利要求25的加溶剂的方法,其中m等于1,该方 法包括以下步骤: -将通式X-OH的化合物与其中Z是离去基团的通式 Z-OC-(CH 2 ) n -CO-Z的化合物反应, -将这样获得的化合物与其中R为氢或烷基的通式HO-Y-OR的化 合物反应,以及 -回收这样获得的产物。
35: 权利要求34的方法,其中所述离去基团是卤素,R是氢或 C 1 -C 4 烷基。
36: 权利要求34的方法,它还包括纯化所述加溶剂。
37: 权利要求36的方法,其中所述纯化包括以下步骤: -将所述加溶剂以所述加溶剂与水不超过1∶2的体积比溶于水, -加热所述溶液一段时间,使所述加溶剂以液相分离出,以及 -从所述热溶液中取出所述分离的加溶剂,同时保持所述溶液的温 度基本不变。
38: 权利要求37的方法,其中所述分离的加溶剂是通过离心从所 述溶液中取出的。
39: 一种药用制剂或美容制剂,它包括药学或美容有效量的权利 要求1的水溶性组合物形式的生物活性亲脂性化合物,所述制剂还包 括药学上或美容学上可接受的添加剂或载体,所述添加剂或载体选 自:溶剂、佐剂、甜味剂、填充剂、着色剂、调味剂、润滑剂、黏合 剂、湿润剂、防腐剂及其混合物。
40: 权利要求39的制剂,其中所述生物活性亲脂性化合物选自泛 醌、泛醌醇、维生素、前维生素、多烯大环内酯抗生素及其混合物。
41: 权利要求39的制剂,其中所述疏水部分选自甾醇、生育酚及 其衍生物。
42: 权利要求41的制剂,其中所述疏水部分选自胆甾醇、7-脱氢 胆甾醇、菜油甾醇、谷甾醇、麦角甾醇、豆甾醇以及a-、b-、g-和d- 生育酚。
43: 权利要求42的制剂,其中所述亲水部分选自聚醇、聚醚、聚 阴离子、聚阳离子、多磷酸、多胺、多糖、多羟基化合物、聚赖氨酸 及其衍生物。
44: 权利要求43的制剂,其中所述亲水部分是聚醚。
45: 权利要求44的制剂,其中所述聚醚选自聚乙二醇。
46: 权利要求45的制剂,其中所述聚乙二醇的平均分子量约300- 约5000。
47: 权利要求46的制剂,其中所述聚乙二醇的平均分子量约600- 约1000。
48: 权利要求47的制剂,其中所述疏水部分选自胆甾醇、b-谷甾 醇、a-(+)-生育酚和a-(±)-生育酚,p为1或2,m为0或1,并且n为 2-18的整数。
49: 权利要求48的制剂,其中所述生物活性亲脂性化合物选自泛 醌、泛醌醇、甾醇、维生素E、维生素A、前维生素A、维生素K、 维生素D、两性霉素B、制霉菌素、杀念珠菌素及其混合物。
50: 权利要求49的制剂,其中所述泛醌和泛醌醇具有下式结构: 其中R是 并且k为6-12的整数。
51: 权利要求50的制剂,其中k等于10。
52: 权利要求38的制剂,它为适用于局部应用、口服或非肠道给 予的形式。
53: 权利要求52的制剂,它为胶囊剂、片剂、caplet、颗粒剂、 栓剂、无菌溶液剂、霜剂、洗剂、凝胶或软膏形式。
54: 一种预防或治疗与氧化性组织损伤或线粒体机能障碍有关的 医学病症的方法,该方法包括将治疗有效量的权利要求1的水溶性组 合物给予需要这种预防或治疗的人或温血动物,所述水溶性组合物包 含作为生物活性亲脂性化合物的辅酶Q 10 和药学上可接受的稀释剂或 载体。
55: 权利要求54的方法,其中所述病症选自心脏疾病、局部缺血 /再灌注性组织损伤、神经变性病症和线粒体性脑脊髓病。
56: 一种预防或治疗需要辅酶Q 10 作为辅助剂的医学病症的方 法,该方法包括将治疗有效量的权利要求1的水溶性组合物给予需要 这种预防或治疗的人或温血动物,所述水溶性组合物包含作为生物活 性亲脂性化合物的辅酶Q 10 和药学上可接受的稀释剂或载体。
57: 权利要求56的方法,其中所述病症选自高胆固醇血症、感染 性疾病和癌症。
58: 一种治疗真菌感染的方法,该方法包括将治疗有效量的权利 要求1的水溶性组合物给予需要这种治疗的人或温血动物,所述水溶 性组合物包含作为生物活性亲脂性化合物的多烯大环内酯抗生素和药 学上可接受的稀释剂或载体。
59: 一种制备辅酶Q 10 水溶性组合物的方法,该方法包括以下步 骤: -将合成的辅酶Q 10 非结晶产品直接溶解在下述通式的加溶剂中: {X-OOC-[(CH 2 ) n -COO] m } p -Y 其中:X为疏水部分的残基,   Y为亲水部分的残基,   p为1或2,   m为0或1,   n为大于或等于0的整数,以及 -回收这样获得的水溶性组合物。
60: 权利要求59的方法,它还包括纯化水溶性组合物,所述纯化 包括以下步骤: -将所述水溶性组合物以所述组合物与水不超过1∶2的体积比溶于 水, -加热所述溶液一段时间,使所述水溶性组合物以液相分离出,以 及 -从所述热溶液中分离所述液相,同时保持所述溶液的温度基本不 变。
61: 权利要求60的方法,其中所述液相与所述溶液的分离是通过 离心完成的。

说明书


生物活性亲脂性化合物的水溶性组合物

    【发明领域】

    本发明涉及生物活性亲脂性化合物的水溶性组合物、用于制备该组合物的化合物、制备该化合物和组合物的方法以及该组合物用作治疗药物和化妆品的用途。

    【发明背景】

    许多生物活性化合物高度亲脂性(疏水性),也就是说它们可溶于脂类(油)和一些有机溶剂,同时基本不溶于水或仅仅是微溶于水。生物活性化合物在水介质中缺乏可溶性是其治疗性应用的一个重要限制因素,难以将所述化合物有效给予患者。当以油溶液或某些类型的水和/或油悬浮液或乳浊液形式给予亲脂性化合物时,亲脂性化合物其生物利用度极低,也就是说在体循环中所述化合物的浓度低和见效(build-up)时间长。这种生物利用度低通常与给药途径(局部给药、口服给药、非肠道给药)无关。

    先有技术已知多种克服这一限制的方法。一种已知方法是:将亲脂性化合物溶解于与水混溶性有机溶剂中,例如乙醇或丙二醇。亲脂性化合物但是当这样的溶液与血液或胃肠液混合时,亲脂性化合物通常沉淀为固体或液体乳浊液,导致生物利用度低。此外,许多亲脂性化合物没有水混溶性有机溶剂。另一种方法是:将亲脂性化合物掺入不同组合物中,该组合物通常是不均一多相乳浊液,包含油和溶剂以及表面活性剂。这些组合物可以提高所述化合物的生物利用度,而不能明显提高其在水介质中的溶解度,但是这些组合物一般只适用于特殊给药形式,通常为局部应用。当必须通过摄入或注射给予所述化合物而且通常水溶液或水溶性固体组合物是唯一可接受的给药形式时,这种组合物几乎没有治疗应用价值,这种组合物也可诱导哺乳动物产生保护性免疫反应。

    先有技术也已知几种制备生物活性亲脂性化合物的均一水溶液的方法。一种方法是:制备比原化合物水溶性更好的亲脂性化合物衍生物或类似物。最简单的情况是,该衍生物是所述化合物可溶性盐,这种盐衍生物通常保留原来的生物活性,但是这一方法仅适用于具有酸性质或碱性质地化合物。如果在原化合物中导入更多修饰以提高其溶解度,那么经常观察到该化合物原有的生物活性降低甚至完全丧失。

    另一种加溶方法是:制备在生理条件下能够释放出原生物活性化合物的水溶性衍生物。这种衍生物也称为前体药物,它通常提高所述化合物的生物利用度并且也可以确保靶向给予所述化合物或确保其在一段时期内持续释放。但是,因为这种方法通常依赖于原化合物中存在某些官能团,所以不是普遍适用的。另外,通过化学修饰提高化合物的溶解度的合成方法则相对复杂而且昂贵。

    另一种生物活性亲脂性化合物的加溶方法取决于形成水溶性复合物。一个实例是与包含两个相反溶解趋势(亲脂和亲水)的部分的两亲化合物的复合物。这类化合物通常既溶于有机溶剂又溶于水,因此通常通过在合适的水混溶有机溶剂中溶解生物活性亲脂性化合物和两亲化合物,并且用水稀释所述溶液,可实现所述加溶作用。在某些情况下,通过蒸发或冷冻干燥部分或完全去除原溶液或水稀释溶液中的有机溶剂,用合适的水介质重新溶解浓缩物,而不溶于水的亲脂性化合物不会沉淀。当辅助性有机溶剂不能完全从所述组合物中去除时,该溶剂必须是药学上可接受的,这就限制了适用溶剂的选择。

    需要加溶的生物活性亲脂性化合物属于不同治疗药物类型,如维生素(例如维生素E)、抗生素尤其是多烯大环内酯抗生素(两性霉素B、制霉菌素、杀念珠菌素)、自由基清除剂(例如生育酚、泛醌)、免疫抑制剂(例如环孢菌素)等。先有技术已知各种解决这些亲脂性化合物以及其他亲脂性化合物的溶解度问题而且提高它们的生物利用度的方法,包括形成水溶性复合物。

    美国专利号5,686,110公开了不溶于水的化合物(包括两性霉素B和环孢菌素)与端接烷基或烯烃基的聚醚聚合物的水溶性复合物,所述聚合物既溶于水又溶于有机溶剂。冻干仅在存在辅助性有机溶剂的情况下形成的所述水溶性复合物,用缓冲溶液重新溶解。重新形成的水溶液仅具有最主要决定于溶液pH的有限稳定性。而且,分子量较高(2,000-5,000)的聚乙二醇甲醚聚合物用作优选加溶剂,可增加使所述生物活性化合物加溶所必需的聚合物重量。

    美国5,798,333公开了环孢菌素的均一水溶性组合物(浓缩物),它能用水溶液稀释而不会使环孢菌素发生沉淀。所述浓缩物包括溶解于亲水有机溶剂(如丙二醇)的环孢菌素和水溶性维生素E(聚氧乙烯(polyoxyethanyl)-a-生育酚琥珀酸酯,TPGS)。没有公开不合溶剂的组合物,因为它们可能不稳定或不均一。

    WO 96/17626公开了包含聚氧乙烯-胆甾醇癸二酸酯(polyoxyethanyl-cholesteryl sebacate)(PCS)作为加溶剂的泛醌水溶性组合物。以摩尔比约为1∶3使辅酶Q10和PCS溶解在四氢呋喃中,用水稀释这一溶液来使泛醌尤其辅酶Q10增溶溶解。然后减压下蒸发所述溶液至干,并用合适的缓冲溶液重新溶解。

    辅酶Q10(CoQ10)是天然化合物,最近认识到它对多种病症具有潜在的治疗作用,举例来说包括充血性心力衰竭、肌肉萎缩(musculardistrophy)、牙周病、校正药物性缺陷、恢复免疫力(艾滋病、变态反应)等。辅酶Q10对化妆品工业也非常重要,因为它可以作为减缓自然皮肤衰老过程的因子加入化妆品中。人们认为辅酶Q10的生物活性与其以下作用有关:它能够作为抗氧化剂和自由基清除剂保护细胞膜完整性以及通过激发线粒体呼吸和产生ATP补偿有病细胞不能产生的足够能量而修复细胞。鉴于辅酶Q10在临床上和美容应用上的效力,常常需要制备具有高生物利用度和在水介质中高溶解度的辅酶Q10。

    尽管先有技术已知各种提高亲脂性化合物(如辅酶Q10)在水介质中的溶解度的方法,但是它们在简便、适用范围、制成制剂的稳定性等方面不均衡。本发明提供一种亲脂性化合物的新型加溶方法,它克服了许多先有技术的缺点和限制。

    发明概述

    按照一个方面,本发明提供包括亲脂性化合物和以下通式的加溶剂的水溶性组合物:

    {X-OOC-[(CH2)n-COO]m}p-Y    (1)其中:

    X表示疏水部分的残基,

    Y表示亲水部分的残基,

    p为1或2,

    m为0或1,以及

    n为大于或等于0的整数。

    所述亲脂性化合物优选选自泛醌、泛醌醇、维生素、前维生素、多烯大环内酯抗生素及其混合物。所述疏水部分优选为甾醇或生育酚,而亲水部分优选为聚亚烷基二醇。在优选实施方案中所述甾醇是胆甾醇或谷甾醇,所述生育酚是a-(+)-生育酚,所述聚亚烷基二醇是聚乙二醇或其平均分子量在600-1000之间的甲基单醚,p等于1或2,m等于0或1,n为2-18之间的整数。

    按照另一方面,本发明提供水溶性组合物的制备和纯化方法,所述组合物在存在或不存在辅助性有机溶剂情况下包含通式(1)的加溶剂。可通过以下步骤实现所述加溶作用:将不溶于水的亲脂性化合物和加溶剂溶解在水混溶性有机溶剂中,用水稀释所述溶液,减压去除所述有机溶剂和任选去除部分水。或者,可将亲脂性化合物和加溶剂按预定的摩尔比直接混合并加热到它们各自熔点温度以上,以便形成澄清熔融物形式的水溶性组合物,然后用水溶液将其稀释至需要的浓度。另外,通过以下步骤可以纯化所述水溶性组合物:将其溶解在少量的水中,加热所述溶液直至组合物以澄清的液相分离出来,从所述溶液中取出分离的组合物,同时保持溶液温度基本不变。

    按照再一方面,本发明提供包括亲脂性化合物和式(1)的加溶剂的水溶性组合物的药用制剂或美容制剂。

    按照又一方面,本发明提供新型式(1)加溶剂及其制备和纯化方法。

    附图简述

    图1.图示各种加溶剂的毒性。

    图2.图示CoQ10的各种水溶性组合物的生物利用度。

    图3.图示PTS-CoQ10组合物对NT2细胞的细胞ATP水平的影响。

    图4.图示PTS-CoQ10组合物对NT2细胞低氧的保护作用。

    图5.图示PTS-CoQ10和PTS-维生素E组合物对低氧处理的NT2细胞的活力的影响。

    优选实施方案详述

    本发明通过提供水溶性组合物而提供基本不溶于水的生物活性亲脂性化合物的加溶方法,所述组合物包括所述亲脂性化合物和以下通式的加溶剂:

    {X-OOC-[(CH2)n-COO]m}p-Y    (1)其中:

    X表示疏水部分的残基,

    Y表示亲水部分的残基,

    p为1或2,

    m为0或1,以及

    n为大于或等于0的整数。

    所述加溶剂的疏水部分是具有能酯化的羟基的疏水(亲脂)分子并且优选为甾醇或生育酚,尤其优选胆甾醇、7-脱氢胆甾醇、菜油甾醇、谷甾醇、麦角甾醇、豆甾醇或a-、b-、g-或d-生育酚。胆甾醇和谷甾醇是优选甾醇,特别优选谷甾醇。a-(+)-生育酚和a-(±)-生育酚是优选生育酚,特别优选a-(+)-生育酚(维生素E)。所述疏水部分的残基是完全疏水的分子,除了其酯化羟基之外,如胆甾醇或谷甾醇的3-b-羟基或a-生育酚的6-羟基。

    所述加溶剂的亲水部分是具有可酯化羟基或羧基的亲水分子,并且优选选自:聚醇、聚醚、聚阴离子、聚阳离子、多磷酸、多胺、多糖、多羟基化合物、聚赖氨酸以及其衍生物。其中优选聚醚,特别优选聚亚烷基二醇。术语“聚亚烷基二醇”包括至少在聚合物分子的一个末端具有能酯化的羟基的低级烯化氧的聚合物,尤其是环氧乙烷的聚合物(聚乙二醇)和1,2-环氧丙烷的聚合物(聚丙二醇),以及这种聚合物具有能酯化的羧基的衍生物。除了其酯化羟基或羧基外,如聚乙二醇分子的末端羟基,所述亲水部分的残基是完全亲水的分子。

    在本发明的实施中最优选聚乙二醇。合适的聚乙二醇可以在聚合物分子的两个末端具有游离羟基,或者具有一个低级烷基(如甲基)醚化的羟基。具有能酯化的羧基的聚乙二醇衍生物也适用于实施本发明。聚乙二醇可以商品名PEG市售获得,通常为用平均分子量表示其特性的聚合物的混合物。优选平均分子量约300-5000的聚乙二醇,特别优选平均分子量约为600-1000的聚乙二醇。

    可认为式(1)的m等于1的化合物是通式HOOC-(CH2)n-COOH的链烷双酸双酯。对于实施本发明,优选n为0-18的链烷双酸,特别优选n为6-10的链烷双酸。最优选癸二酸(n=8)。

    应用本发明的加溶剂可使其加溶的生物活性亲脂性化合物属于各种各样的治疗药物和化学类别,包括泛醌、泛醌醇、甾醇、维生素、前维生素和多烯大环内酯抗生素。

    优选的泛醌和泛醌醇为下式的化合物:其中R是而k是6-12的整数。特别优选k等于10(分别是泛醌-50或辅酶Q10以及泛醌醇-50或还原辅酶Q10)。

    胆甾醇、谷甾醇、麦角甾醇和7-脱氢胆甾醇是优选甾醇。维生素A、D、E和K是优选维生素,前维生素A(b-胡萝卜素)是优选前维生素。多烯大环内酯抗生素中,优选两性霉素B、制霉菌素和杀念珠菌素。

    本发明的水溶性组合物包括摩尔比约1∶1至1∶5的生物活性亲脂性化合物和加溶剂。优选摩尔比约为1∶2。摩尔比的上限不是关键的,可以使用任何超量的加溶剂。然而,这并不是所希望的,因为增加加溶剂的量将降低在所述组合物以及其水溶液中活性成分的浓度。

    在存在或不存在辅助性有机溶剂下可用两种不同的方法制备本发明的水溶性组合物。在第一种情况下,首先将亲脂性化合物和加溶剂以预定的摩尔比溶解于水混溶性有机溶剂中,然后用预定量的水稀释该溶液,而亲脂性化合物不会沉淀。然后减压蒸发去除所述有机溶剂和水。通常首先去除挥发性有机溶剂,然后去除水,在这种情况下可以控制从所述溶液中去除的水量,以便获得需要浓度水溶性组合物的剩余浓缩物。或者,蒸发去除有机溶剂和水,然后用合适水介质(如水、生理盐水或缓冲溶液)重新溶解所述蜡状残余物,获得澄清的水溶液。

    在上述方法中使用的有机溶剂应该是所述亲脂性化合物和所述加溶剂的良好溶剂,并且必须是与水混溶的。如果要将水溶性组合物用于药用制剂,则该溶剂也应该是药学上可接受的,因为并不总是可蒸发去除所述溶剂。适用于实施本发明的溶剂实例有四氢呋喃、乙醇、乙二醇、丙二醇和乙酸。优选低沸点的溶剂,如四氢呋喃。

    所述有机溶剂的量不是关键的,其量可等于或大于溶解给定量亲脂性化合物和加溶剂必需的溶剂最小量。用于稀释的水量也不是关键的,优选为有机溶剂量的10-25倍。

    制备水溶性组合物的一种本发明替代方法包括:首先以预定摩尔比制备亲脂性化合物和加溶剂的混合物。然后将所述混合物加热至亲脂性化合物和加溶剂相应熔点温度以上,加热一段时间获得澄清熔融物,这一过程可视为所述亲脂性化合物溶解在所述加溶剂中。这样获得的熔融物可用预定量的合适水介质重新溶解,获得需要浓度的澄清水溶液。优选这种制备水溶性组合物的本发明方法,因为它简单并且避免了依赖于辅助性有机溶剂的方法的限制,例如大多数应用需要的溶剂的药学上可接受的特性。

    能够在没有辅助性有机溶剂存在下溶解亲脂性化合物的本发明加溶剂可用于制备水溶性型生物活性化合物,尤其是辅酶Q10,因为在合成后不用通过结晶纯化,因此降低了制备这一化合物水溶性组合物的总成本。

    许多本发明的组合物随着溶液温度的提高,其在水中的溶解度降低。这就提供了分离和/或纯化这种组合物的一种替代方法。对于纯化目的,将所述组合物以组合物与水的比例不超过1∶2(体积)溶解在水中,并且例如在沸腾的水浴中加热所述溶液,加热一段时间(通常数分钟)达到水溶性组合物分离为液相。然后从热溶液中分离出油相,同时保持溶液温度基本不变,因为当所述溶液冷却使所述组合物的溶解度增加,导致回收量减少。例如,可通过离心实现快速分离油相而避免溶液冷却。

    本发明的水溶性组合物具有蜡状稠性而且很难在这样的高浓缩形式下进行操作。为使它们象固体一样更加容易操作,将它们与合适的固体、水溶性添加剂如维生素C、明胶、蛋白质添加剂或聚乙二醇组合在一起。在后一种情况下,优选平均分子量大于约5000的聚乙二醇。所述组合物和所述添加剂的比例不是关键的,但通常限定其比例以避免添加剂不必要地稀释所述活性成分。这样的固体组合物特别适用于制备某些剂型的生物活性化合物,如片剂或颗粒剂。

    本发明的组合物表现出良好的水溶性并且可以制备几乎任何浓度的水溶液。由于所述浓缩溶液可以任何比例用水介质稀释并且在宽范围pH条件下亲脂性化合物不会沉淀,因此例如口服或非肠道给予所述组合物后,所述化合物在生理条件下能保持溶解。这通常可使所述化合物的生物利用度提高。

    本发明的组合物以及其水溶液在长时间(室温下几个月,冷藏至少一年或冷冻可长期保存)以及在宽范围的温度和pH条件下(温度80℃-120℃,pH2.0-8.0)表现出良好稳定性。水溶液可以重复冷冻和解冻,而没有任何明显降解。在高温条件下的稳定性可以使所述溶液容易灭菌,而不会破坏所述活性成分的溶解性。

    本发明的水溶性组合物能够容易地掺入药用制剂和美容制剂,此时其特征是所述亲脂性活性成分的生物利用度提高。这样的制剂还可以包含其他活性成分和/或药学上或美容上可接受的添加剂或载体,包括:溶剂、佐剂、赋形剂、甜味剂、填充剂、着色剂、调味剂、润滑剂、黏合剂、湿润剂、防腐剂以及其混合物。所述制剂可以为适合局部施用(例如霜剂、洗剂、凝胶、软膏、皮肤粘贴片)、口服给药(例如胶囊剂、片剂、caplet、颗粒剂)或非肠道给药(例如栓剂、无菌溶液)的形式。水、微酸化水、林格溶液(Ringer’s solution)和等渗氯化钠溶液属于可注射给药的可接受载体和溶剂。

    在水溶性组合物以及药用制剂和美容制剂中,特别值得注意的是包含辅酶Q10的制剂。辅酶Q10是天然化合物,最近认识到它对与自由基和氧化剂引起的线粒体机能障碍和/或组织损伤相关的多种疾病和病症具有潜在的治疗作用。这些病症包括但不限于:心血管疾病(如充血性心力衰竭),肌肉病症(如肌肉萎缩),线粒体性脑脊髓病(即MELAS、KSS),神经变性病症(如早老性痴呆、帕金森氏病、亨廷顿舞蹈病),恢复由药物或感染引起的免疫缺陷(爱滋病、变态反应、癌症)。特别引人注目的是临床应用辅酶Q10可使由局部缺血/再灌注引起的组织损伤(例如中风、头部创伤、血管成形术、器官移植、普通外科手术)最小化。另一个引人注目的方面是在治疗中应用辅酶Q10作为辅助剂,例如用作感染性疾病的辅助剂,与降胆固醇药物联合用于治疗高胆固醇血症,或与化学治疗药物联合用于治疗癌症。辅酶Q10作为减缓皮肤自然老化进程的物质引起化妆品工业的极大兴趣。含有多烯大环内酯抗生素(如两性霉素B、制霉菌素或杀念珠菌素)的水溶性组合物用于由真菌感染(包括免疫损伤患者的真菌感染)的治疗特别引人注目。

    按照本发明的生物活性亲脂性化合物的水溶性组合物形式可以给予需要预防或治疗的温血动物特别是人。用于治疗上述疾病或病症的生物活性亲脂性化合物的剂量以及其水溶性组合物的相应剂量根据给药方式、给予对象的年龄、性别、体重以及所治疗的病症而不同,而且最终由主管医生或兽医决定。主管医生或兽医决定的其水溶性组合物形式的生物活性化合物量在本发明中称为“治疗有效量”。

    人们认为辅酶Q10的生物活性与其以下作用有关:能够起抗氧化剂和自由基清除剂作用,保护细胞膜的完整性的能力,以及通过激发线粒体呼吸和产生ATP补偿有病细胞不能产生的修复细胞的足够能量。鉴于辅酶Q10在临床和美容应用方面的效力,常常需要高生物利用度和在水介质中高溶解度的辅酶Q10制剂。

    迄今提出的大多数辅酶Q10药用制剂和美容制剂存在多种缺陷,例如所用成分当非肠道给药时引起不需要的免疫反应或当口服给药时引起胃失调。部分制剂仅在窄范围的pH值时稳定,而大部分制剂的主要问题是活性成分(辅酶Q10)的生物利用度很低。具体来说,没有用于静脉内给药的辅酶Q10可靠制剂,也没有一般适用于局部应用、口服和非肠道给予途径的制剂。包含辅酶Q10的本发明水溶性组合物没有上述缺点并且能够掺入到药用制剂中,所述药用制剂适用于局部给药、口服和非肠道的所有给药途径,它们是稳定的而且其特征在于所述活性成分的溶解度和生物利用度良好。

    本发明还提供以下通式的新型加溶剂:

    {X-OOC-[(CH2)n-COO]m}p-Y       (1)其中:

    X表示疏水部分的残基,

    Y表示亲水部分的残基,

    p为1或2,

    m为0或1,以及

    n为大于或等于0的整数,

    前提是:

    -当p和m都等于1并且疏水部分是胆甾醇时,n大于4而不等于8,以及

    -当p和m都等于1并且疏水部分是a-(+)-生育酚时,n不等于2,以及其中X和Y含义同上。

    先有技术已知限制条件排除的化合物,具体有聚氧乙烯-胆甾醇癸二酸酯(PCS)以及聚氧乙烯-a-生育酚基琥珀酸酯(TPGS)。

    式(1)的化合物可以通过本领域技术人员熟知的合成有机化学的标准方法制备。具体来说,p等于1或2而m等于1的化合物可如下制备:使通式X-OH的化合物与其中Z是离去基团的通式Z-OC-(CH2)n-CO-Z的化合物反应,这样获得的产物与通式HO-Y-OR的化合物进一步反应,其中R为氢或烷基,X、Y和n如上文定义。卤素特别是氯和溴优选为离去基团Z。R优选氢和低级烷基(C1-C4)。

    许多式(1)加溶剂表现出随着溶液温度的升高,其在水中的溶解度降低,这就提供了纯化这些化合物的简便方法。所述纯化过程的步骤和条件与以上讨论的用于纯化本发明的水溶性组合物的步骤和条件基本相同。

    通过下列非限制性实施例进一步阐明本发明的各个方面。

                         实施例

    在整个实施例中使用下列缩写:

    CoQ10,CoQ10-辅酶Q10

    PCS-聚氧乙烯-胆甾醇癸二酸酯

    PTS-聚氧乙烯-a-生育酚癸二酸酯

    PSS-聚氧乙烯-谷甾醇癸二酸酯

    PTD-聚氧乙烯-a-生育酚十二碳烯双酸酯

    PTSr-聚氧乙烯-a-生育酚辛二酸酯

    PTAz-聚氧乙烯-a-生育酚壬二酸酯

    TPGS-聚氧乙烯-a-生育酚琥珀酸酯

    上述缩写后面的数字(例如PCS-600)表示所述化合物的聚氧乙烯部分的平均分子量。数字后面接Me缩写(例如PTS-750Me)表示甲基封端的聚氧乙烯基部分(甲氧基聚氧乙烯基)。实施例1和2阐明本发明制备加溶剂的方法。实施例1.聚氧乙烯-谷甾醇癸二酸酯(PSS-600)的制备

    将0.83克b-谷甾醇(Sigma Chem.Co.,#S-5753产品,大约60%)在40℃溶于3ml无水甲苯中,接着加入1.33mM的三乙胺(TEA)。然后向所述b-谷甾醇-TEA溶液中加入(滴加,同时搅拌,并且在无水条件下)1.33mM溶于2ml无水甲苯的癸二酰氯。所述反应在室温下进行10分钟时,此时向反应混合物中滴加溶于3ml无水甲苯的2mMPEG-600(聚乙二醇,Sigma Chem.Co.,#P-3390产品)以及2.66mMTEA。所述反应物于室温下继续再搅拌下20分钟,萃取所述反应混合物四次,每次用3ml氯化钠饱和溶液。减压下去除所述甲苯,留下蜡状残余物。将这一产物溶于15ml水并且过滤去除不溶于水的物质。冻干所述滤液,获得0.8g浅黄色蜡状产物(PSS-600)。用同样的方法制备聚氧乙烯-胆甾醇癸二酸酯(PCS-600)。实施例2.聚氧乙烯-a-生育酚癸二酸酯(PTS-600)的制备

    向1.33mM溶于2ml无水甲苯的癸二酰氯中加入(在无水的条件下滴加,同时搅拌)1mM a-生育酚(Sigma Chem.Co.,#P-3251产品)以及1.33mM TEA的3ml无水甲苯溶液。所述反应在室温下进行10分钟,接着滴加溶于3ml甲苯的2mM PEG-600(聚乙二醇,Sigma,P-3390)以及2.66mM TEA。所述反应物于室温继续恒速搅拌20分钟。萃取所述反应混合物四次,每次用3ml氯化钠饱和溶液,减压下蒸发甲苯。将所述产物溶于5ml水,在减压下与水共同蒸发进一步去除残余的甲苯。冻干获得最终的蜡状产物(1.15g)。

    应用己二酰二氯、辛二酰二氯、壬二酰二氯或十二烷二酰二氯将聚乙二醇(平均分子量为1000,Sigma Chem.Co.,#P-3515产品)或聚乙二醇甲醚(平均分子量为750,Sigma Chem.Co.,#P-7018产品)与a-生育酚连接获得其他加溶剂(表1)。它们是按照实施例2的方法合成的,应用MALDI-TOF技术经质谱分析证实其特性。实施例3提供合成加溶剂的分子特性。实施例3.MALDI-TOF质谱分析获得的加溶剂的分子特性

    表1.合成加溶剂的分子量  加溶剂  分子量m/z  PSS-600  1194.3±44  PCS-600  1166.1±44  PTS-600  1209.7±44  PTD-600  1237.5±44  PTS-750Me  1355.7±44  PTD-750Me  1383.7±44  PTS-1000  1605.9±44  PTSr-600  1181.6±44  PTSr-1000  1578.2±44  PTAz-600  1195.8±44  PTA-600  1153.5±44  PTSc-600  1125.7±44实施例4阐明加溶剂的纯化方法。

    实施例4.加溶剂的纯化

    按照实施例1或2制备的加溶剂以2∶1 v/v比例溶于水。将所述溶液在沸水浴中加热大约2分钟,直至出现可见的沉淀。接着将热的混合物短暂离心(至少2000xg)从而使不溶于热水的沉淀产物分离。倾析去除水相(上清液),留下包含大约10%的水的透明沉淀产物。实施例5和6阐明通过直接混合两种成分制备辅酶Q10水溶性组合物。实施例5.生育酚基辅酶Q10水溶性组合物的直接制备

    表2.生育酚基辅酶Q10水溶性组合物的成分辅酶Q10TPGS   0.01g   0.035g辅酶Q10PTS-600   0.01g   0.03g辅酶Q10PTD-600   0.01g   0.03g辅酶Q10PTS-750Me   0.01g   0.03g辅酶Q10PTD-750Me   0.01g   0.03g辅酶Q10PTS-1000   0.01g   0.03g辅酶Q10PTSr-1000   0.01g   0.03g辅酶Q10PTSr-600   0.01g   0.03g辅酶Q10PTAz-600   0.01g   0.03g

    表2表明了用于制备a-生育酚基辅酶Q10水溶性组合物的原料量。在每个方案中将所述两种成分以预定的比例混合在一起,并加热至其熔点温度以上(典型温度为60℃-80℃),直至所述成分熔化在一起形成澄清透明均匀的熔融物。发现加溶剂与辅酶Q10的最适比例为2∶1 mol/mol或3∶1 w/w。这些组合物可在密闭的小瓶中冷藏保存至少2-3年。它们可在任何时间,以任何比例用水或生理盐水(0.9%)重新溶解,当冷藏或冷冻时它们仍可保持水溶性和稳定性几个月。实施例6.甾醇基辅酶Q10的水溶性组合物的直接制备

    表3.甾醇基水溶性辅酶Q10组合物的成分辅酶Q10PCS-600   0.01g   0.03g辅酶Q10PSS-600   0.01g   0.03g

    表3表明了用于制备甾醇基辅酶Q10水溶性组合物的原料量。在每个方案中将所述两种成分以预定比例混合(发现加溶剂与CoQ10的最适比例为2∶1 mol/mol或3∶1 w/w),并加热至其熔点温度以上(典型温度为60℃-80℃),直至所述成分熔化在一起形成澄清透明液体。将所述液体溶于水(以2∶1 v/v比例)并将所述溶液在沸水浴中加热大约2分钟,直至形成透明蜡状沉淀物。然后以2000xg离心分离使所述沉淀从热溶液中分离出来。为了使其在室温下完全溶解,重复以下循环2-3次:加热,离心,冷却至室温,在循环中不去除上清液。最后一次离心后,倾析热上清液,回收澄清透明的沉淀产物。所述组合物可以在密闭的小瓶中冷藏保存至少2-3年。可制备上述组合物的水溶液(水或盐水)并可冷藏保持稳定数月。实施例7、8和9阐明在存在辅助性溶剂下水溶性辅酶Q10组合物的制备。实施例7.在溶剂基础上的辅酶Q10水溶性组合物的制备

    表4.辅酶Q10水溶性组合物的成分辅酶Q10PCS-600THFH2O   5g   15g   30ml   400ml辅酶Q10PSS-600THFH2O   0.01g   0.03g   0.1ml   2.5ml辅酶Q10PTS-600THFH2O   0.3g   1.0g   4.0ml   60.0ml辅酶Q10PTD-600THFH2O   0.01g   0.03g   0.1ml   2.5ml辅酶Q10PTS-750MeTHFH2O   0.01g   0.03g   0.1ml   2.5ml辅酶Q10PTD-750MeTHFH2O   0.01g   0.03g   0.1ml   2.5ml

    表4表明了用于制备各种水溶性辅酶Q10组合物的原料量。在每个方案中辅酶Q10和加溶剂都溶解在四氢呋喃(THF)中并将所述溶液在剧烈搅拌下加入水中,同时使所述混合物的温度接近0℃。然后在减压下蒸发所述溶剂和一部分水,获得需要浓度的辅酶Q10,通常80-100mg/ml。这些组合物可以冷藏保存至少2-3年,并可用水介质(水、盐水)重新溶解制备为水溶性形式的最终需要浓度的辅酶Q10。根据这一方法也可获得含高浓度辅酶Q10(最高达200mg/ml)的组合物。实施例8.在溶剂基础上的水溶性TPGS-辅酶Q10组合物的制备表5.水溶性TPGS-辅酶Q10组合物的成分辅酶Q10TPGSTHFH2O   0.01g   0.035g   0.1ml   2.5ml

    表5表明了用于按照实施例7所述方法制备水溶性TPGS-辅酶Q10组合物的原料量。但是这一产物在加热后不从水溶液中沉淀。可减压下蒸发去除水和所述溶剂。所述组合物的水溶解度和稳定性与实施例4和5所述组合物相同。实施例9描述了制备水溶性泛醌醇组合物的方法。实施例9.水溶性泛醌醇组合物的制备表6.水溶性泛醌醇组合物的成分泛醌醇50TPGS   0.3g   0.9g泛醌醇50TPGS丙二醇usp.   0.3g   0.9g   0.9ml泛醌醇50辅酶Q10PTS-600   0.1g   0.1g   0.5g泛醌醇50辅酶Q10维生素EPTS-600   0.1g   0.1g   0.001g   0.5g

    表6表明了用于水溶性泛醌醇(还原型辅酶Q10)组合物的原料量。首先用下列方法制备泛醌醇。将0.3g辅酶Q10和0.2g锌粉悬浮于2.5ml冰醋酸中。将所述混合物置于50℃水浴中并不时振荡大约15分钟。用2.5ml水稀释所述反应混合物并用5ml己烷萃取两次。合并正己烷萃取物,用2.5ml水冲洗2次,经无水硫酸镁干燥,在减压下蒸发,最后在高真空下蒸发。将获得的白色蜡状泛醌醇残余物与0.9g TPGS混合并加热至60℃-80℃,直至所述混合物熔化并变得澄清。当用水重新溶解时,形成不透明的溶液。当在氩气下密封并冷冻时,该组合物保持不变长达2个月。以表6中给出比例与丙二醇混合可以提高该组合物的水溶解度。该组合物的水性(水和盐水)溶液是稳定的并可氩气下密封后冷冻保存。实施例10和11阐明了水溶性维生素E和b-胡萝卜素组合物的制备。实施例10.水溶性维生素制剂的制备表7.维生素E和b-胡萝卜素水溶性组合物的成分维生素EPTS-600    0.10g    0.60g维生素EPCS-600THFH2O    0.22g    1.00g    2.50ml    35.00ml维生素EPTS-600THFH2O    0.025g    0.150g    0.125ml    2.0ml前维生素A(b-胡萝卜素)PTS-600THFH2O    0.01g    0.50g    0.20ml    3.0ml

    表7表明了用于通过直接混合法(实施例5)或用辅助性溶剂的帮助(实施例7)制备各种组合物的原料量。发现加溶剂和维生素E的最适比例为2∶1 mol/mol或6∶1 w/w。所述浓缩组合物可冷藏保存长达2年。水溶液(水或盐水)也是稳定的并可冷冻保存。实施例11阐明按照本发明所述组合物的分离、浓缩和灭菌方法。实施例11.水溶性组合物的分离、浓缩和灭菌

    按照本发明,可以应用两种方法制备亲脂性化合物的水溶性组合物:(i)亲脂性化合物和加溶剂可以直接混合并熔化在一起,或(ii)首先将二者溶于水混溶性辅助溶剂,使所述溶液与水混合,蒸发去除所述溶剂和过量的水。所获得的组合物在室温下可溶于水介质,但在温度高于大约80℃时不溶于水。当加热时它们从水中沉淀出来,但当冷却时恢复为溶液。这就为其分离、浓缩和灭菌提供了一个简单、有效而廉价的方法。

    一般将所述组合物的水溶液(TPGS-辅酶Q10除外,实施例9)在沸水浴中加热大约2分钟或直至形成可见沉淀。以2000xgg快速离心加速所述沉淀物从热水中分离。倾析水相,所获得的蜡状透明组合物冷藏保存于密闭小瓶中。它可保持稳定至少8个月并能进一步用水介质(水、盐水或缓冲液)稀释。当冷藏时,这些溶液至少3年是稳定的。所述沉淀/溶解过程是可逆的,重复数次可提高所述组合物的稀释性水溶液的稳定性。如果在保存期间发生所述组合物沉淀,那么可以通过施加以上加热/离心循环恢复其溶解性。所述组合物也可适用于注射,因为所述方法可用于它们的灭菌。实施例12阐明了包含辅酶Q10的干粉组合物的制备。实施例12.辅酶Q10干粉组合物的制备表8.辅酶Q10干粉组合物的成分包含40mg CoQ10/ml水的CoQ10/PCS-600组合物BSA(0.25g/ml水)0.07g CoQ10/0.21g PCS-6000.25g包含40mg CoQ10/ml水的CoQ10/PCS-600组合物明胶(0.125g/ml水)0.07g CoQ10/0.21g PCS-6000.25g包含40mg CoQ10/ml水的CoQ10/PCS-600组合物维生素C(0.25g/ml水)0.03g CoQ10/0.09g PCS-6000.50g

    表8表明了用于制备辅酶Q10干粉组合物的原料量。将以上成分的水溶液混合并冻干。所获得的干粉制品可以压成片,所压制的片剂保持稳定和水溶性。实施例13阐明了包含多种成分的干粉组合物的制备。实施例13.包含辅酶Q10、维生素E和维生素C的组合物的制备表9.水溶性复合组合物的成分辅酶Q10/PTS-600组合物        0.03g CoQ10/0.09g PTS-600(含40mg CoQ10/ml水)维生素E/PTS-600组合物        0.005g Vit E/0.025g PTS-600(含20mg维生素E/ml)维生素C(0.25g/ml水)          0.75g

    表9表明了使用的原料量。将以上成分的水溶液合并并冻干。所获得的干粉产物可以压成保持稳定和水溶性的片剂。实施例14证实所述加溶剂无毒性。实施例14.体外毒性研究。

    制备加溶剂储液(1mg/ml PBS),并将其以制成最终浓度为200、100和50mg/ml培养基的需要量直接加入淋巴细胞Jurkat细胞培养物和成神经细胞瘤NT2细胞培养物,以锥虫蓝排阻分析测定细胞活力。测定结果见图1。

    除了市售TPGS之外,在体外当向细胞培养物加入200mg/ml以内的本发明加溶剂对细胞生长和活力都没有不利影响。此外,当以20mg/kg体重以下的浓度给予Sprague Dawley大鼠包含CoQ10和PTS、PCS或PSS的组合物时,没有观察到毒性,见图2。

    尽管没有理论能解释在所用实验性范例中观察到的TPGS毒性,但是应该进一步研究其用作药用制剂中的加溶剂的效用,并且应该谨慎使用。实施例15阐明了水溶型CoQ10的生物利用度提高。实施例15.水溶型辅酶Q10的生物利用度

    以6mg/kg体重的剂量管饲法给予300-350g雄性Sprague Dawley大鼠水溶或油溶组合物形式的CoQ10。收集血样,应用我们开发用于分析生物样品中的CoQ10的HPLC方法(Graves等,人血浆和其他生物样品中的辅酶Q10含量的分析。载于:Free Radicals and AntioxidantProtocols,D.Armstrong编著,Humana Press,第353-365页,1998年),测定血浆中的CoQ10含量。

    简要地说,取0.1ml血浆样品或裂解细胞样品(实施例15和16)与0.33ml的1-丙醇混合,涡旋搅拌30秒并置于室温1分钟。然后加入0.86ml正己烷,将所述样品剧烈涡旋搅拌30秒,离心实现相分离并沉淀变性蛋白。收集正己烷和1-丙醇以及所包含的CoQ10组成的上相,并在氩气下蒸发至干。将保留的干燥残余物再溶解于60ml乙醇和2ml H2O2中,以便使所有的CoQ10都转变为其氧化形式。用乙醇∶甲醇为80∶20(v/v)的流动相以1ml/分钟的流速在Supelcosil LC-18-DB柱(5mm粒度,30cm×4.0mm内径,Supelco)上通过反相色谱分析样品等分。监测275和290nm处的吸光度。

    应用CoQ10标准校准曲线和Beckman系统黄金软件定量数据。根据测量的分析样品的峰面积计算辅酶Q10量。根据在275nm处其消光系数=14,200的分光光度法测定的CoQ10乙醇溶液浓度,制备校准曲线。CoQ10乙醇溶液可于-20℃保存在密闭琥珀瓶中。

    图2中的数据表明,与油制剂相比,口服给予CoQ10水溶性组合物的生物利用度明显提高(1.5-2倍)。重要的是,当给予水溶性型CoQ10时,吸收动力学快得多(大约3小时达到血浆水平峰值)并且达到的最高血浆水平也高得多(2倍)。实施例16阐明细胞能够摄入(internalize)水溶型CoQ10实施例16.细胞内摄取的辅酶Q10

    设计以下实验来证实人角质形成细胞摄入外源性CoQ10的能力。用SFM(不含血清培养基,Gibco BRL,产品目录号10724)培养基培养人皮肤角质形成细胞(ATCC CRL-8858)培养,SEM培养基中加有0.2ng/ml的EGF(表皮生长因子)、30mg/ml的牛垂体提取液和不同浓度的CoQ10,其中CoQ10以水溶性PCS制剂形式直接加入所述组织培养培养基中。所述细胞在这样的条件下培养长达3天,然后收获并充分洗涤细胞。将所述细胞(大约每个样品1-3×106)重新悬浮于ddH2O,在冷冻和融化循环后渗透震荡破坏所述细胞。用丙醇/正己烷溶剂混合物萃取CoQ10,以上述HPLC测定其含量。

    为了获得线粒体部分,用包含250mM蔗糖、50mM Tris-HCl pH7.4、5mM氯化镁和1mM EDTA的缓冲液匀浆细胞。在4℃下以800g离心均浆10分钟。收集上清液,再在4℃下以10,000g离心10分钟。将为粗制线粒体部分的沉淀物重新悬浮于100ml ddH2O中,用丙醇/己烷溶剂混合物萃取并处理用于CoQ10分析。表10.培养的人角质形成细胞细胞内摄入的CoQ10加入的CoQ10mg/ml培养基细胞CoQ10的总含量ng/106细胞0-对照101021.110049.6

    表10中概括的数据表明人角质形成细胞从组织培养培养基的水性环境中摄入了CoQ10。在实验的3天期间,在分别用PCS制剂重新悬浮的包含10mg/ml和100mg/ml CoQ10的培养基中,细胞内CoQ10含量分别增长了大约2倍和5倍。表11.角质形成细胞中增加的线粒体CoQ10含量加入的CoQ10mg/ml培养基细胞CoQ10的总含量ng/106细胞线粒体总含量ng/106细胞011110699.8

    表11所示结果证实在存在10mg/ml的CoQ10下培养3天的细胞的线粒体部分中的CoQ10含量显著增加。可以预期,除了其作为脂溶性抗氧化剂作用之外,特别是线粒体中的CoQ10含量提高将增强对于细胞活力至关重要的产能呼吸链的效率。实施例17用来证实CoQ10增强线粒体呼吸链产生更多ATP的效率的能力。实施例17.辅酶Q10对人NT2细胞中的细胞ATP含量的影响

    用DME培养基(GiBco BRL)培养人畸胎瘤NT2(Stratagene,SanDiego,CA),在所述EME培养基中加有10%FBS(胎牛血清)和以水溶性PTS制剂形式直接加入所述组织培养培养基中的10mg/ml的CoQ10。每隔24小时收获所述细胞,重新悬浮于包含0.02M甘氨酸、0.05M硫酸镁、0.004 M EDTA,pH7.4的缓冲液中并等分为100μL样品。

    应用荧光素-荧光素酶生物发光分析(Sigma,St.Louis MO)测定ATP含量。荧光素酶催化荧光素脱羧和ATP水解产生焦磷酸盐和氧化荧光素。这些反应导致在560nm处发光。发光强度和ATP浓度成正比。通过将100μL样品和75μL的0.5mg/ml荧光素酶-荧光素溶液混合进行所述ATP分析。用Beckman LS 3801闪烁计数器检测发出的光。制备10-100pmol ATP范围内的标准曲线。ATP水平表示为pmol ATP/μg蛋白。

    图3显示PTS-CoQ10组合物对NY2细胞的细胞ATP水平的影响。在存在水溶性PTS-CoQ10制剂下培养3天的细胞中ATP水平可重复性升高。数据点代表三个独离实验的平均值+/-SEM。实施例18表明CoQ10对人成神经细胞瘤NT2细胞低氧的保护作用。实施例18.对低氧的保护作用

    将人畸胎瘤NT2(Stratagene,San Diego,CA)接种到25cm2组织培养瓶中(密度为0.3×106细胞/ml),在加有10%FBS和存在或没有直接加入组织培养培养基中的10mg/ml的CoQ10-PTS制剂的DME培养基(GiBco BRL)中培养细胞3天。将所述培养瓶密闭在含有GasPak Plus气体发生器封套的无氧室中,在无氧条件下用不含葡萄糖的培养基于37℃温育17.5小时。低氧处理后将细胞再放入完全培养基(含有和不含CoQ10或维生素E)中,立即分析(时间0)或在含氧量正常的条件下再培养24小时。利用锥虫蓝排阻分析测定细胞活力。结果见图4。

    CoQ10对NT2细胞低氧的保护作用是显而易见的。与没有接受CoQ10的细胞相比,大约不足50%的用PTS-CoQ10预处理3天的细胞在24小时恢复期间因低氧死亡。实施例19表明CoQ10与维生素E在保护细胞对低氧引发的细胞死亡中具有等同的作用。实施例19.辅酶Q10和维生素E抗氧化剂作用的比较

    将人畸胎瘤NT2(Stratagene,San Diego,CA)接种到25cm2组织培养瓶中(密度为0.3×106细胞/ml),用加有10%FBS和存在或不存在直接加入组织培养培养基中的10mg/ml的CoQ10-PTS制剂或相同浓度的维生素E-PTS制剂补充的DME培养基(GiBco BRL)培养3天。将所述培养瓶密闭在含有Gas Pak Plus气体发生器封套的无氧室中,在该无氧条件下用不含葡萄糖的培养基于37℃温育17.5小时。低氧处理后将细胞再放入完全培养基(含有和不含CoQ10或维生素E)中,立即分析(时间0)或在含氧量正常的条件下再培养24小时。用锥虫蓝排阻分析测定细胞活力。结果总结于图5。

    在CoQ10和维生素E处理的两个实验性范例中,在24小时恢复期间因低氧致死的百分率减少一半。这说明CoQ10对低氧引起的细胞损伤的保护作用与已经证实有效的抗氧化剂维生素E相当。实施例20证实CoQ10对局部缺血/再灌注引起的组织损伤的保护作用。尽管使用的动物模型是人中风的实验性范例,但其数据与任何因为局部缺血/再灌注引起组织损伤的应用是相关的。实施例20.CoQ10对局部缺血/再灌注的保护作用

    短期血管闭塞后很容易出现中风特征性损伤、体重为225-250g的成年自发性高血压大鼠(SHR)用于大脑中动脉闭塞模型(MCAO)。麻醉大鼠,将右侧颈总动脉永久性闭合。暴露头颅骨,通过其穿过头颅骨的2mm棘孔找到右侧大脑中动脉(MCA)。在解剖显微镜下应用一个微夹夹住MCA血管。闭合60分钟之后,去除血管夹,闭合伤口。用与加热灯连接的直肠热敏电阻探针来保持整个手术和恢复期间的体温于37.5℃。去除血管夹后立即静脉(颈静脉)给予CoQ10(6mg/kg)。利用四唑鎓盐TTC(2,3,5-三苯基,2H-四唑鎓(tetrazolium)盐酸盐)定量测定60分钟局部缺血的影响。

    为了定量测定组织损伤,将大鼠大脑切成5mm冠状切片,用2%TTC染色过夜。用乙腈萃取着色的甲并用分光光度法在480nm处测定其浓度。结果表示为OD/g的干燥脑组织。表12.CoQ10对局部缺血引起的脑损伤的保护作用未处理动物CoQ10-处理动物再灌注后的时间左侧大脑半球右侧大脑半球再灌注后的时间左侧大脑半球右侧大脑半球模拟对照1250.0+/-31.81239.0+/-11.9模拟对照1250.0+/-31.81239.0+/-11.91天1208.0+/-19.21018.0+/-26.01天1206.0+/-50.21200.0+/-19.22天1104.0+/-36.2898.3+/-19.62天1084.9+/-22.21060.9+/-21.2

    四唑鎓盐是线粒体呼吸酶的组织化学指示剂并用于检测组织梗塞。TTC与完整的氧化酶系统(如琥珀酸盐和NADH脱氢酶)反应,接受电子还原为将组织染成红色的有色甲。相反,没有完整氧化酶系统的线粒体不可逆性损伤不能还原TTC,因而组织不被染色保持白色。因此,组织越健康OD读数越高。比较模拟手术对照大鼠大脑(大约1250 OD/g组织)和实验大鼠大脑(898.3 OD/g组织)获得的值。CoQ10对局部缺血引起的组织损伤的保护作用是显而易见的,TTC含量较高,所以局部缺血后接受CoQ10-处理的大鼠大脑获得较高OD读数。实施例21阐明了在化妆品中水溶性CoQ10组合物的适用性和适合性。实施例21.水溶性CoQ10组合物的化妆品表13.化妆品的制备  CoQ10-PCS-600  100mg/ml玉兰油经典保湿润肤霜     CoQ10最终浓度  1.5ml  3.0ml60ml60ml     0.25%     0.50%  CoQ10-PTS-600  100mg/ml玉兰油经典保湿润肤霜     CoQ10最终浓度  1.5ml  3.0ml60ml60ml     0.25%     0.50%  CoQ10-PTS-600  100mg/ml旁氏干性皮肤保湿润肤露     CoQ10最终浓度  5ml200ml     0.25%  CoQ10-PTS-600  100mg/mlVaseline保湿爽身水     CoQ10最终浓度  7.5ml300ml     0.25%  CoQ10-PTS-600  100mg/ml玉兰油保湿爽身水     CoQ10最终浓度  5ml200ml     0.25%

    表13表明了用于制备包含CoQ10的护肤产品的原料量,所述护肤产品按照以下方法组合。将两种成分在室温下混合在一起直至形成均一的组合物霜,其中辅酶Q10保持水溶性。这一点通过向0.2ml的霜剂样品中加入水来检测(总体积为1ml)。将所述样品剧烈涡旋搅拌,离心分离各相。水相因为含有溶解的CoQ10仍然为黄色。所述霜剂是稳定的,甚至在室温下几个月后都没有观察到相分离。

    这些化妆品在20位健康志愿者试验一年时间。所有人都述说皮肤状况得到改善,即皮肤弹性增加和皱纹减少。没有人报告副作用。实施例22阐明了包含多烯大环内酯抗生素的水溶性组合物的制备。实施例22.抗真菌抗生素组合物的制备表14.抗真菌抗生素水溶性制剂的制备杀念珠菌素PCS-600或PTS-600THF/H2O(8∶2,v/v)H2O   0.01g   0.02g   0.1ml   2.5ml制霉菌素PCS-600或PTS-600冰醋酸H2O   0.01g   0.02g   0.1ml   2.5ml两性霉素BPCS-600或PTS-600甲醇/冰醋酸(2∶1,v/v)H2O   0.01g   0.02g   0.3ml   2.5ml

    表14表明了用于制备抗生素水溶性组合物的原料量。将抗生素和加溶剂分别溶于适当的溶剂或溶剂混合物中。将所述溶液混合,用水稀释。在减压下蒸发去除溶剂和过量的水。当冰醋酸用作溶剂时,与水共同蒸发重复数次。通过蒸发溶剂获得含有20mg/ml抗生素的组合物。它们是稳定的并可冷冻保存很长时间(8个月)。这些组合物也可分离,用实施例11所述的技术进一步浓缩和灭菌。最终的产品是蜡状澄清沉淀物,最好在氩气下密闭在小瓶中冷冻保存(长达8个月)。它们能以水介质(水或盐水)重新溶解为需要浓度。

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本发明公开了包括亲脂性化合物和通式(1)的加溶剂的水溶性组合物,通式(1)为:XOOC(CH2)nCOOmpY,其中:X表示疏水部分的残基,Y表示亲水部分的残基,p为1或2,m为0或1,n为大于或等于0的整数。所述亲脂性化合物优选选自:不溶于水的泛醌、泛醌醇、维生素、前维生素、多烯大环内酯抗生素以及其混合物。所述疏水部分优选甾醇或生育酚,所述亲水部分优选聚亚烷基二醇。在优选实施方案中所述甾醇是胆甾。

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