治疗和预防铅中毒的药物及其制法 本发明涉及一种治疗和预防铅中毒的药物。具体地说本发明涉及一种以海洋生物为主要原料制备的组合药物,本发明还涉及该药物的制备方法。
铅是一种危害严重的神经毒物和环境毒物,随着含铅物质的大量使用,铅污染问题,特别是环境铅对儿童的影响越来越受到广泛关注。铅对人体的损害,主要是通过呼吸道、消化道及皮肤进入人体之后,在各个器官蓄积起来而造成的,其表现是影响红细胞的功能和寿命、导致心脏植物神经紊乱、对形成长期记忆中起关键作用的新蛋白合成及脑神经细胞造成损伤、损害肾小管功能等。铅对儿童的影响尤其受到关注,因为油漆、学习用品、油彩涂皮、彩色玩具及爆米花等含铅多的物品是儿童经常接触或食用的东西,因干涸而剥脱的油漆碎屑,含铅量可达5-70%,指甲盖大的漆屑可含铅50mg以上,小儿误食一次就可致中毒。在空气中,因越接近地面,铅含量越高,儿童承受的铅暴露外剂量也较成人高。另一方面,由于儿童地肾脏还不能像成人那样,对铅能及时有效地排泄,铅在儿童体内的潴留时间要比成人长5倍左右,而儿童肠胃对铅的吸收率较成人高5倍,这表明儿童受到铅的危害要比成人高几十倍。资料还表明,发展中国家儿童铅中毒现象非常普遍,就是美国等发达国家也将铅中毒视为头号儿童环境健康问题,甚至立法强制进行血铅检查。由于生理原因,儿童对铅的神经毒性特别敏感,危及智力发育。我国城市中51.6%的儿童血铅水平超过10ug/dL,即城市一半儿童受到铅中毒威胁,而血铅水平每增加10ug/dL,智商就降低1-3分。可见,铅对儿童的危害是十分严重的。
目前,临床上治疗铅中毒的方法主要是用依地酸二钠钙等络合剂驱铅,但络合剂驱铅由于不具有专一性,排铅的同时,体内必需的微量元素(如钙、锌等)也大量损失,对身体有很大副作用,而且服用也不方便。因此,临床上一般只在铅中毒症状出现后才使用。中国专利CN 1079387A公开了一种治疗尿毒症、重金属中毒症的药物及其制法。该发明的药物可以有效地治疗包括铅中毒在内的重金属中毒症,并且,该药物可以有效地弥补因铅中毒而流失的钙;但铅中毒还能同时引发高尿锌,从而造成锌大量流失,而该发明药物对此却无能为力。已知,锌是体内必需的重要微量元素之一,参与多种酶的活动。一方面,由于染毒(指铅中毒,下同)早期锌随尿大量排出,造成体内锌缺乏,降低了各种酶的活性,引起食欲下降、体重减轻等全身症状;另一方面,由于铅中毒会损伤长期记忆过程中的蛋白质合成,而锌对铅引起的海马突触性的损伤有重要的保护作用,因此,锌的缺乏会进一步增大铅中毒的几率和危害。铅中毒的早、中期症状不明显,而铅一旦蓄积起来则很难充分排出,重度铅中毒还会引起中枢神经不可逆的损害。而该专利的药物只能用于铅中毒的后期治疗,而对铅中毒起不到预防和抑制作用。因此,寻求一种能够在铅中毒症状出现之前有效地预防和治疗铅中毒并且能够补锌的药物具有重要意义。
本发明的目的之一是针对现有技术不能在治疗铅中毒的同时补锌、也不能对铅中毒起预防作用的缺陷,提供一种预防和治疗铅中毒的药物。
本发明的另一个目的是提供一种制备预防和治疗铅中毒药物的方法。
本发明提供了一种治疗和预防铅中毒的药物。
所述的药物可包括以下组分:
A,重量百分浓度为0.5-6%的藻酸钠盐溶液;
B,重量百分浓度为1-10%的羧甲基甲壳素钠盐或羧甲基壳聚糖钠盐;
C,重量百分浓度为0.5-30%的可溶性钙盐;
D,锌离子浓度为200-850毫克/升的可溶性锌盐。
该药物可按下述方法制成:
(1)A组分和B组分按(10~1)∶1的重量比充分搅拌、混合均匀;
(2)在A、B组分混合胶液中加入C组分,在溶液中进行胶凝反应,直到反应液变为透明溶液,凝胶析出为止;
(3)取出凝胶,经水洗,干燥,制成粉状物;
(4)将与D组分重量比为1∶(1~50)的上述步骤(3)中的粉状物浸泡于D组分中,振摇0.5-3小时,离心脱水,0-100℃下干燥,粉碎制成本发明药物。
由于A组分和B组分均是提取物,用C组分进行胶凝反应时,只有反应最终完成,反应液才能变透明。对于由一定量的A组分和B组分组成的混合胶液来说,反应液变透明时C组分的用量也是一定的。
其中,所述的A组分藻酸可以是D-甘露糖醛酸和L-古罗糖醛酸的嵌段共聚物,二者的比值可以为(1~2)∶1,其中从本发明优选的裂叶马尾藻中提取的藻酸所含L-古罗糖醛酸较高,药效好。A组分的重量百分浓度优选1-3%。所述的A组分中的藻酸优选由海藻或昆布提取:用浓度为0.6-1%(重量)的碳酸钠溶液,在30-60℃温度下提取2-4小时,去除根茎残渣,制得藻酸钠溶液。提取藻酸所用的碳酸钠溶液的较佳浓度1%,较佳温度60℃,制备的藻酸钠溶液特别优选的浓度为1-2%(重量)。
所述的B组分可以选自羧甲基甲壳素钠盐或羧甲基壳聚糖钠盐;B组分的重量百分浓度可以为1-10%,优选2-5%。所述的B组分(甲壳素衍生物)优选由甲壳类(虾、蟹壳)用稀酸、稀碱去除甲壳类的无机盐、蛋白质杂质,然后制备而成。例如:用1摩尔盐酸溶液室温脱钙12小时,10%氢氧化钠溶液100℃下脱蛋白4小时,1摩尔盐酸室温再处理2小时,制得甲壳素;甲壳素用40-50%NaOH溶液在100℃下脱乙酰化处理4小时,制得壳聚糖;甲壳素或壳聚糖用1∶1.2的氯乙酸溶液在20-65℃下反应2小时,调节pH值,用甲醇洗涤,60℃下烘干,制得羧甲基甲壳素钠盐或羧甲基壳聚糖钠盐。制备B组分所用的NaOH溶液较佳浓度为40-45%,氯乙酸较佳比1∶1.2,较佳温度108℃。
所述的C组分可以选自醋酸钙、氯化钙、乳酸钙、醋制煅牡蛎溶液中的一种,优选使用醋制煅牡蛎溶液,优选的含钙重量百分浓度为1-2%。C组分的重量百分浓度优选0.5-10%。所述的C组分优选由煅牡蛎经酸溶制得。例如,可以首先用6-18度醋提取1-3小时,过滤去除残渣,制得醋酸钙溶液,或直接用稀盐酸、醋酸溶解制备。
所述的用于浸泡粉状中间品的D组分可以是氯化锌、硝酸锌、醋酸锌、硫酸锌等可溶性锌盐,最好是醋酸锌,其含锌浓度以400-850毫克/升为好。中间品和最终产品的干燥温度为0-100℃,优选60-80℃。
本发明优选的药物是以海洋生物海藻、昆布、甲壳类、煅牡蛎为主要原料,提取其有效部位——藻酸、甲壳素及其衍生物、钙等二价离子,利用其分子结构中的活性基团,定量结合锌制成的钙型制剂。
本发明的药物的制备方法可以包括以下步骤:
(1)A组分与B组分按(10~1)∶1的重量比充分搅拌,混合均匀;
(2)在A、B组分混合胶液中徐徐加入C组分,缓缓搅拌,在溶液中进行胶凝反应,直到胶液变为透明溶液,pH达到7,凝胶析出为止;
(3)取出凝胶,经水洗脱盐,脱水,干燥,制成粉末状中间品;
(4)将与D组分重量比为1∶(1~50)的上述步骤(3)制得的粉状物浸泡于D组分中,振摇0.5-3小时,离心脱水,干燥制成本发明药物。
上述步骤(3)和(4)中的干燥温度可以为0-100℃,优选60-80℃。
当然,本发明的药物也可采用A、B、C、D四组分为原料,以其他常规方法制备。
除A、B、C、D四组分外,本发明的药物还可以加入适量的赋型剂。所述的赋型剂选自羧甲基纤维素钠、淀粉、果胶、阿拉伯树胶、乳糖、蔗糖、硬质酸、硬质酸镁或甘露醇等的一种或多种,制成丸剂、片剂、散剂、胶囊、浆液等剂型供口服。
下面结合附图和实验数据进一步详细描述本发明药物的性能和药效。
附图1为本发明药物的红外光谱图。
所用仪器为:Perkin Elmer Spectrum BX FT-IR Sytem
制样方法为:KBr压片
红外谱图中:
3800-2500cm-1宽吸收峰,来源于藻酸和由甲壳质为原料制备的羧甲基甲壳素或羧甲基壳聚糖的醇羟基-OH的伸缩振动,谱带加宽,而且向低波数移动,表明该药物存在很强的氢键作用。1615.89cm-1处的吸收峰是藻酸和羧甲基甲壳素或羧甲基壳聚糖的羧基与Ca相互作用后生成的-COOCa的C=O不对称伸缩振动。1419cm-1处的吸收属于C=O的对称伸缩振动,1031.9cm-1和1085.7cm-1来自-C-C-C-结构。
本发明药物存在众多羟基、羧基,它们之间除了通过钙离子键合成大分子外,它们还可以形成各种形式的氢键缔合。
通过下述本发明药物的体外体内药效学试验数据,可以看出该药物对铅有明显的清除作用。一、本发明药物的体外药效学试验
在摸拟人胃液酸度和离子强度的条件下,考察本药物对铅的吸附作用。测定仪器:Spectr AA-40型原子吸收光谱仪(Varian公司)
ICP-900型等离子光谱仪(Jarrell-Ash公司)试验方法:制备含不同浓度铅的摸拟胃液,加入一定量的药物,于37℃下振荡5小时,离心,取上清液测定铅、钙、锌含量。试验结果:
表1、药物对铅的吸附试验结果 铅的形态 药量(毫克/毫升) 吸附前浓度 (毫克/升) 吸附后浓度 (毫克/升) 吸附率(%) 无机铅 (硝酸铅)有机铅(四乙基铅) 混合铅* 5 10 20 30 16 24 49.52 49.52 49.52 49.52 0.422 1.375 17.48 12.85 2.33 0.4956 129.8 259.6 64.7 74.1 95.5 99.0 69.3 81.1*混合铅:硝酸铅和四乙基铅的混合液
试验结果表明,本发明药物在摸拟人体胃液的条件下,对无机铅(硝酸铅)、有机铅(四乙基铅)、混合铅(无机、有机铅)均有较强的吸附作用,吸附率64-99%,且随药量的增加,吸附率提高。由钙锌测定结果表明,在摸拟胃液酸度的条件下,钙的解析率达91-94%,锌的解析率达96-98%。增加钙可减少铅在人体组织中的蓄积和毒性;锌对铅引起的海马突触可塑性的损伤有重要的保护作用。二、体内药效学试验
(1)试验动物:Wistar大鼠40只,雄性,体重150-200g。
(2)试验方法:分3组,对照组(A)10只,饲以基础饲料;染毒组(B15只,配制铅浓度65.9毫克/毫升,1-4周每天以铅量659mg/kg(体重)灌胃一次,5-8周每天以铅量329mg/kg(体重)灌胃一次,饲料为基础饲料;给药组(C)15只,染毒方式与染毒组相同,外加用1%羧甲基纤维素溶液配成0.12克/毫升(药物),每天以药量15毫升/千克(体重)灌胃一次。
(3)试验时间八周,2、4、8周各采血一次,八周取脑、肾、肝测定Pb含量及脏器系数。
(4)测定方法:样品用HNO3、HClO4消解,定容上机测定。仪器型号:美国Baird ICP-2070型等离子体发射光谱仪。标准样品质控:GBW0860国家标准物质,GBW(E)09006牛血清标样。
(5)试验结果:
表2、血铅含量(μmol/L)的变化 组别 二周 四周 八周对照组(A)染毒组(B)给药组(C) 0.7746±0.1758 15.3095±6.9009 9.6993±3.1891 1.3241±0.7111 20.2048±7.4842 14.5085±3.7931 0.6249±0.4654 6.7524±3.7967 3.3895±2.3663二周A与B比较P<0.001 B与C比较P<0.005;四周A与B比较P<0.001 B与C比较P<0.02;八周A与B比较P<0.001 B与C比较P<0.01。
表3、脏器含铅量(μg/g) 组别 脑 肾 肝对照组(A染毒组(B给药组(C 4.0274±3.5469 47.7348±12.5695 28.6308±9.8454 10.0531±7.7186 47.9320±9.6445 18.5882±4.9284 4.1067±2.5303 35.4983±6.7761 31.5074±10.8263脑:A与B比较P<0.001 B与C比较P<0.01肾:A与B比较P<0.001 B与C比较P<0.001 肝:A与B比较P<0.001
表4、药物对脏器系数的影响(系数为:脏器重/体重%) 脏器 正常对照 染毒 治疗 心0.325±0.026(8)0.362±0.031(8)*0.351±0.021(7)* 肝3.623±0.272(8)4.083±0.243(8)**3.766±0.249(7)# 脾0.171±0.030(8)0.292±0.060(8)**0.234±0.042(7)**# 肾0.655±0.079(8)1.030±0.095(8)**0.957±0.064(7)***与正常对照比P<0.05 **与正常对照比P<0.01 #与染毒比P<0.05
由表1-4中的实验数据可看出:
1、由试验数据表明,二周各染毒摸型成立,对照组与染毒组血铅有极显著差异;染毒组与给药组血铅有极显著差异;四周、八周试验结果与二周相似。提示本发明药物对试验性铅中毒具有明显的排除功能。
2、八周脏器分析结果表明,脑、肾、肝的含铅量,对照组与染毒组有极显著差异。其中脑、肾的含铅量,染毒组与给药组有极显著差异,而肝的含铅量染毒组与给药组无明显差异。锌对铅中毒引起的脑、肾损伤具有保护功能。
3、八周血钙、血锌测定结果表明,给药组血钙1248.4±308.2μ mol/L,染毒组血钙1159.6±241.8μmol/L,给药组的血钙较染毒组增加7.66%;给药组血锌67.39±11.22μmol/L,染毒组血锌60.05±13.08μmol/L,给药组的血锌较染毒组增加12.22%。提示本发明药物具有一定的增加血钙、血锌的作用,据报导,钙、锌对铅中毒具有保护功能。
4、染毒组和治疗组各脏器系数均高于正常对照组,且染毒组心P<0.05、肝P<0.01、脾P<0.01、肾P<0.01、脑P<0.01,给药组心P<0.05、脾P<0.01、肾P<0.01、脑P<0.01,肝影响不大。而给药组与染毒组比较,各脏器系数均低于染毒组,且肝P<0.05、脾P<0.05,具有显著差异,心、肾差异不大。说明药物有保护脏器作用,其对肝、脾的作用更加明显。铅对各脏器的损伤是非常明显的。
5、动物急性毒性试验:小鼠口饲的LD50未能测出,最大耐受量为24.5g/kg体重,观察7日,小鼠体重、外观、行为活动未出现任何异常,也未出现死亡情况。
与现有技术相比,本发明的药物具有以下特点:(1)吸附铅量更大,藻酸含有大量活性基团(羧基3meq/g、羟基3.5-4.0meq/g)能吸附进入人体的铅。试验表明在模拟胃液的酸度和离子浓度条件下,对无机铅的清除率达65-99%,对有机铅(四乙基铅)清除率为69%,混合铅的清除率为80%。下面的对比例也表明本发明药物的驱铅效果更强。(2)驱铅的同时还可以补锌。在治疗铅中毒方面,锌有着特殊的作用,锌和铅都是二价离子,在不同生理水平上有一种相互竞争的关系,锌在铅中毒的发生机制中起重要作用。本药物定量加入锌,对铅的损伤能起到保护作用,同时该药物又是钙型制剂(钙含量达8.5%),锌、钙在胃液里可以解析,解析率均达90%以上。由此可见本药物即可驱铅又可补锌、钙,具有双重功能,与现有排铅制剂比较有一定特色。(3)本药物的含钙量较CN1079387A的药物提高1-1.5%,可进一步减少组织中铅的蓄积和毒性。(4)本药物属于海洋生物提取物,对人体无副作用且服用方便,既可用于慢性铅中毒的治疗,也可用于儿童铅中毒的预防。
由此可见,本药物能够有效地防治铅中毒,实施本发明将对儿童智力发育起到良好的保护作用。铅作为神经毒物已被国家列为重点防治的对象。
此外,本发明药物也可用于防治汞、镉等的毒害。
下面的实施例是对本发明的进一步说明,本发明的保护范围以权利要求书为准,不受下述实施例限制。
实例1:
浓度3%(重量:以下均为重量百分浓度)的藻酸钠溶液900毫升,加入浓度1.5%的羧甲基壳聚糖钠盐溶液300毫升,搅拌均匀,加入过量的0.5%的乳酸钙溶液,进行胶凝反应,待凝胶全部析出后,取出凝胶,水洗,在60℃下干燥,过80目筛,将粉剂(其重量约为凝胶物的85%,下同)浸泡于1140毫升浓度为200毫克/升的硝酸锌溶液中,搅拌2小时,离心脱水,60℃下干燥,混入赋型剂,制成片剂。
实例2:
浓度4%的藻酸钠溶液450毫升,加入4%的羧甲基甲壳素钠盐溶液90毫升,搅拌均匀,加入过量的5%的氯化钙溶液,充分搅拌,进行胶凝反应,待凝胶完全析出,取出凝胶,水洗,70℃下干燥,粉碎,将粉剂浸泡于280毫升浓度为500毫克/升的硫酸锌溶液中搅拌1小时,离心脱水,70℃下干燥,再加入乳糖、蔗糖或蜂蜜,可制成丸剂或浆液等制剂。
实例3:
浓度2%的藻酸钠溶液9000毫升,加入浓度10%的羧甲基壳聚糖钠盐溶液200毫升,充分搅拌均匀,加入过量Ca浓度为1.7%的醋制煅牡蛎溶液,进行胶凝反应,出现凝胶,反应液变清,取出凝胶,水洗,80℃下烘干,粉碎过80目筛,将粉剂浸泡于1700毫升浓度为850毫克/升的醋酸锌溶液中搅拌3小时,离心脱水,80℃下烘干,粉碎至100目,制成粉剂或胶囊。
实例4:
浓度1%的藻酸钠盐溶液4000毫升,加入浓度2%羧甲基甲壳素钠盐溶液2000毫升,充分搅拌混匀,加入过量的2%的醋酸钙溶液,进行胶凝反应,生成凝胶沉淀物,水洗凝胶,自然干燥,粉碎至60目,将粉剂浸泡于1450毫升浓度为400毫克/升的氯化锌溶液中,搅拌1小时,离心脱水,自然干燥,粉碎至80目,加入阿拉伯树胶、果胶等溶液,制成口服液。
实例5:
浓度5%的藻酸钠溶液2000毫升,加入浓度5%的羧甲基甲壳素钠溶液200毫升,充分搅匀,加入过量的30%的醋酸钙溶液,进行胶凝反应,生成凝胶,经水洗,40℃下干燥,粉碎制成粉剂,将粉剂浸泡于1300毫升浓度为600毫克/升的醋酸锌溶液中,搅拌1小时,离心脱水,40℃下干燥,加入适量崩解剂,制成片剂。
实例6:
浓度6%的藻酸钠盐溶液2000毫升,加入浓度2%的羧甲基壳聚糖钠盐溶液1500毫升,搅匀,加入过量的10%的醋酸钙溶液,进行胶凝反应,生成凝胶,经水洗,离心脱水,在50℃下干燥,粉碎至100目,浸泡于1550毫升浓度为700毫克/升的硝酸锌溶液中搅拌2小时,离心脱水,于70℃下干燥,制成散剂,添加于食品中制成驱铅保健食品。
实例7:
浓度2.5%的藻酸钠盐溶液2000毫升,加入浓度3%的羧甲基甲壳素钠盐溶液1000毫升,搅拌混匀,加入过量的5%的硝酸钙溶液,进行胶凝反应,生成凝胶,经水洗,离心脱水,在70℃下干燥,粉碎至70目,浸泡于960毫升浓度为600毫克/升的硫酸锌溶液中搅拌1小时,离心脱水,于100℃下干燥,制成药物。
实例8:
浓度5%的藻酸钠盐溶液1000毫升,加入浓度8%的羧甲基甲壳素钠盐溶液500毫升,充分混匀,加入过量的20%的醋酸钙溶液,进行胶凝反应,生成凝胶,经水洗,离心脱水,在70℃下干燥,粉碎至100目,浸泡于870毫升浓度为750毫克/升的醋酸锌溶液中搅拌2小时,离心脱水,于90℃下干燥,制成粉剂。
对比例:
在两个含铅浓度为95-105毫克/升的50毫升溶液中分别加入1gCN1079387A中实例5的药物和本发明实例3的药物,实验方法:恒温震荡3小时,过滤,取滤液测定铅的残留量,计算对铅的去除率。试验结果表明,前者铅的去除率78.57%,后者铅的去除率96.21%,表明本发明药物比CN1079387A专利药物驱铅率提高17.64%。