本發(fā)明涉及一種由具有0.5至4nm的晶體直徑的單晶氧化鐵納米顆粒的納米晶體磁赤鐵礦與來自碳水化合物和糖醇的群組的佐劑組成的醫(yī)藥產(chǎn)品，其特征在于該醫(yī)藥產(chǎn)品口服給藥用于同時減少腸內(nèi)的鈉攝入量和磷酸鹽攝入量，從而減少通過腎臟排泄，進而改善腎功能不全患者的水、礦物質(zhì)和電解質(zhì)平衡。

背景技術(shù)：

腎功能受損的患者可能具有不良的鈉平衡并具有高磷酸血癥，因為腎臟不能再排出足夠量的鈉和磷酸鹽。此外，礦物和電解質(zhì)平衡的激素控制出現(xiàn)失衡。其次，腸道內(nèi)鈉的攝入引起人體組織中的水分潴留，導致更高的血容量和高血壓，從而加重腎臟疾病。過高的血清磷酸鹽水平導致動脈粥樣硬化血管壁變化，從而增加中風或心肌梗死等心血管事件的風險。新研究旨在抑制腸道內(nèi)的鈉攝入量或腸道內(nèi)的磷酸鹽攝入量。一種如專利公開號us2012/0263670中申請保護的抑制nhe(na⁺⁺/h⁺交換)轉(zhuǎn)運機制的物質(zhì)使健康大鼠鈉重吸收顯著減少，其根據(jù)尿中鈉排泄的降低來記錄。根據(jù)labonte等人的文獻，在專利公開號us2012/0263670中提出的這組物質(zhì)在健康動物的活性化合物共進料混合試驗中通過減少0.3mmol的鈉攝入量(與對照組相比)使鈉排泄降低，在大鼠初期臨床前體內(nèi)研究中還可使磷酸鹽排泄降低(對比labonte等人的圖4a和4b，2014年，美國腎臟病協(xié)會雜志26，在線出版物doi：10.1681/asn.2014030317)。根據(jù)labonte等人(在健康大鼠的研究中，2014年)的該醫(yī)藥產(chǎn)品在健康大鼠的研究中還導致腸道內(nèi)磷酸鹽重吸收的最小降低量，從而使尿液排泄降低。然而，根據(jù)labonte等人2014年的該物質(zhì)的效果不會使血清磷酸鹽水平的顯著降低。根據(jù)labonte，增加劑量或使用效果更強的物質(zhì)會導致嚴重的腹瀉。這顯示出根據(jù)labonte等人在專利公開號us2012/0263670中申請保護的物質(zhì)的狹窄治療范圍。如這里根據(jù)實施例1和實施例2的本發(fā)明的物質(zhì)，一種通過抑制胃腸道重吸收而可以抑制鈉重吸收并同時顯著降低血清磷酸鹽水平的物質(zhì)，與糞便量增加和腹瀉無關(guān)，具有這種顯著效果的物質(zhì)還是未知的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

令人驚訝的是，一種由具有根據(jù)實施例1的制劑的磁赤鐵礦和甘露醇、菊粉及阿拉伯膠佐劑組成的物質(zhì)，當口服給藥時，如實施例2所示，在健康大鼠中可引起鈉的胃腸道重吸收減少和通過尿的排泄減少。同時，根據(jù)實施例1所述的物質(zhì)引起以根據(jù)實施例2測試的劑量血清磷酸鹽水平的降低，且無副作用，如腹瀉。根據(jù)實施例2，鈉重吸收的這種降低令人驚訝地與胃腸道磷酸鹽重吸收的降低有關(guān)，并且會引起低磷血癥，其不能通過磷酸鹽對氧化鐵的純化學吸附作用來解釋。與飲食中的磷酸鹽相比，利用根據(jù)實施例1的物質(zhì)，根據(jù)實施例2實現(xiàn)的低磷血癥的程度遠超過了根據(jù)本發(fā)明的物質(zhì)中磁赤鐵礦形式的氧化鐵的純化學吸附作用所解釋的程度。磷的進料量為0.7％(重量)，因此理論上可獲得2.1％磷酸鹽的量(重量)。加入根據(jù)實施例1所述的物質(zhì)，基于0.25％的鐵(其作為磁赤鐵礦的一個組分)的重量，即使在最佳的磷酸鹽結(jié)合的情況下，也不會使足夠的游離磷酸鹽可用于機體的胃腸道攝入。與根據(jù)labonte等人的文獻相比，本發(fā)明根據(jù)實施例1的基于磁赤鐵礦的物質(zhì)對鈉重吸收的影響比根據(jù)專利公開號us2012/0263670特別開發(fā)的抑制劑高三倍(鈉排泄降低1mmol)。對于根據(jù)實施例1的本發(fā)明的物質(zhì)，這種鈉重吸收和腎臟排泄的減少沒有發(fā)生副作用，例如根據(jù)公開號us2012/0263670和labonte等人2014所述的物質(zhì)的腹瀉。因此，與根據(jù)公開號us2012/0263670和labonte等人2014所述的物質(zhì)相比，根據(jù)實施例1的該物質(zhì)獲得了非常高的治療優(yōu)勢。根據(jù)實施例2的體內(nèi)研究表明，尿量未顯著降低，并且糞便重量未顯著增加。這表明這里發(fā)現(xiàn)的效果與副作用無關(guān)。根據(jù)本發(fā)明這里所示的該物質(zhì)不同于發(fā)明de102011112898關(guān)于初級和次級護套(sheath)的構(gòu)造的權(quán)利要求。根據(jù)發(fā)明de102011112898的物質(zhì)是指在糖醇或單體和二聚碳水化合物的存在下僅由初級磁鐵礦晶體形成的。在實施例1中，根據(jù)本發(fā)明新描述的該物質(zhì)是指由在糖醇和果聚糖的存在下同時制備和晶體形成。因此，該物質(zhì)主要由果聚糖(這里是菊粉)決定。在專利de102011112898中，實施例5中的這種變體在磷酸鹽結(jié)合中被描述為相當無效，因此實施例1中產(chǎn)生的該物質(zhì)具有的效果不明顯，其在體內(nèi)試驗中的效果不可預(yù)見。然而，根據(jù)實施例1的物質(zhì)與專利de102011112898的物質(zhì)和實施例的不同之處在于實施例1中的聚合物直接存在于初結(jié)晶形成中。根據(jù)本發(fā)明，這在專利de102011112898中沒有闡述。在模擬的胃腸道中，根據(jù)實施例1的物質(zhì)與對比實施例1的區(qū)別在于，在培養(yǎng)溶液中無機磷酸鹽過量的情況下，根據(jù)實施例1的物質(zhì)的磷酸鹽結(jié)合能力比根據(jù)對比實施例1的物質(zhì)高60％。根據(jù)實施例1的物質(zhì)的該技術(shù)特征證明，在與鐵鹽混合之前，在高于11的ph下，糖醇和碳水化合物的初級溫育引起這些糖醇和碳水化合物的化學改變，由此產(chǎn)生一種與根據(jù)對比實施例1的物質(zhì)不同的物質(zhì)。此外，令人驚訝的是，根據(jù)實施例1的物質(zhì)其特征在于具有更高的穩(wěn)定性，其胃腸道中游離鐵的比例低于根據(jù)對比實施例1的物質(zhì)的事實而很明顯。根據(jù)實施例1，本發(fā)明的物質(zhì)對腎臟鈉排泄的影響并不伴有血清鈉水平的降低。糞便的總重量與對照組無差別。同樣，根據(jù)實施例1，本發(fā)明的物質(zhì)在24小時收集實驗中對鉀排泄和蛋白排泄量及尿量無影響。具有活性物質(zhì)氫氧化蔗糖鐵(sucroferricoxyhydroxide)的與根據(jù)實施例1所示的本發(fā)明的物質(zhì)相當，是特定形式的氧化鐵與來自碳水化合物群組的佐劑。根據(jù)號碼wo97/22266公開的專利，活性物質(zhì)是氫氧化鐵四方纖鐵礦(ironoxyhydroxideakaganeit)且生產(chǎn)所用物質(zhì)為蔗糖和淀粉。使胃腸鈉重吸收顯著降低。然而，在這里的劑量測試中沒有觀察到對血清磷酸鹽水平的影響。這表明，任何類型的氧化鐵與碳水化合物結(jié)合，都不能實現(xiàn)對胃腸道磷酸鹽重吸收的這種強烈作用。事實上，根據(jù)實施例1的本發(fā)明物質(zhì)在聯(lián)合減少磷酸鹽重吸收和同時減少鈉重吸收方面的效果優(yōu)于因此，只能假設(shè)根據(jù)實施例1的物質(zhì)令人驚訝地適合于從腸中選擇性地降低鈉和磷酸鹽的攝入量，其由通過腎排泄鈉的水平非常顯著地降低和血清磷酸鹽水平非常顯著地降低來證實。根據(jù)實施例1的物質(zhì)實際上不僅優(yōu)于醫(yī)藥產(chǎn)品和而且還優(yōu)于專利公開us2012/0263670和出版物labonte等人2014及專利wo2012/0006475a1中所述物質(zhì)的新的特別轉(zhuǎn)運抑制劑。根據(jù)實施例1的本發(fā)明所述物質(zhì)對胃腸道磷酸鹽攝入的效果如此強烈，以至于健康大鼠陷入低磷血癥，這顯然導致在實驗結(jié)束時大鼠體重顯著降低。這種副作用僅僅由非常高的期望效應(yīng)引起，可以很容易通過進一步的劑量降低來補救，這證實了根據(jù)本發(fā)明在此闡述的物質(zhì)比根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的其他物質(zhì)優(yōu)越。與對照組相比，確定這里單獨使用的佐劑的組合對腎鈉排泄具有顯著影響。本發(fā)明的物質(zhì)是在溫度低于10℃的氯化鐵(ii)和氯化鐵(iii)存在下，并在甘露糖醇和菊粉的存在下，在濕化學水相(wetchemicalaqueous)中通過磁鐵礦的初次沉淀制備的。初結(jié)晶后，結(jié)晶磁鐵礦通過過氧化氫在50℃以上的溫度下被活性氧化為磁赤鐵礦，然后通過透析、滲濾甚至超濾除去未反應(yīng)的起始原料和不需要的反應(yīng)產(chǎn)物。其他糖醇、單體己糖、單體戊糖及其聚合物的混合物是可以想到的。這里根據(jù)本發(fā)明描述的生產(chǎn)，根據(jù)鐵的重量比例和終產(chǎn)品中的鐵的比例大于60％，可得到化學產(chǎn)率，并且通過tem測定，>90％的晶體的尺寸在0.5-4nm之間。根據(jù)本發(fā)明，該物質(zhì)降低了腸道中鈉的攝入量，并伴有尿中鈉排泄量的顯著減少，而不影響血清鈉水平。令人驚訝的是，在這里的劑量測試中所述物質(zhì)也使血清磷酸鹽水平降低，這不能用專利de102011112898中所述的純吸附效應(yīng)來解釋，因為飼料磷酸鹽含量為2.1％，根據(jù)實施例1的物質(zhì)的共進料意味著加入0.25％的鐵，因此大鼠仍然具有足夠的營養(yǎng)磷酸鹽用于平衡的磷酸鹽代謝。在labonte等人的出版物的基礎(chǔ)上，假設(shè)對鈉重吸收的影響隨著腸道內(nèi)鈉重吸收的降低也會導致對磷酸鹽重吸收的迄今未知的影響。對于根據(jù)實施例1的物質(zhì)，這兩種轉(zhuǎn)運過程的相互影響是驚人的。因此，根據(jù)實施例1的該述物質(zhì)的區(qū)別還在于，胃腸道鈉重吸收的顯著降低通過降低的腎鈉排泄、不變的血清鈉水平及同時血清磷酸鹽水平的顯著降低而得到證實。如在專利出版物wo2012/0006475a1第758頁的實施例57所示，對于胃腸道磷酸鹽轉(zhuǎn)運蛋白的選擇性抑制劑，甚至沒有發(fā)現(xiàn)對血清磷酸鹽水平的這種顯著影響。因此，這里所示的本發(fā)明的物質(zhì)的特征在于抑制腸壁中的電解質(zhì)轉(zhuǎn)運過程和礦物質(zhì)轉(zhuǎn)運過程(在這種情況下為鈉和磷酸鹽)，其優(yōu)于目前正在開發(fā)和經(jīng)過授權(quán)的物質(zhì)，且其應(yīng)該適合于在每一次口服給藥時以在藥學上已知劑型調(diào)節(jié)腎功能受損患者的鈉、水和磷酸鹽平衡。與已經(jīng)授權(quán)和正在開發(fā)的物質(zhì)相比，可以預(yù)期的是，本發(fā)明的物質(zhì)具有更好的效果，在用于調(diào)節(jié)腎功能受損患者的磷酸鹽和鈉含量的應(yīng)用中具有較少的副作用。除了這里所示的來自糖醇和碳水化合物的群組的佐劑之外，可以使用常規(guī)已知的藥物佐劑和活性成分進行用于減少胃腸鈉和磷酸鹽重吸收的、基于磁赤鐵礦的納米晶體的生產(chǎn)和應(yīng)用。

除了根據(jù)實施例1的本發(fā)明所述物質(zhì)之外，該晶體除了鐵之外還可以含有其它金屬、金屬氫氧化物和金屬羥基氧化物。這里本發(fā)明的物質(zhì)的應(yīng)用是為了通過口服給藥降低胃腸道鈉重吸收，同時降低磷酸鹽重吸收，從而改善腎功能受損患者的水和電解質(zhì)平衡，其次是降低血壓和血管壁鈣化，從而改善患有腎損傷患者患如中風和心肌梗死這些心血管疾病的風險。通過附圖來說明該物質(zhì)的性質(zhì)和在體內(nèi)應(yīng)用的有效性。

附圖說明

圖1描述：

顯示根據(jù)實施例2在健康大鼠中的體內(nèi)測試的結(jié)果。將活性成分混合到飼料中，并在代謝籠中收集尿液24小時，并從動物中收集血液。圖2a顯示從鈉尿排泄量減去飼料鈉攝入量計算的鈉平衡。圖2b顯示血清磷酸鹽水平。與用于調(diào)節(jié)腎功能受損患者的礦物質(zhì)含量的已知活性成分相比，僅根據(jù)實施例1的活性物質(zhì)同時產(chǎn)生對鈉平衡和血清磷酸鹽水平的顯著影響。

圖2描述：

顯示出根據(jù)實施例1制備的本發(fā)明所述物質(zhì)的典型八面體磁赤鐵礦晶體的高分辨率透射電子顯微鏡圖像，其中磁赤鐵礦晶體的最長延伸僅為3.5nm。選區(qū)電子衍射(saed)得到的衍射圖案是典型的磁鐵礦-磁赤鐵礦晶體。

圖3描述：

相比之下，根據(jù)基于透射電子顯微鏡圖像的、對晶體的最大直徑的尺寸求值來表示晶體的尺寸分布。圖3a示出了根據(jù)實施例1的物質(zhì)的尺寸分布，并且這顯示出非常均勻的尺寸分布，而沒有非常大的晶體的比例。相比之下，圖3b示出了根據(jù)對比實施例2的物質(zhì)的尺寸分布，并且在此可以看出，相當大比例的晶體以超過4nm的尺寸呈現(xiàn)。

圖4描述：

圖4a示出了根據(jù)實施例1的物質(zhì)的透射電子顯微鏡圖像的代表性部分，其證明了根據(jù)實施例1的物質(zhì)是沒有大晶體或聚集體的、非常均勻的磁赤鐵礦晶體的分散體。圖4b示出了根據(jù)對比實施例1的物質(zhì)的透射電子顯微鏡圖像的代表性部分。在這里，非常大的單個晶體占一個不小的比例?？偟膩碚f，結(jié)晶度低于根據(jù)實施例1的物質(zhì)的結(jié)晶度。

具體實施方式

用過量無機磷酸鹽測定模擬胃腸道中磷酸鹽結(jié)合能力的方法

在0.1m鹽酸中制備100mm磷酸二氫鈉溶液(sigma-aldrichno.04269)。將該溶液加熱至37℃，并保持在此溫度。用一定量的含鐵磷酸鹽粘合劑轉(zhuǎn)移40ml該溶液，得到基于鐵的40mm溶液，從而得到溫育溶液中無機磷酸鹽與鐵的摩爾比為1:0.4。使用滴定儀通過鹽酸將ph調(diào)節(jié)至1.2。在每次溫育一小時后取出0.5ml的等分試樣，然后通過鉬酸銨分光光度法測定在ph2.5、4.5、7.0、7.5的步驟中的ph值，其通過880nm在3kd過濾離心后的濾液消光(再生纖維素)的滴定儀測定。通過鄰菲咯啉方法以520nm消光的方式光度測定濾液的游離的可絡(luò)合鐵含量。

對比實施例1

根據(jù)實施例1和專利國際公開號wo2013/034267a1制備基于磁赤鐵礦的磷酸鹽吸附劑。將7.55g氯化鐵(iii)六水合物(sigma-aldrich，第31232號)溶于50ml冷卻至4℃的重蒸餾水(溶液a)中。向溶液a中加入3.2g氯化鐵(ii)四水合物(sigma-aldrich第44939號)并溶解(溶液b)。另外，將25gd-甘露糖(sigma-aldrich，第63582號)溶解于冷卻至4℃的重蒸餾水(溶液c)中。合并溶液b和c并攪拌2分鐘(溶液d)。將100ml的1.5mnaoh(冷卻至4℃)加入溶液d，并將所得混合物在4℃下攪拌5分鐘直到形成均勻的膠體(約5分鐘)，然后加熱至60℃并在60℃下再次攪拌15分鐘。在15分鐘內(nèi)，將溶液在攪拌下冷卻至室溫，通過超濾(10kd，spectrum，空心纖維，pes)將其減少至100ml。通過透析管(12-14kd截止再生纖維素，spectrapor)將溶液用2升重蒸餾水進行5次透析，直至在濾液中檢測不到鐵和氯化物。將總共200ml透析后存在的膠體溶液與0.1g甘露糖、3g阿拉伯樹膠(阿拉伯樹膠試劑級，sigmag9752)和3g菊粉(sigmaaldrichi2255，chicory))混合，溶于25ml重蒸餾水中。將該分散體攪拌3分鐘，并用100％乙醇填充至11。這樣納米顆粒沉淀，并另外在800rcf下離心。將沉淀物在60℃下干燥一夜。將所得干物質(zhì)精細粉碎成粉末。由此得到的粉末的鐵含量為157mg/g干物質(zhì)，相對于總鐵為2.04％二價鐵含量。對500個晶體進行求值以得到平均最長直徑為3.4±1.9nm，其中90％的晶體小于10nm，然而，少于20％的晶體在5和10nm之間。

實施例1

將50ml水在冰水浴中冷卻至溫度平衡。然后依次溶解3.2g氯化鐵(ii)四水合物和7.55g氯化鐵(iii)六水合物＝溶液1。在另一個容器中，將25gd-甘露醇和5g菊粉溶于100ml同樣冷卻的1.5m氫氧化鈉溶液＝溶液2中。將溶液1迅速倒入溶液2中，并在冰水冷卻下進一步攪拌15分鐘。然后加入3ml30％過氧化氫溶液，攪拌5分鐘，然后在攪拌下加熱至60℃并再攪拌15分鐘。將該樣品自然冷卻至室溫，并通過對水透析進行純化，并將滲余物以4500rpm(轉(zhuǎn)子半徑15cm)離心10分鐘。用3g阿拉伯膠轉(zhuǎn)移上清液，將所得溶液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中濃縮，然后冷凍干燥。所得的紅棕色粉末的鐵含量為190mg/g，二價鐵的比例<1％。由tem檢測的晶體尺寸，超過90％的晶體在0.5到4nm之間。根據(jù)hkl分類，電子衍射圖顯示了磁赤鐵礦的衍射圖特征：220平面＝0.297nm；311平面＝0.254nm；400平面＝0.214nm；511平面＝0.164nm；440級＝0.151nm。對500個晶體進行求值，得到了3.0±0.6nm的平均最大直徑，90％的晶體小于4.5nm。

實施例2

在實驗開始時使用來自查爾斯河(charlesriver)的品種spraguedawley雄性大鼠，每組重量為200g(n＝8)，如下所列。在無活性成分(相對于體重，0.7％磷和0.2％鈉)的實驗的第一周(第1周)，動物隨意接受飼料altromin1324(粉末形式)。然后在另外4周(第2-5周)，上述飼料中隨意加入活性物質(zhì)添加劑。在每個實驗周的最后一天，將動物單獨留在代謝籠中24小時(第6天至第7天)。收集糞便和尿液。僅在最后一個收集日才獲得血液。血液和尿液樣本由synlabgmbh進行檢查。

在第2-5周，這些組從每100g飼料接受添加劑如下：

a組對照-無添加劑。

b組佐劑-加入0.2g甘露醇及菊粉和阿拉伯樹膠各0.9g

c組實施例1-作為飼料添加劑250mg鐵(基于鐵)

d組-作為飼料添加劑250mg鐵(基于鐵)

e組-作為飼料添加劑250mg鑭(基于鑭)

f組-基于碳酸司維拉姆500mg

實驗最后一天的24小時收集期(5周全部實驗和4周的活性成分進料)的結(jié)果如下：

對對照組與活性物質(zhì)組的分析值進行統(tǒng)計學比較，采用prism程序，測試單向anova和dunnett后處理(*p<0.05；programwiththetestone-wayanovaanddunnett'spostprocessing)(*p<0.05；**p<0.01；***p<0.005)。

實施例3：通過共同喂養(yǎng)根據(jù)實施例1的本發(fā)明物質(zhì)，減少尿毒癥大鼠動物模型的腎性骨營養(yǎng)不良

大鼠中的尿毒癥(sprague-dawley，雄性，n＝6，查爾斯河(charlesriver))是通過共同喂養(yǎng)腺嘌呤(0.3％額外重量分數(shù)，飼料altrominc100，1.2％磷和1.2％鈣持續(xù)10周)產(chǎn)生的。在這10周后，停止腺嘌呤，對3只動物仍然給予上述飲食4周，無活性成分(對照組)，其余3只動物隨后接受上述飲食，其補充有0.125重量％的根據(jù)實施例1的本發(fā)明的鐵(活性成分組)。

在第二個4周后，處死動物，取出大腿骨并測定長度(左右兩側(cè)共有n＝6塊骨頭)。通過(微型計算機斷層攝影測定的)對照組0.42±0.08mm，活性物質(zhì)組0.59±0.12mm，皮層的干腱厚度有顯著差異。

說明書中包含的引文

引用專利文獻

us2012/0263670

de102011112898

wo2012/0006475a1

wo97/22266

非專利文獻引文

labonte等人，2014美國腎臟病學雜志26，網(wǎng)絡(luò)出版物doi：10.1681/asn.2014030317