生物活性玻璃在制备治疗胃和十二指肠溃疡药中的应用

技术领域

本发明涉及一种生物活性玻璃在制备治疗胃和十二指溃疡的药中的应用。属于生物医药领域。

背景技术

胃和十二指肠溃疡病的发病原因和发病机制比较复杂，迄今尚无定论。近一百年以来，世界各国对溃疡病的发病原因和发病机理都在进行不断地研究和探讨，并已有数十种学说，但仍末取得一致的认识。主要的学说有以下几种：

(1)创伤学说：有人认为胃和十二指肠原发性损伤是溃疡形成的原因。这些损伤的因素有机械性、温热性、化学性的刺激。这些刺激使胃粘膜损伤；成为“自体消化”的起点，继而发展为溃疡。这一学说阐述了引起溃疡病的外因，显然的错误是没有重视更为重要的内因。应该来说，那些创伤因素，仅仅是外因，只有通过一定的内因才能引起溃疡病。

(2)血管学说：有的认为胃壁在血液供应正常时，不会被胃液侵蚀。当胃肠血管有病变时，使局部胃粘膜缺血坏死而致溃疡。

(3)炎症学说：据研究发现，100％的溃疡同时见到胃或十二指肠粘膜的炎性病变，而且这种病变发生在溃疡形成之前。因此认为，胃炎是形成溃疡的第一阶段，继之才会发生典型的溃疡。

(4)消化学说：已有一百多年的历史，它把胃液量的增多、胃酸度的增高和胃蛋白酶量的增多放在第一位。认为这种胃液消化能力的增加，是溃疡病发生的基本因素。所以以前把本病称为“消化性溃疡”。但是溃疡病患者并非都是胃酸增多，有的患者胃酸正常甚至还缺乏。而一些胃酸很高的人，并不一定发生溃疡。所以消化学说有一定的道理，但亦不能阐明与本病发生有关的各种错综复杂的问题。

(5)植物神经不平衡学说：植物神经功能紊乱与溃疡病的发生有一定的关系。这一学说根本的缺点是对外界环境条件的影响估计不足，仅孤立地强调从植物神经系统对本病的作用，脱离了高级神经活动的影响，显然是片面的。

(6)皮层内脏学说：临床上常可见到因精神情绪因素使溃疡病发生或加重的病例。皮层内脏学说的创始人贝柯夫认为，大脑皮层机能状态的紊乱是溃疡病发生过程的主导因素。大脑皮层活动障碍，使皮层与皮层下部的正常关系失调，导致交感神经受抑制，副交感神经张力增强而形成溃疡。

(7)感染学说：自从1983年人们重新认识幽门螺杆菌(简称HP)后，消化性溃疡的发病机理起了一个根本性变化。目前大多数专家认为HP是消化性溃疡的主要原因。可见消化溃疡应被认为是一种传染病，在HP根除后，消化性溃疡可得到根治。

(8)其他学说：除上述几种学说外，有组织的酸中毒学说、维生素缺乏学说、神经营养学说、变态反应学说、遗传学说、内分泌学说等等。这些学说都有一定的根据，但也有很多片面之处。

现普遍认为，溃疡病的发病原因并非一种，而是有多种因素作用所致。

由于胃溃疡治愈停药后复发率甚高，并发症发生率较高，而且自然病程可长达8～10年，药物维持治疗是一个重要的措施。目前常用的药物有：洛赛克、甲氰咪胍、雷尼替丁、法莫替丁、硫糖铝、阿莫西林、斯达舒等。这些药物通常只能达到改善胃中酸性环境提高pH，抑制单胺氧化酶，改善胃粘膜血液循环，抑制幽门螺旋杆菌等，但至今对胃壁胃粘膜软组织损伤进行直接的修复、促进组织的生长和愈合的药物所见不多。

生物活性玻璃已有30多年的研究历史，成功的临床应用已有15多年，是目前唯一既能促进骨组织的生长、骨缺损的愈合又能促进软组织的生长愈合的人工合成的材料。生物活性玻璃的这些优良特性来源于它的表面活性。最新研究表明，生物活性玻璃的表面活性能促进生长因子的生成、促进细胞的繁衍、活化细胞基因表达[(1.D.Xynos，A.J.Edgar，L.D.K.Buttery，L.L.Hench，J.M.Polak，“Gene-expression profiling of human osteoblasts following treatment with the ionic products of Bioglass 45S5 dissolution″，J.Biomed.Mater.Res.，55：151-157，2001).

(L.L.Hench，I.D.Xynos，A.J.Edgar，L.D.K.Buttery，J.M.Pohk，钟吉品、刘宣勇、常江，“激活基因的玻璃，”无机材料学报，第17卷，第5期，897-909，2002)]。这样，生物活性玻璃通过直接对那些调节诱发细胞周期开始和进程的基因的直接控制，从而加强和达到了对人体组织生成和生长的促进作用。最新研究同时表明，生物活性玻璃在液体环境中具有较强的杀菌作用[P.Stoor，E.Sderling and J.I.Saloen，“Antibacterial effectsof abioactive glass paste on oral microorganisms，″AGTA Odont01.Scand.56，161-165，1998.]

申请号为97191524的发明专利“加速创伤和烧伤愈合的组合物和方法”以及申请号为99802296的发明专利“用生物活性玻璃治疗皮肤病炎症”公开了生物活性玻璃组成对软组织伤口愈合的应用技术。生物活性玻璃能促进软组织细胞生长因子的生成，为伤口处的愈合提供了内源性细胞生长因子。作为详细机理，我们认为生物活性玻璃由它表面活性反应达到伤口愈合。当生物活性玻璃颗粒在伤口或软组损伤处与伤口渗液相接触时，发生快速表面反应，其结果为：1、离子释放；2、钙、磷等离子沉积在生物活性玻璃颗粒表面生成一支架状羟基磷灰石层：3、生物活性玻璃颗粒的高的比表面积吸附成纤微细胞即其它软组织生长细胞以及一些蛋白质生长因子，这些细胞受到羟基磷灰石支架层的稳定以及生长因子的作用，这一环境有利于细胞增长以及新的组织的生成，使得生物活性玻璃颗粒表面成为一结缔组织以及粘膜组生长的基床；4、生物活性玻璃颗粒表面反应和离子释放提高伤口或软组损伤处pH[D.C.Greenspan，J.P.Zhong，G.P.LaTorre“The Evaluationof Surface Structure of BioactiVe Glasses In Vitro，”Bioceramics 7，1994.]抑制感染，同时，释放的离子能促进生长因子的生成、促进粘膜组织细胞的增长、活化细胞的基因表达。所有这些作用达到了促进伤口以及粘膜组织损伤愈合的效果。

生物活性玻璃已在治疗表皮软组织伤口愈合的临床应用上使用。临床表明，生物活性玻璃在促进创面溃疡愈合特别是难以愈合创面的愈合包括糖尿病溃疡、褥疮、长期糜烂伤口、口腔溃疡、脂肪液化性伤口、轻度烧伤等已呈现出良好效果[蔡瑞、廖镇江、范跃组、张胜华等，“肌肤生临床疗效调查报告一肌肤生DermGlas临床应用资料”复旦大学医学院附属华山医院，上海中医药大学附属岳阳医院，同济大学医学院附属甘泉医院，2000年8月)。

由此可见根据生物活性玻璃颗粒表面反应和离子释放提高软组织损伤处pH、促进粘膜组织细胞的增长从而达到软组织损伤修复愈合的原理，生物活性玻璃对胃溃疡、十二指肠溃疡以及消化系统溃疡的治疗应是十分理想的。遗憾的是生物活性玻璃用于胃溃疡和十二指溃疡的治疗至今尚未见报道。

发明目的

本发明目的在于提供一种生物活性玻璃在制备治疗胃和十二指溃疡的药中的应用。其作用机理是“生物活性玻璃在体液环境中，发生表面反应，使周围环境pH增加，从而中和酸性环境来阻止因胃酸导致的胃和十二指肠溃疡的恶化。更为特别的是，生物活性玻璃表面反应和离子释放的结果能促进软组织细胞的生长，达到对胃粘膜组织损伤的愈合即溃疡的愈合。这二种特性对胃和十二指肠溃疡的治疗都是十分重要的。目前还未见同时具有这二种特性的治疗胃和十二指肠溃疡的药物。特别是能促进软组织细胞的生长、直接达到对胃粘膜组织损伤即溃疡的愈合的药物也未见在临床上使用。因此，生物活性玻璃将是对治疗胃和十二指肠溃疡的具有特效的药物。

本发明提供的在制备治疗胃和十二指肠溃疡的药中应用的生物活性玻璃组成配方为：(重量)

SiO₂   40-60％

CaO     10-30％

Na₂O   10-35％

P₂O₅  2-8％

B₂O₃  0-10％

K₂O    0-8％

MgO     0-5％

所述的生物活性玻璃以粉剂或液体形式装入软胶囊中，以吞入方式进入胃乃至全消化系统到达治疗效果。

所述的生物活性玻璃粉剂的颗粒小于20微米。

本发明提供的生物活性玻璃可对胃和十二指肠以及消化系统溃疡进行治疗，它能中和酸性环境来阻止因胃酸导致的胃和十二指肠溃疡的恶化，促进软阻止生长的作用来修复胃粘膜，促进溃疡愈合。

为了验证生物活性玻璃在制备胃和十二指肠溃疡的药物中应用，本发明人将所述的生物活性玻璃粉末(小于20μm)制成药名为倍尔生胶囊后，分别进行了对小鼠的急性毒性试验、对小鼠应激性胃溃疡的保护作用以及对大鼠药物诱发胃溃疡的治疗作用的三个动物试验。(详见实施例3、4、5)

三个动物试验均委托上海第二军医大学药理学教研室进行，试验日期为2003.12.7-2004.4.14。原始资料保存在该教研室刘建国副教授处。

试验结论分别是：

(1)小鼠灌胃倍尔生胶囊的最大耐受量(MTD)为20g/kg，雄雌2组死亡率均低于50％，如人每次服6粒，每粒0.5g，则此最大耐受量相当于临床人用量的400倍。

(2)用10％的倍尔生0.5g/kg灌胃对小鼠诱发的应激性溃疡有较好的保护作用。

(3)用10％的倍尔生0.5g/kg灌胃对利血平诱发的SD大鼠胃溃疡有较好的治疗作用。

由此可见，本发明提供的生物活性玻璃在制备治疗胃和十二指溃的药物中具有良好的应用前景。

附图说明

附图1  模拟人体溶体的PH随生物活性玻璃表面反应时间的变化。

附图2  生物活性玻璃对软组织损伤的修复愈合

1.用药前

2.用药二周，创面愈合75％

3.用药四周全愈合

具体实施方式

下面通过具体实施例，说明生物活性玻璃在溃疡治疗中的作用，以进一步阐述本发明实质性特点和显著进步。

实施例1、生物活性玻璃在模拟人体溶液中pH的变化

将0.2克＜20μm的生物活性玻璃粉体放入200ml模拟人体溶液中在人体温度(37℃)下进行反应，模拟人体溶液的初始pH为7.25。在反应过程中，记录下模拟人体溶液的pH随时间的变化。图一是实验记录结果，图中的误差值代表组成范围内的pH变化。图一表明，模拟人体溶液的pH随生物活性玻璃表面反应而升高。这一特性使得生物活性玻璃在胃酸环境中中和酸性，阻止因胃酸导致的胃和十二指肠溃疡的恶化。

本实施例中使用的模拟人体溶液称之为Tris缓冲液。Tris英文全名为Tris(Hydroxymethyl)aminomethane，分子式为C4H1，N03，中文名为三(羟甲基)氨基甲烷。Tris缓冲液在国际上被用作为最简单的模拟生物环境即人体溶液。

Tris缓冲液配方配制方法为：

去离子水：    700ml

Tris：        6.069g

HCl(1N)：     35ml

在1500ml的烧杯中配制，保持搅拌。搅拌混合均匀后到入1000ml计量筒中，最后添加去离子水使溶液为1000ml。然后混合搅拌均匀。pH为7.25左右。

实施例2、生物活性玻璃对软组织损伤的修复愈合

患者于2000年5月4日做左乳房癌根治术，二周后发现侧面有5×6×0.7cm的溃疡创面，每天常规换药效果不佳。3周后开始外用生物活性玻璃(肌肤生)粉剂换药，创面愈合速度明显加快。用药1周后，肉芽生长，渗出减少，创面愈合50％，用药2周创面愈合75％，用药4周完全愈合，(见图2)。

生物活性玻璃能促进软组织细胞如成纤微细胞生长因子的生成，为伤口处的愈合提供了内源性细胞生长因子，从而使软组织伤口达到如试验三所示的修复和愈合。胃粘膜组织为一种软组织，生物活性玻璃对外表皮软组织损伤的修复机理可适用于胃粘膜组织，达到对胃和十二指肠溃疡胃粘膜组织损伤的修复和治疗。

实施例3、倍尔生胶囊灌胃对小鼠的急性毒性试验

(1)受试物

名称：倍尔生胶囊

性状：白色粉末

批号：030930

提供单位：钟吉品博士

溶媒：生理盐水

配制方法：临用前配制成50％浓度。

(2)受试动物

来源：昆明种小鼠，由上海复旦大学实验动物科学部提供(清洁级)。

合格证号：SCKX(沪)20002-0002。

体重：18-22g

性别：雌雄各半

分组：雄性组13只，雌性组13只。

(3)剂量

每组给药剂量分别为20g/kg

(4)给药容积0.4ml/(10g体重)

(5)给药途径  灌胃

(6)给药次数一次/日

(7)方法  健康小鼠共26只，禁食12小时(供水)，每组13只，雌雄各半，按最大溶积(0.4ml/kg)和最大浓度灌胃给药，给药组小鼠的给药剂量为20g/kg(其相应给药浓度为0.5g/ml)。

(8)观察指标

毒性反应：观察动物毒性反应情况和死亡情况，包括中毒症状，中毒发生时间、持续时间、恢复期及动物死亡时间等。

观察期：7天

(9)结果  给药后动物萎靡少动，24小时内雄性组死亡2只(死亡率15.39％)，雌性组死亡4只(死亡率30.77％)，死亡小鼠1只有血尿，1只眼睛有大量分泌物，其他死因不明，解剖器官未发现异常，其他小鼠24小时后逐渐恢复。连续观察7天未再出现任何动物死亡。

(10)结论  倍尔生胶囊灌胃小鼠的最大耐受量(MTD)为20g/kg，雄雌2组死亡率均低于50％，如人每次服6粒，每粒0.5g，则此最大耐受量相当于临床人用量的400倍。

实施例4、倍尔生对小鼠应激性胃溃疡的保护作用

本实验研究在于观察倍尔生对小鼠应激性溃疡的保护作用。实验分2组，即阴性对照组和药物治疗组，分别给与生理盐水和10％的倍尔生溶液灌3天，最后一次灌胃后30分钟将小鼠仰卧固定，用22～23℃冷水浸泡，水平面达到小鼠剑突部位，浸泡7小时后处死小鼠，取出胃，幽门处用丝线结扎，从食道注射10％福尔马林使胃充盈，固定30分钟后沿胃大弯剖开胃，观察2组胃溃疡发生情况。

实验表明：倍尔生灌胃对小鼠应激性溃疡有较好的保护作用

本试验具体分以下10部分描述：

(1)实验目的

通过本实验观察倍尔生灌胃对小鼠应激性胃溃疡的保护作用。

(2)受试药物

倍尔生：由钟吉品博士提供，生产批号：20030930，浓度：用生理盐水配置成10％的混悬液，外观呈乳白色。

(3)受试动物

健康昆明种小鼠(由第二军医大学实验动物中心提供)24只，体重20±2g，雄雌兼用，随机分为2组

分组        动物数(只)          剂量         给药途径

生理盐水组    12             生理盐水5ml/kg    灌胃

治疗组        12             倍尔生0.5g/kg     灌胃

(4)实验方法

治疗组用10％倍尔生灌胃，对照组用生理盐水灌胃，每日一次，连续3天，第4天禁食24小时，将治疗组和对照组分别用10％的倍尔生液和生理盐水灌胃后30分钟将小鼠仰卧固定在木板上，放入22～23℃冷水中，水平面淹埋至剑突处浸泡7小时，然后处死动物，取出胃，将幽门结扎，从食道注入10％福尔马林溶液至胃呈充盈状，30分钟后从胃大弯处剖开检查溃疡情况并做评级测定。

(5)观察指标：

溃疡指数：O级：无病变；1级：出血、糜烂或发生溃疡点(＜1mm)；2级：1～5个小溃疡(＞1mm，＜3mm)；3级：6个以上小溃疡或1个大溃疡(＞3mm)；4级：2个以上大溃疡；5级：穿孔性溃疡。

(6)剂量设置

治疗组500mg/kg(相当于人10倍剂量；人按60公斤，每次服6粒胶囊，每粒胶囊按0.5g计算则人临床用量为50mg/kg)

(7)给药方法

实验采用的给药方法为灌胃给药，与临床拟用途径口服一致。给药容积为5ml/kg，给药次数为一次。

(8)统计分析

实验结果以X±S表示，采用非配对t检验法统计，P＜0.05为具有显著性统计学差异。

(9)实验结果

经用10％倍尔生500mg/kg和生理盐水5ml/kg每日一次灌胃，连续3天，最后一次灌胃后30分钟将小鼠浸入22～23℃冷水中7小时发现，生理盐水组溃疡发生率100％，溃疡指数2.92±1.17。而治疗组溃疡发生率为83.33％，溃疡指数为1.75±1.14，两组间比较有显著差异(P＜0.05)见下表。

倍尔生对SD大鼠胃溃疡的保护作用n＝12

组别        溃疡发生率％    溃疡指数

生理盐水组      100        2.92±1.17

治疗组          83.33      1.75±1.14*

^*P＜0.05

(10)实验结论

用10％的倍尔生0.5g/kg灌胃对小鼠诱发的应激性溃疡有较好的保护作用。

实施例5、倍尔生对大鼠药物诱发胃溃疡的治疗作用

本实验研究观察倍尔生对利血平诱发SD大鼠胃溃疡的治疗作用。实验分2组，即阴性对照组和药物治疗组，模型备制后，阴性对照组用生理盐水灌胃，治疗组用倍尔生溶液灌胃，2组灌胃均每日一次，连续7天。

实验表明：倍尔生灌胃对利血平诱发的SD大鼠胃溃疡有较好的和治疗作用

具体可分以下10部分，作详细描述

(1)实验目的

通过本实验观察倍尔生对利血平诱发SD大鼠胃溃疡治疗作用。

(2)受试药物

倍尔生：由钟吉品博士提供，生产批号：20030930，浓度：用生理盐水配置成10％的混悬液，外观呈乳白色。

利血平注射液：上海医科大学红旗制药厂生产，批准文号：沪卫药准字(1995)第043022号，1mg/支。

(3)受试动物

健康SD大鼠(由第二军医大学实验动物中心提供)20只，合格证号：SCXK(沪)2003-0002，体重318±87g，雄雌兼用，随机分为2组

分组        动物数(只)      剂量        给药途径

生理盐水组     10       生理盐水5ml/kg    灌胃

治疗组         10       倍尔生0.5g/kg     灌胃

(4)实验方法

受试动物禁食24小时，自由饮水，然后腹腔注射利血平5mg/kg，24小时后可形成溃疡，正常饲养，治疗组每日用10％的倍尔生溶液0.5g/kg灌胃一次，对照组生理盐水灌胃每日一次，容量与治疗组相同。7天后处死动物，取出胃，将幽门结扎，从食道注入10％福尔马林溶液至胃呈充盈状，固定30分钟后从胃大弯处剖开检查溃疡情况并做评级测定

(5)观察指标：

溃疡指数：O级：无病变；1级：出血、糜烂或发生溃疡点(＜1mm)；2级：1～5个小溃疡(＞1mm，＜3mm)；3级：6个以上小溃疡或1个大溃疡(＞3mm)；4级：2个以上大溃疡；5级：穿孔性溃疡。

(6)剂量设置

治疗组500mg/kg(相当于人10倍剂量；人按60公斤，每次服6粒胶囊，每粒胶囊按0.5g计算则人临床用量为50mg/kg)

(7)给药方法

实验采用的给药方法为灌胃给药，与临床拟用途径口服一致。给药容积为5ml/kg，给药次数为一次。

(8)统计分析

实验结果以X±S表示，采用非配对t检验法统计，P＜0.05为具有显著性统计学差异。

(9)实验结果

用利血平腹腔注射诱发SD大鼠发生溃疡后分别用生理盐水和倍尔生灌胃治疗一周后，生理盐水组溃疡发生率100％，溃疡指数3.10±0.57。而治疗组溃疡发生率为70％，溃疡指数为1.80±1.62，两组间比较有显著差异(P＜0.05)见下表。

倍尔生对SD大鼠胃溃疡的保护作用n＝10

组别        溃疡发生率％    溃疡指数

生理盐水组     100         3.10±0.57

治疗组         70          1.80±1.62*

^*P＜0.05

(10)实验结论

用10％的倍尔生0.5g/kg灌胃对利血平诱发的SD大鼠胃溃疡有较好的治疗作用。