CN1382443A - 钠离子通道阻断剂在制备用于局部神经麻醉或镇痛的药物中的应用 - Google Patents
钠离子通道阻断剂在制备用于局部神经麻醉或镇痛的药物中的应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及钠离子通道阻断剂在制备用于对局部神经组织区域进行阻滞麻醉与镇痛的药物中的应用,其中所述钠离子通道阻断剂能够与钠离子通道的α－亚单位的SS1或SS2部位的外端受体位点结合。所述钠离子通道阻断剂例如是即河豚毒素或蛤蚌毒素及其类似物,而且该药物可用于例如眼球部位。
Description
本发明涉及钠离子通道阻断剂在制备用于对局部神经组织区域进行阻滞麻醉与镇痛的药物中的应用，其中所述钠离子通道阻断剂能够与钠离子通道的α-亚单位的SS1或SS2部位的外端受体位点结合。该药物可用于例如眼球部位。
根据第00124518.X号中国专利申请(相应的美国专利申请号为09/702,826)所述，疼痛是与炎症、缺血、机械或其它刺激所致的实际或潜在的组织损伤相关联的。局部麻醉剂由于可以稳定局部神经纤维的细胞膜、使动作电位无法传导，因而可以阻断神经传导，影响知觉和痛觉，并且可以干扰某些炎性介质的释放，从而可以缓解疼痛。同时，由于在局部麻醉下，病人的神智保持清醒，对全身生理干扰轻微，麻醉并发症和后遗症很少，因而是一种比较安全而应用很广的麻醉方法。可应用于全身各部位的许多手术。
Monheim(Monheim，L.Local Anesthesia and Pain Control in Dental Practice，第2版，C.V.Mosby Co.1961)认为，按照不同给药区域和给药方式，局部麻醉可以分为四类：
1.表面麻醉(Topical)
2.浸润麻醉(Infiltration)
3.局域麻醉(Field Block)
4.神经阻滞麻醉(Nerve Block)
神经阻滞麻醉应属于其中第四类。早在1884年哈勒斯特德博士(Dr.William S.Halsted)发现，将麻醉剂注射在神经干任何部位上即可实现对其支配区域的麻醉。
目前常用的局麻药分为两类：酯类(esters)和氨基化合物类(amides)。前者常见的有普鲁卡因，丁卡因等，而后者包括利多卡因，布比卡因等。它们的作用方式主要是堵塞钠离子通道，从而阻断可因电流刺激而兴奋的组织中的传导，这类组织包括神经，心肌以及血管平滑肌。这些常规局麻药先要进入神经细胞，然后从内部堵塞钠离子通道；而河豚毒素的作用方式正相反，是从细胞膜外堵塞钠离子通道。
Adams等人(1977)在美国专利4,029,793中指出，未发现河豚毒素可以在实践中作为麻醉剂单独使用，理由是动物实验表明麻醉剂量仅仅略低于致死剂量。但是中国专利申请00124517.1(相应的美国专利申请号为09/695,053)、00124518.X(相应的美国专利申请号为09/702,826)分别以试验证明河豚毒素是可以单独作为全身或局部的麻醉及镇痛剂使用的，在治疗癌症疼痛及牙髓神经麻醉方面具有明显的疗效和充分的安全性。
眼科手术一般多采用局部麻醉方法以便取得患者的合作，同时可以避免全麻后清醒时的挣扎、恶心呕吐等反应而影响手术结果。眼科目前应用的局麻方式共有3种：
(1)表面麻醉：指将局麻药液直接滴于粘膜表面，使粘膜下的感觉神经末梢麻醉，临床上常用于测量眼压、房角镜检查以及拆除伤口缝线等。
(2)浸润麻醉：指向皮下或较深部组织注射药液，麻醉感觉神经末梢及纤维。如：结膜下麻醉、眼轮匝肌麻醉等。
(3)神经干麻醉：指将麻醉剂注射于神经干周围或神经干内，使该神经干支配区域产生麻醉，这种麻醉方法因为麻醉剂不是直接注射在手术区域，故手术区不会发生水肿或出血而影响解剖结构以致妨碍手术进行。常用的神经阻滞麻醉有球后注射麻醉，球周注射麻醉以及面神经阻滞麻醉等。
由于绝大多数的眼内手术(如白内障摘除及人工晶体植入术、玻璃体切除术、眼内异物取出术、视网膜脱离复位术等)均需要麻醉虹膜、角膜、结膜、睫状体、脉络膜等。而且要使眼外肌完全不能运动，故要采用球后或者球周阻滞麻醉方法。
球后注射局部麻醉剂可起到阻滞第III(动眼)颅神经、IV(滑车)颅神经、及VI(外展)颅神经、睫状神经节和睫状神经的作用。不仅能麻醉角膜、结膜、虹膜、睫状体、脉络膜，使球体深部麻醉，而且可减低眼外肌张力，从而降低眼压，保证手术的顺利进行。
球周麻醉乃是为了克服球后麻醉的一些并发症(如球后出血)而采用和推广的。它是将麻醉药注射到眼球后肌锥外的眼球周围软组织内，让药物自行扩散到肌锥内达到麻醉作用。由于球周麻醉的注射针尖不进入眼球后肌锥内，故注射深度不如球后麻醉，而且它较之球后麻醉相对远离球后的大血管及神经，所以人们一般认为它比球后麻醉安全性高，但也正是由于它的注射部位的缘故，仅仅靠局麻药的自行渗透扩散进入肌锥内，从而以期产生与球后阻滞相同的镇痛和抑制眼球转动的作用(Varvinski等人，Anaesthesia for Opthalmic Surgery Part 1：Regional Techniques，Update in Anesthesia，Issue 6，1996)。一般来说，该种局麻方式注入药量的多少，个体之间差异较大。
目前眼科临床上使用的局部麻醉剂有利多卡因、普鲁卡因、布比卡因等。利多卡因从1944年开始应用，是各科最常见的局麻药，起效快(2分钟左右)，相对较为安全，抑制心血管的可能性很低。眼科局麻作用时间20多分钟。但是倘若手术时间稍长，则要追加剂量给药，甚至不得不中止手术，在某些手术应用有明显的局限性。布比卡因于1963年开始使用，和利多卡因同属氨基类麻醉剂，但脂溶性很高，具有起效慢而作用时间长的特点，可长达8小时，常用于脊椎麻醉等。在眼科方面，布比卡因一方面可以抑制术后疼痛，另外却也有70％的病人会感到有复视的副作用。布比卡因也可能引起致命的心血管中毒，以及较难处理的心室性心律不齐，还可能使中枢神经中毒。据文献报道，静脉给予布比卡因比利多卡因更易引起心律失常及心跳骤停；其麻醉起效时间为10-15分钟，似乎较长；其制动作用(导致不能运动的作用)较其它局麻药(如利多卡因)为差。
目前临床上使用的局麻药物，或者由于对角膜上皮有轻度损害，可影响创伤角膜上皮的再生，倘若反复、频繁、长期滴眼将加重损害；或者由于麻醉时间较短，倘若手术时间稍长，则要追加剂量给药，均存在一定的局限性及缺陷之处，故本领域确实需要一种具有高效、持续时间长，而又无明显毒副作用的麻醉方法及药物。
在新发现的技术中，Schwartz等人的美国专利6,030,974(2000年2月)论及使用河豚毒素应用于眼结膜下浸润麻醉，其仍然存在以下缺陷：
1)其是眼结膜下浸润麻醉，而所谓浸润麻醉是将局部麻醉药物直接注入待手术切口部位的组织内，以阻滞该部位组织中的神经末梢，达到较为局限的麻醉作用。
2)其方法是将河豚毒素注射在穹窿结膜下，麻醉该部位的神经末梢，部位表浅(进针浅)，麻醉范围狭小，而且由于将局麻药注射在手术切口局部，倘注射量过多，则导致局部组织肿胀剧烈，解剖结构模糊，给手术操作带来极大的困难。
3)该方法进行的是结膜下浸润麻醉，由于注射部位局限、表浅、注射量较小，因而麻醉维持时间常常较短。而且由于这种麻醉是直接将局麻药注入手术区，故倘若手术区系感染区域，则不宜施行这种麻醉方式，以免引起感染的扩散。为此，此种局麻方式的麻醉效果相对较差，眼科临床常以此作为结膜下注射药物，外眼手术及部分内眼手术的辅助麻醉方式。
另外，由于绝大多数眼球内部的手术(眼科大手术)除需要完全无痛外，还要达到眼睑及眼球完全不能运动，故几乎均需要进行球后及球周麻醉。因此，该麻醉方法广泛应用于临床眼科。
因此，本发明的目的是提供钠离子通道阻断剂在制备用于对局部神经组织区域进行阻滞麻醉与镇痛的药物中的应用，其中所述钠离子通道阻断剂能够与钠离子通道的α-亚单位的SS1或SS2部位的外端受体位点结合。
所述的局部神经组织区域包括眼球周围及眼球后神经及其支配区域。更具体而言，所述的神经及其支配区域包括部分或全部的第III颅神经(动眼神经)、第IV颅神经(滑车神经)、第VI颅神经(外展神经)、睫状神经节和睫状神经支配区域。其给药方式包括进行眼球后注射，以将药物输送到眼球后的肌肉圆锥附近。给药方式还包括进行眼球周注射。其有效剂量不会引起任何严重的毒性反应或副作用。
与现有技术相比，在使用本发明的药物时具有以下优点：本发明属于神经干阻滞麻醉，是把麻药直接注射在神经干的旁侧，以麻醉该神经支配的区域，可以用较少量麻药达到麻醉目的；本发明施行球后阻滞麻醉，由于是在眼球后的肌锥内注入麻醉药物，以阻滞第III、IV、VI颅神经，以及第V颅神经的眼神经分支，使眼球固定不动，并使结膜、角膜及葡萄膜的知觉消失，并同时可以降低眼肌张力，令眼眶血管收缩，有降低眼压的作用，因而麻醉范围在眼科而言较为广泛。
以下将参考附图对本发明进行更为详细的说明，在附图中：
图1是河豚毒素(TTX)的局麻作用中时间与剂量的关系图。
根据本发明，所述能够与钠离子通道的α-亚单位的SS1或SS2部位的外端受体位点结合的钠离子通道阻断剂是选自于以下组中的一种或多种组分：河豚毒素、去水河豚毒素、胺基河豚毒素、甲氧基河豚毒素、乙氧基河豚毒素、脱氧河豚毒素及河豚酸。其剂量范围优选是0.1μg到100μg，更优选为0.5μg到50μg。该剂量的河豚毒素可以产生持续时间为0.5到6小时的麻醉和镇痛作用。
所述的能够与钠离子通道的α-亚单位的SS1或SS2部位的外端受体位点结合的钠离子通道阻断剂还可以是蛤蚌毒素及其衍生物。其有效剂量范围是0.1μg到100μg。所述蛤蚌毒素的分子式为C10H17N7O4·2HCl。
本发明的药物还包括药物学上合适的载体，该载体的pH值为3-8，优选为4.5-7.5。
所述的载体还包括一种或多种选自于以下组中的酸性助溶剂：稀醋酸、稀盐酸、柠檬酸溶液。
所述的载体还包括一种或多种选自于以下组中的pH稳定剂：醋酸盐缓冲剂、柠檬酸盐缓冲剂、硫酸盐缓冲剂、磷酸盐缓冲剂。
本发明首次揭示了在眼球后部位注射钠离子通道阻断剂如河豚毒素以达到局部麻醉及镇痛的可行性，实际测定了眼球后注射河豚毒素的有效浓度，局麻的持续时间和与利多卡因的相对作用强度和显效时间的对比，另外又测得了防止毒副作用的安全剂量，因此眼球后局部注射河豚毒素的新方法，将会推动眼科中河豚毒素的广泛应用。
本发明所提供的制剂可用于任何情况下眼部组织的疼痛，包括眼科手术的局部麻醉，以及眼部组织受损及刺激等，具有明显的优点，例如可以产生至少半小时进而三小时、甚至长达六小时长效强力的局部麻醉和镇痛，而没有明显的副作用。在一项实施例中，河豚毒素的药物剂量为5μg，而产生的局麻和镇痛作用时间长约6小时。
在本发明应用中所述药剂并不产生明显的毒副作用。
根据眼科的专家意见，使用同样的麻醉剂，球周注射和球后注射可以达到相同程度的局部麻醉作用和运动抑制作用。因此我们可以合理地推论，如果河豚毒素经球后注射方式可以产生有效的局部麻醉作用和运动抑制作用，也可以经球周注射方式产生同样的作用。<给药方法>
如前所述，本发明提供了一种对哺乳类动物眼晴神经组织，在眼球后注射有效剂量的钠离子通道阻断剂如河豚毒素的局部麻醉及镇痛的新方法。河豚毒素(Tetrodotoxin，TTX)存在于河豚鱼的睾丸、卵巢、卵、肝等多种器官内，为一种氨基全氢喹啉型化合物，其化学结构为笼型原酸酯类，系小分子非蛋白类神经毒素，它是引起食用河豚鱼中毒死亡的主要原因。河豚毒素也在很多其它动物中发现，TTX也在其它动物甚至海藻中发现，包括蜥蜴、加州蝾螈、虎虾鱼、蓝环章鱼等。
在我们的试验中，河豚毒素是以局部给药的方式给予眼部位，可以有长效强力的镇痛作用而没有全身或局部毒性反应。本发明的方法可用于各种眼部疾病及眼科手术所致疼痛，局部麻醉及镇痛。<河豚毒素及蛤蚌毒素的处方及剂量>
在眼科上应用，河豚毒素及蛤蚌毒素通常以溶液的方式给药。典型地说，活性成份河豚毒素或蛤蚌毒素可用纯水或生理盐水作为主要的载体。然而，眼科应用的处方可以含有其它成份，包括但不限于调节或维持pH值的缓冲剂，河豚毒素的给药方法已经在一些动物种属上进行了深入的研究，大鼠的肌肉注射半致死剂量约为11至18μg/kg。对体重为70kg的人注射半致死剂量估计为500μg<实验方法>
将实验用家兔随机分为若干组，雌雄各半，6只/组。实验前先将兔双眼睫毛剪除，以防止试验时误触睫毛而导致的判断错误。
将兔固定于实验用专用兔盒内，左眼球后注射溶剂对照液50μl，右眼球后注射不同浓度的TTX溶液或盐酸利多卡因注射液50μl，球后注射给药后立即计时，进行角膜知觉实验(角膜反射)。采用手术缝合丝线(5个零)作为刺激物，每次连续测试3次，观察家兔眨眼情况并记录生效和维持时间。观察时间分别为：注射前、注射后、立即、1分钟、2分钟、3分钟、4分钟、5分钟、10分钟、15分钟.......1小时、2小时、3小时.......10小时，以眨眼指数2为有局麻作用。
同时使用荧光素钠对角膜进行染色，以了解角膜上皮情况。给药后12和24小时用裂隙灯显微镜观察眼前节情况；
间接检眼镜了解眼底状况；给药后1周有无全身情况的改变；
给药后24小时采用眼电理检查仪对该药的视网膜毒副作用(即对视网膜功能的影响)进行了评价。测量前先用1％复方托品酰胺充分散瞳，暗适应30分钟，测量时以复方氯胺酮0.15ml/kg肌肉注射，眼局部滴以0.4％Beroxil眼液表面麻醉，参考电极及地电极采用皮肤针电极，分别置于兔前额皮肤和耳根部皮下，记录电极为角膜接触镜电极，通过的0.5％甲基纤维素附于角膜中央，采用单次闪光刺激的方法，双眼同时记录，重复进行三次，测定b波的振幅，取三次的平均值。1周后静脉注气处死动物，常规行光学显微镜及透射电子显微镜检查。
实施例一、眼球后注射TTX的毒性预试验
将家兔随机分为5组，雌雄各半，5-6只/组。
观察发现：注入TTX药物剂量为250μg、125μg、25μg组的动物均在不同的时间导致家兔的抽搐、僵直、死亡；TTX 2.5μg注入组则呈现了一定的局麻作用(结果见表1所示)。TTX 2.5μg组有1只动物发现TTX注入眼结膜充血、水肿(++)、流泪，该只动物并发生哮喘约1.5小时，以后自行缓解，该组其余兔内外眼及全身均未见明显异常，溶剂对照眼均无局麻作用。根据试验结果，可以确定安全剂量范围在2.5μg附近(剂量折算到人：兔剂量/兔体重×标准体重×14.2＝70kg标准体重人的剂量，得出5微克兔剂量对应于50微克人剂量，约差10倍)。二、眼球后注射TTX的局麻作用的起效及维持试验
将家兔随机分为6组，雌雄各半，6只/组。观察发现；其中除注入TTX药物剂量为10μg的动物在注入后的不同时间发生抽搐、僵直、死亡外，其余TTX 5μg、2.5μg、1μg和0.5μg注入组的动物均表现了不同程度的眼部局麻作用，其中0.5μg组的局麻作用已较弱，较高剂量组(5μg组)局麻作用时间长约6小时。1.眼部检查及全身一般状态的观察
在给药前及给药后12和24小时分别对存活的动物进行了荧光素钠染色下的裂隙灯显微镜检查及间接检眼镜检查，结果均未见明显异常。2.局麻作用的起效及维持时间
总结如图1所示。3.眼视觉电生理检查：
结药后24小时，应用视觉电生理检查仪进行了视网膜电流图的检查，结果显示TTX在2.5μg及其以下剂量组动物眼的ERG b波振幅较对照眼均未见明显变化，对照组利多卡因在1000μg下动物眼的ERG b波振幅较对照眼也未见明显变化。但TTX在5μg剂量下动物眼的ERGb波振幅较对照眼有所降低，说明TTX在5μg剂量下对动物眼视网膜有一定的毒性作用。4.全身一般状态的观察：
观察发现TTX 5μg及其以下剂量组注入后大多数动物的进食习惯、活动情况、呼吸情况及警觉状态无任何改变。其中仅有TTX 1μg组有一只动物在20分钟发生哮喘，持续约25分钟左右后自行缓解。
另外该组尚有一只动物在注药后次晨出现后肢瘫痪，因为兔眼球后的位置与颅腔极为接近，推测可能是由于注射给药时操作不当所致。5.光学及电子显微镜检查：
将动物处死后，按常规行光镜及透射电子显微镜检查结果显示TXX 5μg及其以下剂量组在光学显微镜下均未见明显的病理性改变，透射电子显微镜观察发现仅TTX 5μg组动物的视网膜可见光感受细胞外段盘膜排列紊乱，变薄，线粒体排列紊乱，色素上皮细胞内吞噬颗粒增多，外核层细胞减少，并可见一些空泡变性。说明TTX在5μg剂量下对动物眼视网膜有一定的毒性作用。<结论>
实验结果表明，TTX兔眼球后注射5μg及其以下剂量有明显的局部麻醉作用，当TTX兔眼球后注射的剂量分别为0.5、1.0、2.5和5.0μg时，其局麻作用的持续时间分别为0.37、2.0、2.7和5.7小时，而对照组利多卡因在1000μg下其局麻作用的持续时间为0.34小时，表明TTX眼球后注射的局麻作用远大于目前临床常用麻醉药利多卡因；
TTX兔眼球后注射产生局麻作用的显效时间要迟于目前临床常用麻醉药利多卡因。当TTX兔眼球后注射的剂量分别为0.5、1.0、2.5、5.0和10μg时，其局麻作用的显效时间分别为9.65、7.30、5.19、4.30和3.80分钟，而对照组利多卡因在1000μg下其局麻作用的显效时间为1.94分钟。
TTX兔眼球后注射给药后，其显效时间随剂量的增大而缩短，而作用持续时间则随剂量的增大而延长，有明显的规律性；
TTX兔眼球后注射10μg及其以上剂量组均可导致兔在不同时间死亡；TTX兔眼球后注射5μg剂量组有一定的视网膜毒性作用，而TTX兔眼球后注射2.5μg及其以下剂量组未见眼部毒性作用，溶剂对照(柠檬酸钠缓冲液，pH4.3)虽为酸性，但未观察到明显的眼部刺激作用。
Claims (16)
1、钠离子通道阻断剂在制备用于对局部神经组织区域进行阻滞麻醉与镇痛的药物中的应用，其中所述钠离子通道阻断剂能够与钠离子通道的α-亚单位的SS1或SS2部位的外端受体位点结合。
2、如权利要求1的应用，其中所述的局部神经组织区域包括眼球周围及眼球后神经及其支配区域。
3、如权利要求1的应用，其中所述的神经及其支配区域包括部分或全部的第III颅神经、第IV颅神经、第VI颅神经、睫状神经节和睫状神经支配区域。
4、如权利要求1的应用，其中所述药物是通过眼球后注射来给药，以将药物输送到眼球后的肌肉圆锥附近。
5、如权利要求1的应用，其中所述药物是通过眼球周注射来给药。
6、如权利要求4或5的应用，其中所述药物的给药剂量不会引起任何严重的毒性反应或副作用。
7、如权利要求1的应用，其中所述的钠离子通道阻断剂是选自于以下组中的一种或多种组分：河豚毒素、去水河豚毒素、胺基河豚毒素、甲氧基河豚毒素、乙氧基河豚毒素、脱氧河豚毒素及河豚酸。
8、如权利要求7的应用，其中所述的河豚毒素的给药剂量范围是0.1μg到100μg。
9、如权利要求8的应用，其中所述的河豚毒素的给药剂量范围是0.5μg到50μg。
10、如权利要求8或9的应用，其中所述的剂量的河豚毒素可以产生持续时间为0.5到6小时的麻醉或镇痛作用。
11、如权利要求1的应用，其中所述药物还包括药物学上合适的载体，该载体的pH值为3-8。
12、如权利要求11的应用，其中所述载体的pH值为4.5-7.5。
13、如权利要求11的应用，其中，所述载体还包括选自于以下组中的一种或多种酸性助溶剂：稀醋酸、稀盐酸、和柠檬酸溶液。
14、如权利要求11的应用，其中，所述载体还包括选自于以下组中的一种或多种pH稳定剂：醋酸盐缓冲剂、柠檬酸盐缓冲剂、硫酸盐缓冲剂、和磷酸盐缓冲剂。
15、如权利要求1的应用，其中所述钠离子通道阻断剂是蛤蚌毒素及其衍生物。
16、如权利要求15的应用，其中所述蛤蚌毒素的给药剂量范围是0.1μg到100μg。
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