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目的加替沙星(Gatifloxacin,GAT)作为第四代喹诺酮类代表药物之一,由于其溶解性不好,并且容易产生耐药性使其临床药用效果难以充分发挥。为了改善加替沙星的理化性质,利用药物共晶技术设计合成加替沙星药物共晶,深入研究其结构与性质之间的内在联系,在此基础上系统地探索加替沙星药物共晶的合成规律,为人工可控地设计合成具有理想理化性质的加替沙星药物共晶提供理论指导和依据。方法通过对已报道的喹诺酮类药物共晶进行理论分析后,利用溶剂挥发法合成加替沙星的药物共晶;利用单晶X-射线衍射、XRD、红外等表征方法对设计合成的加替沙星药物共晶进行结构表征;利用Crystal Explorer软件对晶体结构进行Hirshfeld面分析,分析加替沙星药物共晶中的各种分子间作用力;采用摇篮法测试了加替沙星药物共晶在纯水中的溶解性;利用Franz扩散池测试了加替沙星药物共晶的渗透性;采用相对湿度法对加替沙星药物共晶进行吸湿性考察;以SD大鼠作为动物模型,对加替沙星药物共晶的血浆药物浓度进行测定;采用Kirby-Bauer纸片琼脂扩散法对加替沙星药物共晶进行体外抑菌活性检测;采用梯度浓度递增法,以加替沙星为受试药物,对大肠杆菌进行耐药性诱导,从而获得稳定的耐加替沙星的大肠杆菌,并测试了加替沙星药物共晶对人工诱导的耐加替沙星大肠杆菌的体外抑菌活性。结果(1)利用溶剂挥发法设计合成了3类6种加替沙星药物共晶:加替沙星-2,3-二羟基苯甲酸(C19H23FN3O4·C7H5O4,GAT-2,3-HBA)、加替沙星-磺基水杨酸(C7H5O6S·C19H19FN3O4·3(H2O),GAT-SSA)、加替沙星-对苯二甲酸(C8H5O4·C19H23FN3O4,GAT-PTA)、加替沙星-间苯二甲酸(2(C19H23FN3O4)·H2O·C8H4O4,GAT-IPA)、加替沙星-对硝基苯甲酸(C19H23FN3O4·C7H4NO4,GAT-PNA)和加替沙星-对甲基苯甲酸(C19H23FN3O4·C8H7O2·2(H2O)·C2H6O,GAT-PIA);(2)溶解性研究表明,GAT、GAT-2,3-HBA、GAT-SSA、GAT-PTA、GAT-IPA、GAT-PNA和GAT-PIA在水中的最大溶解度分别为0.21 mg·m L-1、0.63 mg·m L-1、1.64 mg·m L-1、0.24 mg·m L-1、1.89mg·m L-1、0.64 mg·m L-1和0.67 mg·m L-1;(3)渗透性研究表明,GAT、GAT-2,3-HBA、GAT-SSA、GAT-PTA、GAT-IPA、GAT-PNA和GAT-PIA在500 min内的累计渗透量分别为12.53 mg·cm-2、8.54 mg·cm-2、20.38 mg·cm-2、6.09 mg·cm-2、15.50mg·cm-2、13.36 mg·cm-2和17.24 mg·cm-2;(4)吸湿性研究表明,GAT、GAT-2,3-HBA、GAT-SSA、GAT-PTA、GAT-IPA、GAT-PNA和GAT-PIA在相对湿度为75%的条件下引湿增重分别为11.57%、2.45%、13.68%、1.87%、2.84%、9.09%和14.03%。GAT、GAT-2,3-HBA、GAT-SSA、GAT-PTA、GAT-IPA、GAT-PNA和GAT-PIA在相对湿度为80%的条件下的引湿增重分别为9.87%、9.33%、3.55%、5.88%、8.02%、7.76%和12.19%。GAT、GAT-2,3-HBA、GAT-SSA、GAT-PTA、GAT-IPA、GAT-PNA和GAT-PIA在相对湿度为98%的条件下的引湿增重分别为43.36%、3.20%、14.29%、6.88%、30.73%、8.82%和20.59%;(5)血浆药物浓度研究表明GAT、GAT-2,3-HBA、GAT-SSA、GAT-PTA、GAT-IPA、GAT-PNA和GAT-PIA在大鼠体内的AUC0-24分别为23.51μg·m L-1、23.55μg·m L-1、27.36μg·m L-1、18.06μg·m L-1、25.73μg·m L-1、25.67μg·m L-1和28.75μg·m L-1;(6)体外抑菌实验研究表明,6种加替沙星药物共晶对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和伤寒沙门氏菌的体外抑菌活性均较加替沙星有所提高。6种加替沙星药物共晶对人工诱导的耐加替沙星大肠杆菌的体外抑菌实验研究表明,当药物浓度为0.1 mmol·L-1时,仅有GAT-SSA和GAT-IPA对人工诱导的耐加替沙星的大肠杆菌有抑菌活性。当药物浓度为0.2 mmol·L-1和0.3 mmol·L-1时,6种加替沙星药物共晶对人工诱导的耐加替沙星大肠杆菌的体外抑菌活性相比于母体化合物加替沙星皆有所提高。结论本文利用药物共晶技术设计合成了3类6种加替沙星药物共晶。结构研究表明,具有极性官能团的共晶配体在与加替沙星形成药物共晶的过程中易于通过形成电荷辅助氢键(CAHBs)来促进晶体堆积,进而形成稳定的晶体结构。推测在共晶配体与加替沙星形成共晶的过程中形成了CAHBs,使共晶的溶解性相比于加替沙星的溶解性有所提高,进而影响其渗透性,生物利用和体外抑菌活性。这项工作表明,CAHBs在加替沙星药物共晶的合成和改善理化性质的过程中起了主要作用,表明可以基于CAHBs相互作用设计具有目标结构和所需理化性质的加替沙星的新型药物固体形态。