局部遞送治療劑的化學構(gòu)造物的制作方法
【專利說明】局部遞送治療劑的化學構(gòu)造物
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2013年6月19日提交的、申請?zhí)枮?1/836,800的美國申請的優(yōu)先權(quán)，其 通過引用全文納入本文。
[0003] 關(guān)于聯(lián)邦政府資助研發(fā)下作出的發(fā)明的權(quán)利聲明
[0004] 不適用
[0005] 背景
[0006] 在美國，骨科醫(yī)生為600,000名愈合延遲的骨折患者W及100,000名變成骨不連的 患者不斷探求改進療法。感染骨不連仍然是一個挑戰(zhàn)，常常需要分階段治療方案。第一步是 除去受感染的硬件，手術(shù)清創(chuàng)和放置預裝洗脫劑的固體支持體(例如，抗生素小珠）。第二步 包括全身性靜脈內(nèi)遞送抗生素。最后，患者經(jīng)歷第二次外科手術(shù)W便可能除去固體支持體、 永久的手術(shù)穩(wěn)定作用W及手術(shù)期間治療制劑的局部遞送(例如重組人骨形態(tài)發(fā)生蛋白2)和 骨移植。
[0007] 目前的療法面臨著多重挑戰(zhàn)，并且是侵入性的。它們設(shè)及反復的手術(shù)方式，并且受 限于移植后無法更改療法(例如，如果培養(yǎng)物出現(xiàn)耐藥機體）?？股氐娜斫o藥是需要高 血液濃度W便在骨折環(huán)境中實現(xiàn)治療水平的后續(xù)問題。需要密切監(jiān)測運些高血清水平的副 作用，W避免嚴重的并發(fā)癥。該問題將受益于改進的藥物遞送方法。
[000引就治療劑的遞送而言，運絕非是外科醫(yī)生面臨的唯一問題。其他的問題包括在外 科手術(shù)時治療劑的全身靜脈內(nèi)遞送(例如用于癌癥的化療劑或靜脈止痛藥物）、局部遞送 (例如脊柱融合術(shù)后重組人骨形態(tài)發(fā)生蛋白2的遞送）、W及直接注射到關(guān)節(jié)(例如，注射皮 質(zhì)骨醇類至膝蓋用于骨關(guān)節(jié)炎治療）。運些問題將受益于改進的治療劑遞送，也就是抗生 素、消炎止痛藥物、骨愈合調(diào)節(jié)劑和化療劑的改進遞送。所需要的是一種祀向遞送治療劑或 診斷劑的方法，從而將制劑在所需部位濃縮，如此降低給予病人的治療劑或診斷劑的總劑 量。令人意外地，本發(fā)明滿足了運種和其他的需要。
[0009] 本發(fā)明簡要描述
[0010] 在一些實施例中，本發(fā)明提供了一種方法，用于選擇性地遞送有效量的治療劑或 診斷劑至患者體內(nèi)祀器官或組織的第一位置，包括在患者體內(nèi)祀器官或組織的第一位置植 入生物相容的固體支撐體的步驟，其中所述固體支撐體與第一結(jié)合劑連接，并且與患者體 內(nèi)祀器官或組織的其他位置相比，其中所述祀器官或組織的第一位置不能被化學或生物祀 向劑選擇性地定向。所述方法還包括給予患者連接到第二結(jié)合劑的治療劑或診斷劑的步 驟，使得第一和第二結(jié)合劑在接觸后彼此結(jié)合，從而選擇性地遞送有效量的治療劑或診斷 劑至患者體內(nèi)祀器官或組織的第一位置。
[0011] 在一些實施例中，本發(fā)明提供了一種方法，用于治療患者疾病或病癥，包括給予患 者連接于第一結(jié)合劑的治療劑，使得當所述第一結(jié)合劑在疾病或病癥部位接觸所述第二結(jié) 合劑時，所述第一結(jié)合劑和第二結(jié)合劑彼此結(jié)合，在疾病或病癥部位上形成治療有效量的 治療劑，其中給予患者的治療劑劑量少于沒有第二結(jié)合劑存在下給予患者的治療劑有效 量。
[0012] 在一些實施例中，本發(fā)明提供了一種組合物，包括生物相容的固體支持體和連接 于該生物相容的固體支持體的至少一種環(huán)辛締固體支持體。
[0013] 在一些實施例中，本發(fā)明提供了一種組合物，包括治療劑或診斷劑、1，2,4,5-四 嗦、和接頭，W便共價連接治療劑或診斷劑與1，2，4，5-四嗦。
[0014] 附圖簡述
[0015] 圖1顯示了四嗦連接的治療劑的制備。
[0016] 圖2顯示了環(huán)辛締-接頭組分9的制備。
[0017] 圖3顯示了0.1 mM的1在DMF中的吸收光譜（550nm的頂線）。加入0.5當量的9導致 540nm的吸收譜帶逐漸減少。加入1.5當量的9后，不再觀察到減少巧50nm的兩條底線），從而 表明產(chǎn)物9含有不超過33%的順式環(huán)辛締異構(gòu)體。
[0018]圖4顯示了用反式環(huán)辛締(TCO)對藻酸鹽水凝膠的修飾。
[0019]圖5顯示了起始原料四嗦5的RP-HPLC色譜曲線。
[0020] 圖6顯示了64化-四嗦5反應混合物的原始放射性-口LC曲線。
[0021] 圖7顯示了64化-四嗦5反應混合物的原始放射性-RP-HPLC曲線。
[0022] 圖8顯示了RP-HPLC純化后，64化-四嗦5的放射性-RP-HPLC曲線。
[002引圖9顯示了 IiiIn-四嗦5反應混合物的原始ITLC曲線。
[0024]圖10顯示了 IiiIn-四嗦5反應混合物的原始放射性-HPLC曲線。
[002引圖11顯示了 Iiiln-四嗦5在HPLC純化后的放射性-HPLC曲線。
[0026] 圖12顯示了尺寸排阻HPLC圖譜，表明TCO-凝膠對放射性的攝取。
[0027] 圖13顯示了海藻酸-PEG-TCO與四嗦-PEG-DOTA-金屬的偶聯(lián)。
[002引圖14顯示了體外研究中，用圓盤表明實驗組攝取放射性的增長。
[0029] 圖15顯示了注射四嗦之后，24小時的64化-四嗦5的生物分布(biodistribution)。
[0030] 圖16顯示了注射四嗦之后，在1小時時間點的IiiIn-四嗦5的生物分布。
[0031] 圖17顯示了接受64化-四嗦5(0.09-0.21mCi)的小鼠的CT圖像。
[0032] 圖18顯示了接受64化-四嗦5(0.09-0.21mCi)的小鼠的CT圖像。
[00削圖19顯示了通過RO巧日活性測定(注射量的絕對值)對64Cu-四嗦5注射的圖像數(shù)據(jù) 作分析。
[0034] 圖20顯示了通過RO巧日活性測定(注射量的絕對值)對64Cu-四嗦5注射的圖像數(shù)據(jù) 作分析。
[0035] 詳細描述
[0036] I 概述
[0037] 本發(fā)明提供了一種方法W及組合物，用于選擇性地祀向器官或組織的多個部分， 所述部分不能從化學上或生物學上與同一個器官或組織的其他非祀向部分區(qū)分開來。所述 方法包括在患者體內(nèi)移植植入一報道物，連接至生物相容的固體支持體的結(jié)合劑。所述植 入患者體內(nèi)的結(jié)合劑為一對彼此有很高反應速率的結(jié)合劑的一半。所述報道物植入器官或 組織的特定部位，該部位不能從化學上或生物上與同一器官或組織的其他非祀向部位區(qū)分 開來。然后將共價連接到治療劑或診斷劑的第二結(jié)合劑(探針)給予患者。當所述報道物和 探針的兩種結(jié)合劑相接觸，迅速反應并形成共價鍵，從而將所述治療劑或診斷劑共價連接 于所述器官或組織的祀向部位。因此，可將治療有效量的所述診斷劑或治療劑選擇性遞送 至患者的器官或組織的祀向部位。
[003引 II定義
[0039] "選擇性遞送"指的是將治療劑或診斷劑遞送至需要治療的器官或組織的一部分， 而不遞送至無需治療的該器官或組織的其他部分。
[0040] "治療劑"指的是能夠治療和/或改善病癥或疾病的制劑。代表性的治療劑包括，但 不限于：紫杉醇、阿霉素、依托泊巧、伊立替康、7-乙基-10-徑基喜樹堿、環(huán)抱菌素 A、鬼白毒 素、卡莫司汀、兩性霉素、伊沙匹隆、帕±匹龍(埃博霉素類）、萬古霉素、雷帕霉素和銷類藥 物。本發(fā)明的治療劑還包括前體藥物。
[0041] "診斷劑"指的是幫助診斷病癥或疾病的制劑。代表性的診斷劑包括成像劑如順磁 劑、光學探針、和放射性核素。順磁劑成像劑在外部作用場下具有磁性。順磁劑的例子包括， 但不限于含納米顆粒的鐵粒子。光學探針是可W在一種波長福射下激發(fā)并且在第二種不同 波長的福射下檢測到的巧光物質(zhì)。本發(fā)明中可用的光學探針包括但不限于:切5.5、Alexa 680、C巧、DiD(l，r-雙十八烷基-3,3,3'，3'-四甲基嗎I噪二碳花青高氯酸鹽及DiR(l， r-雙十八烷基-3,3,3'，3'-四甲基嗎I噪=碳菁艦化物）。其他光學探針包括量子點。放射性 核素是經(jīng)過放射性衰變的元素。本發(fā)明中可用的放射性核素包括但不限于: 3h、iic、i3n、i8f 、"F、6 化〇、64Cu、67Cu、68Ga、82Rb、9V、WY、99Tc、9VrC、lllln、123l、124l、125l、129i、131i、137cs、 1呵11、ISSRe、ISSRe、2iiAt、化、Ra、Th、U、化和 2"Am。
[0042] "祀向器官或組織"指的是為遞送治療劑或診斷劑而祀向的器官或組織。代表性的 祀向器官和組織包括那些可被化學或生物祀向劑定向，W及那些不能由化學或生物祀向劑 定向的器官和組織。代表性的器官或組織包括骨。
[0043] "植入"指的是手術(shù)植入病人體內(nèi)。
[0044] "生物相容的固體支持體"指的是可植入患者體內(nèi)的，支撐所述結(jié)合劑之一，也在 結(jié)合劑偶聯(lián)之后支撐治療劑或診斷劑的固相支持材料。固相支持物與患者身體相容。代表 性的生物相容的固體支持體包括但不限于，水凝膠如多糖水凝膠、藻酸鹽、纖維素、脫乙酷 殼多糖、透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素、W及其他。
[0045] "接觸"或"接觸的"指的是使得至少兩種不同物質(zhì)接觸，從而它們可W反應的過 程。但是應當理解，所得到的反應產(chǎn)物可W直接由所添加的試劑之間的反應制得，或者由來 自一種或多種添加的試劑在反應混合物中產(chǎn)生的中間體制得。
[0046] "接頭"、"連接的"、"連接"指的是將本發(fā)明化合物連接于祀向特定類型細胞(例如 腫瘤細胞、其他類型的病變細胞或正常細胞類型）的生物材料的化學部分。所述連接可W通 過形成共價或離子鍵來實現(xiàn)。所述連接可W是在所連接的兩個部分之間的直接連接或，例 如通過接頭的間接連接。本發(fā)明可用的接頭長度可達30個碳原子。優(yōu)選地，接頭長度為5-15 個碳原子。用于將所述接頭連接于本發(fā)明化合物和生物分子的鍵的類型包括但不限于:酷 胺、胺、醋、氨基甲酸醋、脈、硫酸、硫代氨基甲酸醋、硫代碳酸醋和硫脈。本領(lǐng)域技術(shù)人員應 當理解，其它類型的鍵在本發(fā)明中是可用的。
[0047] "結(jié)合劑"指的是在生物環(huán)境中可W與另一結(jié)合劑形成共價鍵的任意基團。運通常 被稱為生物偶聯(lián)或生物正交化學。代表性的結(jié)合劑包括但不限于，胺類和活化醋、胺類和異 氯酸醋、胺類和異硫氯酸醋、用于形成二硫化物的硫醇、用于締胺形成的醒類和胺類、用于 通過施陶下格連接反應形成酷胺的疊氮化物、用于通過點擊化學反應(Click-chemistry) 形成S挫的疊氮化物和烘控、反式環(huán)辛締(TCO)、和四嗦W及其他。用于本發(fā)明的所述結(jié)合 劑與相應的結(jié)合劑有高反應活性，因此反應迅速。
[0048] "治療"、"治療的"、"治療方法"指的是損傷、病理特性、病情或病癥(例如疼痛）的 治療或改善中任何成功的跡象，包括任何客觀的或主觀的參數(shù)，如病癥的減輕、緩解、衰減 或造成病癥、損傷、病理或病情更能被患者所容忍；降低病癥或病情的頻率或持續(xù)時間；或 者;在一些情況下，防止病癥或病情的發(fā)作。病癥的治療或改善可基于任何客觀的或主觀的 參數(shù)，包括例如:體檢結(jié)果。
[0049] "施用"指的是口服給藥、栓劑給藥、局部接觸、胃腸外給藥、靜脈內(nèi)給藥、腹膜內(nèi)給 藥、肌內(nèi)給藥、病灶內(nèi)給藥、鼻內(nèi)或皮下給藥、銷內(nèi)給藥、或向主體植入緩釋裝置，如，迷你滲 透累。
[0050] "患者"指的是需要治療的動物，例如哺乳動物，包括但不限于靈長類（例如人）、 牛、綿羊、山羊、馬、狗、貓、兔、大鼠、小鼠等等。在特定實施例中，所述患者為人。
[0051 ]"治療有效量或劑量"或"治療足夠量或劑量"或"有效或足夠量或劑量"指的是對 施用對象產(chǎn)生治療效果的劑量。準確的劑量取