專利名稱：能夠溶膠－凝膠轉(zhuǎn)變的可生物降解的多嵌段聚合物組合物的制作方法
相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考本申請(qǐng)要求2004年8月2日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)2004-0060757的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)據(jù)此被納入本文以供所有目的的參考，如同本文完全闡述。
發(fā)明
背景技術(shù)：
領(lǐng)域本發(fā)明涉及可生物降解的多嵌段共聚物，該共聚物對(duì)各種藥物具有改良的釋放曲線和控釋速率。具體地，本發(fā)明提供包括ABA型三嵌段共聚物的多嵌段共聚物，其中A嵌段為聚環(huán)氧乙烷嵌段，B嵌段為聚環(huán)氧丙烷嵌段或聚環(huán)氧丁烷嵌段，其中所得的PEO-PPO(或PBO)-PEO嵌段通過(guò)能在活體中被水解的二羧基鍵相連。
背景技術(shù)：
水凝膠具有可生物降解性，因此被廣泛用作藥物載體。將治療劑包埋在交聯(lián)的水凝膠骨架中，治療劑在釋放時(shí)會(huì)由骨架的空隙中通過(guò)。
早期的遞藥體系使用具有熱塑性的凝膠。熱塑性體系涉及在溶劑中形成聚合物溶液。在注射到體內(nèi)前，將藥物添加到聚合物溶液中。在注射后，通過(guò)暴露至體液，聚合物溶液迅速形成凝膠。但是，早期遞藥體系的問(wèn)題在于由于存在有機(jī)溶劑，因此遞藥體系可能有毒并刺激身體。
近期，開發(fā)了使用水溶液的凝膠遞藥體系。該體系使用由聚環(huán)氧乙烷和聚環(huán)氧丙烷構(gòu)成的嵌段共聚物。當(dāng)處于足夠的濃度和溫度時(shí)，聚環(huán)氧乙烷和聚環(huán)氧丙烷共聚物能吸收水以形成凝膠(美國(guó)專利4,188,373、4,478,822和4,474,751)。聚合物溶液的一個(gè)例子名為泊洛沙姆，可以購(gòu)買得到。泊洛沙姆是PEO-PPO-PEO的三嵌段共聚物，其中PEO是聚環(huán)氧乙烷嵌段，PPO是聚環(huán)氧丙烷嵌段(PPO)。泊洛沙姆的分子量范圍為9,840至14,600道爾頓。但是，基于泊洛沙姆的凝膠是不能生物降解的。為了在生理?xiàng)l件下發(fā)生相變，泊洛沙姆聚合物溶液的濃度必需大于18至20％。但是，這種濃縮的溶液在液相中具有非常高的粘度，因此會(huì)在活體中誘導(dǎo)不良反應(yīng)。雖然在注射到活體中時(shí)它能迅速轉(zhuǎn)變?yōu)槟z，但凝膠狀態(tài)僅能保持幾個(gè)小時(shí)，因此它作為遞藥體系的應(yīng)用很有限。
為了解決這些問(wèn)題，Sosnik等人合成了式1的化合物，其中通過(guò)泊洛沙姆407和己二異氰酸酯的反應(yīng)，用氨基甲酸酯鍵將泊洛沙姆407嵌段連接起來(lái)(Winter Symposium & 11th International Symposium on RecentAdvances in Drug Delivery Systems，2003 Controlled Release Society，#117))。
化學(xué)式1[PEO-PPO-PEO-CO-NH-(CH2)6-NCO]p，其中p為4。
據(jù)Sosnik公開，在17％水溶液的情況下，具有化學(xué)式1的化合物的粘度比泊洛沙姆407的粘度高出若干倍，在高溫下其凝膠狀態(tài)能保持顯著更長(zhǎng)的時(shí)間。但是，該聚合物的問(wèn)題在于它是不能生物降解的，且其分子量大于50,000道爾頓，因此難以從體內(nèi)排泄。
X.Zhao等人公開了化學(xué)式2的包括泊洛沙姆407的可生物降解的聚合物組合物(30thannual meeting and exhibition of the controlled releasesociety，Glasgow，Scotland，July 19-23，2003)。在制備該聚合物時(shí)，使泊洛沙姆407與二琥珀酰亞胺碳酸酯(DSC)反應(yīng)，從而用碳酸酯鍵將泊洛沙姆407嵌段連接起來(lái)，如化學(xué)式2所示。
化學(xué)式2HO-[PEO-PPO-PEO-C(＝O)-O]n-H，其中n的平均數(shù)為3。
美國(guó)專利申請(qǐng)20030187148公開了一種聚合物組合物，其中將聚(羥基羧酸)嵌段引入泊洛沙姆407的兩個(gè)末端，所得的五嵌段共聚物通過(guò)HDI(己二異氰酸酯)鍵增長(zhǎng)鏈條。但是，該聚合物是不能生物降解的，因?yàn)榘被姿狨ユI不能生物降解。
美國(guó)專利6,348,558公開了一種可生物降解的聚合物，其中通過(guò)可水解的碳酸酯鍵連接至少兩種聚環(huán)氧烷低聚物。
但是，上面公開的聚合物僅在末端具有羥基，且藥物從凝膠中的釋放速率只能取決于擴(kuò)散速率，而擴(kuò)散速率是由凝膠的粘度決定的。因此不可能控制藥物的釋放速率。
因此，需要可生物降解的聚合物組合物，該成分應(yīng)具有低毒性和改善的釋放曲線，并且能夠控制各種藥物的釋放速率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供包括ABA型三嵌段共聚物的多嵌段共聚物，其中A嵌段為聚環(huán)氧乙烷嵌段，B嵌段為聚環(huán)氧丙烷嵌段或聚環(huán)氧丁烷嵌段，其中所得的PEO-PPO(或PBO)-PEO嵌段通過(guò)可生物降解的二羧基鍵相連。
本發(fā)明還提供包括本發(fā)明多嵌段共聚物的藥物組合物。
本發(fā)明還提供制備和使用本發(fā)明多嵌段共聚物的方法。
通過(guò)形成PEO-PPO(或PBO)-PEO的多嵌段單元來(lái)增加共聚物的分子量，本發(fā)明的多嵌段共聚物組合物能夠改善凝膠狀態(tài)在水溶液中的保持。該多嵌段共聚物能夠用作各種藥物的緩釋遞藥體系。
當(dāng)下面的詳述與附圖結(jié)合起來(lái)，通過(guò)舉例一起說(shuō)明本發(fā)明的特征時(shí)，本發(fā)明的額外特征和優(yōu)點(diǎn)將從中變得明顯。


圖1是實(shí)施例1的多嵌段泊洛沙姆的1H-NMR譜圖。
圖2是泊洛沙姆二琥珀酸酯的1H-NMR譜圖(實(shí)驗(yàn)例1)。
圖3是泊洛沙姆+(TMS-Cl/吡啶)的1H-NMR譜圖(實(shí)驗(yàn)例1)。
圖4是泊洛沙姆二琥珀酸酯+(TMS-Cl/吡啶)的1H-NMR譜圖(實(shí)驗(yàn)例1)。
圖5是多嵌段泊洛沙姆+(TMS-Cl/吡啶)的1H-NMR譜圖(實(shí)驗(yàn)例1)。
圖6顯示多嵌段泊洛沙姆的溶膠-凝膠相變曲線(實(shí)施例13)。
圖7顯示干擾素-α從本發(fā)明水凝膠中釋放的曲線(實(shí)施例14和15)。
圖8顯示人生長(zhǎng)激素從本發(fā)明水凝膠中釋放的曲線(實(shí)施例16)。
圖9顯示G-CSF從本發(fā)明水凝膠中釋放的曲線(實(shí)施例17)。
圖10顯示聚乙二醇化的G-CSF從本發(fā)明水凝膠中釋放的曲線(實(shí)施例18)。
具體實(shí)施例方式
在公開和描述本發(fā)明的聚合物組合物及其使用和制備方法前，要理解本發(fā)明不限于本文公開的具體構(gòu)造(configuration)、工藝步驟、和物質(zhì)，因?yàn)檫@些構(gòu)造、工藝步驟、和物質(zhì)可以有些變化。還要理解本文所用的術(shù)語(yǔ)僅用于描述具體的實(shí)施方案，并非用于限制，因?yàn)楸景l(fā)明的范圍將僅由所附的權(quán)利要求書及其等價(jià)物所限制。
必須注意，當(dāng)在本說(shuō)明書和所附權(quán)利要求書中使用時(shí)，除非另有清楚地說(shuō)明，單數(shù)形式“a”、“an”、和“the”包括復(fù)數(shù)指代物。因此，例如提及聚合物包含“a”末端基團(tuán)包括指兩個(gè)或更多這種基團(tuán)，提及“a”疏水藥物包括指兩種或更多種這種藥物。
在描述和要求保護(hù)本發(fā)明時(shí)，將根據(jù)下列定義使用下列術(shù)語(yǔ)。
用于本文時(shí)，術(shù)語(yǔ)“生物活性劑”或“藥物”或任何其它類似的術(shù)語(yǔ)指適合通過(guò)本領(lǐng)域已知的方法和/或通過(guò)本發(fā)明教導(dǎo)的方法施用并能誘導(dǎo)所需生物學(xué)或藥理學(xué)效果的任何化學(xué)或生物學(xué)物質(zhì)或化合物。所述效果可以包括但不限于(1)對(duì)生物體具有預(yù)防效果，能防止不需要的生物學(xué)效果，例如防止感染；(2)減輕由疾病引起的病癥，例如減輕由疾病引起的疼痛或炎癥；和/或(3)減輕、減少或從生物體中完全消除疾病。該效果可以是局部的，例如提供局部的麻醉效果，或者可以是全身的。
用于本文時(shí)，術(shù)語(yǔ)“可生物降解的”或“生物降解”被定義為通過(guò)增溶水解、或通過(guò)生物學(xué)形成的本體——可以是酶或生物體的其它產(chǎn)物——的作用將物質(zhì)轉(zhuǎn)化為比較簡(jiǎn)單的中間體或最終產(chǎn)物。
用于本文時(shí)，術(shù)語(yǔ)“可生物相容的”指物質(zhì)或通過(guò)增溶水解、或通過(guò)生物學(xué)形成的本體——可以是酶或生物體的其它產(chǎn)物——的作用形成的物質(zhì)的中間體或最終產(chǎn)物不會(huì)對(duì)身體引起副作用。
當(dāng)用于本文時(shí)，“有效量”指生物活性劑的量足夠以合理的風(fēng)險(xiǎn)/利益比提供所需的局部或全身作用和性能，從而能夠參與任何醫(yī)學(xué)治療。
用于本文時(shí)，“施用”和類似的術(shù)語(yǔ)指向被治療的個(gè)體遞送組合物，從而使組合物能夠被全身循環(huán)。優(yōu)選地，通過(guò)皮下、肌內(nèi)、經(jīng)皮、口服、經(jīng)粘膜、靜脈內(nèi)、或腹膜內(nèi)途徑施用本發(fā)明的組合物?？梢詫⒂糜谶@些用途的可注射物制成常規(guī)的形式，作為液體溶液或懸浮液，或制成適合在注射前制備成在液體中的溶液或懸浮液的固體形式，或作為乳劑。能用于施用的合適賦形劑包括例如水、鹽水、葡聚糖、甘油、乙醇等；如果需要，可以使用少量的輔助物質(zhì)，例如潤(rùn)濕劑或乳化劑、緩沖劑等。對(duì)于口服施用，可以配制成各種形式，例如溶液、片劑、膠囊等。
現(xiàn)在將參考示例性的實(shí)施方案，本文會(huì)使用特定的語(yǔ)言來(lái)描述示例性的實(shí)施方案。然而要理解并非意欲據(jù)此限制本發(fā)明的范圍。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為，對(duì)本文描述的本發(fā)明特征的替代和其它修改、以及相關(guān)領(lǐng)域且得知本發(fā)明公開內(nèi)容的技術(shù)人員將想到的本文描述的本發(fā)明的其它原理的應(yīng)用也處于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的一個(gè)方面提供了多嵌段共聚物組合物，當(dāng)放置在水性介質(zhì)中時(shí)，所述多嵌段共聚物組合物在低溫下形成溶液，并在高溫下膠凝。更具體地，本發(fā)明提供了對(duì)各種藥物具有改善的釋放曲線并可控制釋放速率的可生物降解的多嵌段共聚物。具體地，本發(fā)明提供了包括至少兩種ABA型三嵌段共聚物的多嵌段共聚物，所述共聚物通過(guò)可生物降解的二羧基鍵共價(jià)連接，其中A為聚環(huán)氧乙烷嵌段，B為聚環(huán)氧丙烷嵌段、聚環(huán)氧丁烷嵌段或其組合，且其中所述的多嵌段共聚物在兩個(gè)末端都具有羥基或離子基。
當(dāng)達(dá)到足夠的濃度和/或高于臨界溫度時(shí)，本發(fā)明的多嵌段共聚物能夠形成水凝膠，從而表現(xiàn)出溶膠-凝膠相變，并且本發(fā)明的多嵌段共聚物是可生物降解的。在本發(fā)明的多嵌段共聚物中，PEO-PPO(或PBO)-PEO嵌段通過(guò)可生物降解的二羧基鍵相連，且具有能提供改善的凝膠狀態(tài)保持性的高分子量。此外，離子型末端能使藥物從凝膠中緩釋。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案是可以用下列化學(xué)式3表示的多嵌段共聚物化學(xué)式3M-X-O-[PEO-Y-PEO-C(＝O)-R-C(＝O)-O]n-PEO-Y-PEO-O-X-M其中PEO為聚環(huán)氧乙烷嵌段，Y為PPO或PBO或PPO和PBO的組合，其中PPO為聚環(huán)氧丙烷嵌段，PBO為聚環(huán)氧丁烷嵌段，X為H或陰離子基團(tuán)，n為1至100的整數(shù)，R為-(CH2)m-或具有Cm’的芳基，其中m為0至20的整數(shù)，m’為6至12的整數(shù)，并且M為H或陽(yáng)離子基團(tuán)，條件是M和X不能同時(shí)為H，且當(dāng)X為H時(shí)，M不能存在。
優(yōu)選地，X為選自-SO3-、-PO32-和-C(＝O)-R-C(＝O)-O-的陰離子，而M為選自Li、Na、K、Ag、Au、Ca、Mg、Zn、Fe、Cu、Co、和Ni的陽(yáng)離子。
更優(yōu)選地，本發(fā)明的多嵌段共聚物可以由下列化學(xué)式4表示化學(xué)式4M-X-O-[PEO-Y-PEO-C(＝O)-R-C(＝O)-O]n-PEO-Y-PEO-O-X-M其中PEO為聚環(huán)氧乙烷嵌段，Y為PPO或PBO或PPO和PBO的組合，其中PPO為聚環(huán)氧丙烷嵌段，且PBO為聚環(huán)氧丁烷嵌段，X為-H、-SO3-、-PO32-、或-C(＝O)-R-C(＝O)-O-，n為1至100的整數(shù)，R為-(CH2)m-或具有Cm’的芳基，其中m為0至20的整數(shù)，m’為6至12的整數(shù)，并且M為-H、一價(jià)或二價(jià)陽(yáng)離子基團(tuán)，條件是M和X不能同時(shí)為H，且當(dāng)X為H時(shí)，M不能存在。
多嵌段共聚物中的聚環(huán)氧乙烷嵌段由環(huán)氧乙烷單元組成，所述環(huán)氧乙烷單元的單元數(shù)范圍為約2至2000，優(yōu)選約5至500，更優(yōu)選約80至120。在上面的式3中，兩PEO嵌段中各自的環(huán)氧乙烷單元數(shù)可以相同或不同。在聚環(huán)氧丙烷嵌段或聚環(huán)氧丁烷嵌段中，環(huán)氧丙烷或環(huán)氧丁烷的單元數(shù)范圍為約2至2000，優(yōu)選約20至500，更優(yōu)選為約30至250。
本發(fā)明多嵌段共聚物的重均分子量范圍為約40,000道爾頓至1,000,000道爾頓，優(yōu)選40,000道爾頓至500,000道爾頓，更優(yōu)選為80,000道爾頓至130,000道爾頓。
為了改變聚合物的性質(zhì)，可以調(diào)整PEO-PPO(或PBO)-PEO嵌段中環(huán)氧乙烷單元與環(huán)氧丙烷單元或環(huán)氧丁烷單元的比率。例如，當(dāng)需要多嵌段共聚物保持其水溶性時(shí)，多嵌段共聚物中PEO與PPO或PBO的比率范圍為約0.2∶1至約40∶1，優(yōu)選1∶1至7.5∶1，更優(yōu)選1∶1至5∶1。其中PEO嵌段的數(shù)量占PEO-PPO(或PBO)-PEO單元的10至85wt％，優(yōu)選40％至85wt％。
在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“多嵌段”共聚物指如下共聚物，其中聚環(huán)氧乙烷嵌段與聚環(huán)氧丙烷嵌段或聚環(huán)氧丁烷嵌段連接，而聚環(huán)氧丙烷嵌段或聚環(huán)氧丁烷嵌段又與聚環(huán)氧乙烷嵌段連接，使所得的PEO-PPO(或PBO)-PEO嵌段通過(guò)生物可降解的二羧基鍵相連。
在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“二羧基鍵”指通過(guò)一個(gè)分子中具有兩個(gè)羧基的烷基或芳基化合物如草酸、丙二酸、琥珀酸、己二酸等與PEO-PPO或PBO-PEO嵌段的末端OH基團(tuán)的反應(yīng)形成的酯鍵?？梢酝ㄟ^(guò)選自以下組中的烷基二羧酸提供二羧基鍵草酸、丙二酸、蘋果酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、癸二酸、辛二酸、和十二酸。也可以通過(guò)不飽和二羧酸如富馬酸或馬來(lái)酸、或通過(guò)芳基二羧酸如鄰苯二甲酸和對(duì)苯二甲酸提供二羧基鍵。
如前所述，二羧基鍵可以以酯鍵連接到存在于PEO-PPO(或PBO)-PEO嵌段的兩個(gè)末端的羥基上。通過(guò)在活體中的水解或酶的作用可以將酯鍵降解成羧酸和PEO-PPO(或PBO)-PEO單元。
本發(fā)明多嵌段共聚物的兩個(gè)末端都是羥基或離子基。離子末端優(yōu)選為陰離子基團(tuán)，例如-SO3-、-PO32-、-C(＝O)-R-C(＝O)-O-等?？梢耘c一價(jià)金屬陽(yáng)離子如Li、Na、K、Ag、或Au或二價(jià)金屬陽(yáng)離子如Ca、Mg、Zn、Fe、Cu、Co或Ni形成所述陰離子基團(tuán)相應(yīng)的鹽。
具體地，因?yàn)橐环N或多種兩個(gè)末端都具有陰離子基團(tuán)的本發(fā)明多嵌段共聚物能與金屬形成絡(luò)合物，所以上述多嵌段共聚物能與二價(jià)金屬陽(yáng)離子形成更穩(wěn)定的凝膠，從而能夠用作緩釋藥物的載體。當(dāng)將本發(fā)明具有陰離子基團(tuán)的多嵌段共聚物在水溶液中與陽(yáng)離子型藥物混和時(shí)，所述多嵌段共聚物形成離子鹽。該離子鹽能降低藥物從多嵌段共聚物凝膠中釋放的初始速率，從而改善藥物的緩釋。當(dāng)向末端具有陰離子基團(tuán)的本發(fā)明多嵌段共聚物與具有陰離子基團(tuán)的藥物的混合溶液中添加二價(jià)陽(yáng)離子金屬鹽如氯化鈣、氯化鋅、或氯化鎂時(shí)，二價(jià)金屬陽(yáng)離子能與藥物和多嵌段共聚物形成絡(luò)合物，從而允許從凝膠中緩釋藥物。因此，本發(fā)明的多嵌段共聚物可以作為非離子型和離子型藥物的遞送體系，用于控釋藥物。
可以用可商購(gòu)的稱作泊洛沙姆的PEO-PPO(或PBO)-PEO嵌段制備本發(fā)明的多嵌段共聚物組合物。泊洛沙姆是一種嵌段共聚物，其中聚環(huán)氧乙烷(PEO)親水嵌段和聚環(huán)氧丙烷(PPO)疏水嵌段通過(guò)醚鍵以三嵌段PEO-PPO-PEO的形式連接，其重均分子量為1,000道爾頓至20,000道爾頓，且具有末端羥基。在本發(fā)明中，可以使用泊洛沙姆188(PluronicF-68)、和泊洛沙姆407(PluronicF-127)。可以用純化或未純化的泊洛沙姆制備本發(fā)明的多嵌段共聚物。更優(yōu)選用純化的泊洛沙姆制備本發(fā)明的大分子量多嵌段共聚物?？梢酝ㄟ^(guò)下列方法中的一種方法純化泊洛沙姆如美國(guó)專利5,800,711中所公開的，將泊洛沙姆溶于二氯甲烷并在己烷中沉淀，或者通過(guò)在正丙醇/H2O溶劑中分層將其分離，該文獻(xiàn)被納入本文作為參考。
本發(fā)明還提供用于制備多嵌段聚合物組合物的方法，其中聚環(huán)氧丙烷嵌段或聚環(huán)氧丁烷嵌段的三嵌段共聚物被置于兩個(gè)聚環(huán)氧乙烷嵌段之間，所述三嵌段共聚物通過(guò)可生物降解的二羧基鍵相連。
本發(fā)明提供用于制備包含末端羥基端的多嵌段聚合物的方法，該方法包括1)制備包含預(yù)定量PEO-Y-PEO的反應(yīng)溶液，基于1當(dāng)量的PEO-Y-PEO末端羥基，向反應(yīng)溶液中緩慢添加0.5至1.0當(dāng)量的二羧酸二鹵化物，并使反應(yīng)進(jìn)行預(yù)定的小時(shí)數(shù)；2)向上述反應(yīng)溶液中添加另外0.1當(dāng)量的PEO-Y-PEO進(jìn)行反應(yīng)，直至反應(yīng)完成；3)在醚或己烷溶劑中沉淀所制備的多嵌段共聚物，然后將沉淀物溶于醇中；以及4)緩慢添加醚或己烷，從而使醇/醚或己烷的體積比為1/1至1/20，以沉淀多嵌段共聚物。
本發(fā)明提供用于制備包括末端羧基端的多嵌段聚合物的方法，該方法包括下列步驟1)制備包含預(yù)定量PEO-Y-PEO的反應(yīng)溶液，基于1當(dāng)量的PEO-Y-PEO末端羥基，向反應(yīng)溶液中緩慢添加0.5至1.0當(dāng)量的二羧酸二鹵化物，使反應(yīng)進(jìn)行預(yù)定的小時(shí)數(shù)；2)基于1當(dāng)量的PEO-Y-PEO末端的羥基，向反應(yīng)溶液中另外添加大于1當(dāng)量的二羧酸二鹵化物進(jìn)行反應(yīng)，直至反應(yīng)完成；3)在醚或己烷溶劑中沉淀所制備的多嵌段共聚物，然后將沉淀物溶于醇中；以及4)緩慢添加醚或己烷，從而使醇/醚或己烷的體積比為1/1至1/20，以沉淀多嵌段共聚物。
本發(fā)明還提供用于制備在兩個(gè)末端都具有金屬羧酸鹽的多嵌段共聚物的方法，該方法包括下列步驟1)將兩個(gè)末端都具有羧基的聚合物溶于能與水混合的溶劑如丙酮、乙腈、或二氧六環(huán)中；以及2)用碳酸鈉、碳酸氫鈉、氯化鈣、氯化鋅、氯化鎂、氯化鐵、氯化銅、硝酸銀、氯化鉀、或氯化鋰中和多嵌段聚合物溶液，然后滲析。
或者，可以按如下方法制備兩個(gè)末端都具有除羧酸鈉鹽外的金屬羧酸鹽的多嵌段共聚物，該方法包括用包含氯化鈣、氯化鋅、氯化鎂、氯化鐵、氯化銅、硝酸銀、氯化鉀、或氯化鋰的水溶液處理兩個(gè)末端都具有羧酸鈉的聚合物。
本發(fā)明還提供用于制備在聚合物的末端具有硫酸、磷酸、或其金屬鹽的多嵌段共聚物的方法，該方法包括1)將具有末端羥基的多嵌段聚合物溶于溶劑中，使其與硫酸三氧化物吡啶絡(luò)合物(C5H5NSO3)或氯氧化磷(POCl3)反應(yīng)；以及2)任選地用碳酸鈉、碳酸氫鈉、氯化鈣、氯化鋅、氯化鎂、氯化鐵、氯化銅、硝酸銀、氯化鉀、或氯化鋰中和反應(yīng)混合物，以制備聚合物末端具有金屬鹽的多嵌段共聚物。
當(dāng)多嵌段聚合物的末端為其它陰離子基團(tuán)時(shí)，可以用常規(guī)公知的方法制備該多嵌段聚合物。
在上面的反應(yīng)中，二羧酸二鹵化物可以作為二羧基連接基直接反應(yīng)。而且，當(dāng)二羧酸本身是原材料時(shí)，可以用草酰鹵化物活化二羧酸，以將它轉(zhuǎn)化為然后可用的二羧酸二鹵化物?？梢允褂没虿皇褂萌軇┻M(jìn)行反應(yīng)?？梢允褂玫姆磻?yīng)溶劑包括二氯甲烷、氯仿、四氫呋喃、乙腈、丙酮、甲苯、二氧六環(huán)等。
聚合反應(yīng)速率和聚合度決定聚合物的平均分子量，通過(guò)調(diào)整反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間能夠控制聚合反應(yīng)速率和聚合度?？梢愿鶕?jù)反應(yīng)溶劑的沸點(diǎn)改變反應(yīng)溫度，但反應(yīng)溫度的優(yōu)選范圍為60℃至120℃。反應(yīng)時(shí)間的優(yōu)選范圍為約12小時(shí)至72小時(shí)。
為了增加反應(yīng)速率，可以使用催化劑如辛酸錫、氯化鋅等，基于1當(dāng)量的二羧酸，可以以兩倍的當(dāng)量使用胺如吡啶、二甲基氨基吡啶、咪唑、三乙胺等。但是，為了獲得高純度的聚合物，優(yōu)選不使用催化劑或胺。
可以通過(guò)公知的方法純化聚合的聚合物，優(yōu)選通過(guò)在反應(yīng)物溶解而聚合的聚合物不能溶解的溶劑中沉淀來(lái)純化它。
下面舉例說(shuō)明用于制備本發(fā)明多嵌段共聚物的方法。
首先，基于1當(dāng)量的泊洛沙姆末端羥基，將0.5至1.0當(dāng)量的二羧酸二氯稀釋到反應(yīng)溶劑中，在超過(guò)6小時(shí)內(nèi)將其緩慢添加到包含泊洛沙姆的反應(yīng)容器中。將反應(yīng)進(jìn)行超過(guò)12小時(shí)。可以根據(jù)所用溶劑的種類改變反應(yīng)溫度。當(dāng)不使用溶劑進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，優(yōu)選在40至120℃的溫度范圍和24小時(shí)內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)。
在反應(yīng)后，將溶于反應(yīng)溶劑的0.1當(dāng)量泊洛沙姆再次添加到反應(yīng)溶液中，然后反應(yīng)超過(guò)2小時(shí)，接著在醚溶劑中沉淀，以獲得本發(fā)明具有末端羥基的多嵌段聚合物。為了再次沉淀聚合物并純化它，將所得的沉淀物溶于甲醇中，然后緩慢添加二乙醚，從而使甲醇/醚的混合體積比為1/1至1/20，優(yōu)選1/5至1/10。將沉淀物溶于丙酮水溶液中，然后用陰離子交換樹脂處理，回收以獲得具有羧基末端的聚合物，然后用截止分子量為40,000道爾頓的滲析管滲析聚合物。然后將滲析產(chǎn)物凍干，獲得具有末端羥基端的多嵌段泊洛沙姆。
如下獲得具有末端羧基端的多嵌段共聚物在聚合反應(yīng)后，基于泊洛沙姆末端羥基的當(dāng)量數(shù)，添加超過(guò)1當(dāng)量的過(guò)量二羧酸二氯，然后使其反應(yīng)超過(guò)2小時(shí)，接著添加醚以沉淀聚合物。將所得的沉淀物溶于甲醇中，然后緩慢添加醚，從而使甲醇/醚的混合體積比范圍為1/1至1/20，優(yōu)選1/5至1/10，以再次沉淀聚合物并純化它。由此獲得具有羧基末端的多嵌段泊洛沙姆。將共聚物溶于丙酮水溶液中，用碳酸鈉或碳酸氫鈉中和以獲得共聚物，其中多嵌段泊洛沙姆的兩個(gè)末端都存在羧酸鈉鹽。
將兩個(gè)末端都存在羧酸鈉鹽的多嵌段共聚物與過(guò)量的氯化鈣、氯化鎂、氯化鋅、氯化鐵、氯化銅、硝酸銀、氯化鉀、或氯化鋰等的水溶液混合，然后滲析以制備末端具有一價(jià)或二價(jià)金屬鹽的多嵌段共聚泊洛沙姆。
為了獲得末端具有硫酸鹽基團(tuán)或磷酸鹽基團(tuán)的多嵌段共聚物，將具有兩個(gè)羥基末端的多嵌段共聚泊洛沙姆溶于二甲基甲酰胺中，然后在60℃與硫酸三氧化物吡啶絡(luò)合物(C5H5NSO3)或氯氧化磷(POCl3)反應(yīng)10小時(shí)，接著用蒸餾水稀釋所得的產(chǎn)物并滲析。然后，添加金屬鹽如碳酸氫鈉的水溶液以中和上述溶液，然后凍干。
用核磁共振(NMR)能夠鑒別本發(fā)明的合成的多嵌段共聚物的兩個(gè)末端。在三乙胺存在下，使合成的多嵌段共聚物與氯化三甲代甲硅烷基(TMS-Cl)反應(yīng)，然后用核磁共振測(cè)定其譜圖。當(dāng)端基為羥基時(shí)，在0.12ppm處顯示對(duì)應(yīng)于三甲代甲硅烷基質(zhì)子的信號(hào)峰，當(dāng)端基為羧基時(shí)，在0.3ppm處顯示信號(hào)峰。使用這些結(jié)果能夠確定合成的多嵌段共聚物的端基。
當(dāng)在足夠的濃度和高于臨界溫度下將本發(fā)明的多嵌段共聚物置于水性介質(zhì)中時(shí)，所述多嵌段共聚物能夠形成水凝膠。在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“溶膠-凝膠相變”指在臨界溫度以下共聚物作為可流動(dòng)的液體存在，而在高于臨界溫度時(shí)變成凝膠，并且如果將溫度降到臨界點(diǎn)以下，共聚物會(huì)可逆地變成可流動(dòng)的液體。膠凝溫度取決于聚合物的類型和分子量、共聚物水溶液的濃度、鹽不存在或存在、質(zhì)子濃度等。臨界溫度的范圍為5至37℃。本發(fā)明的多嵌段共聚物可以以2至40wt％的濃度溶于水中，且其膠凝溫度范圍為10至50℃。
與泊洛沙姆相比，本發(fā)明的多嵌段共聚物能夠以10％的相對(duì)低濃度形成凝膠，因此在活體中的毒性降低。同時(shí)，其膠凝溫度高于泊洛沙姆，因此易于注射。通過(guò)與PEO-PPO(或PBO)-PEO單元多嵌段化，本發(fā)明多嵌段共聚物的分子量也增加，從而具有高分子量的多嵌段共聚物能夠在活體或水溶液中長(zhǎng)時(shí)間地保持為凝膠。因此，當(dāng)本發(fā)明的多嵌段共聚物被用作藥物載體時(shí)，一旦注射，它甚至一次就能連續(xù)釋藥超過(guò)24小時(shí)。因此，本發(fā)明能克服使用常規(guī)泊洛沙姆407作為遞送體系時(shí)的問(wèn)題，因?yàn)椴绰迳衬丰屗幍某掷m(xù)時(shí)間較短。
因?yàn)槠渲卸然I的酯鍵合，本發(fā)明的多嵌段共聚物具有水解性，可以降解成低分子量的PEO-PPO(或PBO)-PEO嵌段和二羧酸，這二者是水溶性的，易于從活體中排泄，因此能夠避免由于體內(nèi)存在大聚合物而引起的副作用。多嵌段共聚物的降解速率取決于二羧基鍵的數(shù)量，因此可以調(diào)整各嵌段的尺寸和數(shù)量以控制水解速率和水解產(chǎn)物的尺寸。
本發(fā)明還提供包括本發(fā)明可生物降解的多嵌段共聚物的藥物組合物。本發(fā)明的多嵌段聚合物可以作為載體用于遞送藥物。本發(fā)明多嵌段共聚物的水凝膠可以遞送藥物，可以植入或注射到體內(nèi)并遞送藥物。由本發(fā)明多嵌段共聚物形成的水凝膠優(yōu)選用于在體內(nèi)緩釋藥物。
在將藥物添加到包括本發(fā)明多嵌段共聚物的溶液或懸浮液中后，可以在低溫下將其作為水溶液注射到活體中，在體溫下，含藥的多嵌段共聚物溶液形成凝膠狀態(tài)的含藥貯庫(kù)，當(dāng)多嵌段共聚物的二羧基鍵通過(guò)水解而降解時(shí)，藥物從凝膠中緩慢地釋放。本發(fā)明的多嵌段共聚物還可以與水溶液或有機(jī)溶劑中的藥物混合，然后以微球、納米粒、長(zhǎng)條、膜等的形式作為用于注射到活體中的藥物載體應(yīng)用。
在使用本發(fā)明多嵌段共聚物的遞藥體系中，可以使用的藥物可以是任何藥物，例如非離子型和離子型藥物。藥物可以包括但不限于小分子、肽、蛋白質(zhì)、多糖、核苷酸等。藥物優(yōu)選為離子型藥物，尤其是分子中具有大量羧基和氨離子基團(tuán)的肽或蛋白質(zhì)。示例性的肽或蛋白質(zhì)包括生長(zhǎng)激素(GH)、干擾素(IFN)、粒細(xì)胞集落刺激因子(G-CSF)、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(GMCSF)、紅細(xì)胞生成素(EPO)、白介素(IL)、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子、促卵泡激素(FSH)、巨噬細(xì)胞集落刺激因子(M-CSF)、神經(jīng)生長(zhǎng)因子(NGF)、奧曲肽、胰島素、胰島素樣生長(zhǎng)因子(IGF)、降鈣素、腫瘤壞死因子(TNF)、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)、表皮生長(zhǎng)因子(EGF)、血小板源生長(zhǎng)因子(PDGF)、骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)、組織纖溶酶原激活物(TPA)、血小板生成素(TPO)、組織生長(zhǎng)因子、腫瘤壞死因子(TNF)等。肽和蛋白質(zhì)可以是天然的、合成的、原生的(native)、糖基化的、用聚合物如PEG改性的、及其生物學(xué)活性片段和類似物。
因此，本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案是包括本發(fā)明多嵌段共聚物和有效量生物活性劑的藥物組合物，其中生物活性劑的范圍可以為0.01％至50％。如果多嵌段共聚物的水溶液顯示相變，則可以將其用作藥物載體，且使用的濃度優(yōu)選為0.5至50％。
要用作肽或蛋白質(zhì)的藥物載體，必須使本發(fā)明的多嵌段共聚物處于水溶液的狀態(tài)。本發(fā)明的多嵌段共聚物在室溫如約25℃時(shí)不溶解，但在低溫如約4℃時(shí)具有高溶解度。因此，優(yōu)選在低溫下溶解多嵌段共聚物?？梢匀芙獾亩嗲抖喂簿畚锏牧渴芷浞肿恿康南拗?。分子量為100,000的多嵌段共聚物最多可以在水中溶解30％，優(yōu)選4至20％。因此，當(dāng)在低溫下將肽、蛋白質(zhì)或水溶性藥物與多嵌段共聚物的水溶液混合并通過(guò)皮下或口服施用時(shí)，水溶液在體溫下變成水凝膠，從而緩慢釋放所述肽、蛋白質(zhì)或水溶性藥物。
通過(guò)一般公知的方法，可以將本發(fā)明的多嵌段共聚物制成微球或納米粒的形式。例如，當(dāng)本發(fā)明聚合物占0.1％至2％時(shí)，可以將聚合物溶于二氯甲烷，并在37℃的水、生理鹽水、PBS溶液或水溶液中沉淀?；蛘?，可以通過(guò)擠出、壓制、或粘性模塑(adherence molding)用凍干的聚合物制備本發(fā)明多嵌段共聚物的長(zhǎng)條或棒。此外，通過(guò)在預(yù)定的溫度(60℃至120℃)下加熱，可以制備本發(fā)明多嵌段共聚物的膜。
可以以0.1至50％的量向本發(fā)明的多嵌段共聚物中添加PEG、透明質(zhì)酸、葡聚糖、甘油、膠原、殼聚糖、泊洛沙姆407、泊洛沙姆188、甲基纖維素(MC)、乙基纖維素(EC)、羥乙基纖維素(HEC)、甲基羥乙基纖維素(MHEC)、羥甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素(HPMC)、羥丙基纖維素等，通過(guò)將它們制成溶膠-凝膠混合貯庫(kù)型的藥物載體、微球、納米球、長(zhǎng)條、棒、或膜的形式，將其用于緩釋藥物。當(dāng)制成混合的藥物載體形式時(shí)，本發(fā)明聚合物的膠凝溫度或凝膠強(qiáng)度可被改變。
上述藥物的遞送方法和施用量可以根據(jù)所述藥物的生理學(xué)活性、其在活體內(nèi)的作用部位、理化性質(zhì)等而變化?？梢钥刂票景l(fā)明聚合物的理化性質(zhì)和藥物的親水性/疏水性。
下面的實(shí)施例將使本領(lǐng)域技術(shù)人員更清楚地理解如何實(shí)施本發(fā)明。要理解雖然結(jié)合優(yōu)選的具體實(shí)施方案描述了本發(fā)明，但下面的實(shí)施例僅用于說(shuō)明，并非用于限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的其它方面對(duì)本發(fā)明相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將是明顯的。
實(shí)施例實(shí)施例1.用琥珀酰二氯鍵合成多嵌段聚合物用磁力棒將10g PluronicF127(BASF；泊洛沙姆407)添加到100ml燒瓶中，在油熱雙層加熱器中將燒瓶加熱至120℃，同時(shí)將壓力減至低于1托持續(xù)2小時(shí)，以除去聚合物中包含的所有水分。免除減壓，在流動(dòng)的氮?dú)庵袑⒎磻?yīng)溫度設(shè)置為100℃，并向燒瓶中添加100ml乙腈。為反應(yīng)燒瓶安裝迪安-斯達(dá)克分水器(dean stark)和冷卻器，使20ml經(jīng)蒸餾的乙腈通過(guò)迪安-斯達(dá)克分水器，從而除去反應(yīng)物中包含的所有水分。然后向迪安-斯達(dá)克分水器的貯庫(kù)中添加96μl(按聚合物計(jì)相當(dāng)于1當(dāng)量)琥珀酰二氯，反應(yīng)24小時(shí)。為了在反應(yīng)24小時(shí)后用羧基取代合成的多嵌段泊洛沙姆-407的端基，再次向迪安-斯達(dá)克分水器的貯庫(kù)中添加96μl琥珀酰氯并另外反應(yīng)24小時(shí)。在1L二乙醚中沉淀合成的多嵌段泊洛沙姆，然后過(guò)濾得到產(chǎn)物(8.2g)。
將由此獲得的產(chǎn)物溶于16ml甲醇中，通過(guò)在二乙醚中沉淀并過(guò)濾來(lái)純化兩次。然后真空干燥以獲得分子量分布狹窄的多嵌段泊洛沙姆(5.7g)。
通過(guò)GPC確定所述多嵌段泊洛沙姆的重均分子量為90,700道爾頓，用1H-NMR(圖1)證實(shí)其合成。
實(shí)驗(yàn)例1.對(duì)多嵌段聚合物末端的分析為了證實(shí)根據(jù)實(shí)施例1合成的多嵌段泊洛沙姆的端基轉(zhuǎn)化為了羧基，在合成的多嵌段泊洛沙姆的端基與氯化三甲代甲硅烷基(TMS-Cl)反應(yīng)后，測(cè)定1H-NMR。
(1)合成泊洛沙姆-407二琥珀酸酯用磁力棒將10g PluronicF127(BASF；泊洛沙姆407)添加到100ml單口圓底燒瓶中，在油熱雙層加熱器中將燒瓶加熱至120℃，同時(shí)將壓力減至低于1托，持續(xù)2小時(shí)，以除去聚合物中包含的水分。免除減壓，在流動(dòng)的氮?dú)庵袑⒎磻?yīng)溫度設(shè)置為50℃，然后向燒瓶中添加100ml乙腈。向反應(yīng)容器中添加5ml琥珀酰二氯，反應(yīng)24小時(shí)。通過(guò)在過(guò)量的己烷中沉淀并過(guò)濾將產(chǎn)物純化兩次。然后真空干燥。
測(cè)定1H-NMR證實(shí)存在泊洛沙姆二琥珀酸酯(圖2)。
(2)分析多嵌段聚合物的端基使20mg泊洛沙姆-407和上面實(shí)施例(1)中合成的20mg泊洛沙姆-407二琥珀酸酯與TMS-Cl(10μl)反應(yīng)，進(jìn)行1H-NMR分析。在分析時(shí)添加10μl吡啶作為催化劑。
因?yàn)椴绰迳衬?407的所有端基都是羥基，所以TMS-Cl三甲基峰(0.12ppm)的存在證明完成了所有-OH基團(tuán)的反應(yīng)(圖3)。因?yàn)椴绰迳衬?407二琥珀酸酯的所有端基都是羧基，所以TMS-Cl三甲基峰(0.29ppm)的存在證明完成了所有-COOH基團(tuán)的反應(yīng)(圖4)。
基于所述數(shù)據(jù)，使用1H-NMR，通過(guò)相同的方法分析了根據(jù)實(shí)施例1合成的多嵌段泊洛沙姆(圖5)。根據(jù)1H-NMR譜圖可見(jiàn)，僅顯示出來(lái)自TMCS與-COOH反應(yīng)的峰，但未顯示來(lái)自TMCS與-OH反應(yīng)的峰。從上面的結(jié)果可知，根據(jù)實(shí)施例1合成的多嵌段泊洛沙姆-407的所有端基都被羧基取代了。
實(shí)施例2.用草酰二氯鍵合成多嵌段聚合物通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法合成通過(guò)草酰基連接的多嵌段泊洛沙姆，除了用草酰二氯作為二羧酸連接基。
所得多嵌段共聚物的分子量為91,300道爾頓。
實(shí)施例3.用己二酰二氯鍵合成多嵌段聚合物通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法合成通過(guò)己二?；B接的多嵌段泊洛沙姆，除了用己二酰二氯作為二羧酸連接基。
所得多嵌段共聚物的分子量為96,300道爾頓。
實(shí)施例4.用辛二酰二氯鍵合成多嵌段聚合物通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法合成用辛二?；B接的多嵌段泊洛沙姆，除了用辛二酰二氯作為二羧酸連接基。所得多嵌段共聚物的分子量為97,800道爾頓。
實(shí)施例5.用癸二酰二氯鍵合成多嵌段聚合物通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法合成用癸二?；B接的多嵌段泊洛沙姆，除了用癸二酰二氯作為二羧酸連接基。所得多嵌段共聚物的分子量為124,000道爾頓。
實(shí)施例6.用十二烷酰二氯鍵合成多嵌段聚合物通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法合成用十二烷?；B接的多嵌段泊洛沙姆，除了用十二烷酰二氯作為二羧酸連接基。所得多嵌段共聚物的分子量為104,000道爾頓。
實(shí)施例7.用對(duì)苯二酰二氯鍵合成多嵌段聚合物通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法合成用對(duì)苯二?；B接的多嵌段泊洛沙姆，除了用對(duì)苯二酰二氯作為二羧酸連接基。所得多嵌段共聚物的分子量為87,000道爾頓。
實(shí)施例8.用富馬酸鍵合成多嵌段聚合物在50℃，使10g富馬酸和22g草酰氯(為富馬酸當(dāng)量的二倍)在50ml乙腈中反應(yīng)6小時(shí)。在反應(yīng)后，通過(guò)在真空下與富馬酰二氯化物反應(yīng)除去過(guò)量的草酰氯。通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法，用上面合成的富馬酰氯化物作為連接基，合成通過(guò)富馬酸基團(tuán)連接的多嵌段泊洛沙姆。所得多嵌段共聚物的分子量為85,400道爾頓。
實(shí)施例9.用馬來(lái)酸鍵合成多嵌段聚合物通過(guò)與實(shí)施例8相同的方法制備聚合物，除了使用馬來(lái)酸。所得多嵌段共聚物的分子量為82,700道爾頓。
實(shí)施例10.用蘋果酸鍵合成多嵌段聚合物通過(guò)與實(shí)施例8相同的方法制備聚合物，除了使用蘋果酸。所得多嵌段共聚物的分子量為84,000道爾頓。
實(shí)施例11.合成末端具有羧酸鈉基團(tuán)的多嵌段聚合物將在實(shí)施例1中合成的兩個(gè)末端都具有羧基的10g多嵌段泊洛沙姆溶于50ml乙腈溶液中。向獲得的溶液中緩慢添加濃度為1g/ml的碳酸氫鈉水溶液以中和所得的溶液，直到其pH達(dá)到pH8。用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀從所得的溶液中除去溶劑。然后，將剩余的聚合物溶于50ml二氯甲烷溶液中。
使未反應(yīng)的碳酸氫鈉沉淀，通過(guò)過(guò)濾除去沉淀物。用500ml二乙醚沉淀包含聚合物的經(jīng)過(guò)濾的二氯甲烷溶液，過(guò)濾以獲得末端具有羧酸鹽的多嵌段聚合物。
實(shí)施例12.合成末端具有SO3Na基團(tuán)的多嵌段聚合物將在實(shí)施例1中作為中間體獲得的具有末端羥基端的10g多嵌段聚合物放入單口燒瓶中，在120℃下真空干燥2小時(shí)以除去水分。將反應(yīng)溫度降至60℃，然后將所得的產(chǎn)物溶于50ml乙腈溶液中。將0.16g硫酸三氧化物吡啶絡(luò)合物溶于所得的溶液中。通過(guò)用磁力攪拌器攪拌使所得的溶液反應(yīng)10小時(shí)。用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀從所得的聚合物溶液中除去溶劑，然后將聚合物溶于50ml二氯甲烷溶液中。
使未反應(yīng)的硫酸三氧化物吡啶絡(luò)合物沉淀，通過(guò)過(guò)濾除去沉淀物。用500ml二乙醚沉淀經(jīng)過(guò)濾的二氯甲烷溶液，過(guò)濾以獲得末端具有SO3Na基團(tuán)的多嵌段聚合物。
實(shí)施例13.測(cè)定多嵌段聚合物的相變溫度為了制備3ml 10w/w％、15w/w％和20w/w％多嵌段共聚物的水溶液，將176mg、353mg和529mg實(shí)施例1的聚合物添加到3ml蒸餾水中，在4℃攪拌2小時(shí)，以完全溶解共聚物。用Brookfield粘度計(jì)(型號(hào)RVDVII+)測(cè)定多嵌段聚合物水溶液的粘度，從而確定相變溫度(圖6)。15％的泊洛沙姆407水溶液在高于體溫37℃時(shí)不膠凝，25％的泊洛沙姆407水溶液在17℃時(shí)膠凝。相反，10％的多嵌段聚合物(分子量為約100,000道爾頓)水溶液在25.9℃時(shí)膠凝，而15％的水溶液在20.5℃時(shí)膠凝。
與泊洛沙姆407溶液相比，本發(fā)明的聚合物能在相對(duì)較低的濃度下膠凝。與泊洛沙姆407溶液相比，多嵌段聚合物的這種相對(duì)更高的膠凝溫度使得易于用注射器將其注射到體內(nèi)。
實(shí)施例14.干擾素-α從15w/w％多嵌段共聚物溶液的凝膠中的體內(nèi)釋放將0.106ml 1mg/ml醋酸鋅溶液添加到1.2ml的15MIU/ml干擾素-α溶液中，將溶液的pH保持為5.0至8.0，以形成干擾素-α-鋅絡(luò)合物。將實(shí)施例1的212mg(15w/w％)多嵌段共聚物(分子量為90,700道爾頓)添加到干擾素-鋅絡(luò)合物溶液中，在4℃放置超過(guò)3小時(shí)，以制備干擾素-多嵌段共聚物溶液。
當(dāng)將溶液放置在室溫時(shí)，其在21℃固化，變成不可注射的形式。
在4℃將上面制備的干擾素-多嵌段聚合物溶液放入注射器中，每支注射器包含0.4ml(30MIU/鼠)，將其皮下施用至大鼠(7周齡SD大鼠，200g～220g)。為了將大鼠的皮膚溫度降至25℃，在施用部位上放置冰袋，與冰袋接觸約5～8秒。
在施用后，在30分鐘、1小時(shí)、2小時(shí)、4小時(shí)、8小時(shí)、1天、2天、3天、4天、5天、和6天后，從尾靜脈收集400μl全血，分離血漿。然后用ELISA試劑盒分析血液中干擾素-α的濃度。結(jié)果是在施用后，15w/w％多嵌段共聚物的凝膠能緩慢釋放干擾素-α超過(guò)5天(圖7)。
實(shí)施例15.干擾素-α從20w/w％多嵌段共聚物溶液的凝膠中的體內(nèi)釋放將0.106ml 1mg/ml醋酸鋅溶液添加到1.2ml 15MIU/ml干擾素溶液中，將pH保持為5.0至8.0，以形成干擾素-鋅絡(luò)合物。將實(shí)施例1的300mg多嵌段共聚物(分子量為90,700道爾頓)添加到干擾素-鋅絡(luò)合物溶液中，在4℃放置超過(guò)4小時(shí)，以制備干擾素-多嵌段聚合物溶液。溶液在18℃固化，變成不可注射的形式。通過(guò)與實(shí)施例13相同的方法，將溶液施用至大鼠。結(jié)果證實(shí)干擾素也能釋放超過(guò)5天(圖7)。
實(shí)施例16.人生長(zhǎng)激素從15w/w％多嵌段共聚物溶液的凝膠中的體內(nèi)釋放將2.07mg人生長(zhǎng)激素凍干粉溶于1.66ml注射用水中，以制備1.25mg/ml的人生長(zhǎng)激素溶液。將實(shí)施例1的293mg多嵌段共聚物(分子量為90,700道爾頓)在4℃放置3小時(shí)，以制備包括人生長(zhǎng)激素的15w/w％共聚物溶液。在4℃將溶液抽入注射器中，每支0.4ml(6IU/kg)，通過(guò)與實(shí)施例13相同的方法皮下施用至大鼠(7周齡，200g～220g)。結(jié)果證實(shí)人生長(zhǎng)激素可以釋放超過(guò)6天(圖8)。
實(shí)施例17.G-CSF從15w/w％多嵌段共聚物溶液的凝膠中的體內(nèi)釋放用生理鹽水或注射用水稀釋100μg/ml濃度的G-CSF溶液。將實(shí)施例1的176mg多嵌段共聚物(分子量為90,700道爾頓)在4℃放置3小時(shí)，以制備包括G-CSF的15w/w％共聚物溶液。在4℃將溶液抽入注射器中，每支注射器0.4ml，通過(guò)與實(shí)施例13相同的方法施用至大鼠。結(jié)果證實(shí)G-CSF可以釋放約6天(圖9)。
實(shí)施例18.聚乙二醇化的G-CSF從15w/w％多嵌段共聚物溶液的凝膠中的體內(nèi)釋放將9mg/ml的PEG-G-CSF稀釋成125μg/ml。在4℃將該溶液與實(shí)施例1的317mg多嵌段共聚物(分子量為90,700道爾頓)混合3小時(shí)，以制備聚乙二醇化的G-CSF聚合物溶液，其根據(jù)溫度顯示出凝膠轉(zhuǎn)變。在4℃將溶液抽入注射器中，每支注射器0.4ml，通過(guò)與實(shí)施例13相同的方法施用至大鼠。結(jié)果證實(shí)G-CSF可以釋放約8天(圖10)。
要理解上面描述的實(shí)施方案僅僅用于舉例說(shuō)明本發(fā)明原理的應(yīng)用。在不背離本發(fā)明精神和范圍的情況下，可以衍生許多修改和替代實(shí)施方案，所附的權(quán)利要求書將覆蓋這些修改和排列。因此，雖然在附圖中展示了本發(fā)明，并且在上面結(jié)合現(xiàn)在認(rèn)為最實(shí)際和優(yōu)選的本發(fā)明實(shí)施方案，并詳細(xì)具體地充分描述了本發(fā)明，但對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的是，在不背離權(quán)利要求書所述的本發(fā)明原理和概念的情況下，可以進(jìn)行許多修改。
權(quán)利要求
1.一種包括至少兩種ABA型三嵌段共聚物的多嵌段共聚物，所述三嵌段共聚物通過(guò)可生物降解的二羧基鍵共價(jià)連接，其中A為聚環(huán)氧乙烷嵌段，B為聚環(huán)氧丙烷嵌段、聚環(huán)氧丁烷嵌段或其組合，并且其中所述多嵌段共聚物在兩個(gè)末端都具有羥基或離子基。
2.如權(quán)利要求1所述的多嵌段共聚物組合物，所述環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷或環(huán)氧丁烷的單元數(shù)范圍分別為2至2000。
3.如權(quán)利要求1所述的多嵌段共聚物組合物，其中A嵌段與B嵌段的單元比范圍為0.2∶1至40∶1。
4.如權(quán)利要求1所述的多嵌段共聚物組合物，其中所述離子基選自以下組中-SO3-、-PO32-、和-C(＝O)-R-C(＝O)-O-的一價(jià)或二價(jià)金屬鹽。
5.如權(quán)利要求1所述的多嵌段共聚物，其重均分子量范圍為40,000至1,000,000道爾頓。
6.如權(quán)利要求1所述的多嵌段共聚物組合物，其中所述可生物降解的二羧基鍵源自選自以下組中的羧酸草酸、丙二酸、蘋果酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、癸二酸、辛二酸、和十二烷酸、富馬酸、馬來(lái)酸、鄰苯二甲酸和對(duì)苯二甲酸。
7.一種由下式表示的多嵌段共聚物M-X-O-[PEO-Y-PEO-C(＝O)-R-C(＝O)-O]n-PEO-Y-PEO-O-X-M其中PEO為聚環(huán)氧乙烷嵌段，Y為PPO或PBO或PPO和PBO的組合，其中PPO為聚環(huán)氧丙烷嵌段，PBO為聚環(huán)氧丁烷嵌段，X為H或陰離子基團(tuán)，n為1至100的整數(shù)，R為-(CH2)m-或具有Cm’的芳基，其中m為0至20的整數(shù)，m’為6至12的整數(shù)，并且M為H或陽(yáng)離子基團(tuán)，條件是M和X不能同時(shí)為H，并且當(dāng)X為H時(shí)，M不能存在。
8.如權(quán)利要求7所述的多嵌段共聚物，其中X為選自-SO3-、-PO32-和-C(＝O)-R-C(＝O)-O-的陰離子基團(tuán)。
9.如權(quán)利要求7所述的多嵌段共聚物，其中M為選自Li、Na、K、Ag、Au、Ca、Mg、Zn、Fe、Cu、Co、和Ni的陽(yáng)離子。
10.如權(quán)利要求7所述的多嵌段共聚物，其重均分子量范圍為40,000至1,000,000道爾頓。
11.如權(quán)利要求7所述的多嵌段共聚物，其中PEO與Y的單元比范圍為0.2∶1至40∶1。
12.如權(quán)利要求7所述的多嵌段共聚物，其中Y的重均分子量范圍為1,000至20,000道爾頓。
13.如權(quán)利要求7所述的多嵌段共聚物，其中Y為泊洛沙姆。
14.如權(quán)利要求7所述的多嵌段共聚物，其中R為可生物降解的二羧基鍵，所述二羧基鍵源自選自以下組中的羧酸草酸、丙二酸、蘋果酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、癸二酸、辛二酸、和十二烷酸、富馬酸、馬來(lái)酸、鄰苯二甲酸和對(duì)苯二酸。
15.一種組合物，其包括權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的多嵌段共聚物。
16.如權(quán)利要求15所述的組合物，其中所述多嵌段共聚物組合物為選自凝膠、微球、納米粒、長(zhǎng)條、棒和膜的形式。
17.一種藥物組合物，其包括權(quán)利要求15所述的組合物和有效量的生物活性劑。
18.如權(quán)利要求17所述的藥物組合物，其中所述生物活性劑的范圍為0.01％至50％。
19.如權(quán)利要求17所述的藥物組合物，其中所述生物活性劑為蛋白質(zhì)或肽。
20.如權(quán)利要求19所述的藥物組合物，其中所述蛋白質(zhì)或肽為其天然形式或被聚合物改性過(guò)。
21.如權(quán)利要求19所述的藥物組合物，其中所述蛋白質(zhì)選自以下組中生長(zhǎng)激素(GH)、干擾素(IFN)、粒細(xì)胞集落刺激因子(G-CSF)、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(GMCSF)、紅細(xì)胞生成素(EPO)、白介素(IL)、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子、促卵泡激素(FSH)、巨噬細(xì)胞集落刺激因子(M-CSF)、神經(jīng)生長(zhǎng)因子(NGF)、奧曲肽、胰島素、胰島素樣生長(zhǎng)因子(IGF)、降鈣素、腫瘤壞死因子(TNF)、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)、表皮生長(zhǎng)因子(EGF)、血小板源生長(zhǎng)因子(PDGF)、骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)、組織纖溶酶原激活物(TPA)、血小板生成素(TPO)、組織生長(zhǎng)因子以及腫瘤壞死因子(TNF)。
22.如權(quán)利要求17所述的藥物組合物，其中所述組合物為凝膠、微球、納米粒、長(zhǎng)條、棒和膜的形式。
23.如權(quán)利要求17所述的藥物組合物，其在水性介質(zhì)中包含0.5至50％的權(quán)利要求17所述的組合物。
24.如權(quán)利要求17所述的藥物組合物，其中所述組合物還包括選自以下組中的至少一種成員PEG、透明質(zhì)酸、葡聚糖、甘油、明膠、殼聚糖、泊洛沙姆407、泊洛沙姆188、甲基纖維素(MC)、乙基纖維素(EC)、羥乙基纖維素(HEC)、甲基羥乙基纖維素(MHEC)、羥甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素(HPMC)和羥丙基纖維素。
25.一種用于制備權(quán)利要求7所述的具有末端羥基端的多嵌段共聚物的方法，該方法包括1)制備包含預(yù)定量PEO-Y-PEO的反應(yīng)溶液，基于1當(dāng)量的PEO-Y-PEO末端羥基，向反應(yīng)溶液中緩慢添加0.5至1.0當(dāng)量的二羧酸二鹵化物，使反應(yīng)進(jìn)行預(yù)定的小時(shí)數(shù)；2)向上述反應(yīng)溶液中添加另外0.1當(dāng)量的PEO-Y-PEO進(jìn)行反應(yīng)，直至反應(yīng)完成；3)在醚或己烷溶劑中沉淀所制備的多嵌段共聚物，然后將沉淀物溶于醇中；以及4)緩慢添加醚或己烷，從而使醇/醚或己烷的體積比為1/1至1/20，以沉淀所述多嵌段共聚物。
26.一種用于制備權(quán)利要求7所述的具有末端羧基端的多嵌段共聚物的方法，該方法包括1)制備包含預(yù)定量PEO-Y-PEO的反應(yīng)溶液，基于1當(dāng)量的PEO-Y-PEO末端羥基，向反應(yīng)溶液中緩慢添加0.5至1.0當(dāng)量的二羧酸二鹵化物，使反應(yīng)進(jìn)行預(yù)定的小時(shí)數(shù)；2)基于1當(dāng)量PEO-Y-PEO末端的羥基，向反應(yīng)溶液中另外添加超過(guò)1當(dāng)量的二羧酸二鹵化物進(jìn)行反應(yīng)，直至反應(yīng)完成；3)在醚或己烷溶劑中沉淀所制備的多嵌段共聚物，然后將沉淀物溶于醇中；以及4)緩慢添加醚或己烷，從而使醇/醚或己烷的體積比為1/1至1/20，以沉淀多嵌段共聚物。
27.一種用于制備權(quán)利要求7所述的多嵌段共聚物的方法，所述多嵌段共聚物在兩個(gè)末端都具有金屬羧酸鹽，該方法包括1)將從權(quán)利要求26制備的多嵌段共聚物溶于能與水混合的溶劑中；以及2)用碳酸鈉、碳酸氫鈉、氯化鈣、氯化鋅、氯化鎂、氯化鐵、氯化銅、硝酸銀、氯化鉀、或氯化鋰中和所述多嵌段共聚物溶液。
28.一種用于制備權(quán)利要求7所述的在其聚合物末端具有硫酸、磷酸、或硫酸和磷酸的金屬鹽的多嵌段共聚物的方法，該方法包括1)將權(quán)利要求25所述的多嵌段共聚物溶于溶劑中，使所述溶液與硫酸三氧化物吡啶絡(luò)合物(C5H5NSO3)、或氯氧化磷(POCl3)反應(yīng)；以及2)任選地用碳酸鈉、碳酸氫鈉、氯化鈣、氯化鋅、氯化鎂、氯化鐵、氯化銅、硝酸銀、氯化鉀、或氯化鋰中和反應(yīng)混合物，以制備在其聚合物末端具有金屬鹽的多嵌段共聚物。
29.如權(quán)利要求25或26所述的方法，其中PEO-Y-PEO為泊洛沙姆。
30.如權(quán)利要求25或26所述的方法，其中將PEO-Y-PEO溶于二氯甲烷，然后在己烷中沉淀，或者在正丙醇/H2O溶劑中分層將其分離，由此純化PEO-Y-PEO。
全文摘要
本發(fā)明涉及包括三嵌段共聚物的離子型多嵌段共聚物組合物，其中在所述三嵌段共聚物中聚環(huán)氧丙烷嵌段或聚環(huán)氧丁烷嵌段位于兩個(gè)聚環(huán)氧乙烷嵌段之間，且所述三嵌段共聚物通過(guò)二羧酸鍵相連，形成重均分子量大于40,000道爾頓的多嵌段共聚物。更高的重均分子量使得由本發(fā)明多嵌段共聚物形成的水凝膠能夠保持其凝膠狀態(tài)超過(guò)幾天。
文檔編號(hào)C08G65/332GK1993400SQ200580026321
公開日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2005年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月2日
發(fā)明者徐敏孝, 金峯五, 沈明燮, 李尚俊 申請(qǐng)人:株式會(huì)社三養(yǎng)社