專利名稱：改性透明質(zhì)酸聚合物組合物和相關(guān)的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明公開大致涉及具有低水平的官能團改性的透明質(zhì)酸，通過該輕度改性透明質(zhì)酸與合適的二官能性或多官能性反應物的控制反應所形成的混合物，以及相關(guān)的水凝膠和水凝膠前體組合物。這里所述的組合物為輕度交聯(lián)且在活體內(nèi)注射時具有低的促炎癥特性，并且可以用作例如醫(yī)用設備、生物醫(yī)學粘合劑和密封劑，和用于生物活性劑的局部傳遞等。
背景技術(shù)：
透明質(zhì)酸是廣泛分布在結(jié)締組織、上皮組織和神經(jīng)組織中的自然產(chǎn)生的、陰離子性非硫酸化的糖胺聚糖。平均70 kg(lM磅)的人在他/她的身體中具有大致15克的透明質(zhì)酸，其中的三分之一會每天發(fā)生轉(zhuǎn)化(降解和合成)(Mern R. Eur J Cell Bio/ 83(7): 317-25，(2004) ) 0因為透明質(zhì)酸在身體的許多組織中被自然地發(fā)現(xiàn)，因此是生物相容的，所以認為其極其適于生物醫(yī)學應用。實際上，包括透明質(zhì)酸(也稱為hyaluronan)、其衍生化形式以及其結(jié)合物的許多聚合物材料可以用作可注射生物材料，以及用于醫(yī)用設備和可植入材料中。應用包括將治療分子傳遞到局部位點，用作粘合劑或密封劑，用于組織工程，用作關(guān)節(jié)滑液粘滯度補償劑(viscosupplements)，和用于傷口愈合。透明質(zhì)酸在以其自然產(chǎn)生形式施用和用作治療劑時，會典型地從身體中快速清除，使得需要頻繁給藥。雖然在一個以上體外模型中，聚合物凝膠或凝膠前體可能顯示出對反應化學和條件、凝膠化特性和/或治療效果有利的性能，但是在某些情況下，該效果無法在體內(nèi)或臨床環(huán)境中轉(zhuǎn)化成有益的性能。

發(fā)明內(nèi)容
在第一方面中，提供的是通過與二乙烯基砜反應而改性到10%以下程度的透明質(zhì)酸。具體地說，該透明質(zhì)酸具有10%以下的通過與二乙烯基砜的加成反應而發(fā)生了衍生化的其羥基。在具體的實施方案中，該透明質(zhì)酸使其羥基的1-10%衍生化成了 2_(乙烯基磺酰基)乙氧基。具有低水平的二乙烯基砜活化作用的所得活化透明質(zhì)酸在這里一般稱作(2-(乙烯基磺酰基)乙氧基 透明質(zhì)酸或“VS-HA”。在又一個實施方案中，該透明質(zhì)酸具有選自1%，2%，3%，4%，5%，6%，7%，8%，9%和10%中的將羥基轉(zhuǎn)化成2-(乙烯基磺?；?乙氧基的轉(zhuǎn)化率。在又一更特定的實施方案中，該透明質(zhì)酸具有相對于每個二糖重復單元為約4-5%的將羥基轉(zhuǎn)化成2-(乙烯基磺酰基)乙氧基的轉(zhuǎn)化率。在又一個實施方案中，該乙烯基磺?；?乙氧基Lic 透明質(zhì)酸具有約700 至約3百萬道爾頓的分子量。在第二方面中，提供的是通過乙烯基磺?；?乙氧基)HC 透明質(zhì)酸與具有兩個以上硫醇基團的硫醇交聯(lián)劑的反應所形成的水凝膠。 在相關(guān)實施方案中，該硫醇交聯(lián)劑具有兩個到約8個硫醇基團。在又一個實施方案中，該硫醇交聯(lián)劑具有選自2，3，4，5，6，7和8中的數(shù)量的硫醇基團。在涉及所述第二方面的又一個實施方案中，該硫醇交聯(lián)劑是經(jīng)硫醇官能化的聚乙二醇(PEG)(即，PEG-硫醇)。在上述的另外的實施方案中，該聚乙二醇硫醇具有約250至約20，000道爾頓的
分子量。在相關(guān)實施方案中，該經(jīng)硫醇官能化聚乙二醇是線性的且在各末端具有硫醇基團，即，為聚乙二醇二硫醇(PEG 二硫醇)。在又一個實施方案中，該經(jīng)硫醇官能化聚乙二醇為四臂且具有季戊四醇核。在又一個實施方案中，該經(jīng)硫醇官能化聚乙二醇具有多元醇核，該多元醇核選自甘油，甘油二聚物(3，3’ -氧基二丙烷-1，2- 二醇)，三羥甲基丙烷，山梨糖醇，季戊四醇和六甘油。在又一個實施方案中，通過乙烯基磺酰基)乙氧基)Ht 透明質(zhì)酸與硫醇交聯(lián)劑的反應所形成的水凝膠含有低于10%的未反應硫醇和低于10%的未反應乙烯基砜基團。殘留的未反應硫醇基團的量可以通過例如使用埃爾曼氏(Ellman's)試驗來測定。在又一其它實施方案中，通過乙烯基磺?；?乙氧基透明質(zhì)酸與硫醇交聯(lián)劑的反應所形成的水凝膠含有約0. 5-5. 0%的聚合物相對于水的重量百分數(shù)(wt/wt)。 所得水凝膠的聚合物相對于水的示例性重量百分數(shù)在一個以上實施方案中為選自0. 5%， 1. 0%, 1，5%, 2. 0%, 2. 5%, 3. 0%, 3. 5%, 4. 0%, 4. 5% 和 5%。在又一個實施方案中，通過乙烯基磺?；?乙氧基)Ht 透明質(zhì)酸與硫醇交聯(lián)劑的反應所形成的水凝膠是粒度在約0. 10-3. 0毫米范圍的的顆粒的形式。在又一個實施方案中，上述水凝膠顆粒為含水漿料的形式。在仍然另一個實施方案中，在前述實施方案中的任何一個或多個中所述的水凝膠被分散在未改性的透明質(zhì)酸的水溶液中。在又一其它和更特定的實施方案中，提供的是在透明質(zhì)酸的鹽水溶液中包含交聯(lián)水凝膠顆粒的組合物，其中所述水凝膠顆粒是通過聚乙二醇二硫醇(PEG-二硫醇)與透明質(zhì)酸的反應來形成的，所述透明質(zhì)酸已用2-(乙烯基磺?；?乙氧基將其羥基的1-10% 衍生化。在又一其它實施方案中，前述實施方案的任何一個或多個中所述水凝膠包括生物活性劑。在特定的實施方案中，該生物活性劑是皮質(zhì)類留醇。在又一更具體的實施方案中，該生物活性劑是醋酸去炎松。在又一可選實施方案中，前述實施方案的任何一個或多個中所述的水凝膠包括活細胞。在又一實施方案中，通過乙烯基磺?；?乙氧基) 透明質(zhì)酸與雙官能性或更大官能性硫醇交聯(lián)劑的反應所形成的水凝膠在山羊關(guān)節(jié)注射模型中顯示出低的促炎癥特性(pro-inflammatory properties)。在具體的實施方案中，該水凝膠顯示出如白細胞響應于相關(guān)的關(guān)節(jié)液所示的低的促炎癥特性。在又一個具體的實施方案中，該水凝膠如綜合觀察評分所示，在山羊關(guān)節(jié)注射模型中顯示出低的促炎癥特性。在又一其它實施方案中，該水凝膠是無菌的。在又再一個實施方案中，這里提供的水凝膠被填裝在注射器中。在又再一個實施方案中，提供的是將這里所述的任一水凝膠組合物施用于對象關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)內(nèi)空間中的方法。在第三方面中，提供的是制備乙烯基磺酰基)乙氧基^lt 透明質(zhì)酸的方法。該方法包括使透明質(zhì)酸與二乙烯基砜在可有效讓透明質(zhì)酸二糖重復單元上的不高于約10%的羥基與二乙烯基砜反應的反應條件下進行反應，以形成乙烯基磺?；?乙氧基透明質(zhì)酸。在相關(guān)的實施方案中，該反應包括使透明質(zhì)酸與摩爾過量的二乙烯基砜進行反應。在進一步的實施方案中，該反應步驟是在環(huán)境條件下進行的。在又一個實施方案中，該反應步驟在環(huán)境條件下進行10秒至約120秒。在又一個實施方案中，該反應步驟是在堿水溶液中進行的。在進一步的實施方案中，該方法進一步包括通過酸的添加來淬滅反應。在相關(guān)實施方案中，添加足夠的酸來調(diào)節(jié)PH至約4-6. 5的范圍。在第四方面中，這里所述的是制備水凝膠的方法。該方法包括使乙烯基磺酰基)乙氧基)^%透明質(zhì)酸與具有兩個以上硫醇基團的硫醇交聯(lián)劑在可有效形成交聯(lián)水凝膠的反應條件下進行反應。合適的硫醇交聯(lián)劑包括經(jīng)硫醇官能化的聚乙二醇，鏈烷烴二硫醇等。在相關(guān)實施方案中，該反應是在生理pH下進行。在又一個實施方案中，該反應是沒有聚合引發(fā)劑存在的情況下進行的。在又一個實施方案中，該反應是沒有應用外部能量源的情況下進行的。在又一個實施方案中，該反應是在20°C -45°C范圍的溫度下進行的。在又再一個實施方案中，水凝膠包括10%以下的未反應乙烯基砜或硫醇基團。優(yōu)選，該水凝膠包括5%以下的未反應砜或硫醇基團。在特定的實施方案中，該水凝膠基本上不包括可檢測到的未反應乙烯基砜或硫醇基團。在第五方面中，提供的是包括注射器的試劑盒，其中該注射器包含如上所述由(2-(乙烯基磺?；?乙氧基)Ht 透明質(zhì)酸與硫醇交聯(lián)劑的反應所形成的水凝膠。在又一個相關(guān)實施方案中，該注射器包含如上述實施方案中任何一個或多個中所述的水凝膠，其中該水凝膠被分散在未改性的透明質(zhì)酸的水溶液中。在相關(guān)實施方案中，該水溶液是鹽水。在相關(guān)實施方案中，該注射器為適合于使用18-21號規(guī)格注射針的水凝膠關(guān)節(jié)內(nèi)注射的形式。
在又一個相關(guān)實施方案中，該注射器包含如上述實施方案中任何一個或多個中所述的水凝膠，其中該水凝膠進一步包括生物活性劑。在相關(guān)實施方案中，該生物活性劑選自留類，生長因子，抗增殖劑和抗生素。在又一更特定的實施方案中，該水凝膠包含約 0. 01wt%至約20wt%的生物活性劑，這當然取決于該生物活性劑的效力。就是說，較低效力的藥劑將典型地以上述范圍的較高端例如約10-20wt%的濃度來包含在水凝膠中，而有高效力的生物活性劑將以上述范圍的較低端例如約0. 01-3wt%的濃度來包含在水凝膠中。在生物活性劑是醋酸去炎松的特定實施方案中，該水凝膠包含約0. 1-1 wt%的生物活性劑。在又一個實施方案中，該注射器包含上述實施方案中任何一個或多個中所述的水凝膠，其中該水凝膠進一步包括活細胞。示例性的活細胞包括干細胞，主質(zhì) (parenchimal)干細胞，血液衍生的細胞和骨髓細胞。在第六方面中，提供的是通過施用包含被分散于水凝膠中的弱水溶性生物活性劑的這里所述的水凝膠來傳遞弱水溶性生物活性劑的方法。在第七方面中，所述的是通過將這里所述的任何一個或多個方面或?qū)嵤┓桨傅乃z注射到對象的關(guān)節(jié)如膝關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)內(nèi)空間中，來治療與骨關(guān)節(jié)炎、類風濕性關(guān)節(jié)炎、 其它炎癥性關(guān)節(jié)炎和反復性使用(repetitive use)相關(guān)的急性和慢性炎癥的方法。在具體的實施方案中，即，當水凝膠包含被引入其中的皮質(zhì)類留醇時，該方法可有效地使得對軟骨的損害低于在等同量的不含皮質(zhì)類留醇的水凝膠夾含(hydrogel entrapment)的給藥時所發(fā)生的軟骨損害，這在山羊關(guān)節(jié)注射模型中通過在注射后觀天的Mankin總評分來表征。 在相關(guān)的實施方案中，上述方法，即，水凝膠在關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)內(nèi)空間中的注射，相對于所述水凝膠注射之前對象所經(jīng)歷的疼痛來說可有效地為對象提供一定程度的疼痛緩減。典型地， 疼痛緩減的起始是由對象在注射之后的約1小時至約1星期之間，更優(yōu)選在注射之后的約 1小時到約3天之間的任何時刻所經(jīng)歷。就是說，疼痛緩減的起始典型地在注射后的約1， 2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，21，22，23 或 24 小時內(nèi)開始，或， 如果在起初二十四小時內(nèi)沒有開始，則在注射后的1，2，3，4，5，6或7天內(nèi)開始。典型地，疼痛緩減的持續(xù)時間預計會持續(xù)在約3個月到9個月之間的任何時間，S卩，3，4，5，6，7，8，9個月或甚至更長。在第八方面中，提供的是通過在施用于對象之時或之前將皮質(zhì)類留醇引入到交聯(lián)水凝膠中，將皮質(zhì)類留醇施用于患有骨關(guān)節(jié)炎的對象的關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)內(nèi)空間中來減少對軟骨的損害的方法。交聯(lián)水凝膠一般是下面更詳細描述的透明質(zhì)酸系水凝膠。示例性的交聯(lián)水凝膠是通過與二乙烯基砜反應改性到10%以下的程度，隨后用具有兩個以上硫醇基團的硫醇交聯(lián)劑交聯(lián)的透明質(zhì)酸。令人吃驚地，通過將皮質(zhì)類留醇引入到交聯(lián)水凝膠中，與等同量的不含皮質(zhì)類甾醇的水凝膠引入的給藥相比，則對軟骨造成更低的損害。在與以上所述內(nèi)容相關(guān)的第九方面中，在通過將治療有效量的皮質(zhì)類留醇施用于對象的關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)內(nèi)空間中來治療骨關(guān)節(jié)炎的方法中，這里所提供的是包括施用皮質(zhì)類甾醇的改進，該皮質(zhì)類留醇為包含皮質(zhì)類留醇的交聯(lián)的水凝膠組合物的形式，據(jù)此，與等同量的不含皮質(zhì)類留醇的水凝膠引入的給藥相比可以減少對軟骨的損害。在與第七、第八和第九方面相關(guān)的具體實施方案中，皮質(zhì)類留醇選自氫化可的松，醋酸氫化可的松，醋酸可的松，新戊酸替索考酮(tixocortol pivalate),強的松龍， 甲基強的松龍，強的松，去炎松，去炎松鹽如醋酸去炎松，丙炎松氨丁酯，雙醋酸去炎松(triamcinolone furetonide)，丙酮縮去炎松己酸酯，去炎松雙乙酸鹽，去炎松醇，莫米他松，安西縮松，布地縮松，丙縮羥強龍，氟輕松醋酸酯，氟輕松，哈西縮松，倍他米松，倍他米松磷酸鈉，地塞米松，地塞米松磷酸鈉，氟考龍，氫化可的松-17- 丁酸酯，氫化可的松-17-戊酸酯，阿克羅美他松二丙酸酯(aclometasone dipropionate)，倍他米松戊酸酯，倍他米松二丙酸酯，潑尼卡酯，去氫氯氟美松-17- 丁酸酯，氯氟美松-17-丙酸酯，氟考龍已酸酯，氟考龍新戊酸酯，醋酸氟潑尼定，二丙酸氯地米松一水合物，氟尼縮松，氟替卡松丙酸酯，莫米他松糠酸酯一水合物，和氟替卡松糠酸酯。在甚至更特定的實施方案中，該皮質(zhì)類留醇是醋酸去炎松。在第十方面中，提供的是一種制劑，其包括夾含在這里所述的水凝膠的3維結(jié)構(gòu)內(nèi)的弱水溶性可溶性藥物如甾類，隨后將該制劑施用于關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)內(nèi)空間中。在與上述內(nèi)容相關(guān)的一個實施方案中，留類顆粒在水凝膠內(nèi)的夾含可有效防止大部分的留類顆粒與關(guān)節(jié)組織的直接接觸。在又一個相關(guān)的實施方案中，留類顆粒在水凝膠中的夾含可有效地使留類在關(guān)節(jié)中的局部濃度最大化，同時最大程度地減少其全身中的濃度。在仍然又一個實施方案中，留類顆粒在水凝膠中的夾含可有效地保護該留類顆粒從關(guān)節(jié)中過早清除。在仍然另外實施方案中，通過將留類夾含在水凝膠中，在與沒有水凝膠夾含時所達到的治療效能的情況下相比而言更低的總劑量下達到了該留類的治療效力，同時最大程度地減少不希望的局部和全身副作用。在相關(guān)方面，所提供的是這里所述的水凝膠注射或植入到哺乳動物對象的骨、牙齒、神經(jīng)、軟骨、血管、軟組織或其它組織上或中的用途。組合物、方法、試劑盒等另外實施方案將由下面的敘述，實施例和權(quán)利要求顯而易見。從以上和以下敘述中可以看出，這里所述的每一個特征以及兩個以上此類特征的每一個組合都包括在本方面公開的范圍內(nèi)，其中，包括在該組合中的特征不是互相不一致的。另外，任何特征或這些特征的組合可以特定地從本發(fā)明的任何實施方案中排出。本發(fā)明的另外的方面和優(yōu)點在下面的敘述中進行闡述，特別是在結(jié)合所附的實施例和附圖來考慮時。


圖1是如實施例1所述制備的乙烯基砜改性的透明質(zhì)酸(HA-VS)的1H NMR譜。以該NMR為基礎，該透明質(zhì)酸被測定為相對于每個二糖具有約4%的的水平的乙烯基砜取代。圖2是曲線圖，揭示了如實施例16中所述的相對于采樣號的弱水溶性模型藥物醋酸去炎松的釋放率百分數(shù)。圖3是曲線圖，揭示了如實施例16中所述的每一個采樣點的弱水溶性模型藥物醋酸去炎松的累積釋放質(zhì)量。圖4是曲線圖，揭示了如實施例16中所述的每一個采樣點的所釋放醋酸去炎松的量。圖5是如實施例17中所述相對于1. 5ml注射后M小時所評價的試驗材料處理組的注射了試驗材料l(Test Material 1)的山羊膝蓋中的關(guān)節(jié)液白細胞計數(shù)(細胞/立方毫米)的圖示。試驗材料1 = HA-VS/PEG-(SH)2凝膠。圖6是如實施例17中所述相對于1. 5ml注射后M小時所評價的試驗材料處理組的注射了試驗材料1的山羊膝蓋中的關(guān)節(jié)液白細胞絕對計數(shù)(絕對值=總體積X關(guān)節(jié)液白細胞計數(shù))的圖示。試驗材料1 = HA-VS/PEG-(SH)2凝膠。圖7是如實施例17中所述相對于1. 5ml注射后M小時所評價的試驗材料處理組的已注射的山羊膝蓋的關(guān)節(jié)液白細胞分化分布(各組的平均值)的圖示。對各試驗材料顯示了多形核白細胞(PMN)，淋巴細胞，單核細胞和嗜酸性粒細胞(Eos)的分布。圖8是對于如實施例17中所述的各代表性試驗材料的已注射的山羊膝蓋的關(guān)節(jié)液，關(guān)節(jié)組織以及相結(jié)合的關(guān)節(jié)液和關(guān)節(jié)組織評分(表6)的平均總評分的圖示，其中綜合總評分=關(guān)節(jié)液評分+關(guān)節(jié)總評分。關(guān)節(jié)液評分或關(guān)節(jié)總評分的最大值是8并且其中O是正常值；綜合總評分的最大值是16并且O是正常值。圖9顯示了在注射后14天時的來自山羊關(guān)節(jié)中的軟骨樣品的藏紅0染色評分，該山羊關(guān)節(jié)已用實施例34中所詳述的試驗材料進行了處理。試驗材料1 HA-VS-PEG-(SH)2，試驗材料 2 =HA-VS-PEG-(SH) 2-TA0圖10顯示了在注射后觀天時的來自山羊關(guān)節(jié)中的軟骨樣品的藏紅0染色評分，該山羊關(guān)節(jié)已用實施例34中所詳述的試驗材料進行了處理。圖11顯示了在處理后觀天時的來自山羊關(guān)節(jié)中的軟骨樣品的Mankin評分體系的結(jié)果，該山羊關(guān)節(jié)已用實施例34中所詳述的試驗材料進行了處理。圖12和圖13顯示了分別在注射后第14天(圖12)和第觀天(圖13)有藏紅_0染色G0X)的代表性股骨內(nèi)髁組織結(jié)構(gòu)，詳細描述在實施例34中。圖14提供了相對于實施例45中所詳述的1. 5 ml關(guān)節(jié)內(nèi)注射后M小時所評價的試驗材料和對照材料的全部動物的平均關(guān)節(jié)液白細胞計數(shù)(平均值+標準偏差)的圖示。
具體實施例方式本發(fā)明在下文中更充分地描述。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式概括并且不應該認為限于這里所述的實施方案；相反地，提供這些實施方案以使本發(fā)明公開是徹底的和完全的，并且將本發(fā)明的范圍表達給本領域中的那些技術(shù)人員。在這里列舉的全部出版物、專利和專利申請，不論上文還是下文，除非另有說明，在此將它們的全部內(nèi)容通過引用并入。相同的術(shù)語同時在通過引用并入本文的出版物、專利或?qū)＠暾堉幸约霸诒景l(fā)明公開中進行定義的情況下，本發(fā)明公開中的定義代表主導定義。對于就其具體類型的化合物、化學過程等的說明所引用的出版物、專利和專利申請，與此類化合物、化學過程等相關(guān)的部分是該文件通過弓I用并入本文的那些部分。定義
必須指出的是，在本說明書中所使用的單數(shù)形式“一個”、“所述”和“該”除非上下文另外清楚地指明，否則包括復數(shù)指代。因此，例如，對于“聚合物”的提及包括單個聚合物以及兩種以上相同或不同的聚合物。除非另外特定地注釋，否則，這里的術(shù)語的定義是在有機合成以及聚合物和藥物科學領域中使用的標準定義。在描述和要求本發(fā)明的權(quán)利時，下列術(shù)語根據(jù)如下所述的定義來使用。
“生物相容性聚合物”是具有下述降解產(chǎn)物的聚合物，該降解產(chǎn)物與活組織相容或可具有有益的生物學特性。生物相容性聚合物可以本身是生物相容的，和/或當與生物活性劑聯(lián)合使用時可以是協(xié)同地生物相容的。術(shù)語“透明質(zhì)酸聚合物”是指包括透明質(zhì)酸的重復二糖亞單元的聚合物，其中該重復單元可以在D-葡糖醛酸的一個或多個位置上和/或二糖重復亞單元的D-N-乙酰葡糖胺單元上發(fā)生衍生化。透明質(zhì)酸聚合物在含義上包括透明質(zhì)酸(也稱為hyaluronan)，衍生化的透明質(zhì)酸，鹽形式，透明質(zhì)酸連接劑配合物，和透明質(zhì)酸結(jié)合物。術(shù)語“透明質(zhì)酸”是指未改性或非衍生化的透明質(zhì)酸。術(shù)語“透明質(zhì)酸衍生物”或“衍生化的透明質(zhì)酸”或“改性透明質(zhì)酸”是指已經(jīng)通過與例如一種或多種的小化學結(jié)構(gòu)部分如二乙烯基砜等反應而衍生化的透明質(zhì)酸。硫醇衍生化的透明質(zhì)酸聚合物是指具有三個或更多個二糖重復單元并包括至少一個巰基(硫醇)基團的上述透明質(zhì)酸聚合物。術(shù)語“反應性”是指在普通的有機合成條件下容易地或在實際速率下進行反應的官能團(例如，存在于聚合物中)。與這些基團相對的是不反應或需要強催化劑或不切實際的反應條件來反應的那些基團(即，“非反應性”或“惰性”基團)。在水溶性聚合物如透明質(zhì)酸的情況下，這里所述的“分子量”或分子重量是指由多角度光散射法測定的聚合物的標稱平均分子量。分子量可以表達為數(shù)均分子量或重均分子量。除非另有說明，在這里對于分子量的全部提及是指數(shù)均分子量。術(shù)語“水凝膠”是指含水的三維親水性聚合物網(wǎng)絡或凝膠，其中該水是連續(xù)相且其中水含量大于50%(w/w)。這里所述的水凝膠典型地不需要引入交聯(lián)引發(fā)劑或促進劑來實現(xiàn)所需的交聯(lián)度?！盁o菌”組合物是使用USP無菌試驗所確定的不含活微生物的組合物。參見“The United States Pharmacopeia，，(美國藥典)，第 30 片反，The United States Pharmacopeial Convention :2008。這里使用的術(shù)語“輕度交聯(lián)”或“具有低交聯(lián)度”是指發(fā)生交聯(lián)反應，使得可用交聯(lián)位點中的約40%至約100%進行反應以產(chǎn)生最終的交聯(lián)凝膠，其中用于形成凝膠的改性透明質(zhì)酸起始原料具有10%以下的呈現(xiàn)活化/衍生化形式的其羥基，由此提供了總體認為是輕度交聯(lián)的水凝膠。在山羊關(guān)節(jié)注射模型中顯示出低的促炎癥特性的水凝膠如下水凝膠，當在這里所述的山羊關(guān)節(jié)注射模型中評價時，在注射后M小時顯示低于20，000個細胞/立方毫米的關(guān)節(jié)液白細胞計數(shù)，且優(yōu)選在注射后M小顯示低于15，000個細胞/立方毫米的關(guān)節(jié)液白細胞計數(shù)，其中該計數(shù)是從三個分別注射的動物中取得的平均計數(shù)。與等同劑量的沒有引入皮質(zhì)類留醇的所述水凝膠的給藥相比而言“減少對軟骨的損害”或“產(chǎn)生較少軟骨損害”的含皮質(zhì)類留醇的水凝膠典型地通過評價軟骨損害的任何合適模型來表征，但是優(yōu)選地，通過使用在這里詳述的體內(nèi)山羊膝蓋注射模型來測量。注射后數(shù)據(jù)典型地在至少7天但不多于注射后觀天時被收集。測量的優(yōu)選標準是Mankin總評分；按照前面所述方法進行評價的與單獨的藥物相比的減少對軟骨的損害的材料是當以等同量給藥時與藥物(即，皮質(zhì)類留醇)相比在平均評分上有改進的一種材料。優(yōu)選，引入了水凝膠的藥物的Mankin總評分與當以無水凝膠夾含的形式給藥時藥物的Mankin總評分相比改進了至少一分或多分?？苫Q使用的術(shù)語“藥物”或“藥物活性劑”或“生物活性劑”或“活性劑”是指具有生物活性和適用于或用于治療目的的任何有機或無機化合物或物質(zhì)。蛋白質(zhì)，激素，抗癌藥，小分子化合物和模擬物(mimetics)，低聚核苷酸，DNA, RNA和基因治療藥都包括在“藥物”的較寬定義中。正如這里所使用，對于藥物的提及，以及這里對其它化合物的提及，在意義上包括呈現(xiàn)為化合物的可藥用形式當中的任何一種形式的化合物，其中包括可使用的這里所述化合物的異構(gòu)體如非對映異構(gòu)體和對映異構(gòu)體、鹽、溶劑化物和多晶型，特殊晶形，以及外消旋混合物和純異構(gòu)體。在這里使用的術(shù)語“固體”是指非流體物質(zhì)，其中包括結(jié)晶形式，它們的多晶型，非結(jié)晶無定形物質(zhì)，沉淀，和顆粒等。這些固體形式的每一種可以具有不同尺寸，約0.01微米-2，000微米，例如約0. 01微米-1微米，1微米-100微米，100微米-1，000微米，1000微米-2000微米，1100微米-1500微米，和1500微米到2000微米。在這里所述的顆粒尺寸是指粒徑，并且典型地通過過篩分析法來測定。典型描述的尺寸或范圍對應于篩或網(wǎng)孔尺寸。對應于具體的網(wǎng)目或篩號，可以參考粒度換算表來確定尺寸(例如mm)。參見例如實施例39和40?！八蝗苄运幬铩被颉叭跛苄运幬铩笔蔷哂械陀?0 mg/mL的水溶解度的藥物。這里所提供的術(shù)語組合物(或水凝膠或聚合物)的“有效量”或“藥物學上有效量”或“治療有效量”是指無毒但足夠量的組合物來提供所需的響應如在對象中防止、減輕或消除疼痛。所需的準確量將因不同對象而不同，這取決于對象的種類、年齡和一般癥狀，所治療的病癥嚴重性，所使用的具體藥物或藥物類，組合物的具體性狀，給藥模式等。在任何個體情況下的合適“有效”量可由本領域中的普通技術(shù)人員使用常規(guī)實驗來確定?！爸委煛被颉爸委煛奔毙曰騺喡蕴弁窗ㄒ种铺弁矗琒卩，阻止發(fā)展或逆轉(zhuǎn)疼痛，或緩解疼痛，即，減少對象所經(jīng)受的疼痛的量?！叭芜x的”或“任選地”是指隨后所述的情形可以發(fā)生或不發(fā)生，并且該敘述包括其中該情形發(fā)生的情況和該情形不發(fā)生的情況。在提及某些特征或?qū)嶓w時的術(shù)語“基本上”是指在提及特征或?qū)嶓w時的顯著程度或幾乎完全地(即到85%或更高的程度)。術(shù)語“約”，特別在提及所給定的量時，在意義上包括加或減5%的偏差?？稍陔S后的部分中見到其它定義。綜述
本申請至少部分地以發(fā)明人的體內(nèi)給藥時具有極低的促炎癥特性的水凝膠的發(fā)現(xiàn)為基礎。在進行與本發(fā)明公開相關(guān)的研究時，發(fā)明人認識到，具有似乎有益的化學、生理和其它物理性能和在大量生物相容性和已接受的體外和體內(nèi)模型中表現(xiàn)有利的許多生物相容性水凝膠可以引起炎癥和疼痛，尤其在關(guān)節(jié)內(nèi)注射時。這里描述的材料被發(fā)現(xiàn)具有顯著低的促炎癥特性，當在山羊關(guān)節(jié)注射模型中考察和與類似的水凝膠組合物相比較時。參見例如實施例17和圖4-8。通常，在施用于關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)內(nèi)空間中時(例如，當在山羊關(guān)節(jié)注射模型中考察時)，在與等同量的商購的關(guān)節(jié)滑液粘滯度補償劑(viscosupplement)給藥于關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)內(nèi)空間中或等同量的這里所述的引入不含活性劑的水凝膠的給藥相比時，該水凝膠顯示出對軟骨不良或不希望的副作用減少。
出乎意料地還發(fā)現(xiàn)，將皮質(zhì)類留醇引入這里所述的交聯(lián)水凝膠中實際上導致對軟骨的更低損害，與等同量或更高劑量的以無水凝膠夾含形式的皮質(zhì)類留醇的給藥時所觀察到的情況相比。參見例如實施例34和圖9-13。此外，這里提供的結(jié)果表明該水凝膠的關(guān)節(jié)內(nèi)注射在單獨給藥(即，不存在活性劑)或與皮質(zhì)類留醇醋酸去炎松結(jié)合給藥時均沒有產(chǎn)生局部或全身效應。這里所述的優(yōu)異水凝膠一般是通過具有充分特征化的、低水平的官能團改性的透明質(zhì)酸與合適的雙官能或多官能性交聯(lián)劑的受控反應來形成的。所得水凝膠是在溫和條件下形成的，即，不需要引發(fā)劑或促進劑或其它有害添加劑。所得水凝膠經(jīng)設計為具有最低數(shù)量的未反應的反應性基團，且是從最低量的反應物和反應組分形成的。該水凝膠是輕度交聯(lián)的，且也顯示可用于經(jīng)時地以持續(xù)和穩(wěn)定的方式夾含和釋放生物活性劑。參見例如圖 2-3。下面現(xiàn)在更詳細地討論組合物、方法和試劑盒等的特征。衍?；恼T明質(zhì)酸聚合物
該水凝膠可以從各種的聚合物材料形成。優(yōu)選的是改性至一定程度而含有一種或多種反應性官能團的可生物降解或可生物吸收的聚合物。優(yōu)選，該聚合物是聚陰離子多糖 (PAS)。聚陰離子多糖的非排它性例子包括，例如，透明質(zhì)酸(HA)，羧甲基纖維素(CMC)，羧甲基直鏈淀粉(CMA)，軟骨素-4-硫酸鹽，軟骨素-6-硫酸鹽，硫酸皮膚素，皮膚素-6-硫酸鹽，硫酸肝素，肝素，硫酸角蛋白和它們的衍生物，和它們的結(jié)合物。此類聚合物是現(xiàn)有技術(shù)中已知的，并且已描述在例如美國專利No. 6，056，970中。其它可生物降解的聚合物包括纖維蛋白，纖維蛋白原，淀粉，聚(氨基酸)；肽，蛋白質(zhì)，明膠和膠原。優(yōu)選的聚合物是也稱為hyaluronan的透明質(zhì)酸。透明質(zhì)酸是由通過交替的 β 1->3葡糖苷鍵和β 1->4氨基葡糖苷鍵所連接的N-乙酰基-D-葡糖胺和D-葡糖醛酸的交替二糖單元組成的天然線性多糖，因此重復單元是(1->4) - β -D-GlcA-(1->3) - β -D-Glc NAc。用于制備一種或多種的所述水凝膠的透明質(zhì)酸典型地用一種或多種反應性結(jié)構(gòu)部分如乙烯基砜、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等來衍生化。優(yōu)選，該透明質(zhì)酸用單個反應活性結(jié)構(gòu)部分來衍生化。改性或衍生化的程度可以是在聚合物內(nèi)反應活性官能團的1%_100%改性率范圍中的任何值，雖然低水平的聚合物改性一般是優(yōu)選的。一種示例性的改性透明質(zhì)酸是通過透明質(zhì)酸的羥基與二乙烯基砜的反應所衍生化的透明質(zhì)酸。該透明質(zhì)酸典型地具有在約1至約80%范圍的反應性羥基的改性度。就是說，1%程度的改性或取代意指平均1%的該透明質(zhì)酸二糖單元含有乙烯基砜基團。優(yōu)選，該透明質(zhì)酸具有約1-50%范圍的反應性羥基的改性度。更優(yōu)選，該透明質(zhì)酸具有約1-25%范圍的反應性羥基的改性度。在具體的實施方案中，該透明質(zhì)酸通過與二乙烯基砜反應而改性到10%以下的程度。具體地說，在優(yōu)選的實施方案中，該透明質(zhì)酸具有10%以下的通過與二乙烯基砜的加成反應所衍生化的羥基。該透明質(zhì)酸的羥基轉(zhuǎn)化成乙烯基磺?；?乙氧基)基團。所得活化透明質(zhì)酸一般在這里稱作乙烯基磺?；?乙氧基)透明質(zhì)酸或 VS-HA0尤其，透明質(zhì)酸具有選自下列這些中的將羥基轉(zhuǎn)化成2-(乙烯基磺?；?乙氧基的轉(zhuǎn)化率1%，2%，3%，4%，5%，6%，7%，8%，9%和10%。另外地，該透明質(zhì)酸可以具有落入在任何兩個的前述百分數(shù)之間的范圍內(nèi)的羥基轉(zhuǎn)化率例如，對于所提供整數(shù)的每一個組合，ι-ιο%, 2-10%, 3-10%, 4-10%等，和例如，2-7%，2-6%, 3-8%, 3_7%等。在仍然更特定的實施方案中，該透明質(zhì)酸具有相對于每個二糖重復單元為約4-5%的將羥基轉(zhuǎn)化成乙烯基磺?；?乙氧基)基團的轉(zhuǎn)化率。在某些情況下，透明質(zhì)酸官能團改性的水平是充分表征(即，確定的) 以使交聯(lián)劑濃度與其它參數(shù)一起的被調(diào)節(jié)和優(yōu)化，從而控制后續(xù)的交聯(lián)反應。母體聚合物的取代度/改性度可以通過許多合適方法中的任何一種來確定，例如NMR、UV或頂分析，或元素分析。計算聚合物如透明質(zhì)酸的取代度百分數(shù)的優(yōu)選方法是NMR，例如，質(zhì)子NMR。參見例如實施例1，其中以屮NMR譜中對應于透明質(zhì)酸的乙烯基砜和乙酰胺甲基兩者的相對峰面積的比率為基礎來確定透明質(zhì)酸的改性程度。聚合物也可包含描述在PCT/US/2004/0407^(W0 2005/056608)中的酰胼-反應
性基團和/或氨基氧基-反應性基團，該發(fā)明公開的與該聚合物的衍生化和所得聚合物本身有關(guān)的相關(guān)部分通過引用將其全部內(nèi)容引入本文。另外，聚合物可以是硫醇衍生化的，如硫醇衍生化的透明質(zhì)酸。示例性的硫醇衍生化透明質(zhì)酸聚合物包括在美國專利No 6，884，788 ；6, 620，927 ；6, 548，081,6, 537，979 ； 6，013，679 ；US 5，502，081 ；和5，356，883中描述的那些，這些文獻的與硫醇衍生化聚合物相關(guān)的相關(guān)部分通過弓丨用將其全部內(nèi)容引入本文。透明質(zhì)酸聚合物的附加例子包括半胱氨酸衍生化透明質(zhì)酸，其中包括但不限于公開于下列文獻中的那些聚合物在“Controlled Release from Glycosaminoglycan Drug Complexes"R. V. Sparer 等人，第 6 章，第 107-119 頁中；在 Τ. J. Roseman 等人， CONTROLLED RELEASE DELIVERY SYSTEMS, Marcel Dekker, Inc., New York(1983)中。另外的優(yōu)選聚合物的例子包括通過經(jīng)由烴基、芳基、取代烴基或取代芳基連接于 N-?；寤鶊F上的側(cè)掛硫醇基團所衍生化的透明質(zhì)酸。用于這里所提供的組合物和方法中的示例性聚合物包括Carbylan -S(詳細描述在國際專利出版物No. W02005/056608中)。另外的衍生化聚合物包括以共價鍵連接于反應性連接劑如二官能性或多官能性丙烯酸酯，烯丙基或甲基丙烯酸酯化合物上的透明質(zhì)酸。透明質(zhì)酸改性用的代表性連接劑包括但不限于，聚(乙二醇)_ 二丙烯酸酯(PEGDA)，聚(乙二醇)_ 二甲基丙烯酸酯 (PEGDM)，聚(乙二醇)-二丙烯酰胺(PEGDAA)和聚(乙二醇)-二甲基丙烯酰胺(PEGDMA)， 和它們的衍生物。上述連接劑的PEG-結(jié)構(gòu)部分可以是例如包括2-100個或更多個亞單元的低聚物或聚合物。適合于聚合物如透明質(zhì)酸的改性/官能化的其它連接劑包括葡聚糖丙烯酸酯，葡聚糖甲基丙烯酸酯，甲基丙烯酸葡聚糖縮水甘油基酯，甲基丙烯酸酯官能化透明質(zhì)酸，丙烯酸酯官能化透明質(zhì)酸，甘油二甲基丙烯酸酯，甘油1，3- 二甘油基二丙烯酸酯，山梨糖醇丙烯酸酯和它們的衍生物。衍生化透明質(zhì)酸或其它聚合物典型地具有在約700-3，000, 000道爾頓的范圍內(nèi)的平均分子量，舉例性的分子量范圍是約1，000-2, 000, 000道爾頓，或約5，000-1, 000, 000 道爾頓。另外的合適分子量范圍包括約50，000道爾頓至約1，000，000道爾頓，或約 100，000道爾頓至約1. 200, 000道爾頓，或約90，000道爾頓至約300，000道爾頓。透明質(zhì)酸的分子量一般是平均分子量值，它可以例如通過多角度激光散射排阻色譜法(multi-angle laser light scattering exlusion chromatography (MALLS-SEC))來IlJ定。取決于它的來源，透明質(zhì)酸可具有至多約3，或更優(yōu)選至多約2的多分散性(Mw/Mn)。一般，透明質(zhì)酸起始原料將具有較窄的分子量分布，其值低于約2. 5，更優(yōu)選低于約2。透明質(zhì)酸的示例性多分散性是約1.02至約2. 5，其中起始透明質(zhì)酸可以具有約1.02，1.05,1. 1,1.2,1.3,1.3,1.5,1.6,1.7,1.8,1.9,2,0,2. 1，2. 2，2. 3，2. 4或2. 5，或甚至更大的多分散性。另外，用于衍生化的合適透明質(zhì)酸起始原料可具有一定的粘度，典型地以在水中特定的濃度下的厘泊表示，后者對應于以上提供的平均分子量范圍當中的任何一個或多個。交聯(lián)劑
可有效形成具有這里所述的理想特征的水凝膠的交聯(lián)劑的例子包括具有位于中心分子上的兩個以上反應性基團的化合物，“C”。中心分子可以是線性或環(huán)狀鏈烷烴，PEG低聚物或聚合物，或任何其它此類合適中心分子。對于PEG型的交聯(lián)劑，該PEG可以是線性，支化(具有兩個聚合物分支)，或多臂的(例如，具有3，4，5，6，7，8個或更多個聚合物臂)。因此，在這種情況下，中心分子將典型地是線性PEG，具有2個分支的支化PEG，或具有從中心核發(fā)散的PEG分支的多分支PEG。該多分支聚合物的示例性核包括赤蘚醇，季戊四醇，三羥甲基丙烷，甘油，甘油二聚體(3，3’ -氧基二丙烷-1，2- 二醇)，甘油低聚物，山梨糖醇，六甘油，等等。例如，該交聯(lián)劑可以是有硫醇或丙烯酸酯基團位于其上的中心分子“C”。含硫醇的交聯(lián)劑包括兩個以上硫醇基團。此類硫醇基團將與例如在乙烯基砜衍生化透明質(zhì)酸內(nèi)的乙烯基砜進行反應。示例性的硫醇交聯(lián)劑包括PEG-二硫醇(HS-PEG-SH)，3分支PEG-三硫醇(甘油核)，4分支PEG-四硫醇(季戊四醇核)，或8-分支PEG-八硫醇(六甘油核)。上述多分支PEG試劑也可具有少于用硫醇功能化的全部分支(的分支數(shù)量)。另外的有PEG作為中心分子的合適硫醇試劑可以從Laysan Bio (Arab, Alabama)獲得，以及芳族二硫醇如可從NanoScience獲得的那些。其它合適硫醇交聯(lián)劑包括二巰基丁二酸，2，3_ 二巰基丙磺酸，二氫硫辛酸，經(jīng)硫醇官能化葡聚糖，和經(jīng)硫醇官能化透明質(zhì)酸。也可使用具有位于中心分子上的末端丙烯酸酯基團的交聯(lián)劑。例如，適合作為交聯(lián)劑的是其中硫醇基團被丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基團替代的以上所述的中心分子。交聯(lián)劑的其它例子包括描述在PCT/US/2004/0407^中的那些。交聯(lián)劑也包括包含丙烯酸酯、烯丙基或甲基丙烯酸酯基團的分子。丙烯酸酯，烯丙基或甲基丙烯酸酯交聯(lián)劑可以在性質(zhì)上是小分子或聚合物。在一個實施方案中，該連接劑選自于聚(乙二醇)-二丙烯酸酯(PEGDA)，聚(乙二醇)-二甲基丙烯酸酯(PEGDM)，聚 (乙二醇)-二丙烯酰胺(PEGDAA)和聚(乙二醇)-二甲基丙烯酰胺(PEGDMA)，葡聚糖丙烯酸酯，甲基丙烯酸葡聚糖酯，甲基丙烯酸葡聚糖縮水甘油基酯，甲基丙烯酸酯官能化透明質(zhì)酸，丙烯酸酯官能化透明質(zhì)酸，甘油二甲基丙烯酸酯，甘油1，3- 二甘油基二丙烯酸酯，山梨糖醇丙烯酸酯和它們的衍生物。交聯(lián)劑的分子量典型地低于改性透明質(zhì)酸或以上所述的其它聚合物的分子量。 一般，交聯(lián)劑的分子量是約200至約20，000道爾頓。交聯(lián)劑的另外的示例性分子量范圍是約 1 ,000 至約 10，000 道爾頓(例如，具有約 lkD，2kD，3kD，4kD，5kD，6kD，7kD，8kD，9kD 或 10 kD的分子量，其中kD等于千道爾頓)或甚至約1，000-5，000道爾頓。交聯(lián)劑如PEG 二硫醇，或以上所述的其它合適交聯(lián)劑中的任何一種的示例性分子量包括約3350，3400，和5000道爾頓。生物活性劑
在這里提供的水凝膠、水凝膠前體和相關(guān)組合物和/或試劑盒可以任選地包含生物活性劑。包括在這里所提供的組合物和結(jié)合物中的生物活性劑包括抗微生劑，抗生素，鎮(zhèn)痛藥，抗生素，抗增殖/抗有絲分裂劑，其中包括天然產(chǎn)物如長春花生物堿(例如長春花堿，長春新堿，和長春瑞賓)，紫杉醇，印idipodophyllotoxinM例如表鬼白毒素吡喃葡糖苷，表鬼白毒噻吩糖苷)，抗生素(放線菌素(更生霉素)道諾紅菌素，亞德利亞霉素和依達比星)，anthracyclines，米托蒽醌，博來霉素，plicamycin(光神霉素)和絲裂霉素，酶(L-天冬酰胺酶)；抗增殖/抗有絲分裂的烷基化劑如氮芥類(二氯甲二乙胺，環(huán)磷酰胺和類似物，苯丙氨酸氮芥，苯丁酸氮芥)，氮丙啶和甲基蜜胺(六甲基蜜胺和硫替派)，烷基磺酸鹽-白消安，亞硝基脲(亞硝脲氮芥(BCNU)和類似物，鏈脲霉素)， trazenes-dacarbazinine (DTIC)；抗增殖/抗有絲分裂的抗代謝藥如葉酸類似物(氨甲喋呤)，嘧啶類似物(氟尿嘧啶，5-氟脫氧尿苷，和阿糖胞苷)，嘌呤類似物和相關(guān)抑制劑 (巰基嘌呤，2-氨基嘌呤-6-硫醇，噴司他丁和2-氯脫氧腺苷[克拉立平])；鉬配位絡合物(順氯氨鉬，順二氨環(huán)丁烷羧酸鉬)，普魯芐胼，羥基脲，米托坦，氨基導眠能；激素(例如雌性激素)；抗凝血劑(肝素，合成肝素鹽和凝血酶的其它抑制劑)；纖維蛋白溶解劑(如組織纖溶酶原激活物，鏈激酶和尿激酶)，阿斯匹林，潘生丁，噻氯匹定，氯吡格雷，阿昔單抗(abciximab)；抗遷移劑；抗分泌劑(如布雷菲德菌素A)；消炎藥如腎上腺皮質(zhì)類固醇類(氫化可的松，醋酸氫化可的松，醋酸可的松，新戊酸替索考酮，強的松龍，甲基強的松龍，強的松，醋酸去炎松(或去炎松的任何其它可藥用鹽)，去炎松，莫米他松，安西縮松， 布地縮松，丙縮羥強龍，氟輕松醋酸酯，氟輕松，哈西縮松，倍他米松，倍他米松磷酸鈉，地塞米松，地塞米松磷酸鈉，和氟考龍，氫化可的松-17- 丁酸酯，氫化可的松-17-戊酸酯，阿克羅美他松二丙酸酯，倍他米松戊酸酯，倍他米松二丙酸酯，潑尼卡酯，去氫氯氟美松-17- 丁酸酯，氯氟美松-17-丙酸酯，氟考龍已酸酯，氟考龍新戊酸酯，和醋酸氟潑尼定。二丙酸氯地米松一水合物，氟尼縮松，氟替卡松丙酸酯，莫米他松糠酸酯一水合物，醋酸去炎松， 氟替卡松，糠酸酯，非留類藥物(nonsteroidal agents)(水楊酸衍生物例如阿斯匹林)； 對氨基苯酚衍生物，即acetominophen ；吲哚和茚乙酸(消炎痛，舒林酸，和etodolac)，雜芳基乙酸(甲苯酰吡啶乙酸，雙氯酚酸鈉，和酮咯酸)，芳基丙酸類(異丁苯丙酸和衍生物)，鄰氨基苯甲酸(撲濕痛和甲氯滅酸)，烯醇酸(吡羅昔康，替諾西康，苯基保泰松，和 oxyphenthatrazone)，萘丁美酮，金化合物(金諾芬，硫金代葡萄糖，硫代馬來酸金鈉鹽)； 免疫抑制劑(環(huán)孢靈，藤霉素(Π(-506)，sirolimus (雷帕霉素)，咪唑硫嘌呤，霉酚酸鹽 mofetil)；促有絲分裂的或形態(tài)產(chǎn)生的生長因子蛋白質(zhì)，肽或模擬物；血管內(nèi)皮細胞生長因子(VEGF)，成纖維細胞生長因子(FGF)，轉(zhuǎn)化生長因子-β (TGF-β)超家族成員(其中包括TGF-β和骨形態(tài)產(chǎn)生蛋白質(zhì)(BMP)如BMP-2、3、4、5、6、7、8 ；胰島素和胰島素樣生長因子 (IGF)，肝細胞生長因子(HGF)，表皮生長因子(EGFR)，刺猬蛋白質(zhì)(SHH和IHH)，苯丙酸諾龍，抑制素，除去礦物質(zhì)的骨(DBM)和血小板衍生生長因子(PDGF)，造血生長因子(G-CSF， CSF-I, GM-CSF，紅細胞生成素，細胞活素和淋巴細胞活素，其中包括白細胞間介素族(IL-1 至34))，干擾素，神經(jīng)生長因子(NGF)，中和劑，拮抗劑或激動劑抗體，生長因子受體激動劑或拮抗劑，一氧化一氮給體；抗感應低聚核苷酸，轉(zhuǎn)錄因子，信號級聯(lián)放大媒介劑，和它們的結(jié)合物。 抗生素包括林肯霉素家族的抗生素(指最初從林肯鏈霉菌屬(str印tomyces lincolnensis)回收的抗生素的種類)；四環(huán)素家族的抗生素(指最初從生金色鏈霉菌回收的抗生素藥的種類)；硫型抗生素如磺酰胺；等等。林肯霉素家族的示例性抗生素包括林肯霉素本身(6，8-雙脫氧-6- [ [ (1-甲基-4-丙基-2-吡咯烷基)-羰基]氨基_]-1-硫代-L-threo- -D-galacto-octopyranoside)，氯林肯霉素，林肯霉素的7-脫氧，7-氯衍生物(例如，7-氯-6，7，8-三脫氧-6- [[ (1-甲基-4-丙基-2-吡咯烷基)羰基]氨基]硫代_L_th reo- -D-galacto-octopyranoside)，和它們的可藥用的鹽和酯。四環(huán)素家族的示例性抗生素包括四環(huán)素本身4-(二甲基氨基)_1，4，4(1，5，5(1，6，11，12 α -八氫-3,6, 12，12 α -五羥基-6-甲基-1，11- 二氧代-2-并四苯羧酰胺)，氯四環(huán)素，土霉素，四環(huán)素，地美環(huán)素，吡咯甲基四環(huán)素，甲烯土霉素和強力霉素和它們的藥物學上可接受的鹽和酯，特別是酸加合鹽如鹽酸鹽。示例性硫型抗生素包括，但不限于，磺酰胺磺胺醋酰，苯酰磺胺，磺胺嘧啶，周效磺胺，磺胺甲基嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲噻二唑，磺胺甲基異惡唑，和它們的藥理學上可接受的鹽和酯，例如，乙?；前封c?？刮⑸飫┖?或抗生素進一步包括化合物如紅霉素，桿菌肽，新霉素，青霉素，多粘菌素B，四環(huán)素，紫霉素，氯霉素和鏈霉素，唑啉頭孢菌素， 氨芐青霉素，azactam，托普霉素，氯林肯霉素和慶大霉素。鎮(zhèn)痛藥包括化合物如利多卡因，苯佐卡因，和麻卡因。這里所提供的水凝膠也可包括活細胞。示例性的活細胞包括干細胞，主質(zhì) (parenchimal)干細胞，血液衍生的細胞，和骨髓細胞。在一個優(yōu)選的實施方案中，該水凝膠包括皮質(zhì)類留醇。合適皮質(zhì)類留醇的例子包括氫化可的松，醋酸氫化可的松，醋酸可的松，新戊酸替索考酮，強的松龍，甲基強的松龍， 強的松，去炎松，去炎松鹽如醋酸去炎松，丙炎松氨丁酯，雙醋酸去炎松，丙酮縮去炎松己酸酯，去炎松雙乙酸酯，去炎松醇，莫米他松，安西縮松，布地縮松，丙縮羥強龍，氟輕松醋酸酯，氟輕松，哈西縮松，倍他米松，倍他米松磷酸鈉，地塞米松，地塞米松磷酸鈉，氟考龍，氫化可的松-17-丁酸酯，氫化可的松-17-戊酸酯，阿克羅美他松二丙酸酯，倍他米松戊酸酯， 倍他米松二丙酸酯，潑尼卡酯，去氫氯氟美松-17- 丁酸酯，氯氟美松-17-丙酸酯，氟考龍已酸酯，氟考龍新戊酸酯，醋酸氟潑尼定，二丙酸氯地米松一水合物，氟尼縮松，氟替卡松丙酸酯，莫米他松糠酸酯一水合物，和氟替卡松糠酸酯。用于這里提供的水凝膠制劑中的一種優(yōu)選化合物是去炎松 (11 β，16 α )-9-氟-11，16，17，21-四羥基孕甾_1，4_ 二烯-3，20-二酮)，或它的可藥用鹽或溶劑化物。下面顯示醋酸去炎松的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.透明質(zhì)酸，其10%以下的羥基通過與二乙烯基砜反應而衍生化。
2.權(quán)利要求1所述的透明質(zhì)酸，其羥基的1-10%已衍生化成2-(乙烯基磺酰基)乙氧基(“2-(乙烯基磺?；?乙氧基^ltw透明質(zhì)酸”)。
3.權(quán)利要求2所述的透明質(zhì)酸，其中所述透明質(zhì)酸具有選自1%，2%，3%，4%，5%，6%，7%，8%，9%和10%中的將羥基轉(zhuǎn)化成2-(乙烯基磺?；?乙氧基的轉(zhuǎn)化率。
4.權(quán)利要求2所述的透明質(zhì)酸，其具有相對于每個二糖重復單元為約4-5%的將羥基轉(zhuǎn)化成2-(乙烯基磺酰基)乙氧基的轉(zhuǎn)化率。
5.權(quán)利要求1-4中任何一項所述的透明質(zhì)酸，其具有700至3百萬道爾頓的平均分子量。
6.通過權(quán)利要求1-5中任何一項所述的透明質(zhì)酸與具有兩個以上硫醇基團的硫醇交聯(lián)劑的反應所形成的水凝膠。
7.權(quán)利要求6所述的水凝膠，其中所述硫醇交聯(lián)劑具有兩個到八個硫醇基團。
8.權(quán)利要求6所述的水凝膠，其中所述硫醇交聯(lián)劑具有選自2，3，4，5，6，7和8中的數(shù)量的硫醇基團。
9.權(quán)利要求6所述的水凝膠，其中所述硫醇交聯(lián)劑是經(jīng)硫醇官能化的聚乙二醇。
10.權(quán)利要求9所述的水凝膠，其中所述經(jīng)硫醇官能化的聚乙二醇具有約250至約20, 000道爾頓的分子量。
11.權(quán)利要求10所述的水凝膠，其中所述經(jīng)硫醇官能化的聚乙二醇是聚乙二醇二硫醇(PEG 二硫醇)。
12.權(quán)利要求9所述的水凝膠，其中所述經(jīng)硫醇官能化的聚乙二醇具有多元醇核，該多元醇核選自甘油，甘油二聚物(3，3’-氧基二丙烷-1，2-二醇)，三羥甲基丙烷，山梨糖醇，季戊四醇和六甘油。
13.權(quán)利要求12所述的水凝膠，其中所述經(jīng)硫醇官能化的聚乙二醇為四臂且具有季戊四醇核。
14.權(quán)利要求6-13中任何一項所述的水凝膠，其包括低于10%的未反應硫醇和低于10%的未反應乙烯基砜基團。
15.權(quán)利要求6-14中任何一項所述的水凝膠，其包括約0.5-5. 0%的聚合物相對于水的重量百分數(shù)(wt/wt)。
16.權(quán)利要求6-15中任何一項所述的水凝膠，其包括生物活性劑。
17.—種組合物，其包括在透明質(zhì)酸的水溶液中的權(quán)利要求6-15中任何一項所述的水凝膠的顆粒。
18.權(quán)利要求17所述的組合物，其中所述水凝膠顆粒具有約0.10-3. 0毫米的尺寸。
19.權(quán)利要求17或18所述的組合物，其為含水漿料的形式。
20.權(quán)利要求17-19中任何一項所述的組合物，其中所述水溶液是鹽水。
21.權(quán)利要求17-20中任何一項的無菌組合物。
22.權(quán)利要求17-21中任何一項所述的組合物，其中進一步包括生物活性劑。
23.權(quán)利要求22所述的組合物，其中所述生物活性劑是皮質(zhì)類甾醇。
24.權(quán)利要求23所述的組合物，其中所述皮質(zhì)類留醇是醋酸去炎松。
25.權(quán)利要求22所述的組合物，其包括活細胞。
26.權(quán)利要求17-25中任何一項所述的組合物，其填裝在注射器中。
27.權(quán)利要求6-16中任何一項所述的水凝膠，其填裝在注射器中。
28.權(quán)利要求沈所述的組合物或權(quán)利要求27所述的水凝膠，可經(jīng)由21號規(guī)格注射針擠出。
29.權(quán)利要求6-16中任何一項所述的水凝膠用于施用至對象關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)內(nèi)空間中的用途。
30.權(quán)利要求17-25中任何一項所述的組合物用于施用至對象關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)內(nèi)空間中的用途。
31.權(quán)利要求四或權(quán)利要求30所述的用途，用于治療急性或慢性炎癥。
32.權(quán)利要求31所述的用途，其中所述急性或慢性炎癥與骨關(guān)節(jié)炎，類風濕性關(guān)節(jié)炎，其它炎癥性關(guān)節(jié)炎以及反復性使用相關(guān)。
33.權(quán)利要求6-16中任何一項所述的水凝膠用于注射或植入至哺乳動物對象的骨， 牙齒，神經(jīng)，軟骨，血管，軟組織或其它組織上或中的用途。
34.權(quán)利要求17-25中任何一項所述的組合物用于注射或植入至哺乳動物對象的骨， 牙齒，神經(jīng)，軟骨，血管，軟組織或其它組織上或中的用途。
35.制備乙烯基磺?；?乙氧基)He 透明質(zhì)酸的方法，它包括使透明質(zhì)酸與二乙烯基砜在可有效讓該透明質(zhì)酸二糖重復單元上的不高于約10%的羥基與二乙烯基砜反應的反應條件下進行反應，由此形成O-(乙烯基磺酰基)乙氧基) 透明質(zhì)酸。
36.權(quán)利要求35所述的方法，其包括使透明質(zhì)酸與摩爾過量的二乙烯基砜進行反應。
37.權(quán)利要求35或權(quán)利要求36所述的方法，其中反應步驟是在環(huán)境條件下進行的。
38.權(quán)利要求35-37中任何一項所述的方法，其中反應步驟進行10秒至約120秒。
39.權(quán)利要求35-38中任何一項所述的方法，其中反應步驟是在堿水溶液中進行的。
40.權(quán)利要求39所述的方法，其中該方法進一步包括通過酸的添加來淬滅反應。
41.制備權(quán)利要求6-13中任何一項所述的水凝膠的方法，其包括使乙烯基磺?；?乙氧基透明質(zhì)酸與具有兩個以上硫醇基團的硫醇交聯(lián)劑在有效形成交聯(lián)水凝膠的反應條件下進行反應。
42.權(quán)利要求41所述的方法，其中所述反應是在生理pH下進行的。
43.權(quán)利要求41或權(quán)利要求42所述的方法，其中所述反應是在聚合引發(fā)劑不存在的情況下進行的。
44.權(quán)利要求43所述的方法，其中所述反應是在沒有施加外部能量源的情況下進行的。
45.權(quán)利要求44所述的方法，其中所述反應是在20°C-45°C范圍的溫度下進行的。
全文摘要
本申請?zhí)峁┌哂械退降墓倌軋F改性的透明質(zhì)酸的組合物，通過該輕度改性透明質(zhì)酸與合適二官能性或多官能性交聯(lián)劑的控制反應所形成的混合物，以及水凝膠前體組合物和所得水凝膠。該組合物為輕度交聯(lián)且在活體內(nèi)注射時具有低的促炎癥特性，并且可以用作例如醫(yī)用設備、生物醫(yī)學粘合劑和密封劑，和用于生物活性劑的局部傳遞等。
文檔編號C08J3/075GK102573941SQ201080044014
公開日2012年7月11日 申請日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月30日
發(fā)明者D.M.格拉韋特, G.Y.丹尼洛夫, 何平人 申請人:卡比蘭生物外科公司