專利名稱：用于基因治療和藥物遞送的生物可降解聚合物、其復(fù)合物及與其相關(guān)的方法
用于基因治療和藥物遞送的生物可降解聚合物、其復(fù)合物及與其相關(guān)的方法背景本發(fā)明涉及用于基因治療和藥物遞送的生物可降解聚合物，并且更尤其是其與生物活性分子的復(fù)合物?；蛑委煹淖罱M展導(dǎo)致亟需用于基因轉(zhuǎn)染的較便宜、非細胞毒載體材料的更寬廣的選擇。載體材料在細胞外環(huán)境中應(yīng)該包裹和保護基因貨物(cargo)，將其轉(zhuǎn)運過細胞膜，并在細胞內(nèi)的適當(dāng)位點釋放該貨物。通常，將載體材料分為病毒載體和非病毒載體。病毒載體在基因遞送和表達方面具有良好的功效。然而，它們時常引起免疫學(xué)副反應(yīng)，其生產(chǎn)昂貴，并且其局限于封裝基因。
非病毒載體包括陽離子聚合物和陽離子脂質(zhì)(脂質(zhì)復(fù)合物(lipoplex))。由于其潛在的低生產(chǎn)成本和分子設(shè)計的靈活性，這些材料作為病毒載體的替代物引起越來越多的關(guān)注。陽離子聚合物和陽離子脂質(zhì)能靜電結(jié)合至負電荷的遺傳物質(zhì)，以形成具有減少的凈電荷的載體-基因復(fù)合物。所述復(fù)合物可潛在地促進遺傳物質(zhì)有效地轉(zhuǎn)染至細胞中。理想地，聚合物-基因復(fù)合物應(yīng)經(jīng)胞吞作用進入細胞的胞漿。溶酶體中的酶可分解基因，在輸入進溶酶體之前，復(fù)合物必須從酸性內(nèi)體逃逸至細胞溶膠中。對于所述行為的關(guān)鍵設(shè)計特征是調(diào)整聚合物載體的胺殘基，以提供緩沖能力，這引起內(nèi)體的滲透膨脹和破裂，釋放生物活性貨物和/或生物活性貨物-載體復(fù)合物(即聚合物復(fù)合物(polyplex))至胞漿中(質(zhì)子海綿假說)，并由此啟動基因轉(zhuǎn)染。例如，陽離子聚合物如聚(乙烯亞胺)(PEI)上游離的胺殘基可有效緩沖內(nèi)體中的質(zhì)子，引起內(nèi)體的滲透膨脹和破裂。將PEI認為是具有優(yōu)秀轉(zhuǎn)染效率的良好的非病毒載體。這歸因于其高的電荷密度和高密度的近中性仲胺位點，高電荷密度促進緊密復(fù)合物的形成，高密度的近中性仲胺位點提供緩沖能力。然而，PEI是不可生物降解的，并且還認為其具有高細胞毒性。因此，基于陽離子聚合物的合成轉(zhuǎn)染載體設(shè)計中的挑戰(zhàn)是實現(xiàn)低細胞毒性和高轉(zhuǎn)染效率。已報道聚(￠-氨基酯)(PBAEs)、修飾的PEIs、聚(氨基酸)、聚(￠-氨基磺酰胺)(PBASs)、基于聚(L-賴氨酸)(PLL)的樹枝狀聚合物(dendrimers)和聚(酰氨基胺)(PAMAM)樹枝狀聚合物作為有效的非病毒載體，用于安全的基因遞送。然而，所述聚合物有數(shù)個待解決的問題，尤其在合成方法方面。經(jīng)縮聚作用制備的PBAEs和PBASs具有相對寬的分子量分布，PEI及其衍生物通常含有一些難以控制的枝狀結(jié)構(gòu)，樹枝狀聚合物需要多個步驟，以產(chǎn)生需要的分子量，并且基于氨基酸的聚合物具有高的生產(chǎn)成本，這歸因于昂貴的原料。經(jīng)靜電相互作用的聚合物-基因復(fù)合物形成是用于遺傳物質(zhì)的有效的運輸和保護策略，然而，該緊密包裹還存在卸裝基因的問題。已探究了多個策略，以便于生物活性貨物的釋放，所述策略包括可降解的系統(tǒng)、可逆的交聯(lián)、適當(dāng)帶電的陽離子聚合物、分級自組裝的pH-敏感的三元共聚物和大量電荷移位(charge-shifting)策略。存在對用于基因轉(zhuǎn)染和藥物遞送的較便宜的、較小細胞毒的、更易生物降解的合成載體的持續(xù)需求。所述載體應(yīng)具有可預(yù)測的分子量和低的多分散性，并與生物活性分子特別是核苷酸形成可逆的細胞外復(fù)合物。
簡述因此，在一實施方案中，公開了可生物降解的陽離子聚合物，其包含通過開環(huán)聚合而衍生自第一種環(huán)狀羰基單體的第一種重復(fù)單元，其中超過0%的第一種重復(fù)單元包含含有季胺基團的側(cè)鏈基團；衍生自用于開環(huán)聚合的單體二元醇引發(fā)劑的亞單元；和任選的封端(endcap)基團。在另一實施方案中，公開了形成可生物降解的陽離子聚合物的方法，其包括形成第一種混合物，該混合物包含第一種環(huán)狀羰基單體、催化劑、加速劑、單體二元醇引發(fā)劑和任選的溶劑，其中所述第一種環(huán)狀羰基單體包含能與叔胺反應(yīng)形成季胺的一價離去基團； 形成第一種聚合物，其包含通過開環(huán)聚合而衍生自第一種環(huán)狀羰基單體的第一種
重復(fù)單元；任選地封端第一種聚合物，以形成前體聚合物；和用叔胺處理該前體聚合物，以形成陽離子聚合物，其中超過0%的衍生自第一種環(huán)狀羰基單體的第一種重復(fù)單元包含含有季胺的側(cè)鏈基團。在另一實施方案中，公開了形成可生物降解的陽離子嵌段共聚物的方法，其包括形成反應(yīng)混合物，該反應(yīng)混合物包含催化劑、加速劑、單體二元醇引發(fā)劑和任選的溶劑；將第一種環(huán)狀羰基單體加入到反應(yīng)混合物中并通過開環(huán)聚合反應(yīng)，順序地隨后將第二種環(huán)狀羰基單體加入到反應(yīng)混合物中并通過開環(huán)聚合反應(yīng)，從而形成第一種嵌段共聚物，其中第一種環(huán)狀羰基單體包含能與叔胺反應(yīng)形成季胺的一價離去基團，并且第二種環(huán)狀羰基單體不能與叔胺反應(yīng)形成任何季胺；任選地封端第一種嵌段共聚物，從而形成前體嵌段共聚物；和用叔胺處理前體嵌段共聚物，形成陽離子聚合物，其中陽離子聚合物含有衍生自第一種環(huán)狀羰基單體的第一種重復(fù)單元，并且超過0%的第一種重復(fù)單元包含含有季胺的側(cè)鏈基團。在另一實施方案中，公開了聚合物復(fù)合物，其包含帶負電荷的生物活性物質(zhì)；和可生物降解的陽離子聚合物，該可生物降解的陽離子聚合物包含通過開環(huán)聚合而衍生自第一種環(huán)狀羰基單體的第一種重復(fù)單元，其中超過0 %的第一種重復(fù)單元包含含有季胺基團的側(cè)鏈基團；衍生自用于開環(huán)聚合的單體二元醇引發(fā)劑的亞單元；和任選的封端基團。在另一實施方案中，公開了形成用于處理細胞的聚合物復(fù)合物的方法，其包括使含有可生物降解的陽離子聚合物的第一種含水混合物與含有帶負電荷的生物活性物質(zhì)的第二種含水混合物接觸，以形成含有聚合物復(fù)合物的第三種含水混合物，其中可生物降解的陽離子聚合物包含通過開環(huán)聚合而衍生自第一種環(huán)狀羰基單體的第一種重復(fù)單元、衍生自用于開環(huán)聚合的單體二元醇引發(fā)劑的亞單元和任選的封端基團，其中超過O%的第一種重復(fù)單元包含含有季胺基團的側(cè)鏈基團。在另一個實施方案中，公開了處理細胞的方法，其包括使細胞與聚合物復(fù)合物的納米顆粒接觸，所述聚合物復(fù)合物包含可生物降解的陽離子聚合物和帶負電荷的生物活性物質(zhì)；其中可生物降解的陽離子聚合物包含通過開環(huán)聚合而衍生自第一種環(huán)狀羰基單體的第一種重復(fù)單元、衍生自用于開環(huán)聚合的單體二元醇引發(fā)劑的亞單元和任選的封端基團，其中超過0%的第一種重復(fù)單元包含含有季胺基團的側(cè)鏈基團。從下面的詳述、附圖
和附隨的權(quán)利要求書，本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白和理解本發(fā)明的上述及其他特征和優(yōu)點。附圖幾個視圖的簡述
圖I是實施例15的陽離子聚合物與DNA制備的聚合物復(fù)合物在不同pH和各種N/P比率下的瓊脂糖凝膠電泳試驗的攝影圖。圖2是顯示在pH7. O、6. 0和5. 0制備的聚合物復(fù)合物的N/P比率和顆粒尺寸之間的關(guān)系的柱狀圖。圖3是顯示在pH7. O、6. 0和5. 0制備的聚合物復(fù)合物的N/P比率和;電位(zetapotential)之間的關(guān)系的柱狀圖。圖4是柱狀圖，其比較在不同pH和N/P比率裝配的聚合物復(fù)合物在H印G2人肝癌細胞株中的熒光素酶表達水平。還顯示了 DNA和PEI/DNA對照。圖5是比較不同pH和N/P比率的細胞生存力的柱狀圖。詳述公開了可生物降解的陽離子聚合物，其與生物活性分子形成納米尺寸的復(fù)合物，并且其比其它載體例如聚(乙烯亞胺)(PEI)具有更低的細胞毒性。通過具有能與叔胺反應(yīng)以形成含有季胺的基團的一價離去基團例如烷基鹵化物或磺酸酯的第一種環(huán)狀羰基單體的開環(huán)聚合(ROP)衍生得到陽離子聚合物。選擇其它環(huán)狀羰基單體作為前者的稀釋劑，以提供疏水性和/或為聚合物提供電荷移位能力。陽離子聚合物可以是密集荷電的，并因此自由地溶解于水中，或者具有兩親性，在水溶液中形成納米顆粒。所述開環(huán)方法使得能夠精確控制聚合物的分子量，實現(xiàn)低的多分散性，并且其可與許多官能團相容。用于形成含有季胺的基團的與叔胺反應(yīng)可以在開環(huán)聚合之前或之后進行，更特別是在聚合之后進行。季胺化作用伴隨有陽離子聚合物的最小交聯(lián)(如果有的話)。環(huán)狀羰基單體的示例包括環(huán)狀碳酸酯單體和內(nèi)酯，包括交酯，它們開環(huán)以分別形成包含碳酸酯和酯重復(fù)單元的聚合物。季胺位于聚合物的側(cè)鏈，并且如果需要，季胺可直接連接至聚合物主鏈上。帶正電荷的季胺基團提供與帶負電荷的生物活性物質(zhì)的鍵合力。在一實施方案中，叔胺是雙叔胺，并且陽離子聚合物包含含有季胺和叔胺的側(cè)鏈基團。側(cè)鏈?zhǔn)灏坊鶊F提供緩沖力，以促進生物活性物質(zhì)從聚合物復(fù)合物釋放?？墒褂闷渌倌軋F，以促進生物活性物質(zhì)從聚合物復(fù)合物釋放，所述官能團例如仲胺基團、甲基順丁烯二酰胺基團、酯基團和亞胺基團。能移位電荷的陽離子聚合物還可促進生物活性物質(zhì)的釋放。在電荷移位中，聚合物復(fù)合物進入細胞后，通過陽離子聚合物側(cè)鏈的無電荷基團轉(zhuǎn)變成帶負電荷的基團，從而降低陽離子聚合物的凈正電荷。能移位電荷的陽離子聚合物除季胺之外可包含例如潛在的羧酸基團如縮醛酯。在內(nèi)體環(huán)境的溫和酸性條件下，縮醛酯可被水解，形成羧酸基團。在細胞溶膠的更強堿性條件下，羧酸基團成為離子化的，從而降低陽離子聚合物的凈正電荷，并使得釋放帶負電荷的生物活性物質(zhì)的。對于具體的生物活性物質(zhì)，環(huán)狀羰基單體的開環(huán)聚合使得能夠調(diào)整陽離子聚合物的電荷移位能力。陽離子聚合物可以是線性的或支鏈的，并可被容易地修飾，以調(diào)整電荷和緩沖強度。陽離子聚合物與基因一起形成具有大約IOnm至大約250nm平均顆粒尺寸的復(fù)合物(即聚合物復(fù)合物)。美國材料試驗協(xié)會(AmericanSociety for Testing and Materials)將術(shù)語“可生物降解的”定義為由生物活性尤其是酶作用引起的降解，其引起物質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)的顯著變化。對于本文的目的，根據(jù)ASTM D6400，如果在180天內(nèi)，物質(zhì)進行60%的生物降解，則物質(zhì)是“可生物降解的”。對于本文的目的，“貨物”可以是與公開的陽離子聚合物形成可逆的納米尺寸的復(fù)合物的任何生物活性物質(zhì)，條件是復(fù)合物經(jīng)胞吞進入細胞，并且復(fù)合物在細胞內(nèi)的預(yù)期位點釋放生物活性物質(zhì)。生物活性物質(zhì)包括生物分子(例如DNA、基因、肽、蛋白質(zhì)、酶、脂質(zhì)、 磷脂和核苷酸)、天然的或合成的有機化合物(例如藥物、染料、合成聚合物、寡聚體和氨基酸)、無機物質(zhì)(例如金屬和金屬氧化物)、上述物質(zhì)的放射性變體和上述物質(zhì)的組合?！吧锘钚缘摹币庵改芤灶A(yù)期的方式改變細胞的化學(xué)結(jié)構(gòu)和/或活性的物質(zhì)，或者相對于另一種細胞類型能以預(yù)期的方式選擇性改變一種細胞類型的化學(xué)結(jié)構(gòu)和/或活性的物質(zhì)。作為一示例，一種需要的化學(xué)結(jié)構(gòu)的改變可能是將基因摻入細胞的DNA中。需要的活性改變可能是轉(zhuǎn)染基因的表達。另一細胞活性的改變可能是需要的激素或酶的誘導(dǎo)生產(chǎn)。或者，需要的活性改變可能是一種細胞類型相對于另一種細胞類型的選擇性死亡。對生物活性物質(zhì)引起的細胞活性的相對變化未加以限制，前提是該變化是需要的和有用的。并且，對所謂的“貨物”未施加限制，前提是當(dāng)從復(fù)合物釋放時，該貨物誘導(dǎo)有用的細胞應(yīng)答。在環(huán)狀羰基單體的通式的下述描述中，“第一種環(huán)狀羰基單體”指第一種類型的環(huán)狀羰基單體，其包含能與叔胺反應(yīng)而形成含有季胺的基團的一價離去基團。術(shù)語“第二種環(huán)狀羰基單體”指第二種類型的環(huán)狀羰基單體，其不含能與叔胺反應(yīng)而形成含有任何季胺的基團的一價離去基團。在其它方面，第一種和第二種環(huán)狀羰基單體可具有選自任何下述式的結(jié)構(gòu)。環(huán)狀羰基單體可獨立地選自通式(I)的化合物
V1I3V
鄭
Q1 Q1 (I),其中t是0-6的整數(shù)，并且當(dāng)t是0時，標(biāo)記為4和6的碳通過單鍵連接在一起。
Q1
各Y是二價基團，其獨立地選自-0-，-S-，Qi和-^其中破折號表示連接位點。在文
-N- Q1，
中后面的兩個基團還表示為-N(Q1)-和-C (Q1) 2_。各Q1是一價基團，其獨立地選自氫、齒化物、羧基、含有1-30個碳的烷基、含有6-30個碳原子的芳基或者具有結(jié)構(gòu)的基團，
其中M1是選自-R1、-OR1、-NHR^-NR1R1或-SR1的一價基團，其中破折號表示連接位點，并且各R1是一價基團，其獨立地選自含有1-30個碳的烷基或者含有6-30個碳的芳基。一個或多個Q1基團可進一步包含能與叔胺反應(yīng)而形成含有季胺(即與四個碳鍵合的帶正電荷的季銨離子)的基團的一價離去基團。一價離去基團的非限制性示例包括烷基鹵化物形式的鹵化物(例如烷基氯化物、烷基溴化物或烷基碘化物)、磺酸酯(例如甲苯磺酸酯或甲磺酸酯)和環(huán)氧化物。各Q1基團可以獨立地是支鏈的或者非支鏈的。各Q1基團還可以獨立地包含其它的官能團，包括酮基、醛基、烯基、炔基、含有3-10個碳的脂環(huán)族環(huán)、含有2-10個碳的雜環(huán)、醚基、酰胺基、酯基和上述其它官能團的組合。雜環(huán)可包含氧、硫和/或氮。兩個或更多個Q1基團可一起形成環(huán)。式(I)的第一種環(huán)狀羰基單體包含一個或多個Q1基團，該Q1基團包含能與叔胺反應(yīng)而形成含有季胺的基團的一價離去基團。式(I)的第二種環(huán)狀羰基單體不含能與叔胺反應(yīng)而形成含有任何季胺的基團的官能團。能開環(huán)聚合的更具體的環(huán)狀羰基單體具有通式(2)的結(jié)構(gòu)
權(quán)利要求
1.可生物降解的陽離子聚合物，其包含 通過開環(huán)聚合而衍生自第一種環(huán)狀羰基單體的第一種重復(fù)單元，其中超過O %的第一種重復(fù)單元包含含有季胺基團的側(cè)鏈基團； 衍生自用于開環(huán)聚合的單體二元醇引發(fā)劑的亞單元；和 任選的封端基團。
2.權(quán)利要求I的陽離子聚合物，其中超過0%的第一種重復(fù)單元包含含有季胺基團和叔胺基團的側(cè)鏈基團。
3.權(quán)利要求I的陽離子聚合物，其中第一種重復(fù)單元的側(cè)鏈基團還包含側(cè)鏈羧酸基團。
4.權(quán)利要求I的陽離子聚合物，其中陽離子聚合物還包含衍生自第二種環(huán)狀羰基單體的第二種重復(fù)單元，并且第二種重復(fù)單元包含側(cè)鏈縮醛酯基團。
5.權(quán)利要求I的陽離子聚合物，其中陽離子聚合物是聚碳酸酯。
6.權(quán)利要求I的陽離子聚合物，其中陽離子聚合物是嵌段共聚物。
7.權(quán)利要求I的陽離子聚合物，其中陽離子聚合物是兩親性的，并在水中自組裝，在pH5.0-8. 0下形成具有10nm-500nm平均顆粒尺寸的納米顆粒。
8.形成可生物降解的陽離子聚合物的方法，其包括 形成第一種混合物，其包含第一種環(huán)狀羰基單體、催化劑、加速劑、單體二元醇引發(fā)劑和任選的溶劑，其中第一種環(huán)狀羰基單體包含能與叔胺反應(yīng)形成季胺的一價離去基團； 形成第一種聚合物，其包含通過開環(huán)聚合而衍生自第一種環(huán)狀羰基單體的第一種重復(fù)單元； 任選地封端第一種聚合物，以形成前體聚合物；和 用叔胺處理前體聚合物，以形成陽離子聚合物，其中超過0%的衍生自第一種環(huán)狀羰基單體的第一種重復(fù)單元包含含有季胺的側(cè)鏈基團。
9.權(quán)利要求8的方法，其中叔胺是雙叔胺，并且超過0%的衍生自第一種環(huán)狀羰基單體的第一種重復(fù)單元包含含有季胺和叔胺的側(cè)鏈基團。
10.權(quán)利要求9的方法，其中雙叔胺選自N，N，N'，N'-四甲基-I，2-乙二胺(TMEDA)、N，N，N'，N'-四甲基-I，3-丙二胺(TMPDA)、N，N，N'，N'-四甲基-I，4-丁二胺(TMBDA)、N，N，N'，N'-四乙基-I，2-乙二胺(TEEDA)、N，N，N'，N'-四乙基-I，3 丙二胺(TEPDA)、1，4_雙(二甲基氨基)環(huán)己烷、1，4_雙(二甲基氨基苯)、N，N，N'，N'-四乙基-1，4-丁二胺(TEBDA)、4-二甲基氨基吡啶(DMAP)、4，4-二吡啶基-I，4-二氮雜二環(huán)[2. 2. 2]辛烷(DABCO)、4_吡咯烷子基吡啶、I-甲基苯并咪唑及其組合。
11.權(quán)利要求8的方法，其中所述叔胺包含羧基，并且超過0%的衍生自第一種環(huán)狀羰基單體的第一種重復(fù)單元包含含有季胺和羧酸的側(cè)鏈基團。
12.權(quán)利要求8的方法，其中第一種混合物包含疏水的第二種環(huán)狀羰基單體，并且陽離子聚合物是包含通過開環(huán)聚合衍生自第二種環(huán)狀羰基單體的第二種重復(fù)單元的隨機共聚物；其中第二種環(huán)狀羰基單體不包含能與叔胺反應(yīng)形成含有任何季胺的側(cè)鏈基團的一價離去基團；
13.權(quán)利要求12的方法，其中第二種重復(fù)單元包含側(cè)鏈縮醛酯基團。
14.形成可生物降解的陽離子嵌段共聚物的方法，其包括形成反應(yīng)混合物，所述反應(yīng)混合物包含催化劑、加速劑、單體二元醇引發(fā)劑和任選的溶劑； 將第一種環(huán)狀羰基單體加入到反應(yīng)混合物中并通過開環(huán)聚合反應(yīng)，順序地隨后將第二種環(huán)狀羰基單體加入到反應(yīng)混合物中并通過開環(huán)聚合反應(yīng)，從而形成第一種嵌段共聚物，其中第一種環(huán)狀羰基單體包含能與叔胺反應(yīng)形成季胺的一價離去基團，并且第二種環(huán)狀羰基單體不能與叔胺反應(yīng)形成任何季胺； 任選地封端第一種嵌段共聚物，從而形成前體嵌段共聚物；和用叔胺處理前體嵌段共聚物，以形成陽離子聚合物，其中陽離子聚合物含有衍生自第一種環(huán)狀羰基單體的第一種重復(fù)單元，并且超過0%的第一種重復(fù)單元包含含有季胺的側(cè)鏈基團。
15.權(quán)利要求14的方法，其中所述的順序反應(yīng)以相反的順序進行，形成第一種嵌段共聚物。
16.權(quán)利要求14的方法，其中利用羧酸酐將第一種嵌段共聚物封端，從而形成末端酯基團。
17.權(quán)利要求14的方法，其中第一種環(huán)狀羰基單體是式(I)化合物X郝；
18.權(quán)利要求14的方法，其中第一種環(huán)狀羰基單體是式(2)化合物
19.權(quán)利要求14的方法，其中第一種環(huán)狀羰基單體是式(3)化合物
20.權(quán)利要求14的方法，其中第一種環(huán)狀羰基單體是式(4)化合物
21.權(quán)利要求14的方法，其中陽離子嵌段共聚物包含衍生自第二種環(huán)狀羰基單體的第二種重復(fù)單元，并且第二種重復(fù)單元包含側(cè)鏈縮醛酯基團。
22.權(quán)利要求14的方法，其中引發(fā)劑是BnMPA。
23.權(quán)利要求14的方法，其中叔胺是雙叔胺，其選自N，N，N'，N'-四甲基-I，2-乙二胺(TMEDA)、N，N，N'，N'-四甲基-I，3-丙二胺(TMPDA)、N，N，N'，N'-四甲基-1，4-丁二胺(TMBDA)、N，N，N'，N'-四乙基-I，2-乙二胺(TEEDA)、N，N，N'，N'-四乙基_1，3丙二胺(TEPDA)、1，4_雙(二甲基氨基)環(huán)己烷、1，4_雙(二甲基氨基苯)、N，N，N'，N'-四乙基-I，4-丁二胺(TEBDA)、4_ 二甲基氨基吡啶(DMAP)、4，4-二吡啶基-I，4- 二氮雜二環(huán)[2. 2. 2]辛烷(DABCO)、4_吡咯烷子基吡啶、I-甲基苯并咪唑及其組合。
24.聚合物復(fù)合物，其包含 帶負電荷的生物活性物質(zhì)；和 可生物降解的陽離子聚合物，所述陽離子聚合物包含 通過開環(huán)聚合而衍生自第一種環(huán)狀羰基單體的第一種重復(fù)單元，其中超過0 %的第一種重復(fù)單元包含含有季胺基團的側(cè)鏈基團； 衍生自用于開環(huán)聚合的單體二元醇引發(fā)劑的亞單元；和任選的封端基團。
25.權(quán)利要求24的聚合物復(fù)合物，其中超過0%的第一種重復(fù)單元還包含側(cè)鏈?zhǔn)灏坊鶊F。
26.權(quán)利要求24的聚合物復(fù)合物，其中超過0%的第一種重復(fù)單元還包含側(cè)鏈羧酸基團。
27.權(quán)利要求24的聚合物復(fù)合物，其中陽離子聚合物是聚碳酸酯。
28.權(quán)利要求24的聚合物復(fù)合物，其中陽離子聚合物還包含經(jīng)開環(huán)聚合而衍生自疏水的第二種環(huán)狀羰基單體的第二種重復(fù)單元，其中第二種重復(fù)單元包含側(cè)鏈縮醛酯基團。
29.權(quán)利要求24的聚合物復(fù)合物，其中帶負電荷的生物活性物質(zhì)選自基因、核苷酸、蛋白質(zhì)、肽、藥物及其組合。
30.權(quán)利要求24的聚合物復(fù)合物，其中陽離子聚合物是嵌段共聚物。
31.形成聚合物復(fù)合物的方法，其包括 使含有可生物降解的陽離子聚合物的第一種含水混合物與含有帶負電荷的生物活性物質(zhì)的第二種含水混合物接觸，以形成含有聚合物復(fù)合物的第三種含水混合物，其中可生物降解的陽離子聚合物包含通過開環(huán)聚合而衍生自第一種環(huán)狀羰基單體的第一種重復(fù)單元、衍生自用于開環(huán)聚合的單體二元醇引發(fā)劑的亞單元和任選的封端基團，其中超過0%的第一種重復(fù)單元包含含有季胺基團的側(cè)鏈基團。
32.處理細胞的方法，其包括 使細胞與聚合物復(fù)合物的納米顆粒接觸，所述聚合物復(fù)合物包含可生物降解的陽離子聚合物和帶負電荷的生物活性物質(zhì)；其中可生物降解的陽離子聚合物包含通過開環(huán)聚合而衍生自第一種環(huán)狀羰基單體的第一種重復(fù)單元、衍生自用于開環(huán)聚合的單體二元醇引發(fā)劑的亞單元和任選的封端基團，其中超過0%的第一種重復(fù)單元包含含有季胺基團的側(cè)鏈基團。
33.權(quán)利要求32的方法，其中所述接觸誘導(dǎo)0%-15%的溶血。
34.權(quán)利要求32的方法，其中納米顆粒具有0%-20%的細胞毒性。
35.權(quán)利要求32的方法，其中生物活性物質(zhì)是基因，并且細胞表達該基因。
36.可生物降解的兩親性陽離子聚合物，其包含 兩條聚合物鏈，它們包含各自的第一末端、各自的第二末端和各自的第一種重復(fù)單元; 含有兩個主鏈雜原子的單體連接基團，所述雜原子獨立地選自氧、氮和硫；其中i)兩條聚合物鏈的各自第一末端各自連接至兩個主鏈雜原子之一，ii)各自第二末端任選地包含各自的封端基團，和iii)各自第一種重復(fù)單元包含各自的第一主鏈官能團，所述官能團獨立地選自酯、碳酸酯、氨基甲酸酯、脲、硫代氨基甲酸酯、硫代碳酸酯或二硫代碳酸酯，并且超過O %的各自第一種重復(fù)單元包含各自的側(cè)鏈季胺基團。
37.權(quán)利要求36的陽離子聚合物，其中兩個主鏈雜原子是氧原子。
38.權(quán)利要求36的陽離子聚合物，其中在pH5. 0-8. O的水溶液中的陽離子聚合物自組裝成納米顆粒，通過利用658 nm He-Ne激光束和90°的散射角的動態(tài)光散射測定，所述納米顆粒具有10nm-500 nm平均顆粒尺寸。
39.權(quán)利要求36的陽離子聚合物，其中根據(jù)ASTMD6400，陽離子聚合物是可生物降解的。
40.權(quán)利要求36的陽離子聚合物，其中第一側(cè)鏈還包含各自的叔胺基團。
41.權(quán)利要求36的陽離子聚合物，其中兩條聚合物鏈包含各自的第二種重復(fù)單元，該第二種重復(fù)單元包含i)獨立選自酯、碳酸酯、氨基甲酸酯、脲、硫代氨基甲酸酯、硫代碳酸酯或二硫代碳酸酯的各自的第二主鏈官能團和ii)包含各自的潛在羧酸基團的各自的第二側(cè)鏈，所述潛在羧酸基團能在內(nèi)體環(huán)境中形成羧酸基團。
42.權(quán)利要求36的陽離子聚合物，其中兩條聚合物鏈?zhǔn)乔抖喂簿畚镦湣?br> 43.聚合物復(fù)合物，其包含 帶負電荷的生物活性物質(zhì)；和 權(quán)利要求36的可生物降解的兩親性陽離子聚合物。
44.形成聚合物復(fù)合物的方法，其包括 使含有權(quán)利要求36的可生物降解的兩親性陽離子聚合物的第一種含水混合物與含有帶負電荷的生物活性物質(zhì)的第二種含水混合物接觸，形成含有聚合物復(fù)合物的第三種含水混合物。
45.處理細胞的方法，其包括 使細胞與權(quán)利要求43的聚合物復(fù)合物的納米顆粒接觸。
46.形成可生物降解的陽離子聚合物的方法，其包括 形成第一種混合物，其包含i)第一種環(huán)狀羰基單體，ii)有機催化劑，iii)加速劑，iv)包含兩個親核引發(fā)劑基團的單體引發(fā)劑，所述兩個親核引發(fā)劑基團獨立地選自醇、胺和硫醇，以及V)任選的溶劑，其中第一種環(huán)狀羰基單體包含能與叔胺反應(yīng)形成季胺的一價離去基團； 攪拌第一種混合物，從而形成含有經(jīng)開環(huán)聚合衍生自第一種環(huán)狀羰基單體的第一種重復(fù)單元的第一種聚合物； 任選地封端第一種聚合物；和 用叔胺處理第一種聚合物或者封端的第一種聚合物，從而形成陽離子聚合物，其中超過0% 的衍生自第一種環(huán)狀羰基單體的第一種重復(fù)單元包含含有季胺的側(cè)鏈基團。
全文摘要
本發(fā)明公開了可生物降解的陽離子聚合物，其包含通過開環(huán)聚合而衍生自第一種環(huán)狀羰基單體的第一種重復(fù)單元，其中超過0％的第一種重復(fù)單元包含含有季胺基團的側(cè)鏈基團；衍生自用于開環(huán)聚合的單體二元醇引發(fā)劑的亞單元；和任選的封端基團?？缮锝到獾年栯x子聚合物具有低細胞毒性，并與生物活性物質(zhì)形成可用于基因治療和藥物遞送的復(fù)合物。
文檔編號C08G64/18GK102753602SQ201080064013
公開日2012年10月24日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者J·L·海德里克, 楊義燕, 福島和樹 申請人:國際商業(yè)機器公司, 新加坡科技研究局