CN101336256B - 用于纳米颗粒药物组合物的生物相容的非可生物降解的无毒聚合物 - Google Patents

用于纳米颗粒药物组合物的生物相容的非可生物降解的无毒聚合物 Download PDF

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Abstract

本发明涉及含有三种单体单元、通过双官能团乙烯基衍生物交联、具有高纯度且基本上不含各自毒性单体杂质、生物相容、非可生物降解且无毒的式(I)聚合物以及其制备方法，所述单体单元选自1-乙烯基吡咯烷酮(VP)、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和马来酸酐与聚乙二醇的酯(MPEG)。本发明还涉及含有本发明聚合物的水溶性差的药物或化合物的纳米颗粒药物组合物，其安全性高、毒性较小并且方便床边施用给有需要的患者。此外，本发明还涉及用于制备水溶性差的药物或化合物的纳米颗粒药物组合物的高选择性方法。

Description

用于纳米颗粒药物组合物的生物相容的非可生物降解的无毒聚合物
技术领域
本发明提供高纯度、基本上不含单体杂质的生物相容的和非可生物降解的聚合物以及其制备方法。
本发明还提供利用本发明所述聚合物的纳米颗粒形式的水溶性差的药物或化合物的药物组合物。
此外，本发明还涉及用于制备纳米颗粒形式的水溶性差的药物或化合物的药物组合物的高选择性方法以及向有需要的患者施用所述组合物的方法。
本发明的聚合物是无毒且安全的，因此也使得含有所述聚合物的水溶性差的药物或化合物的纳米颗粒药物组合物毒性较低并且施用更安全。
背景技术
近年来，不论作为假体或是用于设计成与活体生物环境相接触的医疗装置，新材料在医学或药学领域中的应用正日益令人瞩目。在这些材料中，聚合物(主要合成聚合物)是目前为止发现的为患者卫生保健带来可观益处的最多样化的种类。
聚合物在医学和药学领域中应用广泛。在医学领域中，聚合物被用作植入体或支撑材料譬如人工器官、人工血管(vascular graft)、人工晶状体(intraocular lense)、人工关节、乳房假体、缝合材料、体外治疗，或其它支撑材料譬如用于血液灌流、血液氧合器、导管、血液管路(blood tubing)、伤口和烧伤覆盖物材料、夹板、隐形眼睛等的那些。在药学领域中，聚合物已经尤其用于纳米颗粒递送系统和控制释放递送系统的开发中。还在进行广泛的研究以将药物随递送系统靶向到所期望的部位。此外，已发现聚合物在其它应用譬如透皮药物递送贴剂、微球、生物加工过程譬如酶和细胞固定化等中的用途很大。
在这些应用中，更广泛地研究了纳米颗粒药物递送系统并且广泛地研究了具有亲水性表面的纳米大小的药物载体，尤其是含有两个聚合物胶束球形同心区(负责包埋疏水性药物或化合物的疏水性材料的紧密压缩核)和由亲水性材料制成的外壳的那些。发现这些系统可逃避被网状内皮系统(RES)识别和摄取并因此可长时间在血液中循环。此外，由于它们极小的尺寸(聚合物胶束通常由几百个嵌段共聚物组成并且直径为约20nm～50nm)，所述粒子通过被动靶向机制在病理部位譬如实体瘤处渗出。
聚合物的化学和结构特征决定了它们的特性。聚合物链可基本上是直链的、支链的或交联到邻近链上。此外，这些链可以是无序的、有序的或定向在一个方向上。这些结构特征与化学组成相结合，给聚合物带来了多种特性，产生了多种终端使用的应用。而且，这些与化学组成相结合的结构特征可给予或剥夺所得聚合物的生物相容性和对由宿主组织环境所引起的生物降解的抗性。这些因素还影响其它特性譬如溶解度与加工和成型方法。
此外，当将聚合物注射到哺乳动物内时，其通常缓慢地从施用部位消失，然而，该消失响应于化学反应譬如水解(其通常是生物转化过程的一部分)而发生并且所述聚合物经代谢并从机体消除。然而，这有时产生不需要的代谢物，所述代谢物对多种生物系统产生副作用。因此，基于预期的功能，在环境中惰性/对使用环境惰性并且从施用部位完整消除或吸收以及基本上用作限速屏障以从其运输和释放药物的聚合物可能是最重要的。此外，聚合物的生物降解性取决于聚合物的机械性质和化学性质。多种天然、合成和生物合成的聚合物是可生物降解的和可环境降解的。基于C-C骨架的聚合物倾向于是非可生物降解的，而含杂原子的聚合物骨架具有可生物降解性。因此，可通过明智的删除/添加化学连接譬如酸酐键、酯键或酰胺键等将非可生物降解性/可生物降解性设计到聚合物中。其中，非可生物降解聚合物材料的常见实例包括聚乙烯醋酸乙烯酯、聚二甲基硅氧烷、聚醚聚氨酯、乙基纤维素、醋酸纤维素、聚乙烯和聚氯乙烯。
关于最近几十年在开发利用聚合物的多种药物的纳米颗粒递送系统方面所做的努力有大量可用的报告。仅举几例，其包括以下的公开内容：
i)Sakurai等人的US 5,412,072，其中发现含有与聚合物共价键合的药物的复合物使得所述复合物可溶于水并且因此适于施用，所述聚合物由亲水性片段和疏水性片段组成。其中所用的药物通常是水溶性较差或不溶于水的化合物，并且据报道所述药物-聚合物复合物在水溶液中形成聚合物胶束并变成可用且适于施用的水溶性高分子聚合药物。
ii)Yokoyama等人的US 5,449,513，其中他们报道与Sakurai等人在US 5,412,072中所公开的不同，其中聚合物胶束不是其中药物与聚合物共价键合的复合物，而是其中药物被包埋在聚合物中的复合物。所用的包埋药物的性质是疏水性的。依次利用常规的方法譬如超声将疏水性药物包埋在聚合物壳内，随后通过透析纯化由此得到的胶束而制备聚合物胶束。
iii)Desai等人的US 5,439,686、US 5,362,478、US 5,916,596、US6,096,331、US 6,537,579和US 6,749,868，其中制备了基本上不溶于水的化合物的聚合物胶束。据报道，所述不溶于水的化合物被很大程度上包埋在聚合物壳内并且适于以溶解或混悬形式向需要的患者施用。
Sakurai等人在US 5,412,072中所用的聚合物通常是含有选自聚乙二醇、多糖、聚丙烯酰胺等的亲水性片段和选自聚天冬氨酸、聚谷氨酸、聚赖氨酸等的疏水性片段的那些。
Yokoyama等人在US 5,449,513中所用的聚合物通常是含有选自聚环氧乙烷、聚苹果酸、聚天冬氨酸、聚谷氨酸、聚赖氨酸、多糖等的亲水性片段和选自聚(L-天冬氨酸β-苄酯)、聚(L-谷氨酸γ-苄酯)、聚(β-取代的天冬氨酸酯)、聚(γ-取代的谷氨酸酯)、聚(L-亮氨酸)、聚(L-缬氨酸)、聚(L-苯丙氨酸)、疏水性聚氨基酸、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯酰胺(polymethacrylate amide)、聚丙烯酸酯酰胺(polyacrylate amide)、聚酰胺、聚酯、聚环氧烷和疏水性聚烯烃的疏水性片段的那些。
Desai等人在US 5,439,686、US 5,362,478、US 5,916,596、US6,096,331、US 6,537,579和US 6,749,868中所用的聚合物通常是其结构内基本上含有巯基或二硫键的那些，例如白蛋白(其含有35个半胱氨酸残基)、胰岛素(其含有6个半胱氨酸残基)、血红蛋白(其每个α2β2单元中含有6个半胱氨酸残基)、溶菌酶(其含有8个半胱氨酸残基)、免疫球蛋白、α-2-巨球蛋白、玻连蛋白、玻连蛋白、纤维蛋白原等。这些聚合物通过形成二硫键而基本上交联。这些聚合物包括如前所述的在其结构内具有巯基或二硫键的合成聚合物和天然聚合物。据报道所述巯基或二硫键或是预先存在的或是通过适当的化学修饰而得到的。据报道天然聚合物是优选的并且包括白蛋白蛋白质、寡肽、聚核酸等。
然而，Sakurai等、Yokoyama等和Desai等公开的聚合物胶束的缺点是它们使用的都是可生物降解的聚合物(合成的和天然的)。应当提及的是虽然可生物降解聚合物能影响药物释放模式以及所负载药物的释放动力学，然而，其并不是药物递送系统特别优选的，因为它们：
a)由于迅速地被单核巨噬细胞系统(MPS)的细胞捕获而具有低的血浆寿命；
b)缺少对生理变化的响应；
c)缺少恒定的药物释放动力学，其可能引起药物的经济上和治疗上的浪费和其它副作用；和
d)可引起毒性或免疫原性的增加，因为蛋白质药物的包埋涉及有机溶剂，所述有机溶剂可引起蛋白质变性。
通过以下文献已经使用并公开了非可生物降解聚合物的递送系统：
i)Maitra等人的US 5,874,111，其中药物被包埋在聚合物内，导致形成高度单分散的聚合物亲水性纳米颗粒。所用的聚合物是含有单体譬如乙烯基吡咯烷酮(VP)或乙烯基吡咯烷酮和聚延胡索酸乙二醇酯(PEGF)的混合物等。
ii)Maitra等人的US 6,322,817，其中所用聚合物含有至少一种类型的选自以下物质的两亲性单体：乙烯基吡咯烷酮、丙烯酸、链长为C3至C6的官能化聚乙二醇(分子量2000至6000)的丙烯酸烷基酯、链长为C3至C6的N-烷基丙烯酰胺以及链长为C3至C6的烷基氰基丙烯酸酯。包埋在聚合物胶束内的药物是紫杉烷(taxane)衍生物，尤其是紫杉醇。iii)Lowe等人的US 2005/0169882，其中所用的聚合物含有智能片段(其为非可生物降解的)和可生物降解片段。更具体而言，所述智能、非可生物降解片段含有聚(N-异丙基丙烯酰胺)、聚(N-烷基丙烯酰胺)、聚(N-正丙基丙烯酰胺)、聚(N-异丙基甲基丙烯酰胺)、聚(环氧乙烷)-聚(环氧丙烷)-聚(环氧乙烷)、弹性蛋白样多肽、或其衍生物，所述可生物降解片段含有多糖、右旋糖酐、聚酯、聚乳酸(polylactide)、聚(L-乳酸)、聚(D，L-乳酸)、聚(丙交酯-共-乙交酯)、生物素化的(乙二醇-乳酸)嵌段共聚物等。
在US 5,874,111公开的聚合物的情形中，应当指出这些聚合物是通过各自单体的聚合来制备的，并且由此得到的聚合物材料通过透析法从含有该聚合物材料的含水介质中纯化和分离。
在US 6,322,817公开的聚合物的情形中，所述聚合物是通过各自单体的聚合来制备的，并通过透析法从含水介质中纯化和分离。
同样，Lowe等人在US 2005/0169882公开的聚合物也是通过透析法从含有所述聚合物的含水介质中纯化和分离的。
关于包埋在Maitra等人的US 5,874,111所公开的聚合物中的该文中所公开的化合物或药物，它们主要是抗原、牛血清等。在US 6,322,817的情形中，包埋在该文所公开的聚合物中的药物主要是不溶于水的紫杉烷衍生物，尤其是紫杉醇，而Lowe等人在US 2005/0169882中则公开了多种可被包埋在该文所公开的聚合物壳内的药物。
进一步接上所述，Burman等人在US 6,365,191教导了含有US6,322,817中所公开的聚合物的药物组合物，并且更具体地教导了紫杉烷衍生物尤其是紫杉醇的药物组合物。在该文中，通过将紫杉醇在乙醇中的溶液加入到含有右旋糖溶液的输注载体中制备了所述药物组合物，所述输注载体中已经加入了含有阴离子表面活性剂和缓冲剂的聚合物水溶液。Burman等人还声称所述药物组合物稳定超过12小时而没有任何药物从所述输注流体中沉淀出来，并声称甚至在制备所述输注流体24小时后90％以上(如HPLC所分析的)的药物被包埋在聚合物胶束内。
尽管Burman等人在US 6,365,191中声称其中所公开的药物组合物是纳米颗粒形式，然而在说明书中并没有提及所声称的纳米颗粒形式的大小。有关含有紫杉醇的聚合物胶束的颗粒大小的唯一叙述可见于Maitra等人在US 6,322,817公开的内容中，其中报道所述含有紫杉醇的纳米颗粒的直径范围为30～150nm。同样，Lowe等人在US 2005/0169882公开的内容中也没有提及聚合物胶束的颗粒大小。
有必要指出，US 5,874,111、US 6,322,817、US 6,365,191和US2005/0169882中所公开的聚合物是由一种或多种包含乙烯基吡咯烷酮和N-异丙基丙烯酰胺的单体制备的。还有必要指出，乙烯基吡咯烷酮和N-异丙基丙烯酰胺是毒性化合物，其在药物组合物中的存在对于人类/动物的消费来说意味着不仅不能被世界范围的卫生部门所批准，而且还要符合世界药典论坛所提出的具有严格限度的严格质量规定。例如，根据美国和欧洲药典的规定，所述聚乙烯吡咯烷酮聚合物以及含有乙烯基吡咯烷酮作为单体的任何其它聚合物中的单体乙烯基吡咯烷酮的水平不应超过0.001％的限度(即＜10ppm)。
在US 5,874,111、US 6,322,817、US 6,365,191和US 2005/0169882中所述的用于制备和分离利用乙烯基吡咯烷酮作为单体之一的聚合物的方法具有很大的危险，所述单体即乙烯基吡咯烷酮可能以高于0.001％的限度存在(即＞10ppm)。
包含这种利用乙烯基吡咯烷酮作为单体之一的聚合物的药物组合物具有同样大的危险，所述药物组合物也可能含有作为单体杂质的乙烯基吡咯烷酮，并且所述单体即乙烯基吡咯烷酮也可能以高于0.001％的限度存在(即＞10ppm)。
对于US 6,322,817、US 6,365,191和US 2005/0169882中公开的药物组合物，情况尤其如此。
不必过分强调的是，产物中总会留下一种或多种反应物意味着任何化学反应包括制备聚合物的反应都决不会是完全的。将其应用于包含乙烯基吡咯烷酮作为单体的聚合反应中并且取决于所用乙烯基吡咯烷酮的摩尔比或重量比，可能的是一定量的乙烯基吡咯烷酮将作为杂质保留在由其所制备的聚合产物中。
与以上相关的是已经发现本发明人的担心是真实存在的。通过对精确根据US 6,322,817的实施例I、II和III中所描述的三种单体即乙烯基吡咯烷酮(VP)、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和马来酸酐与聚乙二醇的酯(MPEG)的聚合而制备的聚合物的分析发现其含有如表I所归纳的一定量的N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和乙烯基吡咯烷酮(VP)。
表-I：根据US 6,322,817的实施例I、II和III中所述方法制备的聚合物中残留单体的量
  单体   在聚合物中检测到的％w/w
  NIPAM   0.066-0.076(660-760ppm)
  VP   0.008-0.011(80-110ppm)
非常明显的是在聚合物中所发现的乙烯基吡咯烷酮的量至少是0.001％的毒性限度(即10ppm)的8倍以上，其中含有这样的聚合物的药物组合物用于施用给人类或动物将是非常不安全和高毒性的。
虽非必须，但是仍然需要基本上不含毒性单体譬如N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和乙烯基吡咯烷酮(VP)的聚合物，还需要包含基本上不含有毒性单体杂质譬如N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和乙烯基吡咯烷酮(VP)的聚合物的药物组合物。
还应当指出，据报道Burman等人在US 6,365,191中公开的药物组合物仅具有约12小时或更多的稳定性，并且在24小时结束时90％或以上的药物被包埋在聚合物胶束内。另外，据报道Lowe等人在US2005/0169882中公开的药物组合物在数小时至高达几天内释放生物活性物质的情况下对生物活性物质的载荷仅仅约40％。
进一步存在对具有更长稳定性以及更高药物载荷、并且安全和毒性较小的药物组合物的需求。
本发明不仅提供基本上不含有有毒单体杂质的聚合物，而且提供包含这种对于人类/动物施用安全并且具有更长稳定性的所期望聚合物的药物组合物，因此是此方面一大进步。
发明目的
本发明的一个目的是提供高纯度的基本上不含单体杂质的生物相容和非可生物降解的聚合物。
本发明的另一个目的是提供用于制备高纯度的基本上不含单体杂质的生物相容和非可生物降解的聚合物的方法。
本发明的又一个目的是提供包含高纯度的和基本上不含单体杂质的生物相容和非可生物降解的聚合物的纳米颗粒形式的水溶性差的药物或化合物的药物组合物。
本发明的另一个目的是提供利用高纯度的和基本上不含单体杂质的生物相容和非可生物降解的聚合物制备纳米颗粒形式的水溶性差的药物或化合物的药物组合物的方法。
本发明的又一个目的是提供包含高纯度的和不含单体杂质的生物相容和非可生物降解的聚合物的水溶性差的药物或化合物的纳米颗粒药物组合物，所述药物组合物安全且毒性较小。
本发明的另一个目的是提供用于制备纳米颗粒形式的药物组合物的高选择性方法，所述药物组合物包含水溶性差的药物或化合物和高纯度且不含单体杂质的生物相容和非可生物降解的聚合物。
本发明的又一个目的是提供向有需要的患者施用包含高纯度的且基本上不含单体杂质的生物相容和非可生物降解的聚合物的纳米颗粒药物组合物的方法。
本发明的另一个目的是提供包含高纯度的且不含单体杂质的生物相容和非可生物降解的聚合物的纳米颗粒药物组合物，其能稳定更长时间。
本发明所用的缩写
VP＝乙烯基吡咯烷酮或1-乙烯基吡咯烷-2-酮
NIPAM＝N-异丙基丙烯酰胺
MPEG＝马来酸酐与聚乙二醇的酯
MBA＝N，N’-亚甲基双丙烯酰胺
TMED＝四甲基乙二胺
APS＝过硫酸铵
LCST＝低临界溶解温度
DSC＝差示扫描量热法
TGA＝热重分析
CMC＝临界胶束浓度
附图说明
图1：本发明聚合物的1H-NMR谱。
图2：本发明聚合物的13C-NMR谱。
图3：本发明聚合物的傅里叶变换红外(FT-IR)谱。
图4：本发明聚合物的TGA热谱。
图5：本发明聚合物的DSC热谱。
图6：本发明[14C]标记的聚合物的血液药物动力学曲线。
图7：皮下施用10％右旋糖溶液48小时后S&E染色的兔耳垂部位照片(对照)。
图8：皮下施用本发明聚合物水溶液48小时后S&E染色的兔耳垂部位照片。
图9：静脉内施用10％右旋糖溶液24小时后S&E染色的兔耳缘静脉部位照片(对照)。
图10：静脉内施用本发明聚合物水溶液24小时后S&E染色的兔耳缘静脉部位照片。
图11：用于制备和向有需要的患者施用本发明纳米颗粒药物组合物的典型方法的图示。
发明内容
本发明人经过努力，发现实现所有提出的目的都能实现，而且现有技术的大多数局限性(如果不是所有的局限性)也得到了克服。
首先，本发明人发现可得到同时含有NIPAM和VP单体单元的聚合物，其中由此得到的聚合物中各单个单体杂质的量低于所规定的毒性限度。
具体而言，本发明人发现可得到含有NIPAM、VP和MPEG作为单体单元的聚合物，其基本上不含有有毒的NIPAM和VP单体杂质。具体地，本发明人发现可以高纯度得到这样的所述NIPAM和VP杂质含量远远小于0.001％w/w水平的聚合物。
可通过高选择性方法得到具有所期望特征的聚合物，其包括将含有通过聚合NIPAM、VP和MPEG而得到的聚合物的水溶液进行渗滤或超滤步骤，这与现有技术中所教导的透析的方法不同。
通过本发明方法得到的聚合物优于通过现有技术的方法(尤其是US6,322,817中所公开的包括透析步骤的方法)所得到的聚合物，这可通过比较各自聚合物中所含的残留单体而得到最好理解(如表II中所归纳的)。
表II：根据US 6,322,817中所公开的利用透析的方法得到的聚合物中所含的单体杂质和根据本发明利用渗滤得到的聚合物中所含的单体杂质的比较
  参数   根据US 6,322,817的方法得到的聚合物   根据本发明方法得到的聚合物
  残留NIPAM   0.066-0.076％w/w(660-760ppm) ＜0.001％w/w(＜10ppm)
残留VP   0.008-0.011％w/w(80-110ppm) ＜0.001％w/w(＜10ppm)
应当指出，透析是涉及在溶液中通过选择性扩散透过半透膜使较小分子从较大分子中或使溶解的物质从胶体颗粒中缓慢分离的方法。在典型的透析法中，用于纯化的聚合物溶液被容纳在半透膜内，并且通过在膜外放置纯溶剂(通常是水)而除去低分子量的溶质(单体)。周期性地或连续地更换该溶剂直到含有聚合物的溶液中可扩散溶质(单体譬如NIPAM和VP)的浓度降低。
与透析法不同，渗滤技术涉及流体通过泵的跨膜机械流动，由此沿膜表面切向地将流体泵出(出于此原因，渗滤也被称为切线流过滤)。所施加的压力使得一部分流体选择性地通过膜扩散到滤出液侧。所保留的聚合物成分不在半透膜表面积累。
另一方面，与其中所选用于纯化的聚合物水溶液的初始量或体积保持相等/或相同或在结束或完成所述操作时被稀释的透析法相比，在渗滤法中，由于聚合物水溶液沿切向流被带走，同时导致所述含有聚合物的溶液的浓缩，得到更浓的聚合物溶液。例如，当将5.0升水中含有譬如说100克聚合物的溶液分别进行透析和渗滤时，在前一种方法结束时得到4.5至5.5升水中含有100克聚合物的溶液，而在后一种方法结束时，初始体积的降低或浓缩通常得到初始体积的四分之一至六分之一(1/4～1/6)的量，并且在结束时得到约0.8～1.3升水中含有100克聚合物的溶液。
此外，如上所述，在透析法中，保留在容纳有聚合物溶液的膜之外的溶剂需要人工周期性或连续地更换，而在渗滤法中，不需要任何周期性或连续地更换溶剂的人工操作。这使得前者在其操作期间长期需要人工管理，而后一种方法则是全自动的和全调控的，因此其操作简捷方便，不需要人工管理。
此外，由于可在密闭环境中操作的渗滤法与在开放环境中操作的透析法相比，在前一种方法中微生物污染的任何可能性都是最小或不存在的，因此将符合无菌条件下操作的要求，这不仅符合良好操作规范，而且符合世界范围的法规指南。
而且，由于不仅包括人工操作而且涉及透析法工作的固有原理，因此单元操作的时间周期长，通常需要约24～36小时。与之相比，根据其工作的固有原理，渗滤法需要非常短的时间周期并且其完成通常需要不到1小时。换句话说，渗滤法比透析法至少快25倍并且因此在工业上更适用。
而且，透析法需要相当长的用于操作和完成的时间周期，所述方法的另一个固有缺点在于它仅允许纯化小体积/量的聚合物溶液。这样的局限性对于渗滤法而言并不存在，一般而言其允许较大的体积/量，例如至少4～5倍量的待纯化溶液。例如，如果透析法具有在一个周期中纯化在5.0升水中100克聚合物的溶液的能力，则通过渗滤法可在一个周期中纯化20.0～25.0升水中的400～500克聚合物。毋庸赘言，渗滤法的较大处理能力是其提供的除了前述其它优点以外的另外一个优点，所述其它优点即：更快的操作时间、自动化和调控操作、方便简捷、同时浓缩或降低初始溶液体积、符合良好操作规范和法规指南、最小或不存在微生物污染等。
然而，如前所提及并讨论的，渗滤法优于透析法的最重要优点在于通过各自方法得到的聚合物的纯度，其中渗滤法产生基本上不含单体杂质并因此对人类/动物消费来说无毒且安全的聚合物[参见表-II]。
最后但并非最不重要的，渗滤法的另外一个固有优点在于如果需要/必需通过蒸发溶剂使聚合物从溶液中以固体形式分离出来，例如通过冻干，那么通过所述方法导致聚合物溶液初始体积的降低或浓缩，通常至初始体积的约四分之一至六分之一(1/4～1/6)的量，所述蒸发/冻干的时间周期也将显著降低。在透析法中，由于没有初始体积的降低或浓缩，如果需要/必需使聚合物从溶液中以固体形式分离出来，则所述蒸发/冻干的时间周期将长得多。
简而言之，与透析法相比较，渗滤法可容易地放大用于大规模生产、符合良好操作规范、并且因此在工业上更可行和友好。
渗滤法和透析法的本质区别总结在表-III中，用于快速参考。
虽然，在一定程度上渗滤或超滤技术适用于多种纯化，然而，其在聚合物领域中的应用迄今为止未被报道并构成了本发明的新颖性和创造性的一个方面。
此外，本发明人还通过多种光谱方法譬如1H-NMR、13C-NMR和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)表征了由此得到的高纯度的且基本上不含单体杂质的聚合物，并且发现其具有以下所示的结构(I)：
而且，基于利用雄性Swiss albino小鼠进行的放射性标记的聚合物的研究，根据本说明书后面部分给出的详细内容[参照表-VI和VII以及图6]，以下结论将是显而易见的：发现本发明的聚合物是非可生物降解的并且迅速从体内消除而不在生命器官中沉积和降解，这提示所述聚合物对于人类/动物应用是安全和有用的。
表-III：纯化本发明聚合物水溶液的透析法和渗滤法的比较
  参数   透析法   渗滤法
批量大小   有限并因此成为限制(例如100克聚合物在5.0升水中)   可处理至少4至5倍体积/量(例如400至500克聚合物在20.0至25.0升水中)
  处理条件   开放式环境   封闭式环境
  处理时间   长(24至36小时)   较短(＜1小时)
  操作和便利性   人工；冗长；较不方便   自动和可调的；较不冗长；非常方便
  微生物污染   可能性高   最小或不存在
  溶液初始体积的减少/浓缩   无   约四分之一至六分之一(1/4至1/6)
溶液的冻干时间周期   长(待冻干初始体积的90-110％)   较短(仅为待冻干初始体积的15-25％)
  单体杂质   非常高   低于药典和毒性限度
  可扩展性和工业可行性 困难；可行性较小   容易扩展；符合良好操作规范；非常可行
此外，基于广泛的毒性研究譬如局部毒性(皮下和静脉内)、靶器官剂量毒性高至800mg/kg动物体重、6个月临床剂量毒性等，根据本说明书后面部分给出的详细内容[参照图7至10]，以下结论将是显而易见的譬如：发现本发明的聚合物是无毒的、生物相容的并且在用于制备旨在用于人类/动物应用和施用的药物组合物时是生物学上安全的。
还发现本发明的聚合物(其为高纯度的和基本上不含单体杂质的并且是生物相容的、非可生物降解的、安全且无毒的)尤其可用于制备包含纳米颗粒形式的所述聚合物和可药用赋形剂的药物组合物，所述药物组合物对于人类/动物应用和/或施用而言还是安全且较小毒性的。
特别地，发现本发明的生物相容的、非可生物降解的、安全且无毒的聚合物将多种水溶性差的药物或化合物完全或几乎完全包埋在其聚合物壳内，其中所述水溶性差的药物或化合物可以纳米颗粒形式使用，颗粒大小为30～150nm。
Figure S2006800519727D00141
本发明聚合物的结构
具体而言，发现本发明的聚合物可用于制备纳米颗粒形式的药物组合物，所述聚合物与可药用赋形剂一起将多种水溶性差的药物或化合物完全或几乎完全包埋在其聚合物壳内。这样的水溶性差的药物或化合物是水溶性小于10mg/ml的那些。这些水溶性差的药物或化合物的实例包括但不限于抗癌剂、抗炎剂、抗真菌剂、止吐剂、抗高血压药、性激素、类固醇、抗生素、免疫调节剂、麻醉剂等。可包埋在所述聚合物壳内的抗癌剂的代表实例是紫杉醇、多西他赛和其它相关的紫杉烷衍生物；伊立替康、拓扑替康和其它相关的喜树碱衍生物；阿霉素、柔红霉素和相关的蒽环衍生物；顺铂；奥沙利铂；5-氟尿嘧啶；丝裂霉素；甲氨蝶呤；依托泊苷；桦木酸及其衍生物；以及蟛蜞菊内酯及其衍生物。可包埋在所述聚合物壳内的抗炎剂的代表实例包括吲哚美辛、布洛芬、酮洛芬、氟比洛芬、吡罗昔康、替诺昔康和萘普生。可包埋在所述聚合物壳内的抗真菌剂的代表实例包括酮康唑和两性霉素B。可包埋在所述聚合物壳内的性激素的代表实例包括睾酮、雌激素、黄体酮和雌二醇。可包埋在所述聚合物壳内的类固醇的代表实例包括地塞米松、泼尼松龙和曲安西龙。可包埋在所述聚合物壳内的抗高血压剂的代表实例包括卡托普利、雷米普利、特拉唑嗪、米诺地尔和哌唑嗪(Parazosin)。可包埋在所述聚合物壳内的止吐剂的代表实例包括昂丹司琼和格拉司琼。可包埋在所述聚合物壳内的抗生素的代表实例包括甲硝唑和夫西地酸。可包埋在所述聚合物壳内的免疫调节剂的代表实例包括环孢霉素和联苯基二甲基二羧酸。可包埋在所述聚合物壳内的麻醉剂的代表实例包括丙泊酚(Propofol)、阿法沙龙和海索比妥。
尤其对于抗癌剂而言，发现本发明的聚合物能将水溶性差的药物或化合物完全包埋在其聚合物壳内，譬如紫杉醇、多西他赛、依托泊苷、以及各种桦木酸衍生物譬如依次公开于US 6,403,816和我们于2005年2月9日提交的未决印度申请No.265/DEL/2005中具有下述结构(II)、(III)和(IV)的被命名为MJ-1098、DRF-4012和DRF-4015的那些。
Figure S2006800519727D00151
在US 6,403,816中公开的MJ-1098(II)
Figure S2006800519727D00152
在印度申请No.265/DEL.2005            在印度申请No.265/DEL.2005
中公开的DRF-4012(III)                中公开的DRF-4015(IV)
与按照Burman等人在US 6,365,191中公开的方法制备的紫杉醇纳米颗粒药物组合物(所述专利中声称所述药物组合物仅具有12小时的稳定性)进行比较，发现前述水溶性差的药物或化合物的纳米颗粒药物组合物以及特别是前述水溶性差的药物或化合物譬如紫杉醇、多西他赛、依托泊苷和强效抗癌化合物如MJ-1098、DRF-4012和DRF-4015的纳米颗粒药物组合物具有大于24小时的更长的稳定性。术语“稳定性”意指按小时计算的时间，其中所述水溶性差的药物或化合物在含有该水溶性差的药物或化合物的药物组合物中保持溶解状态，而不产生任何药物或化合物的沉淀。
此外，在前述水溶性差的药物或化合物的纳米颗粒药物组合物中以及特别是在前述水溶性差的药物或化合物譬如紫杉醇、多西他赛、依托泊苷和强效抗癌化合物如MJ-1098、DRF-4012和DRF-4015的纳米颗粒药物组合物中，发现甚至在24小时之后所述药物或化合物包埋在聚合物胶束内的程度大于95％。相比而言，在按照Burman等人在US6,365,191中公开的方法制备的紫杉醇纳米颗粒药物组合物中，发现甚至在24小时之后所述药物包埋在聚合物胶束内的程度仅为90％。
将含有本发明高纯度的且基本上不含单体杂质的聚合物的纳米颗粒形式的水溶性差的药物或化合物的药物组合物与按US 6,365,191中公开的也是纳米颗粒形式的紫杉醇药物组合物进行比较，结果在表IV中是显而易见的。
表IV：本发明水溶性差的药物或化合物的药物组合物与US 6,365,191中公开的药物组合物的比较
  序号   详细内容   US6,365,191中公开的内容   本发明
  1   所提及的水溶性差的药物或化合物   塔三烷衍生物，尤其是紫杉醇   多种药物和化合物
  2   药物组合物中所用的聚合物   含有NIPAM、VP和MPEG单体单元   含有NIPAM、VP和MPEG单体单元
3 聚合物中存在的单体杂质   NIPAM：0.066-0.076％w/wVP：0.008-0.011％w/w   NIPAM：＜0.001％w/wVP：＜0.001％w/w
4   药物组合物中纳米颗粒的大小 未详细说明 30-150nm
  4   稳定性   约12小时   ＞24小时
5   24小时后聚合物胶束内的药物包封率 90％ ＞95％
除了根据本发明方法得到的高纯度的且基本上不含单体杂质的聚合物而且含有本发明聚合物的水溶性差的药物或化合物的药物组合物所具有的相对于如前所详述的现有技术的聚合物和药物组合物的优点以外，本发明人还发现了用于制备水溶性差的药物或化合物的药物组合物高选择性方法，其中所述水溶性差的药物或化合物被包埋在聚合物的聚合物壳内，其中所用的聚合物以大小一致的纳米颗粒形式制备。该高选择性方法构成本发明的另一个创造性方面。
首先，应当指出，从Burman等人在US 6,365,191中实施例1至40的描述以及在标题“优选组合物”和“用于输注的制剂”下给出的描述来看，显然可通过以下步骤制备紫杉醇药物组合物：首先将需要量的聚合物溶解在需要量的稀释流体(通常为5％或10％的右旋糖溶液)中，随后添加阴离子表面活性剂以得到澄清溶液，任选地利用缓冲剂调节所述溶液的pH。然后向所得的聚合物和阴离子表面活性剂在稀释流体中的澄清溶液中添加紫杉醇的醇溶液以得到药物浓度为0.1～10mg/ml，其本质上被要求保护为用于施用的纳米颗粒形式的药物组合物。
如前所述，虽然US 6,365,191未提及由此得到的纳米颗粒的大小，然而发现在本发明人试图按照Burman等人在US 6,365,191的实施例1至40中所述方法和在标题“优选组合物”和“用于输注的制剂”下给出的方法制备紫杉醇药物组合物时，产生了或导致了大小不一致的纳米颗粒。
针对该背景技术，本发明人发现大小一致的纳米颗粒的制备是高选择性的并且主要取决于：
i)向聚合物和其它赋形剂在稀释流体中的溶液中加入紫杉醇醇溶液的速度；
ii)紫杉醇醇溶液的体积和向其中加入所述紫杉醇醇溶液的稀释流体的体积；
iii)将紫杉醇醇溶液加入到聚合物和可药用赋形剂在稀释流体中的溶液中所用针头的内径或孔径大小(bore size)；和
iv)当加入紫杉醇醇溶液时容纳有所述稀释流体和聚合物以及可药用赋形剂的容器的位置。
具体而言，本发明人发现仅通过以下方法即可实现粒子大小一致的(具有最小或可忽略的大小变化)和聚合物壳内药物载荷一致的纳米颗粒的制备：
a)在规定的时间内通过注射器向聚合物和其它赋形剂在稀释流体中的溶液中加入紫杉醇醇溶液；
b)利用内径0.305mm～0.356mm的针头向聚合物和可药用赋形剂在稀释流体中的溶液中加入较小体积的紫杉醇醇溶液；或
c)利用内径0.559～0.711mm的针头向聚合物和可药用赋形剂在稀释流体中的溶液中加入较大体积的紫杉醇醇溶液；
d)向聚合物和其它赋形剂在稀释流体中的溶液中注射紫杉醇醇溶液，其中加入紫杉醇醇溶液所用的注射器的针头应保持浸入所述稀释流体溶液中；和
e)任选地，在向聚合物和其它赋形剂在稀释流体中的溶液中注射紫杉醇醇溶液期间使容纳有所述稀释流体的容器保持倒置的位置。此外，发现仅通过所述选择性方法，可实现药物组合物的更长稳定性。
还发现上述高选择性方法并非仅仅局限于制备紫杉醇纳米颗粒，而且在制备其它水溶性差的药物或化合物的粒子大小一致的纳米颗粒中同样有效，尤其是前面所提及的多西他赛、依托泊苷、桦木酸、强效抗癌桦木酸衍生物如式(II)的MJ-1098、式(III)的DRF-4012、式(IV)的DRF-4015。
尤其发现，如果将较小体积即1至5ml的水溶性差的药物或化合物溶液加入到聚合物和其它赋形剂在稀释流体中的溶液(注射体积的约35倍)中的时间超过4秒钟，或者如果针头(注射水溶性差的药物或化合物的溶液所用的)的内径在0.305mm～0.356mm的范围之外，则这样的加入导致产生粒子大小不一致的水溶性差的药物或化合物的纳米颗粒以及导致药物组合物稳定性差，由此意味着所述溶液不能在较长时间内保持澄清并将在较短时间内变成乳白色。
相似地，尤其发现，如果将较大体积即5～15ml的水溶性差的药物或化合物溶液加入到聚合物和其它赋形剂在稀释流体中的溶液(注射体积的约35倍)中的时间超过10秒钟，或如果针头(注射水溶性差的药物或化合物溶液所用的)的内径在0.559～0.711mm范围之外，则这样的加入导致产生粒子大小不一致的水溶性差的药物或化合物的纳米颗粒以及导致药物组合物稳定性差，由此意味着所述溶液不能在较长时间内保持澄清而并将在较短时间内变成乳白色。
可举例说明有关两种水溶性差的抗癌药物或化合物即紫杉醇和桦木酸衍生物式(III)的DRF-4012的药物组合物，其中所述药物溶液的加入时间和将这样的溶液加入到聚合物和可药用赋形剂在稀释流体中的溶液中所用针头之内径的影响总结在表-V中。
本发明的药物组合物便利地以下述双瓶药盒给出：
a)一瓶含有水溶性差的药物或化合物以所述药物的适当浓度在水混溶性溶剂中或其混合物中的溶液；和
b)另一瓶含有本发明的高纯度的且基本上不含单体杂质的聚合物与可药用赋形剂在含水溶剂(通常是注射级的水)中的溶液，这两个瓶都是无菌的并且在无菌条件下生产和填装。
然后在施用给人类/动物之前将所述两个瓶的内容物加入到所述稀释流体中。
任选地，所述药盒还可包含稀释流体和注射器以及内径为0.305～0.356mm的针头(如果将小体积譬如1～5ml瓶的a)内容物加入到为其体积约35倍的瓶b)内容物中)或者稀释流体和注射器以及内径为0.559～0.711mm的针头(如果将较大体积如10～15ml的瓶a)内容物加入到为其体积约35倍的瓶b)内容物中)。
特别是在含有紫杉醇的药盒用于施用给患者以治疗乳癌的情形下，所述双瓶药盒将含有：
a)一瓶，含有400mg紫杉醇在20ml乙醇中的溶液；
b)另一瓶，含有200mg本发明的高纯度的且基本上不含单体杂质的聚合物和可药用赋形剂在20ml水中的溶液，和
任选地，所述药盒还可包含一瓶500ml的10％右旋糖溶液，和注射器以及内径0.711mm的用于将瓶a)的溶液注射到所述500ml 10％右旋糖溶液的瓶中的针头，在此已经在不超过10秒的时间段内、优选在不超过6秒的时间段内向所述500ml 10％右旋糖溶液的瓶中加入了瓶b)的溶液，以制备适于施用的粒子大小一致的(具有最小或可忽略的大小变化)和聚合物壳内药物载荷一致的、且具有较长稳定性的纳米颗粒药物组合物。
表-V：水溶性差的药物或化合物溶液的加入时间和将这样的溶液加入到聚合物和其它赋形剂在稀释流体中的溶液中所用针头之内径的影响
Figure S2006800519727D00201
总之，如前所述，本发明在提供了解决纳米颗粒技术领域中现有技术方法的大多数(如果不是全部)局限性的方法方面是一个进步，并且提供了：
i)高纯度的且基本上不含单体杂质的包含选自NIPAM、VP和MPEG三种单体单元的聚合物，其中所述聚合物中毒性NIPAM和VP的水平＜0.001％；而且，已经确定其对于人类/动物应用是生物相容的、非可生物降解的、安全且无毒的；
ii)用于制备高纯度的且基本上不含单体杂质的含有选自NIPAM、VP和MPEG三种单体单元的聚合物(其中所述聚合物中毒性NIPAM和VP的水平＜0.001％)的高选择性方法，其包括将由此制备的聚合物水溶液进行渗滤；
iii)纳米颗粒形式的水溶性差的药物或化合物的药物组合物，其包含高纯度的且基本上不含单体杂质的聚合物和可药用赋形剂，所述药物组合物安全无毒并因此非常适于人类/动物应用或施用；
iv)用于制备纳米颗粒形式的水溶性差的药物或化合物的药物组合物的高选择性方法，所述药物组合物包含高纯度的且基本上不含单体杂质的聚合物和可药用赋形剂，所述药物组合物具有一致的纳米颗粒粒子大小和一致的药物载荷；和
v)纳米颗粒形式的水溶性差的药物或化合物的药物组合物，其包含高纯度的且基本上不含单体杂质的聚合物和可药用赋形剂，所述药物组合物具有一致的纳米颗粒粒子大小和较高的药物载荷以及较长的稳定性。
具体实施方式
A.本发明聚合物的制备
本发明聚合物包含选自NIPAM、VP和MPEG的三种单体单元，其中聚合物链通过不含任何巯基或二硫键的交联剂相交联。
无论何时使用，所述交联剂通过将交联键提供到线型聚合物链中而在聚合期间起到重要的作用，并且其通常是双官能团乙烯基衍生物。其也可具有多于两个官能团，即其可具有两个以上的反应位点。可有利地使用的双官能团乙烯基衍生物是N，N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)，其是优选的。
可通过聚合反应通常采用的一般方法制备本发明的聚合物。
在一个具体实施方案中，可在活化剂、聚合引发剂和交联剂存在下于水性介质中将单体N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)、1-乙烯基-2-吡咯烷酮(VP)、和马来酸酐的聚乙二醇(分子量6000)酯(MPEG)进行自由基聚合来制备本发明的聚合物。
可以55∶22～65∶35的重量比使用单体N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和乙烯基吡咯烷酮(VP)的组合，而可用的共聚单体组成(NIPAM+VP)∶MPEG为80∶20～95∶5。更具体而言和更优选地，可以58∶32～62∶28的重量比使用单体N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和乙烯基吡咯烷酮(VP)的组合，以90∶10～95∶5的(NIPAM+VP)∶MPEG使用共聚单体组合物，发现其赋予聚合物所期望的生物相容性、非可生物降解性和生物学安全特性，因为该具体比例一贯地导致形成随机高分支的NIPAM和VP共聚物单元，其被通过马来酸酐-聚乙二醇(MPEG)的二酯加合物(主要的)和单酯加合物(次要的)的氢键形成的外壳层所稳定。
聚合引发剂在引发自由基形成中起到重要的作用。可使用的引发剂可以是过氧化物化合物，譬如二酰基过氧化物、过氧化苯甲酰、二乙酰基过氧化物、二烷基过氧化物、叔丁基过氧化物和叔戊基过氧化物或基于腈的聚合引发剂譬如2，2’-偶氮二异丁腈(AIBN)或基于无机盐的聚合引发剂譬如过二硫酸铵(Ammonium perdisulphate)或过硫酸铵(APS)，其单独使用或组合使用。
上述聚合引发剂中，过硫酸铵(APS)是优选的一种。
虽然聚合引发剂引发聚合，然而，发现聚合反应被活化剂所加速，所述活化剂催化由聚合引发剂形成自由基。这样的活化剂可选自四甲基乙二胺(TMED)和硫酸亚铁铵(FAS)，其中TMED和FAS的组合是优选的。聚合引发剂和活化剂的任何组合可用于聚合反应。还可使用两种或多种引发剂。同样，还可使用两种或多种活化剂。
如前所述，无论何时使用，所述交联剂通过将交联键提供到线型聚合物链中而在聚合期间起到重要的作用，并且通常是双官能团乙烯基衍生物。其可具有多于两个官能团，即其可具有两个以上的反应位点。可有利地使用的双官能团乙烯基衍生物是N，N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)，其是优选的。
在惰性气体(可以是氮气或氩气)存在下进行聚合。
一般而言，首先将合适量的各单体即N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)、1-乙烯基2-吡咯烷酮(VP)、和马来酸酐的聚乙二醇(分子量6000)酯(MPEG)溶解在水性溶剂(通常是水)中进行聚合反应。向由此所得的各单体的水溶液中接连加入交联剂和活化剂。通过鼓泡惰性气体约30～60分钟而使溶液脱气。向脱气的溶液中加入聚合引发剂水溶液并且所述溶液在25℃～45℃温度下，优选在25℃至35℃温度下、连续鼓泡惰性气体一段时间直到聚合完成而进行聚合。
可以总单体含量的1.3～1.5％w/w的量使用交联剂，并且更优选以总单体含量的1.35～1.4％w/w使用。
可以总单体含量的15～18％w/w的量使用活化剂，并且更优选以总单体含量的15～16％w/w使用。
可以总单体含量的20～30％w/w的量使用聚合引发剂，并且更优选以总单体含量的23～25％w/w使用。
通过HPLC监测聚合反应进程，通常在约3～6小时内完成。
在聚合反应完成后，通过预先灭菌的一次性的0.2μm聚醚砜膜1”囊式过滤器(0.8和0.2μm孔径，DPS-5101AA-201型)(制造商：M/sAdvanced Microdevices Pvt.Ltd，印度)过滤溶液。利用Proflux M12(Millipore)渗滤设备将反应容器中的过滤的内容物进行渗滤以除去单体杂质和其它的低分子量杂质。
通常在小于1小时内完成渗滤并且通常不仅产生基本上不含单体杂质的溶液而且产生浓缩形式的溶液(通常为进行渗滤的溶液初始体积的四分之一至六分之一(1/4～1/6))。如果需要，由此所得的基本上不含单体杂质的浓缩溶液可进行另一个渗滤循环。可将本发明高纯度的且基本上不含单体杂质的聚合物浓缩溶液进行冻干步骤以得到固体冻干形式的聚合物用于在药物组合物中使用或可直接使用这样的浓缩溶液用于配制所述的药物组合物。
在典型的实施方案中，通过将适量的各单体即N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)、1-乙烯基-2-吡咯烷酮(VP)、和马来酸酐的聚乙二醇(分子量6000)酯(MPEG)溶解在水中而进行聚合反应。向由此得到的各单体的水溶液中加入适当体积的交联剂即N，N’-亚甲基双丙烯酰胺(总单体含量的约1.37％w/w)和活化剂组合的水溶液(约5％w/v)，所述活化剂含有适当体积的四甲基乙二胺(TMED，总单体含量的约15.4％w/w)和硫酸亚铁铵(总单体含量的约0.1％w/w)的水溶液(0.5％w/v)。优选先加入一种活化剂并且之后加入另外一种活化剂与聚合引发剂。通过鼓泡氮气约30分钟而使溶液脱气。向脱气的溶液中加入适当体积的聚合引发剂、过硫酸铵(总单体含量的约24％w/w)的水溶液(约80％w/v)，优选在25℃～35℃的温度下、在连续鼓泡氮气一段时间下使所述溶液进行聚合直到聚合完成。通常所述聚合反应在3～5小时内完成。
在聚合反应完成后，通过预先灭菌的一次性的0.2μm聚醚砜膜1”囊式过滤器(0.8+0.2μm孔径)过滤溶液。将反应容器中的过滤的内容物进行渗滤以除去单体杂质和其它的低分子量杂质。
在典型的实施方案中，可将浓度譬如为1克/50ml的聚合物在水中的溶液进行渗滤，因此，渗滤之后得到聚合物在约四分之一至六分之一(1/4～1/6)的初始体积中的浓缩溶液(譬如1克聚合物在约12～13ml水中)，其包含小于0.001％w/w的NIPAM和VP。
通过HPLC检测和定量聚合物中的残留单体，尤其是残留VP和NIPAM。可用于检测单体的HPLC系统是利用反相RP-18(C-18)柱[Lichrospher RP-18e，5μ，250mm×4mm]的Agilent 1100系列或等同物。所用的流动相是水和乙腈的80∶20比例的混合物，流速为1ml/分钟，进样体积是50μl。
运行时间是10分钟，柱温是30℃，检测波长是226nm。
在上述条件下，NIPAM的保留时间为约3分钟，而VP的保留时间为约5分钟。
如此得到的聚合物浓缩溶液是高纯度的且基本上不含单体杂质，可将其进行冻干步骤以得到固体冻干形式的聚合物用于在药物组合物中使用或可直接使用这样的浓缩溶液用于配制所述药物组合物。然而，优选使用这样的聚合物浓缩溶液用于配制药物组合物。
B.本发明聚合物的表征
将通过本文上述方法得到的本发明聚合物进行广泛的光谱分析譬如1H-NMR、13C-NMR、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和热分析譬如差示扫描量热法(DSC)和热重分析(TGA)等以阐明由此所得聚合物的结构。
本发明聚合物在CDCl3中的1H-NMR谱显示了以下δ(ppm)处的峰：1.14(宽峰，-CH(CH3)2)；1.45(宽峰，-CH2-CH-N(VP-环)；1.63(宽峰，-CH2-CHC(＝O)NH)；1.99(宽峰，-CHC(＝O)NH-)，CH2(VP环)，2.36(CH2，VP环)，3.0(-O-CH2-CH2-)，3.23(CH2-N-)；3.62-3.66(宽峰，CH2，MPEG)；3.72(NH-CH(CH3)2)；3.97(宽峰，CH)。本发明聚合物的1H-NMR谱总结在图1中。
本发明聚合物的13C-NMR谱显示了以下δ(ppm)处的峰：174(C＝O)；76.6-77.6(CDCl3和聚合物主链上的CH的多重峰)；70.6(MPEG的CH2)，41.6(异丙基单元的CH)，31.8(聚合物主链的CH2)，22.6(异丙基的CH3)。本发明聚合物的13C-NMR谱总结在图2中。
本发明聚合物的傅里叶变换红外(FT-IR)光谱显示了在下述频率值(cm-1)处的峰：3500(s，OH)；3296(s，NH，仲酰胺)；2972-2933(s，CH，CH2，CH3)；1651(宽峰，强，裂峰，酯C＝O和酰胺I的C＝O)；1546(s，酰胺II的NH弯曲振动以及可能的游离酸的C＝O，较弱)；1387，1367(异丙基的双峰，CH3，变形)，1172-1129(m，O-C-O)。本发明聚合物的傅里叶变换红外(FT-IR)光谱总结在图3中。
这些表征研究证实本发明聚合物具有如下式(I)所描述的结构：
此外，为了详细表征所述聚合物的物理化学性质，评价了聚合物的多种性质譬如热性质、临界胶束浓度(CMC)、溶解度和pH、储存稳定性。
热重分析(TGA)显示从51℃至260℃存在一些重量损失，这表明溶剂损失和一些大分子反应，所述大分子反应可能尤其在开始降解(在约310℃出现)之前出现在聚合物MPEG单元中。这表明聚合物具有高的热稳定性，所述热稳定性在很大程度上可能是由MPEG单元提供的。本发明聚合物的TGA热谱总结在图4中。
此外，图5代表的聚合物的差示扫描量热(DSC)曲线未显示任何玻璃化转变温度(Tg)，而仅观察到58℃的熔化温度(Tm)和38.4℃的再结晶点温度(Tc)。缺少任何清楚的Tg可能指示高度刚性的高分支结构，还可能也归因于与MPEG形成的广泛的氢键。
Figure S2006800519727D00261
本发明聚合物的结构
聚合物的低临界溶解温度(LCST)值在50～60℃区域内。此外，这也是两性聚合物在水相中的一个重要参数，表明在某个所谓的LCST温度下处于热响应相转变中。低于LCST，聚合物将展示出可溶的伸展的链构型，即亲水性行为。高于LCST，聚合物进行相转变以顺应构成不溶的疏水性聚集体。该性质可用于检测在适当溶剂中形成胶束的能力和在药学应用中在药物递送系统中表现出的能力。
临界胶束浓度(CMC)是定义纳米载体包埋能力和确定稳定性的另一个重要参数。这是两性聚合物或单一体(unimer)形成能将药物包埋在其疏水性核中的胶束结构的最低浓度。本发明聚合物的CMC值是约0.2mg/ml。此外，含有热敏性和pH敏感性单体譬如N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和1-乙烯基吡咯烷2-酮(VP)的聚合物已知与蛋白质和血细胞生物相容。此外，由于聚(NIPAM)的可逆的温度转变即LCST、优良的氢键、胶束和水凝胶形成能力，其生物医学应用相当广泛。同样，聚乙烯吡咯烷酮(又称为聚维酮)聚合物也是高度溶于水的并且与水形成广泛的氢键。该聚合物的目的应用是设计新的掺入系统(incorporating system)，所述掺入系统掺入不同强度的预定单体，导致形成热敏的、pH敏感的、稳定的、含有亲水性和疏水性基团的聚合物纳米颗粒以便将在水中溶解性差的药物溶解。
非常出乎意料地发现被外壳涂层稳定的由NIPAM和VP组成的无规高分支共聚物单元的形成赋予了聚合物所期望的生物相容性、非可生物降解性和生物学安全特性，所述外壳涂层通过具有80∶20至95∶5的(NIPAM+VP)∶MPEG和55∶22～65∶35的NIPAM∶VP的共聚单体组成的马来酸酐-聚乙二醇(MPEG)的二酯加合物(主要的)和单酯加合物(次要的)由氢键形成。具体而言，发现当(NIPAM+VP)∶MPEG的组成为90∶10或95∶5以及所用的NIPAM∶VP单元为58∶32～62∶28时得到更好的结果(更高的LCST、更高的产率、更高的从紫杉醇纳米颗粒释放的百分率)。所用单体的比例在最终聚合物中也是一致的，并且被多种研究譬如1H-NMR、13C-NMR、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱研究所证实。
C.本发明聚合物的生物相容性和非可生物降解性
当利用雄性Swiss albino小鼠评价[14C]标记的聚合物的药物动力学、生物分布和消除时，放射性血液浓度曲线显示为具有0.448±0.157小时(26.88分钟)的短消除半衰期T1/2(β)和54.7ml/小时的快速清除率的双相曲线(图6)。该研究结果总结在表-VI和VII中。
表-VI：本发明聚合物的药物动力学参数
  参数   估计值±SE
  T1/2(K10)   0.152±0.018小时
  T1/2(α)   0.065±0.014小时
  T1/2(β)   0.448±0.157小时
  Cmax   82.96±5.11μg/mL
  AUC   18.29±1.62小时×μg/ml
  CL   54.67±4.86ml/小时
  MRT   0.465±0.13小时
  Vss   25.43±5.2ml
发现消除的主导途径是尿(在48小时：尿为66.91％，粪便为17.39％)并且采集的直至48小时的回收率数据占所注射的放射性的84.87％。组织分布可忽略不计。发现肾、肝、皮肤和肠是靶器官。然而，聚合物在组织中的水平通过尿和粪便快速清除。
表-VII：本发明放射性标记聚合物的回收率
Figure S2006800519727D00281
因此，总之，发现所述聚合物快速从机体消除而不在生命器官中沉积和降解，表明所述聚合物对人类使用是安全和有用的。
D.本发明聚合物的毒性研究
进行式(I)聚合物的毒性研究以评价：
(i)局部毒性(皮下和静脉内)；
(ii)高达800mg/kg动物体重的靶器官剂量毒性；和
(iii)6个月的临床剂量毒性
D(i)局部毒性(皮下和静脉内)
在兔耳内单次皮下施用100μl 75mg/ml的聚合物后测定聚合物毒性，当在注射48小时后检测时，在注射部位引起轻度炎症，表明本发明聚合物在皮下施用后在施用部位不引起任何局部毒性。
在兔耳静脉内以125mg/kg的剂量连续5天静脉内施用75mg/ml的本发明聚合物以测定本发明聚合物的毒性，并且得到相似结果，进一步证明本发明聚合物在施用部位不引起任何局部毒性。
皮下注射10％右旋糖溶液48小时后S&E染色的兔耳垂部位的代表性照片显示在图7中，皮下注射聚合物水溶液48小时后S&E染色的兔耳垂部位的照片显示在图8中。
静脉内注射10％右旋糖溶液24小时后S&E染色的兔耳缘静脉部位的代表性照片显示在图9中，静脉内注射聚合物水溶液24小时后S&E染色的兔耳缘静脉部位的照片显示在图10中。
D(ii)靶器官剂量毒性(高达800mg/kg动物体重)
此外，在Wistar大鼠中特别针对微血管系统评价了对可能的靶器官的毒性并且通过单次静脉内推注施用测定了毒性。以两个不同的剂量即400mg/kg和800mg/kg施用聚合物。在研究条件下，在大鼠内以任何剂量单次静脉内推注(intravenous bolus)施用本发明聚合物都不引起任何死亡率或任何看得见的毒性迹象或症状。在聚合物处理组和对照组中大鼠个体体重和平均体重均显示稳定的增加。与对照相比，在两个剂量下处理的动物的体重显示无显著差异。
在利用聚合物处理的大鼠中，血液学参数在整个研究中处于正常限度内。用两个剂量处理的动物的生物化学参数也在正常限度内。光活动度测量(Photoactometer)试验显示分别在第7天和第21天对照组和处理组之间的运动活性无显著差异，提示聚合物不具有任何神经毒性。
处理组和对照组样本显示相似的组织学特征。在生命器官譬如肝、心、肺、肾、脾、胃、结肠、大腿肌肉和眼上进行组织学研究。所有研究器官在光学显微镜检查下均显示正常结构。仔细检查了每个器官的微血管系统并且在任何器官中没有发现病理学特征。此外，在聚合物处理的动物的微血管系统中没有变化。
根据以上观察，很明显，本发明聚合物以400mg/kg体重和800mg/kg体重连续施用5天均不引起任何全身毒性或任何显著的组织学毒性，表明本发明聚合物是生物学上安全的并且是无毒性的。
D(iii)6个月临床剂量毒性
此外，在大鼠中通过静脉内注射用于纳米颗粒制剂中的聚合物研究了6个月临床剂量毒性。使用雄性/雌性Wistar大鼠进行该研究并且每三周一次地循环地在180天的时间段内(约26周)在侧尾静脉中静脉内给药。处理组和对照组动物在研究期间保持一般性活动和健康。研究中发现相当于10mg/kg药物的聚合物浓度在动物中是安全的。所关注的组织学参数的最小改变在Wistar大鼠的正常范围内并且未发现与处理相关。
上述研究表明所合成的聚合物无毒并且在生物学上可安全地用于制备药物组合物。
E.包含本发明聚合物的药物组合物
如前所述，高纯度的且基本上不含单体杂质的尤其是残留单体NIPAM和VP＜0.001％的本发明式(I)聚合物可有利地用于制备水溶性差的药物或化合物的纳米颗粒形式的药物组合物，所述药物组合物对人类/动物施用或使用是安全和无毒的。
具体而言，本发明聚合物可与可药用赋形剂一起用于制备纳米颗粒形式的药物组合物，将多种水溶性差的药物或化合物完全或几乎完全包埋在其聚合物壳内。
此外，如前所述，可用于本发明药物组合物中的水溶性差的药物或化合物是通常水溶性小于10mg/ml的那些。
这样的水溶性差的药物或化合物的实例包括但不限于抗癌剂、抗炎剂、抗真菌剂、止吐剂、抗高血压剂、性激素、类固醇、抗生素、免疫调节剂、麻醉剂等。可包埋在所述聚合物壳内的抗癌剂的代表实例是紫杉醇、多西他赛和其它相关的紫杉烷衍生物；伊立替康、拓扑替康和其它相关的喜树碱衍生物；阿霉素、柔红霉素和相关的蒽环衍生物；顺铂；奥沙利铂；5-氟尿嘧啶；丝裂霉素；甲氨蝶呤；依托泊苷；桦木酸及其衍生物；以及蟛蜞菊内酯及其衍生物。可包埋在所述聚合物壳内的抗炎剂的代表实例包括吲哚美辛、布洛芬、酮洛芬、氟比洛芬、吡罗昔康、替诺昔康和萘普生。可包埋在所述聚合物壳内的抗真菌剂的代表实例包括酮康唑和两性霉素B。可包埋在所述聚合物壳内的性激素的代表实例包括睾酮、雌激素、黄体酮和雌二醇。可包埋在所述聚合物壳内的类固醇的代表实例包括地塞米松、泼尼松龙和曲安西龙。可包埋在所述聚合物壳内的抗高血压剂的代表实例包括卡托普利、雷米普利、特拉唑嗪、米诺地尔和哌唑嗪。可包埋在所述聚合物壳内的止吐剂的代表实例包括昂丹司琼和格拉司琼。可包埋在所述聚合物壳内的抗生素的代表实例包括甲硝唑、和夫西地酸。可包埋在所述聚合物壳内的免疫调节剂的代表实例包括环孢霉素和联苯基二甲基二羧酸。可包埋在所述聚合物壳内的麻醉剂的代表实例包括丙泊酚、阿法沙龙和海索比妥。
水溶性差的药物或化合物的药物组合物通常包含两个药盒用瓶(kit-vial)的表现形式，其一方面包含一个容纳有水溶性差的药物在与水互溶溶剂或其混合物中的溶液(所述药物或化合物的浓度适当)的瓶；另一方面包含一个容纳有高纯度的且基本上不含单体杂质的本发明聚合物与可药用赋形剂在含水溶剂(通常是注射级的水)中的溶液的瓶，两个药盒用瓶都是无菌的并且在无菌条件下生产和填装。然后将两瓶的内容物连续添加到稀释流体中用于给人/动物施用。应当指出，如前所述以及如下文所述，水溶性差的药物或化合物被包埋在其中所用聚合物的聚合物壳内并且以大小一致的纳米颗粒形式进行制备。包含在两个瓶中的水溶性差的药物或化合物在与水互溶溶剂或其混合物中的溶液与水溶性差的药物或化合物在与水互溶溶剂或其混合物中的溶液的体积比通常为1∶1～1∶10，优选比例为1∶1。
任选地，所述两个药盒用瓶的表现形式还可包含稀释流体和注射器以及内径为0.305～0.356mm或0.559～0.711mm的针头，取决于待混合用于施用给有需要的人类/动物的药物溶液体积和含有聚合物与赋形剂的稀释流体体积。
可用于溶解水溶性差的药物或化合物的合适的水混溶性溶剂包括脂肪族醇，尤其是乙醇；二烷基酰胺，尤其是二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺；二烷基亚砜，尤其是二甲基亚砜和二乙基亚砜；不同分子量的聚乙二醇；不同分子量的聚丙二醇；表面活性剂，尤其是聚山梨酯80，聚山梨酯20；聚乙氧基化的植物油和聚乙氧基化的蓖麻油；甘油等。
可用的可药用赋形剂有利地包括脱氧胆酸钠；各种胆汁盐；不同级别的聚山梨酯，尤其是聚山梨酯80，聚山梨酯20，聚乙氧基化的植物油，和聚乙氧基化的蓖麻油；多糖例如右旋糖、蔗糖、乳糖、甘露醇等；不同级别的脱水山梨醇酯或司盘类；不同级别的卖泽类(myrj)；不同级别的泊洛沙姆(poloxomer)等，以及用于调节pH的缓冲剂。可使用本领域公知的任何缓冲剂用于调节溶液的pH，在一个优选的实施方案中，使用柠檬酸钠作为缓冲剂是有利的。
在可药用赋形剂中，脱氧胆酸钠是优选的，因为其具有稳定药物组合物的作用，而缓冲剂用于将输注流体的pH调节到6.0～8.5的范围内，还发现缓冲剂具有稳定药物组合物的作用。
药物组合物可具有水溶性差的药物或化合物的适当的载荷或剂量并选择所述药物或化合物的最佳载荷或剂量，主要取决于所述药物或化合物的性质、其溶解性以及施用其所治疗的病症。在可药用赋形剂的情形下，可用于药物组合物中的比例或量同样依次取决于包含在组合物中的水溶性差的药物或化合物的性质和载荷。
可按照下述方式制备本发明的水溶性差的药物或化合物的纳米颗粒药物组合物：
i)制备药物浓缩物，包括将水溶性差的药物或化合物溶解在合适的水混溶性溶剂或其混合物中；
ii)制备聚合物和可药用赋形剂的含水浓缩液，包括以下步骤：
a)首先将需要量的高纯度的且基本上不含单体杂质的尤其是毒性NIPAM和VP水平＜0.001％的式(I)聚合物加入到适量的注射用水中而得到溶液；
b)将可药用赋形剂和缓冲剂加入到聚合物在水中的溶液中；
iii)混合步骤iib)中的溶液与稀释流体而得到澄清溶液；
iv)利用内径为0.305～0.356mm的针头，将步骤i)的溶液的较小体积加入到步骤iii)的溶液中；或者
v)利用内径为0.559～0.711mm的针头，将步骤i)的溶液的较大体积加入到步骤iii)的溶液中；
vi)将步骤i)的溶液注射到步骤iii)的溶液中，其中添加步骤i)溶液所用的注射器针头将保持浸泡在步骤iii)的溶液中；和
vii)任选地，在注射步骤i)溶液期间将容纳有步骤iii)溶液的容器保持在倒置的位置，
从而将水溶性差的药物或化合物完全或接近完全地包埋在聚合物壳内并且产生粒子大小为30～150nm的药物或化合物的纳米颗粒。这样的输注流体在24小时以上保持稳定，其中95％以上的药物保持装载于聚合物胶束中。
应当在本文中指出，对稀释流体的选择主要取决于所用水溶性差的药物或化合物的性质以及药物组合物的施用病症。合适的稀释流体可选自但不限于水、盐水、5％和10％右旋糖溶液、右旋糖和氯化钠的溶液、乳酸钠溶液、乳酸林格氏液(lactated Ringer solution)、甘露醇溶液、甘露醇与右旋糖或氯化钠的溶液、林格氏液、氯化钠溶液、注射用灭菌水和含有电解质、右旋糖、果糖和转化糖的不同组合的多组分电解质溶液。优选地，所述稀释流体是含有右旋糖和水的流体并且更优选是5％和10％右旋糖溶液。
用于制备本发明纳米颗粒药物组合物和向有此需要的患者施用所述药物组合物的优选方法图示于图11中。
根据下述非限定性实施例进一步详细描述本发明，然而，决不应将其解释为限制本发明的范围。
应当指出，在下述实施例中，用于纯化聚合物的渗滤设备是Proflux M12渗滤设备(制造商：Millipore)，用于纯化聚合物的透析设备是纤维素膜-D-9402(制造商：Sigma)。
实验部分
参比实施例-1
利用透析法制备聚合物
在2L玻璃容器中进行聚合反应。将24g N-异丙基丙烯酰胺、12ml蒸馏的1-乙烯基-2-吡咯烷酮和4g马来酸酐的聚乙二醇(分子量6000)酯(MPEG)加入到约2L水中。向此中加入11.2ml N，N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)水溶液[49mg/ml]和8ml四甲基乙二胺(d＝0.77克/ml)。通过鼓泡氮气30分钟而使溶液脱气。然后加入8ml硫酸亚铁铵(0.5％w/v)水溶液和12ml过硫酸铵(80％w/v)水溶液，并在连续鼓泡氮气下继续反应3小时。在34℃下于水浴中在80rpm摇动下进行聚合。
将所述溶液装入透析袋中并降入水(透析介质)中。透析进行24小时并更换一次水。24小时后，取下透析袋中的溶液并在圆底烧瓶中冻干。
利用反相RP-18(C-18)柱[Lichrospher RP-18e，5μ，250mm×4mm]通过Agilent 1100系列HPLC系统检测和定量聚合物中的残留单体，尤其是残留VP和NIPAM。所用流动相是水和乙腈的80∶20比例的混合物，流速为1ml/分钟，进样体积是50μl。运行时间是10分钟，柱温是30℃，检测波长是226nm。在上述条件下，NIPAM的保留时间是约3分钟，而VP的保留时间是约5分钟。
分析数据：残留单体％i)NIPAM＝0.066％(660ppm)和ii)VP＝0.011％(110ppm)。
实施例-1
利用渗滤法制备聚合物
在两个5L玻璃容器中进行160g(4L×2)聚合物的批量大小的聚合反应。向每个容器中，将48g N-异丙基丙烯酰胺、23ml蒸馏的1-乙烯基-2-吡咯烷酮和8g马来酸酐的聚乙二醇(分子量6000)酯(MPEG)加入到约4L水中。向此中加入22.4ml N，N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)水溶液[49mg/ml]和16ml四甲基乙二胺。通过鼓泡氮气30分钟而使溶液脱气。然后加入16ml硫酸亚铁铵(0.5％w/v)水溶液和24ml过硫酸铵(80％w/v)水溶液并在连续鼓泡氮气下继续反应3小时。在34℃下于水浴中在80rpm摇动下进行聚合。聚合期间，在适当时间点(0、15、60和180分钟)取出样品用于反应监测。
聚合完成后，通过预先灭菌的一次性DPS-5101AA-201型0.2μm聚醚砜膜1”囊式过滤器(0.8和0.2μm孔径)(制造商：AdvancedMicrodevices Pvt.Ltd，印度)过滤所述溶液。合并两个反应容器中的过滤的内容物并利用Proflux M12(Millipore)渗滤设备进行切向流过滤以除去残留的单体杂质和其它低分子量杂质。先通过渗滤将合并的8L反应混合物浓缩至约2.2L，然后使用约30L的高纯水渗滤所得的浓缩物。渗滤期间，将反应混合物浓缩至约1L。160g(8L)批量大小的渗滤总处理时间为约4～6小时。然后将渗滤的溶液冻干。
利用反相RP-18(C-18)柱[Lichrospher RP-18e，5μ，250mm×4mm]通过Agilent 1100系列HPLC系统检测和定量聚合物中的残留单体，尤其是残留VP和NIPAM。所用流动相是水和乙腈的80∶20比例的混合物，流速为1ml/分钟，进样体积是50μl。运行时间是10分钟，柱温是30℃，检测波长是226nm。在上述条件下，NIPAM的保留时间是约3分钟，而VP的保留时间是约5分钟。
分析数据：残留单体％i)NIPAM＝＜0.001％(＜10ppm)和ii)VP＝＜0.001％(＜10ppm)。
聚合物具有下述谱特征，即
1H NMR(300MHz，Bruker分光光度计，CDCl3，δpm)：1.15(宽峰，-CH(CH3)2)；1.45(宽峰，-CH2-CH-N(VP-环)；1.63(宽峰，-CH2-CHC(＝O)NH)；1.99(宽峰，-CHC(＝O)NH-)，CH2(VP环)，2.36(CH2，VP环)，3.0(-O-CH2-CH2-)，3.23(CH2-N-)；3.62-3.66(Br，CH2，MPEG)；3.72(NH-CH(CH3)2)；3.97(Br，CH)
13C NMR(300MHz，Bruker分光光度计，CDCl3，δppm)：174(C＝O)；76.6-77.6(CDCl3和聚合物主链上的CH的多重峰)，70.6(MPEG的CH2)，41.6(异丙基单元的CH)，31.8(聚合物主链的CH2)，22.6(异丙基的CH3)
FTIR(KBr小球，cm-1)：3500(s，OH)；3296(s，NH，仲酰胺)，2972-2933(s，CH，CH2，CH3)，1546(s，酰胺II的NH弯曲振动以及可能的游离酸的C＝O，较弱)，1387，1367(异丙基的双峰，CH3，变形)，1172-1129(m，O-C-O)
实施例-2
紫杉醇纳米颗粒药物组合物的制备(重新构建在小体积中即最高达40ml)
A]紫杉醇醇溶液(20mg/ml)的制备：200mg紫杉醇溶解在10.0ml乙醇中。
B]聚合物和赋形剂的含水浓缩物的制备：将100mg由实施例-1得到的聚合物、66.7mg脱氧胆酸钠和100mg柠檬酸钠溶解在10ml水中得到澄清的溶液。
C]紫杉醇纳米颗粒(0.6mg/ml)的制备：将1.0ml步骤B]的聚合物和赋形剂的含水浓缩物溶解在31.3ml 10％右旋糖溶液中得到澄清的溶液。通过内径0.330mm的针头在4秒内将1.0ml步骤A]的紫杉醇醇溶液加入到上述溶液中得到浓度为0.6mg/ml的紫杉醇纳米颗粒。
由此制备的药物组合物具有下述特征：
  稀释流体   聚合物浓度(mg/ml)   脱氧胆酸钠浓度(mg/ml)   柠檬酸钠浓度(mg/ml)   紫杉醇浓度(mg/ml)   颗粒大小(nm)   稳定性
  10％右旋糖   0.3   0.2   0.3   0.6   ≈80   ＞24小时
实施例-3
紫杉醇纳米颗粒药物组合物的制备(重新构建在大体积中即最高达500ml)
A]紫杉醇醇溶液(20mg/ml)的制备：400mg紫杉醇溶解在20.0ml乙醇中。
B]聚合物和赋形剂的含水浓缩物的制备：将200mg由实施例-1得到的聚合物、133.4mg脱氧胆酸钠和200mg柠檬酸钠溶解在20ml水中得到澄清的溶液。
C]紫杉醇纳米颗粒(0.6mg/ml)的制备：将15.0ml步骤B]的聚合物和赋形剂的含水浓缩物溶解在500ml 10％右旋糖溶液中得到澄清的溶液。通过内径0.711mm的针头在8秒内将15.0ml步骤A]的紫杉醇醇溶液加入到上述溶液中得到浓度为0.6mg/ml的紫杉醇纳米颗粒。
由此制备的药物组合物具有下述特征：
  稀释流体   聚合物浓度(mg/ml)   脱氧胆酸钠浓度(mg/ml)  柠檬酸钠浓度(mg/ml)   紫杉醇浓度(mg/ml)   颗粒大小(nm)   稳定性
  10％右旋糖   0.3   0.2  0.3   0.6   ≈85   ＞24小时
实施例-4
桦木酸衍生物[式(II)的MJ-1098]纳米颗粒药物组合物的制备
A]MJ-1098溶液(15mg/ml)的制备：将MJ-1098(15mg)溶解在0.15ml N，N-二甲基乙酰胺、0.01ml聚山梨酯80的混合物中，并向上述溶液中加入0.84ml乙醇并超声溶解。
B]聚合物和赋形剂的含水浓缩物的制备：将10mg由实施例-1得到的聚合物、6.67mg脱氧胆酸钠和10mg柠檬酸钠溶解在1ml水中得到澄清的溶液。
C]MJ-1098纳米颗粒(0.75mg/ml)的制备：将0.3ml步骤B]的聚合物和赋形剂的含水浓缩物溶解在9.2ml 5％右旋糖溶液中得到澄清的溶液。通过内径0.330mm的针头在3秒内将0.5ml步骤A]的MJ-1098溶液加入到上述溶液中得到浓度为0.75mg/ml的MJ-1098纳米颗粒。
由此制备的药物组合物具有下述特征：
 稀释流体   聚合物浓度(mg/ml)   脱氧胆酸钠浓度(mg/ml)   柠檬酸钠浓度(mg/ml)   Mj-1098浓度(mg/ml) 颗粒大小(nm) 稳定性
 5％右旋糖   0.3   0.2   0.3   0.75   ≈62   ＞24小时
实施例-5
桦木酸衍生物[式(III)的DRF-4012]纳米颗粒药物组合物的制备
A]DRF-4012溶液(20mg/ml)的制备：将MJ-DRF-4012(20mg)溶解在0.01ml聚山梨酯80和0.99ml乙醇的混合物中并通过超声溶解。
B]聚合物和赋形剂的含水浓缩物的制备：将10mg由实施例-1得到的聚合物、6.67mg脱氧胆酸钠和10mg柠檬酸钠溶解在1ml水中得到澄清的溶液。
C]DRF-4012纳米颗粒(0.60mg/ml)的制备：将0.33ml步骤B]的聚合物和赋形剂的含水浓缩物溶解在10.44ml 5％右旋糖溶液中得到澄清的溶液。通过内径0.305mm的针头在3秒内将0.33ml步骤A]的DRF-4012溶液加入到上述溶液中得到浓度为0.6mg/ml的DRF-4012纳米颗粒。
由此制备的药物组合物具有下述特征：
 稀释流体   聚合物浓度(mg/ml)   脱氧胆酸钠浓度(mg/ml)   柠檬酸钠浓度(mg/ml)   DRF-4012浓度(mg/ml)   颗粒大小(nm)   稳定性
 5％右旋糖   0.3   0.2   0.3   0.6   ≈70   ＞24小时
实施例-6
桦木酸衍生物[式(IV)的DRF-4015]纳米颗粒药物组合物的制备
A]DRF-4015溶液(20mg/ml)的制备：将MJ-DRF-4015(20mg)溶解在0.01ml聚山梨酯80和0.99ml乙醇的混合物中并通过超声溶解。
B]聚合物和赋形剂的含水浓缩物的制备：将10mg由实施例-1得到的聚合物、6.67mg脱氧胆酸钠和10mg柠檬酸钠溶解在1ml水中得到澄清的溶液。
C]DRF-4015纳米颗粒(0.60mg/ml)的制备：将0.33ml步骤B]的聚合物和赋形剂的含水浓缩物溶解在10.44ml 5％右旋糖溶液中得到澄清的溶液。通过内径0.330mm的针头在4秒内将0.33ml步骤A]的DRF-4015溶液加入到上述溶液中得到浓度为0.6mg/ml的DRF-4015纳米颗粒。
由此制备的药物组合物具有下述特征：
 稀释流体   聚合物浓度(mg/ml)   脱氧胆酸钠浓度(mg/ml)   柠檬酸钠浓度(mg/ml)   DRF-4015浓度(mg/ml) 颗粒大小(nm) 稳定性
 5％右旋糖   0.3   0.2   0.3   0.6   ≈46   ＞24小时
实施例-7
多西他赛纳米颗粒药物组合物的制备
A]多西他赛醇溶液(40mg/ml)的制备：将200mg多西他赛溶解在5.0ml乙醇中。
B]聚合物和赋形剂的含水浓缩物的制备：将400mg由实施例-1得到的聚合物、400mg脱氧胆酸钠和400mg柠檬酸钠溶解在10ml水中得到澄清的溶液。
C]多西他赛纳米颗粒(0.5mg/ml)的制备：将4.0ml步骤B]的聚合物和赋形剂的含水浓缩物溶解在35.5ml 10％右旋糖溶液中得到澄清的溶液。通过内径0.330mm的针头在3秒内将0.5ml步骤A]的多西他赛醇溶液加入到上述溶液中得到浓度为0.5mg/ml的多西他赛纳米颗粒。
由此制备的药物组合物具有下述特征：
  稀释流体   聚合物浓度(mg/ml)  脱氧胆酸钠浓度(mg/ml)  柠檬酸钠浓度(mg/ml)   多西他赛浓度(mg/ml)   颗粒大小(nm)   稳定性
  10％右旋糖   4.0  4.0  4.0   0.5   ≈125   ＞24小时
实施例-8
依托泊苷纳米颗粒药物组合物的制备
A]依托泊苷溶液(20mg/ml)的制备：超声下将20mg依托泊苷溶解在0.10ml N，N-二甲基乙酰胺和0.90ml乙醇的混合物中。
B]聚合物和赋形剂的含水浓缩物的制备：将10mg由实施例-1得到的聚合物、6.67mg脱氧胆酸钠和10mg柠檬酸钠溶解在10ml水中得到澄清的溶液。
C]依托泊苷纳米颗粒(0.6mg/ml)的制备：将0.3ml步骤B]的聚合物和赋形剂的含水浓缩物溶解在9.4ml 5％右旋糖溶液中得到澄清的溶液。通过内径0.330mm的针头在3秒内将0.3ml步骤A]的依托泊苷醇溶液加入到上述溶液中得到浓度为0.6mg/ml的依托泊苷纳米颗粒。
由此制备的药物组合物具有下述特征：
 稀释流体   聚合物浓度(mg/ml)   脱氧胆酸钠浓度(mg/ml)   柠檬酸钠浓度(mg/ml)   依托泊苷浓度(mg/ml)   颗粒大小(nm) 稳定性
 5％右旋糖   0.3   0.2   0.3   0.6   ≈50   ＞24小时
实施例-9
[14C]标记的聚合物在小鼠中药物动力学、生物分布和消除的测定
将30只6～8周龄、重约25～30克的雄性Swiss albino小鼠随机分成5组，每组由6只动物组成。将[14C]标记的聚合物在去离子水中稀释成基于聚合物比活性的5mg/ml。所有动物通过静脉内注射接受单次剂量的40mg/kg[14C]聚合物。
在药物动力学研究中，麻醉下，在施用后3分钟、10分钟、30分钟、1小时、2小时、4小时、8小时、16小时和24小时的时间点通过眼窝后取血从动物收集100μl血液到含有EDTA的管中。对于排泄研究，从代谢笼或强迫收集尿和粪便(10分钟)。结束时(10分钟、60分钟、24小时和48小时)，将肾上腺、脑、肺、肝、心、肾、脾、胃、小肠、大肠、粪便、尿、膀胱、眼、皮肤、皮肤、大腿肌肉、testing和附睾收集、冲洗、切割和称重。
通过合并50μl血液/尿与5ml液体闪烁混合物测定血液和尿中的[14C]聚合物浓度。合并500μl血液/尿与5ml液体闪烁混合物之前，在去离子水中将粪便和组织(不超过0.5克)匀浆化以得到20％匀浆。通过液体闪烁分析仪分析样品。基于线性和猝灭曲线，将每分钟计数(CPM)转换为以μg/ml计算的[14C]聚合物的量。
放射性血液浓度曲线显示双相曲线，具有0.448±0.157小时(26.88分钟)的短消除半衰期T1/2(β)和54.7ml/小时的快速清除率。
发现消除的主导途径是尿(48小时，尿：66.91％，粪便：17.39％)并且收集的高达48小时的回收数据占所注射的放射性的84.87％。组织分布可忽略不计。发现肾、肝、皮肤和肠是靶器官。然而，聚合物在组织中的水平通过尿和粪便快速清除。
在表现出最高水平放射性的肾、肝、皮肤和肠中，组织分布可忽略不计。然而，聚合物在组织中的水平通过尿和粪便快速清除。
总之，该研究表明聚合物迅速从体内消除而不在生命器官中沉积。虽然已知聚合物是非可生物降解的，但主要通过尿的快速和有效的清除表明所述聚合物对于人类应用是安全和有用的。
实施例-10
在兔中静脉内推注施用125mg/kg聚合物5天时测定施用部位的可能局部毒性(如果有)
用5ml的一次性注射器和23G针头将浓度为75mg/ml的在10％右旋糖中的受试物静脉内施用到每只兔的右耳的耳缘静脉内，每日125mg/kg，连续5天。左耳用作对照并以相同途径接受10％右旋糖。给药体积调整到不超过3.5ml/kg动物体重。从第1天至第5天，每天在5分钟、10分钟、30分钟、60分钟和24小时的时间点在注射部位进行局部毒性的周期性观察。在第7天，对所有6只兔的两只耳朵的注射部位打孔取活组织检查。
以125mg/kg的剂量在兔耳静脉内连续5天静脉内施用75mg/ml的聚合物在注射10％右旋糖的兔的注射部位引起轻度至中度的血栓性静脉炎。可推断所选聚合物的剂量在施用部位不引起任何局部毒性。
实施例-11
在Wistar大鼠中静脉内推注施用400mg/kg聚合物5天时测定尤其针对微血管系统的可能靶器官毒性
用5ml的一次性注射器和23G针头将溶解在10％右旋糖中的受试物以400mg/kg静脉内施用到每只大鼠的尾静脉内。对照动物仅以相同途径接受05右旋糖。给药体积调整到5ml/kg动物体重。周期性观察(处理后第7、14和21天)副作用(一般检查和实验室参数)并记录死亡率。所有动物均被处死和尸检。
在研究条件下，以400mg/kg体重的剂量水平5天静脉内推注施用聚合物，在被处理大鼠中不产生任何死亡率或任何身体毒性的迹象或症状。
聚合物处理组和对照组中大鼠的个体体重和平均体重均显示稳定的增加。被处理动物的体重与对照相比未观察到显著性差异。
在利用聚合物处理的大鼠中，血液学参数在整个研究中都处于正常限度内。检测到基线时中期组的总胆红素(p＝0.0471)和尿酸(p＝0.0157)和终期组动物的总蛋白质(p＝0.0005)和尿酸(p＝0.0404)与对照动物相比具有显著性差异。然而，所有值均在正常限度内。
光活动度测量(Photoactometer)试验显示分别在第7天和第21天对照组和处理组之间的运动活性无显著性差异，提示聚合物不具有任何神经毒性。
处理组和对照组样本显示相似的组织学特征。所有研究器官在光学显微镜检查下均显示正常结构。仔细检查了每个器官中的微血管系统并且在任何器官中都没有发现病理学特征。此外，在聚合物处理动物的微血管系统中没有变化。
根据以上观察，可见聚合物以400mg/kg体重施用连续5天不引起任何一般毒性或任何显著的血液学毒性。然而，发现在第21天时与对照组相比终期组的总胆红素显著更高。
实施例-12
在Wistar大鼠中单次静脉内推注施用800mg/kg聚合物时测定尤其针对微血管系统的可能靶器官毒性
用1ml一次性注射器和26G针头将溶解在10％右旋糖中的受试物以800mg/kg施用到每只大鼠的尾静脉内。对照动物仅以相同途径接受10％右旋糖。给药体积调整到5ml/kg动物体重。周期性观察(处理后第1、3和7天)副作用(一般检查和实验室参数)并记录死亡率。所有动物均被处死和尸检。
在研究条件下，以800mg/kg体重的剂量水平单次静脉内推注施用聚合物，在大鼠中不产生任何死亡率或任何可观察到的毒性迹象或症状。
聚合物处理组和对照组中大鼠的个体体重和平均体重均显示稳定的增加。在利用聚合物处理的大鼠中，血液学参数在整个研究中都处于正常限度内。在利用聚合物处理的大鼠中，生物化学参数在整个研究中都处于正常限度内。组织病理学研究显示对照组大鼠和处理组大鼠之间无显著性差异。注射后第3天和第7天处死的聚合物处理大鼠的显微照片显示在所有4个检查器官(脑、眼、肾和皮肤)中都没有明显的微血管系统的变化。
根据以上观察，可见800mg/kg体重剂量的聚合物不引起任何全身毒性或任何显著的血液学和生物化学毒性或微血管系统的变化并且可认为当静脉内施用给大鼠时是安全的。
实施例-13
测定兔中聚合物施用部位(皮下)的可能局部毒性(如果有)
用1ml的一次性注射器和23G针头将0.1ml以75mg/ml的浓度溶解在10％右旋糖中的受试物单次皮下注射施用到6只兔中的每只兔的右耳垂中。所有6只兔的左耳垂用作对照并以相同途径接受0.1ml10％右旋糖。在5分钟、10分钟、30分钟、60分钟和24小时在注射部位进行局部毒性的周期性观察。
当注射48小时后测试时，在兔耳中单次皮下施用100μl 75mg/ml的聚合物或100μl右旋糖在注射部位引起轻度炎症。可推断所选的聚合物于皮下施用后在施用部位不引起任何局部毒性。
实施例-14
测定大鼠中静脉内途径聚合物的6个月剂量毒性
以相当于10mg/kg药物的剂量水平施用纳米颗粒制剂中所用的聚合物。在180天的时间段(约26周)内每三周一次周期性地在侧尾静脉中静脉内给对照组施用右旋糖(10％)。观察包括死亡率、临床迹象、体重、食物和水的消耗量、临床实验室研究、器官重量和组织病理学。
处理组和对照组动物在研究期间均一般性地保持活动和健康。除了几个由于感染而意外死亡以外，在处理组和对照组中没有与处理相关的死亡。两个性别的动物的体重都显示出体重的逐步增加并且研究期间食物或水的消耗量未发生变化。报道的雄性和雌性Wistar大鼠的血液学参数都在正常范围内。然而，在处理组中，雄性的WBC和中性粒细胞的计数以及雌性的中性粒细胞计数小幅降低，但仍在正常限度内。在处理组和对照组中均注意到网织细胞计数的小幅增加。
报道的雄性和雌性Wistar大鼠的血液生物化学参数都在正常范围内。小幅改变包括处理组和对照组的雄性和雌性Wistar大鼠的葡萄糖、ALP和肌酐轻微高于正常值。6个月时可见处理组雄性的甘油三酯小幅增加。雄性和雌性的尿参数都在正常限度内。

Claims (102)

1.一种含有三种单体单元的通过双官能团乙烯基衍生物交联的高纯度聚合物，所述单体单元选自1-乙烯基吡咯烷酮(VP)、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和马来酸酐与聚乙二醇的酯(MPEG)，所述聚合物中各自毒性单体杂质的含量小于0.001％。
2.根据权利要求1的高纯度聚合物，其中所述双官能团乙烯基交联剂是N，N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)。
3.根据权利要求1的高纯度聚合物，所述聚合物中毒性1-乙烯基吡咯烷酮(VP)的含量小于0.001％。
4.根据权利要求1的高纯度聚合物，所述聚合物中毒性N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)的含量小于0.001％。
5.根据权利要求1的聚合物，其中所述单体的重量比NIPAM∶VP为55∶22～65∶35。
6.根据权利要求5的聚合物，其中所述单体的重量比NIPAM∶VP为58∶32～62∶28。
7.根据权利要求1的聚合物，其中单体的重量比(NIPAM+VP)∶MPEG为90∶10～95∶5。
8.根据权利要求1的聚合物，其中单体的重量比(NIPAM+VP)∶MPEG为80∶20～95∶5。
9.根据权利要求1的聚合物，其13C NMR谱中具有δ为以下值的峰：174、76.6-77.6、70.6、41.6、31.8和22.6。
10.根据权利要求1的聚合物，其1H NMR谱中具有δ为以下值的峰：1.14、1.45、1.63、1.99、2.36、3.0、3.23、3.62-3.66、3.72和3.97。
11.根据权利要求1的聚合物，其FT-IR谱中具有cm-1为以下值的频率：3500、3296、2972-2933、1546、1387、1367和1172-1129。
12.根据权利要求1的聚合物，其具有式(I)的结构
Figure FSB00000453619500021
13.根据权利要求1的聚合物，其是生物相容的。
14.根据权利要求1的聚合物，其是非可生物降解的。
15.根据权利要求1的聚合物，其是无毒的。
16.根据权利要求1的聚合物，其T1/2(K10)值为0.152±0.018小时。
17.根据权利要求1的聚合物，其T1/2(α)值为0.065±0.014小时。
18.根据权利要求1的聚合物，其T1/2(β)值为0.448±0.0157小时。
19.根据权利要求1的聚合物，其Cmax值为82.96±5.11μg/ml。
20.根据权利要求1的聚合物，其曲线下面积(AUC)值为18.29±1.62小时×μg/ml。
21.根据权利要求1的聚合物，其清除时间(CL)值为54.67±4.86ml/小时。
22.根据权利要求1的聚合物，其平均停留时间(MRT)值为0.465±0.13小时。
23.根据权利要求1的聚合物，其稳态下体积分布(Vss)值为25.43±5.2ml/小时。
24.根据权利要求1的聚合物，其从尿、粪便、组织和冲洗液(rinse)消除。
25.根据权利要求1和24中任一项的聚合物，其主要从尿和粪便消除。
26.根据权利要求1和24中任一项的聚合物，其中67％的聚合物在施用后48小时从尿消除。
27.根据权利要求1和24中任一项的聚合物，其中17％的聚合物在施用后48小时从粪便消除。
28.根据权利要求1和24中任一项的聚合物，其中84％的聚合物在施用后48小时从尿、粪便、组织和冲洗液消除。
29.根据权利要求1的聚合物，其中在兔耳中皮下施用所述聚合物水溶液后48小时所述聚合物在施用部位不引起任何局部毒性。
30.根据权利要求1的聚合物，其中在兔耳静脉中静脉内施用所述聚合物水溶液后24小时所述聚合物在施用部位不引起任何局部毒性。
31.根据权利要求1的聚合物，其中当通过静脉内推注途径以400mg/kg～800mg/kg的剂量至多连续5天施用给Wistar大鼠时，所述聚合物不引起任何全身毒性。
32.根据权利要求1的聚合物，其中当通过静脉内推注途径以400mg/kg～800mg/kg的剂量至多连续5天施用给Wistar大鼠时，所述聚合物不引起任何显著的血液学毒性。
33.高纯度的包含选自1-乙烯基吡咯烷酮(VP)、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和马来酸酐与聚乙二醇的酯(MPEG)的三种单体的[14C]-标记的聚合物，其中所述单体的重量比NIPAM∶VP为58∶32～62∶28，并且单体的比(NIPAM+VP)∶MPEG为80∶20～95∶5。
34.一种用于制备根据权利要求1的高纯度并且各自毒性单体杂质的含量小于0.001％的聚合物的方法，包括以下步骤：
i)将适量的所述三种单体NIPAM、VP和MPEG溶解在水中；
ii)向步骤i)的溶液中接连加入适量的交联剂和活化剂；
iii)向步骤ii)的溶液中鼓泡惰性气体30～60分钟；
iv)向步骤iv)的溶液中加入适量的活化剂和聚合引发剂；
v)在25℃～45℃的温度下，在惰性气体气氛下聚合步骤iv)的溶液3～6小时；
vi)通过预先灭菌的过滤器过滤步骤v)的溶液并收集滤液；
vii)将步骤vi)的滤液进行渗滤并收集滤液；
viii)任选地将步骤vii)的滤液进行额外的渗滤步骤并收集滤液；和
ix)任选地将步骤vii)或viii)的滤液冻干以得到聚合物的冻干粉末。
35.根据权利要求34的方法，其中所述单体的比例NIPAM∶VP为55∶22～65∶35，并且单体的重量比(NIPAM+VP)∶MPEG为90∶10～95∶5。
36.根据权利要求34的方法，其中所述单体的重量比NIPAM∶VP为58∶32～62∶28，并且所述单体的重量比(NIPAM+VP)∶MPEG为80∶20～95∶5。
37.根据权利要求34的方法，其中所述交联剂是双官能团乙烯基衍生物。
38.根据权利要求37的方法，其中所述双官能团乙烯基衍生物是N，N’-亚甲基双丙烯酰胺。
39.根据权利要求34的方法，其中以总单体含量的1.3～1.5％w/w的量使用所述交联剂。
40.根据权利要求39的方法，其中以总单体含量的1.35～1.4％w/w的量使用所述交联剂。
41.根据权利要求34的方法，其中所述活化剂选自四甲基乙二胺和硫酸亚铁铵之一或两者的组合。
42.根据权利要求34的方法，其中以总单体含量的15～18％w/w的量使用所述活化剂。
43.根据权利要求42的方法，其中以总单体含量的15～16％w/w的量使用所述活化剂。
44.根据权利要求34的方法，其中所述聚合引发剂是选自以下的至少一种或多种过氧化物化合物：二酰基过氧化物、过氧化苯甲酰、二乙酰基过氧化物、二烷基过氧化物、叔丁基过氧化物和叔戊基过氧化物或基于腈的聚合引发剂2，2’-偶氮二异丁腈(AIBN)；或者基于无机盐的聚合引发剂过二硫酸铵或过硫酸铵。
45.根据权利要求44的方法，其中所述聚合引发剂是过二硫酸铵或过硫酸铵。
46.根据权利要求34的方法，其中以总单体含量的20～30％w/w的量使用所述聚合引发剂。
47.根据权利要求46的方法，其中以总单体含量的23～25％w/w的量使用所述聚合引发剂。
48.根据权利要求34的方法，其中所述惰性气体是氩气或氮气。
49.根据权利要求34的方法，其中步骤v)中所用的预先灭菌的过滤器是孔径为0.8和0.2μm的一次性聚醚砜膜1”囊式过滤器。
50.根据权利要求34的方法，其中步骤vi)和vii)中所用的渗滤设备是Millipore制造的Proflux M12渗滤设备。
51.通过权利要求34的方法得到的聚合物，其中所述聚合物中毒性1-乙烯基吡咯烷酮(VP)的含量小于0.001％。
52.通过权利要求34的方法得到的聚合物，其中所述聚合物中毒性N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)的含量小于0.001％。
53.通过权利要求34的方法得到的聚合物，其13C NMR谱中具有δ为以下值的峰：174、76.6-77.6、70.6、41.6、31.8和22.6。
54.通过权利要求34的方法得到的聚合物，其1H NMR谱中具有δ为以下值的峰：1.14、1.45、1.63、1.99、2.36、3.0、3.23、3.62-3.66、3.72和3.97。
55.通过权利要求34的方法得到的聚合物，其FT-IR谱中具有cm-1为以下值的频率：3500、3296、2972-2933、1546、1387、1367和1172-1129。
56.通过权利要求34的方法得到的聚合物，其具有式(I)的结构
Figure FSB00000453619500061
57.通过权利要求34的方法得到的聚合物，其是生物相容的、非可生物降解的并且无毒的。
58.通过权利要求34的方法得到的聚合物，其T1/2(K10)值为0.152±0.018小时，T1/2(α)值为0.065±0.014小时，T1/2(β)值为0.448±0.0157小时，Cmax值为82.96±5.11μg/ml，曲线下面积(AUC)值为18.29±1.62小时×μg/ml，清除时间(CL)值为54.67±4.86ml/小时，平均停留时间(MRT)值为0.465±0.13小时，稳态下体积分布(Vss)值为25.43±5.2ml/小时。
59.通过权利要求34的方法得到的聚合物，其中84％的聚合物在施用后48小时从尿、粪便、组织和冲洗液消除。
60.通过权利要求34的方法得到的聚合物，其中在兔耳中皮下施用所述聚合物水溶液后48小时或在兔耳静脉中静脉内施用所述聚合物水溶液后24小时所述聚合物在施用部位不引起任何局部毒性。
61.通过权利要求34的方法得到的聚合物，其中当通过静脉内推注途径以400mg/kg～800mg/kg的剂量至多连续5天施用给Wistar大鼠时，所述聚合物不引起任何全身毒性或血液学毒性。
62.一种药盒，其包含(a)含有在水中溶解度小于10mg/ml的水溶性差的药物或化合物在水混溶性溶剂或其混合物中的溶液的一个瓶，和(b)含有权利要求1的高纯度且单体杂质含量小于0.001％的聚合物与可药用赋形剂的溶液的另一瓶，其中(a)和(b)以1∶1～1∶10的体积比提供，所述药盒适于制备施用给有此需要的患者的纳米颗粒形式的所述水溶性差的药物或化合物的药物组合物。
63.根据权利要求62的药盒，其中所述水溶性差的药物或化合物选自抗癌剂、抗炎剂、抗真菌剂、止吐剂、抗高血压剂、性激素、类固醇、抗生素、麻醉剂或免疫调节剂。
64.根据权利要求63的药盒，其中抗癌剂选自紫杉醇、多西他赛和其它相关的紫杉烷衍生物；伊立替康、拓扑替康和其它相关的喜树碱衍生物；阿霉素、柔红霉素和相关的蒽环衍生物；顺铂；奥沙利铂；5-氟尿嘧啶；丝裂霉素；甲氨蝶呤；依托泊苷；桦木酸及其衍生物；以及蟛蜞菊内酯及其衍生物。
65.根据权利要求63的药盒，其中抗炎剂选自吲哚美辛、布洛芬、酮洛芬、氟比洛芬、吡罗昔康、替诺昔康和萘普生。
66.根据权利要求63的药盒，其中抗真菌剂选自酮康唑和两性霉素B。
67.根据权利要求63的药盒，其中性激素选自睾酮、雌激素、黄体酮和雌二醇。
68.根据权利要求63的药盒，其中类固醇选自地塞米松、泼尼松龙和曲安西龙。
69.根据权利要求63的药盒，其中抗高血压剂选自卡托普利、雷米普利、特拉唑嗪、米诺地尔和哌唑嗪。
70.根据权利要求63的药盒，其中止吐剂选自昂丹司琼和格拉司琼。
71.根据权利要求63的药盒，其中抗生素选自甲硝唑和夫西地酸。
72.根据权利要求63的药盒，其中免疫调节剂选自环孢霉素和联苯基二甲基二羧酸。
73.根据权利要求63的药盒，其中麻醉剂选自丙泊酚、阿法沙龙和海索比妥。
74.根据权利要求64的药盒，其中所述桦木酸衍生物选自式(II)的MJ-1098、式(III)的DRF-4012、和式(IV)的DRF-4015
75.根据权利要求62的药盒，其中所述水混溶性溶剂选自乙醇、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、二乙基亚砜、不同分子量的聚乙二醇、不同分子量的聚丙二醇、聚山梨酯80、聚山梨酯20、聚乙氧基化的植物油、聚乙氧基化的蓖麻油或甘油及其混合物。
76.根据权利要求62的药盒，其中所述可药用赋形剂选自脱氧胆酸钠，胆汁盐，聚山梨酯80，聚山梨酯20，聚乙氧基化的植物油，聚乙氧基化的蓖麻油，选自右旋糖、蔗糖、乳糖和甘露醇的多糖，不同级别的脱水山梨醇酯或司盘类，不同级别的卖泽类，或不同级别的泊洛沙姆，及其混合物。
77.根据权利要求76的药盒，其中所述可药用赋形剂还包括缓冲剂。
78.根据权利要求77的药盒，其中所述缓冲剂是柠檬酸钠。
79.根据权利要求62的药盒，如果要将较小体积的1～5ml的瓶a)内容物加入到为其体积35倍的含有瓶b)内容物的稀释流体中，则其任选地包含所述稀释流体和注射器以及内径为0.305～0.356mm的针头；如果要将较大体积的10～15ml的瓶a)内容物加入到为其体积35倍的含有瓶b)内容物的稀释流体中，则其任选地包含所述流体和注射器以及内径为0.559～0.711mm的针头。
80.一种纳米颗粒形式的药物组合物，包含在水中溶解度小于10mg/ml的水溶性差的药物或化合物、水混溶性溶剂、根据权利要求1的聚合物、以及可药用赋形剂，所有这些物质被包含在稀释流体中，所述药物组合物适于施用给需要的患者。
81.根据权利要求80的药物组合物，其中所述水溶性差的药物是前述权利要求63～74中所给出的那些。
82.根据权利要求80的药物组合物，其中所述可药用赋形剂是前述权利要求76～78中所给出的那些。
83.根据权利要求80的药物组合物，其中所述水混溶性溶剂是前述权利要求75中所给出的那些。
84.根据权利要求80的药物组合物，其中所述稀释流体选自水、盐水、5％和10％右旋糖溶液、右旋糖和氯化钠的溶液、乳酸钠溶液、乳酸林格氏液、甘露醇溶液、甘露醇与右旋糖或氯化钠的溶液、林格氏液、氯化钠溶液、注射用灭菌水和含有电解质、右旋糖、果糖和转化糖的不同组合的多组分电解质溶液。
85.根据权利要求80的药物组合物，其中所述水溶性差的药物或化合物以纳米颗粒形式包埋在所述聚合物壳内。
86.根据权利要求85的药物组合物，其中所述纳米颗粒形式的粒子大小为30～150nm。
87.根据权利要求80的药物组合物，其中所用的聚合物是高纯度的，具有式(I)的结构，含有含量小于0.001％的单体VP和NIPAM，在其13C NMR谱中具有δ为以下值的峰：174、76.6-77.6、70.6、41.6、31.8和22.6，在其1H NMR谱中具有δ为以下值的峰：1.14、1.45、1.63、1.99、2.36、3.0、3.23、3.62-3.66、3.72和3.97，在其FT-IR谱中具有cm-1为以下值的频率：3500、3296、2972-2933、1546、1387、1367和1172-1129。
88.根据权利要求80的药物组合物，其中所用的聚合物是高纯度的，具有式(I)的结构，含有含量小于0.001％的单体VP和NIPAM，T1/2(K10)值为0.152±0.018小时，T1/2(α)值为0.065±0.014小时，T1/2(β)值为0.448±0.0157小时，Cmax值为82.96±5.11μg/ml，曲线下面积(AUC)值为18.29±1.62小时×μg/ml，清除时间(CL)值为54.67±4.86ml/小时，平均停留时间(MRT)值为0.465±0.13小时以及稳态下体积分布(Vss)值为25.43±5.2ml/小时。
89.根据权利要求80的药物组合物，其pH为6.0～8.5。
90.用于制备根据权利要求80的纳米颗粒形式的水溶性差的药物或化合物的药物组合物的方法，包括以下步骤：
i)制备药物/化合物浓缩物，包括将所述水溶性差的药物或化合物溶解在适当的水混溶性溶剂或其混合物中；
ii)制备所述聚合物和可药用赋形剂的含水浓缩物，包括以下步骤：
a)首先将需要量的高纯度且毒性NIPAM和VP含量＜0.001％的式(I)聚合物加入到适量的注射用水中以得到溶液；
b)将可药用赋形剂和缓冲剂加入到所述聚合物在水中的溶液中；
iii)将步骤iib)中的溶液与稀释流体混合以得到澄清的溶液；
iv)利用内径为0.305～0.356mm的针头，在4秒内将步骤i)的溶液的较小体积加入到步骤iii)的溶液中；或
v)利用内径为0.559～0.711mm的针头，在10秒内将步骤i)的溶液的较大体积加入到步骤iii)的溶液中；
vi)将步骤i)的溶液注射到步骤iii)的溶液中，其中添加步骤i)的溶液所用的注射器针头应保持浸泡在步骤iii)的溶液中；和
vii)任选地，在注射步骤i)的溶液期间将容纳有步骤iii)的溶液的容器保持在倒置的位置。
91.根据权利要求90的方法，其中所用的水溶性差的药物是前述权利要求63～74中所给出的那些。
92.根据权利要求90的方法，其中所用的可药用赋形剂是前述权利要求76～78中所给出的那些。
93.根据权利要求90的方法，其中所用的水混溶性溶剂是前述权利要求75中所给出的那些。
94.根据权利要求90的方法，其中所用的稀释流体是前述权利要求84中所给出的那些。
95.根据权利要求90的方法，其中所述根据步骤iv)的溶液的较小体积是指权利要求90的步骤i)的溶液的1～5ml的体积。
96.根据权利要求90的方法，其中所述根据步骤v)的溶液的较大体积是指权利要求90的步骤i)的溶液的10～15ml的体积。
97.根据权利要求90的方法，其中所得药物组合物中被包埋在所述聚合物壳内的水溶性差的药物或化合物的粒子大小为30～150nm。
98.根据权利要求80的药物组合物，其通过静脉内、肌肉内或皮下施用给有需要的患者。
99.根据权利要求80的药物组合物，其中所用的聚合物是高纯度的，具有式(I)的结构以及含有含量小于0.001％的单体VP和NIPAM，所述药物组合物对人类/动物施用是安全无毒的。
100.权利要求80的药物组合物在制备用于治疗权利要求63～74的所述水溶性差的药物或化合物能够治疗的人类/动物中病理状况的药物的用途。
101.根据权利要求100的用途，其中所述药物被配制成通过静脉内、肌肉内或皮下注射施用。
102.根据权利要求101的用途，包括静脉内、肌肉内或皮下注射。
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