CN101460523A - 双官能化多糖 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及由至少一个咪唑基原子团Im和至少一个疏水基团Hy所双官能化的葡聚糖和/或葡聚糖衍生物,所述原子团和所述基团各自是相同和/或不同的,并且通过一个或多个连接臂R、Ri或Rh和官能团F、Fi或Fh与葡聚糖和/或葡聚糖衍生物进行接枝或键合,还涉及包含所述葡聚糖之一和至少一种活性成分的药物组合物。
Description
本发明涉及基于多糖的新型可生物降解的聚合物、更特别是涉及葡聚糖。
这些聚合物尤其可用于以治疗和/或预防目的而对人或动物施用活性成分(APs)。这些聚合物还可以用来强化和保护内源性的活性成分。
已经设计了这些聚合物以对应于几种应用:
·系统性释放AP,如蛋白质,例如胰岛素或生长激素,
·局部释放AP,如生长因子,例如转化生长因子或骨成型蛋白,
·体外细胞培养,
·体内细胞移植,
·愈合,其中APs是内源性的生长因子的。
尽管在这些领域进行了研究,但这些应用均存在许多问题。首先,在系统性释放蛋白质方面,期望在长的时间期间保持AP的浓度恒定。实际上,例如在胰岛素的产品Lantus的情况下,浓度可能在当天期间内变化,这可以导致高血糖。在给药生长因子(其是有效的局部治疗剂)的情况下,主要问题之一在于使它们保持在它们的给药部位以防止它们的系统循环,这在Seeherman的论文Cytokines and GrowthFactors Reviews,2005,16,329-345中进行了综述。在细胞培养的情况下,认为提供生长因子是有利的。然而,由于这些分子在溶液中的低稳定性,不得不大量使用这些昂贵的药剂。
因此,对于使下列成为可能的药物组合物存在不能令人满意的需要:
·延长系统APs如胰岛素或hGH的释放时间,
·在给药部位保持活性成分,例如在AP是生长因子的情况下,
·限制用于细胞培养的AP、通常是生长因子的量,
·促进内源性的APs的作用,尤其是在愈合的情况下。
尽管为了获得这些医学目标而进行了大量开发新型聚合物的尝试,但迄今为止,在给药领域只批准了PLAGAs。这些聚合物在水性介质中形成包含AP的致密固体(dense solid)。在这种情况下,AP可以在几个星期内进行释放,这是所期望的目标之一。一个制剂实例是由Alkermes和Genentech开发的Nutropin Depot,用于人生长激素的缓释(2周),描述在专利WO 95/29664中。
然而,该方法具有许多缺点,例如:
·“突释”效应,也就是说,在注射之后立刻AP的大量部分释放,
·PLAGA聚合物的化学分解,在固体内形成乳酸和乙醇酸,该酸催化聚合物的分解,并且在某些情况下,催化AP的分解,
·酸性的局部增加是炎症的来源。这两个现象描述在Anderson的论文Adv.Drug Del.Rev.,1997,28,5-24中。
由于这些原因,Nutropin Depot最近已经从市场上召回。
Atrix在专利US 5,990,194中描述了名称为Atrigel的PLAGA在释放肽、亮丙瑞林的用途,其是基于有机溶剂的制剂。除了上述涉及PLAGA的问题之外,该技术具有下列缺陷:
·有机溶剂的注射。在Atrigel的情况下,该溶剂是在CMR化合物之间加以分类的。
·该系统由于NMP的变性作用而很难应用于蛋白质。
目的是药物APs控释的其它制剂使用可交联的聚合物,但尽管进行了许多研究努力,却没有在药物组合物中包含的生物材料可同时解决注射能力的要求和为了控制活性成分的系统或局部释放而在给药部位保持活性成分的要求。
本发明涉及新型多糖,更尤其是涉及被至少一个咪唑基原子团(radical)Im和至少一个疏水基团Hy双官能化的葡聚糖,该葡聚糖可以满足上面的使用目的(至今还没有发现对于这种目的的解决方案)。在官能化的多糖之中,由专利WO 99/09067已知果胶(聚半乳糖醛酸),它的酸被胺修饰且尤其是被携带咪唑环的胺修饰。这些单官能化的聚合物不是两亲的。
被疏水基团单官能化的其它多糖对于本领域技术人员是已知的。Akiyoski等人(J.Controlled Release 1998,54,313-320)的研究描述了用于胰岛素控释的由胆固醇修饰的普鲁兰。
在专利FR 2 794 763中,Dellacherie等人描述了由C12或C18脂族烷基链修饰的透明质酸类(hyaluronan)衍生物。该组物质也描述在专利FR 2 781 677中,由脂肪烷基链修饰的海藻酸盐衍生物。
在官能化的葡聚糖中,专利US 6 646 120所述的来自Biodex的羧甲基葡聚糖是由为疏水基的苄胺修饰的。这些聚合物不是由咪唑基原子团官能化的。
Dellacherie等人还描述了由疏水物官能化的葡聚糖(Durand,A.等人,Biomacromolecules,2006,7,958-964.)(Durand,Alain等人,Colloid Polym.Sci.,2006,284,536-545.),它们是通过葡聚糖的羟基官能团与环氧化物(苯基缩水甘油醚、1,2-环氧辛烷或1,2-环氧十二烷)的反应获得的。因此所述的聚合物不是双官能化的,并且不具有咪唑基原子团。
Bauer等人在专利US 5 750 678中描述了由C10至C14脂肪酸官能化的葡聚糖。这些聚合物也是单官能化的。
基于葡聚糖的官能聚合物的最近评述(Heinze,Thomas等人,Adv.Polym.Sci.,2006,205,199-291)没有报道由疏水物和咪唑基原子团双官能化的葡聚糖。
从WO 92/20349中还已知通过由亲核物质的阴离子型多糖的化学修饰的组合物,该组合物不溶于水。组氨酸及它的一些衍生物出现在亲核物质中,但这些聚合物是单官能的。
因此,不能从现有技术中获知根据本发明的双官能化的多糖,更尤其是双官能化的葡聚糖。
本发明因此涉及由至少一个咪唑基原子团Im和至少一个疏水基团Hy双官能化的多糖,所述原子团和所述基团是各自相同和/或不同的且通过一个或多个连接臂(connecting arm)R、Ri或Rh和官能团F、Fi或Fh接枝或键合到多糖。
在一个实施方案中,根据本发明的多糖选自透明质酸(hyaluronans),海藻酸盐,壳聚糖,聚半乳糖醛酸,硫酸软骨素,葡聚糖,羧甲基葡聚糖和羧甲基纤维素。
在一个实施方案中,根据本发明的多糖选自透明质酸、海藻酸盐、壳聚糖和羧甲基葡聚糖。
在一个实施方案中,根据本发明的多糖选自葡聚糖和羧甲基葡聚糖。
本发明因此涉及由至少一个咪唑基原子团Im和至少一个疏水基团Hy双官能化的葡聚糖和/或葡聚糖衍生物,所述原子团和所述基团是各自相同和/或不同的且通过一个或多个连接臂R、Ri或Rh和官能团F、Fi或Fh接枝或键合到葡聚糖和/或葡聚糖衍生物。
·R表示连接臂,其由化学键或包含1至18个碳原子的链构成,任选支化和/或不饱和的包含一个或多个杂原子,例如O、N和/或S,
当所述连接臂带有咪唑基原子团时R表示Ri,且当所述连接臂带有疏水基团时R表示Rh,Ri和Rh相同或不同,
·F表示选自下列的官能团:酯,硫酯,酰胺,碳酸酯,氨基甲酸酯,醚,硫醚或胺官能团,
当所述官能团带有咪唑基原子团时,F表示Fi,且当所述官能团带有疏水基团时,F表示Fh,Fi和Fh相同或不同,
·Im表示下式的咪唑基原子团,任选在碳之一上被C1至C4烷基(Alky)取代,
·Hy表示选自下列基团的疏水基团:
·直链或支化C8至C30烷基,任选不饱和的和/或包含一个或多个杂原子,例如O、N或S,
·直链或支化C8至C30烷基芳基或芳基烷基,任选不饱和的和/或任选包含杂原子,
·C8至C30多环,任选不饱和的,
当所述葡聚糖和/或葡聚糖衍生物为溶液时其是两亲的。
在一个实施方案中,它在酸性pH下是两亲的。
在本文以下中,根据本发明,应该理解术语“葡聚糖”是指葡聚糖和葡聚糖衍生物。
在一个实施方案中,葡聚糖衍生物选自羧基化的衍生物。
葡聚糖的羧基化衍生物更尤其选自羧甲基葡聚糖和琥珀酸酐与葡聚糖之间的反应产物。
根据本发明,双官能化的葡聚糖和/或葡聚糖衍生物可符合以下通式:
式I
n为1-3,
i表示咪唑基原子团相对于单糖单元的摩尔分数,其在0.1-0.9,
h表示疏水基团相对于单糖单元的摩尔分数,其在0.01-0.5,
式II
n在1-3,
i表示咪唑基原子团相对于单糖单元的摩尔分数,其在0-0.9,
k表示疏水基团相对于单糖单元的摩尔分数,其在0.01-0.5。
令人惊讶的是,根据本发明的被至少一个咪唑基原子团和至少一个疏水基团双官能化的葡聚糖,在生理学pH下固化,同时可以使得AP保持在聚合物中。因此,活性成分可以保持在体内注射部位,不会分解或变性。
应该理解术语“固化”是指聚合物可以形成固体或形成水凝胶。
水凝胶是在水介质中获得的一种胶体,其中液体包含形成扩展到整个系统的细网络的固体。在其中固相和液相是连续的。
本发明的两种类型的双官能化葡聚糖队员于阳离子型葡聚糖和阴离子型葡聚糖。
根据本发明的阳离子型葡聚糖具有在小于6的pH范围内形成均相溶液的性能,且在接近生理学pH的pH下固化的性能。
在接近生理学pH的pH下,所有或一部分带电的(charged)的、和因此而亲水性的咪唑片段将转变为中性片段,这引起其固化。
该固化作用可以与聚合物的咪唑基环和可能存在于活性成分上的咪唑基环与多价过渡金属例如锌的配位而形成的物理交联作用相结合。该配位只在大于6的pH下发生。
根据本发明的阴离子型葡聚糖具有在中性pH下形成均相溶液的性能,和在过渡金属盐的存在下、在接近生理学pH的pH下固化的性能。
当它们形成均相溶液时,根据本发明的葡聚糖是两亲的,并因此以胶束和/或纳米颗粒的形式溶解。
在接近生理学pH的pH下,由物理交联作用引起的固化通过聚合物的咪唑基环和可能存在于活性成分的咪唑基环上与多价过渡金属例如锌的配位而发生。
下列方案表示金属盐在生理学pH下与聚合物或AP携带的咪唑的作用方式。
酸性pH(<6) 中性pH(优选7)
根据聚合物在生理学pH下可获得固化的性能,注射制剂将在所述聚合物形成均相溶液的pH范围内制备。
在一个实施方案中,根据本发明的葡聚糖和/或葡聚糖衍生物的特征在于当Ri基团不是键时,其选自下列基团:
R2选自包含1至18个碳原子的烷基原子团。
在一个实施方案中,根据本发明的葡聚糖和/或葡聚糖衍生物的特征在于Ri基团是键。
在一个实施方案中,根据本发明的葡聚糖和/或葡聚糖衍生物的特征在于咪唑-Ri基团选自通过接枝组氨酸酯、组氨醇、组氨酰胺(histidinamide)或组胺而获得的基团。
这些咪唑衍生物可以如下表示:
组氨酸酯 组氨醇 组氨酰胺 组氨
R=Et,[93923-84-3] [1596-64-1] [71666-95-0] [51-45-6]
R=Me,[7389-87-9]
在一个实施方案中,根据本发明的葡聚糖和/或葡聚糖衍生物的特征在于Hy将选自脂肪酸,脂肪醇,脂肪胺,胆固醇衍生物,包括胆酸,酚类,包括α-生育酚。
在一个实施方案中,根据本发明的葡聚糖和/或葡聚糖衍生物的特征在于当Rh基团不是键时,其选自下列基团:
在一个实施方案中,根据本发明的葡聚糖和/或葡聚糖衍生物的特征在于:Rh基团是键。
在一个实施方案中,根据本发明的葡聚糖和/或葡聚糖衍生物的特征在于当Ri基团不是键时,其选自下列基团:
R2选自包含1至18个碳原子的烷基原子团,
且Rh基团是键。
在一个实施方案中,根据本发明的葡聚糖和/或葡聚糖衍生物的特征在于咪唑-Ri基团选自组氨酸酯、组氨醇、组氨酰胺或组胺。
在一个实施方案中,根据本发明的葡聚糖和/或葡聚糖衍生物的特征在于Hy将选自脂肪酸,脂肪醇,脂肪胺,胆固醇衍生物,包括胆酸,酚类,包括α-生育酚,和疏水氨基酸。
疏水氨基酸选自色氨酸衍生物例如色氨酸乙基酯,苯丙氨酸衍生物,亮氨酸衍生物,缬氨酸衍生物或异亮氨酸衍生物。
葡聚糖和/或葡聚糖衍生物可以具有10-10000的聚合度m。
在一个实施方案中,它具有10-1000的聚合度m。
在另一个实施方案中,它具有10-500的聚合度m。
本发明还涉及药物组合物,其包含如上所述的根据本发明的葡聚糖和/或葡聚糖衍生物与至少一种活性成分。
应该理解术语“活性成分”是指具有生理活性的单一化学个体形式或组合形式的产品。所述活性成分可以是外源性的,就是说,其由根据本发明的组合物来贡献。它还可以是内源性的,例如生长因子,其将在愈合的第一阶段期间被分泌且可以通过根据本发明的组合物来保持在所述创伤处。
本发明还涉及药物组合物,其包含上述的根据本发明的葡聚糖和/或葡聚糖衍生物之一和过渡金属盐。
在一个实施方案中,过渡金属选自锌、铁、铜和钴。
本发明还涉及上述根据本发明的药物组合物,其特征在于,其在小于6的pH下以在水中的均相溶液或悬浮液的形式提供。
本发明还涉及上述根据本发明的药物组合物,其特征在于,其在小于6的pH下的均相溶液和/或悬浮液由胶束和/或纳米颗粒构成。应该理解术语“纳米颗粒”是指在水中悬浮的物质,其平均直径小于600nm。
本发明还涉及上述根据本发明的药物组合物,其特征在于,它在接近生理学pH的pH下以在水中微粒的悬浮液形式提供。应该理解术语“微粒”是指平均直径大于600nm的物质,术语“接近生理学pH的pH”是指6-8的pH。
本发明还涉及上述根据本发明的药物组合物,其特征在于,它可以静脉内、肌肉内、骨内、皮下、透皮或眼部给药。
本发明还涉及上述根据本发明的药物组合物,其特征在于,它可以口服、鼻部、阴道或颊部给药。
本发明还涉及上述根据本发明的药物组合物,其特征在于,以固态形式提供。
本发明还涉及上述根据本发明的药物组合物,其特征在于,它通过由pH控制的固化而获得。
在一个实施方案中,固化在大于6.5的pH下进行。
本发明还涉及上述根据本发明的药物组合物,其特征在于,其通过干燥和/或冷冻干燥获得。
本发明还涉及上述根据本发明的药物组合物,其特征在于,其可以以可植入生物材料的支架、膜或“涂层”的形式或植入物的形式给予。
本发明还涉及上述的组合物,其特征在于,其在注射部位进行物理交联。
本发明还涉及上述的组合物,其特征在于,其使得可在注射部位保持活性成分。
根据本发明的药物组合物是利用本领域技术人员已知的常规药学配制技术获得的,并且可以工业制备,或在使用的时候制备。
本发明还涉及上述根据本发明的药物组合物,其特征在于,活性成分选自蛋白质、糖蛋白、肽和非肽治疗分子。
根据本发明,蛋白质或糖蛋白选自激素,例如胰岛素或hGH,生长因子,例如转化生长因子-β(TGF-β)的超家族的成员,例如骨成型蛋白(BMP),血小板衍生生长因子(PDGF),胰岛素生长因子(IGF),神经生长因子(NGF),血管内皮生长因子(VEGF),成纤维细胞生长因子(FGF),表皮生长因子(EGF),白细胞介素(IL)或干扰素(IFN)类型的细胞因子。
在治疗医学应用中,可以提及的是:
·局部释放AP,例如生长因子,例如TGFs,BMPs,PDGFs,NGFs,VEGFs,IGFs,FGFs或EGFs,
·系统释放AP,例如蛋白质,例如胰岛素、生长激素、EPO、ILs或IFNs,
·体内细胞的给药,
·体外细胞培养,
·愈合,其中APs是内源性的生长因子。
其中活性成分选自蛋白质、糖蛋白、肽和非肽治疗分子的上述根据本发明的组合物,相对于组合物总重量,包含0.005%-2%重量的活性成分。
在一个实施方案中,相对于组合物总重量,组合物包含0.01%-0.5%重量的蛋白质、糖蛋白、肽和非肽治疗分子。
在局部释放生长因子尤其是BMPs所引用的医学应用之中,目标是由骨质疏松症所造成的骨骼弱化的局部治疗。这些治疗在于快速医治断裂和受到高物理应力的骨骼,尤其是臀部、腕部和椎骨。这些治疗可以治疗骨折和预防高危险状况。
因此,本发明涉及根据本发明的葡聚糖和/或葡聚糖衍生物和/或组合物在由骨质疏松症所造成的骨骼弱化的治疗中或在用于由骨质疏松症所造成的骨骼弱化的局部治疗的药物制剂中的用途。
在该具体情况下,相对于组合物总重量,组合物包含0.005%-2%的BMP。
在一个实施方案中,相对于组合物总重量,组合物包含0.01%-0.5%的BMP。
在局部释放生长因子尤其是NGFs或TGFs-β所引用的医学应用之中,目标是神经组织的再生的治疗。
因此,本发明涉及根据本发明的葡聚糖和/或葡聚糖衍生物和/或组合物在神经组织再生的治疗中或在用于神经组织再生的药物制剂中的用途。
在该具体情况下,相对于组合物总重量,组合物包含0.005%-2%的NGF或TGF-β。
在一个实施方案中,相对于组合物总重量,组合物包含0.01%-0.5%的NGF或TGF-β。
在局部释放生长因子、尤其是TGF-β、PDGFs或VEGFs所引用的医学应用之中,目标是心血管组织的再生的治疗。
因此,本发明涉及根据本发明的葡聚糖和/或葡聚糖衍生物和/或组合物在心血管组织再生的治疗中或在用于心血管组织再生的药物制剂中的用途。
在该具体情况下,相对于组合物总重量,组合物包含0.005%-2%的VEGF或TGF-β。
在一个实施方案中,相对于组合物总重量,组合物包含0.01%-0.5%的VEGF或TGF-β。
在局部释放生长因子尤其是PDGFs或FGFs所引用的医学应用之中,目标是皮肤组织的再生的治疗。
因此,本发明涉及根据本发明的葡聚糖和/或葡聚糖衍生物和/或组合物在皮肤组织再生的治疗中或在用于皮肤组织再生的药物制剂中的用途。
在该具体情况下,相对于组合物总重量,组合物包含0.005%-2%的PDGF或FGF。
在一个实施方案中中,相对于组合物总重量,组合物包含0.01%-0.5%的PDGF或FGF。
根据本发明,蛋白质选自胰岛素或生长激素hGH。
根据本发明,非肽治疗分子选自抗癌剂,例如紫杉醇或顺铂。
在该具体情况下,相对于组合物总重量,组合物包含0.005%-2%的胰岛素或生长激素hGH。
在一个实施方案中,相对于组合物总重量,组合物包含0.01%-0.5%的胰岛素或生长激素hGH。
根据本发明,活性成分选自肽,该肽选自亮丙瑞林或甲状旁腺激素(PTH)的短序列。
根据本发明的药物组合物可以以液体形式(在水或溶剂混合物中的悬浮的纳米颗粒或微粒)、或以粉末、植入物、膜、凝胶或乳膏形式提供。
在局部和系统释放的情况下,所设计的给药方式是皮下、皮内、肌肉内、口服、鼻部、阴道、眼部、颊部等。
因此,可以使用根据本发明的药物组合物来形成包含一或多种药学活性成分的植入物,以在长时间内控释。这种应用在用抗癌剂治疗实体肿瘤中或在细胞再生中是特别有利的。
本发明还涉及在注射部位物理交联的药物组合物,该组合物包含选自蛋白质、糖蛋白、肽和非肽治疗分子的活性成分。
本发明还涉及根据本发明的双官能化葡聚糖和/或葡聚糖衍生物在药物组合物的制备中的用途,例如上面描述的。
实施例1:由组氨酸乙基酯和苄胺修饰的羧甲基葡聚糖的合成
在NMP中在N-甲基吗啉和氯甲酸异丁酯的存在下,将羧甲基葡聚糖的酸官能团(每个糖苷单元的平均酸度1.0)活化。将苄胺、而后组氨酸乙基酯接枝到该活化的聚合物。获得的聚合物具有下列结构:
由下列修饰的酸官能团的比率:
-组氨酸乙基酯是55%,
-苄胺是45%。
未修饰的酸的比率是零。
实施例2:由组氨酸乙基酯和十二烷基胺修饰的羧甲基葡聚糖的合成
在DMF中在N-甲基吗啉和氯甲酸异丁酯的存在下,将羧甲基葡聚糖的酸官能团(每个糖苷单元的平均酸度1.0)活化。将组氨酸乙基酯和十二烷基胺接枝到该活化的聚合物。获得的聚合物具有下列结构:
由下列修饰的酸官能团的比率:
-组氨酸乙基酯是85%,
-十二烷基胺是10%。
未修饰的酸的比率是5%。
实施例3:由组氨酰胺和苄胺修饰的羧甲基葡聚糖的合成
在NMP中在N-甲基吗啉和氯甲酸异丁酯的存在下,将羧甲基葡聚糖的酸官能团(每个糖苷单元的平均酸度1.0)活化。将组氨酰胺和苄胺接枝到该活化的聚合物。获得的聚合物具有下列结构:
由下列修饰的酸官能团的比率:
-组氨酰胺是65%,
-苄胺是30%。
未修饰的酸的比率是5%。
实施例4:由组氨酸乙基酯和色氨酸乙基酯修饰的羧甲基葡聚糖的合成
在DMF中在N-甲基吗啉和氯甲酸异丁酯的存在下,在0℃,将羧甲基葡聚糖的酸官能团(每个糖苷单元的平均酸度1.0)活化。将组氨酸乙基酯和色氨酸乙基酯接枝到该活化的聚合物。所获得聚合物的特征在于由下列修饰的酸官能团的比率:
-70%的组氨酸乙基酯,
-30%的色氨酸乙基酯。
未修饰的酸的比率是零。
实施例5:由组氨酸乙基酯和色氨酸乙基酯修饰的羧甲基葡聚糖的合成
在DMF中在N-甲基吗啉和氯甲酸异丁酯的存在下,在0℃,将羧甲基葡聚糖的酸官能团(每个糖苷单元的平均酸度0.7)活化。将组氨酸乙基酯和色氨酸乙基酯接枝到该活化的聚合物。所获得聚合物的特征在于由下列修饰的酸官能团的比率:
-60%的组氨酸乙基酯,
-40%的色氨酸乙基酯。
未修饰的酸的比率是零。
实施例6:由组氨酸乙基酯和苄胺修饰的羧甲基葡聚糖的合成
在N-甲基吗啉和氯甲酸异丁酯的存在下,在DMF中,在0℃,将羧甲基葡聚糖的酸官能团(每个糖苷单元的平均酸度1.0)活化。将组氨酸乙基酯和苄胺接枝到该活化的聚合物。获得的聚合物具有下列结构:
由下列修饰的酸官能团的比率:
-组氨酸乙基酯是10%,
-苄胺是45%。
未修饰的酸的比率是45%。
实施例7:由组氨酸乙基酯和苄胺修饰的羧甲基葡聚糖的合成
在N-甲基吗啉和氯甲酸异丁酯的存在下,在DMF中,在0℃,将羧甲基葡聚糖的酸官能团(每个糖苷单元的平均酸度1.0)活化。将组氨酸乙基酯(相对于酸,0.2当量)和苄胺(相对于酸,0.45当量)接枝到该活化的聚合物。获得的聚合物具有下列结构:
由下列修饰的酸官能团的比率:
-组氨酸乙基酯是30%,
-苄胺是45%。
未修饰的酸的比率是25%。
实施例8:由苄胺修饰的羧甲基葡聚糖的合成
根据专利US 6 646 120制备聚合物。由苄胺修饰的酸官能团的比率是40%。
实施例9:作为pH函数的聚合物溶解度的研究
以上实施例(1至8)中描述的聚合物在酸性pH、小于6的pH溶解。在酸性pH下的聚合物溶液的状态描述在表的第二栏中。随后,将在酸性pH下的这些溶液分散在缓冲至中性pH(PBS缓冲液)的介质中。在中性pH下的溶液状态描述在表的第三栏中。
聚合物 | 双官能化的葡聚糖 | 在酸性pH下(<6) | 在中性pH下(pH=7.2) |
1-5 | 阳离子型 | 均相和流体 | 两相介质 |
6-7 | 阴离子型 | 均相和流体 | |
8 | 均相和流体 | 均相和流体 |
在实施例1至5所获得聚合物的情况下,在中性pH下两相共存,固化的聚合物和澄清的水溶液的相。在实施例6和7所获得聚合物的情况下,只有单相,其是聚合物的均相的和更稀的溶液。聚合物的不存在或咪唑环将聚合物的低官能化使得不可能在中性pH下固化。
实施例10:在ZnCl2的存在下固化的研究
将以上实施例(1至8)中描述的聚合物溶于水,在酸性pH下,聚合物1至5溶解,在中性pH下,聚合物6至8溶解。对于聚合物1至5,将ZnCl2加入到在酸性pH下的聚合物溶液中。ZnCl2数量是每2份咪唑为1份。将包含ZnCl2的聚合物1至5的酸性pH下的溶液分散在缓冲至中性pH(PBS缓冲液)的介质中。将聚合物6至8的中性pH下的溶液分散在包含ZnCl2的缓冲至中性pH(PBS缓冲液)的介质中。在ZnCl2的存在下,在中性pH下的聚合物溶液的状态描述在表的第三栏中。
聚合物 | 酸性pH(<6)+ZnCl2 | 在中性pH |
1-5 | 均相和流体 | 两相介质 |
6-7 | 两相介质 | |
8 | 均相和流体 |
通过锌与聚合物(在实施例1至5中获得的)的咪唑进行配位的物理交联,可以引起有效的、实际上增强的固化。在中性pH在锌离子的存在下,聚合物6和7沉淀,而在这些离子不存在的情况下,它们不沉淀。在实施例8中获得的聚合物,其在任何pH下都是可溶的,对过渡金属盐的存在不敏感。用咪唑环对聚合物的低官能化,使得可以通过ZnCl2在中性pH下固化。另一方面,没有用咪唑环对聚合物的官能化使得不可能通过ZnCl2在中性pH下固化。
实施例11:过渡金属盐在固体和溶液之间的分布的研究
为了能够证明实际上所有金属盐被捕集在聚合物相(其在生理学pH下已经固化)中,对氯化锌(II)的分布进行研究。该盐的溶液是无色的。将在酸性pH下溶解的实施例1中所获得的聚合物用相对于咪唑的半当量ZnCl2处理。溶液是均相和无色的。然后,将该溶液分散在缓冲至中性pH(PBS缓冲液)的介质中。瞬时形成的沉淀是白色的,上清液是澄清和无色的。分析后者的固体含量,证明在该相中不存在锌盐。这证明,在中性pH下,由聚合物形成的固体中定量捕集金属盐。在实施例8所获得聚合物的情况下,在中性pH下获得的均相溶液包含锌盐。
实施例12:在中性pH下蛋白质在由聚合物形成的固体中的螯合的研究
研究细胞色素C(红蛋白)在生理学pH下在聚合物相中的螯合。为此,制备酸性pH下的实施例1所获得聚合物的溶液(30mg/ml)。将细胞色素C以10mg/ml溶解。该蛋白质的溶液是红色的。将2mg蛋白质加入到30mg在酸性pH下溶解的实施例1所获得的聚合物中。溶液是均相和红色的。然后,将该溶液分散在缓冲至中性pH(PBS缓冲液)的介质中。瞬时形成的沉淀是红色的,而上清液是澄清和无色的。这证明,在中性pH下聚合物形成的固体中蛋白质的定量螯合。
对于其它聚合物,成功地重复该实验。另一方面,在实施例8所获得聚合物的情况下,中性pH下的溶液是红色的,并且不包含沉淀。
实施例13:在ZnCl2的存在下,在中性pH下蛋白质在聚合物形成的固体中的螯合的研究
在ZnCl2存在下,对在生理学pH下在固体中细胞色素C的螯合进行研究。为此,制备酸性pH下的实施例1所获得聚合物的溶液(30mg/ml)。将细胞色素C以10mg/ml溶解。该蛋白质的溶液是红色的。将ZnCl2以13.6mg/ml溶解。将2mg蛋白质和6.8mg ZnCl2加入到在酸性pH下溶解的实施例1所获得的30mg聚合物中。酸性溶液是均相和红色的。然后,将该溶液分散在缓冲至中性pH(PBS缓冲液)的介质中。瞬时形成的沉淀是红色的,而上清液是澄清和无色的。这证明在ZnCl2的存在下,在中性pH下,在聚合物形成的固体中蛋白质的定量螯合。
对于实施例1-7所获得的聚合物,成功地重复该实验。因此,金属盐可以使得形成固体,该固体借助于锌/咪唑配位的聚合物链的物理交联来捕集蛋白质。
实施例14:在ZnCl2的存在下,在中性pH下,PDGF-BB在聚合物形成的固体中的螯合的研究
在ZnCl2的存在下,在生理学pH下研究PDGF-BB在固体中的螯合。为此,在酸性pH下制备实施例1所获得的聚合物的溶液(20mg/ml)。在酸性pH下,将0.02mg PDGF-BB和6.5mg ZnCl2加入到100μl聚合物溶液中。酸性溶液是均相和澄清的。然后,将该溶液分散在缓冲至中性pH(10体积的30mM PBS缓冲液)的介质中。沉淀快速形成。将非均相介质离心之后利用ELISA定量测定存在于上清液中的PDGF-BB。上清液中的PDGF-BB的浓度小于0.2μg/ml,而它在不含聚合物的对照物中是2μg/ml。因此,在ZnCl2的存在下,在中性pH下在聚合物形成的固体中实际上定量螯合的蛋白质大于90%。
实施例15:实施例1所获得聚合物+BMP-2制剂
在pH5下,以50mg/ml的浓度制备实施例1所获得聚合物的1号溶液。在pH7下,以1mg/ml的浓度制备BMP-2的2号溶液。通过加入NaCl,将各溶液的同渗浓度调节至300mOsm。将这些溶液在4℃下储藏。在注射到患者的股骨颈之前一个小时,通过将0.9ml 1号溶液和0.1ml 2号溶液混合来制备3号溶液。该溶液是均相的,并且具有接近5的pH。
实施例16:实施例1所获得聚合物+ZnCl2+BMP-2制剂
通过加入ZnCl2,将实施例15中描述的1和2号溶液的同渗浓度进行调节。然后,根据实施例15所描述方式在使用的时候制备最终的3号溶液。
实施例17:实施例1所获得聚合物+BMP-2制剂
在使用时可以由实施例1所获得的冻干的聚合物和冻干的BMP-2来制备如实施例15所述的最终的3号溶液。通过加入NaCl,将最终溶液的同渗浓度调节至300mOsm。该聚合物具有缓冲能力,并且产生pH接近5的溶液。该最终溶液是澄清的。
实施例18:实施例1所获得聚合物+ZnCl2+BMP-2制剂
在使用时可以由实施例1所获得的冻干的聚合物和冻干的BMP-2来制备如实施例15所述的最终的3号溶液。在这种情况下,通过加入ZnCl2,将最终溶液的同渗浓度调节至300mOsm。该最终溶液是澄清的。
实施例19:实施例1所获得聚合物+BMP-2制剂
在使用时可以如下制备该制剂:在pH 5下,将0.1mg冻干的BMP-2溶解在1ml的45mg/ml的实施例1所获得聚合物的溶液中,并通过加入NaCl,调节至300mOsm。该最终溶液是澄清的。
实施例20:实施例1所获得聚合物+ZnCl2+BMP-2制剂
通过加入ZnCl2,将实施例17所述的45mg/ml且pH为5的实施例1所获得聚合物的溶液调节至300mOsm。在使用时将0.1mg冻干的BMP-2溶于1ml聚合物溶液中。该最终溶液也是澄清的。
实施例21:实施例1所获得聚合物+PDGF-BB制剂
该实例涉及是由实施例1所获得聚合物和PDGF-BB形成的制剂的制备。根据实施例15至20所述的六种方法之一来制备该制剂。该制剂每1ml溶液包含45mg聚合物和0.1mg PDGF-BB。该溶液是澄清的并且具有接近5的pH。
该制剂用于治疗糖尿病患者的足部溃疡。
实施例22:实施例1所获得聚合物+hGH制剂
该实例涉及由实施例1所获得聚合物和hGH形成的制剂的制备。根据实施例15至20所述的六种方法之一来制备该制剂。该制剂每1ml溶液包含45mg聚合物和5mg hGH。该溶液是澄清的且具有接近5的pH。
该制剂给患者每周注射一次。
Claims (34)
1.由至少一个咪唑基原子团Im和至少一个疏水基团Hy双官能化的葡聚糖和/或葡聚糖衍生物,所述原子团和所述基团各自是相同和/或不同的,且通过一个或多个连接臂R、Ri或Rh和官能团F、Fi或Fh接枝或键合到葡聚糖和/或葡聚糖衍生物,其特征在于,
·R表示连接臂,其由化学键或包含1至18个碳原子的链构成,所述链任选支化和/或不饱和的包含一个或多个杂原子,例如O、N和/或S,
当所述连接臂带有咪唑基原子团时,R表示Ri,且当所述连接臂带有疏水基团时,R表示Rh,Ri和Rh相同或不同,
·F表示选自下列的官能团:酯,硫酯,酰胺,碳酸酯,氨基甲酸酯,醚,硫醚或胺官能团,
当所述官能团带有咪唑基原子团时,F表示Fi,且当所述官能团带有疏水基团时,F表示Fh,Fi和Fh相同或不同,
·Im表示下式的咪唑基原子团,任选在碳之一上被C1至C4烷基(Alky)取代,
·Hy表示选自下列基团的疏水基团:
·直链或支化C8至C30烷基,任选不饱和的和/或包含一个或多个杂原子,例如O、N或S,
·直链或支化C8至C30烷基芳基或芳基烷基,任选不饱和的和/或任选包含杂原子,
·C8至C30多环,任选不饱和的,
当所述葡聚糖和/或葡聚糖衍生物为溶液时其是两亲的。
2.根据权利要求1的葡聚糖和/或葡聚糖衍生物,其特征在于,所述的葡聚糖衍生物选自羧基化衍生物。
3.根据权利要求2的葡聚糖和/或葡聚糖衍生物,其特征在于,葡聚糖的羧基化衍生物选自羧甲基葡聚糖和琥珀酸酐与葡聚糖之间的反应产物。
6.根据前述权利要求任一项的葡聚糖和/或葡聚糖衍生物,其特征在于,当Ri基团不是键时,其选自下列基团:
R2选自包含1至18个碳原子的烷基原子团。
7.根据前述权利要求任一项的葡聚糖和/或葡聚糖衍生物,其特征在于,Ri基团是键。
8.根据前述权利要求任一项的葡聚糖和/或葡聚糖衍生物,其特征在于,当Rh基团不是键时,其选自下列基团:
9.根据前述权利要求任一项的葡聚糖和/或葡聚糖衍生物,其特征在于,Rh基团是键。
11.根据权利要求1至4或6至8任一项的葡聚糖和/或葡聚糖衍生物,其特征在于,咪唑-Ri基团选自组氨酸酯,组氨醇,组氨酰胺或组胺。
12.根据前述权利要求任一项的葡聚糖和/或葡聚糖衍生物,其特征在于,Hy选自脂肪酸,脂肪醇,脂肪胺,胆固醇衍生物,包括胆酸,酚类,包括α-生育酚,和疏水氨基酸。
13.药物组合物,其包含根据权利要求1-12任一项的多糖之一和至少一种活性成分。
14.药物组合物,其包含根据权利要求1-13任一项的多糖的任一种和过渡金属盐。
15.根据权利要求14的药物组合物,其特征在于,过渡金属选自锌、铁、铜和钴。
16.根据权利要求13至16任一项的药物组合物,其特征在于,在小于6.5的pH下,其以在水中的均相溶液或悬浮液形式提供。
17.根据权利要求16的药物组合物,其特征在于,均相溶液和/或悬浮液由胶束和/或纳米颗粒构成。
18.根据权利要求13至15任一项的药物组合物,其特征在于,在接近生理学pH的pH下,其以在水中的微粒悬浮液形式提供。
19.根据权利要求13至18任一项的药物组合物,其特征在于,其可以静脉内、肌肉内、骨内、皮下、透皮或眼部给药。
20.根据权利要求13至18任一项的药物组合物,其特征在于,其可以口服、鼻部、阴道或颊部给药。
21.根据权利要求13至15任一项的药物组合物,其特征在于,其以固态形式提供。
22.根据权利要求21的药物组合物,其特征在于,其是通过在大于6的pH下的pH控制的固化而获得的。
23.根据权利要求21的药物组合物,其特征在于,其在注射部位进行物理交联。
24.根据权利要求21的药物组合物,其特征在于,其可使得在注射部位保持活性成分。
25.根据权利要求21的药物组合物,其特征在于,它是通过干燥和/或冷冻干燥获得的。
26.根据权利要求21至23之一的药物组合物,其特征在于,其可以以可植入生物材料的支架、膜或“涂层形式”、植入物、凝胶或乳膏形式给药。
27.根据权利要求13至24之一的药物组合物,其特征在于,活性成分选自蛋白质、糖蛋白、肽和非肽治疗分子。
28.根据权利要求25的药物组合物,其特征在于,蛋白质或糖蛋白选自生长因子,例如转化生长因子-β(TGF-β)的超家族的成员,例如骨成型蛋白(BMP),血小板衍生生长因子(PDGF),胰岛素生长因子(IGF),神经生长因子(NGF),血管内皮生长因子(VEGF),成纤维细胞生长因子(FGF),表皮生长因子(EGF),白细胞介素(IL)或干扰素(IFN)类型的细胞因子。
29.根据权利要求27的药物组合物,其特征在于,活性成分选自肽,该肽选自亮丙瑞林或甲状旁腺激素PTH的短序列。
30.根据权利要求27的药物组合物,其特征在于,活性成分选自非肽治疗分子,例如抗癌剂,例如紫杉醇或顺铂。
31.根据权利要求27的药物组合物,其特征在于,活性成分选自胰岛素或生长激素hGH。
32.用于神经组织再生的治疗方法或用于神经组织再生的药物的配制方法,其特征在于,该方法包括使用根据权利要求1至12任一项的葡聚糖和/或葡聚糖衍生物、和/或根据权利要求13至31任一项的组合物。
33.用于心血管组织再生的治疗方法或用于心血管组织再生的药物的配制方法,其特征在于,该方法包括使用根据权利要求11至12任一项的葡聚糖和/或葡聚糖衍生物、和/或根据权利要求13至31任一项的组合物。
34.根据权利要求1至31任一项的葡聚糖和/或葡聚糖衍生物和/或组合物在用于皮肤组织再生的治疗或用于皮肤组织再生的药物的配制中的用途。
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