具体实施方式
参照附图(展示了典型实施例),在下文中将对典型实施例进行详细的描述。但是,可以很多不同的方式实施本发明,不应该理解为被下述典型实施例限制。当然这些典型实施例是为了使本发明清楚和完整,并将本发明的保护范围充分传达给本领域技术人员。在说明书中,为避免模糊本发明实施例,可能省略了已知的特征或技术。
此处使用的术语是仅仅是为了描述特定的实施例,而不是为了限定本发明的范围。此处所使用的单数形式“一…”是为了也包括复数形式,除非清楚指定的除外。此外,使用的术语“一..”不表示对数量的限定,而是表示至少有一个参考项目。术语“第一”、“第二”及其类似词语不是暗示任何特定顺序,而是用于区分单个元件。此外,术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序或重要性,而是用于将一个元件与其他元件区分开。还应该理解术语“包括”、“包含”当用于说明书中时,表明包括指定的特征、区域、整数、步骤、操作、要素、和/或成分,但是并不排除存在或添加一种或多种其他特征、区域、整数、步骤、操作、要素、成分、和/或其组合。
除非有详细说明,此处使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。还应该理解的是,像这些通常在字典里定义的术语,应该解释为具有与相关技术和本发明上下文相一致的含义,除非在此处有清楚的定义,否则不可将术语解释为理想化或过于正式的含义。
根据一个实施例,冻干制剂的药物组合物包括多嵌段共聚物,在该多嵌段共聚物中,两个或多个ABA型三嵌段通过可生物降解二羧基键共价连接,其中A代表聚环氧乙烷(PEO) 嵌段,B代表聚环氧丙烷(PPO) 嵌段、聚环氧丁烷(PBO)嵌段或环氧丙烷和环氧丁烷的共聚物(PPOBO)嵌段,在成为冻干制剂之前,所述多嵌段共聚物占溶液总重的1- 7wt %。
所述多嵌段共聚物为可生物降解的,由于其在水溶液中水解,所以很难在水溶液状态长期储存该多嵌段共聚物。为了解决该问题,可将所述多嵌段共聚物冻干,以延长所述储存期。之后,通过加入水溶液,使所述冻干的多嵌段共聚物复原,以供使用。为便于使用,需要短的复原时间。
当将所述多嵌段共聚物冻干时,所述多嵌段共聚物的复原时间随特定的冻干方法而不同。发明人发现在冻干之前当所述共聚物在溶液中的浓度增加时,所述复原时间突然增加,且通过改变冻干方法可减少所述复原时间。所以,本发明涉及使用根据温度发生相变的聚合物来减少所述冻干制剂的复原时间。在成为冻干制剂之前,所述多嵌段共聚物占溶液总重的1-7wt %,特别是2-5wt%。因此,包括所述多嵌段共聚物的冻干制剂可在非常短的时间内,如5分钟至1小时,特别是5分钟至30分钟,更特别是5分钟至15分钟,复原为浓度为4 -25 wt%的水溶液。
这里所使用的术语定义如下。
术语“多嵌段”共聚物指的是一种共聚物,在该共聚物中PEO嵌段连接至PPO嵌段、PBO嵌段或环氧丙烷与环氧丁烷的共聚物(PPOBO),然后PPO嵌段、PBO嵌段或环氧丙烷与环氧丁烷的共聚物(PPOBO)反过来又连接至PEO嵌段,并且最终形成的PEO-PPO (或PBO或PPOBO)-PEO嵌段通过可生物降解的二羧基键连接起来。环氧丙烷与环氧丁烷的共聚物(PPOBO)可为嵌段共聚物或无规共聚物。
术语“二羧基键”指的是由在一个分子中具有两个羧基的二羧酸,如草酸、丙二酸、丁二酸、己二酸等与PEO-PPO或 PBO或PPOBO-PEO嵌段的端羟基发生反应生成的酯键。所述二羧基键可由烷基二羧酸提供,烷基二羧酸选自:草酸、丙二酸、羟基丁二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸和十二烷酸。所述二羧基键也可由不饱和二羧酸提供,如富马酸或马来酸,或由芳基二羧酸提供,如邻苯二甲酸或对苯二甲酸。
术语“可生物降解”指的是当材料被给药至体内后,该材料可水解或酶降解,从而被吸收或安全的排出体外的性能。
术语“泊洛沙姆(poloxamer)”指的是由中心的疏水嵌段PPO通过醚键与两个亲水嵌段PEO相连组成的三嵌段PEO-PPO-PEO共聚物,所述共聚物重均分子量的范围为1,000至20,000,并且两个端基都为羟基。特别的,该三嵌段共聚物包括市售的化合物泊洛沙姆188(Pluronic® F68)和泊洛沙姆407(Pluronic® F127)。
术语“多嵌段泊洛沙姆”指的是两个或多个“泊洛沙姆”通过“二羧基键”连接起来形成的聚合物,且该聚合物的重均分子量为40,000或更高。
术语“溶胶-凝胶相转变”指的是一种现象,在低于转变温度时,材料展现出溶胶状态,当高于转变温度时,材料变成凝胶,并且如果温度又低于转变温度时,材料重新变为溶胶状态。临界温度取决于聚合物的类型、聚合物水溶液的浓度、是否存在盐、质子浓度等等。所述转变温度范围为5-37 ºC,特别是25-35 ºC。
术语“冻干法”指的是一种干燥操作,即在低于0 ºC的温度下冷冻溶解于水中的材料,然后使用真空泵降低周围压力,使材料中的冷冻水升华。
根据一个实施例,所述多嵌段共聚物可通过化学式1表示:
化学式
1
其中
PEO代表聚环氧乙烷嵌段,
Y为PPO或PBO或PPOBO,其中PPO代表聚环氧丙烷嵌段,PBO代表聚环氧丁烷嵌段、PPOBO代表环氧丙烷与环氧丁烷共聚物的嵌段,
X代表H或阴离子,
n代表1-100的整数
R代表-(CH2)m-或具有m’个碳原子的芳基,
m代表0-20的整数,
m’代表6-12的整数,
M代表H或阳离子,附带条件是M和X不能同时为H,当X为H时,则M不存在。
X可为选自-SO3-、-PO32- 和 -C(=O)-R-C(=O)-O-的阴离子,M可为选自Li、Na、K、Ag、Au、Ca、Mg、Zn、Fe、Cu、Co和Ni的阳离子。
根据另一个实施例,所述多嵌段共聚物可具有的重均分子量范围为40,000-1,000,000,特别为40,000-500,000,更特别为80,000-130,000。
根据一个实施例,所述多嵌段共聚物的合成如下。首先,将0.5至1.0摩尔当量的二氯二羧酸缓慢的、超过6小时的时间内加入基于端羟基PEO-PPO (或PBO或PPOBO)-PEO的PEO-PPO (或 PBO 或PPOBO)-PEO中。 反应12小时后,将0.1摩尔当量的PEO-PPO (或 PBO 或PPOBO)-PEO加入上述反应液,并继续反应2小时以上。从而根据合成的多嵌段共聚物在乙醚溶剂中沉淀,在甲醇中溶解来分离该聚合物。为了分离该聚合物,将乙醚缓慢加入,得到体积比为1/1至1/20的甲醇/乙醚混合液。然后,两个末端具有羟基的多嵌段共聚物被沉淀得到。公开号为2007-042159的韩国专利公开了更详细的合成方法,此处作为参考引用全部。
所述多嵌段共聚物水溶液在低温(10℃或更低)下展现为可流动液体,在高于临界温度时转变为凝胶。通过使用普通注射器将所述液态多嵌段共聚物水溶液给药至人体。当将所述聚合物给药至人体后,由于体温,该聚合物转变为固相。因此,通过减少所述多嵌段共聚物水溶液中的活性成分,如蛋白质,可获得该成分的缓释效果,因为该成分在固相多嵌段共聚物中受到限制。
因此,本发明冻干制剂还可包括所述多嵌段共聚物所输送的活性成分。该活性成分可以是但不限于具有药理作用的生物活性剂。在一个实施例中,所述活性成分可为蛋白质或肽。例如,它可为选自生长激素(GH)、干扰素(IFN)、粒细胞集落刺激因子(G-CSF)、粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)、红细胞生成素 (EPO)、白介素 (IL)、成纤维细胞生长因子、卵泡刺激素(FSH)、神经生长因子(NGF)、奥曲肽、胰岛素、胰岛素样生长因子(IGF)、降血钙素、肿瘤坏死因子(TNF)、血管内皮生长因子(VEGF)、表皮生长因子(EGF)、血小板衍生生长因子(PDGF)、骨形态发生蛋白(BMP)、组织纤溶酶原激活物(TPA)、促血小板生成素(TPO)、组织生长因子(TGF)以及艾塞那肽中的一种或多种。所述蛋白质或肽可为天然的、合成的、原生的、糖化的、或经聚合物如PEG或生物活性片段及类似物改性的。在一个实施例中,所述活性成分占所述冻干制剂总重量的1-50 wt%。
所述冻干制剂的组合物还可包括药用辅料,如防腐剂、稳定剂、润湿剂、用于改变渗透压的盐,和/或缓冲剂。还可包括其他治疗活性材料。
在一个实施例中,所述组合物还包括一种或多种缓冲剂,该缓冲剂选自醋酸盐、柠檬酸盐、甘氨酸盐、磷酸盐和碳酸盐。蛋白质药物或肽类药物对制剂组合物是敏感的,特别是对pH值敏感,并且结构有可能变化,或者活性降低。因此,当制备多嵌段共聚物溶液时,用缓冲剂代替纯水,将提高制剂的稳定性。
在另一个实施例中,该组合物还可包括一种或多种可生物降解的材料,该可生物降解的材料选自胶原、明胶、葡聚糖、糊精、透明质酸、壳聚糖。将所述可生物降解的材料添加到多嵌段共聚物水溶液中使得在所述冻干制剂给药至人体后,能够缓释蛋白质或肽。
在一个实施例中,所述冻干制剂的组合物还可包括冻干辅助剂。该冻干辅助剂可为糖、糖醇、以及二者混合物。该糖可选自以下至少一种:乳糖、麦芽糖、蔗糖、海藻糖或上述混合物。该糖醇选自以下至少一种:甘露醇、山梨醇、麦芽糖醇、木糖醇、乳糖醇及上述混合物。在另一个实施例中,所述冻干辅助剂占所述冻干制剂总重量的1-50 wt%,特别是1-30 wt%。
本发明提供一种制备包括多嵌段共聚物冻干制剂的药物组合物的方法。在一个实施例中,制备所述组合物的方法包括以下步骤:
(a)将多嵌段共聚物溶解在溶剂中,以获得高聚物溶液,所述多嵌段共聚物占最终溶液总重量的1-7 wt%,特别是2-5 wt%
(b)冻干由(a)制备的溶液。
在一个实施例中,制备所述药物组合物的方法还可包括在步骤(a)中当溶解所述聚合物时,加入蛋白质或肽。
在一个实施例中,能够缓释活性成分且使用注射器更容易给药时,所述多嵌段共聚物水溶液的浓度约为4-25wt%。但是,如果具有该浓度的水溶液被冻干,则需要非常长的时间复原。
也就是说,根据所述多嵌段共聚物水溶液在冻干前的浓度,冻干制剂的复原时间有很大不同。为了减少该复原时间,应该确保足够的空间,以使水渗透到所述冻干制剂中。另外,需要降低溶解的多嵌段共聚物与水接触的表面的粘度。在本发明中,所述多嵌段共聚物水溶液在被冻干前的浓度被控制,从而在复原时降低所述粘度。该浓度控制也允许较大的冻干块层孔隙。
根据本发明,所述多嵌段共聚物水溶液在冻干前的浓度为1- 7wt%,特别是2 wt%-5 wt%。如果所述多嵌段共聚物的浓度超过7wt%,当加入水复原所述冻干多嵌段共聚物时,该被溶解的多嵌段共聚物在与水接触的表面将变成粘性液体。该粘性液体阻止水渗透入其下面的块层。最终,可能增加所述多嵌段共聚物的复原时间。另一方面,如果所述多嵌段共聚物的浓度低于1wt%,所述复原时间也可能增加。如果所述多嵌段共聚物的浓度低于1 wt%,所述冻干的多嵌段共聚物变成多孔块层。由于在冻干时形成的孔隙,仅仅部分所述聚合物与水接触,剩余部分聚合物不能与水接触。最终,所述多嵌段共聚物不溶解,或复原时间可能显著增加。
在一个实施例中,所述冻干制剂可在用于注射的蒸馏水、5%的葡萄糖溶液、生理盐水或其类似物中复原至浓度为4-25 wt%,特别是7-13 wt%,以用于给药至人体。如果所述多嵌段共聚物的复原浓度超过25 wt%,将很难复原该聚合物并用注射器注射该聚合物溶液。另一方面,如果该复原浓度低于4 wt%,凝胶不会形成带有聚合物的制剂。
实施例
现在将描述实施例和实验。下面的实施例和实验是为了解释本发明,而不是限制本发明的范围。
制备实施例
1
:使用琥珀酰氯合成包括泊洛沙姆
407
的多嵌段共聚物
将10g泊洛沙姆407 (Pluronic® F127, BASF,
分子量: 12,500 , PEO:PPO =
101:56)加入至100ml的L颈圆底烧瓶中。在120 ºC下的油浴中加热2小时,在减压条件下除去聚合物中的水。在恢复压力之后,在通入氮气的同时将100ml的乙腈加入烧瓶,反应温度保持在100 ºC。所述反应烧瓶中安装有Dean-Stark装置和冷凝器。使用Dean-Stark装置将20ml的乙腈蒸馏出。在完全去除水之后,向Dean-Stark装置的储存器中加入1摩尔当量的琥珀酰氯。反应24小时后,为了用羧基取代产物泊洛沙姆低聚物的端基,再向Dean-Stark装置的储存器中加入96 ul的琥珀酰氯。这样,将合成的泊洛沙姆低聚物在1L乙醚沉淀出,并过滤得到产物(8.2 g)。将所得到的产物重新溶于16ml的甲醇,在乙醚中沉淀,并通过过滤提纯。重复上述过程两次,然后将产物真空干燥。得到具有窄的分子量分布的泊洛沙姆低聚物(5.7 g)。
GPC测试揭示了产物多嵌段共聚物具有的重均分子量为90,700,1H-NMR确认了其合成(如图1)。
对比实施例
1
将制备实施例1制备的所述多嵌段共聚物在7-15 wt%的浓度下溶解在蒸馏水中,并在-20ºC温度下冻干。将蒸馏水加入每个冻干多嵌段共聚物,从而使所述多嵌段共聚物的浓度与被冻干前的浓度一样。然后,测定完全溶解的时间。结果如表1所示。
表
1
冻干前聚合物溶液的浓度(wt%) |
复原后聚合物的浓度(wt%) |
溶解时间 |
15 |
15 |
6小时 |
13 |
13 |
3小时45分 |
11 |
11 |
3小时 |
9 |
9 |
1小时40分 |
7 |
7 |
35分 |
如表1所示,当所述多嵌段共聚物水溶液在被冻干前的浓度增加时,其溶解时间迅速增加。如果多嵌段共聚物水溶液的浓度为15%,需要非常长的时间才能使所述聚合物完全溶解。
对比实施例
2
将制备实施例1制备的所述多嵌段共聚物在浓度为7-12 wt%下溶解在PH5.0,0.1摩尔的醋酸缓冲液中,并冻干。将不同量的蒸馏水加入所述冻干多嵌段共聚物。然后,测定完全溶解的时间。结果如表2所示。
表
2
冻干前聚合物溶液的浓度(wt%) |
复原后聚合物的浓度(wt%) |
溶解时间 |
12 |
12 |
5小时15分 |
11 |
11 |
4小时 |
9 |
9 |
2小时 |
7 |
7 |
45分 |
如表1和2所示,当使用醋酸缓冲液进行冻干时,所述溶解时间相对增加。
对比实施例
3
将透明质酸加入浓度为7~12 wt%的多嵌段共聚物水溶液中,其中透明质酸占制备实施例1制备的聚合物的1 wt%,随后将最终的溶液冻干。将不同量的蒸馏水加入所述冻干多嵌段共聚物。然后,测定完全溶解的时间。结果如表3所示。
表
3
冻干前聚合物溶液的浓度(wt%) |
复原后聚合物的浓度(wt%) |
溶解时间 |
12 |
12 |
5小时30分 |
11 |
11 |
4小时35分 |
9 |
9 |
2小时40分 |
7 |
7 |
55分 |
如表1和3所示,当将透明质酸加入所述多嵌段泊洛沙姆,溶解时间相对增加。