CN104010626A - 眼病症的预防和治疗 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于治疗、预防和/或诊断眼病症的包含水凝胶连接的前体药物的药物组合物和包含所述药物组合物的眼用装置。

Description

眼病症的预防和治疗
失明的主要原因在于无能力将药物或治疗剂导入眼和将这些药物或活性剂以治疗有效浓度维持在其中达必需的持续时间。全身性施用可能不是理想的解决方式，因为达到有效的眼内浓度通常需要不可接受的高水平的全身给药，其中药物的不可接受的副作用的发生率增加。在许多情况中，简单的眼滴注或涂敷不是可接受的替代选择，因为药物可能由于眼泪的作用被快速地洗掉或者从眼内进入全身循环而耗尽。
因此，在眼科领域中有广泛的共识，即通过为眼提供延长的治疗剂递送、同时将与患者对所开据的治疗药物方案的依从性相关的问题减少至最低限度控制释放药物递送系统会有利于患者护理和眼健康。尽管存在各种药物递送方法，但是局部滴眼剂治疗受限于吸收差、需要在数天至数年的期间内频繁和/或长期给药、房水快速更新、泪膜的产生和运动，这可能在完成治疗或递送适当剂量之前很长时间就有效地除去了治疗剂。
该问题的解决方案是提供递送装置，其可以被植入眼，使得受控量的所需药物能历经几天或几周乃至几个月的期限被恒定地释放。一些这类装置已经在现有技术中有报道。例如，参见美国专利US4,853,224，其公开了用于导入眼的前部或后部的用于治疗眼病的生物相容性植入物。美国专利US5,164,188公开了通过将包含所关注的药物的生物可降解的植入物导入眼的脉络膜上空间或睫状环来治疗眼病的方法。还参见美国专利US5,824,072、5,476,511、4,997,652、4,959,217、4,668,506和4,144,317。然而，期望避免眼手术，所以植入物不一定是用于药物递送的理想工具。
玻璃体内注射常用于将治疗剂递送至眼，特别是递送至眼的玻璃体液以治疗眼科疾患例如年龄相关性黄斑变性(AMD)、糖尿病性黄斑水肿(diabetic macular edema,DME)、炎症等。玻璃体内注射通常是特别合乎需要的，因为相对于其它递送机制例如局部递送而言，它们能向眼的靶部位(例如视网膜)提供增强的生物利用度。
尽管总体而言提供了合乎需要的形式的药物递送，但是玻璃体内注射也具有缺陷并且可能出现各种不同的并发症。例如，玻璃体内注射可导致将不希望的高浓度的治疗剂递送至靶部位或其它部位，特别是当治疗剂溶解度较好时。
除了上述情况外，通过玻璃体内注射递送的治疗剂还可能缺乏作用持续性，因为所述治疗剂通常在注射后迅速分散在眼内。这类持续性的缺乏是特别不希望的，因为它可能使得更高的注射频率成为必要。
鉴于上述情况，需要提供至少部分克服这些缺陷的施用形式。
使用用于预防、诊断和/或治疗眼病症的水凝胶连接的前体药物和/或包含水凝胶连接的前体药物的药物组合物实现了该目的。
优选预防和/或治疗眼病症。
本发明还涉及预防和/或治疗眼疾病的方法，其中所述方法包括给有需要的患者施用治疗有效量的本发明的水凝胶连接的前体药物或药物组合物的步骤。
在另一个实施方案中，本发明涉及水凝胶连接的前体药物和/或包含水凝胶连接的前体药物的药物组合物，其用于眼内注射。优选地，所述眼内注射是玻璃体内注射入玻璃体。
在另一个实施方案中，本发明涉及水凝胶连接的前体药物和/或包含水凝胶连接的前体药物的药物组合物，其用于预防、诊断和/或治疗眼病症中的眼内注射。优选地，所述眼内注射是玻璃体内注射入玻璃体。
现在已经令人意外地发现，水凝胶连接的前体药物提供了长效贮库(long-lasting depot)，其有益于预防、诊断和/或治疗眼病症。这类水凝胶连接的前体药物是载体连接的前体药物，其中所述载体是水凝胶，并且生物学活性构件(moiety)通过可逆前体药物连接基(linker)与其连接，且该生物学活性构件以药物的形式从载体连接的前体药物中被释放。
由于药物历经延长的时间期限以治疗有效浓度被释放，避免了药物的过高浓度。单次眼内注射还比眼用植入物所需的外科手术具有更小的侵害性。
在本发明内，使用了具有如下含义的术语。
本文所用的“眼病症”是影响或牵连眼或眼的部分或区域之一的疾病、病患或病症。广义地说，眼包括眼球以及构成眼球的组织和流体、眼周肌肉(例如斜肌和直肌)和视神经的在眼球内或与眼球相邻的部分。
术语“药物”、“生物学活性分子”、“生物学活性构件”、“生物学活性剂”、“活性剂”、“活性物质”等意指能影响生物有机体的任意物理或生化性质的任意物质，所述生物有机体包括但不限于病毒、细菌、真菌、植物、动物和人。特定地，如本文所用的那样，这些术语包括用于诊断、治愈、缓解、治疗或预防生物体、特别是人或其它动物的疾病、或者增强生物体、特别是人或动物的身体或精神健康的任意物质。
“生物学活性构件D”意指生物学活性构件-可逆前体药物连接基轭合物部分或者生物学活性构件-可逆前体药物连接基-载体轭合物部分，其在裂解后产生已知生物活性的药物D-H。特定地，所述药物D-H适合用于治疗、诊断和/或预防至少一种生物体、特别是人的至少一种眼病症。根据本发明，所述的生物学活性构件-可逆前体药物连接基-载体轭合物是水凝胶连接的前体药物。
“含胺的生物学活性构件”或“含羟基的生物学活性构件”意指生物学活性构件-可逆前体药物连接基轭合物部分(构件或片段)或(已知)生物活性的生物学活性构件-可逆前体药物连接基-载体轭合物(活性剂)部分，并且该药物部分分别包含至少一个胺或羟基。
因此，本文所用的术语“构件”意指分子的一部分，与相应的试剂相比其缺少一个或多个原子。例如，如果式“H-X-H”的试剂与另一种试剂反应，变成反应产物的一部分，则反应产物的相应构件具有结构“H–X–”或“–X–”，而每个“–”表示与另一构件连接。因此，生物学活性构件以药物形式从前体药物中被释放。
此外，下一级术语“含芳族胺的”意指各生物学活性构件D和类似地相应的药物D-H含有至少一个被至少一个氨基取代的芳族片段。下一级术语“含脂肪族胺的”意指各生物学活性构件D和类似地相应的药物D-H含有至少一个被至少一个氨基取代的脂肪族片段。在没有进一步说明的情况下，术语“含胺的”被概括使用，是指含脂肪族和芳族胺的构件。
下一级术语“含芳族羟基的”意指各构件D和类似地相应的药物D-H含有至少一个被至少一个羟基取代的芳族片段。下一级术语“含脂肪族羟基的”意指各构件D和类似地相应的药物D-H的羟基与脂肪族片段连接。在没有进一步说明的情况下，术语“含羟基的”被概括使用，是指含脂肪族和芳族羟基的构件。
“药物组合物”或“组合物”意指含有一种或多种前体药物并且任选含有一种或多种赋形剂的组合物，以及由任意赋形剂和/或前体药物的组合、复合或聚集或者由任意赋形剂和/或前体药物的解离或者由任意赋形剂和/或前体药物的其它类型的反应或相互作用直接或间接产生的任意产物。因此，本发明的药物组合物包括可通过将本发明的水凝胶连接的前体药物与药学上可接受的赋形剂混合得到的任意组合物。
术语“赋形剂”是指水凝胶连接的前体药物与其一起被施用的稀释剂、佐剂或媒介物。这类药物赋形剂可以是无菌液体，例如水和油，包括石油、动物或合成来源的那些，包括但不限于花生油、豆油、矿物油、芝麻油等。当药物组合物口服施用时，水是优选的赋形剂。当药物组合物静脉内施用时，盐水和右旋糖水溶液是优选的赋形剂。盐水溶液和右旋糖水溶液和甘油溶液优选用作注射溶液的液体赋形剂。适合的药物赋形剂包括淀粉、葡萄糖、乳糖、蔗糖、甘露醇、海藻糖、明胶、麦芽、稻、面粉、白垩、硅胶、硬脂酸钠、单硬脂酸甘油酯、滑石粉、氯化钠、脱脂奶粉、甘油、丙二醇、乙二醇、水、乙醇等。如果需要，组合物还可以含有少量湿润剂或乳化剂、pH缓冲剂等，例如乙酸盐、琥珀酸盐、tris、碳酸盐、磷酸盐、HEPES(4-(2-羟基乙基)-1-哌嗪乙磺酸)、MES(2-(N-吗啉代)乙磺酸)，或者可以含有洗涤剂，如吐温、泊洛沙姆、泊洛沙胺(poloxamine)、CHAPS、Igepal或氨基酸等，例如甘氨酸、赖氨酸或组氨酸。这些组合物可以采用溶液、混悬剂、乳剂、片剂、丸剂、胶囊、散剂、缓释制剂等形式。可以使用传统的粘合剂和赋形剂例如甘油三酯将组合物配制成栓剂。口服制剂可以包含标准赋形剂例如药用级甘露醇、乳糖、淀粉、硬脂酸镁、糖精钠、纤维素、碳酸镁等。这类组合物含有诊断和/或治疗有效量的水凝胶连接的前体药物(其优选是纯化形式的)以及适量的赋形剂，以提供适合施用于患者的形式。制剂应与施用方式相称。
术语“眼内注射”是指注射入房水(前房或后房)、玻璃体或晶状体。
为了提高药物在体内的物理化学或药动学性质，可以使所述药物与载体缀合。如果药物与载体和/或连接基暂时结合，如在本发明的用于预防、诊断和/或治疗眼病症的药物组合物中所包含的水凝胶连接的前体药物中中那样，则这类系统通常被称为“载体连接的前体药物”。根据IUPAC所提供的定义(如2011年3月7日可获得的http://www.chem.qmul.ac.uk/iupac/medchem/ah.html中所给出的那样)，载体连接的前体药物是含有给定活性物质与暂时的载体基团的临时键合的前体药物，其产生改善的物理化学或药动学性质，能在体内被容易地除去，通常通过水解裂解被除去。换言之，载体连接的前体药物包含三种组分，即生物学活性构件，其可逆前体药物连接基构件连接，该可逆前体药物构件与载体连接。生物学活性构件和可逆前体药物连接基之间的键合是可逆的，而可逆前体药物连接基与载体之间的键合优选是稳定的键合。应当理解的是水凝胶连接的前体药物是载体连接的前体药物，其中所述载体是水凝胶。
术语“前体构件(promoiety)”是指不是药物的前体药物部分，由此意指连接基和载体和/或任意任选的间隔基构件。
术语“水解可降解的”、“生物可降解的”、“可自动裂解的”、“可自我裂解的”、“可逆”或“暂时”是指在生理条件(pH7.4、37℃的水性缓冲液)下非酶促水解可降解的或可裂解的、半衰期为1小时－9个月的键和键合，包括但不限于乌头酰基(aconityl)、缩醛、酰胺、羧酸酐、酯、亚胺、腙、马来酸酰胺、原酸酯、磷酰胺、磷酸酯、磷酸硅烷基酯(phosphosilyl ester)、硅烷基酯、磺酸酯、芳族氨基甲酸酯、氨基甲酸酯、磺酰胺、N-乙酰基磺酰胺、硫代氨基甲酸酯及其组合等。优选的在生理条件(pH7.4、37℃的水性缓冲液)下非酶促水解可降解的或可裂解的、半衰期为1小时－9个月的键和键合选自乌头酰基、缩醛、酰胺、羧酸酐、酯、亚胺、腙、马来酸酰胺、原酸酯、磷酰胺、磷酸酯、磷酸硅烷基酯、硅烷基酯、磺酸酯、芳族氨基甲酸酯及其组合。另一方面，稳定的或持久的键合典型地是非可裂解的持久键，意指它们在生理条件(pH7.4、37℃的水性缓冲液)下具有至少12个月的半衰期。
“无痕前体药物连接基”是指药物以其游离形式从其中被释放的前体药物连接基，意指从前体构件中释放后药物不含有任何前体构件的痕迹。
药物的“游离形式”是指未修饰的、药理学活性形式的药物，例如从无痕前体药物连接基中释放后的药物。
术语“水凝胶”是指能吸收大量水的三维的、亲水性或两亲性的聚合物网状结构，其在水性介质中导致水凝胶溶胀。该网状结构由均聚物或共聚物构成，由于共价的化学或物理(离子型的、疏水性相互作用、缠绕)交联的存在而不溶。所述交联提供了网状结构和物理完整性。
术语“聚合物”描述了包含以直链、环状、支链、交联或树状方式或其组合通过化学键连接的重复结构单元的分子，其可以具有合成来源或生物来源或这二者的组合。典型地，聚合物具有至少500Da的分子量。应当理解的是，当聚合物是多肽时，则该多肽的各个氨基酸可以是相同的或者可以是不同的。
术语“聚合物的”或“聚合的”是指包含至少一种聚合物的构件。
应当理解的是，包含一种或多种聚合物的所有试剂和构件是指已知在分子量、链长或聚合度、或者官能团和化学官能团的数量方面表现出变化的大分子实体。因此，对骨架试剂、骨架构件、交联剂试剂、交联剂构件或其它构件和试剂所给出的结构和所给定的分子量仅是代表性实例。
术语“基于聚(乙二醇)的聚合物链”或“基于PEG的链”是指包含乙二醇单体的低聚物或聚合物分子链。
术语“基于PEG的”在本文中应理解为意指本发明的水凝胶中PEG链的质量比是本发明的水凝胶的总重的至少10%重量、优选至少20%重量、甚至更优选至少25%重量。其余部分可以由其它聚合物构成。
如果在提及交联剂试剂或交联剂时使用术语“基于聚(乙二醇)的聚合物链”，则它是指包含至少20%重量的乙二醇构件的交联剂构件或链。
短语“结合形式的”、“与…..连接”和“构件”是指作为分子的组成部分的亚结构。短语“结合形式的”或“与……连接”用于通过命名或举出本领域公知的试剂、原料或推定的原料来简化对构件或官能团或化学官能团的提及，由此“结合形式的”和“与……连接”意指例如试剂或原料中存在的一个或多个氢基(–H)或一个或多个活化基团或保护基团在作为分子的组成部分的构件中不存在。
本文所用的术语“不能混溶的”意指这样属性，其中两种物质不能合并形成均相的混合物。
术语“化学官能团”是指羧酸及其活化的衍生物、氨基、马来酰亚胺、硫醇及其衍生物、磺酸及其衍生物、碳酸酯或盐及其衍生物、氨基甲酸酯或盐及其衍生物、羟基、醛、酮、肼、异氰酸酯或盐、异硫氰酸酯或盐、磷酸及其衍生物、膦酸及其衍生物、卤代乙酰基、烷基卤化物、丙烯酰基和其它α-β不饱和michael受体、芳基化试剂如芳基氟化物、羟胺、二硫化物如吡啶基二硫化物、乙烯基砜、乙烯基酮、重氮烷、重氮基乙酰基化合物、环氧乙烷和氮杂环丁烷。
如果化学官能团与另一个化学官能团或官能团偶联，则所得的化学结构被称作“键合”。例如，胺基团与羧基反应产生酰胺键合。术语“键合”和“键”作为同义词使用。
术语“可相互连接的官能团”是指参与基团聚合反应并且是交联剂试剂或骨架试剂的组成部分的化学官能团。
术语“可聚合的官能团”是指参与络合物形成(ligation)型聚合反应并且是交联试剂和骨架试剂的组成部分的化学官能团。
“反应性官能团”是与多分支(hyperbranched)构件连接的骨架构件的化学官能团。
“官能团”是用于“反应性官能团”、“可降解的相互连接的官能团”或“轭合官能团”的集合术语。
“可降解的相互连接的官能团”是包含生物可降解的键的键合，所述生物可降解的键一侧与间隔基构件连接，所述间隔基构件与骨架构件连接，另一侧与交联构件连接。术语“可降解的相互连接的官能团”、“生物可降解的相互连接的官能团”、“相互连接的生物可降解的官能团”和“相互连接的官能团”作为同义词使用。
本文所用的术语“活化的官能团”意指与活化基团连接的官能团，即与活化试剂反应的官能团。优选的活化的官能团包括但不限于活化的酯基、活化的氨基甲酸酯基、活化的碳酸酯基和活化的硫代碳酸酯基。优选的活化基团选自式((f-i)－(f-vi)：
其中
虚线表示与分子的其余部分连接；
b是1、2、3或4；且
XH是Cl、Br、I或F。
因此，优选的活化的酯具有下式
-(C=O)-XF，
其中
XF选自式(f-i)、(f-ii)、(f-iii)、(f-iv)、(f-v)和(f-vi)。
因此，优选的活化的氨基甲酸酯具有下式
-N-(C=O)-XF，
其中
XF选自式(f-i)、(f-ii)、(f-iii)、(f-iv)、(f-v)和(f-vi)。
因此，优选的活化的碳酸酯具有下式
-O-(C=O)-XF，
其中
XF选自式(f-i)、(f-ii)、(f-iii)、(f-iv)、(f-v)和(f-vi)。
因此，优选的活化的硫代酸酯具有下式
-S-(C=O)-XF，
其中
XF选自式(f-i)、(f-ii)、(f-iii)、(f-iv)、(f-v)和(f-vi)。
因此，“活化的末端官能团”是位于构件或分子的末端的活化的官能团，即是末端活化的官能团。
术语“阻断基团”或“封端基团”作为同义词使用，是指不可逆地(尤其是持久地)与反应性官能团或化学官能团连接以使它们不能与例如化学官能团反应的构件。
术语“保护基”或“保护基团”是指可逆地与反应性官能团或化学官能团连接以使它们不能与例如其它化学官能团反应的构件。
术语“试剂”是指产生水凝胶、轭合物和前体药物的组装方法中所用的中间体或原料试剂。
“烷基”是指直链、支链或环状的碳链(未被取代的烷基)。任选地，烷基碳的一个或多个氢原子可以被取代基替代。一般而言，优选的烷基是C1-6烷基。
“C1-4烷基”意指具有1－4个碳原子的烷基链(未被取代的C1-4烷基)，如果存在于分子的末端，则例如是：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基，或者当分子的两个构件通过烷基(也称为C1-4亚烷基)连接时，例如是-CH2-、-CH2-CH2-、-CH(CH3)-、-CH2-CH2-CH2-、-CH(C2H5)-、-C(CH3)2-。任选地，C1-4烷基碳的一个或多个氢原子可以被本文所给出的取代基替代。因此，“C1-50烷基”意指具有1－50个碳原子的烷基链。
“C1-6烷基”意指具有1－6个碳原子的烷基链，如果存在于分子的末端，则例如是：C1-4烷基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正-戊基、正-己基，或者当分子的两个构件通过烷基(也称为C1-6亚烷基)连接时，例如是-CH2-、-CH2-CH2-、-CH(CH3)-、-C(CH2)-、-CH2-CH2-CH2-、-CH(C2H5)-、-C(CH3)2-。C1-6烷基碳的一个或多个氢原子可以被本文所给出的取代基替代。术语C1-15烷基或C1-15亚烷基被相应地定义。
“C2-6烯基”意指具有2－6个碳原子的烯基，如果存在于分子的末端，则例如是：-CH=CH2、-CH=CH-CH3、-CH2-CH=CH2、-CH=CH-CH2-CH3、-CH=CH-CH=CH2，或者当分子的两个构件通过烯基连接时，例如是-CH=CH-。C2-6烯基碳的一个或多个氢原子可以被本文所给出的取代基替代。
术语C2-4烯基被相应地定义。
“C2-6炔基”意指具有2－6个碳原子的炔基，如果存在于分子的末端，则例如是：-C≡CH、-CH2-C≡CH、CH2-CH2-C≡CH、CH2-C≡C-CH3，或者当分子的两个构件通过炔基连接时，例如是-C≡C-。C2-6炔基碳的一个或多个氢原子可以被本文所给出的取代基替代。术语C2-4炔基被相应地定义。
“C2-50烯基”意指具有2－50个碳原子的支链、直链或环状的烯基链(未被取代的C2-50烯基)，如果存在于分子的末端，则例如是：-CH=CH2、-CH=CH-CH3、-CH2-CH=CH2、-CH=CH-CH2-CH3、-CH=CH-CH=CH2，或者当分子的两个构件通过烯基连接时，例如是-CH=CH-。任选地，C2-50烯基碳的一个或多个氢原子可以被另外规定的取代基替代。因此，术语“烯基”是指具有至少一个碳碳双键的碳链。任选地，可以存在一个或多个三键。术语“C2-15烯基”被相应地定义。
“C2-50炔基”意指具有2－50个碳原子的支链、直链或环状的炔基链(未被取代的C2-50炔基)，如果存在于分子的末端，则例如是：-C≡CH、-CH2-C≡CH、CH2-CH2-C≡CH、CH2-C≡C-CH3，或者当分子的两个构件通过炔基连接时，例如是-C≡C-。任选地，C2-50炔基碳的一个或多个氢原子可以被另外规定的取代基替代。因此，术语“炔基”是指具有至少一个碳碳三键的碳链。任选地，可以存在一个或多个双键。
“C3-7环烷基”或“C3-7环烷基环”意指具有3－7个碳原子的环状烷基链，其可以具有至少部分饱和的碳-碳双键(未被取代的C3-7环烷基)，例如环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环己烯基、环庚基。任选地，环烷基碳的一个或多个氢原子可以被本文所给出的取代基替代。术语“C3-7环烷基”或“C3-7环烷基环”还包括桥连的二环，如降冰片烷(norbonane)(降冰片烷基(norbonanyl)或降冰片烯(norbonene)(降冰片烯基(norbonenyl))。因此，“C3-5环烷基”意指具有3－5个碳原子的环烷基。因此，“C3-8环烷基”意指具有3－8个碳原子的环烷基。因此，“C3-10环烷基”意指具有3－10个碳原子的环烷基。
“卤素”意指氟、氯、溴或碘。一般而言，优选卤素是氟或氯。
“4－7元杂环基”或“4－7元杂环”意指具有4、5、6或7个环原子的环，其可以含有至多最大数量的双键(完全饱和的、部分饱和的或不饱和的芳族或非芳族的环)，其中至少一个环原子－至多4个环原子被选自硫(包括-S(O)-、-S(O)2-)、氧和氮(包括=N(O)-)的杂原子替代，并且其中所述环通过碳或氮原子与分子的其余部分连接(未被取代的4－7元杂环基)。为了完整，显示在本发明的一些实施方案中4－7元杂环基必需满足另外的需求。4－7元杂环的实例是氮杂环丁烷、氧杂环丁烷、硫杂环丁烷、呋喃、噻吩、吡咯、吡咯啉、咪唑、咪唑啉、吡唑、吡唑啉、唑、唑啉、异唑、异唑啉、噻唑、噻唑啉、异噻唑、异噻唑啉、噻二唑、噻二唑啉、四氢呋喃、四氢噻吩、吡咯烷、咪唑烷、吡唑烷、唑烷、异唑烷、噻唑烷、噻二唑烷、环丁砜、吡喃、二氢吡喃、四氢吡喃、咪唑烷、吡啶、哒嗪、吡嗪、嘧啶、哌嗪、哌啶、吗啉、四唑、三唑、三唑烷、四唑烷、二氮杂环庚烷、氮杂或高哌嗪。任选地，4－7元杂环基的一个或多个氢原子可以被取代基替代。
“8－11元杂二环基”或“8－11元杂二环”意指其中至少一个环原子被两个环共有的具有8－11个环原子的两个环的杂环系，其可以含有至多最大数量的双键(完全饱和的、部分饱和的或不饱和的芳族的或非芳族的环)，其中至少一个环原子－至多6个环原子被选自硫(包括-S(O)-、-S(O)2-)、氧和氮(包括=N(O)-)的杂原子替代，并且其中所述环通过碳或氮原子与分子的其余部分连接(未被取代的8－11元杂二环基)。8－11元杂二环的实例是吲哚、吲哚啉、苯并呋喃、苯并噻吩、苯并唑、苯并异唑、苯并噻唑、苯并异噻唑、苯并咪唑、苯并咪唑啉、喹啉、喹唑啉、二氢喹唑啉、喹啉、二氢喹啉、四氢喹啉、十氢喹啉、异喹啉、十氢异喹啉、四氢异喹啉、二氢异喹啉、苯并氮杂、嘌呤或蝶啶。术语8－11元杂二环还包括两个环的螺结构如1,4-二氧杂-8-氮杂螺[4.5]癸烷，或桥连的杂环如8-氮杂-二环[3.2.1]辛烷。术语“9－11元杂二环基”或“9－11元杂二环”被相应地定义。
术语“脂肪族基团”意指完全饱和的或不饱和的烃，例如烷基、烯基或炔基。
本文所用的术语“聚胺”意指包含多于一个胺(-NH-和/或-NH2)、例如2－64个胺、4－48个胺、6－32个胺、8－24个胺或10－16个胺的试剂或构件。特别地，优选的聚胺包含2－32个胺。
术语“衍生物”是指被保护基团和/或活化基团适当取代的化学官能团或官能团或者本领域技术人员已知的相应的化学官能团或官能团的活化形式。例如，羧基的活化形式包括但不限于酯，例如琥珀酰亚氨基酯、苯并三唑基(benzotriazyl)酯、硝基苯基酯、五氟苯基酯、氮杂苯并三唑基酯、酰基卤化物、混合酸酐或对称酸酐、酰基咪唑。
一般而言，术语“取代的”优选是指取代基，其是相同的或不同的，独立地选自卤素、CN、COORb9、ORb9、C(O)Rb9、C(O)N(Rb9Rb9a)、S(O)2N(Rb9Rb9a)、S(O)N(Rb9Rb9a)、S(O)2Rb9、S(O)Rb9、N(Rb9)S(O)2N(Rb9aRb9b)、SRb9、N(Rb9Rb9a)、NO2、OC(O)Rb9、N(Rb9)C(O)Rb9a、N(Rb9)S(O)2Rb9a、N(Rb9)S(O)Rb9a、N(Rb9)C(O)ORb9a、N(Rb9)C(O)N(Rb9aRb9b)、OC(O)N(Rb9Rb9a)、Tb、C1-50烷基、C2-50烯基和C2-50炔基，
其中Tb、C1-50烷基、C2-50烯基和C2-50炔基任选被一个或多个相同或不同的Rb10取代，且其中C1-50烷基；C2-50烯基；和C2-50炔基任选被一个或多个选自以下的基团中断：Tb、-C(O)O-；-O-；-C(O)-；-C(O)N(Rb11)-；-S(O)2N(Rb11)-；-S(O)N(Rb11)-；-S(O)2-；-S(O)-；-N(Rb11)S(O)2N(Rb11a)-；-S-；-N(Rb11)-；-OC(O)Rb11；-N(Rb11)C(O)-；-N(Rb11)S(O)2-；-N(Rb11)S(O)-；-N(Rb11)C(O)O-；-N(Rb11)C(O)N(Rb11a)-；和-OC(O)N(Rb11Rb11a)；
Rb9、Rb9a、Rb9b独立地选自H；Tb；和C1-50烷基；C2-50烯基；和C2-50炔基，
其中Tb、C1-50烷基、C2-50烯基和C2-50炔基任选被一个或多个相同或不同的Rb10取代，且其中C1-50烷基；C2-50烯基；和C2-50炔基任选被一个或多个选自以下的基团中断：Tb、-C(O)O-、-O-、-C(O)-、-C(O)N(Rb11)-、-S(O)2N(Rb11)-、-S(O)N(Rb11)-、-S(O)2-、-S(O)-、-N(Rb11)S(O)2N(Rb11a)-、-S-、-N(Rb11)-、-OC(O)Rb11、-N(Rb11)C(O)-、-N(Rb11)S(O)2-、-N(Rb11)S(O)-、-N(Rb11)C(O)O-、-N(Rb11)C(O)N(Rb11a)-和-OC(O)N(Rb11Rb11a)，
Tb选自苯基、萘基、茚基、茚满基、四氢萘基、C3-10环烷基、4－7元杂环基和9－11元杂二环基，其中Tb任选被一个或多个相同或不同的Rb10取代，
Rb10是卤素、CN、氧代(=O)、COORb12、ORb12、C(O)Rb12、C(O)N(Rb12Rb12a)、S(O)2N(Rb12Rb12a)、S(O)N(Rb12Rb12a)、S(O)2Rb12、S(O)Rb12、N(Rb12)S(O)2N(Rb12aRb12b)、SRb12、N(Rb12Rb12a)、NO2、OC(O)Rb12、N(Rb12)C(O)Rb12a、N(Rb12)S(O)2Rb12a、N(Rb12)S(O)Rb12a、N(Rb12)C(O)ORb12a、N(Rb12)C(O)N(Rb12aRb12b)、OC(O)N(Rb12Rb12a)或C1-6烷基，其中C1-6烷基任选被一个或多个相同或不同的卤素取代，
Rb11、Rb11a、Rb12、Rb12a、Rb12b独立地选自H；或C1-6烷基，其中C1-6烷基任选被一个或多个相同或不同的卤素取代。
优选地，R9、R9a、R9b可以彼此独立地是H。
优选地，R10是C1-6烷基。
优选地，T是苯基。
优选地，分子最多6个–H原子独立地被取代基替代，例如，5个–H原子独立地被取代基替代，4个–H原子独立地被取代基替代，3个–H原子独立地被取代基替代，2个–H原子独立地被取代基替代或1个–H原子被取代基替代。
术语“药学上可接受的”意指被管理部门例如EMEA(欧洲)和/或FDA(US)和/或任意其它国家管理部门批准用于动物、优选人的。
一般而言，术语“包含”或“包括”也包括“由…组成”。
本发明涉及水凝胶连接的前体药物和/或包含水凝胶连接的前体药物的药物组合物，其用于预防、诊断和/或治疗眼病症。
优选预防和/或治疗眼病症。
在另一个实施方案中，本发明涉及水凝胶连接的前体药物和/或包含水凝胶连接的前体药物的药物组合物，其用于眼内注射。优选地，所述眼内注射是玻璃体内注射入玻璃体。
在另一个实施方案中，本发明涉及水凝胶连接的前体药物和/或包含水凝胶连接的前体药物的药物组合物，其用于预防、诊断和/或治疗眼病症中的眼内注射。优选地，所述眼内注射是玻璃体内注入玻璃体。
用包含水凝胶连接的前体药物的药物组合物预防、诊断和/或治疗的眼病症可以被分成前部眼疾病和后部眼疾病。
前部眼病症是影响或牵连前部(即眼的前部)眼区域或部位(例如眼周肌肉、眼睑或位于晶状体囊或睫状肌后壁的前部的眼球组织或流体)的疾病、病患或病症。因此，前部眼病症主要影响或牵连结膜、角膜、前房、虹膜、后房(在虹膜后面，但是在晶状体囊后壁前面)、晶状体或晶状体囊和使前部眼区域或部位血管化或对其进行神经支配的血管和神经。因此，前部眼病症可包括诸如以下的疾病、病患或病症：无晶状体；假晶状体；散光；睑痉挛；白内障；结膜疾病；结膜炎；角膜疾病；角膜溃疡；干眼综合征；眼睑疾病；泪器(lacrimal apparatus)疾病；泪管阻塞(lacrimal ductobstruction)；近视；老视；瞳孔障碍；屈光障碍和斜视。青光眼也被视为是前部眼病症，因为青光眼治疗的临床目标可以是降低眼前房中房水的高压(即降低眼内压)。
后部眼病症是主要影响或牵连后部眼区域或部位的疾病、病患或病症，例如脉络膜或巩膜(在通过晶状体囊的后壁的平面后部的位置)、玻璃体、玻璃体腔、视网膜、视网膜色素上皮、布鲁赫膜、视神经(即视神经盘)和使后部眼区域或部位血管化或对其进行神经支配的血管和神经。因此，后部眼病症可以包括诸如以下疾病、病患或病症：急性黄斑视神经视网膜病变；贝赫切特病；脉络膜新血管形成；糖尿病性眼色素层炎；组织胞浆菌病；感染，例如真菌或病毒导致的感染；黄斑变性，例如急性黄斑变性、非渗出性年龄相关性黄斑变性和渗出性年龄相关性黄斑变性；水肿，例如黄斑水肿、囊样黄斑水肿和糖尿病性黄斑水肿；多灶性脉络膜炎(multifocalchoroiditis)；影响后部眼部位或位置的眼外伤；眼肿瘤；视网膜障碍，例如视网膜中央静脉阻塞(central retinal vein occlusion)、糖尿病性视网膜病变(包括增殖性糖尿病性视网膜病变)、增殖性玻璃体视网膜病变(PVR)、视网膜动脉阻塞性疾病(retinal arterial occlusive disease)、视网膜脱离、眼色素层炎性视网膜疾病(uveitic retinal disease)；交感性眼炎；福-小柳-原田(VKH)综合征；眼色素层扩散(uveal diffusion)；由眼激光处理导致的或受眼激光处理影响的后部眼病症；由光动力疗法、光凝固术导致的或受光动力疗法、光凝固术影响的后部眼病症、放射性视网膜病变(radiationretinopathy)、视网膜前膜障碍(epiretinal membrane disorder)、视网膜分支静脉阻塞(branch retinal vein occlusion)、前部缺血性视神经病、非视网膜病变性糖尿病性视网膜功能障碍(nonretinopathy diabetic retinaldysfunction)、色素性视网膜炎和青光眼。青光眼可以被视为后部眼病症，因为治疗目标是预防因视网膜细胞或视神经细胞的损伤或缺失导致的视力损失或者减少因视网膜细胞或视神经细胞的损伤或缺失导致的视力损失的发生(即神经保护作用)。
在水凝胶连接的前体药物中，生物学活性构件通过可逆前体药物连接基构件可逆地与所述水凝胶连接的前体药物的水凝胶连接，并且所述生物学活性构件在施用后以药物形式从所述水凝胶连接的前体药物中被释放。
优选地，水凝胶连接的前体药物的水凝胶是生物可降解的水凝胶。
所述水凝胶包含至少一种聚合物，优选由至少一种聚合物组成，所述聚合物优选选自聚(丙烯酸)、聚(丙烯酸酯)、聚(丙烯酰胺)、聚(烷氧基)聚合物、聚(酰胺)、聚(酰氨基胺)、聚(氨基酸)、聚(酸酐)、聚(天冬酰胺)、聚(丁酸)、聚(己内酯)、聚(碳酸酯)、聚(氰基丙烯酸酯)、聚(二甲基丙烯酰胺)、聚(酯)、聚(乙烯)、聚(乙二醇)、聚(环氧乙烷)、聚(乙基唑啉)、聚(乙醇酸)、聚(丙烯酸羟乙酯)(poly(hydroxyethyl acrylate))、聚(羟基乙基唑啉)、聚(羟丙基甲基丙烯酰胺)(poly(hydroxypropylmethacrylamide))、聚(甲基丙烯酸羟丙酯)(poly(hydroxypropyl methacrylate))、聚(羟丙基唑啉)、聚(亚氨基碳酸酯)、聚(N-异丙基丙烯酰胺)、聚(乳酸)、聚(乳酸-共-乙醇酸)(poly(lactic-co-glycolic acid))、聚(甲基丙烯酰胺)、聚(甲基丙烯酸酯)、聚(甲基唑啉)、聚(富马酸丙二醇酯)、聚(有机磷氰)、聚(原酸酯)、聚(唑啉)、聚(丙二醇)、聚(硅氧烷)、聚(氨基甲酸酯)、聚(乙烯醇)、聚(乙烯基胺)、聚(乙烯基甲基醚)、聚(乙烯基吡咯烷酮)、硅氧烷、核糖核酸、脱氧核酸、白蛋白、抗体及其片段、血浆蛋白、胶原蛋白、弹性蛋白、成束蛋白(fascin)、纤维蛋白、角蛋白、聚天冬氨酸、聚谷氨酸、谷醇溶蛋白(prolamin)、运铁蛋白、细胞色素、黄素蛋白、糖蛋白、血红素蛋白、脂蛋白、金属蛋白、植物光敏素、磷蛋白、视蛋白、琼脂、琼脂糖、藻酸盐、阿拉伯聚糖、阿拉伯半乳聚糖、角叉菜胶、纤维素、羧甲基纤维素(carbomethyl cellulose)、羟丙基甲基纤维素和其它基于碳水化合物的聚合物、脱乙酰壳多糖、右旋糖酐、糊精、明胶、透明质酸及其衍生物、甘露聚糖、果胶、鼠李糖半乳糖醛酸聚糖、淀粉、羟烷基淀粉、木聚糖、及其共聚物和官能化衍生物。
优选地，所述水凝胶是基于生物可降解的聚(乙二醇)(PEG)的水凝胶。
所述水凝胶是成形制品，优选是微粒的形状。更优选地，所述水凝胶是微粒珠的形状。甚至更优选地，所述微粒珠具有1－1000μm、更优选5－500μm、更优选10－100μm、甚至更优选20－80μm的直径。珠直径是在将微粒珠混悬于等渗水性缓冲液中时测定的。
在一个优选的实施方案中，所述水凝胶连接的前体药物是珠形状的。更优选地，所述水凝胶连接的前体药物是微粒珠形状的。甚至更优选地，所述微粒珠具有1－1000μm、更优选5－500μm、更优选10－100μm、甚至更优选20－80μm的直径。珠直径是在将微粒珠混悬于等渗水性缓冲液中时测定的。
这类水凝胶可以以不同的方式被聚合，例如通过自由基聚合、离子聚合或络合物形成反应被聚合。优选的水凝胶、水凝胶连接的前体药物和它们的聚合方法公开在WO-A2006/003014和WO-A2011/012715中，通过引用将这些文献完整地包括在本文中。
如果水凝胶是通过自由基聚合或离子聚合加工的，则至少两种原料是交联大分子单体或交联单体(其被称为交联剂试剂)和多官能大分子单体(其被称为骨架试剂)。交联剂试剂携带至少两个可相互连接的官能团，骨架试剂携带至少一种可相互连接的官能团和至少一种不用于参与聚合步骤的化学官能团。另外的稀释剂单体可以存在，也可以不存在。
有用的可相互连接的官能团包括但不限于可自由基聚合的基团如乙烯基、乙烯基-苯、丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酰胺，和可离子聚合的基团如氧杂环丁烷、氮杂环丁烷和环氧乙烷。
在一种供替代选择的制备方法中，所述水凝胶是通过化学络合物形成反应生成的。在这类反应中，原料是至少一种大分子原料，其具有进行诸如缩合或加成反应等反应的互补官能团(complementary functionality)。在一个实施方案中，仅使用一种大分子原料，其是异型多官能(heteromultifunctional)骨架试剂，包含大量可以相同或不同的可聚合的官能团。
在另一个实施方案中以及就如果使用两种或更多种大分子原料的情况而言，这些原料之一是具有至少两个相同的可聚合官能团的交联剂试剂，另一种原料是同型多官能(homomultifunctional)或异型多官能骨架试剂，其也包含大量可聚合的官能团。
交联剂试剂上存在的适合的可聚合的官能团包括伯胺和仲胺、羧酸及其衍生物、马来酰亚胺、硫醇、羟基和其它α,β不饱和Michael受体，例如乙烯基砜基团，优选末端伯胺或仲胺、羧酸及其衍生物、马来酰亚胺、硫醇、羟基和其它α,β不饱和Michael受体，例如乙烯基砜基团。骨架试剂中存在的适合的可聚合的官能团包括但不限于伯胺和仲胺、羧酸及其衍生物、马来酰亚胺、硫醇、羟基和其它α,β不饱和Michael受体，如乙烯基砜基团。
交联剂试剂可以是线性或支链分子，优选是线性分子。如果交联剂试剂具有两个可聚合的官能团，则它被称为“线性交联剂试剂”；如果交联剂试剂具有超过两个可聚合的官能团，则其被视为“支链交联剂试剂”。
优选地，交联剂试剂被两个可聚合的官能团封端，可以不包含生物可降解的基团或者可以包含至少一个生物可降解的键。优选地，交联剂试剂包含至少一个生物可降解的键。
在一个实施方案中，交联剂试剂由聚合物组成。优选地，用于具有小于约15kDa分子量的药物的水凝胶连接的前体药物的交联剂试剂具有60Da－5kDa、更优选0.5kDa－4kDa、甚至更优选1kDa－4kDa、甚至更优选1kDa－3kDa的分子量。优选地，用于具有大于约15kDa的分子量的药物的水凝胶连接的前体药物的交联剂试剂具有2－40kDa、更优选5－30kDa、更优选2－20kDa的分子量。
除了低聚或聚合交联试剂外，还可以使用低分子量的交联试剂，尤其是当使用亲水性高分子量骨架构件时。
在一个实施方案中，交联剂试剂包含通过生物可降解的键连接的单体，即交联剂试剂是由通过生物可降解的键连接的单体形成的。这类聚合交联剂试剂可以含有至多100个或更多个生物可降解的键，这取决于交联剂试剂的分子量和单体单元的分子量。这类交联剂试剂的实例可以包含基于聚(乳酸)或聚(乙醇酸)的聚合物。
优选地，交联剂试剂是基于PEG的，优选交联剂试剂是基于PEG的分子链。优选地，基于聚(乙二醇)的交联剂试剂是包含连接的乙二醇单元的烃链，其中基于聚(乙二醇)的交联剂试剂包含至少各m个乙二醇单元，并且如果药物具有小于约15kDa的分子量，其中m是3－100、优选10－70的整数。如果药物具有大于约15kDa的分子量，则m是40－800、更优选100－600、最优选100－400的整数。优选地，如果药物小于约15kDa，则基于聚(乙二醇)的交联剂试剂具有0.5kDa－5kDa的分子量，或者如果药物具有大于约15kDa的分子量，则基于聚(乙二醇)的交联剂试剂具有5－30kDa的分子量。
优选的交联剂试剂如下所示：
其中
m各自独立地是2－4的整数，且
如果水凝胶用于具有小于约15kDa的分子量的药物的水凝胶连接的前体药物，则q是3－100的整数，如果水凝胶用于具有大于约15kDa的分子量的药物的水凝胶连接的前体药物，则q是40－800的整数。
甚至更优选的是下面的交联剂试剂：
其中q是45。
优选地，骨架试剂的特征在于具有分枝的核心，从该核心伸展出至少三个基于PEG的聚合物链。所述分枝的核心可以包含各自为结合形式的多元醇或低聚醇(oligoalcohol)，优选季戊四醇、三聚季戊四醇、六聚甘油(hexaglycerine)、蔗糖、山梨醇、果糖、甘露醇、葡萄糖、纤维素、直链淀粉、淀粉、羟烷基淀粉、聚乙烯醇、右旋糖酐、透明质烷(hyualuronan)，或者分枝的核心可以包含各自为结合形式的单胺、多胺或寡聚胺，例如鸟氨酸、二氨基丁酸、三赖氨酸、四赖氨酸、五赖氨酸、六赖氨酸、七赖氨酸、八赖氨酸、九赖氨酸、十赖氨酸、十一赖氨酸、十二赖氨酸、十三赖氨酸、十四赖氨酸、十五赖氨酸或寡聚赖氨酸、聚乙烯亚胺、聚乙烯胺。
优选地，从分枝的核心伸展出基于3－16个PEG的聚合物链、更优选基于4－8个PEG的聚合物链。优选的分枝的核心可以包含各自为结合形式的季戊四醇、三赖氨酸、四赖氨酸、五赖氨酸、六赖氨酸、七赖氨酸或寡聚赖氨酸、低分子量PEI、六聚甘油或三聚季戊四醇，优选由各自为结合形式的季戊四醇、三赖氨酸、四赖氨酸、五赖氨酸、六赖氨酸、七赖氨酸或寡聚赖氨酸、低分子量PEI、六聚甘油或三聚季戊四醇组成。优选地，基于PEG的聚合物链是适当地被取代的聚(乙二醇)衍生物。
优选地，所述基于聚(乙二醇)的聚合链是基于线性PEG的链，其一端与分枝的核心连接，另一端与高度分枝的(hyperbranched)树状(dendritic)构件连接。应当理解的是，基于PEG的链可以被任选被杂原子和化学官能团取代的烷基或芳基封端或中断。
优选的包含从分枝的核心伸展出的基于PEG的聚合物链的骨架试剂是多臂PEG衍生物，例如JenKem Technology,USA的产品清单中(从2011年3月8日的http://jenkemusa.net/pegproducts2.aspx中下载获得)详细说明的那些多臂PEG衍生物，例如4臂PEG衍生物、特别是包含季戊四醇核心的4臂PEG衍生物、包含六聚甘油核心的8臂PEG衍生物、和包含三聚季戊四醇核心的8臂PEG衍生物。适合用于骨架试剂的最优选的包含从分枝的核心伸展出的基于PEG的聚合物链的结构是选自以下的多臂PEG衍生物：
包含季戊四醇核心的4臂PEG胺：
其中n是5－500；
包含季戊四醇核心的4臂PEG4羧基：
其中n是5－500；
包含六聚甘油核心的8臂PEG胺：
其中n是5－500；且R=六聚甘油核心结构；
包含六聚甘油核心的8臂PEG羧基：
其中n是5－500，且R=六聚甘油核心结构；
包含三聚季戊四醇核心的8臂PEG胺：
其中n是5－500，且R=三聚季戊四醇核心结构；
和包含三聚季戊四醇核心的8臂PEG羧基：
其中n是5－500，且R=三聚季戊四醇核心结构；
它们各自是结合形式。
包含从分枝的核心伸展出的基于PEG的聚合物链的骨架试剂中的这类多臂PEG衍生物的优选的分子量是1kDa－20kDa，更优选1kDa－15kDa，甚至更优选1kDa－10kDa。应当理解的是，末端胺基团进一步与高度分枝的树状构件轭合。
骨架试剂的高度分枝的树状构件提供了可聚合的官能团。优选地，各树状构件具有0.4kDa－4kDa、更优选0.4kDa－2kDa的分子量。优选地，各树状构件具有至少3个分枝和至少4个可聚合的官能团且具有至多63个分枝和64个可聚合的官能团，优选至少7个分枝和至少8个可聚合的官能团并且具有至多31个分枝和32个可聚合的官能团。
所述树状构件的实例是各自为结合形式的三赖氨酸、四赖氨酸、五赖氨酸、六赖氨酸、七赖氨酸、八赖氨酸、九赖氨酸、十赖氨酸、十一赖氨酸、十二赖氨酸、十三赖氨酸、十四赖氨酸、十五赖氨酸、十六赖氨酸、十七赖氨酸、十八赖氨酸、十九赖氨酸、鸟氨酸和二氨基丁酸。优选的树状构件是各自为结合形式的三赖氨酸、四赖氨酸、五赖氨酸、六赖氨酸、七赖氨酸；最优选的是各自为结合形式的三赖氨酸、五赖氨酸或七赖氨酸。
优选的骨架试剂如下：
其中
p是5－50的整数，且
q是1或2；并且
其中–NH2构件是骨架构件的可聚合物的官能团。
在水凝胶的聚合过程中，高度分枝的树状构件的一些可聚合的官能团与交联剂试剂的可聚合的官能团反应，得到反应性水凝胶，另外的构件与该反应性水凝胶连接，从而得到水凝胶连接的前体药物。
参与聚合过程的可聚合的官能团形成水凝胶的相互连接的官能团。不参与聚合反应的骨架试剂的可聚合的官能团被称为反应性官能团。
理想地，反应性官能团均匀分散在反应性水凝胶中，可以存在于或者可以不存在于反应性水凝胶的表面上。这类反应性官能团的非限制性实例包括但不限于与高度分枝的树状构件连接的下列化学官能团：羧酸及其活化的衍生物、氨基、马来酰亚胺、硫醇及其衍生物、磺酸及其衍生物、碳酸酯及其衍生物、氨基甲酸酯及其衍生物、羟基、醛、酮、肼、异氰酸酯、异硫氰酸酯、磷酸及其衍生物、膦酸及其衍生物、卤代乙酰基、烷基卤化物、丙烯酰基和其它α-β不饱和michael受体、芳基化试剂如芳基氟化物、羟胺、二硫化物如吡啶基二硫化物、乙烯基砜、乙烯基酮、重氮烷、重氮基乙酰基化合物、环氧乙烷和氮杂环丁烷。优选的反应性官能团包括硫醇、马来酰亚胺、氨基、羧酸及其衍生物、碳酸酯及其衍生物、氨基甲酸酯及其衍生物、醛和卤代乙酰基。优选地，反应性官能团是伯氨基或羧酸，最优选伯氨基。
这类反应性官能团的特征在于在存在其它官能团和化学官能团的情况下在化学选择性上是可确定的。
反应性官能团可用作间隔基构件、可逆前体药物构件或封端基团的键合的连接点。间隔基构件进一步与可逆前体药物连接基构件或封端基团连接。
优选地，骨架构件所提供的反应性官能团与间隔基构件或前体药物连接基构件之间所形成的共价连接是持久的键。就间隔基构件或可逆前体药物连接基构件与水凝胶的连接而言适合的反应性官能团包括但不限于羧酸及其衍生物、碳酸酯及其衍生物、羟基、肼、羟胺、马来酸及其衍生物、酮、氨基、醛、硫醇和二硫化物。
水凝胶的骨架构件的特征在于大量水凝胶-连接的生物学活性构件-可逆前体药物连接基轭合物、水凝胶-连接的间隔基构件、相互连接的官能团和任选的封端基团。优选地，每个骨架构件中水凝胶-连接的生物学活性构件-可逆前体药物连接基轭合物、水凝胶-连接的间隔基构件、相互连接的官能团和任选的封端基团的总和是16－128，优选20－100，更优选24－80，最优选30－60。
优选地，水凝胶-连接的生物学活性构件-可逆前体药物连接基轭合物、水凝胶-连接的间隔基构件、相互连接的官能团和任选的封端基团的总和被从分枝的核心伸展出的基于PEG的聚合物链的数量均分。例如，如果存在32个水凝胶-连接的生物学活性构件-可逆前体药物连接基轭合物、水凝胶-连接的间隔基构件、相互连接的官能团和任选的封端基团，则可以由通过连接于各基于PEG的聚合物链末端的高度分枝的树状构件从核心伸展出的四个基于PEG的聚合物链的每一个提供八个基团。或者，可以由通过连接于各基于PEG的聚合物链末端的高度分枝的树状构件从核心伸展出的八个基于PEG的聚合物链的每一个提供四个官能团，或者由通过连接于各基于PEG的聚合物链末端的高度分枝的树状构件的十六个基于PEG的聚合物链的每一个提供两个基团。如果从分枝的核心伸展出的基于PEG的聚合物链的数量不允许等分布，则优选的是将每个基于PEG的聚合物链的水凝胶-连接的生物学活性构件-可逆前体药物连接基轭合物、相互连接的官能团和任选的封端基团的总和的均数的偏差保持到最小。
优选地，可逆前体药物连接基通过可自我裂解的化学官能团连接到生物学活性构件上。优选地，所述连接基具有可自我裂解的性质，因此水凝胶连接的前体药物是载体连接的前体药物，其能以释放主要依赖于连接基的自我裂解的方式从轭合物中释放药物。
优选地，可逆前体药物-连接基与生物学活性构件之间的键合在生理条件(pH7.4、37℃的水性缓冲液)下是水解可降解的，半衰期为1小时－9个月，包括但不限于乌头酰基、缩醛、酰胺、羧酸酐、酯、亚胺、腙、马来酸酰胺、原酸酯、磷酰胺、磷酸酯、磷酸硅烷基酯、硅烷基酯、磺酸酯、芳族氨基甲酸酯、氨基甲酸酯、磺酰胺、N-乙酰基磺酰胺、硫代氨基甲酸酯及其组合等。优选的在生理条件(pH7.4、37℃的水性缓冲液)下非酶促水解可降解的或可裂解的、半衰期为1小时－9个月的键和键合选自乌头酰基、缩醛、酰胺、羧酸酐、酯、亚胺、腙、马来酸酰胺、原酸酯、磷酰胺、磷酸酯、磷酸硅烷基酯、硅烷基酯、磺酸酯、芳族氨基甲酸酯及其组合。用于通过伯或芳族羟基暂时键合的前体药物连接基与生物学活性构件之间的优选的生物可降解的键合是酯、碳酸酯、磷酸酯和磺酸酯，最优选的是酯或碳酸酯。用于通过伯或芳族氨基暂时键合的前体药物连接基与生物学活性构件之间的优选的生物可降解的键合是酰胺或氨基甲酸酯。
如果可自我裂解的基团与生物学活性构件的伯或芳族氨基一起形成，则优选氨基甲酸酯或酰胺基团。
更优选地，水凝胶的特征在于骨架构件具有式的季碳，其中A各自独立地是基于聚(乙二醇)的聚合链，其末端通过持久的共价键连接季碳，基于PEG的聚合物链的远端与树状构件Hyp共价键合，每个树状构件Hyp具有至少4个代表水凝胶-连接的生物学活性构件-可逆前体药物连接基轭合物、水凝胶-连接的间隔基构件、相互连接的官能团和任选的封端基团的官能团。
优选地，A各自独立地选自式-(CH2)n1(OCH2CH2)nX-，其中n1是1或2；n是5－50的整数；X是共价连接A和Hyp的化学官能团。
优选地，A和Hyp通过酰胺键合共价连接。
优选地，树状构件Hyp是高度分枝的多肽。优选地，高度分枝的多肽由结合形式的赖氨酸构成。优选地，每个树状构件Hyp具有0.4kDa－4kDa的分子量。应当理解的是，骨架构件可以由相同或不同的树状构件Hyp组成，并且每个Hyp可以独立地选择。每个构件Hyp由5－32个赖氨酸、优选至少7个赖氨酸组成，即每个构件Hyp由5－32个结合形式的赖氨酸、优选至少7个结合形式的赖氨酸构成。最优选Hyp由七赖氨酸构成。
优选地，高度分枝的树状构件与间隔基构件之间存在酰胺键。
优选地，具有1kDa－20kDa、更优选1kDa－15kDa、甚至更优选1kDa－10kDa的分子量。
这类水凝胶、特别是生物可降解的水凝胶的特征在于大量的官能团，其由水凝胶-连接的生物学活性构件-可逆前体药物连接基轭合物、水凝胶-连接的间隔基构件、相互连接的官能团和任选的封端基团组成。优选地，水凝胶-连接的生物学活性构件-可逆前体药物连接基轭合物、水凝胶-连接的间隔基构件、相互连接的官能团和任选的封端基团的总和等于或大于16，优选16－128，更优选20－100，甚至更优选20－80，甚至更优选24－32，最优选30-32。
反应性水凝胶的反应性官能团用作水凝胶-连接的生物学活性构件-可逆前体药物连接基轭合物、水凝胶-连接的间隔基构件、相互连接的官能团和任选的封端基团的连接点。
这类反应性水凝胶可以被携带相同化学官能团的间隔基官能化。例如，可以通过偶联异双官能间隔基例如适当活化的COOH-(EG)6-NH-fmoc(EG=乙二醇)并除去fmoc-保护基将氨基引入这类水凝胶。这类水凝胶可以进一步与携带不同化学官能团的间隔基例如马来酰亚胺基连接。这类修饰的水凝胶可以进一步与在可逆前体药物连接基构件上携带有反应性硫羟基的生物学活性构件-可逆前体药物连接基试剂轭合。
在一个供替代选择的实施方案中，使多官能构件与聚合的反应性生物可降解的水凝胶的反应性官能团偶联，以增加反应性官能团的数量，该数量使得例如增加本发明的药物组合物的水凝胶-连接的前体药物的水凝胶的药物荷载。这类多官能构件可以包含各自为结合形式的赖氨酸、二赖氨酸、三赖氨酸、四赖氨酸、五赖氨酸、六赖氨酸、七赖氨酸或寡聚赖氨酸或低分子量PEI。优选地，多官能构件包含结合形式的赖氨酸残基。任选地，这类多官能构件可以被保护基团保护并且其余的反应性官能团可以被适合的阻断试剂封端。
这类水凝胶所提供的反应性官能团与可逆前体药物连接基构件之间形成的共价连接优选是持久的键。用于连接可逆前体药物连接基构件与反应性水凝胶的适合的化学官能团包括但不限于羧酸及其衍生物、碳酸酯及其衍生物、羟基、肼、羟胺、马来酰胺酸及其衍生物、酮、氨基、醛、硫醇和二硫化物。
优选的骨架构件如下所示，其中虚线表示相互连接的生物可降解的与交联剂构件的键合：
其中
p是5－50的整数，且
q是1或2。
优选的交联剂构件如下所示；虚线表示相互连接的生物可降解的与骨架构件的键合：
其中n是5－50的整数。
特别优选的载体是可通过包括以下步骤的方法获得的水凝胶：
(a)提供混合物，其包含：
(a-i)至少一种骨架试剂，其中所述的至少一种骨架试剂具有1－100kDa的分子量，并且包含至少三个胺(-NH2和/或-NH-)；
(a-ii)至少一种交联剂试剂，其中所述的至少一种交联剂试剂具有6－40kDa的分子量，所述的至少一种交联剂试剂包含：
(i)至少两个羰基氧基(–(C=O)–O–或–O–(C=O)–)，并且另外包含
(ii)至少两个选自活化的酯基、活化的氨基甲酸酯基、活化的碳酸酯基和活化的硫代碳酸酯基的活化的末端官能团(functional end group)，
并且是基于PEG的，包含至少70%PEG；和
(a-iii)第一溶剂和至少一种第二溶剂，所述第二溶剂与第一溶剂不能溶混，
所述的至少一种骨架试剂与所述的至少一种交联剂试剂的重量比为1:99－99:1；
(b)在混悬聚合中将步骤(a)的混合物聚合成水凝胶；和
(c)任选地后处理水凝胶。
步骤(a)的混合物包含第一溶剂和至少一种第二溶剂。所述第一溶剂优选选自二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺、乙腈、二甲亚砜、异丙二醇碳酸酯、N-甲基吡咯烷酮、甲醇、乙醇、异丙醇和水及其混合物。
将至少一种骨架试剂和至少一种交联剂试剂溶于第一溶剂，即混悬聚合的分散相。在一个实施方案中，将骨架试剂和交联剂试剂分别、即在不同的容器中使用相同或不同的溶剂、优选对两种试剂使用相同的溶剂进行溶解。在另一个实施方案中，将骨架试剂和交联剂试剂一起、即在相同的容器中并且使用相同的溶剂进行溶解。
用于骨架试剂的适合的溶剂是有机溶剂。优选地，所述溶剂选自二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺、乙腈、二甲亚砜、异丙二醇碳酸酯、N-甲基吡咯烷酮、甲醇、乙醇、异丙醇和水及其混合物。更优选地，将骨架试剂溶解在选自乙腈、二甲亚砜、甲醇或其混合物的溶剂中。最优选地，将骨架试剂溶解在二甲亚砜中。
在一个实施方案中，将骨架试剂以1－300mg/ml、更优选5－60mg/ml、最优选10－40mg/ml的浓度溶解在溶剂中。
用于交联剂试剂的适合的溶剂是有机溶剂。优选地，所述溶剂选自二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺、乙腈、二甲亚砜、异丙二醇碳酸酯、N-甲基吡咯烷酮、甲醇、乙醇、异丙醇和水及其混合物。更优选地，将交联剂试剂溶解在选自二甲基甲酰胺、乙腈、二甲亚砜、甲醇或其混合物的溶剂中。最优选地，将交联剂试剂溶解在二甲亚砜中。
在一个实施方案中，将交联剂试剂以5－500mg/ml、更优选25－300mg/ml、最优选50－200mg/ml的浓度溶解在溶剂中。
将所述的至少一种骨架试剂和所述的至少一种交联剂试剂以1:99－99:1的重量比、例如以2:98－90:10的比、以3:97－88:12的重量比、以3:96－85:15的重量比、以2:98－90:10的重量比、以5:95－80:20的重量比、特别优选以5:95－80:20的重量比混合，其中第一个数字是指骨架试剂，第二个数字是指交联剂试剂。
优选地，对该比例进行选择，以使得步骤(a)的混合物包含与交联剂试剂的活化的末端官能团相比摩尔过量的来自骨架试剂的胺基团。因此，由本发明的方法得到的水凝胶具有游离的胺基团，其可用于将前体药物连接基试剂与水凝胶直接偶联或通过间隔基构件偶联。
所述的至少一种第二溶剂、即混悬聚合物的连续相优选是有机溶剂，更优选是选自以下的有机溶剂：线性的、支链的或环状的C5-30烷；线性的、支链的或环状的C5-30烯；线性的、支链的或环状的C5-30炔；线性的或环状的聚(二甲基硅氧烷)；芳族C6-20烃；及其混合物。甚至更优选地，所述的至少第二溶剂选自线性的、支链的或环状的C5-16烷；甲苯；二甲苯；；六甲基二硅醚；或其混合物。最优选地，所述的至少一种第二溶剂选自线性的C7-11烷，例如庚烷、辛烷、壬烷、癸烷和十一烷。
优选地，步骤(a)的混合物还包含洗涤剂。优选的洗涤剂是CithrolDPHS、Hypermer70A、Hypermer B246、Hypermer1599A、Hypermer2296和Hypermer1083。
优选地，所述洗涤剂具有0.1g－100g/1L总混合物(即，分散相和连续相一起)的浓度。更优选地，所述洗涤剂具有0.5g－10g/1L总混合物的浓度，最优选地，所述洗涤剂具有0.5g－5g/1L总混合物的浓度。
优选地，步骤(a)的混合物是乳液。
步骤(b)中的聚合是通过加入碱引发的。优选地，所述碱是可溶于烷的非亲核碱，更优选所述碱选自N,N,N',N'-四甲基乙二胺(TMEDA)、1,4-二甲基哌嗪、4-甲基吗啉、4-乙基吗啉、1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷、1,1,4,7,10,10-六甲基三亚乙基四胺、1,4,7-三甲基-1,4,7-三氮杂环壬烷、三[2-(二甲基氨基)乙基]胺、三乙胺、DIPEA、三甲胺、N,N-二甲基乙胺、N,N,N′,N′-四甲基-1,6-己二胺、N,N,N′,N″,N″-五甲基二亚乙基三胺、1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯、1,5-二氮杂二环[4.3.0]壬-5-烯和六亚甲基四胺。甚至更优选地，所述碱选自TMEDA、1,4-二甲基哌嗪、4-甲基吗啉、4-乙基吗啉、1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷、1,1,4,7,10,10-六甲基三亚乙基四胺、1,4,7-三甲基-1,4,7-三氮杂环壬烷、三[2-(二甲基氨基)乙基]胺、1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯、1,5-二氮杂二环[4.3.0]壬-5-烯和六亚甲基四胺。最优选地，所述碱是TMEDA。
将所述碱以1－500当量/混合物中活化的末端官能团的量、优选以5－50当量的量、更优选以5－25当量的量、最优选以10当量的量加入到步骤(a)的混合物中。
在方法的步骤(b)中，本发明的水凝胶的聚合是缩合反应，其优选在连续搅拌步骤(a)的混合物的情况下进行。优选地，顶端速度(顶端速度=π×搅拌器转速×搅拌器直径)在0.2－10米/秒(m/s)、更优选0.5－4m/s、最优选1－2m/s范围内。
在步骤(b)的一个优选的实施方案中，聚合反应在具有挡板的圆柱形容器中进行。容器的直径与高度的比可以在4:1－1:2范围内，更优选容器的直径与高度的比可以在2:1－1:1范围内。
优选地，反应容器装配有轴向流搅拌器，其选自斜叶桨式搅拌器(pitched blade stirrer)、船用推进器或Lightnin A-310。更优选地，所述搅拌器是斜叶桨式搅拌器。
步骤(b)可以在宽的温度范围内、优选在-10℃－100℃的温度下、更优选在0℃－80℃的温度下、甚至更优选在10℃－50℃的温度下、最优选在环境温度下进行。“环境温度”是指典型实验室环境中存在的温度，优选意指17－25℃的温度。
优选地，由聚合获得的水凝胶是成形的制品，例如涂层、网状物、支架、纳米粒或微粒。更优选地，水凝胶是微粒珠的形式，所述微粒珠具有1－500微米的直径，更优选具有10－300微米的直径，甚至更优选具有20－150微米的直径，最优选具有30－130微米的直径。上述直径是当水凝胶微粒在水中完全水化时测定的。
任选的步骤(c)包括一个或多个下列步骤：
(c1)从聚合反应中除去过量的液体；
(c2)洗涤水凝胶以除去聚合过程中所用的溶剂；
(c3)将水凝胶转移入缓冲溶液中；
(c4)将水凝胶进行大小分级/筛分；
(c5)将水凝胶转移入容器中；
(c6)干燥水凝胶；
(c7)将水凝胶转移入适合于灭菌的特定溶剂中；和
(c8)将水凝胶灭菌，优选通过γ射线辐射将水凝胶灭菌。
优选地，任选的步骤(c)包含所有下列步骤：
(c1)从聚合反应中除去过量的液体；
(c2)洗涤水凝胶以除去聚合过程中所用的溶剂；
(c3)将水凝胶转移入缓冲溶液中；
(c4)将水凝胶进行大小分级/筛分；
(c5)将水凝胶转移入容器中；
(c7)将水凝胶转移入适合于灭菌的特定溶剂中；和
(c8)将水凝胶灭菌，优选通过γ射线辐射将水凝胶灭菌。
在一个实施方案中，骨架试剂以其酸式盐(acidic salt)的形式、优选以酸加成盐的形式存在。适合的酸加成盐由形成无毒性盐的酸形成。实例包括但不限于乙酸盐、天冬氨酸盐、苯甲酸盐、苯磺酸盐、碳酸氢盐、碳酸盐、硫酸氢盐、硫酸盐、硼酸盐、樟磺酸盐、柠檬酸盐、乙二磺酸盐、乙磺酸盐、甲酸盐、富马酸盐、葡庚糖酸盐、葡糖酸盐、葡糖醛酸盐、六氟磷酸盐、海苯酸盐、盐酸盐、氢溴酸盐、氢碘酸盐、羟乙磺酸盐、乳酸盐、苹果酸盐、马来酸盐、丙二酸盐、甲磺酸盐、甲基硫酸盐、萘甲酸盐、烟酸盐、硝酸盐、乳清酸盐、草酸盐、棕榈酸盐、双羟萘酸盐、磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐、糖二酸盐、硬脂酸盐、琥珀酸盐、酒石酸盐和甲苯磺酸盐。特别优选地，骨架试剂以其盐酸盐的形式存在。
在一个实施方案中，所述的至少一种骨架试剂选自
式(I)的化合物
B(-(A0)x1-(SP)X2-A1-P-A2-Hyp1)x(I)，
其中
B是分枝的核心，
SP是间隔基构件，其选自C1-6烷基、C2-6烯基和C2-6炔基，
P是基于PEG的聚合物链，其包含至少80%PEG、优选至少85%PEG、更优选至少90%PEG、最优选至少95%PEG，
Hyp1是包含胺(-NH2和/或-NH-)的构件或包含至少两个胺(-NH2和/或-NH-)的聚胺，
x是3－16的整数，
x1,x2彼此独立地是0或1，条件是如果x2是0，则x1是0；
A0,A1,A2彼此独立地选自
其中R1和R1a彼此独立地选自H和C1-6烷基；
式(II)的化合物
Hyp2-A3-P-A4-Hyp3(II)，
其中
P如上面的式(I)化合物中所定义；
Hyp2,Hyp3彼此独立地是包含至少两个胺(-NH2和/或-NH-)的聚胺，且A3和A4独立地选自
其中R1和R1a彼此独立地选自H和C1-6烷基；
式(III)的化合物
pl-A5-Hyp4(III),
其中
P1是基于PEG的聚合物链，其包含至少80%PEG、优选至少85%PEG、更优选至少90%PEG、最优选至少95%PEG，
Hyp4是包含至少三个胺(-NH2和/或-NH)的聚胺，且
A5选自
其中R1和R1a彼此独立地选自H和C1-6烷基；
和
式(IV)的化合物，
T1-A6-Hyp5(IV),
其中
Hyp5是包含至少三个胺(-NH2和/或-NH)的聚胺，且
A6选自
其中R1和R1a彼此独立地选自H和C1-6烷基；且
T1选自C1-50烷基、C2-50烯基或C2-50炔基，该片段任选被一个或多个选自-NH-、-N(C1-4烷基)-、-O-、-S-、-C(O)-、-C(O)NH-、-C(O)N(C1-4烷基)-、-O-C(O)-、-S(O)-、-S(O)2-、4－7元杂环基、苯基或萘基的基团中断。
在下面的部分中，术语“Hypx”是指Hyp1、Hyp2、Hyp3、Hyp4和Hyp5的集合。
骨架试剂优选是式(I)、(II)或(III)的化合物，骨架试剂更优选是式(I)或(III)的化合物，骨架试剂最优选是式(I)的化合物。
在一个优选的实施方案中，在式(I)的化合物中，x是4、6或8。在式(I)的化合物中，x优选是4或8，x最优选是4。
在一个优选的实施方案中，在式(I)－(IV)的化合物中，A0、A1、A2、A3、A4、A5和A6选自包括以下基团的组：
优选地，在式(I)的化合物中，A0是
优选地，在式(I)的化合物中，A1是
优选地，在式(I)的化合物中，A2是
优选地，在式(II)的化合物中，A3是
且A4是
优选地，在式(III)的化合物中，A5是
优选地，在式(IV)的化合物中，A6是
优选地，在式(IV)的化合物中，T1选自H和C1-6烷基。
在一个实施方案中，在式(I)的化合物中，分枝的核心B选自下面的结构：
其中
虚线表示与A0连接，或者如果x1和x2均是0，则表示与A1连接，
t是1或2；优选t是1，
v是1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14；优选地，v是2、3、4、5、6；更优选地，v是2、4或6；最优选地，v是2。
在一个优选的实施方案中，B具有式(a-i)、(a-ii)、(a-iii)、(a-iv)、(a-v)、(a-vi)、(a-vii)、(a-viii)、(a-ix)、(a-x)、(a-xiv)、(a-xv)或(a-xvi)的结构。更优选地，B具有式(a-iii)、(a-iv)、(a-v)、(a-vi)、(a-vii)、(a-viii)、(a-ix)、(a-x)或(a-iv)的结构。最优选地，B具有式(a-xiv)的结构。
一个优选的实施方案是B和A0的组合，或者，如果x1和x2均是0，则是优选的B和A1的组合，其选自下面的结构：
其中
虚线表示与SP连接，或者如果x1和x2均是0，则表示与P连接。
更优选地，B和A0的组合或者如果x1和x2均是0则B和A1的组合具有式(b-i)、(b-iv)、(b-vi)或(b-viii)的结构，最优选具有式(b-i)的结构。
在一个实施方案中，式(I)的x1和x2是0。
在一个实施方案中，基于PEG的聚合物链P具有0.3kDa－40kDa的分子量；例如0.4－35kDa、0.6－38kDA、0.8－30kDa、1－25kDa、1－15kDa或1－10kDa的分子量。最优选地，P具有1－10kDa的分子量。
在一个实施方案中，基于PEG的聚合物链P1具有0.3kDa－40kDa、例如0.4－35kDa、0.6－38kDA、0.8－30kDa、1－25kDa、1－15kDa或1－10kDa的分子量。最优选地，P1具有1－10kDa的分子量。
在一个实施方案中，在式(I)或(II)的化合物中，P具有式(c-i)的结构：
其中
n在6－900范围内，更优选n在20－700范围内，最优选n在20－250范围内。
在一个实施方案中，在式(III)的化合物中，P1具有式(c-ii)的结构：
其中
n在6－900范围内，更优选n在20－700范围内，最优选n在20－250范围内；
T0选自C1-6烷基、C2-6烯基和C2-6炔基，其任选被一个或多个选自-NH-、-N(C1-4烷基)-、-O-、-S-、-C(O)-、-C(O)NH-、-C(O)N(C1-4烷基)-、-O-C(O)-、-S(O)-或-S(O)2-的基团中断。
在一个实施方案中，在式(I)－(IV)的化合物中，构件Hypx是聚胺，优选包括结合形式的、并且在适合的情况下R-和/或S-构型的式(d-i)、(d-ii)、(d-iii)和/或(d-iii)的构件：
其中
z1、z2、z3、z4、z5、z6彼此独立地是1、2、3、4、5、6、7或8。
更优选地，Hypx包括结合形式的和R-和/或S-构型的赖氨酸、鸟氨酸、二氨基丙酸和/或二氨基丁酸。
Hypx具有40Da－30kDa、优选0.3kDa－25kDa、更优选0.5kDa－20kDa的分子量。
Hypx优选选自
式(e-i)的构件
其中
p1是1－5的整数，优选p1是4，且
如果骨架试剂具有式(I)的结构，则虚线表示与A2连接，如果骨架试剂具有式(II)的结构，则虚线表示与A3或A4连接；
式(e-ii)的构件
其中
p2、p3和p4相同或不同，并且各自彼此独立地是1－5的整数，优选p2、p3和p4是4，且
如果骨架试剂具有式(I)的结构，则虚线表示与A2连接，如果骨架试剂具有式(II)的结构，则虚线表示与A3或A4连接，如果骨架试剂具有式(III)的结构，则虚线表示与A5连接，如果骨架试剂具有式(IV)的结构，则虚线表示与A6连接；
式(e-iii)的构件
其中
p5－p11相同或不同，并且各自彼此独立地是1－5的整数，优选p5－p11是4，且
如果骨架试剂是式(I)，则虚线表示与A2连接，如果骨架试剂是式(II)，则虚线表示与A3或A4连接，如果骨架试剂是式(III)，则虚线表示与A5连接，如果骨架试剂是式(IV)，则虚线表示与A6连接；
式(e-iv)的构件
其中
p12－p26相同或不同，并且各自彼此独立地是1－5的整数，优选p12－p26是4，且
如果骨架试剂具有式(I)的结构，则虚线表示与A2连接，如果骨架试剂具有式(II)的结构，则虚线表示与A3或A4连接，如果骨架试剂具有式(III)的结构，则虚线表示与A5连接，如果骨架试剂具有式(IV)的结构，则虚线表示与A6连接；
式(e-v)的构件
其中
p27和p28相同或不同，并且各自彼此独立地是1－5的整数，优选p27和p28是4，
q是1－8的整数，优选q是2或6，最优选1是6，且
如果骨架试剂具有式(I)的结构，则虚线表示与A2连接，如果骨架试剂具有式(II)的结构，则虚线表示与A3或A4连接，如果骨架试剂具有式(III)的结构，则虚线表示与A5连接，如果骨架试剂具有式(IV)的结构，则虚线表示与A6连接；
式(e-vi)的构件
其中
p29和p30相同或不同，并且各自彼此独立地是2－5的整数，优选p29和p30是3，且
如果骨架试剂具有式(I)的结构，则虚线表示与A2连接，如果骨架试剂具有式(II)的结构，则虚线表示与A3或A4连接，如果骨架试剂具有式(III)的结构，则虚线表示与A5连接，如果骨架试剂具有式(IV)的结构，则虚线表示与A6连接；
式(e-vii)的构件
其中
p31－p36相同或不同，并且各自彼此独立地是2－5的整数，优选p31－p36是3，且
如果骨架试剂具有式(I)的结构，则虚线表示与A2连接，如果骨架试剂具有式(II)的结构，则虚线表示与A3或A4连接，如果骨架试剂具有式(III)的结构，则虚线表示与A5连接，如果骨架试剂具有式(IV)的结构，则虚线表示与A6连接；
式(e-viii)的构件
其中
p37－p50相同或不同，并且各自彼此独立地是2－5的整数，优选p37－p50是3，且
如果骨架试剂具有式(I)的结构，则虚线表示与A2连接，如果骨架试剂具有式(II)的结构，则虚线表示与A3或A4连接，如果骨架试剂具有式(III)的结构，则虚线表示与A5连接，如果骨架试剂具有式(IV)的结构，则虚线表示与A6连接；和
式(e-ix)的构件：
其中
p51－p80相同或不同，并且各自彼此独立地是2－5的整数，优选p51－p80是3，且
如果骨架试剂具有式(I)的结构，则虚线表示与A2连接，如果骨架试剂具有式(II)的结构，则虚线表示与A3或A4连接，如果骨架试剂具有式(III)的结构，则虚线表示与A5连接，如果骨架试剂具有式(IV)的结构，则虚线表示与A6连接；并且
其中构件(e-i)－(e-v)可以在每个手性中心上是R-或S-构型，优选地，构件(e-i)－(e-v)的所有手性中心是相同的构型。
优选地，Hypx具有式(e-i)、(e-ii)、(e-iii)、(e-iv)、(e-vi)、(e-vii)、(e-viii)或(e-ix)的结构。更优选地，Hypx具有式(e-ii)、(e-iii)、(e-iv)、(e-vii)、(e-viii)或(e-ix)的结构，甚至更优选地Hypx具有式(e-ii)、(e-iii)、(e-vii)或(e-viii)的结构，最优选地，Hypx具有式(e-iii)的结构。
如果骨架试剂具有式(I)的结构，则优选的构件–A2–Hyp1是下式的构件：
其中
虚线表示与P连接；且
E1选自式(e-i)－(e-ix)。
如果骨架试剂具有式(II)的结构，则优选的构件Hyp2–A3–是下式的构件：
其中
虚线表示与P连接；且
E1选自式(e-i)－(e-ix)。
优选的构件–A4–Hyp3是下式的构件
其中
虚线表示与P连接；且
E1选自式(e-i)－(e-ix)。
如果骨架试剂具有式(III)的结构，则优选的构件–A5–Hyp4是下式的构件
其中
虚线表示与P1连接；且
E1选自式(e-i)－(e-ix)。
更优选地，骨架试剂具有式(I)的结构且B具有式(a-xiv)的结构。
甚至更优选地，骨架试剂具有式(I)的结构，B具有式(a-xiv)的结构，x1和x2是0，且A1是–O–。
甚至更优选地，骨架试剂具有式(I)的结构，B具有式(a-xiv)的结构，A1是–O–，且P具有式(c-i)的结构。
最优选地，骨架试剂具有下式：
其中
n在10－40、优选10－30、更优选10－20范围内。
SP是间隔基构件，其选自C1-6烷基、C2-6烯基和C2-6炔基，优选地SP是-CH2-、-CH2-CH2-、-CH(CH3)-、-CH2-CH2-CH2-、-CH(C2H5)-、-C(CH3)2-、-CH=CH-或-CH=CH-，最优选地SP是-CH2-、-CH2-CH2-或-CH=CH-。
所述的至少一种交联剂试剂包含至少两个羰基氧基(-(C=O)-O-或–O-(C=O)-)，其是生物可降解的键合。这些生物可降解的键合对于使水凝胶为生物可降解的而言是必需的。另外，所述的至少一种交联剂试剂包含至少两个活化的末端官能团，其在步骤(b)的聚合中与所述的至少一种骨架试剂的胺反应。
交联剂试剂具有6－40kDa、更优选6－30kDa、甚至更优选6－20kDa、甚至更优选6－15kDa、最优选6－10kDa的分子量。
交联剂试剂包含至少两个活化的末端官能团，其选自活化的酯基、活化的氨基甲酸酯基、活化的碳酸酯基和活化的硫代碳酸酯基，其在聚合过程中与骨架试剂的胺基团反应，从而形成酰胺键。
优选地，交联剂试剂是式(V)的化合物：
其中
D1、D2、D3和D4相同或不同，并且各自彼此独立地选自包括O、NR5、S和CR5R5a的组；
R1、R1a、R2、R2、R3、R3a、R4、R4a、R5和R5a相同或不同，并且各自彼此独立地选自H和C1-6烷基；任选地，基团对R1/R1a、R2/R2a、R3/R3a、R4/R4a、R1/R2、R3/R4、R1a/R2a和R3a/R4a中的一个或多个形成化学键、或者与它们所连接的原子结合在一起形成C3-8环烷基或形成环A、或者与它们所连接的原子结合在一起形成4－7元杂环基或8－11元杂二环基或金刚烷基；
A选自苯基、萘基、茚基、茚满基和1,2,3,4-四氢化萘基；
P2是
m在120－920、优选120－460、更优选120－230范围内；
r1、r2、r7、r8独立地是0或1；
r3、r6独立地是0、1、2、3或4；
r4、r5独立地是1、2、3、4、5、6、7、8、9或10；
s1、s2独立地是1、2、3、4、5或6；
Y1、Y2相同或不同，并且各自彼此独立地选自式(f-i)－(f-vi)：
其中
虚线表示与分子的其余部分连接；
b是1、2、3或4；
XH是Cl、Br、I或F。
应当理解的是，Y1和Y2表示所述的至少两个活化的末端官能团。
优选地，Y1和Y2具有式(f-i)、(f-ii)或(f-v)的结构。更优选地，Y1和Y2具有式(f-i)或(f-ii)的结构，最优选地，Y1和Y2具有式(f-i)的结构。
优选地，构件Y1和Y2具有相同的结构。更优选地，构件Y1和Y2均具有式(f-i)的结构。
优选地，r1是0。
优选地，r1和s1均是0。
优选地，基团对R1/R1a、R2/R2a、R3/R3a、R4/R4a、R1/R2、R3/R4、R1a/R2a和R3a/R4a中的一个或多个形成化学键、或者与它们所连接的原子结合在一起形成C3-8环烷基或形成环A。
优选地，基团对R1/R2、R1a/R2a、R3/R4、R3a/R4a中的一个或多个与它们所连接的原子结合在一起形成4－7元杂环基或8－11元杂二环基。
优选地，式(V)的交联剂试剂是对称的，即，构件
与构件
具有相同的结构。
优选的交联剂试剂是式(V-1)－(V-53)：
其中
在适合的情况下，各交联剂试剂可以是其外消旋混合物的形式；且
m、Y1和Y2如上文所定义。
令人意外地发现，使用具有分枝、即在羰基氧基的α碳上具有非H残基的交联剂试剂导致形成对酶促降解、例如通过酯酶进行的降解耐受性更高的水凝胶。
类似地，令人意外地发现，羰基氧基的(C=O)与相邻的活化的酯、活化的氨基甲酸酯、活化的碳酸酯或活化的硫代氨基甲酸酯的(C=O)之间存在的原子越少，所得的水凝胶对降解的耐受性越高，例如对通过酯酶进行的降解的耐受性越高。
因此，交联剂试剂V-11－V-53、V-1和V-2是优选的交联剂试剂。
上文所述的式(V)的化合物的优选实施方案相应地适用于式(V-1)－(V-53)的优选化合物。
在另一个方面，本发明涉及可通过上文所定义的本发明的方法获得的水凝胶。
所述水凝胶含有0.01－1mmol/g伯胺基团(-NH2)，更优选含有0.02－0.5mmol/g伯胺基团，最优选含有0.05－0.3mmol/g伯胺基团。术语“X mmol/g伯胺基团”意指1g干水凝胶包含X mmol伯胺基团。水凝胶的胺含量的测定可以根据Gude等人(Letters in Peptide Science,2002,9(4):203-206，通过引用将其完整地合并入本文)进行。
生物学活性构件通过可逆前体药物连接基与水凝胶连接的前体药物的水凝胶连接。水凝胶连接的前体药物的可逆前体药物连接基可以相同或不同。优选地，水凝胶连接的前体药物的可逆前体药物连接基相同。
可以根据生物学活性构件的相应药物中存在的一个或多个化学官能团选择适合的可逆前体药物连接基构件。适合的可逆前体药物连接基构件是本领域技术人员已知的，优选的实例在下面的部分中给出。
在一个优选的实施方案中，使水凝胶与生物学活性构件连接的可逆前体药物连接基构件是无痕前体药物连接基。优选地，水凝胶连接的前体药物的所有可逆前体药物连接基构件是无痕前体药物连接基。
用于含胺的药物的优选的可逆前体药物连接基构件描述在WO-A2005/099768中。因此，选自通式(II)和(III)的下列亚结构是可逆前体药物连接基-生物学活性构件轭合物的优选实施方案：
其中虚线表示与水凝胶连接或与连接于水凝胶的间隔基构件连接，并且其中式(II)和(III)中的X、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、R2、R3、R4、Nu、W、m和D具有下面的含义：
D是含胺的生物学活性构件，其通过形成–O-(C=O)-N-、-O-(C=S)-N-、-S-(C=O)-N-或-S-(C=S)-N-键合与式(II)或(III)中所示的亚结构的其余部分连接；
X是间隔基构件R5-Y6；
Y1和Y2各自独立地是O、S或NR6；
Y3是O或S；
Y4是O、NR6或–C(R7)(R8)-；
Y5是O或S；
Y6是O、S、NR6、琥珀酰亚胺、马来酰亚胺、不饱和的碳-碳键或含有自由电子对的任意杂原子，或者不存在；
R2和R3独立地选自氢、被取代的或未被取代的线性的、支链的或环状的烷基或杂烷基、芳基、被取代的芳基、被取代的或未被取代的杂芳基、氰基、硝基、卤素、羧基、羧基烷基、烷基羰基和甲酰氨基(carboxamido)烷基；
R4选自氢、被取代的或未被取代的线性的、支链的或环状的烷基或杂烷基、芳基、被取代的芳基、被取代的或未被取代的杂芳基、被取代的或未被取代的线性的、支链的或环状的烷氧基、被取代的或未被取代的线性的、支链的或环状的杂烷氧基、芳基氧基或杂芳基氧基、氰基和卤素；
R5选自被取代的或未被取代的线性的、支链的或环状的烷基或杂烷基、芳基、被取代的芳基、被取代的或未被取代的杂芳基；
R6选自氢、被取代的或未被取代的线性的、支链的或环状的烷基或杂烷基、芳基、被取代的芳基和被取代的或未被取代的杂芳基；
R7和R8各自独立地选自氢、被取代的或未被取代的线性的、支链的或环状的烷基或杂烷基、芳基、被取代的芳基、被取代的或未被取代的杂芳基、羧基烷基、烷基羰基、甲酰氨基烷基、氰基和卤素；
W选自被取代的或未被取代的线性的、支链的或环状的烷基、芳基、被取代的芳基、被取代的或未被取代的线性的、支链的或环状的杂烷基、被取代的或未被取代的杂芳基；
Nu是亲核体；
m是0、1、2、3、4、5或6，且
Ar是多取代的芳族烃或多取代的芳族杂环。
优选地，式(II)和(III)的Nu选自伯胺、仲胺和叔胺；硫醇；羧酸；羟胺；肼；和含氮的杂芳基。
优选地，式(II)和(III)的Ar选自下列结构之一：
其中每个B独立地选自O、S、N。
优选地，式(II)和(III)的R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8和W独立地选自氢、甲基、乙基、乙氧基、甲氧基和其它Cl-6线性的、环状的或支链的烷基和杂烷基。
用于含胺的药物的另一种适合的可逆前体药物连接基构件描述在WO-A2006/136586中。因此，选自通式(IV)、(V)和(VI)的下面的亚结构是可逆前体药物连接基-生物学活性构件轭合物的优选实施方案：
其中虚线表示与水凝胶连接或者与连接于水凝胶的间隔基构件连接，其中式(IV)、(V)和(VI)的X、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12和D具有下面的含义：
D是含胺的生物学活性构件；
X是间隔基R13-Y1；
Y1是O、S、NR6、琥珀酰亚胺、马来酰亚胺、不饱和的碳-碳键或含有自由电子对的任意杂原子，或者Y1不存在；
R2和R3独立地选自氢、酰基和羟基保护基团；
R4－R12独立地选自氢、被取代的或未被取代的线性的、支链的或环状的烷基或杂烷基、芳基、被取代的芳基、被取代的或未被取代的杂芳基、氰基、硝基、卤素、羧基和酰胺(carboxamide)；且
R13选自被取代的或未被取代的线性的、支链的或环状的烷基或杂烷基、芳基、被取代的芳基、被取代的或未被取代的杂芳基。
用于含伯胺或仲胺的药物的另一种适合的可逆前体药物连接基构件描述在WO-A2009/095479中。因此，将优选的水凝胶连接的前体药物用前体药物轭合物D-L给出，其中
-D是含伯胺或仲胺的生物学活性构件；且
-L是式(VII)所示的非生物学活性连接基构件-L1，
其中虚线表示通过形成酰胺键与含胺的生物学活性构件D的伯氨基或仲氨基连接；并且其中式(VII)的X、X1、X2、R1、R1a、R2、R2a、R3和R3a具有下面的含义：
X是C(R4R4a)；N(R4)；O；C(R4R4a)-C(R5R5a)；C(R5R5a)-C(R4R4a)；
C(R4R4a)-N(R6)；N(R6)-C(R4R4a)；C(R4R4a)-O；或O-C(R4R4a)；
X1是C；或S(O)；
X2是C(R7,R7a)；或C(R7,R7a)-C(R8,R8a)；
R1、R1a、R2、R2a、R3、R3a、R4、R4a、R5、R5a、R6、R7、R7a、R8、R8a独立地选自H；和C1-4烷基；或
任选地，基团对R1a/R4a、R1a/R5a、R4a/R5a、R4a/R5a、R7a/R8a中的一个或多个形成化学键；
任选地，基团对R1/R1a、R2/R2a、R4/R4a、R5/R5a、R7/R7a、R8/R8a中的一个或多个与它们所连接的原子结合在一起形成C3-7环烷基；或4－7元杂环基；
任选地，基团对R1/R4、R1/R5、R1/R6、R4/R5、R7/R8、R2/R3中的一个或多个与它们所连接的原子结合在一起形成环A；
任选地，R3/R3a与它们所连接的氮原子结合在一起形成4－7元杂环；
A选自苯基；萘基；茚基；茚满基；1,2,3,4-四氢化萘基；C3-10环烷基；4－7元杂环基；和9－11元杂二环基；且
其中L1被一个基团L2-Z取代并且任选地进一步被取代，条件是式(VII)中用星号标记的氢未被取代基替代；且
其中
L2是单化学键或间隔基；且
Z是水凝胶连接的前体药物的水凝胶。
因此，水凝胶直接(如果L2是单化学键)或通过间隔基构件(如果L2是间隔基)与式(VII)的R1、R1a、R2、R2a、R3、R3a、X或X2中的任意一个连接。
任选地，式(VII)中的L1进一步被取代，条件是式(VII)中用星号标记的氢未被取代基替代。优选地，一个或多个进一步的任选的取代基独立地选自卤素、CN、COOR9、OR9、C(O)R9、C(O)N(R9R9a)、S(O)2N(R9R9a)、S(O)N(R9R9a)、S(O)2R9、S(O)R9、N(R9)S(O)2N(R9aR9b)、SR9、N(R9R9a)、NO2、OC(O)R9、N(R9)C(O)R9a、N(R9)S(O)2R9a、N(R9)S(O)R9a、N(R9)C(O)OR9a、N(R9)C(O)N(R9aR9b)、OC(O)N(R9R9a)、T、C1-50烷基、C2-50烯基和C2-50炔基，
其中T、C1-50烷基、C2-50烯基和C2-50炔基任选被一个或多个相同或不同的R10取代，并且其中C1-50烷基；C2-50烯基；和C2-50炔基任选被一个或多个选自以下的基团中断：T、-C(O)O-；-O-；-C(O)-；-C(O)N(R11)-；-S(O)2N(R11)-；-S(O)N(R11)-；-S(O)2-；-S(O)-；-N(R11)S(O)2N(R11a)-；-S-；-N(R11)-；-OC(O)R11；-N(R11)C(O)-；-N(R11)S(O)2-；-N(R11)S(O)-；-N(R11)C(O)O-；-N(R11)C(O)N(R11a)-；和-OC(O)N(R11R11a)；
T选自苯基、萘基、茚基、茚满基、1,2,3,4-四氢化萘基、C3-10环烷基、4－7元杂环基和9－11元杂二环基，其中T任选被一个或多个相同或不同的R10取代，
R9、R9a、R9b独立地选自H；T；和C1-50烷基；C2-50烯基；和C2-50炔基，
R10是卤素、CN、氧代(=O)、COOR12、OR12、C(O)R12、C(O)N(R12R12a)、S(O)2N(R12R12a)、S(O)N(R12R12a)、S(O)2R12、S(O)R12、N(R12)S(O)2N(R12aR12b)、SR12、N(R12R12a)、NO2、OC(O)R12、N(R12)C(O)R12a、N(R12)S(O)2R12a、N(R12)S(O)R12a、N(R12)C(O)OR12a、N(R12)C(O)N(R12aR12b)、OC(O)N(R12R12a)或C1-6烷基，其中C1-6烷基任选被一个或多个相同或不同的卤素取代，
R11、R11a、R12、R12a、R12b独立地选自H；或C1-6烷基，其中C1-6烷基任选被一个或多个相同或不同的卤素取代。
术语“中断”意指在两个碳之间插入基团或者在碳与氢之间的碳链末端插入基团。
优选的式(VII)的构件L1选自：
其中
虚线表示与式(VII)的D连接；
R是H或C1-4烷基；
Y是NH、O或S；且
R1、R1a、R2、R2a、R3、R3a、R4、X、X1、X2具有式(VII)中所给出的含义。
甚至更优选的式(VII)的构件L1选自：
其中
虚线表示与式(VII)的D连接，且
R是H或C1-4烷基。
另一种优选的水凝胶连接的前体药物用轭合物D-L给出，其中
-D是生物学活性构件；且
-L是式(VIII)所示的非生物学活性连接基构件-L1，
其中虚线表示通过形成酰胺键与含伯胺或仲胺的生物学活性构件D连接；且
其中式(VIII)的X、R1和R1a具有下面的含义：
X是H或C1-50烷基，其任选被一个或多个选自-NH-、-C(C1-4烷基)-、-O-、-C(O)-或-C(O)NH-的基团中断；
R1和R1a独立地选自H和C1-C4烷基；
其中L1被一个基团L2-Z取代，并且任选地进一步被取代；且其中
L2是单化学键或间隔基；且
Z是水凝胶连接的前体药物的水凝胶。
因此，水凝胶直接(如果L2是单化学键)或通过间隔基构件(如果L2是间隔基)与式(VIII)的R1、R1a或X中的任意一个连接。
任选地，式(VIII)的亚结构进一步被取代。
更优选地，式(VIII)的L1包含式(VIIIb)或(VIIIc)的片段之一，其中用星号标记的虚线表示通过与D的芳族氨基形成酰胺键与D连接，未标记的虚线表示与式(VIII)的L1的其余部分连接，并且其中式(VIIIb)和(VIIIc)的结构任选进一步被取代：
更优选地，式(VIII)的L1包含式(VIIIba)、(VIIIca)或(VIIIcb)的片段之一，其中用星号标记的虚线表示通过与D的芳族氨基形成酰胺键与式(VIII)的D连接，未标记的虚线表示与式(VIII)的L的其余部分连接：
用于含芳族胺的药物的另一种适合的可逆前体药物连接基构件描述在WO-A2011/012721中。因此，优选的水凝胶连接的前体药物用轭合物D-L给出，其中
-D是生物学活性构件；且
-L是式(IX)所示的非生物学活性连接基构件-L1，
其中虚线表示通过形成酰胺键与含芳族胺的生物学活性构件D的芳族
胺基团连接；且
其中式(VIII)的X1、X2、R2和R2a具有下面的含义：
X1是C(R1R1a)或选自C3-7环烷基、4－7元杂环基、苯基、萘基、茚基、茚满基、1,2,3,4-四氢化萘基和9－11元杂二环基的环状片段，
X2是化学键或选自C(R3R3a)、N(R3)、O、C(R3R3a)-C(R4R4a)、C(R3R3a)-N(R4)、N(R3)-C(R4R4a)、C(R3R3a)-O和O-C(R3R3a)，
其中在X1是环状片段的情况下，X2是化学键、C(R3R3a)、N(R3)或O，
任选地，在X1是环状片段且X2是C(R3R3a)的情况下，式(IX)中所示的X1片段和X2片段的次序可以改变，
R1、R3和R4独立地选自H、C1-4烷基和–N(R5R5a)；
R1a、R2、R2a、R3a、R4a和R5a独立地选自H和C1-4烷基；
任选地，基团对R2a/R2、R2a/R3a、R2a/R4a之一形成4－7元至少部分
饱和的杂环，
R5是C(O)R6，
R6是C1-4烷基，
任选地，基团对R1a/R4a、R3a/R4a或R1a/R3a中的一对形成化学键；且其中L1被一个基团L2-Z取代，并且任选进一步被取代；且
其中
L2是单化学键或间隔基；且
Z是水凝胶连接的前体药物的水凝胶。
因此，水凝胶直接(如果L2是单化学键)或通过间隔基构件(如果L2是间隔基)与式(IX)的X1、X2、R1、R1a、R2、R2a、R3、R3a、R4、R5、R5a或R6中任意一个连接。
更优选地，式(IX)的构件L1选自下式：
其中虚线表示与生物学活性构件D连接，且
R1和R2如式(IX)中所定义的那样使用。
优选地，式(IX)的R1a、R2、R2a、R3a、R4a和R5a独立地选自H和C1-4烷基。
用于含芳族胺的药物的另一种适合可逆前体药物连接基构件描述在WO2011/012722中。因此，优选的水凝胶连接的前体药物的连接基结构用轭合物D-L给出，其中
-D是生物学活性构件；且
-L是式(X)所示的非生物学活性连接基构件-L1，
其中虚线表示与含芳族胺的生物学活性构件D的芳族胺基团连接；且
其中式(X)的X1、X2和R2具有下面的含义：
X1是C(R1R1a)或选自C3-7环烷基、4－7元杂环基、苯基、萘基、茚基、茚满基、1,2,3,4-四氢化萘基和9－11元杂二环基的环状片段；
其中在X1是环状片段的情况下，所述环状片段通过两个相邻的环原子并入，并且与酰胺键的碳原子相邻的X1的环原子也是碳原子；
X2是化学键或选自C(R3R3a)、N(R3)、O、C(R3R3a)-C(R4R4a)、C(R3R3a)-N(R4)、N(R3)-C(R4R4a)、C(R3R3a)-O和O-C(R3R3a)；
其中在X1是环状片段的情况下，X2是化学键、C(R3R3a)、N(R3)或O；任选地，在X1是环状片段且X2是C(R3R3a)的情况下，式(X)中所示的X1片段和X2片段的次序可以改变，并且环状片段通过两个相邻的环原子并入式(X)的亚结构；
R1、R3和R4独立地选自H、C1-4烷基和–N(R5R5a)；
R1a、R2、R3a、R4a和R5a独立地选自H和C1-4烷基；
R5是C(O)R6；
R6是C1-4烷基；
任选地，基团对R1a/R4a、R3a/R4a或R1a/R3a中的一对形成化学键，条件是式(X)中用星号标记的氢未被替代；
其中L1被一个基团L2-Z取代，并且任选进一步被取代，条件是式(X)中用星号标记的氢未被替代；并且其中
L2是单化学键或间隔基；且
Z是水凝胶连接的前体药物的水凝胶。
因此，水凝胶直接(如果L2是单化学键)或通过间隔基构件(如果L2是间隔基)与式(X)的X1、X2、R1、R1a、R2、R3、R3a、R4、R5、R5a或R6中的任意一个连接。
更优选地，式(X)的构件L1选自式(i)-(xxix)：
其中虚线表示与D连接，且
R1、R1a、R2、R3和R5如式(X)中所定义的那样使用。
D的芳族片段的氨基取代基与L1(式(X)中所描绘的)右侧上的羰基片段(-C(O)-)一起形成L1与D之间的酰胺键。作为结果，式(X)的D和L1通过通式结构Y1-C(O)-N(R)-Y2的酰胺片段连接(化学键合)。Y1表示式(X)的亚结构的其余部分，且Y2表示D的芳族片段。R是取代基，例如C1-4烷基或优选氢。
如上所示，式(X)的X1也可以是环状片段，例如C3-7环烷基、苯基或茚满基。在X1是所述环状片段的情况下，各环状片段通过(所述环状片段的)两个相邻的环原子并入式(X)的L1。例如，如果X1是苯基，则L1的苯基片段通过位于第二个(苯基)环原子的α-位(相邻的)的第一个(苯基)环原子与L1的X2键合，所述第二个(苯基)环原子本身与式(X)的L1的右侧的羰基片段、即与D的芳族氨基一起形成酰胺键的羰基片段的碳原子键合。
优选地，式(X)的L1如下所定义：
X1是C(R1R1a)、环己基、苯基、吡啶基、降冰片烯基、呋喃基、吡咯基或噻吩基；
其中在X1是环状片段的情况下，所述环状片段通过两个相邻的环原子并入式(X)的L1；
X2是化学键或选自C(R3R3a)、N(R3)、O、C(R3R3a)-O或C(R3R3a)-C(R4R4a)；
R1、R3和R4独立地选自H、C1-4烷基和–N(R5R5a)；
R1a、R3a、R4a和R5a独立地选自H和C1-4烷基；
R2是C1-4烷基；
R5是C(O)R6；
R6是C1-4烷基；
更优选地，式(X)的L1选自下面的式(i)－(xxix)：
其中虚线表示与D连接，
R5是C(O)R6，且
R1、R1a、R2、R3和R6彼此独立地是C1-4烷基。
用于含羟基的药物的另一种适合的可逆前体药物连接基构件描述在WO2011/012721中。因此，优选的水凝胶连接的前体药物由式(XI)给出：
D-O-Z0(XI)，
其中
D是含羟基的生物学活性构件，其包含通过所述羟基的氧与构件Z0偶联的式(XI)的O；并且其中式(XI)的Z0具有下面的含义：
Z0是C(O)-X0-Z1；C(O)O-X0-Z1；S(O)2-X0-Z1；C(S)-X0-Z1；S(O)2O-X0-Z1；S(O)2N(R1)-X0-Z1；CH(OR1)-X0-Z1；C(OR1)(OR2)-X0-Z1；C(O)N(R1)-X0-Z1；P(=O)(OH)O-X0-Z1；P(=O)(OR1)O-X0-Z1；P(=O)(SH)O-X0-Z1；P(=O)(SR1)O-X0-Z1；P(=O)(OR1)-X0-Z1；P(=S)(OH)O-X0-Z1；P(=S)(OR1)O-X0-Z1；P(=S)(OH)N(R1)-X0-Z1；P(=S)(OR1)N(R2)-X0-Z1；P(=O)(OH)N(R1)-X0-Z1；或P(=O)(OR1)N(R2)-X0-Z1；
R1、R2独立地选自C1-6烷基；或者R1、R2一起形成C1-6亚烷基桥连基团；
X0是(X0A)m1-(X0B)m2；
m1和m2独立地是0或1；
X0A是T0；
X0B是支链的或无支链的C1-10亚烷基，其是未被取代的或者被一个或多个相同或不同的R3取代；
R3是卤素；CN；C(O)R4；C(O)OR4；OR4；C(O)R4；C(O)N(R4R4a)；S(O)2N(R4R4a)；S(O)N(R4R4a)；S(O)2R4；S(O)R4；N(R4)S(O)2N(R4aR4b)；SR4；N(R4R4a)；NO2；OC(O)R4；N(R4)C(O)R4a；N(R4)SO2R4a；N(R4)S(O)R4a；N(R4)C(O)N(R4aR4b)；N(R4)C(O)OR4a；OC(O)N(R4R4a)；或T0；
R4、R4a、R4b独立地选自H；T0；C1-4烷基；C2-4烯基；和C2-4炔基，其中C1-4烷基；C2-4烯基；和C2-4炔基任选被一个或多个相同或不同的R5取代；
R5是卤素；CN；C(O)R6；C(O)OR6；OR6；C(O)R6；C(O)N(R6R6a)；S(O)2N(R6R6a)；S(O)N(R6R6a)；S(O)2R6；S(O)R6；N(R6)S(O)2N(R6aR6b)；SR6；N(R6R6a)；NO2；OC(O)R6；N(R6)C(O)R6a；N(R6)SO2R6a；N(R6)S(O)R6a；N(R6)C(O)N(R6aR6b)；N(R6)C(O)OR6a；OC(O)N(R6R6a)；
R6、R6a、R6b独立地选自H；C1-6烷基；C2-6烯基；和C2-6炔基，其中C1-6烷基；C2-6烯基；和C2-6炔基任选被一个或多个相同或不同的卤素取代；
T0是苯基；萘基；基；茚基；茚满基；C3-7环烷基；3－7元杂环基；或8－11元杂二环基，其中T0任选被一个或多个相同或不同的R7取代；
R7是卤素；CN；COOR8；OR8；C(O)R8；C(O)N(R8R8a)；S(O)2N(R8R8a)；S(O)N(R8R8a)；S(O)2R8；S(O)R8；N(R8)S(O)2N(R8aR8b)；SR8；N(R8R8a)；NO2；OC(O)R8；N(R8)C(O)R8a；N(R8)S(O)2R8a；N(R8)S(O)R8a；N(R8)C(O)OR8a；N(R8)C(O)N(R8aR8b)；OC(O)N(R8R8a)；氧代(=O)，其中的环是至少部分饱和的；C1-6烷基；C2-6烯基；或C2-6炔基，其中C1-6烷基；C2-6烯基；和C2-6炔基任选被一个或多个相同或不同的R9取代；
R8、R8a、R8b独立地选自H；C1-6烷基；C2-6烯基；和C2-6炔基，其中C1-6烷基；C2-6烯基；和C2-6炔基任选被一个或多个相同或不同的R10取代；
R9、R10独立地选自卤素；CN；C(O)R11；C(O)OR11；OR11；C(O)R11；C(O)N(R11R11a)；S(O)2N(R11R11a)；S(O)N(R11R11a)；S(O)2R11；S(O)R11；N(R11)S(O)2N(R11aR11b)；SR11；N(R11R11a)；NO2；OC(O)R11；N(R11)C(O)R11a；N(R11)SO2R11a；N(R11)S(O)R11a；N(R11)C(O)N(R11aR11b)；N(R11)C(O)OR11a；和OC(O)N(R11R11a)；
R11、R11a、R11b独立地选自H；C1-6烷基；C2-6烯基；和C2-6炔基，其中C1-6烷基；C2-6烯基；和C2-6炔基任选被一个或多个相同或不同的卤素取代；
Z1是水凝胶连接的前体药物的水凝胶，其与X0共价连接。
优选地，Z0是C(O)-X0-Z1；C(O)O-X0-Z1；或S(O)2-X0-Z1。更优选地，Z0是C(O)-X0-Z1；或C(O)O-X0-Z1。甚至更优选地，Z0是C(O)-X0-Z1。
优选地，X0是未被取代的。
优选地，m1是0且m2是1。
优选地，X0-Z0是C(R1R2)CH2-Z0，其中R1、R2独立地选自H和C1-4烷基，条件是R1、R2中至少一个不是H；或(CH2)n-Z0，其中n是3、4、5、6、7或8。
优选地，Z1通过酰胺基与X0共价连接。
用于含芳族羟基的药物的另一种适合的可逆前体药物连接基构件描述在WO-A2011/089214中。因此，优选的水凝胶连接的前体药物用轭合物D-L给出，其中
D是含芳族羟基的生物学活性构件；且
L是非生物学活性连接基，其含有
i)式(XII)所述的构件L1，
其中虚线表示L1通过形成氨基甲酸酯基与D的芳族羟基连接，式
(XII)的R1、R2、R2a、R3、R3a和m具有下面的含义：
R1选自C1-4烷基、杂烷基、C3-7环烷基，和
每个R2、每个R2a、R3、R3a独立地选自氢、被取代的或未被取代
的线性的、支链的或环状的C1-4烷基或杂烷基，
m是2、3或4。
ii)构件L2，其是化学键或间隔基，并且L2与水凝胶连接的前体药物的水凝胶键合；
其中L1被一个L2构件取代。
任选地，L进一步被取代。
因此，水凝胶直接(如果L2是单化学键)或通过间隔基构件(如果L2是间隔基)与式(XII)的R1、R2、R2a、R3或R3a中的任意一个连接。
用于含脂肪族胺的药物的另一种适合的可逆前体药物连接基构件描述在WO-A2011/089216中。因此，优选的水凝胶连接的前体药物用轭合物D-L给出，
其中
D是含脂肪族胺的生物学活性构件；且
L是非生物学活性连接基，其含有
i)式(XIII)所示的构件L1，
其中虚线表示L1通过形成酰胺键与D的脂肪族氨基连接，并且其中式(XIII)的X1、R1、R2、R2a、R3、R3a、R4和R4a具有下面的含义：
X1选自O、S和CH-R1a；
R1和R1a独立地选自H、OH和CH3；
R2、R2a、R4和R4a独立地选自H和C1-4烷基；
R3、R3a独立地选自H、C1-4烷基和R5
R5选自
ii)构件L2，其是化学键或间隔基，并且L2与Z键合，所述Z是水凝胶连接的前体药物的水凝胶；
其中L1被一个L2构件取代，
任选地，L进一步被取代。
因此，水凝胶直接(如果L2是单化学键)或通过间隔基构件(如果L2是间隔基)与式(XIII)的X1、R1、R2、R2a、R3、R3a、R4或R4a中的任意一个连接。
优选地，式(XIII)的基团对R3/R3a中一个是H，另一个选自R5。
优选地，式(XIII)的R4/R4a之一是H。
任选地，式(XIII)的基团对R3/R3a、R4/R4a、R3/R4中的一个或多个可以独立地形成一个或多个选自C3-7环烷基、4－7元杂环基或9－11元杂二环基的环状片段。
任选地，式(XIII)的R3、R3a、R4和R4a进一步被取代。适合的取代基是烷基(例如C1-6烷基)、烯基(例如C2-6烯基)、炔基(例如C2-6炔基)、芳基(例如苯基)、杂烷基、杂烯基、杂炔基、杂芳基(例如芳族4－7元杂环)或卤素。
用于含芳族胺的药物的另一种适合的可逆前体药物连接基构件描述在WO-A2011/089215中。因此，优选的水凝胶连接的前体药物用轭合物D-L给出，
其中
D是含芳族胺的生物学活性构件；且
L是非生物学活性连接基，其含有
i)式(XIV)所示的构件L1
其中虚线表示L1通过形成酰胺键与D的芳族氨基连接，并且其中式(XIV)的R1、R1a、R2、R3、R3a、R4和R4a具有下面的含义：
R1、R1a、R2、R3、R3a、R4和R4a独立地选自H和C1-4烷基；
任选地，R1、R1a、R2、R3、R3a、R4和R4a中的任意两个可以独立地形成一个或多个选自C3-7环烷基、4－7元杂环基、苯基、萘基、茚基、茚满基、1,2,3,4-四氢化萘基或9－11元杂二环基的环状片段；
任选地，R1、R1a、R2、R3、R3a、R4和R4a进一步被取代；适合的取代基是烷基、烯、炔、芳基、杂烷基、杂烯烃、杂炔烃、杂芳基或卤素。
ii)构件L2，其是化学键或间隔基，并且L2与Z键合，所述Z是水凝胶连接的前体药物的水凝胶；
其中L1被一个构件L2取代，
任选地，L进一步被取代。
适合的取代基是烷基(例如C1-6烷基)、烯基(例如C2-6烯基)、炔基(例如C2-6炔基)、芳基(例如苯基)、杂烷基、杂烯基、杂炔基、杂芳基(例如芳族4－7元杂环)或卤素。
因此，水凝胶直接(如果L2单化学键)或通过间隔基构件(如果L2是间隔基)与式(XIV)的R1、R1a、R2、R3、R3a、R4或R4a中的任意一个连接。
优选地，式(XIV)的R4或R4a之一是H。
另一种适合的可逆前体药物连接基构件描述在美国专利US7585837中。因此，优选的水凝胶连接的前体药物用前体药物轭合物D-L给出，其中
D是含胺、羧基、磷酸酯基、羟基或巯基的生物学活性构件；且
L是非生物学活性连接基，其含有
i)式(XV)所示的构件L1：
其中虚线表示L1与D的化学官能团连接，并且所述化学官能团选自氨基、羧基、磷酸酯基、羟基和巯基；并且其中式(XV)的R1、R2、R3和R4如下所定义：
R1和R2独立地选自氢、烷基、烷氧基、烷氧基烷基、芳基、烷芳基、芳烷基、卤素、硝基、-SO3H、-SO2NHR5、氨基、铵、羧基、PO3H2和OPO3H2；
R3、R4和R5独立地选自氢、烷基和芳基；
ii)构件L2，其是化学键或间隔基，并且L2与水凝胶连接的前体药物的水凝胶键合；且
其中L1被一个L2构件取代。
任选地，L进一步被取代。
因此，水凝胶直接(如果L2是单化学键)或通过间隔基构件(如果L2是间隔基)与式(XV)的R1、R2、R3或R4中的任意一个连接。
另一种适合的可逆前体药物连接基构件描述在WO-A2002/089789中。因此，优选的水凝胶连接的前体药物如式(XVI)中所示：
其中式(XVI)的D、X、y、Ar、L1、Y1、Y2、R1、R2、R3、R4、R5、R6如下所定义：
D是生物学活性构件；
L1是双官能连接基团；
Y1和Y2独立地是O、S或NR7；
R1是水凝胶；
R2-7独立地选自氢、C1-6烷基、C3-12支链烷基、C3-8环烷基、被取代的C1-6烷基、被取代的C3-8环烷基、芳基、被取代的芳基、芳烷基、C1-6杂烷基、被取代的C1-6杂烷基、C1-6烷氧基、苯氧基和C1-6杂烷氧基；
Ar是当包括在式XI中时形成多取代的芳族烃或多取代的杂环基的构件；
Z是被主动转运入靶细胞的化学键或构件、疏水构件或其组合；
y是0或1；
X是被主动转运入靶细胞的化学键或构件、疏水构件或其组合；且
另一种适合的可逆前体药物连接基构件描述在WO-A2001/47562中。因此，优选的水凝胶连接的前体药物用式(XVII)给出：
其中式(XVII)的D、L、z和Ar具有下下面的含义：
D是包含NH的含胺的生物学活性构件；
L是共价键，优选水解稳定的键；
Ar是芳族基团；且
z是水凝胶。
另一种适合的可逆前体药物连接基构件描述在美国专利US7393953B2中。因此，优选的水凝胶连接的前体药物用式(XVIII)给出：
其中式(XVIII)的R1、L1、Y1、p和D具有下面的含义：
D是含杂芳族胺的生物学活性构件，其通过D的杂芳族胺基团与式(XVIII)的亚结构的其余部分连接；
Y1是O、S或NR2；
p是0或1；
L1是双官能团连接基，例如-NH(CH2CH2O)m(CH2)mNR3-、
-NH(CH2CH2O)mC(O)-、-NH(CR4R5)mOC(O)-、
-C(O)(CR4R5)mNHC(O)(CR8R7)qNR3、-C(O)O(CH2)mO-、
-C(O)(CR4R5)mNR3-、
-C(O)NH(CH2CH2O)m(CH2)mNR3-、-C(O)O-(CH2CH2O)mNR3-、
-C(O)NH(CR4R5)mO-、-C(O)O(CR4R5)mO、-C(O)NH(CH2CH2O)m-、
R2、R3、R4、R5、R7和R8独立地选自氢、C1-6烷基、C3-12支链烷基、C3-8环烷基、被取代的C1-6烷基、被取代的C3-8环烷基、芳基、被取代的芳基、芳烷基、C1-6杂烷基、被取代的C1-6杂烷基、C1-6烷氧基、苯氧基和C1-6杂烷氧基；
R6选自氢、C1-6烷基、C3-12支链烷基、C3-8环烷基、被取代的C1-6烷基、被取代的C3-8环烷基、芳基、被取代的芳基、芳烷基、C1-6杂烷基、被取代的C1-6杂烷基、C1-6烷氧基、苯氧基和C1-6杂烷氧基、NO2、卤代烷基和卤素；且
m和q彼此独立地选择，并且各自是正整数。
另一种优选的水凝胶连接的前体药物用式(XIX)给出：
其中式(XIX)的D、R1、R2、R3、R4、Y1和n具有下面的含义：
D是含羧基的生物学活性构件，
R1选自未被取代的烷基；被取代的烷基；未被取代的苯基；被取代的苯基；未被取代的萘基；被取代的萘基；未被取代的茚基；被取代的茚基；未被取代的茚满基；被取代的茚满基；未被取代的1,2,3,4-四氢化萘基；被取代的1,2,3,4-四氢化萘基；未被取代的C3-10环烷基；被取代的C3-10环烷基；未被取代的4－7元杂环基；被取代的4－7元杂环基；未被取代的9－11元杂二环基；和被取代的9－11元杂二环基；
R2选自H、未被取代的烷基和被取代的烷基；
R3和R4独立地选自H、未被取代的烷基和被取代的烷基；
Q是间隔基构件；
n是0或1；
任选地，R1和R3与它们所连接的原子结合在一起形成环A；
A选自C3-10环烷基；4－7元脂肪族杂环基；和9－11元脂肪族杂二环基，其中A是未被取代的或被取代的；
Y1是水凝胶。
优选地，式(XIX)的R1是C1-6烷基或被取代的C1-6烷基、更优选C1-4烷基或被取代的C1-4烷基。
更优选地，式(XIX)的R1选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基和苄基。
优选地，式(XIX)的R2是H。
优选地，式(XIX)的R3是H、C1-6烷基或被取代的C1-6烷基、更优选C1-4烷基或被取代的C1-4烷基。更优选地，R3选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基和苄基。
更优选地，式(XIX)的R3是H。
优选地，式(XIX)的R4是H、C1-6烷基或被取代的C1-6烷基、更优选C1-4烷基或被取代的C1-4烷基。更优选地，R4选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基和苄基。
更优选地，式(XIX)的R4是H。
在另一个优选的实施方案中，式(XIX)的R1和R3与它们所连接的原子结合在一起形成环A，其中A选自环丙烷、环丁烷、环戊烷、环己烷和环庚烷。
另一种优选的水凝胶连接的前体药物用式(XX)给出：
Yl-W-O-D(XX)，
其中式(XX)的D、Y1和W具有下面的含义：
D是含羧基的生物学活性构件，其包含式(XX)的O，
W选自线性的C1-15烷基；且
Y1是水凝胶连接的前体药物的水凝胶。
水凝胶连接的前体药物包含生物学活性构件，其通过可逆前体药物连接基与水凝胶偶联，并且其在眼内以药物分子的形式从水凝胶连接的前体药物中被释放。
药物靶标和优选的药物的列表由Scheinman等人(在Drug ProductDevelopment for the Back of the Eye,2011,第2卷,495-563中)提供，将该文献完整地包括在本文中。
水凝胶连接的前体药物可以包含一种或多种不同的生物学活性构件，其可以是相同或不同的药物种类。
优选的生物学活性构件或药物选自：麻醉药和镇痛药、抗变应原药(antiallergenics)、抗组胺药、抗炎药、抗癌药、抗生素、抗感染药、抗细菌药(antibacterials)、抗真菌药、抗病毒药、细胞运输/移动阻滞剂(celltransport/mobility impending agents)、抗青光眼药(antiglaucoma drugs)、抗高血压药、减充血药、免疫应答调节剂、免疫抑制剂、肽和蛋白质、甾族化合物(类固醇)、低溶解度类固醇、碳酸酐酶抑制剂、诊断用药、抗细胞凋亡药、基因治疗剂、螯合剂、还原剂、抗渗透剂、反义化合物、抗增殖药、抗体和抗体轭合物、血流促进剂、抗寄生虫药、非甾族抗炎药、营养物(nutrients)和维生素、酶抑制剂、抗氧化剂、抗白内障药、醛糖还原酶抑制剂、细胞保护剂、细胞因子、细胞因子抑制剂和细胞因子保护剂、UV阻滞剂、肥大细胞稳定剂和抗新血管药例如抗血管生成药如基质金属蛋白酶抑制剂和血管内皮生长因子(VEGF)调节剂、神经保护剂、缩瞳药和抗胆碱酯酶药、散瞳药、人造眼泪/干眼疗法、抗-TNFα、IL-1受体拮抗剂、蛋白激酶C-β抑制剂、生长抑素类似物和拟交感神经药。
优选种类的药物的非限制性实例选自：抗组胺药、β-肾上腺素受体拮抗剂、血管紧张素II受体拮抗剂、缩瞳药、拟交感神经药、碳酸酐酶抑制剂、前列腺素、抗肿瘤药、抗微生物化合物、抗真菌药、抗病毒化合物、醛糖还原酶抑制剂、抗炎化合物、抗变态反应化合物、非甾族化合物、局部麻醉药、肽和蛋白质。
优选的抗组胺药选自loradatine、羟嗪、苯海拉明、氯苯那敏、溴苯那敏、赛庚啶、特非那定、氯马斯汀、曲普利啶、卡比沙明、二苯拉林、苯茚胺、阿扎他定、曲吡那敏、右氯苯那敏、右溴苯那敏、甲地嗪和trimprazine多西拉敏、非尼拉敏、新安替根、chiorcyclizine、松齐拉敏、以及其衍生物。
优选的β-肾上腺素受体拮抗剂包括但不限于阿替洛尔(atenalol)、卡替洛尔、塞他洛尔、倍他洛尔、左布诺洛尔、美替洛尔、噻吗洛尔、醋丁洛尔、拉贝洛尔、美托洛尔、普萘洛尔或其衍生物。
优选的血管紧张素II受体拮抗剂包括但不限于坎地沙坦西酯。
优选的缩瞳药选自例如毒扁豆碱、毛果芸香碱、水杨酸以色林、卡巴胆碱、异氟磷、碘依可酯和地美溴铵。
优选的拟交感神经药包括但不限于肾上腺素和地匹福林。
优选的碳酸酐酶抑制剂包括但不限于乙酰唑胺、多佐胺。
优选的前列腺素包括、但不限于比马前列素、拉坦前列素(lantanoprost)和曲伏前列素以及相关化合物。
优选的抗肿瘤药选自例如阿霉素、环磷酰胺、放线菌素、博来霉素、duanorubicin、多柔比星、表柔比星、丝裂霉素、甲氨蝶呤、氟尿嘧啶、卡铂、卡莫司汀(BCNU)、甲基-CCNU、顺铂、依托泊苷、干扰素、喜树碱及其衍生物、苯芥胆甾醇、红豆杉醇及其衍生物、泰索帝及其衍生物、长春碱、长春新碱、他莫昔芬、依托泊苷、哌泊舒凡、环磷酰胺、丝裂霉素C和氟他胺、以及其衍生物。
优选的抗微生物化合物选自例如头孢唑林、头孢拉定、头孢克洛、头孢匹林、头孢唑肟、头孢哌酮、头孢替坦、cefutoxime、头孢噻肟、头孢羟氨苄、头孢他啶、头孢氨苄、头孢噻吩(cephalothin)、头孢孟多、cefox-polyitin、头孢尼西、头孢雷特、头孢曲松、头孢羟氨苄、头孢拉定、头孢呋辛、氨苄西林、阿莫西林、环青霉素、氨苄西林、青霉素G、青霉素V钾、哌拉西林、苯唑西林、巴氨西林、氯唑西林、替卡西林、阿洛西林、羧苄西林、甲氧西林、萘夫西林、红霉素、四环素、多西环素、米诺环素、氨曲南、氯霉素、盐酸环丙沙星、克林霉素、甲硝唑、夫西地酸、庆大霉素、林可霉素、妥布霉素、万古霉素、硫酸多黏菌素B(polymyxin Bsulfate)、多黏菌素E甲磺酸盐(colistimethate)、多黏菌素E、阿奇霉素、力百汀、磺胺甲唑、甲氧苄啶、以及其衍生物。
优选的抗真菌药例如选自包括聚烯、棘球菌素、烯丙胺、咪唑、三唑和噻唑的化合物种类。
优选的抗病毒化合物包括但不限于干扰素α、干扰素β、干扰素γ、齐多夫定、盐酸金刚烷胺、利巴韦林、阿昔洛韦、西多福韦、碘苷、福米韦生、膦甲酸、valciclovir、双脱氧胞苷、膦酰甲酸(phosphonoformic acid)、更昔洛韦、以及其衍生物。
优选的抗生素选自更昔洛韦、膦甲酸、西多福韦和福米韦生、阿昔洛韦、伐昔洛韦、万古霉素、庆大霉素、克林霉素、氯霉素、夫西地酸。
优选的醛糖还原酶抑制剂选自托瑞司他、依帕司他、雷尼司他和非达司他。
抗炎化合物例如甾族化合物优选选自可的松、泼尼松龙、氟米龙(flurometholone)、地塞米松、甲羟松、氯替泼诺、氟扎可特、氢化可的松、泼尼松、倍他米松、氯倍他松、泼尼松、甲泼尼龙、己酸丙炎松(riamcinolonehexacatonide)、醋酸帕拉米松、二氟拉松、氟西奈德(fluocinonide)、氟轻松、曲安西龙、其衍生物、以及其混合物。最优选的是可的松、泼尼松龙、地塞米松、泼尼松、倍他米松、甲泼尼龙、氟西奈德、氟轻松、曲安西龙、其衍生物、以及其混合物。
优选的抗变态反应化合物包括但不限于安他唑啉、methapyriline、氯苯那敏、新安替根和抗感明。
优选的非甾族化合物包括但不限于安他唑啉、溴芬酸(bromofenac)、双氯芬酸、吲哚美辛、洛度沙胺、saprofen、色甘酸钠。
优选的局部麻醉药包括但不限于丁卡因、利多卡因、赛罗卡因、oxbuprocaine、丙美卡因。
优选的肽和蛋白质选自环胞素、胰岛素、生长激素、胰岛素相关生长因子、热休克蛋白和相关化合物、尿抑胃素和生长因子例如表皮生长因子。
另一类优选的化合物是调节CXCR4受体和/或SDF-I的那些。
另外优选的药物是抗体，包括但不限于英夫利昔单抗、达克珠单抗、依法珠单抗、AIN457、利妥昔单抗、依那西普(etanecept)、阿达木单抗及其片段。
另外优选的药物是VEGF活性的调节剂，包括但不限于pegatinibsodium、雷珠单抗、阿柏西普(aflibercept)、贝伐珠单抗和bevasiranibsodium。最优选的是pegatinib、雷珠单抗、阿柏西普、贝伐珠单抗和bevasiranib。
另一类优选的药物是散瞳药，例如包括硫酸阿托品、环喷托酯、后马托品、东莨菪碱、托吡卡胺、尤卡托品和羟基苯丙胺。
另外优选的药物是免疫抑制剂，包括但不限于环胞素、硫唑嘌呤、他克莫司、西罗莫司、以及其衍生物。最优选西罗莫司、环胞素和硫唑嘌呤。
另外优选的是具有致睫状肌麻痹或胶原酶抑制剂活性的药物。
另一种优选种类的药物还可以是光敏剂，例如维替泊芬或PPARα抑制剂，包括但不限于胆碱非诺贝特。
另一优选种类的药物是抗氧化剂，其例如选自抗坏血酸或抗坏血酸盐(ascorbate)、α生育酚、甘露醇、还原型谷胱甘肽、各种类胡萝卜素、半胱氨酸、尿酸、牛磺酸、酪氨酸、超氧化物歧化酶、叶黄素、玉米黄质、cryotpxanthin、虾青素(astazanthin)、番茄红素、N-乙酰基-半胱氨酸、肌肽、γ-谷氨酰基半胱氨酸、quercitin、乳铁蛋白、二氢硫辛酸、柠檬酸或柠檬酸盐、银杏(Ginkgo Biloba)提取物、茶儿茶酸(tea catechins)、覆盆子提取物、维生素E或维生素E的酯、棕榈酸视黄酯、以及其衍生物。
其它优选种类的药物是整联蛋白拮抗剂、选择蛋白拮抗剂、粘附分子拮抗剂(例如胞间粘附分子(ICAM)-I、ICAM-2、ICAM-3、血小板内皮粘附分子(PCAM)、血管细胞粘附分子(VCAM))或诱导白细胞粘附的细胞因子或生长因子拮抗剂(例如生长激素受体拮抗剂、肿瘤坏死因子-a(TNF-a)、白介素-1β(IL-lβ)、单核细胞趋化蛋白-1(MCP-l)和血管内皮生长因子(VEGF))。
另外优选的药物是亚免疫球蛋白抗原-结合分子，例如Fv免疫球蛋白片段、minibodies等。
优选的药物还包括PKC-抑制剂，例如甲磺酸芦波妥林(ruboxistautinmesilate)和AEB071。
另一优选种类的药物是玻璃体溶解剂(vitreolytic agents)，例如透明质酸酶、vitreosolve、纤溶酶、分散酶和microlysin。
另外优选的药物是神经保护剂，例如尼莫地平和相关化合物、睫状神经营养因子和相关化合物和艾地苯醌。最优选的是选自CNTF、bFGF、BDNF、GDNF、LEDGF、RdCVF、PEDF的神经保护剂。
另外优选的药物是地奈德、氟轻松、氟米龙、醋酸阿奈可他、莫比松(momethasone)、氟喹诺酮类、利美索龙、头孢菌素、蒽环霉素、氨基糖苷类、磺胺类药、TNF抑制剂、抗PDGF、麦考酚酸莫酯、来那度胺、NOS抑制剂、COX-2抑制剂、环胞素A、SiRNA-027、combrestatin、combrestatin-4-phosphate、MXAA、AS1404、2-甲氧基雌二醇、pegaptanib sodium、ZD6126、ZD6474、制管张素、内皮抑制素、抗TGF-α/β、抗IFN-α/β/γ、抗TNF-α、血管抑制素(vasculostatin)、血管内皮抑制素(vasostatin)、血管形成抑制素(angioarrestin)及其衍生物。
另一个优选种类的药物是血浆血管舒缓素抑制剂。
优选的抗TNF-α药物选自英夫利昔单抗、dalimumab、培舍珠单抗、依那西普和戈利木单抗。
更优选地，水凝胶连接的前体药物包含选自以下的生物学活性构件：VEGF活性调节剂、类固醇、抗生素、神经保护剂、免疫抑制剂、抗TNFα、IL-1受体拮抗剂、蛋白激酶C-β抑制剂和生长抑素类似物。
优选的IL-1受体拮抗剂是阿那白滞素。
优选的蛋白激酶C-β抑制剂是芦波妥林。
优选的生长抑素类似物是奥曲肽。
在另一个优选的实施方案中，药物可以是本领域已知的诊断用药，例如造影剂。
包含水凝胶连接的前体药物的药物组合物可用于预防、诊断和/或治疗多种眼病症。
在一个实施方案中，眼病症影响或牵连前部(即眼的前面)眼区域或部位，例如眼周肌肉、眼睑或位于晶状体囊或睫状肌后壁的前部的眼球组织或流体。因此，前部眼病症主要影响或牵连结膜、角膜、前房、虹膜、后房(在虹膜后面，但是在晶状体囊后壁前面)、晶状体或晶状体囊和使前部眼区域或部位血管化或对其进行神经支配的血管和神经。
因此，优选的前部眼病症选自无晶状体、假晶状体、散光、睑痉挛、白内障、结膜疾病、结膜炎、角膜疾病、角膜溃疡、干眼综合征、眼睑疾病、泪器疾病、泪管阻塞、近视、老视、瞳孔障碍、屈光障碍、青光眼和斜视。青光眼也被视为是前部眼病症，因为青光眼治疗的临床目标可以是降低眼前房中房水的高压(即降低眼内压)。
在另一个实施方案中，所述眼病症是后部眼病症，其主要影响或牵连后部眼区域或部位，例如脉络膜或巩膜(在通过晶状体囊的后壁的平面后部的位置)、玻璃体、玻璃体腔、视网膜、视网膜色素上皮、布鲁赫膜、视神经(即视神经盘)和使后部眼区域或部位血管化或对其进行神经支配的血管和神经。
因此，优选的后部眼病症选自急性黄斑视神经视网膜病变；贝赫切特病；脉络膜新血管形成；糖尿病性眼色素层炎；组织胞浆菌病；感染，例如真菌或病毒导致的感染；黄斑变性，例如急性黄斑变性、非渗出性年龄相关性黄斑变性和渗出性年龄相关性黄斑变性；水肿，例如黄斑水肿、囊样黄斑水肿和糖尿病性黄斑水肿；多灶性脉络膜炎；影响后部眼部位或位置的眼外伤；眼肿瘤；视网膜障碍，例如视网膜中央静脉阻塞、糖尿病性视网膜病变(包括增殖性糖尿病性视网膜病变)、增殖性玻璃体视网膜病变(PVR)、视网膜动脉阻塞性疾病、视网膜脱离、眼色素层炎性视网膜疾病；交感性眼炎；福-小柳-原田(VKH)综合征；眼色素层扩散；由眼激光处理导致的或受眼激光处理影响的后部眼病症；由光动力疗法、光凝固术导致的或受光动力疗法、光凝固术影响的后部眼病症、放射性视网膜病变、视网膜前膜障碍、视网膜分支静脉阻塞、前部缺血性视神经病、非视网膜病变性糖尿病性视网膜功能障碍、色素性视网膜炎和青光眼。青光眼可以被视为后部眼病症，因为治疗目标是预防因视网膜细胞或视神经细胞的损伤或缺失导致的视力损失或者减少因视网膜细胞或视神经细胞的损伤或缺失导致的视力损失的发生(即神经保护作用)。
在一个实施方案中，药物组合物除包含水凝胶连接的前体药物外还包含游离形式的或前体药物形式的另外的生物学活性构件。
药物组合物任选包含一种或多种赋形剂。
赋形剂可以分类为缓冲剂、等渗调节剂、防腐剂、稳定剂、抗吸附剂、氧化保护剂、增粘剂(viscosifier)/粘度增强剂、或其它辅助物质。在一些情况中，这些成分可以具有双重或三重功能。药物组合物可以含有一种或多种赋形剂，其选自：
(i)缓冲剂：将pH维持在所需范围的生理学耐受的缓冲剂，例如磷酸钠、碳酸氢盐、琥珀酸盐、组氨酸、柠檬酸盐和乙酸盐、硫酸盐、硝酸盐、氯化物、丙酮酸盐。还可以使用抗酸剂，例如Mg(OH)2或ZnCO3。可以调节缓冲容量以匹配对pH稳定性最敏感的条件；
(ii)等渗调节剂：用于将因在注射贮库处的渗透压差导致的细胞损伤造成的疼痛减至最低限度。甘油和氯化钠是实例。可以通过渗透压测定法、使用推定的285-315mOsmol/kg重量渗克分子浓度(对于血清而言)来测定有效浓度；
(iii)防腐剂和/或抗微生物剂：多剂量肠胃外制剂需要添加足以将患者在注射时受到感染的风险降至最低限度的浓度的防腐剂并且相应的管理要求已经被建立。典型的防腐剂包括间-甲酚、对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸丁酯、三氯叔丁醇、苄醇、硝酸苯汞、thimerosol、山梨酸、山梨酸钾、苯甲酸、氯甲酚和苯扎氯铵；
(iv)稳定剂：稳定是通过强化蛋白质-稳定力、通过使变性状态去稳定化或通过使赋形剂与蛋白质直接结合实现的。稳定剂可以是氨基酸例如丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、组氨酸、赖氨酸、脯氨酸、糖例如葡萄糖、蔗糖、海藻糖、多元醇例如甘油、甘露醇、山梨醇、盐例如磷酸钾、硫酸钠、螯合剂例如EDTA、六磷酸盐、配体例如二价金属离子(锌、钙等)、其它盐或有机分子例如酚类衍生物。此外，可以使用低聚体或聚合物例如环糊精、右旋糖酐、树状聚合物(dendrimer)、PEG或PVP或鱼精蛋白或HAS；
(v)抗吸附剂：离子型或非离子型表面活性剂或其它蛋白质或可溶性聚合物主要用于包被或竞争性地吸附在组合物或组合物容器的内表面上。适合的表面活性剂是例如烷基硫酸盐例如十二烷基硫酸铵和十二烷基硫酸钠；烷基醚硫酸盐，例如聚乙二醇单十二醚硫酸钠(sodiumlaureth sulfate)和十四烷基硫酸钠(sodium myreth sulfate)；磺酸盐，例如磺基琥珀酸二辛酯钠、全氟辛烷磺酸盐、全氟丁烷磺酸盐、烷基苯磺酸盐；磷酸盐，例如烷基芳基醚磷酸盐和烷基醚磷酸盐；羧酸盐，例如脂肪酸盐(肥皂)或硬脂酸钠、月桂酰基肌氨酸钠、全氟壬酸盐、全氟辛酸盐；奥替尼啶二盐酸盐；季铵阳离子，例如溴化十六烷基三甲基铵、氯化十六烷基三甲基铵、西吡氯铵、聚氧乙烯牛油胺、苯扎氯铵、苄索氯铵、5-溴-5-硝基-1,3-二烷、氯化二甲基二硬脂基铵、溴化二硬脂基二甲基铵；两性离子，例如两性离子，例如3-[(3-胆酰氨基(cholamido))丙基)二甲基铵基]-1-丙烷磺酸盐、椰油酰胺基丙基羟基丙基磺基甜菜碱(cocamidopropyl hydroxysultaine)、氨基酸、亚氨酸、椰油酰胺基丙基甜菜碱、卵磷脂；脂肪醇，例如鲸蜡醇、十八烷醇、十六醇十八醇混合物、油醇；聚乙二醇烷基醚，例如八乙二醇单十二烷基醚、五乙二醇单十二烷基醚；聚丙二醇烷基醚(polyoxypropylene glycol alkyl ether)；葡糖苷烷基醚，例如癸基葡糖苷、月桂基葡糖苷、辛基葡糖苷；聚乙二醇辛基苯酚醚(polyoxyethylene glycol octylphenol ether)，例如Triton X-100；聚乙二醇烷基苯酚醚，例如壬苯醇醚-9；甘油烷基酯，例如月桂酸甘油酯；聚乙二醇脱水山梨醇烷基醚，例如聚山梨酯；脱水山梨醇烷基酯；椰油酰胺MEA和椰油酰胺DEA；十二烷基二甲基胺氧化物；聚乙二醇和聚丙二醇的嵌段共聚物，例如泊洛沙姆(Pluronic F-68)、PEG十二烷基醚(Brij35)、聚山梨酯20和80；另外的抗吸附剂有右旋糖酐、聚乙二醇、PEG-聚组氨酸、BSA和HSA和明胶。所选择的赋形剂的浓度和类型取决于要避免的效果，但典型地在恰好高于CMC值的界面上形成表面活性剂单层；
(vi)冻干和/或冷冻保护剂：在冷冻干燥或喷雾干燥过程中，赋形剂可抵抗因氢键断裂和除去水导致的失稳作用。就该目的而言，可以使用糖和多元醇，但是对于表面活性剂、氨基酸、非水性溶剂和其它肽也已经观察到相应的正性作用。海藻糖在减少水分诱导的聚集方面特别有效，并且还改善可能由蛋白质疏水基团暴露于水导致的热稳定性。也可以使用甘露醇和蔗糖作为单独的冻干/冷冻保护剂或者彼此联合使用，其中已知较高比例的甘露醇:蔗糖增强冻干饼的物理稳定性。甘露醇还可以与海藻糖组合使用。海藻糖还可以与山梨醇组合使用或者用山梨醇作为单独的保护剂。也可以使用淀粉或淀粉衍生物；
(vii)氧化保护剂：抗氧化剂例如抗坏血酸、ectoine、甲硫氨酸、谷胱甘肽、一硫代甘油、桑色素、聚乙烯亚胺(PEI)、棓酸丙酯、维生素E、螯合剂例如柠檬酸、EDTA、六磷酸(hexaphosphate)、巯基乙酸；
(viii)铺展剂或扩散剂：通过水解细胞内空间中胞外基质的组分改变结缔组织的渗透性，例如但不限于透明质酸—一种在结缔组织细胞间隙中发现的多糖。扩散剂(例如但不限于透明质酸酶)暂时地降低胞外基质的粘度并且促进注射药物的扩散；
(ix)其它辅助物质：例如湿润剂、粘度调节剂、抗生素、透明质酸酶。酸和碱例如盐酸和氢氧化钠是制备过程中用于pH调节所必需的辅助物质；
干燥或液体形式的药物组合物可以以单剂量或多剂量药物组合物的形式被提供。
在本发明的一个实施方案中，液体或干燥药物组合物以单剂量被提供，这意指提供其的容器含有一个药物剂量。
或者，液体或干燥药物组合物是多剂量药物组合物，这意指提供其的容器含有多于一个治疗剂量，即，多剂量组合物含有至少2个剂量。这类多剂量组合物可以用于需要其的不同患者，或者可以用于一名患者，其中在应用第一个剂量之后将剩余剂量贮存至需要时。
在本发明的另一方面，药物组合物在容器中。用于液体或干燥药物组合物的容器有例如注射器、小瓶、具有塞子和密封物的小瓶、安瓿和药筒。特别地，液体或干燥药物组合物在注射器中被提供。如果药物组合物是干燥药物组合物，则容器优选是双室注射器。在该实施方案中，所述干燥药物组合物在双室注射器的第一个室中被提供，重构溶液在双室注射器的第二个室中被提供。
在将干燥组合物应用于需要其的患者之前，将干燥组合物重构。重构可以在提供所述干燥组合物的容器中进行，例如在小瓶、注射器、双室注射器、安瓿和药筒中进行。通过向干燥组合物中加入预定量的重构溶液进行重构。重构溶液是无菌液体如水或缓冲液，其可以含有其它添加剂如防腐剂和/或抗微生物剂例如苄醇和甲酚。优选地，重构溶液是无菌水。当干燥组合物被重构时，其被称为“重构的药物组合物”或“重构的药物组合物”或“重构的组合物”。
本发明的另一方面涉及施用本发明的用于预防、诊断和/或治疗眼病症的包含水凝胶连接的前体药物的重构的药物组合物或液体药物组合物的方法。优选地，通过玻璃体内注射施用药物组合物。
另一个方面是制备用于预防、诊断和/或治疗眼病症的包含水凝胶连接的前体药物的药物组合物的方法，该方法包括以下步骤：
·使干燥药物组合物与重构溶液接触。
另一个方面是用于治疗、诊断和/或预防本发明的眼病症的重构的药物组合物，其包含水凝胶连接的前体药物，并且任选地包含一种或多种药学上可接受的赋形剂。
就诊断而言，生物学活性构件优选是包含至少一种标记、例如荧光性、磷光性、发光性或放射性标记的构件。
本发明的另一个方面是制备用于预防、诊断和/或治疗眼病症的包含水凝胶连接的前体药物的干燥药物组合物的方法。在一个实施方案中，这类干燥药物组合物是通过以下步骤制备的：
(i)将水凝胶连接的前体药物与任选的一种或多种赋形剂混合，
(ii)将相当于单剂量或多剂量的量转移入适合的容器中，
(iii)在所述容器中干燥药物组合物，和
(iv)将容器密封。
适合的容器是小瓶、注射器、双室注射器、安瓿和药筒。
本发明的另一个方面是套药盒(kit of parts)。
如果注射装置简单地是皮下注射器，则所述药盒可以包含注射器、针头和与注射器一起使用的包含干燥药物组合物的容器和包含重构溶液的第二个容器。
如果药物组合物是液体药物组合物，则所述药盒可以包含注射器、针头和与注射器一起使用的包含液体药物组合物的容器。
本发明的另一个方面是用于预防、诊断和/或治疗眼病症的药物组合物，其被包含在适合于与注射装置接合的容器中。
在一个优选的实施方案中，本发明的药物组合物是注射剂、特别是注射器的形式。
在更优选的实施方案中，注射装置不是简单的皮下注射器，因此具有重构的药物组合物或液体药物组合物的独立容器适合于与注射装置接合，以便在使用中容器中的液体药物组合物与注射装置的出口处于流体连接。注射装置的实例包括但不限于皮下注射器和笔式注射器装置。特别优选的注射装置是笔式注射器，在这种情况中容器是药筒，优选一次性药筒。任选地，套药盒包含用于针头的安全装置，其可以用于在使用后封盖或覆盖针头以防止损伤。
优选的套药盒包括针头和含有药物组合物、并且任选地还含有重构溶液的容器，该容器适合于与针头一起使用。优选地，所述容器是双室注射器。
本发明的另一个方面是包含至少一种本发明的药物组合物的眼用装置。优选地，这类眼用装置是具有针头、更优选地具有细针头、例如内径小于0.6mm的针头、优选内径小于0.3mm的针头、更优选内径小于0.25mm的针头、甚至更优选内径小于0.2mm的针头、最优选内径小于0.16mm的针头的注射器。
本发明还涉及包含水凝胶连接的前体药物的药物组合物，其用于制备预防、诊断和/或治疗眼病症的药剂。
本发明还涉及用于预防、诊断和/或治疗眼病症的本发明的水凝胶连接的前体药物。
本发明还涉及预防和/或治疗眼病症的方法，其中所述方法包括给需要其的患者施用治疗有效量的本发明的水凝胶连接的前体药物的步骤。优选地，通过眼内注射、更优选通过玻璃体内注射入玻璃体施用药物组合物。
可以使用标准化学操作以大量方式合成本发明的水凝胶连接的前体药物。可以通过化学络合物形成反应生成水凝胶载体。在一种供替代选择的方法中，原料是一种具有进行诸如缩合反应或加成反应等反应的互补官能团的大分子原料，其是异型多官能团骨架试剂，包含大量可聚合的官能团。
或者，水凝胶可以由两种或更多种具有进行诸如缩合反应或加成反应等反应的互补官能团的大分子原料形成。这些原料之一是具有至少两种相同的可聚合官能团的交联剂试剂，另一种原料是同型多官能或异型多官能骨架试剂，其也包含大量可聚合的官能团。
交联剂试剂上存在的适合的可聚合的官能团包括伯胺和仲胺、羧酸及其衍生物、马来酰亚胺、硫醇、羟基和其它α,β不饱和Michael受体例如乙烯基砜基团。骨架试剂中存在的适合的可聚合的官能团包括但不限于伯氨基或仲氨基、羧酸及其衍生物、马来酰亚胺、硫醇、羟基和其它α,β不饱和Michael受体例如乙烯基砜基团。
如果相对于骨架可聚合的官能团而言低于化学计量地(substoichiometrically)使用交联剂试剂可聚合的官能团，则所得的生物可降解的水凝胶将是反应性生物可降解的水凝胶，其具有与骨架结构、即与骨架构件连接的游离的反应性官能团。
水凝胶连接的前体药物可以通过以下方法获得：首先将携带保护基团的可逆前体药物连接基构件与药物构件轭合，然后可以将所得的生物学活性构件-可逆前体药物连接基轭合物脱保护，并且与生物可降解的水凝胶的反应性官能团或间隔基构件的化学官能团反应。
如果药物是蛋白质药物，则应当使用蛋白质相容性保护基团，即能在温和的水性条件下除去并且不损害或灭活蛋白质的保护基团。用于这类蛋白质-相容性保护基团的适合的实例有：可以用含有羟胺的水性缓冲溶液除去的用于保护硫氢基的乙酰基，或者可以在略微碱性的条件下除去的用于保护胺的适合的保护基团。后一种保护基团也可以保留在适合的位置上以得到双前体药物，即两个前体构件随后从其裂解下来、从而释放出游离药物的前体药物。
或者，可逆前体药物连接基构件的化学官能团之一首先被活化，使活化的可逆前体药物连接基构件与水凝胶的反应性官能团或间隔基构件的化学官能团反应。随后，任选地将可逆连接基再次活化，并且将药物与连接于水凝胶的可逆前体药物连接基偶联。
实施例
材料和方法
氨基4臂PEG5kDa获自JenKem Technology,北京,中华人民共和国。CithrolTM DPHS获自Croda International Pic,Cowick Hall,英国。
顺式-1,4-环己烷二羧酸获自TCI EUROPE N.V.,Boerenveldseweg6-Haven1063,2070Zwijndrecht,比利时。
异丙基丙二酸获自ABCR GmbH&Co.KG,76187Karlsruhe,德国。
N-(3-马来酰亚氨基丙基)-39-氨基-4,7,10,13,16,19,22,25,28,31,34,37-十二氧杂-三十九烷酸(nonatriacontanoic acid)五氟苯基酯(Mal-PEG12-PFE)获自Biomatrisk Inc.,嘉兴,中华人民共和国。所有其它化学品均获自Sigma-ALDRICH Chemie GmbH,Taufkirchen,德国。
N-(3-马来酰亚氨基丙基)-21-氨基-4,7,10,13,16,19-六氧杂-二十一烷酸NHS酯(Mal-PEG6-NHS)获自Celares GmbH,Berlin,德国。
6-(S-三苯甲基巯基)己酸购自Polypeptide,Strasbourg,法国。所有其它化学品来自Sigma-ALDRICH Chemie GmbH,Taufkirchen,德国。
15-三苯甲基硫基-4,7,10,13-四氧杂-十五烷酸(Trt-S-PEG4-COOH)获自Iris Biotech GmbH,Marktredwitz,德国。
Oxyma pure和Fmoc-L-Asp(OtBu)-OH购自Merck BiosciencesGmbH,Schwalbach/Ts,德国。
碳酸(5-甲基-2-氧代-1,3-间二氧杂环戊烯-4-基)-甲基酯4-硝基苯基酯购自Chemzon Scientific Inc.,Lachine,QC,加拿大。
方法：
Fmoc脱保护：
为了除去Fmoc保护基团，将树脂与2/2/96(v/v/v)哌啶/DBU/DMF一起搅拌(2次,每次10min)，用DMF洗涤(10次)。
RP-HPLC纯化：
除非另有说明，否则使用与Waters600HPLC系统和Waters2487吸光度检测器连接的100x20mm或100x40mm C18ReproSil-Pur300ODS-35μm柱(Dr.MaiscH,AmmerbucH,德国)进行RP-HPLC。使用溶液A(0.1%TFA的H2O溶液)和溶液B(0.1%TFA的乙腈溶液)的线性梯度。收集含有产物的HPLC级分，冻干。
闪式色谱法
使用Biotage KP-Sil硅胶柱和正-庚烷、乙酸乙酯和甲醇作为洗脱液在来自瑞典的Biotage AB的Isolera One系统上进行闪式色谱法纯化。在254nm检测产物。对于高于240nm不显示吸光度的产物而言，通过LC/MS筛选级分。
对于水凝胶珠，将装配有聚乙烯釉料的注射器用作反应容器或用于洗涤步骤。
在装配有Waters BEH300C18柱(2.1x50mm,1.7μm粒度)的、与来自Thermo Scientific的LTQ Orbitrap Discovery质谱仪偶联的WatersAcquity系统上进行分析型超效LC(UPLC)。
在与装配有Waters ACQUITY UPLC BEH300C18RP柱(2.1x50mm,1.7μm,流速:0.25mL/min；溶剂A:UP-H20+0.04%TFA,溶剂B:UP-乙腈+0.05%TFA)的Thermo LTQ Orbitrap Discovery高分辨率/高精确度质谱仪偶联的具有Acquity PDA检测器的Waters AcquityUPLC上进行HPLC-电喷雾电离质谱法(HPLC-ESI-MS)。
PEG产物的MS显示了一系列(CH2CH2O)n构件，这归因于PEG原料的多分散性。为了更容易地解释，在实施例中仅给出了一个单一的代表性的m/z信号。
实施例1
骨架试剂1g的合成
骨架试剂1g是根据下面的流程图由氨基4臂PEG50001a合成的：
为了合成化合物1b，将氨基4臂PEG50001a(MW约5200g/mol,5.20g,1.00mmol,HCl盐)溶于20mLDMSO(无水的)。加入在5mL DMSO(无水的)中的Boc-Lys(Boc)-OH(2.17g,6.25mmol)、EDC HCl(1.15g,6.00mmol)、HOBt·H2O(0.96g,6.25mmol)和可力丁(5.20mL,40mmol)。将反应混合物在室温下搅拌30min。
将反应混合物用1200mL DCM稀释，用600mL0.1N H2SO4(2x)、盐水(1x)、0.1M NaOH(2x)和1/1(v/v)盐水/水(4x)洗涤。用500mL DCM反萃取水层。用Na2SO4干燥有机相，过滤，蒸发，得到6.3g粗产物1b，为无色油状物。通过RP-HPLC纯化化合物1b。
收率3.85g(59%)无色玻璃状产物1b。
MS:m/z1294.4=[M+5H]5+(计算值=1294.6)。
通过以下方法获得了化合物1c：将在5mL甲醇和9mL4N HCl的二
烷溶液中的3.40g化合物1b(0.521mmol)在室温下搅拌15min。真空除去挥发性物质。将产物不经进一步纯化即用于下一步。
MS:m/z1151.9=[M+5H]5+(计算值=1152.0)。
为了合成化合物1d，将3.26g化合物1c(0.54mmol)溶于15mL DMSO(无水的)。加入在15mL DMSO(无水的)中的2.99g Boc-Lys(Boc)-OH(8.64mmol)、1.55g EDC HCl(8.1mmol)、1.24g HOBt·H2O(8.1mmol)和5.62mL可力丁(43mmol)。将反应混合物在室温下搅拌30min。
将反应混合物用800mL DCM稀释，用400mL0.1N H2SO4(2x)、盐水(1x)、0.1M NaOH(2x)和1/1(v/v)盐水/水(4x)洗涤。用800mL DCM反萃取水层。用Na2SO4干燥有机相，过滤，蒸发，得到玻璃状粗产物。
将产物溶于DCM，用冷却的(–18℃)乙醚沉淀。将该操作重复2次，真空干燥沉淀物。
收率：4.01g(89%)无色玻璃状产物1d，将其不经进一步纯化即用于下一步。
MS:m/z1405.4=[M+6H]6+(计算值=1405.4)。
通过以下方法获得了化合物1e：在室温下将化合物1d(3.96g,0.47mmol)在7mL甲醇和20mL4N HCl的二烷溶液中的溶液搅拌15min。真空除去挥发性物质。将产物不经进一步纯化即用于下一步。
MS:m/z969.6=[M+7H]7+(计算值=969.7)。
为了合成化合物1f，将化合物1e(3.55g,0.48mmol)溶于20mL DMSO(无水的)。加入在18.8mL DMSO(无水的)中的Boc-Lys(Boc)-OH(5.32g,15.4mmol)、EDC HCl(2.76g,14.4mmol)、HOBt·H2O(2.20g,14.4mmol)和10.0mL可力丁(76.8mmol)。将反应混合物在室温下搅拌60min。
将反应混合物用800mL DCM稀释，用400mL0.1N H2SO4(2x)、盐水(1x)、0.1M NaOH(2x)和1/1(v/v)盐水/水(4x)洗涤。用800mL DCM反萃取水层。用Na2SO4干燥有机相，过滤，蒸发，得到粗产物1f，为无色油状物。
将产物溶于DCM，用冷却的(–18℃)乙醚沉淀。将该步骤重复2次，真空干燥沉淀物。
收率：4.72g(82%)无色玻璃状产物1f，将其不经进一步纯化即用于下一步。
MS:m/z1505.3=[M+8H]8+(计算值=1505.4)。
通过以下方法获得了骨架试剂1g：在室温下将化合物1f(MW约12035g/mol,4.72g,0,39mmol)在20mL甲醇和40mL4N HCl的二烷溶液中的溶液搅拌30min。真空除去挥发性物质。
收率：3.91g(100%)，玻璃状产物骨架试剂1g。
MS:m/z977.2=[M+9H]9+(计算值=977.4)。
1g的供替代选择的合成途经
为了合成化合物1b，在45℃下向4臂PEG5000四胺(1a)(50.0g,10.0mmol)在250mL iPrOH(无水的)中的混悬液中加入boc-Lys(boc)-OSu(26.6g,60.0mmol)和DIEA(20.9mL,120mmol)，将混合物搅拌30min。
随后，加入正-丙基胺(2.48mL,30.0mmol)。5min后，用1000mLMTBE稀释该溶液，在不搅拌的情况下在-20℃下贮存过夜。滗析出约500mL上清液并弃去。加入300mL冷MTBE，振摇1min后，通过用玻璃滤器过滤收集产物，用500mL冷MTBE洗涤。将产物真空干燥16h。
收率：65.6g(74%)1b，为白色块状固体。
MS:m/z937.4=[M+7H]7+(计算值=937.6)。
通过以下方法获得了化合物1c：在40℃下在156mL2-丙醇中搅拌来自前一步骤的化合物1b(48.8g,7.44mmol)。在1-2min内在搅拌下加入196mL2-丙醇和78.3mL乙酰氯的混合物。将该溶液在40℃下搅拌30min，在不搅拌的情况下冷却至-30℃过夜。加入100mL冷MTBE，将该混悬液振摇1min，在-30℃下冷却1h。通过用玻璃滤器过滤收集产物，用200mL冷MTBE洗涤。将产物真空干燥16h。
收率：38.9g(86%)1c，为白色粉末
MS:m/z960.1=[M+6H]6+(计算值=960.2)。
为了合成化合物1d，在45℃下将boc-Lys(boc)-OSu(16.7g,37.7mmol)和DIPEA(13.1mL,75.4mmol)加入到来自前一步骤的1c(19.0g,3.14mmol)在80ml2-丙醇中的混悬液中，将混合物在45℃下搅拌30min。随后，加入正-丙基胺(1.56mL,18.9mmol)。5min后，用600mL冷MTBE沉淀溶液，离心(3000min-1,1min)。将沉淀物真空干燥1h，溶于400mLTHF。加入200mL乙醚，将产物在不搅拌的情况下冷却至-30℃达16h。将混悬液通过玻璃滤器过滤，用300mL冷MTBE洗涤。将产物真空干燥16h。
收率：21.0g(80%)1d，为白色固体
MS:m/z1405.4=[M+6H]6+(计算值=1405.4)。
通过以下方法获得了化合物1e：将来自前一步骤的化合物1d(15.6g,1.86mmol)溶于3N HCl的甲醇溶液(81mL,243mmol)并且在40℃下搅拌90min。加入200mL MeOH和700mL iPrOH，将该混合物在-30℃下贮存2h。为了结晶完全，加入100mL MTBE，将该混悬液在-30℃下贮存过夜。加入250mL冷MTBE，将该混悬液振摇1min，通过玻璃滤器过滤，用100mL冷MTBE洗涤。真空干燥产物。
收率：13.2g(96%)1e，为白色粉末
MS:m/z679.1=[M+10H]10+(计算值=679.1)。
为了合成化合物1f，在45℃下将boc-Lys(boc)-OSu(11.9g,26.8mmol)和DIPEA(9.34mL,53.6mmol)加入到来自前一步骤的1e(8.22g,1.12mmol)在165ml2-丙醇中的混悬液中，将该混合物搅拌30min。随后，加入正-丙基胺(1.47mL,17.9mmol)。5min后，将溶液冷却至-18℃达2h，然后加入165mL冷MTBE，将该混悬液振摇1min，通过玻璃滤器过滤。随后用4x200mL冷MTBE/iPrOH4:1和1x200mL冷MTBE洗涤滤饼。将产物真空干燥16h。
收率：12.8g,MW(90%)1f，为淡黄色块状固体。
MS:m/z1505.3=[M+8H]8+(计算值=1505.4)。
通过以下方法获得了骨架试剂1g：将4臂PEG5kDa(-LysLys2Lys4(boc)8)4(1f)(15.5g,1.29mmol)溶于30mL MeOH并且冷却至0℃。在3min内加入4N HCl的二烷溶液(120mL,480mmol,冷却至0℃)，除去冰浴。20min后，在15min内加入3N HCl的甲醇溶液(200mL,600mmol,冷却至0℃)，将该溶液在室温下搅拌10min。用480mL冷MTBE沉淀产物溶液，以3000rpm离心1min。将沉淀物真空干燥1h，重新溶于90mL MeOH，用240mL冷MTBE沉淀，将该混悬液以3000rpm离心1min。真空干燥产物1g。
收率：11.5g(89%)，为浅黄色薄片状物。
MS:m/z1104.9=[M+8H]8+(计算值=1104.9)。
实施例2
交联剂试剂2d的合成
根据下面的流程图由己二酸单苄基酯(English,Arthur R.等人,Journal of Medicinal Chemistry,1990,33(1)、344-347)和PEG2000制备了交联剂试剂2d：
将PEG2000(2a)(11.0g,5.5mmol)和苄基己二酸半酯(4.8g,20.6mmol)在DCM(90.0mL)中的溶液冷却至0℃。加入二环己基碳二亚胺(4.47g,21.7mmol)，然后加入催化量的DMAP(5mg)，搅拌该溶液，使其达到室温过夜(12h)。将烧瓶在+4℃下贮存5h。过滤固体，通过真空蒸馏完全除去溶剂。将残余物溶于1000mL1/1(v/v)乙醚/乙酸乙酯，在室温下贮存2小时，同时形成少量薄片状固体。通过用垫过滤除去固体。将溶液在–30℃下在紧密封闭的烧瓶中于冰箱中贮存12h，直到结晶完全。通过玻璃釉料过滤结晶产物，用冷却的乙醚(–30℃)洗涤。真空干燥滤饼。
收率：11.6g(86%)2b，为无色固体。将产物不经进一步纯化即用于下一步。
MS:m/z813.1=[M+3H]3+(计算值=813.3)
在500mL的玻璃高压釜中，将PEG2000-双-己二酸-双-苄基酯2b(13.3g,5.5mmol)溶于乙酸乙酯(180mL)，加入10%披钯木炭(0.4g)。将该溶液在40℃、6巴下氢化，直至氢气消耗停止(5-12h)。通过用垫过滤除去催化剂，真空蒸发溶剂。
收率：12.3g(定量收率)2c，为微黄色油状物。将产物不经进一步纯化即用于下一步。
MS:m/z753.1=[M+3H]3+(计算值=753.2)
将PEG2000-双-己二酸半酯2c(9.43g,4.18mmol)、N-羟基琥珀酰亚胺(1.92g,16.7mmol)和二环己基碳二亚胺(3.44g,16.7mmol)在75mL DCM(无水的)中的溶液在室温下搅拌过夜。将反应混合物冷却至0℃，过滤出沉淀物。蒸发DCM，将残余物用THF重结晶。
收率：8.73g(85%)交联剂试剂2d，为无色固体。
MS:m/z817.8=[M+3H]3+(计算值=817.9g/mol)。
2e的合成
如针对2d所述的那样合成了2e，不同之处在于使用戊二酸代替己二酸。
MS:m/z764.4=[M+3H]3+(计算值=764.5)。
实施例3
含游离氨基的水凝胶珠3的制备
将1200mg1g和3840mg2e在28.6mL DMSO中的溶液加入到425mg Arlacel P135(Croda International Plc)在100mL庚烷中的溶液中。将该混合物在25℃下在配有挡板的250ml反应器中用推进式搅拌器以650rpm搅拌10min，以形成混悬液。加入4.3mL TMEDA以实现聚合。2h后，使搅拌器速度降至400rpm，将混合物再搅拌16h。加入6.6mL乙酸，然后在10min后，加入50mL水和50mL饱和氯化钠水溶液。5min后，使搅拌器停止，排出水相。
为了进行珠大小分级，在75、50、40、32和20μm筛网的钢筛上对水-水凝胶混悬液进行湿筛分。合并截留在32、40和50μm筛上的珠级分，用水洗涤3次，用乙醇洗涤10次，在0.1mbar下干燥16h，得到3，为白色粉末。
通过将fmoc-氨基酸与水凝胶的游离氨基偶联并且随后如Gude,M.,J.Ryf等人(2002)Letters in Peptide Science9(4):203-206所述的那样进行fmoc测定来确定水凝胶的氨基含量。
经测定，3的氨基含量为0.11-0.16mmol/g。
实施例4
马来酰亚胺官能化的水凝胶混悬液4的制备和马来酰亚胺取代的确定
将水凝胶3用99/1(v/v)DMSO/DIPEA预洗涤，用DMSO洗涤，与Mal-PEG6-NHS(相对于水凝胶上氨基的理论量而言2.0eq)在DMSO中的溶液一起孵育45min。用DMSO将水凝胶洗涤5次，用pH3.0琥珀酸盐(20mM,1mM EDTA,0.01%吐温-20)洗涤5次。将样品用pH6.0磷酸钠(50mM,50mM乙醇胺,0.01%吐温-20)洗涤3次，在室温下在相同缓冲液中孵育1h。然后用pH3.0的琥珀酸钠(20mM,1mM EDTA,0.01%吐温-20)将水凝胶洗涤5次，保持在该缓冲液中，得到在混悬液中的马来酰亚胺官能化水凝胶4。
为了测定马来酰亚胺含量，用水和乙醇将水凝胶4的等分试样各洗涤3次。将等分试样在减压下干燥，测定等分试样中水凝胶的重量。使水凝胶4的另一个的等分试样与过量的巯基乙醇反应(在50mM磷酸钠缓冲液中,30min，在室温下)，通过Ellman检验检测巯基乙醇的消耗(Ellman,G.L.等人,Biochem.Pharmacol.,1961,7,88-95)。经计算，马来酰亚胺的含量为0.10-0.15mmol/g干燥水凝胶。
实施例5
倍他米松连接基试剂5的制备
根据下面的流程图合成了倍他米松连接基试剂5：
根据文献(Benedini,Francesca；Biondi,Stefano；Ongini,Ennio,PCT国际申请(2008)，WO2008095806A120080814)制备21-甘氨酰基-倍他米松。向21-甘氨酰基-倍他米松盐酸盐(MW486g/mol,600mg,1.2mmol)在二氯甲烷(干燥的,分子筛,40ml)中的溶液中加入Trt-S-PEG4-COOH(MW480.6g/mol,960mg,2.0mmol)和DIEA(129.2g/mol,d0.742mg/mL,0.7ml,4mmol)。将反应在室温下搅拌24h。用5%H3PO4溶液(50ml)处理该溶液。用硫酸钠干燥有机层，减压浓缩。将残余物溶于2mL二氯甲烷和8mL HFIP。加入0.4mL TES，将反应在室温下搅拌1h。减压除去挥发性物质，通过RP-HPLC纯化5。
实施例6
倍他米松连接基水凝胶6的合成
将马来酰亚胺官能化水凝胶4在pH3.0琥珀酸盐缓冲液(20mM,1mM EDTA,0.01%吐温-20)/乙腈1/2(v/v)中的混悬液(相当于250mg干燥的水凝胶，马来酰亚胺荷载量0.1mmol/g干燥的水凝胶)填充入装配有过滤釉料的注射器中。用含有0.1%TFA(v/v)的2/1(v/v)乙腈/水将水凝胶洗涤10次。抽出倍他米松连接基试剂6(MW669.8g/mol,18.5mg,27.5μmol)在含有0.1%TFA的2/1(v/v)乙腈/水(3.7mL)中的溶液，在室温下振摇2min，得到平衡的混悬液。加入334μL磷酸盐缓冲液(pH7.4,0.5M)，在室温下搅拌注射器。通过Ellman检验监测硫醇的消耗。用含有0.1%TFA(v/v)的1/1(v/v)乙腈/水将水凝胶洗涤10次。
将巯基乙醇(47μL)溶于1/1(v/v)乙腈/水+0.1%TFA(3mL)和磷酸盐缓冲液(0.5mL,pH7.4,0.5M)。将溶液抽入注射器中，在室温下将注射器搅拌30min。用1/1(v/v)乙腈/水+0.1%TFA将水凝胶洗涤10次，用无菌琥珀酸盐缓冲液(10mM,46g/L甘露醇,0.05%吐温-20,用5M NaOH调整至pH5.0)洗涤10次。将体积调整至5mL，得到50mg/mL倍他米松连接基水凝胶6，为在琥珀酸盐缓冲液中的混悬液。
根据反应过程中的硫醇消耗量确定倍他米松含量(Ellman检验)。
实施例7
体外释放动力学
将倍他米松连接基水凝胶6的等分试样转移入装配有过滤釉料的注射器中，用pH7.4磷酸盐缓冲液(60mM,3mM EDTA,0.01%吐温-20)洗涤5次。将水凝胶混悬于相同的缓冲液中，在37℃下孵育。在确定的时间点(每次孵育1–7天后)，交换上清液，通过RP-HPLC在215nm下对释放的倍他米松进行定量。将与释放的倍他米松相关的UV-信号进行积分并且针对温育时间作图。
用曲线拟合软件估计相应的释放半衰期。
实施例8
乙酰化水凝胶8的合成
将水凝胶3(0.5g,62μmol氨基)加入到装配有过滤釉料的20mL注射器中，加入NMP(15mL)，将注射器置于轨道振荡器上5min。取出上清液，将1mL酰化混合物(417mM乙酸酐、833mM N,N-二异丙基乙胺，的NMP溶液)抽入注射器，置于轨道振荡器上30min。取出上清液，如上所述重复酰化反应。用NMP将乙酰化水凝胶8洗涤10次，用0.1%乙酸洗涤10次，用NMP洗涤10次。
实施例9
用于玻璃体内注射的乙酰化水凝胶混悬液9的制备
将在装配有过滤釉料的20mL注射器中的乙酰化水凝胶8(0.5g)用NMP制成10mL混悬液，进行γ射线灭菌(34kGy)。在无菌条件下，通过用无菌组氨酸缓冲液(10mM组氨酸、10%α,α-海藻糖二水合物、0.01%聚山梨酯20，用5M HCl调整至pH5.5)洗涤15次除去NMP。最后一次洗涤后，加入注射缓冲液以制备含有约80mg乙酰化水凝胶/mL的6mL水凝胶混悬液6。
实施例10
在家兔中玻璃体内注射后水凝胶的局部耐受性研究
通过30G针头将50μL水凝胶混悬液9玻璃体内注射入12只麻醉的雄性新西兰白色家兔的右眼。将50μl对照品组氨酸缓冲液玻璃体内注射入左眼。给药后1、3、7和14天每次将3只动物实施安乐死。将眼取出，冷冻，用苏木精和伊红(H&E)染色。通过光学显微镜法对组织进行评价。
在右眼中，面向前侧的玻璃体腔中(12只动物中的2只)或在中心部分中(12只动物中的10只)存在与水凝胶一致的嗜碱性球体。不存在与异物相关的炎症，并且在眼中不存在其它显微改变。左眼的组织病理学评价显示，没有证据表明对对照品有炎症响应。
实施例11
在家兔中玻璃体内注射倍他米松连接基水凝胶后倍他米松的药动学和视网膜分布
将50μL水凝胶混悬液6通过28G针头玻璃体内注射入18只麻醉的雄性新西兰白色家兔的两只眼的右眼。在给药后1和8h以及1、3、7、14、21、28和42天每次将2只动物实施安乐死。在麻醉下通过中耳动脉或心脏放血采集全血。从2只眼采集玻璃体液和房水。根据文献(Pereira Ados S,Oliveira LS,Mendes GD,Gabbai JJ,De Nucci G.Quantification ofbetamethasone in human plasma by liquid chromatography-tandem massspectrometry using atmospheric pressure photoionization in negative mode,JChromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci.2005年12月15日；
828(1-2):27-32.)用液相色谱法-串联质谱法对倍他米松定量。
实施例12
骨架试剂12a和12g的合成：
如WO2011/012715A1的实施例1中所述合成了骨架试剂12a，不同之处在于用Boc-DLys(Boc)-OH代替Boc-LLys(Boc)-OH。
MS:m/z888.50=[M+10H+]10+(计算值=888.54)
根据下面的流程图由氨基4臂PEG500012b合成了骨架试剂12g：
为了合成化合物12b，将氨基4臂PEG5000(MW约5350g/mol,10.7g,2.00mmol,HCl盐)和双(五氟苯基)碳酸酯(4.73g,12.0mmol)溶于43mLDCM(无水的)，在室温下加入DIPEA(3.10g,24.0mmol,4.18mL)。10min后，加入1,9-双-boc-1,5,9-三氮杂壬烷(5.30g,16.0mmol)，将该混合物搅拌15min。然后加入另外的1,9-双-boc-1,5,9-三氮杂壬烷(0.33g,1.0mmol)。完全溶解后，过滤反应混合物，在室温下蒸发溶剂。
将残余物溶于40mL iPrOH，用320mL MTBE稀释。在-20℃下将产物沉淀过夜。通过用玻璃滤器Por.3过滤收集沉淀物，用200mL冷却的MTBE(0℃)洗涤。将产物真空干燥过夜。
收率11.1g(83%)白色固体12b。
MS:m/z1112.86=[M+6H]6+(计算值=1113.04)。
为了合成化合物12c，将boc-保护的化合物12b(11.1g,1.66mmol)溶于40mL3M HCl的MeOH溶液，在45℃下搅拌20min，然后在55℃下搅拌10min。为了沉淀，加入10mL MeOH和200mL MTBE，将该混合物在-20℃下贮存16h。通过用玻璃滤器Por.3过滤收集沉淀物，用200mL冷却的MTBE(0℃)洗涤。将产物真空干燥过夜。
收率9.14g(89%)白色粉末12c(HCl盐)。
MS:m/z979.45=[M+6H]6+(计算值=979.55)。
为了合成化合物12d，将化合物12c(9.06g,1.47mmol,HCl盐)和双(五氟苯基)碳酸酯(6.95g,17.6mmol)溶于50mL DCM(无水的)，在室温下加入DIPEA(4.56g,35.3mmol,6.15mL)。10min后，加入1,9-双-boc-1,5,9-三氮杂壬烷(7.80g,23.5mmol)，将混合物搅拌15min。然后加入另外的1,9-双-boc-1,5,9-三氮杂壬烷(0.49g,1.5mmol)。完全溶解后，在室温下蒸发溶剂。
在40℃下将残余物溶于35mL iPrOH，用200mL MTBE稀释。在-20℃下将产物沉淀过夜。通过用玻璃滤器Por.3过滤收集沉淀物，用200mL冷却的MTBE(0℃)洗涤。将产物真空干燥过夜，得到12d，为白色固体。
收率11.6g(90%)白色固体12d。
MS:m/z1248.08=[M+7H]7+(计算值=1248.27)。
为了合成化合物12e，将boc-保护的化合物12d(11.4g,1.31mmol)溶于40mL3M的HCl的MeOH溶液，在45℃下搅拌20min，然后在55℃下搅拌10min。为了沉淀，加入10mL MeOH和200mL MTBE，将该混合物在-20℃下贮存16h。通过用玻璃滤器Por.3过滤收集沉淀物，用200mL冷却的MTBE(0℃)洗涤。将产物真空干燥过夜，得到白色粉末12e。
收率7.60g(75%)白色粉末12e(HCl盐)。
MS:m/z891.96=[M+8H]8+(计算值=892.13)。
为了合成化合物12f，将化合物12e(7.56g,0.980mmol,HCl盐)和双(五氟苯基)碳酸酯(9.27g,23.0mmol)溶于250mL DCM(无水的)，在35℃下加入DIPEA(6.08g,47.0mmol,8.19mL)。10min后，加入1,9-双-boc-1,5,9-三氮杂壬烷(5.30g,16.0mmol)，将该混合物搅拌15min。然后加入另外的1,9-双-boc-1,5,9-三氮杂壬烷(0.33g,1.0mmol)。完全溶解后，在室温下蒸发溶剂。
在60℃下将残余物溶于250mL iPrOH，用1350mL MTBE稀释。将产物在-20℃下沉淀过夜。通过用玻璃滤器Por.3过滤收集沉淀物，用400mL冷却的MTBE(0℃)洗涤。将产物真空干燥过夜，得到12f，为玻璃状固体。
收率11.1g(83%)玻璃状固体12f。
MS:m/z1312.01=[M+10H]10+(计算值=1312.21)。
为了合成骨架试剂12g，在37℃下将boc-保护的化合物12f(7.84g,0.610mmol)溶于16mL MeOH，在室温下加入55mL预冷却的4M HCl(4℃)的二烷溶液。将该混合物在不进行冷却的情况下搅拌20min。20min后，加入110mL3M HCl的MeOH溶液。将溶液在24支Falcon试管(50mL)中分配，通过将40mL冷MTBE(–20℃)添加到每支Falcon试管中进行沉淀。在3214rcf下离心1min后，滗析上清液，将玻璃状固体溶于5mLMeOH/Falcon试管，通过将40mL冷MTBE(–20℃)添加到每支Falcon试管中进行沉淀。滗析上清液，将剩余的固体真空干燥过夜。
收率5.74g(87%)白色玻璃状固体12g(HCl盐)。
MS:m/z965.46=[M+10H]10+(计算值=965.45)。
实施例13
交联剂试剂13d、13g、13k和13o的合成
根据下面的流程图由壬二酸单苄基酯和PEG10000制备了交联剂试剂13e：
为了合成壬二酸单苄基酯13a，将壬二酸(37.6g,200mmol)、苄醇(21.6g,200mmol)、对-甲苯磺酸(0.80g,4.2mmol)和240mL甲苯的混合物在迪安-斯达克(Dean-Stark)装置中回流7h。冷却后，蒸发溶剂，加入300mL饱和NaHCO3水溶液。用3×200mL MTBE萃取该混合物。用Na2SO4干燥合并的有机相，蒸发溶剂。在2×340g硅胶上用乙酸乙酯/庚烷(10:90→25:75)作为洗脱液纯化产物。蒸发洗脱液，将残余物真空干燥过夜。
收率25.8g(46%)无色油状物13a。
MS:m/z279.16=[M+H]+(计算值=279.16)。
为了合成化合物13b，将壬二酸单苄基酯13a(3.90g,14.0mmol)和PEG10000(40.0g,4.00mmol)溶于64mL二氯甲烷，用冰浴冷却。加入DCC(2.89g,14.0mmol)和DMAP(0.024g,0.020mmol)在32mL二氯甲烷中的溶液。除去冰浴，将混合物在室温下搅拌过夜。将得到的混悬液冷却至0℃，过滤出固体。真空蒸发溶剂。
将残余物溶于65mL二氯甲烷，在室温下用308mL MTBE稀释。将该混合物在–20℃下贮存过夜。通过用玻璃滤器Por.3过滤收集沉淀物，用250mL冷却的MTBE(–20℃)洗涤。将产物真空干燥过夜。
收率40.8g(97%)白色粉末13b。
MS:m/z835.50=[M+14H]14+(计算值=835.56)。
为了合成化合物13c，将化合物13b(40.6g,3.86mmol)溶于乙酸甲酯(250mL)，加入203mg披钯木炭。在环境压里的氢气氛下，将该混合物在室温下搅拌过夜。使反应混合物通过celite垫过滤，蒸发滤液，真空干燥过夜。
收率37.2g(93%)玻璃状固体13c。
MS:m/z882.53=[M+13H]13+(计算值=882.51)。
为了合成化合物13d，在室温下将化合物13c(32.0g,3.10mmol)和TSTU(3.73g,12.4mmol)溶于150mL二氯甲烷。然后加入DIPEA(1.60g,12.4mmol)，将该混合物搅拌1h。过滤所得的混悬液，用170mL二氯甲烷稀释滤液，用140mL750g水/197g NaCl/3g NaOH溶液洗涤。用MgSO4干燥有机相，真空蒸发溶剂。
将残余物溶于200mL甲苯，在室温下用180mL MTBE稀释，在–20℃下贮存过夜。通过用玻璃滤器Por.3过滤收集沉淀物，用100mL冷却的MTBE(–20℃)洗涤。将产物真空干燥过夜。
收率28.8g(88%)白色粉末13d。
MS:m/z795.47=[M+15H]15+(计算值=795.54)。
根据下面的流程图由壬二酸单苄基酯和PEG6000制备了交联剂试剂13g：
为了合成化合物13e，将壬二酸单苄基酯13a(6.50g,23.3mmol)和PEG6000(40.0g,6.67mmol)溶于140mL二氯甲烷，用冰浴冷却。加入DCC(4.81g,23.3mmol)和DMAP(0.040g,0.33mmol)在40mL二氯甲烷中的溶液。除去冰浴，将混合物在室温搅拌过夜。将得到的混悬液冷却至0℃，过滤出固体。真空蒸发溶剂。
将残余物溶于70mL二氯甲烷，在室温下用300mL MTBE稀释。将该混合物在–20℃下贮存过夜。通过用玻璃滤器Por.3过滤收集沉淀物，用500mL冷却的MTBE(–20℃)洗涤。将产物真空干燥过夜。
收率41.2g(95%)白色粉末13e。
MS:m/z833.75=[M+8H]8+(计算值=833.74)。
为了合成化合物13f，将化合物13e(41.2g,6.32mmol)溶于乙酸甲酯(238mL)和乙醇(40mL)，然后加入400mg披钯木炭。在环境压力的氢气氛中，将该混合物在室温下搅拌过夜。使该反应混合物通过celite垫过滤，蒸发滤液，真空干燥过夜。
收率38.4g(96%)玻璃状固体13f。
MS:m/z750.46=[M+9H]9+(计算值=750.56)。
为了合成化合物13g，在室温下将化合物13f(38.2g,6.02mmol)和TSTU(7.25g,mmol)溶于130mL二氯甲烷。然后加入DIPEA(3.11g,24.1mmol)，将该混合物搅拌1h。过滤所得的混悬液，用100mL二氯甲烷稀释滤液，用200mL750g水/197g NaCl/3g NaOH溶液洗涤。用MgSO4干燥有机相，真空蒸发溶剂。
将残余物溶于210mL甲苯，在室温下用430mL MTBE稀释，在–20℃下贮存过夜。通过用玻璃滤器Por.3过滤收集沉淀物，用450mL冷却的MTBE(–20℃)洗涤。将产物真空干燥过夜。
收率35.8g(91%)白色粉末13g。
MS:m/z857.51=[M+8H]8+(计算值=857.51)。
根据下面的流程图由异丙基丙二酸单苄基酯和PEG10000制备了交联剂试剂13k：
为了合成异丙基丙二酸单苄基酯外消旋-13h，将异丙基丙二酸(35.0g,239mmol)、苄醇(23.3g,216mmol)和DMAP(1.46g,12.0mmol)溶于100mL乙腈。用冰浴将混合物冷却至0℃。在0℃下在15min内加入DCC(49.4g,239mmol)在150mL乙腈中的溶液。除去冰浴，将反应混合物在室温下搅拌过夜，然后过滤出固体。在40℃下真空蒸发滤液，将残余物溶于300mL MTBE。用2×300mL饱和NaHCO3水溶液萃取该溶液，然后使用6N盐酸将合并的水相酸化至pH=1–3。用2×300mL MTBE萃取所得的乳液，蒸发溶剂。用200mL饱和NaCl水溶液洗涤合并的有机相，用MgSO4干燥。在340g硅胶上使用乙酸乙酯/庚烷(10:90→20:80)作为洗脱液纯化产物。蒸发洗脱液，将残余物真空干燥过夜。
收率9.62g(17%)无色油状物外消旋-13h。
MS:m/z237.11=[M+H]+(计算值=237.11)。
为了合成化合物13i，将异丙基丙二酸单苄基酯外消旋-13h(945mg,4.00mmol)和PEG10000(10.0g,4.00mmol)溶于20mL二氯甲烷，用冰浴冷却。加入DCC(825mg,4.00mmol)和DMAP(6mg,0.05mmol)在10mL二氯甲烷中的溶液。除去冰浴，将混合物在室温下搅拌过夜。将所得的混悬液冷却至0℃，过滤出固体。真空蒸发溶剂。
将残余物溶于20mL二氯甲烷，在室温下用150mL MTBE稀释。将该混合物在–20℃下贮存过夜。通过用玻璃滤器Por.3过滤收集沉淀物，用500mL冷却的MTBE(–20℃)洗涤。将产物真空干燥过夜。
收率9.63g(92%)白色粉末13i。
MS:m/z742.50=[M+16H]16+(计算值=742.51)。
为了合成化合物13j，将化合物13i(3.38g,0.323mmol)溶于乙酸甲酯(100mL)，加入105mg披钯木炭。在环境压力的氢气氛中，将该混合物在室温下搅拌过夜。将反应混合物通过celite垫过滤，蒸发滤液，真空干燥过夜。
收率3.25g(98%)玻璃状固体13j。
MS:m/z731.25=[M+16H]16+(计算值=731.25)。
为了合成化合物13k，在室温下将化合物13j(3.10g,0.302mmol)和TSTU(0.364g,1.21mmol)溶于15mL二氯甲烷。然后加入DIPEA(0.156g,1.21mmol)，将该混合物搅拌45min。过滤所得的混悬液，用2×10mL0.5M磷酸盐缓冲液pH=6.5洗涤滤液。用MgSO4干燥有机相，真空蒸发溶剂。将残余物溶于20mL甲苯，在室温下用10mL MTBE稀释，在–20℃下贮存过夜。通过用玻璃滤器Por.3过滤收集沉淀物，用250mL冷却的MTBE(–20℃)洗涤。将产物真空干燥过夜。
收率2.66g(84%)白色粉末13k。
MS:m/z743.37=[M+16H]16+(计算值=743.38)。
根据下面的流程图由顺式-1,4-环己烷二羧酸和PEG10000制备了交联剂试剂外消旋-13o：
为了合成顺式-1,4-环己烷二羧酸单苄基酯外消旋-13l，将顺式-1,4-环己烷二羧酸(20.0g,116mmol)、苄醇(11.3g,105mmol)和DMAP(710mg,5.81mmol)溶于200mL THF。用冰浴将混合物冷却至0℃。在0℃下在15min内加入DCC(49.4g,239mmol)在100mL THF中的溶液。除去冰浴，将反应混合物在室温下搅拌过夜，然后过滤出固体。在40℃下蒸发滤液，将残余物溶于300mL MTBE。用2×300mL饱和NaHCO3水溶液萃取该溶液，然后使用6N盐酸将合并的水相酸化至pH=1–3。用2×300mLMTBE萃取所得的乳液，蒸发溶剂。用200mL饱和NaCl水溶液洗涤合并的有机相，用MgSO4干燥。使用乙酸乙酯/庚烷(10:90→20:80)作为洗脱液在340g硅胶上纯化产物。蒸发洗脱液，在真空干燥过夜的过程中无色油状残余物结晶。
收率4.82g(16%)无色结晶外消旋-13l。
MS:m/z263.13=[M+H]+(计算值=263.13)。
为了合成化合物13m，将顺式-1,4-环己烷二羧酸单苄基酯外消旋-2l(2.10g,8.00mmol)和PEG10000(20.0g,10.0mmol)溶于50mL二氯甲烷，用冰浴冷却。加入DCC(1.65g,8.00mmol)和DMAP(0.012g,0.10mmol)在25mL二氯甲烷中的溶液。除去冰浴，将该混合物在室温下搅拌过夜。将所得的混悬液冷却至0℃，过滤出固体。真空蒸发溶剂。
将残余物溶于55mL二氯甲烷，在室温下用300mL MTBE稀释。将该混合物在–20℃下贮存过夜。通过用玻璃滤器Por.3过滤收集沉淀物，用250mL冷却的MTBE(–20℃)洗涤。将产物真空干燥过夜。
收率18.2g(87%)白色粉末13m。
MS:m/z745.76=[M+16H]16+(计算值=745.77)。
为了合成化合物13n，将化合物13m(9.00g,0.857mmol)溶于乙酸甲酯(100mL)，加入157mg披钯木炭。在环境压力的氢气氛中，将该混合物在室温下搅拌过夜。使该反应混合物通过celite垫过滤，蒸发滤液，真空干燥过夜。
收率8.83g(100%)玻璃状固体13n。
MS:m/z734.50=[M+16H]16+(计算值=734.50)。
为了合成化合物13o，在室温下将化合物13n(8.92g,0.864mmol)和TSTU(1.04g,3.64mmol)溶于35mL二氯甲烷。然后加入DIPEA(0.447g,3.46mmol)，将该混合物搅拌45min。过滤所得的混悬液，用2×10mL0.5M磷酸盐缓冲液pH=6.5洗涤滤液。用MgSO4干燥有机相，真空蒸发溶剂。
将残余物溶于50mL甲苯，在室温下用25mL MTBE稀释，在–20℃下贮存过夜。通过用玻璃滤器Por.3过滤收集沉淀物，用400mL冷却的MTBE(–20℃)洗涤。将产物真空干燥过夜。
收率7.62g(84%)白色粉末13o。
MS:m/z702.60=[M+16H]16+(计算值=702.59)。
实施例14
含游离氨基的水凝胶珠14a、14b、14c和14d的制备
在具有底部出口、直径60mm、装配有挡板的圆柱形250mL反应器中，在环境温度下使用直径为50mm的isojet搅拌器以580rpm搅拌218mgCithrolTM DPHS在100mL十一烷中的乳液。加入250mg12a和2205mg13d在22.1g DMSO中的溶液，在室温下搅拌10min，形成混悬液。加入1.1mLTMEDA以实现聚合。将该混合物搅拌16h。加入1.7mL乙酸，然后在10min后加入100mL15wt%的氯化钠水溶液。10min后，使搅拌器停止，使各相分离。2h后，排出含有水凝胶的水相。
为了进行珠大小分级，将水-水凝胶混悬液用40mL乙醇稀释，在125、100、75、63、50、40和32μm钢筛上使用Retsch AS200控制筛分机进行湿-过筛15min。筛份幅度为1.5mm，水流速300mL/min。合并63和75μm筛上截留的珠级分。用0.1%AcOH洗涤3次，用乙醇洗涤10次，在0.1mbar下干燥16h，得到670mg14a，为白色粉末。
通过使fmoc-氨基酸与水凝胶上的游离氨基轭合并且随后进行fmoc测定来测定水凝胶的氨基含量，其为0.145mmol/g。
如针对14a所述的那样制备了14b，不同之处在于使用350mg12a、2548mg13g、26.1g DMSO、257mg CithrolTM DPHS、1.5mL TMEDA和2.4mL乙酸，得到550mg14b，为白色粉末，游离氨基0.120mmol/g。
如针对14a所述的那样制备了14c，不同之处在于使用250mg12a、3019mg外消旋-13k、32.7g DMSO、290mg CithrolTM DPHS、1.1mL mlTMEDA和1.7mL乙酸，得到770mg13c，为白色粉末，游离氨基0.126mmol/g。
如针对14a所述的那样制备了14d，不同之处在于使用250mg12a、2258mg外消旋-13o、22.6g DMSO、222mg CithrolTM DPHS、1.1mL mlTMEDA和1.7mL乙酸，得到186mg14d，为白色粉末，游离氨基0.153mmol/g。
实施例15
连接基试剂15c的合成
根据下面的流程图合成了连接基试剂15c：
15a的合成：
将Fmoc-L-Asp(OtBu)-OH(1.00g,2.43mmol)溶解在DCC(0.70g,3.33mmol)在DCM(25mL)中的溶液中。一次加入Oxyma pure(0.51g,3.58mmol)和可力丁(0.50mL,3.58mmol)，缓慢地加入N-Boc-乙二胺(0.41g,2.56mmol)在DCM(15mL)中的溶液。在室温下将该混合物搅拌90min后，过滤出形成的沉淀物，用HCl水溶液(0.1M,50mL)洗涤滤液。用DCM(2×20mL)萃取水层，用饱和NaHCO3水溶液(3×25mL)和盐水(1×50mL)洗涤合并的有机级分，用Na2SO4干燥，过滤，真空浓缩。通过闪式色谱法纯化粗品固体。得到中间体N-boc-N’-(N-fmoc-4-叔丁基-L-天冬氨酰基)-乙二胺，为白色固体(0.98g,1.77mmol,73%)。
MS:m/z554.29=[M+H]+,(计算值=554.29)。
将N-boc-N’-(N-fmoc-4-叔丁基-L-天冬氨酰基)-乙二胺(0.98g,1.77mmol)溶于THF(15mL)，加入DBU(0.31mL)，将该溶液在室温下搅拌12min。用AcOH(0.5ml)淬灭反应，真空浓缩，通过闪式色谱法纯化残余物，得到15a(0.61g,1.77mmol,2步的收率73%)，为白色固体。
MS:m/z332.38=[M+H]+,(计算值=332.22)。
15b的合成：
将6-乙酰基硫代己酸(0.37g,1.95mmol)溶于DCM(19.5mL)，一次性加入Oxyma pure(0.35g,2.48mmol)和DCC(0.40g,1.95mmol)。将该溶液在室温下搅拌30min，过滤，将滤液加入到15a(0.61g,1.77mmol)在DCM(10.5mL)中的溶液中。将DIPEA(0.46mL,2.66mmol)加入到该溶液中，将反应在室温下搅拌2h。用H2SO4水溶液(0.1M,2×30mL)、饱和NaHCO3水溶液(2×20mL)和盐水(1×20mL)洗涤该溶液。用Na2SO4干燥有机层，过滤，真空浓缩。通过闪式色谱法纯化粗物质，得到N-boc-N’-(N-6-乙酰基硫基己基-4-叔丁基-L-天冬氨酰基)-乙二胺(0.65g,1.30mmol,2步的收率73%)，为白色固体。
MS:m/z504.27=[M+H]+,(计算值=504.28)。
将N-boc-N’-(N-6-乙酰基硫基己基-4-叔丁基-L-天冬氨酰基)-乙二胺(0.60g,1.18mmol)溶于TFA(5mL)，加入TES(0.13mL)和水(0.13ml)。将该混合物在室温下搅拌30min。在N2气流中除去TFA，将粗品15b溶于H2O/ACN1:1，通过RP-HPLC纯化。
收率：0.39g,0.85mmol(TFA盐)，72%。
MS:m/z348.25=[M+H]+,(计算值=348.16)。
15c的合成：
将15b(TFA盐,0.38g,0.80mmol)溶于DMF(5mL)，加入碳酸(5-甲基-2-氧代-1,3-间二氧杂环戊烯-4-基)-甲基酯4-硝基苯基酯(0.26g,0.88mmol)和DIPEA(0.28mL,1.6mmol)。用DCM(5mL)稀释所得的混悬液，在室温下搅拌3h。加入另外的DIPEA(0.28mL1.6mmol)，持续搅拌2h。真空浓缩DCM，用H2O/ACN3:1稀释残余物，通过RP-HPLC纯化，得到N-(5-甲基-2-氧代-1,3-间二氧杂环戊烯-4-基)-甲基-氧代羰基-N’-(N-6-乙酰基硫代己基-L-天冬氨酰基)-乙二胺(0.31g,0.62mmol,77%)，为无色油状物。
MS:m/z504.16=[M+H]+,(计算值=504.17)。
将N-(5-甲基-2-氧代-1,3-间二氧杂环戊烯-4-基)-甲基氧代羰基-N’-(N-6-乙酰基硫代己基-L-天冬氨酰基)-乙二胺(150mg,0.30mmol)溶于DCM(17.5mL)和NHS(41mg,0.36mmol)，一次性加入DCC(74mg,0.36mmol)和DMAP(4mg,0.03mmol)。将反应在室温下搅拌1h，过滤所得的混悬液。用少量DCM洗涤沉淀物，真空浓缩合并的滤液。通过RP-HPLC纯化15c，得到无色油状物(144mg,0.24mmol,80%)。
MS:m/z601.18=[M+H]+,(计算值=601.18)。
实施例16
马来酰亚胺官能化水凝胶珠16a的制备
将259.3mg干燥的水凝胶珠14a在10mL1%正丙胺的NMP溶液中孵育15min，随后用1%正丙胺的NMP溶液洗涤2次，用2%DIPEA的NMP溶液洗涤2次。将171mg马来酰亚胺-NH-PEG12-PFE溶于1mLNMP，加入到洗涤的水凝胶珠14a中。将水凝胶混悬液在室温下孵育2h。将所得的马来酰亚胺官能化水凝胶珠16a用NMP、20mM琥珀酸盐、1mMNa2EDTA、0.01%吐温20,pH3.0、水和0.1%乙酸、0.01%吐温20各洗涤5次。
实施例17
临时Lucentis-连接基-水凝胶前体药物17c的合成
将4.6mg Lucentis(在下面的流程图中被描绘为Lucentis-NH2)(460μL，10mg/mL在10mM组氨酸、10wt%α,α-海藻糖、0.01%吐温20,pH5.5中的Lucentis)缓冲交换成10mM磷酸钠、2.7mM氯化钾、140mM氯化钠,pH7.4，将Lucentis的浓度调整至16.4mg/mL。将6mg连接基试剂15c溶于100μL DMSO，得到100mM的浓度。将相对于Lucentis的量而言1摩尔当量的连接基试剂15c加入到Lucentis溶液中。小心地混合反应混合物，在室温下孵育5min。随后，以1摩尔当量的步进向Lucentis溶液中加入另外2摩尔当量的连接基试剂15c，添加每个当量后，将反应混合物在室温下孵育5min，得到未修饰的Lucentis和被保护的Lucentis-连接基单轭合物17a的混合物。
通过添加pH5.0的1M柠檬酸钠将反应混合物的pH调整至pH6.5，加入Na2EDTA至终浓度为5mM。为了除去17a的保护基团，加入0.5MNH2OH(溶于10mM柠檬酸钠、140mM氯化钠、5mM Na2EDTA,pH6.5)至终浓度为45mM，在室温下将脱保护反应孵育4h，得到Lucentis-连接基单轭合物17b。将Lucentis和Lucentis-连接基单轭合物17b的混合物缓冲交换成10mM磷酸钠、2.7mM氯化钾、140mM氯化钠、5mMNa2EDTA、0.01%吐温20,pH6.5，将两种Lucentis种类的总浓调整至11.8mg/mL。ESI-MS测定显示Lucentis-连接基单轭合物17b在混合物中的含量为20%。
将在10mM磷酸钠、2.7mM氯化钾、140mM氯化钠、5mMNa2EDTA、0.01%吐温20,pH6.5中的4mg Lucentis/Lucentis-连接基单轭合物17b混合物加入到1mg马来酰亚胺官能化水凝胶珠16a中，在室温下孵育过夜，得到临时Lucentis-连接基-水凝胶前体药物17c。
实施例18
体外释放动力学–体外半衰期的测定
用60mM磷酸钠、3mM Na2EDTA、0.01%吐温20,pH7.4将Lucentis-连接基-水凝胶前体药物17c(含有约1mg Lucentis)洗涤5次，最后混悬于1mL上述缓冲剂中。在37℃下孵育该混悬液。在不同的时间间隔后交换该混悬液的缓冲剂，通过HPLC-SEC在220nm分析。将对应于释放的Lucentis的峰进行积分，将总释放的Lucentis对总孵育时间作图。用曲线拟合软件测定一级裂解速率。
缩写：
Ac     乙酰基
ACN    乙腈
AcOH   乙酸
AcOEt  乙酸乙酯
Asp    天冬氨酸
Bn     苄基
Boc    叔丁基氧基羰基
DBU    1,3-二氮杂二环[5.4.0]十一烯
DCC    N,N-二环己基碳二亚胺
DCM    二氯甲烷
DIPEA    二异丙基乙基胺
DMAP     二甲基氨基-吡啶
DMF      N,N-二甲基甲酰胺
DMSO     二甲亚砜
DTT      DL二硫苏糖醇
EDC      1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺
EDTA     乙二胺四乙酸
eq       化学计量当量
EtOH     乙醇
Fmoc     9-芴基甲氧基羰基
HPLC     高效液相色谱法
HOBt     N-羟基苯并三唑
iPrOH    2-丙醇
LCMS     质谱法-偶联液相色谱法
Mal      3-马来酰亚氨基丙基
马来酰亚胺-NH-PEG12-PFE
N-(3-马来酰亚氨基丙基)-39-氨基-4,7,10,13,16,19,22,25,28,31,34,37-十二氧杂-三十九烷酸五氟苯基酯
Mal-PEG6-NHS        N-(3-马来酰亚氨基丙基)-21-氨基-4,7,10,13,16,19-六氧杂-二十一烷酸NHS酯
Me       甲基
MeOAc    乙酸甲酯
MeOH     甲醇
Mmt      4-甲氧基三苯甲基
MS       质谱 / 质谱法
MTBE     甲基叔丁基醚
MW       分子量
NHS      N-羟基琥珀酰亚胺
Oxyma Pure      2-氰基-2-(羟基亚氨基)乙酸乙酯
PEG             聚(乙二醇)
PyBOP           六氟磷酸苯并三唑-1-基-氧基-三-吡咯烷-
RP-HPLC         反相高效液相色谱法
rpm             转/分钟
RT              室温
SEC             尺寸排阻色谱法
tBu             叔丁基
TAN             1,5,9-三氮杂壬烷
TCEP            三(2-羧基乙基)膦盐酸盐
TES             三乙基硅烷
TFA             三氟乙酸
THF             四氢呋喃
TMEDA           N,N,N′N′-四甲基乙二胺
Trt             三苯基甲基，三苯甲基
TSTU            四氟硼酸O-(N-琥珀酰亚胺基)-N,N,N′,N′-四甲基脲
UPLC            超高效液相色谱法
V               体积

Claims (34)

1.包含水凝胶连接的前体药物的药物组合物，其用于预防、诊断和/或治疗眼病症。
2.包含水凝胶连接的前体药物的药物组合物，其用于眼内注射。
3.包含水凝胶连接的前体药物的药物组合物，其在预防、诊断和/或治疗眼病症中用于眼内注射。
4.权利要求1或3的应用的药物组合物，其中所述的眼病症具体地是前部眼病症或后部眼病症。
5.权利要求4的应用的药物组合物，其中所述的前部眼病症选自无晶状体、假晶状体、散光、睑痉挛、白内障、结膜疾病、结膜炎、角膜疾病、角膜溃疡、干眼综合征、眼睑疾病、泪器疾病、泪管阻塞、近视、老视、瞳孔障碍、屈光障碍、青光眼和斜视。
6.权利要求4的应用的药物组合物，其中所述的后部眼病症选自急性黄斑视神经视网膜病变；贝赫切特病；脉络膜新血管形成；糖尿病性眼色素层炎；组织胞浆菌病；感染，例如真菌或病毒导致的感染；黄斑变性，例如急性黄斑变性、非渗出性年龄相关性黄斑变性和渗出性年龄相关性黄斑变性；水肿，例如黄斑水肿、囊样黄斑水肿和糖尿病性黄斑水肿；多灶性脉络膜炎；影响后部眼部位或位置的眼外伤；眼肿瘤；视网膜障碍，例如视网膜中央静脉阻塞、糖尿病性视网膜病变(包括增殖性糖尿病性视网膜病变)、增殖性玻璃体视网膜病变(PVR)、视网膜动脉阻塞性疾病、视网膜脱离、眼色素层炎性视网膜疾病；交感性眼炎；福-小柳-原田(VKH)综合征；眼色素层扩散；由眼激光处理导致的或受眼激光处理影响的后部眼病症；由光动力疗法、光凝固术导致的或受光动力疗法、光凝固术影响的后部眼病症、放射性视网膜病变、视网膜前膜障碍、视网膜分支静脉阻塞、前部缺血性视神经病、非视网膜病变性糖尿病性视网膜功能障碍、色素性视网膜炎和青光眼。
7.权利要求1－6中任意一项的应用的药物组合物，其被包含在适合于与注射装置接合的容器中。
8.权利要求1－7中任意一项的应用的药物组合物，其中所述的水凝胶是生物可降解的水凝胶。
9.权利要求8的应用的药物组合物，其中所述的水凝胶是基于PEG的水凝胶。
10.权利要求1－9中任意一项的应用的药物组合物，其中所述的水凝胶连接的前体药物是珠形状的。
11.权利要求1－10中任意一项的应用的药物组合物，其中所述的珠具有1－1000μm的直径。
12.权利要求1－11中任意一项的应用的药物组合物，其中所述的水凝胶是可通过包括以下步骤的方法得到的水凝胶：
(a)提供混合物，其包含：
(a-i)至少一种骨架试剂，其中所述的至少一种骨架试剂具有1－100kDa的分子量，并且包含至少三个胺(-NH2和/或-NH-)；
(a-ii)至少一种交联剂试剂，其中所述的至少一种交联剂试剂具有6－40kDa的分子量，所述的至少一种交联剂试剂包含：
(i)至少两个羰基氧基(–(C=O)–O–或–O–(C=O)–)，并且另外包含
(ii)至少两个选自活化的酯基、活化的氨基甲酸酯基、活化的碳酸酯基和活化的硫代碳酸酯基的活化的末端官能团，
并且是基于PEG的，包含至少70%PEG；和
(a-iii)第一溶剂和至少一种第二溶剂，所述第二溶剂与第一溶剂不能溶混，
所述的至少一种骨架试剂与所述的至少一种交联剂试剂的重量比为1:99－99:1；
(b)在混悬聚合中将步骤(a)的混合物聚合成水凝胶；和
(c)任选地后处理水凝胶。
13.权利要求12的应用的药物组合物，其中步骤(a)的混合物还包含洗涤剂。
14.权利要求12或13的应用的药物组合物，其中步骤(b)中的聚合是通过加入碱引发的。
15.权利要求12－14中任意一项的应用的药物组合物，其中步骤(a)的混合物是乳液。
16.权利要求12－15中任意一项的应用的药物组合物，其中所述的至少一种骨架试剂选自：
式(I)的化合物
B(-(A0)x1-(SP)x2-A1-P-A2-Hyp1)x(I)，
其中
B是分枝的核心，
SP是间隔基构件，其选自C1-6烷基、C2-6烯基和C2-6炔基，
P是基于PEG的聚合物链，其包含至少80%PEG、优选至少85%PEG、更优选至少90%PEG、最优选至少95%PEG，
Hyp1是包含胺(-NH2和/或-NH-)的构件或包含至少两个胺(-NH2和/或-NH-)的聚胺，
x是3－16的整数，
x1、x2彼此独立地是0或1，条件是如果x2是0，则x1是0；
A0、A1、A2彼此独立地选自
其中R1和R1a彼此独立地选自H和C1-6烷基；
式(II)的化合物
Hyp2-A3-P-A4-Hyp3(II)，
其中
P如上面的式(I)化合物中所定义；
Hyp2、Hyp3彼此独立地是包含至少两个胺(-NH2和/或-NH-)的聚胺，且
A3和A4独立地选自
其中R1和R1a彼此独立地选自H和C1-6烷基；
式(III)的化合物
P1-A5-Hyp4(III),
其中
P1是基于PEG的聚合物链，其包含至少80%PEG、优选至少85%PEG、更优选至少90%PEG、最优选至少95%PEG，
Hyp4是包含至少三个胺(-NH2和/或-NH)的聚胺，且
A5选自
其中R1和R1a彼此独立地选自H和C1-6烷基；
和
式(IV)的化合物，
T1-A6-Hyp5(IV),
其中
Hyp5是包含至少三个胺(-NH2和/或-NH)的聚胺，且
A6选自
其中R1和R1a彼此独立地选自H和C1-6烷基；且
T1选自C1-50烷基、C2-50烯基或C2-50炔基，该片段任选被一个或多个选自-NH-、-N(C1-4烷基)-、-O-、-S-、-C(O)-、-C(O)NH-、-C(O)N(C1-4烷基)-、-O-C(O)-、-S(O)-、-S(O)2-、4－7元杂环基、苯基或萘基的基团中断。
17.权利要求12－16中任意一项的应用的药物组合物，其中Hyp1、Hyp2、Hyp3、Hyp4和Hyp5选自
式(e-i)的构件
其中
p1是1－5的整数，优选p1是4，且
如果骨架试剂具有式(I)的结构，则虚线表示与A2连接，如果骨架试剂具有式(II)的结构，则虚线表示与A3或A4连接；
式(e-ii)的构件
其中
p2、p3和p4相同或不同，并且各自彼此独立地是1－5的整数，优选p2、p3和p4是4，且
如果骨架试剂具有式(I)的结构，则虚线表示与A2连接，如果骨架试剂具有式(II)的结构，则虚线表示与A3或A4连接，如果骨架试剂具有式(III)的结构，则虚线表示与A5连接，如果骨架试剂具有式(IV)的结构，则虚线表示与A6连接；
式(e-iii)的构件
其中
p5－p11相同或不同，并且各自彼此独立地是1－5的整数，优选p5－p11是4，且
如果骨架试剂是式(I)，则虚线表示与A2连接，如果骨架试剂是式(II)，则虚线表示与A3或A4连接，如果骨架试剂是式(III)，则虚线表示与A5连接，如果骨架试剂是式(IV)，则虚线表示与A6连接；
式(e-iv)的构件
其中
p12－p26相同或不同，并且各自彼此独立地是1－5的整数，优选p12－p26是4，且
如果骨架试剂具有式(I)的结构，则虚线表示与A2连接，如果骨架试剂具有式(II)的结构，则虚线表示与A3或A4连接，如果骨架试剂具有式(III)的结构，则虚线表示与A5连接，如果骨架试剂具有式(IV)的结构，则虚线表示与A6连接；
式(e-v)的构件
其中
p27和p28相同或不同，并且各自彼此独立地是1－5的整数，优选p27和p28是4，
q是1－8的整数，优选q是2或6，最优选1是6，且
如果骨架试剂具有式(I)的结构，则虚线表示与A2连接，如果骨架试剂具有式(II)的结构，则虚线表示与A3或A4连接，如果骨架试剂具有式(III)的结构，则虚线表示与A5连接，如果骨架试剂具有式(IV)的结构，则虚线表示与A6连接；
式(e-vi)的构件
其中
p29和p30相同或不同，并且各自彼此独立地是2－5的整数，优选p29和p30是3，且
如果骨架试剂具有式(I)的结构，则虚线表示与A2连接，如果骨架试剂具有式(II)的结构，则虚线表示与A3或A4连接，如果骨架试剂具有式(III)的结构，则虚线表示与A5连接，如果骨架试剂具有式(IV)的结构，则虚线表示与A6连接；
式(e-vii)的构件
其中
p31－p36相同或不同，并且各自彼此独立地是2－5的整数，优选p31－p36是3，且
如果骨架试剂具有式(I)的结构，则虚线表示与A2连接，如果骨架试剂具有式(II)的结构，则虚线表示与A3或A4连接，如果骨架试剂具有式(III)的结构，则虚线表示与A5连接，如果骨架试剂具有式(IV)的结构，则虚线表示与A6连接；
式(e-viii)的构件
其中
p37－p50相同或不同，并且各自彼此独立地是2－5的整数，优选p37－p50是3，且
如果骨架试剂具有式(I)的结构，则虚线表示与A2连接，如果骨架试剂具有式(II)的结构，则虚线表示与A3或A4连接，如果骨架试剂具有式(III)的结构，则虚线表示与A5连接，如果骨架试剂具有式(IV)的结构，则虚线表示与A6连接；和
式(e-ix)的构件：
其中
p51－p80相同或不同，并且各自彼此独立地是2－5的整数，优选p51－p80是3，且
如果骨架试剂具有式(I)的结构，则虚线表示与A2连接，如果骨架试剂具有式(II)的结构，则虚线表示与A3或A4连接，如果骨架试剂具有式(III)的结构，则虚线表示与A5连接，如果骨架试剂具有式(IV)的结构，则虚线表示与A6连接；并且
其中构件(e-i)－(e-v)可以在每个手性中心上是R-或S-构型，优选地，构件(e-i)－(e-v)的所有手性中心是相同的构型。
18.权利要求12－17中任意一项的应用的药物组合物，其中所述的骨架试剂是式(I)的化合物。
19.权利要求12－18中任意一项的应用的药物组合物，其中所述的分枝的核心B选自下面的结构：
其中
虚线表示与A0连接，或者如果x1和x2均是0，则表示与A1连接，
t是1或2；优选t是1，
v是1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14；优选地，v是2、3、4、5、6；更优选地，v是2、4或6；最优选地，v是2。
20.权利要求12－19中任意一项的应用的药物组合物，其中B是式(a-xiv)。
21.权利要求12－20中任意一项的应用的药物组合物，其中A0是
22.权利要求12－21中任意一项的应用的药物组合物，其中x1和x2是0。
23.权利要求12－22中任意一项的应用的药物组合物，其中P具有式(c-i)的结构：
其中n在6－900范围内，更优选地n在20－700范围内，最优选地n在20－250范围内。
24.权利要求12－23中任意一项的应用的药物组合物，其中构件-A2-Hyp1是下式的构件
其中
虚线表示与P连接；且
E1选自式(e-i)－(e-ix)。
25.权利要求12－24中任意一项的应用的药物组合物，其中所述的骨架试剂具有下式：
其中
n在10－40、优选10－30、更优选10－20范围内。
26.权利要求12－25中任意一项的应用的药物组合物，其中所述的骨架试剂以其酸式盐的形式存在。
27.权利要求12－26中任意一项的应用的药物组合物，其中所述的交联剂试剂是式(V)的化合物：
其中
D1、D2、D3和D4相同或不同，并且各自彼此独立地选自包括O、NR5、S和CR5R5a的组；
R1、R1a、R2、R2、R3、R3a、R4、R4a、R5和R5a相同或不同，并且各自彼此独立地选自H和C1-6烷基；任选地，基团对R1/R1a、R2/R2a、R3/R3a、R4/R4a、R1/R2、R3/R4、R1a/R2a和R3a/R4a中的一个或多个形成化学键、或者与它们所连接的原子结合在一起形成C3-8环烷基或形成环A、或者与它们所连接的原子结合在一起形成4－7元杂环基或8－11元杂二环基或金刚烷基；
A选自苯基、萘基、茚基、茚满基和1,2,3,4-四氢化萘基；
P2是
m在120－920、优选120－460、更优选120－230范围内；
r1、r2、r7、r8独立地是0或1；
r3、r6独立地是0、1、2、3或4；
r4、r5独立地是1、2、3、4、5、6、7、8、9或10；
s1、s2独立地是1、2、3、4、5或6；
Y1、Y2相同或不同，并且各自彼此独立地选自式(f-i)－(f-vi)：
其中
虚线表示与分子的其余部分连接；
b是1、2、3或4；
XH是Cl、Br、I或F。
28.权利要求12－27中任意一项的应用的药物组合物，其中所述的交联剂试剂是式(V-1)－(V-53)：
其中
在适合的情况下，各交联剂试剂可以是其外消旋混合物的形式；且
m在120－920、优选120－460、更优选120－230范围内；
Y1、Y2相同或不同，并且各自彼此独立地选自式(f-i)－(f-vi)：
其中
虚线表示与分子的其余部分连接；
b是1、2、3或4；
XH是Cl、Br、I或F。
29.权利要求12－28中任意一项的应用的药物组合物，其中由聚合得到的水凝胶是成形的制品。
30.权利要求12－29中任意一项的应用的药物组合物，其中所述的水凝胶是具有1－500微米的直径的微粒珠的形式。
31.权利要求1－30中任意一项的应用的药物组合物，其中所述的水凝胶连接的前体药物包含选自以下的生物学活性构件：麻醉药和镇痛药、抗变应原药、抗组胺药、抗炎药、抗癌药、抗生素、抗感染药、抗细菌药、抗真菌药、抗病毒药、细胞运输/移动阻滞剂、抗青光眼药、抗高血压药、减充血药、免疫应答调节剂、免疫抑制剂、肽和蛋白质、甾族化合物(类固醇)、低溶解度类固醇、碳酸酐酶抑制剂、诊断用药、抗细胞凋亡药、基因治疗剂、螯合剂、还原剂、抗渗透剂、反义化合物、抗增殖药、抗体和抗体轭合物、血流促进剂、抗寄生虫药、非甾族抗炎药、营养物和维生素、酶抑制剂、抗氧化剂、抗白内障药、醛糖还原酶抑制剂、细胞保护剂、细胞因子、细胞因子抑制剂和细胞因子保护剂、UV阻滞剂、肥大细胞稳定剂和抗新血管药例如抗血管生成药如基质金属蛋白酶抑制剂和血管内皮生长因子(VEGF)调节剂、神经保护剂、缩瞳药和抗胆碱酯酶药、散瞳药、人造眼泪/干眼疗法、抗-TNFα、IL-1受体拮抗剂、蛋白激酶C-β抑制剂、生长抑素类似物和拟交感神经药。
32.眼用递送装置，其包含权利要求1－31中任意一项的药物组合物。
33.预防、诊断和/或治疗眼疾病的方法，其中所述方法包括给需要其的患者施用治疗有效量的权利要求1－31中任意一项的药物组合物的步骤。
34.权利要求33的方法，其中所述药物组合物通过眼内注射施用。
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