CN105658251A - 组合物和递送系统 - Google Patents

Abstract

一种可注射试剂递送系统，包括含有以下的组合物：位于离散颗粒内的用于持续递送的试剂；和包含能够相互作用以形成支架的离散颗粒的可注射支架材料，以及其用途。

Description

组合物和递送系统

技术领域

本发明涉及可注射支架，及这种支架在递送系统中将试剂递送至受试者(主体，对象，subject)的靶位(靶点，targetsite)的用途。

背景技术

在再生医药领域中存在许多通过使试剂，如生长因子或患者内特定位置的细胞局部化来促进组织修复的新临床处理的机会。临床的机会的实例包括梗塞之后心肌的再生、脊柱融合术(spinalfusion)中骨生长的诱导、糖尿病足部溃疡的治愈以及由于中风的损伤的限制或也许逆转。可以使用支架实现试剂，如生长因子的局部化。支架提供用于血管生成和组织形成的适当的机械环境、构架和表面化学。支架作为药物或细胞递送系统的用途具有较大的潜力，但是由于需要使支架的孔隙率、强度和降解动力学适于组织类型，同时达到适当的释放试剂(如起生长因子作用的蛋白质或细胞)的动力学，因此也是非常挑战性的。

在将支架用作用于体内修复和/或再生的递送系统的另一复杂之处是给药途径的问题。在许多临床例中，需要修复的组织部位是难以达到的(例如对于中风疗法，在大脑内，或对于梗塞后治疗，在心肌内)或大小与形状未知的。因此，存在对于可以通过最小侵入性过程给予的改善的可注射支架的需要。

广泛来说，支架通常是具有大的互连孔隙或水凝胶的，预成型的不溶于水的基体(matrix)。将这种支架植入患者中用于增加体内组织修复和/或再生。

在植入方面，预成型的不溶于水的基体必须成形从而填充体内的腔，需要知道腔的尺寸并限制可以填充的腔的形状。此外，需要侵入性操作以递送支架。

相反地，许多水凝胶材料已经设计为可以直接通过注射器递送至体内。凝胶遵从触发信号，例如温度变化或UV光曝光在体内形成。这种系统具有它们可以不预先知道腔的尺寸而填充任何形状的腔的优势。然而，这种水凝胶缺少大的互连孔隙网络，并且因此从凝胶释放试剂受限于不良的扩散性质。

此外，水凝胶不良的机械强度意味着它们经常不能承受使用中施加的压缩力，此外这可以导致不希望的递送性质，因为凝胶内的试剂实际上可以被挤出水凝胶。

WO2010/100506(通过引证将其内容结合在本文中)提供了可注射试剂递送系统，包括组合物，该组合物包含：(i)包含离散颗粒的可注射支架材料；和(ii)包含用于递送的试剂的载体。离散颗粒能够相互作用以形成支架。

用于递送试剂的支架的一个用途是在骨修复，具体地，在脊柱融合术、不愈合骨折(non-unionfracture)和牙科骨修复领域中。已经示出抑制素(他汀，statin)药物通过间接促进内源骨形态发生蛋白-2(BMP-2；一种骨诱导生长因子)的活性，和刺激血管内皮生长因子的产生(VEGF；促进成骨细胞分化和血管形成为发育的组织)来促进骨形成。抑制素具有作为用于高胆甾醇血症的口腔治疗的临床用途的长久历史。它们在体内代谢因而整形外科应用需要局部递送。

局部递送抑制素的构思首次由Mundy等人在1996年描述(US6022887，将其内容以其整体结合在此)。随后，存在大量的疗效的研究论文和临床前研究，但是至今没有商用的出产。

研究文献描述了对于用于局部递送抑制素的适当载体的需要。理想的材料会将药物在作用部位局部化，以刺激修复而不引起炎症或其他副作用的水平提供活性的持续释放，并且理想地也会提供用于渗透骨祖细胞和组织构建的支撑结构。特别是获得期望的释放特性已经证明是挑战性的并阻碍了开发。仅在近期通过递送基体的合理设计尝试复制了体外的基准数据(Rashidietal，Polymers，2010，2，709-718)。

发明内容

本发明人出乎意料地发现，使用本发明的递送系统可以获得改善的结果。在第一方面中，本发明提供可注射试剂递送系统，包含组合物，该组合物包含位于离散颗粒中的用于递送的试剂，和包含能够相互作用以形成支架的离散颗粒的可注射支架材料。

与许多依赖于延缓分散的递送系统不同，在本发明中药物释放是由材料降解精确控制的。缓释分布可以在数周至数月之间变化，并且制剂具有抑制的初始‘爆释(爆发，burst)’效果(然而对于储藏式释放(depotrelease)系统是典型的)。因此在开发用于具有较窄的治疗指数的药物的制剂时，该系统的通用性(多面性，versatility)提供了明显的优势。该材料的独特的机械和多孔性能帮助形成新的组织和血管，起到主体(宿主，host)可以在其上重建新的结构和功能元件的基底(substrate)的作用。因此，当与常规基底如递送短寿命丸剂的胶原蛋白相比时，本发明可以提供改善的释放和效力保持。

本发明的组合物具有以下优势，其可用于生成在注射部位自组装的多孔支架，并且该支架含有试剂并使该试剂在支架形成的部位受控释放。通过提供试剂释放的增强控制，可以有效地避免不需要的效果。例如，在用于骨修复的抑制素递送中，在一些现有技术的递送系统中药物释放的初始爆释可以导致释放过多的抑制素，有不需要的、可以阻断骨形成的炎症反应的风险。本发明的递送系统、组合物和方法通过提供更慢的并且更加受控的延缓释放分布避免该问题。

在一些实施方式中，用于递送的试剂位于能够相互作用以形成支架的离散颗粒内。在一些实施方式中，递送系统的组合物包括除了能够相互作用以形成支架的那些之外的离散颗粒，并且在这种实施方式中，用于递送的试剂可以位于不是能够相互作用以形成支架的那些离散颗粒内，或能够相互作用以形成支架的那些离散颗粒中。在一些实施方式中，具有可以和不能相互作用以形成支架的颗粒，用于递送的试剂位于两种类型的颗粒中。

本发明进一步提供以下组合物，其包含位于离散颗粒内的用于递送的试剂和包含能够相互作用以形成支架的离散颗粒的可注射支架材料，以用于通过手术或疗法治疗人体或动物体的方法，或用于在人体或动物体上实施的诊断方法。优选地，该组合物用于药物用途或整容手术。

该组合物可以是用于治疗或预防选自以下病症的方法中的组合物：神经退行性病症(例如后中风(poststroke)、亨廷顿病、阿尔茨海默病、帕金森病)、与骨相关的病症(包括骨关节炎、椎间盘萎缩、需要填充的骨腔、需要再生或修复的骨折)、烧伤、癌症、肝脏病症(包括肝萎缩)、肾脏病症(包括肾脏萎缩)、膀胱、输尿管或尿道的病症(包括需要重建的输尿管损伤或膀胱损伤、膀胱或子宫脱垂)、糖尿病、需要IVF治疗的不育、肌肉萎缩病症(包括肌营养不良)、心脏病症(例如心肌梗塞后心脏组织损伤、充血性心脏病)、眼病(例如角膜损伤或病变)、需要再生或修复的脉管系统损伤、溃疡、和需要再生或重建的组织损伤(包括需要再生或重建的器官损伤，和需要再生或重建的神经损伤)。

优选地，试剂可以是治疗性、预防性或诊断性活性物质。其可以是任何生物活性试剂。用于递送的试剂可以是药物、细胞、信号分子如生长因子，或任何其他适合的试剂。

例如，试剂可以包含氨基酸、肽、蛋白质、糖、抗体、核酸、抗生素、抗真菌素、生长因子、营养素、酶、激素、类固醇、合成材料、粘附分子、着色剂/染料(其可以用于识别)、放射性同位素(其可以用于降解的X-射线检查和/或监测)、和其他适合的组分，或它们的组合。

可以使用任何具有本发明的组合物的动物细胞。可以使用的细胞的实例包括骨、骨祖细胞、软骨(cartilage)、肌肉、肝脏、肾脏、皮肤、内皮、肠(gut)、小肠(intestinal)、心血管、心肌细胞(cardiomycote)、软骨细胞(chondrocyte)、肺、胎盘、羊膜、绒膜、胎儿细胞或干细胞。在使用干细胞的情况下，优选地使用非胚胎干细胞。可以包括细胞用于递送至支架形成部位，或可以将它们包括并旨在保留在支架中，例如为诱发支架的定殖(colonisation)。

其他可以加入的试剂包括但不限于表皮生长因子、源自血小板的生长因子、碱性成纤维细胞生长因子、血管内皮生长因子、类胰岛素生长因子、神经生长因子、肝细胞生长因子、转化生长因子和其他骨形态发生蛋白、细胞因子，包括干扰素、白细胞介素、单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)、雌激素、睾酮、激酶、趋化激酶(chemokinase)、葡萄糖或其他糖类、氨基酸、钙化因子、多巴胺、富胺寡肽，如在粘着蛋白如纤连蛋白和层粘连蛋白中发现的肝素结合域，其他胺类、他莫昔芬、顺铂、肽和某些类毒素。此外，可以包括药物(包括抑制素和NSAID)、激素、酶、营养素或其他治疗试剂或因子，或它们的混合物。

在一些实施方式中，用于递送的试剂是抑制素，例如辛伐他汀、阿托伐他汀、氟伐他汀、普伐他汀或罗素伐他汀。优选地，抑制素是辛伐他汀。其中试剂是抑制素的实施方式特别适用于整形外科症候(indication)、颅颌面外科手术和牙科的治疗。在一些实施方式中，该治疗是牙骨修复，如牙嵴复位。在其他实施方式中，该治疗是不愈合骨折的修复。在其他实施方式中该治疗是脊柱融合术。

牙科骨移植替代物主要用于需要额外的骨支持的植入过程。使用先进产品增强骨再生，使得在否则不能接受这种治疗的患者上进行牙科骨移植过程。在所有植牙病例的约40％中，存在不足以确保适当的植入整合的骨，并需要骨移植替代物。拔牙可以导致牙槽骨的退化，导致慢性渐进病症，称作剩余牙槽嵴骨吸收(RRR)。标准的骨移植方案导致继发性损害、免疫排斥和不良的长期结果(Wuetal.Int.J.OralMaxillofac.Surg，2008，37，170-176)。由非免疫原性递送系统释放的骨诱导因子可以提供解决方法。

牙医市场的增长由各种因素驱动，包括在植牙和牙周病学过程二者中使用的骨移植材料的增加、产品的改善、骨移植产品暴露的增加、和全球人口的老化。移植技术使得可以扩展植入的候选池以包括，由于严重的骨吸收，是齿科植入的不良候选人的缺齿患者的大量人群。牙科骨移植物的全球销售额在2006年达到一亿三千万美元，比2005年上升12％。预期到2012年会多于两倍，收入达到两亿六千六百万美元(http://www.prleap.com/pr/77509/)。牙科骨移植代替物和其他生物材料的美国市场预期在2012-2018年内会以12％的CAGR增长(http://www.prnewswire.corn/news-releases/us-market-for-dental-bone-graftsubstitues-dental-membranes-and-tissue-engineering-products-2012-137656403.html)。

在西方世界长骨骨折的发生率在300-400个体/100,000/年之间。5-30％之间的患者会在治愈过程中发生并发症，导致骨折的延迟愈合乃至不愈合(Lissenberg-Thunnissenetal，IntOrthop.2011Vol.35(9)，1271-1280)。这些并发症可以引起住院治疗的延长和带有伴随的不便和花费的次级干预。特别是对那些患者，但也对于所有具有骨折的患者，对于积极地影响骨的治愈且随后缩短骨愈合所需时间的治疗是有很大兴趣的。不愈合处的外科手术需要重新暴露活组织并插入骨诱导移植材料。这种治疗使用自体移植或异体移植材料，在70-80％的情况下是成功的，并且成本估计为14,000美元/患者。因此存在对更有效的移植材料的大量兴趣。

脊柱融合术用于外科手术治疗脊椎畸形如脊柱弯曲(脊柱侧凸或脊柱后凸)、椎间盘移位(椎间盘切除之后)、或骨折。该过程使用移植材料(具有或没有椎弓根螺钉、板或笼)或其他装置以将椎骨融合在一起。

在世界范围内每年进行的超过一百万骨移植的50％涉及脊柱融合术，并且这些患者的25％在手术后多达2年抱怨来自自体移植采集物的供体部位的疼痛(Olabisietal,SpineJ.2011,Vol.11(6),545-556)。这些并发症驱动对于替代物的探寻和随后的使用。本发明以在本文中描述的系统、组合物和方法的形式提供这种替代物。

在一些实施方式中，在载体中提供颗粒。载体优选地是含水载体，具体地是水或含水溶液或悬浮液，如盐水(生理盐水，saline)、血浆、骨髓穿刺液、缓冲液，如汉克缓冲盐溶液(Hank'sBufferedSaltSolution，HBSS)、HEPES(4-(2-羟基乙基)-1-哌嗪乙烷磺酸)、Ringers缓冲液、Krebs缓冲液、杜尔贝科PBS(Dulbecco’sPBS)、和常规PBS；模拟体液、血浆血小板浓缩液和组织培养基。

载体可以可选地含有一种或多种悬浮剂。悬浮剂可以选自羧基甲基纤维素(CMC)、甘露醇、聚山梨酸酯、聚丙二醇、聚乙二醇、明胶、白蛋白、藻酸盐、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、羟乙基甲基纤维素(HEMC)、膨润土(皂粘土，bentonite)、黄蓍胶、糊精、芝麻油、扁桃仁油、蔗糖、金合欢胶(阿拉伯树胶，acaciagum)和黄原胶和它们的组合。

载体可以可选地含有一种或多种增塑剂。因此载体也可以包括增塑剂。增塑剂可以是，例如聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇、聚(乳酸)或聚(羟基乙酸)或它们的共聚物、聚己内酯、和这些聚合物的低分子量低聚物，或常规增塑剂，如己二酸盐(己二酸酯，adipates)、磷酸盐(磷酸酯，phophates)、邻苯二甲酸盐(邻苯二甲酸酯，phthalates)、癸二酸盐(癸二酸酯，sabacates)、壬二酸盐(壬二酸酯，azelates)和柠檬酸盐(柠檬酸酯，citrates)。增塑剂还可以是醇，如乙醇或甲醇。

载体还可以包括其他已知的药物赋形剂以改善试剂的稳定性。

在一个实施方式中，还可以包括一种或多种另外的赋形剂或递送增强剂，例如表面活性剂和/或水凝胶，以进一步影响释放速率。

优选地，可注射支架材料能够在注射入受试者时/之后固化/自组装以形成支架。支架优选地是多孔的。优选地，孔隙是由用于形成支架的颗粒之间留有的间隙形成的。优选地，支架具有至少约50％的孔隙体积。优选地，细孔具有约100微米的平均直径。

如技术人员将理解的，孔隙体积和孔隙大小是使用微型计算机层析X射线照相(microCT)和扫描电子显微镜(SEM)测定的。例如，可以使用Phillips535MSEM仪器进行SEM。

多孔支架的形成在WO2004/084968中描述。

优选地控制试剂释放，即，不将所有试剂以一个大剂量释放。优选地，产生的支架允许控制从载体释放的试剂的动力学。可以通过控制支架中的孔隙的尺寸和/或数量和/或支架的降解速率来控制释放速率。其他可以控制的因素是包括在载体中的所有悬浮剂的浓度、组合物的粘度或物理化学性能、和载体的选择。

可以通过以下各项中的一种或多种释放试剂：试剂通过孔隙的扩散；导致孔隙率增加的支架降解和携带试剂的流体的流出改善；以及试剂从颗粒中的物理释放。可以容易地通过适当的起始材料选择来选择支架中的孔隙尺寸和/或数量和/或支架的降解速率，以达到期望的释放速率在技术人员理解能力之内。

由于由浓度梯度以及体液通过和远离支架的自然流动驱动的扩散，发生试剂远离支架的扩散。

优选地，支架具有纳米至毫米范围内的孔隙，优选地约20至约50微米。优选地，支架具有100微米的平均尺寸的孔隙。优选地，支架具有至少约30％、约40％、约50％或更多的孔隙体积。

本发明的系统可以使试剂的释放持续一段时间，优选地至少约2小时、至少约4小时、至少约6小时、至少约10小时、至少约12小时、至少约24小时、更优选地至少48小时，优选地至少一周，优选地多于一周，优选地多于10天。

优选地，以具有期望的局部或全身生理或药理效果的有效量释放试剂。

优选地，试剂的递送意指，试剂从支架释放入支架周围的环境，例如周围组织中。

优选地，一旦支架已经形成，本发明的组合物允许基本上零级或一级(order)的试剂从支架的释放速率。零级释放速率是在限定的时间内恒定的试剂释放；这种释放难以使用已知的递送方法实现。

优选地，初始的第1天爆释小于约25-33％的总负载(载荷，载量，loading)(理想地小于约20％或更多，理想地小于约10％或更多，理想地小于约5％)。然后该初始爆释优选地继以持续约14天的1-2％/日的释放(其可以等于约0.5-2mcg/日)。优选地，药物的释放持续至少14天并且优选地至少20天、30天、40天或50天。在一些实施方式中，释放持续约14至56天。在一些实施方式中，释放持续不多于56天。

可以以许多对技术人员显而易见的方式进一步改变药物的释放动力学。例如，调整PLGA共聚物比例、端基、分子量和/或粒径均可以具有对释放动力学的影响。技术人员能够通过实验研究确定这些因素的适当组合以提供期望的释放分布。

在替代的实施方式中，可以通过调整聚合物的亲水性(例如通过将药物直接包封入能够相互作用以形成支架的颗粒中，并通过与PEG共混，或通过用PGA-PEG三嵌段共聚物改性负载药物的颗粒来改变降解分布)来加速药物释放动力学。

在其他实施方式中，可以通过使用混合分子量的PLGA聚合物改变释放动力学，该PLGA聚合物可以有效增加初始或长期释放并帮助避免任何治疗迟滞期(EuropeanJournalofPharmaceuticsandBiopharmaceutics第50卷，第2期，2000年9月，第263-270页)。

在其他实施例中可以使用其他释放改性剂调节释放动力学。例如，可以对存在于支架孔隙内的含羟基甲基纤维素的液相的粘度做出调节。

通过使用在施加之后固化(凝固，硬化，solidify)以形成支架的组合物，可以形成与其放置处的形状，例如其放入的组织腔的形状一致的支架。这克服了在给予之前制作的支架必须在给予前制作为特定形状，并且不能通过腔中的瓶颈插入以及不能膨胀以填充腔的问题。

优选地，旨在通过注射入人类或非人类动物的体内来给予组合物。如果组合物是注射的，则会免除对于侵入性手术放置支架的需要。

优选地，组合物的粘性足以使组合物优选地通过注射给予人类或非人类动物。优选地，组合物旨在于室温下给予，并且在室温下优选地是粘性的。术语室温旨在指约15℃至约25℃，如约20℃至约25℃的温度。

可替换地，可以将组合物加热至高于室温，例如至体温(约37℃)或高于体温，用于给予。组合物优选地是在该温度下可流动的或粘性的，以帮助其给予至人类或非人类动物。

优选地，组合物具有使其使用正常压力，由具有约4mm或更小的孔口(管口，orifice)的注射器给予的粘度。孔口的尺寸取决于医疗应用，例如对于许多骨应用，使用具有约2mm和约4mm之间的孔口的注射器，然而，对于其他应用更小的孔口可以是优选的。优选地，通过使用一只手将组合物给予患者的人类施加“正常压力”。

优选地，组合物的粘度足够，从而当给予组合物时，其不会像水一样立即分散，而是成为其给予的部位的形状。优选地，一些载体和试剂将随时间从支架中分散。

在一个实施方式中，组合物是足够粘性的，当给予组合物时，可注射支架材料基本上保持在其注入之处，并且不立即分散。优选地，支架在存在任何可注射支架材料的显著分散之前形成。优选地，多于按重量计约50％、60％、70％、80％或90％的注入特定位置的可注射支架材料保留在该部位并在该部位形成支架。

在优选的实施方式中，可注射支架材料能够在注入身体时，由于给予后增加的温度(例如温度从室温增加至体温)而自发固化。该温度的增加可以引起可注射支架材料相互作用以形成支架。

优选地，当组合物固化以形成支架时，其从悬浮液或可变形的粘性状态变为固态，其中形成的支架是自支撑的(自支持的，self-supporting)，并保持其形状。形成的固体支架可以是脆性的。

可以通过适当的方式触发可注射支架材料的固化，例如可以通过温度的改变、pH的改变、机械力的改变(压缩(compression))、或引入交联、硬化或胶凝试剂或催化剂触发固化。

换言之，颗粒可以是可以通过温度的改变、pH的改变、机械力的改变(压缩)、或引入交联剂、硬化剂或胶凝剂或催化剂而固化的颗粒，如聚合物颗粒。

可以通过各种方法交联可注射支架材料，包括，例如聚合物链的物理缠结、丙烯酸酯聚合物的UV交联、硫醇酯或丙烯酸酯聚合物的迈克尔加成反应(Michaeladditionreaction)、硫醇酯聚合物通过乙烯基砜的交联、通过乙烯基砜的丁二酰亚胺酯(succinimate)的交联、通过肼的交联、热引发的胶凝、酶促交联(例如凝血酶加入纤朊原)、通过加入盐或离子的交联(具体地Ca²⁺离子)，通过异氰酸酯(例如六亚甲基二异氰酸酯)的交联。

可注射支架材料包含离散颗粒，其能够相互作用以形成支架。相互相用可以引起颗粒交联，其中颗粒变为物理连接并保持在一起。可以通过颗粒或颗粒的组分之间的共价、非共价、静电、离子、粘附、凝聚(内聚，粘连，cohesive)或缠结相互作用实现交联。

因此，离散颗粒能够交联，从而颗粒变为物理连接并保持在一起是优选的。颗粒可以是适合地能够交联，从而颗粒变为物理连接并保持在一起的聚合物颗粒。

为确保可以形成支架的颗粒的优选特性是玻璃化转变温度(Tg)。通过选择具有高于室温的Tg的颗粒，在室温下该颗粒处于低于它们的Tg并表现为离散颗粒，但是当暴露于更高的温度(例如在体内)时，颗粒软化并与它们的邻近物相互作用/粘结。优选地，使用的颗粒具有约25℃至50℃，如约27℃至50℃，例如约30℃至45℃，如35℃至40℃，例如约37℃至40℃的Tg。

如技术人员应理解的，可以通过差示扫描量热法(DSC)或流变学测试测量玻璃化转变温度。具体地，可以使用DSC，以第一次加热扫描中10℃/分钟的扫描速率测定玻璃化转变温度，其中认为玻璃化转变是热焓改变的中点。适合的仪器是PerkinElmer(Bucks，UnitedKingdom)DSC-7。

换言之，支架的形成是由使颗粒暴露至从低于它们的Tg的温度至更高温度的温度变化引起的。该更高的温度不必须等于或高于它们的Tg；任何朝向它们的Tg的温度增加可以触发颗粒之间所需的相互相用。优选地，支架的形成是由使颗粒暴露至，从低于它们的Tg的温度至更高的温度的温度改变引起的，其中该更高的温度不高于它们的Tg以下5℃，如不高于它们的Tg以下3℃，或不高于它们的Tg以下2℃，或不高于它们的Tg以下1℃。

基本上，如果聚合物颗粒在注射入体内时升高至接近或高于它们的起始温度，聚合物颗粒将与一个或多个其他的聚合物颗粒交联以形成支架。交联意味着相邻的聚合物颗粒变得结合在一起。例如，颗粒可以由于在一个颗粒表面上的聚合物链与另一颗粒表面上的聚合物链缠结而交联。相邻颗粒之间可存在粘附、凝聚或融合。

当颗粒聚集并交联时，由于相邻颗粒之间不可避免的间隔，在得到的支架中形成孔隙。

在实施方式中，系统包含能够相互作用以形成具有约35℃和约40℃之间的Tg的支架的离散颗粒，以及具有约40℃的Tg的其他离散颗粒。用于递送的试剂可以结合入仅一种颗粒类型或两者中。优选地，用于递送的试剂结合入至少具有高于40℃的Tg的离散颗粒中。

该颗粒可以是在载体中至少部分可分散的。优选地，颗粒在37℃或更低的温度下不溶于载体。

载体可以与颗粒相互作用。载体可以与颗粒相互作用以防止或减缓支架的形成并使得颗粒在支架形成之前给予人类或非人类动物。由于颗粒通过载体中的悬浮而分离，载体可以防止颗粒之间的相互相用。载体可以在给予之前完全防止支架的形成，或可以仅减缓形成，例如允许支架形成开始但不在给予之前完全形成。在一个实施方式中，组合物包含足够的载体，从而即使当组合物处于在没有载体的情况下也会引起颗粒形成支架的温度下时，防止支架的形成。在一个实施方式中，组合物包含足够的载体以减缓支架的形成，从而当组合物处于在没有载体的情况下也会引起聚合物颗粒容易形成支架的温度下时，支架不易形成，例如不在如1小时至5小时的时间尺度内形成。

载体可以与颗粒相互作用并引起颗粒表面溶胀，同时保持为离散颗粒，从而使得可以通过注射给予。然而，一旦组合物已经给予并且载体开始分散，颗粒可以开始消溶胀(de-swell)。消溶胀可以帮助颗粒结合在一起。

聚合物颗粒与载体的相互作用可以引起颗粒的玻璃化转变温度改变。例如，相互作用可以引起玻璃化转变温度降低。

载体可以起润滑剂的作用以使得颗粒可以优选地通过注射给予人类或非人类动物。优选地，载体在组合物从注射器中注出(分配，dispense)时提供润滑。载体可以帮助减少或防止剪切破环注出自注射器的颗粒。

离散颗粒可以是一种或多种聚合物、优选地一种或多种合成聚合物。颗粒可以包含一种或多种选自包括以下的组的聚合物：聚(α-羟基酸)，包括聚(D,L-丙交酯-共聚-乙交酯)(PLGA)、聚D,L-乳酸(PDLLA)、聚乙烯亚胺(PEI)、聚乳酸或聚乙醇酸、聚丙交脂聚乙交酯共聚物、和聚丙交脂聚乙交酯聚乙二醇共聚物、聚乙二醇(PEG)、聚酯、聚(ε-己内酯)、聚(3-羟基-丁酸酯)、聚(s-己酸)、聚(p-二噁烷酮)、聚(富马酸丙二醇酯)、聚(原酸酯)、多元醇/双烯酮缩醛加聚物、聚酐、聚(癸二酸酐)(PSA)、聚(羧基双羧基苯氧基磷腈)(PCPP)、聚[双(对羧基苯氧基)甲烷](PCPM)、SA、CPP和CPM的共聚物(如由Tamat和Langer在JournalofBiomaterialsSciencePolymer，第3版，315-353.1992和由Domb在TheHandbookofBiodegradablePolymers的第8章中描述的，编者DombAJ和WisemanRM，HarwoodAcademic出版商)、聚(氨基酸)、聚(伪氨基酸)、聚磷腈、聚[(二氯)磷腈]的衍生物、聚[(有机)磷腈]、多聚磷酸酯、聚乙二醇聚丙烯嵌段共聚物例如在商标Pluronics^TM下销售的那些、天然或合成聚合物，如丝绸、弹性蛋白、几丁质(甲壳质，chitin)、壳聚糖、纤维蛋白、纤维蛋白原、多糖(包括果胶)、藻酸盐、胶原蛋白、肽、多肽或蛋白质、由任何这些聚合物的单体制备的共聚物、这些聚合物的随机共混物、它们的任何适合的聚合物和混合物或组合。

优选地，颗粒包含选自包括以下的组的聚合物：聚(α-羟基酸)如聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚(D,L-丙交脂-共聚-乙交酯)(PLGA)、聚D,L-乳酸(PDLLA)、聚丙交脂聚乙交酯共聚物，和它们的组合。

更优选地，颗粒包含聚合物，其是聚(α-羟基酸)与聚(乙二醇)(PEG)的共混物，如基于羟基乙酸和/或乳酸的聚合物或共聚物的与PEG共混物。

颗粒可以是可生物相容的和/或可生物降解的。可以通过控制用于颗粒聚合物来控制支架降解的速率。

可注射支架材料可以包含一种或多种类型的由一种或多种类型的聚合物制成的聚合物颗粒。

当使用多于一种类型的颗粒时，每种颗粒可以具有不同的固化或硬化性能。例如，颗粒可以由类似的聚合物制成，但可以具有不同的凝胶化pH或不同的熔融温度或玻璃化转变点。

优选地，为了使聚合物颗粒形成支架，颗粒周围的，例如组合物给予的人类或非人类动物中的温度，近似等于或大于聚合物颗粒的玻璃化转变温度。优选地，在这种温度下聚合物颗粒会交联至一个或多个其他的聚合物颗粒以形成支架或基体。交联意味着相邻的聚合物颗粒变得结合在一起。例如，颗粒可以由于在一个颗粒表面上的聚合物链与另一颗粒表面上的聚合物链缠结而交联。相邻颗粒之间可存在粘附、凝聚或融合。

优选地，可注射支架材料包含由具有接近或略高于体温(如约30℃至45℃，例如约35℃至40℃，例如约37℃至40℃)的玻璃化转变温度的聚合物或共混聚合物形成的颗粒。因此，在室温下颗粒处于低于它们的Tg并表现为离散颗粒，但是在体内颗粒软化并与它们的邻近物相互作用/粘结。优选地，支架在温度从室温升高至体温的15分钟内开始形成。

颗粒可以由具有约35℃至40℃，例如约37℃至40℃的Tg的聚合物形成，其中该聚合物是聚(α-羟基酸)(如PLA、PGA、PLGA、或PDLLA或它们的组合)，或其与聚(乙二醇)(PEG)的共混物。优选地在体温下这些颗粒会相互作用以形成支架。可注射支架材料可以仅包含聚(α-含氧酸)/PEG颗粒或可以包括其他颗粒类型。

颗粒可以由具有处于或高于体温的Tg的聚(D,L-丙交脂-共聚-乙交酯)(PLGA)和聚(乙二醇)(PEG)的共混物形成。优选地，这些颗粒在体温下会相互作用以形成支架，并且在此过程中PEG可以从颗粒表面失去，其会具有升高Tg和硬化支架结构的效果。可注射支架材料可以仅包含PLGA/PEG颗粒或可以包括其他颗粒类型。

组合物可以包含温度敏感的颗粒和非温度敏感的颗粒的混合物。优选地，非温度敏感的颗粒是具有高于组合物旨在使用的温度的玻璃化转变温度的颗粒。优选地，在包含温度敏感的颗粒和非温度敏感的颗粒的混合物的组合物中，温度敏感的与非温度敏感的颗粒的比率是约3:1，或更低，例如4:3。温度敏感的颗粒优选地能够在组合物的温度上升至或高于这些颗粒的玻璃化转变温度时彼此交联。通过控制温度敏感的颗粒与非温度敏感的颗粒的比率，可以操纵得到的支架的孔隙率。

在一个实施方式中，组合物中可以另外存在陶瓷颗粒。其通常是温度不敏感的颗粒类型。可替代地或另外地，组合物中的聚合物颗粒可以本身含有陶瓷组分。其通常是温度不敏感的颗粒类型。

陶瓷材料作为单独的颗粒或包含在聚合物颗粒内可以增强骨传导性和/或增加骨诱导性。

颗粒可以是实心的，即具有实心外表面，或它们可以是多孔的。颗粒在形状上可以是不规则的或基本上球形的。

聚合物颗粒，如果它们基本上是球形的，可以在它们的最长尺度或它们的直径上具有小于约3000μm，并且优选地大于约1μm的尺寸。更优选地，颗粒在它们的最长尺度或它们的直径上具有小于约1000μm的尺寸。优选地，颗粒在它们的最长尺度或它们的直径上具有约50μm和约500μm之间，更优选地约100μm和约500μm之间的尺寸。优选地，期望尺寸的聚合物颗粒不能穿过具有约50μm孔隙尺寸的网筛或过滤器，但是会穿过具有约500μm的孔隙尺寸的网筛或过滤器。更优选地，期望尺寸的聚合物颗粒不能穿过具有约200μm孔隙尺寸的网筛或过滤器，但是会穿过具有约500μm的孔隙尺寸的网筛或过滤器。

一旦给予人类或非人类动物，由组合物形成支架优选地需要约20秒至约24小时，优选地约1分钟和约5小时之间，优选地约1分钟和约1小时之间，优选地小于约30分钟，优选地小于约20分钟。优选地，固化发生于自给予后约1分钟和约20分钟之间。

优选地，组合物包含约20％至约80％的可注射支架材料和约20％至约80％的载体；约30％至约70％的可注射支架材料和约30％至约70％的载体；例如组合物可以包含约40％至约60％的可注射支架材料和约40％至约60％的载体；组合物可以包含约50％的可注射支架材料和约50％的载体。上述百分比均是指重量百分比。

优选地，可以使用组合物形成支架，其可以抵抗超过2MPa的压缩负载(因此适合于骨应用)。

优选地，支架形成没有生成热或损失有机溶剂。

可注射试剂递送系统的组合物可以用于通过手术或疗法的人类或动物体治疗方法，或在人类或动物体上实施的诊断方法。可注射试剂递送系统的组合物可以用于制药用途或可以用于整容手术。

本发明在另外的方面中还提供形成支架的方法，包括：

(1)提供如在本文中描述的产品；并且

(2)使离散颗粒固化或自组装以形成具有孔隙的支架。

该方法可以在体内或体外在组织上实施。

离散颗粒固化为支架可以通过，例如温度的改变、pH的改变、机械力的改变、或引入交联剂、硬化剂、胶凝剂或催化剂触发。在一个实施方式中，包含离散颗粒的支架材料固化为支架是由使颗粒暴露至从低于它们的Tg的温度至更高温度的温度变化引起的。

在进一步的方面中，本发明提供将试剂递送至受试者的方法，包括提供可注射支架材料，其中试剂位于支架材料中的离散颗粒内；将支架材料给予受试者；使支架材料在受试者中固化/自组装以形成支架；以及使包含在支架材料内的试剂在给予的部位释放入受试者中。

该方法可以在体内或体外在组织上实施。

可以可选地将试剂(包封在离散颗粒内)加入可注射支架材料之后立即给予受试者。

在一个实施方式中，在步骤d)中试剂在至少12小时的时段内持续释放。

可以通过例如温度的改变、pH的改变、机械力的改变、或引入交联剂、硬化剂、胶凝剂或催化剂触发支架材料固化为支架。在一个实施方式中，包含离散颗粒的支架材料固化为支架是由使颗粒暴露至从低于它们的Tg的温度至更高温度的温度变化引起的。

根据更进一步的方面，本发明提供由任何本发明的方法生产的支架。

根据另一方面，本发明提供如参考本发明的第一方面描述的可注射支架材料。

通过本发明的任何方法和/或组合物形成的支架可以用于治疗损伤的组织。具体地，支架可以用于促进或使得细胞在损伤组织中重新生长。因此，本发明可以用于治疗组织损伤，包括损伤的组织的再生或重建。

本发明的组合物可以用于产生用于治疗以下疾病或医学病症的支架，如但不限于阿尔茨海默病、帕金森病、骨关节炎、烧伤、椎间盘萎缩、癌症、肝萎缩和其他肝脏病症、骨腔填充、骨折的再生或修复、糖尿病、输尿管或膀胱重建、膀胱或子宫脱垂、IVF治疗、肌肉萎缩病症、肾脏萎缩、器官重建和整容手术。

根据更进一步的方面，本发明提供治疗受试者，如哺乳动物生物体，以获得期望的局部生理或药理效果的方法，包括将根据本发明的可注射试剂递送系统给予受试者(例如生物体)中需要这种治疗的部位。优选地，该方法使得试剂从支架递送至支架形成的部位周围的区域。

根据进一步的方面，本发明提供根据本发明的组合物作为在组织再生和/或组织损伤的治疗中的可注射支架材料的用途。

本发明的产品可以用于治疗或预防选自以下的病症：神经退行性病症(例如后中风、亨廷顿病、阿尔茨海默病、帕金森病)、与骨相关的病症(包括骨关节炎、椎间盘萎缩、需要填充的骨腔、需要再生或修复的骨折)、烧伤、癌症、肝脏病症(包括肝萎缩)、肾脏病症(包括肾脏萎缩)、膀胱、输尿管或尿道的病症(包括需要重建的输尿管损伤或膀胱损伤、膀胱或子宫脱垂)、糖尿病、需要IVF治疗的不育、肌肉萎缩病症(包括肌营养不良)、心脏病症(例如心肌梗塞后心脏组织损伤、充血性心脏病)、眼病(例如角膜损伤或病变)、需要再生或修复的脉管系统损伤、溃疡、和需要再生或重建的组织损伤(包括需要再生或重建的器官损伤，和需要再生或重建的神经损伤)。

根据另一方面，本发明提供用于递送试剂至目标(靶标，target)的试剂盒，包括根据本发明的组合物与使用该组合物的说明书。

试剂盒可以包括用于注射组合物的注射器。组合物可以预装入注射器中提供，可随时使用。优选地，试剂盒可以冷藏或在室温下储存。

根据进一步的方面，本发明提供生产用于可注射试剂递送系统的组合物的方法，所述方法包括：将用于递送的试剂加入熔融共混的热固性聚合物；将用于递送的试剂加入熔融共混的热固性聚合物；使得熔融共混的热固性聚合物冷却并硬化；以及例如通过研磨、挤出聚合物的模切(die-cutting)、或滚圆(spheronisation)由硬化的熔融共混热固性聚合物产生颗粒。

在更进一步的方面中，本发明提供生产用于可注射试剂递送系统的组合物的方法，所述方法包括：将用于递送的试剂包封入非热固性聚合物的颗粒中；以及将得到的颗粒与热固性聚合物颗粒结合。

在进一步的方面中，本发明提供生产用于可注射试剂递送系统的组合物的方法，所述方法包括：将用于递送的试剂包封入非热固性聚合物的颗粒中；将得到的颗粒与热固性聚合物结合；熔融热固性聚合物以将来自第一步的颗粒包埋至其中并使组合物硬化；以及由硬化的组合物产生颗粒。可以通过，例如研磨、挤出聚合物的模切或滚圆产生颗粒。

技术人员将理解，本发明的第一方面或任何方面的优选特征可以应用于本发明的所有方面。

附图说明

现在将仅参考以下实施例，通过举例的方式描述本发明的优选实施方式。实施例参考附图，其中：

图1A示出了包埋入(嵌入，embeddedwithin)熔融的PLGA/PEG中的安慰剂微球。

图1B示出了由图1中示出的熔体产生的颗粒。

图2A示出了由PLGA50:50(Mwt56)的乳液方法制成的球形颗粒。颗粒负载有辛伐他汀。颗粒具有高于40℃的玻璃化转变温度。

图2B示出了由PLGA85:15(Mwt50KDa)与6.5％w/w的400Da的聚乙二醇在低于它们的玻璃化转变温度共混制造的粗研磨微粒。

图2C示出了在它们已经混合并加热至高于图2B中的颗粒的玻璃化转变温度和低于图2A中的颗粒的玻璃化转变温度之后的图2A和图2B上的颗粒的支架。

图3A示出了来自微粒、支架中的微粒和熔融共混入支架的微粒，并且数据标准化(归一化，normalized)至400μg的最小日剂量(最小治疗剂量)的泼尼松龙(prednisolone)释放实验的结果。

图3B示出了与图3A相同的数据，但为了清楚而放大。

图4示出了油红-O在517nm的吸光度的校准曲线。

图5A示出了示出释放自单独或在支架中的大(50-100μm)微粒的油红-O的实验的结果。

图5B示出了示出释放自单独或在支架中的小(20-30μm)微粒的油红-O的实验的结果。

图6示出了具有0.5％CMC或10％乙醇作为载体的PLGA/6.5％支架的压缩强度的比较。

图7示出了用各种载体在37℃下熔结(固结，烧结，sintering)15分钟之后制成的PLGA/PEG支架的压缩强度的比较。

图8示出了用不同的载体配制的可注射支架的注射所得率。

图9示出了来自单独的微粒的辛伐他汀、与辛伐他汀结合的PLGA/PEG负载的微粒和PLGA/PEG支架中的辛伐他汀负载的微粒的释放。

图10示出了来自负载有5％和20％的辛伐他汀的，单独的或在PLGA/PEG支架中的微粒的辛伐他汀的释放。

具体实施方式

实施例

实施例1：热固性PLGA/PEG颗粒内微粒的熔融陷入(entrapment)

1.PLGA/PEG片的制备：

1.1将2.5g的PLGA/PEG颗粒(<100微米的尺寸且含有6.5％w/w或8％w/w的400DaPEG)称出至称量船(weighboat)中。

1.2在单独的称量船中称量0.278g(即总结合质量的10％w/w)的PLGA“安慰剂”颗粒(20-50微米直径的球形颗粒)，之后加入PLGA/PEG颗粒并用抹刀充分混合。

1.3将称量船的内容物倒在PTFE片上并用抹刀展平至大约2mm深度的连续颗粒层(图1)。

1.4将PTFE片放入50℃下的烘箱并放置大约6小时。将形成透明的PLGA/PEG的薄片。

2.含有安慰剂颗粒的热固性PLGA/PEG共混物颗粒的制备

2.1使用剪刀将聚合物片切成小于2×2cm的块。

2.2通过用液氮仅填充研磨器的金属部分，冷却Krups75研磨器。一旦所有的液氮汽化，将碎片放入研磨器中。

2.3以较短的5秒突发(burst)研磨颗粒。必须将颗粒过筛以产生低于300μm的所有颗粒。延长的研磨可以产生热，其可以引起聚合物熔融。

2.4一旦所有的颗粒尺寸低于300μm，将它们再次放在PTFE片上至大约2mm深度的连续颗粒层。

2.5将颗粒再次放入50℃下的烘箱中6小时。重复步骤2.1至2.3但将颗粒研磨成100-200、200-300和300-400μm的尺寸部分。然后将得到的颗粒(图2)储存在低于4℃直至需要。

该方法提供与6.5％的<100微米的部分共混的安慰剂球形颗粒作为粉末共混物，之后加热至45℃持续21小时，或50℃持续6小时。将8％的PEG制剂在50℃下5小时之后充分熔融用于共混。

以上方法提供将球形、非热固性PLGA颗粒(可以使用标准的乳液方法容易地向其中加入药物)熔融共混入PLGA/PEG中。共混提供药物释放另外的阻隔(即更多的包围聚合物)，并且PLGA颗粒保护药物免受高温，否则如果直接加入PLGA/PEG熔融共混物中，它们将面对该高温(在100摄氏度+左右)。

实施例2.减少Cmax：释放研究

药物负载的PLGA微粒制剂的比较：

该实施例示出了微粒(MP)与陷入PLGA/PEG颗粒支架中的MP与通过将MP熔融共混入PLGA/PEG中制成的颗粒的比较。

为了通过减少聚合物控制的释放系统中固有的初始“爆释”效果的更好的控制药物释放，将模型活性物(modelactive)结合入支架中。通过如示出的，使用结合在支架中的泼尼松龙负载的聚合物微球的配制策略可以显著地减少爆释。

方法：

使用以下的固体分散乳液方法制造结合泼尼松龙的PLGA颗粒：

将蒸馏水中0.3％(w/v)PVA的溶液的1升批料在设置为约200rpm的磁力搅拌器上完全溶解过夜。在使用之前，使PVA溶液在真空下通过0.2微米的过滤器以去除任何颗粒物质。

对每批，将1±0.01g的聚合物称入小玻璃瓶中。将6.67ml的DCM加入小瓶以产生15％(w/v)的聚合物溶液。将小瓶置于定轨摇床(orbitalshaker)上至少30分钟以使得聚合物溶解。

将泼尼松龙(200±2mg)移至含有聚合物/DCM的小瓶。将所有的小瓶使用探头超声波仪(Soniprep150，来自MSELtd.Crawley，Sussex，UK)在冰上用15千赫兹的频率无脉冲超声处理1分钟以将有机相内的不溶类固醇分散。

将200ml的0.3％PVA溶液加入烧杯并安放在Silverson匀浆器(型号L5M)转子下的螺旋千斤顶(screwjack)上。将转子放低进入溶液然后将转子头调节至距离烧杯底部2cm的位置。

将用SilversonSquareHoleHighShearScreen^TM固定的转子设置为以2000rpm旋转，然后将小瓶的内容物倒入PVA浴。两分钟之后，移去烧杯并将玻璃磁力搅拌器(50mm)加入烧杯，然后将其置于设置在300rpm的多路磁力搅拌器上4小时。

一旦DCM蒸发完成(4小时)，从磁力搅拌器上移去烧杯，并将得到的颗粒使用2升的蒸馏水在0.2微米过滤器上洗涤。使颗粒通过100微米的滤网(过滤器，strainer)进入50ml的离心管，冻干>96小时并在冷藏箱中真空包装储存。

将20％w/w的泼尼松龙药物负载的颗粒(DLP)与100-200μm的PLGA/PEG颗粒混合并温热至高于体温以使DLP硬化并陷入。在首先将DLP熔融包封在100-200μm的PLGA/PEG颗粒内之后，还制造另外的支架。

将泼尼松龙负载的颗粒(对照)和DLP支架样品在20ml的100mM磷酸盐缓冲液中的0.5％v/v的吐温20(Tween20)中置于有刻度的22ml小玻璃瓶(Supelco)中，并在37℃下的培养器(incubator)中储存并以130rpm磁力搅拌。在释放研究的每个时间点，将管从搅拌器中移出然后采取16ml的上层清液，并用等体积的新鲜100mM磷酸盐缓冲液中的0.5％v/v吐温20替换。

将样品在收集之后冻结，然后解冻并漩涡混合，之后将250μl的每个样品与750μl的HPLC等级的甲醇混合。然后将其漩涡混合60秒，并且然后以14,000g离心以产生另外的上层清液，将其中600μl移至HPLC管用于分析。

使用HypersilC18柱(100mm，内径5mm，粒径5μm；ThermoFisher)和BeckmanHPLC进行HPLC分析。将所有的样品使用5μm的样品注射体积和40℃的柱温运行。以1ml/min的流速使用60％甲醇和40％dH₂O的等强度(isocratic)流动相，并且在254nm的波长下探测，使用测试样品的连续稀释并测量每个检测峰的曲线下面积(AUC)，制定浓度曲线。

结果在图3中示出并列于下表。

A＝单独的DLP，B＝陷入PLGA/PEG支架中的DLP，C＝根据实施例1的方法陷入PLGA/PEG的DLP熔体并且然后研磨成颗粒并制成支架

实施例3：作为模型亲脂性药物的油红-O的释放(mwt408，logP6.85)

目的：

为确定来自油红-O(ORO)负载的微粒(MP)随时间的释放分布并比较小(20-30微米)MP与较大(50-100微米)MP的释放速率。

还为了确定结合入PLGA/PEG支架是否将减少爆释和提供随时间更持续的释放。

方法：

使用的PLGA/PEG共混物是通过将8％的PEG400结合入PLGA85:15(LP671)制成的。使用DCM乳液方法并使用微粒中1％的ORO负载制备PLGA微粒。因此每50mg的颗粒最多含有500mg药物。

支架制造：

将300mg的100-200微米尺寸部分的PLGA/8％PEG颗粒称入称量船并加入100mg的OROMP并手动混合。

将320ml的液体载体(磷酸盐缓冲液中的1％普朗尼克(pluronics)F127、0.5％CMC、20％乙醇)加入颗粒并充分混合(载体比颗粒比率0.8:1)。将浆料在两个PTFE圆盘模具之间均匀分开从而每个支架具有大约50mg的OROMP和150mg的PLGA/8％PEG颗粒。对空白的大MP、ORO负载的小MP、和空白的小MP重复进行这些。通过置于烘箱中37℃下1小时，PTFE模具中的颗粒熔结。

释放试验：

熔结之后，将支架从模具移出并放入10ml的含有0.5％吐温20的PBS中(20ml管)。仅用50mg的MP制定单独地含有10ml的PBS/吐温的管(20ml管)。将管置于设置在5rpm的3D振荡器(Gyrotwister)上。在特定时间点，将管从振荡器上移出，将MP单独以3000rpm离心5分钟(Mistral)。从每支管收集9ml的PBS-吐温并冻结储存。将9ml的新鲜PBS-吐温加回每支管中并在gyrotwister上再次温育。

释放上清液中ORO的定量：

将样品解冻，将150ml涂入96平孔的透明板中并在Tecan酶标仪(读板机，platereader)上在517nm处读取。通过将ORO以1mg/ml溶解于甲醇并在PBS-吐温中稀释来制定标准曲线(注意在甲醇中稀释样品不改善它们的溶解度但将吸光度降至较低水平。因此其不进一步进行)。在同一天测试所有的样品。在第21天停止释放试验。将剩余的支架和MP用5ml甲醇处理过夜以萃取任何剩余的ORO。

结果在图4和图5中示出。较小的DLP比较大的DLP更快释放(如预期的，由于扩散和降解的表面积增加)。在两种系统中，DLP在PLGA/PEG支架内的物理陷入减缓了在研究时段中的释放，即初始爆释(表面药物释放的24-48小时)和更长的降解控制的释放。对于测试的制剂，两种DLP在研究结束时示出了大约50％的释放抑制。

实施例4.液体载体的改变制剂

方法A.结合液体增塑剂

将液体增塑剂包括入载体中以产生更宽范围的硬化动力学和PLGA/PEG支架的物理特性。

在材料的载体相内加入液体增塑剂将：

·通过使共混的支架颗粒中的PEG含量降低来改善环境温度稳定性

·使得支架的硬化更快，使得可以加入更大体积的次级颗粒(例如陶瓷)并避免颗粒迁移出递送部位

还可以制成具有进一步改善的机械强度特性(profile)的支架。

方法：

将初始候选物水中的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)和乙醇中的柠檬酸三乙酯(TEC)以各种浓度与PLGA85:15混合。

结果：

NMP仅在高浓度下有效同时TEC在低浓度下是最有效的。因此另外研究单独的乙醇稀释剂。

乙醇作为液体增塑剂在PLGA/PEG支架的载体相中的应用

方法：

用PLGA/8％PEGMP和作为载体的0.5％CMC(标准)或50％乙醇制作用于压缩强度测试的支架。在压缩强度测试前将支架在37℃下熔结5、15和30分钟。还测试较低的乙醇(10％)和较低的PEG(6.5％)含量。

结果：

在每个时间点，用50％乙醇制成的支架比用标准载体制成的那些强4-5倍。较低浓度的乙醇(10％)也改善了压缩强度(图6)。乙醇的应用提供了更大的制剂范围和可得到的释放分布，使得可以在共混支架颗粒中使用较低的PEG含量。这有助于更缓慢的降解和释放(因为亲水性的PEG将水吸入PLGA并加速降解速率)。使用EtOH时更快的支架硬化意味着如果需要，可以加入更大体积的次级颗粒(即DLP)。

实施例5.结合注射能力与PLGA/PEG支架的压缩强度

方法A：

将PLGA/PEGMP在对接的注射器中与由1％(w/v)普朗尼克F127/0.5％(w/v)CMC(高粘度)与5、10和20％(v/v)的乙醇组成的载体混合。将浆料通过19ga针注射并用于制造由于压缩测试的支架。

结果：

所有带有乙醇的制剂具有增加的压缩强度(图7)。

方法B：

通过再配制如图8中所示的液体载体，测试通过细孔针(19ga)注射的注射所得率和可重复性。

结果：

获得从53％所得率到98％的增加的所得率，并且对支架强度最低限度的影响(与含有0.5％CMC(高粘度)的初始制剂相比)。通过使用高粘度CMC/普朗尼克作为悬浮剂获得最佳结果。

实施例6.辛伐他汀释放研究

材料：

负载有1％w/w辛伐他汀的PLGA5050微粒，平均尺寸85.53±25.52微米，以及空白对照。

药物负载的颗粒制备如下：将1升批量的PVA在蒸馏水中制成上达0.3％_(w/v)的溶液并使其在设置为300rpm的15路磁力搅拌器上溶解过夜。在使用之前，使PVA溶液在真空下通过0.2微米的过滤器以去除任何剩余的颗粒物质。

将1±0.01g的PLGA聚合物称入四个小玻璃瓶中的每个。此外，一个小瓶加入50mg辛伐他汀，一个小瓶加入100mg辛伐他汀并且一个小瓶加入200mg辛伐他汀。这等同于大约5、10和20％_(w/w)的药物负载。第四个小瓶不加入辛伐他汀。将5ml的DCM加入每个小瓶(20％_(w/v)聚合物溶液)。将小瓶置于设置在低rpm下的定轨摇床上至少30分钟，用于使聚合物和药物溶解成单一相。

将200ml的0.3％_(w/v)PVA溶液加入四个250ml烧杯。将这些烧杯中的一个安放在Silverson转子下的螺旋千斤顶上。降低转子至恰好浸入液体中然后通过使用螺旋千斤顶将转子头的位置调节至距底部2cm。

将用标准乳化剂滤网固定的转子设置为以2,000rpm旋转，然后将仅有PLGA的小瓶的内容物倒入PVA浴并将定时器设为两分钟。一旦乳化完成，将玻璃磁力搅拌器(50mm)加入烧杯，然后将其置于设置在300rpm的多路磁力搅拌器上并任其搅拌至少4小时。用丙酮彻底清洁转子头(rotorhead)并干燥。对辛伐他汀负载的批次重复乳化过程。

一旦DCM蒸发完成(4小时)，从磁力搅拌器上移去烧杯，然后将颗粒使用2升的蒸馏水洗过0.2微米过滤器。通过使用巴斯德吸液管(Pasteurpipette)以小体积的水研碎，仔细的从过滤装置上去除所有的颗粒。

将样品冻干24小时(新冷冻干燥机)并在冷藏箱真空包装储存。然后使用CoulterLS230分析样品不同尺寸的分布。

在使用前将PLGA/8％PEG(400Da)熔融共混颗粒(无菌)过筛至100-200微米尺寸的部分。以在PBS中在0.5％w/v的浓度使用CMC(使用中粘度等级)。

溶解介质是调节至PH7的0.01M磷酸钠中的0.5％SDS。

方法：

研究1-评估辛伐他汀释放的初步研究

支架制备如下：

将3×50mg1％辛伐他汀负载的MP在称量船中加入3×200mgPLGA/PEGMP(共计250mg)。

将1×50mg空白MP在称量船中加入1×200mgPLGA/PEGMP(共计250mg)。

向每个称量船加入200ul的CMC并混合以形成浆料(CMC:颗粒比率0.8:1)。

使用每个浆料样品填充6×12mm模具。将支架在37℃下熔结1小时。

在15ml的离心管(Falcontube)中设置以下释放条件：

3×辛伐他汀负载的支架和1×空白负载的支架(制备如上)。

与200mgPLGA/PEGMP混合的3×50mg辛伐他汀负载的MP以及与200mgPLGA/PEGMP混合的1×50mg空白MP。

单独的3×50mg辛伐他汀负载的MP和单独的1×50mg空白MP。

将5ml的溶解介质加入每支管并且然后将管置于5rpm下的3D振荡器上。

在特定时间点将介质从管中移除并用新鲜介质替换。将样品在冷藏箱中储存，之后在Perkin-ElmerLambda25UV分光光度计上评估并记录238nm处的峰。

结果在图9中示出，并且表明当DLP陷入支架内时，辛伐他汀的初始释放抑制大约50％。DLP和PLGA/PEG颗粒的物理混合不抑制释放，表示需要支架硬化和DLP的陷入。

实施例7.以不同的浓度使用的具有较高辛伐他汀负载的MP的释放研究

支架制备如下：

将3×75mg5％辛伐他汀负载的MP在称量船中加入至3×175mgPLGA/PEG(400Da)MP(共计250mg)。

将1×75mg空白MP在称量船中加入至1×175mgPLGA/PEGMP(共计250mg)。

将3×18.75mg20％辛伐他汀负载的MP在称量船中加入至3×231.25mgPLGA/PEGMP(共计250mg)。

将1×18.75mg空白MP在称量船中加入至1×231.25mgPLGA/PEGMP(共计250mg)。

向每个称量船加入200ul的CMC并混合以形成浆料(CMC:颗粒比率0.8:1)。

使用每个浆料样品填充6×12mm模具。将支架在37℃下熔结1小时。

(注意-假设陷入效率相似，75mg的5％辛伐他汀负载的MP和18.75mg的20％辛伐他汀负载的MP具有相同质量的辛伐他汀)。

将3ml的PBS加入每支管并且然后将管置于5rpm下的3D振荡器上。在每个时间点，将如实施例6中收获用于试验的样品用3ml的PBS替换。

结果在图10中示出。

Claims (58)

1.一种可注射试剂递送系统，包括含有以下的组合物：

(i)位于离散颗粒内的用于持续递送的试剂；以及

(ii)包含能够相互作用以形成支架的离散颗粒的可注射支架材料。

2.根据权利要求1所述的可注射试剂递送系统，其中，所述用于持续递送的试剂位于所述能够相互作用以形成支架的离散颗粒内。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的可注射试剂递送系统，其中，所述用于持续递送的试剂位于不是能够相互作用以形成支架的那些离散颗粒的离散颗粒内。

4.一种组合物，包含：

(i)位于离散颗粒内的用于持续递送的试剂；以及

(ii)包含能够相互作用以形成支架的离散颗粒的可注射支架材料，

用于通过手术或疗法治疗人体或动物体的方法中或在人体或动物体上实施的诊断方法中。

5.根据权利要求4所述的组合物，用于药物用途或整容手术。

6.一种组合物，包含：

(i)位于离散颗粒内的用于持续递送的试剂；以及

(ii)包含能够相互作用以形成支架的离散颗粒的可注射支架材料，

用于治疗或预防选自以下的病症的方法中：神经退行性病症(例如后中风、亨廷顿病、阿尔茨海默病、帕金森病)，与骨相关的病症(包括骨关节炎、椎间盘萎缩、需要填充的骨腔、需要再生或修复的骨折)，烧伤，癌症，肝脏病症(包括肝萎缩)，肾脏病症(包括肾脏萎缩)，膀胱、输尿管或尿道的病症(包括需要重建的输尿管损伤或膀胱损伤、膀胱或子宫脱垂)，糖尿病，需要IVF治疗的不育，肌肉萎缩病症(包括肌营养不良)，心脏病症(例如心肌梗塞后心脏组织损伤、充血性心脏病)，眼病(例如角膜损伤或病变)，需要再生或修复的脉管系统损伤，溃疡，以及需要再生或重建的组织损伤(包括需要再生或重建的器官损伤和需要再生或重建的神经损伤)。

7.一种治疗诸如哺乳动物生物体的受试者以获得期望的局部生理或药理学效果的方法，包括：将根据权利要求1至3中任一项所述的可注射试剂递送系统给予所述受试者中的部位。

8.根据权利要求6所述的组合物或根据权利要求7所述的方法，其中，治疗或预防的方法包括用于递送的所述试剂受控释放至需要治疗的所述受试者，优选地其中，抑制药物的初始爆释以提供改善的释放均匀性。

9.根据权利要求8所述的组合物或方法，其中，所述试剂释放持续至少12小时。

10.根据权利要求8或权利要求9所述的组合物，其中，所述受控释放包括所述试剂的基本上零级或一级的释放速率。

11.根据前述权利要求中任一项所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，所述用于持续递送的试剂是治疗性、预防性或诊断性活性物质。

12.根据权利要求11所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，所述试剂包括药物如抑制素或NSAID，细胞如动物细胞，或信号分子如生长因子。

13.根据权利要求12所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，所述试剂包括辛伐他汀、阿托伐他汀、氟伐他汀、普伐他汀或罗素伐他汀。

14.根据权利要求13所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，用于治疗整形外科症候，颅颌面外科手术或牙科、例如牙骨修复、如牙嵴复位，不愈合骨折的修复，或脊柱融合术。

15.根据权利要求11所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，所述试剂包括一种或多种选自以下的产品：氨基酸、肽、蛋白质、糖、抗体、核酸、抗生素、抗真菌素、生长因子、营养素、酶、激素、类固醇、合成材料、粘附分子、着色剂/染料、放射性同位素、小分子或它们的组合。

16.根据权利要求11所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，所述试剂包含一种或多种选自以下的细胞产品：骨细胞、骨祖细胞、软骨细胞、肌细胞、肝细胞、肾脏细胞、皮肤细胞、内皮细胞、肠细胞、小肠细胞、心血管细胞、心肌细胞、软骨细胞、肺细胞、胎盘细胞、羊膜细胞、绒膜细胞、胎儿细胞和干细胞。

17.根据权利要求11所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，所述试剂包含一种或多种选自以下的产品：表皮生长因子，源自血小板的生长因子，碱性成纤维细胞生长因子，血管内皮生长因子，类胰岛素生长因子，神经生长因子，肝细胞生长因子，转化生长因子，骨形态发生蛋白、包括重组人类骨形态发生蛋白-2，细胞因子、包括干扰素、白细胞介素、单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)，雌激素，睾酮，激酶，趋化激酶，糖、包括葡萄糖，氨基酸，钙化因子，胺、包括多巴胺，富胺寡肽、如在粘着蛋白如纤连蛋白和层粘连蛋白中发现的肝素结合域，他莫昔芬，顺铂，肽和类毒素。

18.根据前述权利要求中任一项所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，所述离散颗粒处于载体中，并且其中，所述载体含有一种或多种悬浮剂和/或一种或多种增塑剂和/或一种或多种递送增强剂。

19.根据前述权利要求中任一项所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，包含离散颗粒的所述可注射支架材料能够固化或自组装以在注射至受试者中时或之后形成支架。

20.根据前述权利要求中任一项所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，可以由包含离散颗粒的所述可注射支架材料形成的所述支架是多孔的。

21.根据权利要求20所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，所述支架具有纳米至毫米范围内的孔隙。

22.根据权利要求20或权利要求21所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，所述支架具有约30％或更多的孔隙体积。

23.根据权利要求20至22中任一项所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，所述支架中的孔隙的一些或全部是由支架形成过程中用于形成所述支架的所述颗粒之间留下的间隙形成的。

24.根据前述权利要求中任一项所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，包含离散颗粒的所述可注射支架材料固化为支架是由温度的改变，pH的改变，机械力的改变，或引入交联剂、硬化剂、胶凝剂或催化剂触发的。

25.根据权利要求24所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，包括离散颗粒的所述可注射支架材料能够在经受从室温到体温的温度增加时自发固化。

26.根据前述权利要求中任一项所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，所述离散颗粒能够交联，从而所述颗粒变为物理连接并保持在一起。

27.根据前述权利要求中任一项所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，所述可注射支架材料包含一种或多种聚合物的离散颗粒。

28.根据权利要求27所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，所述颗粒包含一种或多种选自包括以下的组中的聚合物：聚(α-羟基酸)，聚乙二醇(PEG)，聚酯，聚(ε-己内酯)，聚(3-羟基-丁酸酯)，聚(s-己酸)，聚(p-二噁烷酮)，聚(富马酸丙二醇酯)，聚(原酸酯)，多元醇/双烯酮缩醛加聚物，聚酐，聚(癸二酸酐)(PSA)，聚(羧基双羧基苯氧基磷腈)(PCPP)，聚[双(对羧基苯氧基)甲烷](PCPM)，SA、CPP和CPM的共聚物，聚(氨基酸)，聚(伪氨基酸)，聚磷腈，聚[(二氯)磷腈]的衍生物，聚[(有机)磷腈]，多聚磷酸酯，聚乙二醇聚丙烯嵌段共聚物，和天然聚合物、如丝、弹性蛋白、几丁质、壳聚糖、纤维蛋白、纤维蛋白原，多糖、包括果胶，藻酸盐，胶原蛋白，肽，多肽或蛋白质，由这些聚合物中的任何两种或更多种的单体制备的共聚物，这些聚合物中的任何两种或更多种的随机共混物，和它们的混合物或组合。

29.根据权利要求28所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，所述颗粒包含选自包括以下的组中的聚合物：聚(α-羟基酸)，如聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚(D,L-丙交脂-共聚-乙交酯)(PLGA)、聚D,L-乳酸(PDLLA)、聚丙交脂聚乙交酯共聚物和它们的组合。

30.根据权利要求29所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，所述颗粒包含以下聚合物，所述聚合物是聚(α-羟基酸)与聚(乙二醇)(PEG)的共混物，如(i)基于羟基乙酸和/或乳酸的聚合物或共聚物与(ii)PEG的共混物。

31.根据权利要求27至30中任一项所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，所述可注射支架材料包含以下颗粒，所述颗粒是由具有约25℃至50℃，例如约30℃至40℃的玻璃化转变温度(Tg)的聚合物或聚合物共混物形成的。

32.根据前述权利要求中任一项所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，所述组合物包含约20％(w/w)至约80％(w/w)的可注射支架材料和约20％(w/w)至约80％(w/w)的载体。

33.根据前述权利要求中任一项所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，所述组合物包含：

(i)PLGA/PEG颗粒，包含5-10％400Da的PEG，并且具有10-1000微米的尺寸范围；

(ii)干重的1-50％的药物负载的颗粒，具有10-1000微米的尺寸范围，其中，所述药物以0.1-80％w/w的浓度负载至所述颗粒中；

(iii)液体载体，以0.6-1.5:1的比率包含0.2-2％的磷酸盐缓冲液中CMC。

34.根据权利要求33所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，所述组合物包括包含5-10％的400DaPEG的PLGA/PEG颗粒。

35.根据权利要求33或权利要求34所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，所述组合物包含具有10-500微米的尺寸范围的PLGA/PEG颗粒。

36.根据权利要求33至35中任一项所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，所述药物负载的颗粒是PLGA。

37.根据权利要求33至36中任一项所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，所述药物负载的颗粒具有10-200微米的尺寸范围。

38.根据权利要求33至37中任一项所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，以5-30％w/w的浓度包括所述药物负载的颗粒。

39.根据权利要求33至38中任一项所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，所述药物以0.5-30％w/w的浓度负载至所述颗粒中。

40.根据权利要求33至39中任一项所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，所述液体载体包含0.5-2.0％的CMC。

41.根据权利要求33至40中任一项所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，所述磷酸盐缓冲液中CMC的比率为0.5-1:1。

42.根据权利要求33至41中任一项所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，用磷酸盐缓冲液中1％的普朗尼克F127，0.5％的CMC，和1-20％、优选地5％的乙醇代替所述磷酸盐缓冲液中CMC。

43.根据权利要求33至42中任一项所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，所述药物是辛伐他汀并且以每0.05-1.5g的支架0.01-1mg的范围负载。

44.根据权利要求33至43中任一项所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，所述组合物提供小于药物的总剂量的约25％的初始爆释。

45.根据权利要求33至44中任一项所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，所述组合物在第一个24小时中提供小于25μg，并且此后每日提供大约0.5μg。

46.根据权利要求33至45中任一项所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，药物释放持续至少5天，并且优选地持续至少1、2或3周，最优选地持续至少4-8周或更久。

47.根据前述权利要求中任一项所述的可注射试剂递送系统、组合物或方法，其中，支架可以由所述可注射支架材料形成而没有生成热或损失有机溶剂。

48.一种形成支架的方法，包括：

(i)提供如前述权利要求中任一项所限定的产品；以及

(ii)使得所述支架材料的所述离散颗粒固化或自组装以形成具有孔隙的支架。

49.一种向受试者递送试剂的方法，包括：

(a)提供可注射支架材料，其中，所述试剂位于所述支架材料内的离散颗粒内；

(b)将所述支架材料给予受试者；

(c)使所述支架材料在所述受试者中固化/自组装以形成支架；

(d)使所述支架材料内含有的所述试剂在给予的部位释放至所述受试者中。

50.根据权利要求49所述的方法，其中，所述可注射支架材料和试剂是如权利要求1至47中任一项所限定的。

51.根据权利要求49或权利要求50所述的方法，其中，在步骤d)中，所述试剂在至少12小时的时段中持续释放。

52.根据权利要求49至51中任一项所述的方法，其中，在体内或体外在组织上实施所述方法。

53.根据权利要求49至52中任一项所述的方法，其中，包含离散颗粒的所述支架材料固化为支架是由温度的改变，pH的改变，机械力的改变，或引入交联剂、硬化剂、胶凝剂或催化剂触发的。

54.根据权利要求53所述的方法，其中，包含离散颗粒的所述支架材料固化为支架是由使所述颗粒暴露至从低于它们的Tg的温度至较高温度的温度变化引起的。

55.一种支架，通过进行权利要求49至54中任一项所述的方法生产。

56.一种生产用于可注射试剂递送系统的组合物的方法，所述方法包括：

(a)将用于递送的试剂加入至熔融共混的热固性聚合物；

(b)使所述熔融共混的热固性聚合物冷却并硬化；以及

(c)例如，通过研磨、挤出聚合物的模切或滚圆，由硬化的所述熔融共混的热固性聚合物产生颗粒。

57.一种生产用于可注射试剂递送系统的组合物的方法，所述方法包括：

(a)将用于递送的试剂包封至非热固性聚合物的颗粒中；以及

(b)将由步骤(a)得到的颗粒与热固性聚合物颗粒结合。

58.一种生产用于可注射试剂递送系统的组合物的方法，所述方法包括：

(a)将用于递送的试剂包封至非热固性聚合物的颗粒中；

(b)将由步骤(a)得到的颗粒与热固性聚合物结合；

(c)熔融所述热固性聚合物以在其中包埋来自步骤(a)的所述颗粒，并使所述组合物硬化；以及

(d)例如，通过研磨、挤出聚合物的模切或滚圆，由硬化的所述组合物产生颗粒。