CN109803685A - 跨膜pH-梯度聚合物囊泡及其在清除氨及氨的甲基化类似物中的用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了包含不可生物降解的两亲性嵌段共聚物的聚合物囊泡及其在治疗氨或氨的甲基化类似物相关疾病或病症或其症状(例如，高氨血症或三甲基胺尿症)中的肠内(例如口服)或外用用途。更具体地，其提供了聚合物囊泡，包括(a)膜，所述膜包含聚(苯乙烯)(PS)和聚(环氧乙烷)(PEO)的嵌段共聚物，其中所述PS/PEO分子量比值高于1.0且低于4.0；(b)包围酸的核心。本发明还提供了制备所述聚合物囊泡的方法，包括将含所述共聚物的有机溶剂相与含所述酸的水相混合。

Description

跨膜pH-梯度聚合物囊泡及其在清除氨及氨的甲基化类似物 中的用途
技术领域
本发明涉及跨膜pH-梯度聚合物囊泡及其在清除氨及氨的甲基化类似物(例如，三甲胺(TMA))中的用途。更具体地，本发明涉及包含不可生物降解的两亲性嵌段共聚物的聚合物囊泡及其在治疗多种疾病方面，例如治疗高氨血症、三甲基胺尿症、心血管和/或慢性肾病，在清除氨和/或氨的甲基化类似物(例如，TMA)中的肠内使用(例如，口服)或者外用。
背景技术
氨(NH3)及其甲基化类似物(例如，TMA(N(CH3)3)具有相似的物化特性(例如，低分子量、相似的解离常数pKa和分配系数logP等)。氨(NH3)及其甲基化类似物均主要在胃肠道中产生，并且二者在体内的过量存在与多种病症及其症状之间存在关联。
氨
氨(NH3)是神经毒性内源性代谢物，其在患有肝功能受损(例如，由于肝硬化、急性肝衰竭、门体分流、氨代谢的先天性缺陷而形成的肝功能受损，Matoori和LerouxADDR2015；90:55-68)的患者体内积聚。
血液中的高氨水平(高氨血症)与肝性脑病相关，肝性脑病是神经精神病症，具有严重的急性和慢性表现，可能导致死亡(Vilstrup等.Hepatology(肝脏病学)2014；60:715-735)。肝性脑病在2009年导致超过20 000例住院治疗，仅在美国就花费超过7亿美元(Stepanova等，Clin Gastroenterol Hepatol(临床肠胃病学与肝病学)2012；10:1034–1041.e1；Poordad，Alim Pharmacol Therap(药物治疗)2006；25:3-9)。由于肝性脑病导致的每次住院治疗的住院费用从2004年的22511美元增加到2010年的37398美元(Neff等.Clinicoecon Outcomes Res(临床体腔结果研究).2013；5:143–152)。
体内氨的主要来源之一是结肠中产生尿素酶的细菌(Matoori和Leroux，同上)。因此，肝性脑病的临床实践指南推荐不可吸收的二糖乳果糖(常用泻药)和抗生素利福昔明(例如，XifaxanTM)作为肝性脑病的一线和二线治疗，其以相当非特异性的方式解决结肠氨的产生和吸收(Vilstrup等.同上)。这两种口服疗法均无法控制大部分患者群体中肝性脑病的症状和进展，许多接受这些疗法的患者会出现诸如腹泻的不良反应(Vilstrup等，同上；Rose Clinical Pharmacology&Therapeutics(临床药理学和治疗学)2012；92:321-331；Leevy等，Dig Dis Sci(消化疾病与科学)2007；Mullen等，Clin GastroenterolHepatol(临床肠胃病学与肝病学)2014；12:1390–1397.e2)。
现有技术还公开了经口服用的球形碳吸附剂(AST-120，)用于在肝性脑病的动物模型中螯合氨和改善高氨血症相关症状(Bosoi等，Hepatology(肝脏病学)2011；53:1995-2002)。从机理上讲，氨吸附到肠中的AST-120微粒中，随后通过粪便排出。在肝性脑病患者的临床试验中，AST-120治疗没有导致神经心理症状的临床改善，可能是由于氨的结合不充分(Bajaj等，J.Hepatol(肝病学杂志)2013；58:S84，Bosoi等，同上)。已知碳吸附剂与多种化合物结合并具有干扰重要内源性或外源性物质的风险(Schulman等.Am JKidney Dis(美国肾脏病杂志)2006；47:565-577；Neuvonen和Elonen Eur J ClinPharmacol(欧洲临床药理学)1980；17:51-57；Neuvonen和Olkkola Med Toxicol(医药毒理学)1988；3:33-58)。
由于肝性脑病的慢性性质，基于体外方法(例如，血液透析)的除氨治疗策略并非理想的治疗策略，因为其是侵入性疗法并且主要适合于治疗严重的急性高氨血症发作。
对于患有高氨血症诱导的肝性脑病的患者而言，理想的疗法是肠内治疗(例如，口服)，有效且选择性地摄取氨，并且在胃肠道的苛刻环境中保持稳定。
三甲胺
三甲胺(TMA)(N(CH3)3)是膳食物质(例如，胆碱、肉毒碱、卵磷脂)通过细菌代谢在肠中产生的叔胺(Wang Z等(2011).Nature(自然)472(7341),57-63；Wise PM等(2011).TheAmerican journal of medicine(美国医学杂志)124(11),1058-1063)。TMA随后被黄素单加氧酶3氧化成肝脏中的无气味三甲胺-N-氧化物(TMAO)(Yeung CK等(2007).Archives ofbiochemistry and biophysics(生物化学与生物物理学档案),464(2),251-259)。多种疾病的病因学均涉及TMA及其代谢产物TMAO。
三甲基胺尿症(也称为鱼臭综合征)是一种与黄素单加氧酶3缺乏有关的常染色体隐性遗传病(Yeung等，同上)。患有三甲基胺尿症的患者通常由于体液(尿液、汗液)中和呼气中的TMA量增加而存在恶臭味(通常与腐烂的鱼相关)(Wise等，同上)。三甲基胺尿症的诊断通常基于膳食胆碱激发和随后对TMA和TMAO的尿液分析(Wise等，同上)。可感知的气味主要来自皮肤表面并且随着饮食变化而变化(Wise等，同上)。由于呈现恶臭味，三甲基胺尿症患者经常患有心理病症(例如，抑郁、自杀倾向)和社交隔离(Todd WA(1979).The Journalof pediatrics(儿科学杂志),94(6),936-937)。
升高后的TMAO水平也与心血管疾病和慢性肾病的风险增加有关(Tang WW等(2013).New England Journal of Medicine(新英格兰医学杂志)368(17),1575-1584；Tang WW等(2015).Circulation research(循环研究)116(3),448-455)；并且，抑制肠微生物TMA的产生导致动脉粥样硬化病变的减少(Wang Z等(2015).Cell(细胞学)163(7),1585-1595)。
此外，TMA也是细菌性阴道病会产生难闻气味的原因(Blankenstein T等(2015).Archives of gynecology and obstetrics(妇产科档案)292(2),355-362)。
三甲基胺尿症治疗。在三甲基胺尿症的治疗中，建议采取饮食限制，例如避免食用芸苔属(Brassica)蔬菜和富含肉毒碱、胆碱或卵磷脂的食物，以减少恶臭味的形成(Cashman JR等(1999)In-vitro and in-vivo studies inhibition of human flavin-containing monooxygenase form 3(FMO3)in the presence of dietary indoles(存在膳食吲哚的情况下，体外和体内研究含人黄素单加氧酶3型(FMO3)的抑制).BiochemPharmacol(生物化学药理学)58,1047–1055；Cashman JR等(2003).Biochemical andclinical aspects of the human flavin-containing monooxygenase form 3(FMO3)related to trimethylaminuria(与三甲基胺尿症有关的含人黄素单加氧酶3型(FMO3)的生化和临床方面).Current drug metabolism(当代药物代谢),4(2),151-170；Danks DM等(1976)Trimethylaminuria:diet does not always control the fishy odor(三甲基胺尿症：饮食并不总能控制鱼腥味).The New England Journal of Medicine(新英格兰医学杂志),295(17),962-962)。然而，这些限制性措施对于患者来说是麻烦的，并且并不总是导致恶臭的体蒸气的充分减少(Danks等，同上)。抑制肠内TMA产生微生物的生长和代谢的某些口服抗生素(例如，新霉素、甲硝唑)，可暂时缓解症状(Danks等，同上；Treacy E等(1995).Journal of inherited metabolic disease(遗传代谢疾病杂志),18(3),306-312)。然而，在所有患者中均未观察到有益效果(Treacy等，同上)，并且长期使用抗生素具有胃肠不良反应的风险(Levy J(2000).The American Journal of Gastroenterology(美国胃肠病学杂志),95(1),S8-S10)。还证明了在经口施用的活性炭上通过吸附清除TMA对某些患有三甲基胺尿症的患者是有益的(Yamazaki H等(2004).Effects of the dietarysupplements,activated charcoal and copper chlorophyllin,on urinary excretionof trimethylamine in Japanese trimethylaminuria patients(膳食补充剂、活性炭和叶绿素铜对日本三甲基胺尿症患者尿中三甲胺排泄的影响).Life sciences(生命科学),74(22),2739-2747)。此外，推荐使用酸性皂，因为TMA在质子化状态下的挥发性较低(Wilcken B(1993).Acid soaps in the fish odor syndrome(鱼臭综合征中的酸皂).BMJ:British Medical Journal(英国医学杂志),307(6917),1497)。
氨的甲基化类似物二甲胺(DMA)具有与TMA和氨相似的理化性质，并且在胃肠(GI)道中产生。氨的甲基化类似物二甲胺(DMA)是已知致癌物质的前体。
本说明书引用了许多文献，这些文献的内容整体通过引用的形式并入本文。
发明内容
本发明描述了用于通过肠内(例如，口服)途径和外用途径对氨及其甲基化类似物(例如，TMA)进行解毒/清除的跨膜pH-梯度聚合物囊泡的组合物、组合物的制备以及组合物的用途。如本文所示，本发明中的聚合物囊泡能够在模拟的胃肠液中强烈螯合氨及其甲基化类似物(例如，TMA)并抵抗胃肠液中的恶劣环境。此外，本发明中的聚合物囊泡能够在乳液中(例如，外用制剂如洗剂和乳膏剂)强烈螯合TMA。
更具体地，在模拟肠道中遇到条件的介质中进行稀释时，本发明的聚合物囊泡显示出其螯合性质，例如与跨膜pH-梯度脂质体相反(参见实施例1)。聚合物囊泡在胃肠环境中的稳定性和功效在下面的实施例中通过在可变的模拟胃肠条件下(高胆汁盐浓度(实施例6-8和实施例13)、低渗和高渗(hyperosmolarity)(实施例9)、消化酶的存在(实施例10)和高浓度阳离子(实施例11))示出氨的摄取来证明。聚合物囊泡的稳定性和功效也在对应于，例如外用制剂(实施例13)的水包油(o/w)乳液中得到证明。
本发明描述了例如由不可生物降解的两亲性嵌段共聚物(例如，聚(苯乙烯)-b-聚(环氧乙烷)(PS-b-PEO，也称为聚(苯乙烯)-b-聚(乙二醇)，PS-b-PEG))组成的聚合物囊泡。
更具体地，根据本发明的一个方面，提供了一种聚合物囊泡，该聚合物囊泡的膜包含疏水性不带电的不可生物降解的聚合物和亲水性不带电的不可生物降解的聚合物的嵌段共聚物，如本文所定义的，其中所述疏水性不带电的不可生物降解的聚合物/亲水性不带电且不可生物降解的聚合物分子量比高于1.0且低于4.0(例如，高于1.0且低于3.0)；及聚合物囊泡的核心，所述核心包围酸。
更具体地，根据本发明的一个方面，提供了一种聚合物囊泡，其包括膜，所述膜包含疏水性不带电的不可生物降解的聚合物和亲水性不带电的不可生物降解的聚合物的嵌段共聚物，如本文所定义的，其中所述疏水性不带电的不可生物降解的聚合物/亲水性不带电且不可生物降解的聚合物分子量比高于1.0且低于4.0(例如，高于1.0且低于3.0)；以及核心，所述核心包围酸。
更具体地，根据本发明的一个方面，提供了一种聚合物囊泡，其包括膜，所述膜包含疏水性不带电的不可生物降解的聚合物和亲水性不带电的不可生物降解的聚合物的嵌段共聚物，如本文所定义的，其中所述疏水性不带电的不可生物降解的聚合物/亲水性不带电且不可生物降解的聚合物分子量比高于1.0且低于4.0(例如，高于1.0且低于3.0)；及包围酸的核心。
根据本发明的一个更具体的方面，提供了一种聚合物囊泡，膜包含聚(苯乙烯)(PS)和聚(环氧乙烷)(PEO)的嵌段共聚物，其中PS/PEO分子量比高于1.0且低于4.0(例如，高于1.0且低于3.0)；及核心，所述核心包围酸。根据本发明的一个更具体的方面，提供了聚合物囊泡，其包含(a)膜，其包含聚(苯乙烯)(PS)和聚(环氧乙烷)(PEO)的嵌段共聚物，其中PS/PEO分子量比高于1.0且低于4.0(例如，高于1.0且低于3.0)；及(b)其包围酸的核心。根据本发明的一个更具体的方面，提供了聚合物囊泡，其由(a)膜，其包含聚(苯乙烯)(PS)和聚(环氧乙烷)(PEO)的嵌段共聚物，其中PS/PEO分子量比高于1.0且低于4.0(例如，高于1.0且低于3.0)；及(b)其包围酸的核心组成。本发明的聚合物囊泡可以是交联的或不是交联的。
在一个具体实施方式中，提供了一种聚合物囊泡，其包括膜，所述膜由聚(苯乙烯)(PS)和聚(环氧乙烷)(PEO)的嵌段共聚物组成，其中PS/PEO分子量比高于1.0且低于4.0(例如，高于1.0且低于3.0)；及(b)其核心包围酸。在一个具体实施方式中，提供了聚合物囊泡，其包含(a)膜，其由聚(苯乙烯)(PS)和聚(环氧乙烷)(PEO)的嵌段共聚物组成，其中PS/PEO分子量比高于1.0且低于4.0(例如，高于1.0且低于3.0)；及包围酸的核心。在一个具体实施方式中，提供了聚合物囊泡，其由(a)膜，其由聚(苯乙烯)(PS)和聚(环氧乙烷)(PEO)的嵌段共聚物组成，其中PS/PEO分子量比高于1.0且低于4.0(例如，高于1.0且低于3.0)；及(b)包围酸的核心组成。
在本发明的聚合物囊泡的一个具体实施方式中，所述嵌段共聚物是二嵌段共聚物。在本发明的聚合物囊泡的另一个具体实施方式中，当聚合物囊泡水合时，酸的浓度产生1至6，优选2至5，更优选2至4的pH。在本发明的聚合物囊泡的另一个具体实施方式中，酸在酸性水溶液中。在本发明的聚合物囊泡的另一个具体实施方式中，酸性水溶液中的pH为1至6，优选2至5，更优选2至4。在本发明的聚合物囊泡的另一个具体实施方式中，酸是(i)羟基酸，如柠檬酸、异柠檬酸、苹果酸、酒石酸或乳酸；(ii)小链脂肪酸，如乙酸；(iii)糖酸如糖醛酸；(iv)二羧酸如丙二酸；(v)三羧酸如丙烷-1,2,3-三羧酸或乌头酸；(vi)四羧酸如1,2,3,4-丁烷四羧酸；(vii)五羧酸如1,2,3,4,5-戊烷五戊酸；(viii)聚合的聚(羧酸)如聚(丙烯酸)或聚(甲基丙烯酸)；(ix)聚氨基羧酸如乙二胺四乙酸；或(x)其至少两种的组合。在一个更具体的实施方式中，其是羟基酸，并且优选柠檬酸。在另一个具体实施方式中，本发明的聚合物囊泡通过包括将含有共聚物的有机溶剂与含有酸的水相混合的方法制备。在本发明的聚合物囊泡的另一个具体实施方式中，有机溶剂是水不混溶的或部分水混溶的。在本发明的聚合物囊泡的另一个具体实施方式中，聚合物囊泡核心还包围氨。在本发明的聚合物囊泡的另一个具体实施方式中，聚合物囊泡核心还包围氨或其甲基化类似物，所述甲基化类似物优选为TMA。在本发明的聚合物囊泡的另一个具体实施方式中，聚合物囊泡核心还包围氨的甲基化类似物(例如，TMA)。
根据本发明的另一个方面，提供了组合物，其包含本发明的聚合物囊泡和至少一种可药用的赋形剂。
在本发明的组合物的另一个具体实施方式中，所述组合物为液体或固体形式。在本发明的组合物的另一个具体实施方式中，所述组合物为液体、半固体或固体形式。
根据本发明的另一个方面，提供了用于肠内使用的本发明的聚合物囊泡或本发明的组合物。根据本发明的另一个方面，提供了用于肠内使用或外用使用的本发明的聚合物囊泡或本发明的组合物。
根据本发明的另一个方面，提供了用于外用使用的本发明的聚合物囊泡或本发明的组合物。
根据另一个方面，本发明的聚合物囊泡或本发明的组合物用于清除氨。
根据另一个方面，本发明的聚合物囊泡或本发明的组合物用于清除氨的甲基化类似物(例如，TMA)。
本发明的聚合物囊泡或组合物，用于治疗氨或氨甲基化的类似物相关疾病或病症，或其症状，优选高氨血症或三甲基胺尿症。
根据另一个方面，本发明的聚合物囊泡或本发明的组合物用于治疗高氨血症。
根据另一个方面，本发明的聚合物囊泡或本发明的组合物用于在有此需要的对象中治疗三甲基胺尿症或其症状或者TMA相关心血管疾病或其症状或者TMA相关肾病或其症状或者TMA相关细菌性阴道病或其症状。
在使用聚合物囊泡的一个具体实施方式中，三甲基胺尿症症状和/或细菌性阴道病症状是产生恶臭(例如，来自皮肤和/或尿液和/或呼气和/或阴道)。
根据另一个方面，提供了使用本发明的聚合物囊泡或本发明的组合物的方法，其包括向有此需要的对象(例如，肠内或外用)施用聚合物囊泡或组合物。在另一个方面，提供了本发明的聚合物囊泡或本发明的组合物用于向有此需要的对象(例如，肠内或外用)施用的用途。在另一个方面，提供了本发明的聚合物囊泡或本发明的组合物作为药物的用途。
根据另一个方面，上述方法或用途是用于(制备药物以)清除氨。根据另一个方面，上述方法或用途是用于(制备药物以)在有此需要的对象中清除氨的甲基化类似物(例如，TMA)。根据另一个方面，上述方法或用途是用于(制备药物以)在有此需要的对象中治疗氨或氨的甲基化类似物相关疾病或病症或其症状，并且优选高氨血症或三甲基胺尿症，更优选高氨血症。根据另一个方面，上述方法或用途是用于(制备药物以)在有此需要的对象中治疗三甲基胺尿症或其症状或者TMA相关心血管疾病或其症状或者TMA相关肾病或其症状或者TMA相关细菌性阴道病或其症状。在上述方法或用途的一个具体实施方式中，三甲基胺尿症症状和/或细菌性阴道病症状是恶臭(来自例如，皮肤和/或尿液和/或呼气和/或阴道)。
根据本发明的又一个方面，提供了制备本发明的聚合物囊泡的方法，其包括：(a)将PS与PEO的嵌段共聚物溶解于有机溶剂中，优选水不混溶或部分水混溶的有机溶剂中，以形成含共聚物的有机相；(b)将含所述共聚物的有机溶剂相与含所述酸的水相混合，以形成所述聚合物囊泡；以及(c)移除所述有机溶剂。
在本发明方法的一个具体实施方式中，水相包含50mM至700mM的酸。
在另一个方面，本发明提供了一种试剂盒，其包括上文提及的聚合物囊泡或组合物以及使用所述聚合物囊泡或组合物在有此需要的对象中清除氨的说明书。
在另一个方面，本发明提供了一种试剂盒，其包括上文提及的聚合物囊泡或组合物以及使用所述聚合物囊泡或组合物在有此需要的对象中治疗高氨血症的说明书。
在另一个方面，本发明提供了一种试剂盒，其包括上文提及的聚合物囊泡或组合物以及使用所述聚合物囊泡或组合物清除氨的甲基化类似物(例如，TMA)的说明书。
在另一个方面，本发明提供了一种试剂盒，其包括上文提及的聚合物囊泡或组合物以及使用所述聚合物囊泡或组合物在有此需要的对象中治疗三甲基胺尿症或其症状或者TMA相关心血管疾病或其症状或者TMA相关肾病或其症状或者TMA相关细菌性阴道病或其症状的说明书。
在试剂盒的一个具体实施方式中，三甲基胺尿症症状和/或细菌性阴道病症状是恶臭(来自例如，皮肤和/或尿液和/或呼气和/或阴道)。
通过阅读以下仅通过示例的方式参考附图给出的本发明的具体实施方式的非限制性描述，本发明的其它目的、优点和特征将变得更加明显。
附图说明
在附图中：
图1是示出使用膜水合法制备的跨膜pH-梯度脂质体的体外氨摄取的图(n＝3，平均值和标准偏差)。
图2是示出通过使用二氯甲烷作为有机溶剂将含聚合物的有机溶剂相与酸性水相混合制备的跨膜pH-梯度PBD-b-PEO聚合物囊泡的体外氨摄取的图，其中PBD/PEO数均分子量比值约为1.7(n＝3，平均值和标准偏差)。
图3是示出通过使用二氯甲烷作为有机溶剂将含聚合物的有机溶剂相与酸性水相混合制备的跨膜pH-梯度PMOXA-b-PDMS-b-PMOXA聚合物囊泡的体外氨摄取的图，其中PDMS/PMOXA数均分子量比值约为2.4。(n＝3，平均值和标准偏差)
图4是示出使用膜水合法制备的跨膜pH-梯度PS-b-PEO聚合物囊泡的体外氨摄取的图，其中PS/PEO数均分子量比值约为1.3或2.5(n＝3，平均值和标准偏差)。
图5是示出通过使用二氯甲烷作为有机溶剂将含聚合物的有机溶剂相与酸性水相混合制备的跨膜pH-梯度PS-b-PEO聚合物囊泡在高胆汁盐浓度下的体外氨摄取的图，其中PS/PEO数均分子量比值为1.0(n＝3，平均值和标准偏差)。
图6是示出通过使用二氯甲烷或甲苯作为有机溶剂将含聚合物的有机溶剂相与酸性水相混合制备的跨膜pH-梯度PS-b-PEO聚合物囊泡在高胆汁盐浓度下的体外氨摄取的图，其中PS/PEO数均分子量比值约为1.3至2.8(n＝3，平均值和标准偏差)。
图7是示出通过使用二氯甲烷作为有机溶剂将含聚合物的有机溶剂相与酸性水相混合制备的跨膜pH-梯度PS-b-PEO聚合物囊泡在高胆汁盐浓度下的体外氨摄取的图，其中PS/PEO数均分子量比值约为3.8(n＝3，平均值和标准偏差)。
图8是示出通过使用氯仿作为有机溶剂将含聚合物的有机溶剂相与酸性水相混合制备的跨膜pH-梯度PS-b-PEO在高胆汁盐浓度下的体外氨摄取的图，其中PS/PEO数均分子量比值约为1.3(n＝3，平均值和标准偏差)。
图9是示出通过使用二氯甲烷作为有机溶剂将含聚合物的有机溶剂相与酸性水相混合制备的跨膜pH-梯度PS-b-PEO聚合物囊泡在低渗性和高渗性条件下的体外氨摄取的图，其中PS/PEO数均分子量比值约为1.3或2.5(n＝3，平均值和标准偏差)。
图10是示出通过使用二氯甲烷作为有机溶剂将含聚合物的有机溶剂相与酸性水相混合制备的跨膜pH-梯度PS-b-PEO聚合物囊泡在消化酶的存在下的体外氨摄取的图，其中PS/PEO数均分子量比值约为2.5(n＝3，平均值和标准偏差)。
图11是示出通过使用二氯甲烷作为有机溶剂将含聚合物的有机溶剂相与酸性水相混合制备的跨膜pH-梯度PS-b-PEO聚合物囊泡在高钾浓度下的体外氨摄取的图，其中PS/PEO数均分子量比值约为1.3(n＝3，平均值和标准偏差)。
图12是示出通过使用二氯甲烷作为有机溶剂并使用不同浓度的酸将含聚合物的有机溶剂相与酸性水相混合制备的跨膜pH-梯度PS-b-PEO聚合物囊泡的体外氨摄取的图，其中PS/PEO数均分子量比值约为1.3(n＝3至4，平均值和标准偏差)。
图13是示出通过使用二氯甲烷作为有机溶剂将含聚合物的有机溶剂相与酸性水相混合制备的跨膜pH-梯度PS-b-PEO聚合物囊泡在高胆汁盐浓度下和在预暴露于O/W乳液中后的体外TMA摄取的图，其中PS/PEO数均分子量比值约为1.4或2.0(n＝3，平均值和标准偏差)。
具体实施方式
本发明包括具有跨膜pH-梯度以捕获氨和/或其甲基化类似物(例如，TMA)的聚合物囊泡，包含聚合物囊泡的组合物，用于制备聚合物囊泡的过程以及这些聚合物囊泡和组合物的用途。
聚合物囊泡
聚合物囊泡是囊泡，其双层膜由合成的共聚物组装而成。其平均直径范围为50nm至100μm或更大，在一个具体实施方式中，范围为100nm至40μm，如通过激光衍射所测定的。尽管测试的平均直径为100nm至40μm不等的本发明的聚合物囊泡能够有效地包封氨，但是也没有理由认为直径大于40μm的聚合物囊泡不会有效。
本发明的聚合物囊泡包含不可生物降解的两亲嵌段共聚物，并使用有机溶剂进行制备。
本发明的作用机理基于跨过聚合物囊泡膜上的pH梯度。包含在水性聚合物核心中的酸性剂具有不同于(低于)肠和皮肤中的生理pH的pH值。因此，氨及其甲基化类似物(例如，TMA)可以在其不带电状态下扩散通过聚合物囊泡的疏水性聚合物膜，然后在内部隔室以其质子化(离子化)状态(例如，氨的情况下为铵)被捕获。虽然氨和TMA在肠和皮肤的pH下主要以其质子化状态存在，但总是有小部分以其非离子化状态存在。该部分可以在聚合物囊泡中扩散并以其质子化状态被捕获在聚合物囊泡内，这反过来取代了平衡，在囊泡内带来了更多的氨和TMA。
如本文所使用的，跨膜pH梯度捕获氨的性能和/或跨膜pH梯度以捕获氨和/或其甲基化类似物的性能是指当在模拟肠中或皮肤上遇到的条件的介质中稀释时，本发明的聚合物囊泡螯合氨(和/或其甲基化类似物)的能力。
如本文所使用的，术语“氨的甲基化类似物”是指TMA和DMA，但不限于此。在一个具体实施方式中，其是指TMA。
嵌段共聚物
“聚合物”是包含连接的单体单元的大分子。单体单元可以是单一类型(均质的)或多种类型(异质的)。当两个或更多个不同的单体结合在一起以进行聚合时，这些单体聚合的产物称为共聚物。由与两个或更多个另一类型的单体(另一嵌段)共价连接的两个或更多个单一类型的单体(嵌段)的序列制成的共聚物称为嵌段共聚物。由共价连接在一起的两种嵌段类型制成的共聚物称为二嵌段，具有三种嵌段类型，称为三嵌段，等等。由于用于产生嵌段共聚物的特定合成，嵌段共聚物可包含不同的端基。
本发明的聚合物囊泡包含嵌段共聚物。在一个具体实施方式中，本发明的嵌段共聚物是二嵌段或三嵌段共聚物。这些嵌段共聚物是两亲性的，并且由至少两种聚合物形成，即，芳香族高疏水性聚合物(例如，聚(苯乙烯))和亲水性不带电且不可生物降解的聚合物。在更具体的实施方式中，嵌段共聚物是二嵌段共聚物(例如，聚(苯乙烯)-b-聚(环氧乙烷)(PS-b-PEO))，或三嵌段共聚物(例如，PEO-b-PS-b-PEO))(即，PS PEO嵌段共聚物))。
“两亲性的”共聚物是含有亲水性(水溶性)和疏水性(水不溶性)基团二者的共聚物。
如本文所使用的，术语“不可生物降解的”意指在胃肠条件下不可水解(例如，在胃肠道中抗酶降解(例如，蛋白酶、脂肪酶)或抗通过其它方式(例如，pH)降解)。
疏水性不带电的不可生物降解的聚合物
在一个具体实施方式中，用于本发明的共聚物中的疏水性不带电的不可生物降解的聚合物是聚(乙基乙烯)(-(CH2-CH(C2H5))n-，即，-(C4H8)n-)或聚(苯乙烯)(-(CH2-CH(Ph))n-，即，-(CH2-CH(C6H5))n-，即，-(C8H8)n-)。在具体实施方式中，疏水性不带电的不可生物降解的聚合物是聚(苯乙烯)。用于本发明的聚(苯乙烯)可以包括未经取代和/或经取代/官能化的苯乙烯单体。除非另有具体定义，否则术语“聚(苯乙烯)”因此在本文中一般用于表示聚(苯乙烯)，其包含仅未经取代的苯乙烯单体、经取代的与未经取代的单体的混合物或仅经取代的单体。苯乙烯单体上的一个或多个取代基可以包括在苯基和/或苯基所连接的碳上的取代基和/或可以与苯基形成多环衍生物(例如，双环、三环等，包含C3-C6芳基和/或C3-C6环烷基)。潜在的取代基包括烷基(C1至C7(C1、C2、C3、C4、C5、C6或C7，更具体地，C1、C2或C3)、芳基(C3-C6)、C3-C8环烷基、芳基-烷基、乙酰氧基、烷氧基(甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基等)、卤素(Br、Cl、F等)、胺、酰胺、烷基胺、NO2。取代基本身可以被取代。不受限于此，经取代的苯乙烯单体包括乙酰氧基苯乙烯、苯炔基苯乙烯(benshydrylstyrene)、苄氧基-甲氧基苯乙烯、溴代苯乙烯(2-、3-、4-或α)、氯代苯乙烯(2-、3-、4-或α)、氟代苯乙烯(2-、3-、4-或α)、叔-丁氧基苯乙烯、叔-丁基苯乙烯、氯代甲基苯乙烯、二氯苯乙烯、二氟苯乙烯、二甲氧基苯乙烯、二甲基苯乙烯、二甲基乙烯基苄胺、二苯基甲基戊烯、(二苯基膦基)苯乙烯、乙氧基苯乙烯、异丙烯基苯胺、异丙烯基-α,α-二甲基苄基异氰酸酯、[N-(甲基氨基乙基)氨基甲基]苯乙烯、甲基苯乙烯、硝基苯乙烯、五氟苯基4-乙烯基苯甲酸酯、五氟苯乙烯(pentafluorstyrne)、(三氟甲基)苯乙烯(2-、3-或4-)、三甲基苯乙烯、乙烯基苯胺(3-，或4-)、乙烯基苯甲醚、乙烯基苯甲酸(3-、4-)、乙烯基苄基氯、(乙烯基苄基)三甲基铵乙烯基联苯、4-乙烯基苯并环丁烯(4-，等)、乙烯基蒽(9-，等)、2-乙烯基萘、乙烯基-联苯(3-、4-，等)，等等。在特定实施方式中，经取代的苯乙烯单体是烷基苯乙烯(例如，甲基苯乙烯)或叔-丁基苯乙烯。在一个实施方式中，PS包含至少一个经取代的苯乙烯单体。取代基可以是非离子基团(例如，甲基-或叔丁基基团)。在另一个具体实施方式中，聚(苯乙烯)中的苯乙烯单体是未经取代的。
亲水性不带电的不可生物降解的聚合物
在本发明的嵌段共聚物中可与聚(苯乙烯)一起使用的亲水性不带电且不可生物降解的聚合物包括聚(环氧乙烷)、聚(N-乙烯基吡咯烷酮)、聚(乙基唑啉)、聚(甲基唑啉)，以及低聚乙二醇烷基丙烯酸酯的聚合物。在具体的实施方式中，亲水性不带电且不可生物降解的聚合物是聚(环氧乙烷)。
用于本发明的聚(环氧乙烷)(PEO)具有通式：(-(O-CH2-CH2)n-，即，-(C2H4O)n-)并且包括未经取代和经取代/官能化的环氧乙烷单体。除非另有具体定义，否则术语“聚(环氧乙烷)”或PEO因此在本文中一般用于表示PEO，其包含仅未经取代的环氧乙烷单体、经取代的与未经取代的单体的混合物或仅经取代的单体。在一个实施方式中，PEO包含至少一个经取代的环氧乙烷单体。在另一个实施方式中，环氧乙烷单体是未经取代的。
聚合物的比例
PS与PEO嵌段(例如，二嵌段PS-b-PEO或三嵌段PEO-b-PS-b-PEO)的分子量可以变化，只要保持双层的结构和稳定性即可。本发明人发现稳定的PS PEO聚合物囊泡在PS/PEO数均分子量比值高于1.0且低于4之间形成(参见例如，实施例6-13)。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.1或更高且低于4。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.2或更高且低于4。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.3或更高且低于4。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.4或更高且低于4。在另一个具体实施方式中，所述比值高于1且约为3.9或更低。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.1或更高且低于3.9。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.2或更高且低于3.9。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.3或更高且低于3.9。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.4或更高且低于3.9。在另一个具体实施方式中，所述比高于1且约为3.8或更低。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.1或更高且低于3.8。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.2或更高且低于3.8。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.3或更高且低于3.8。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.4或更高且低于3.8。在另一个具体实施方式中，所述比高于1且约为3.7或更低。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.1或更高且低于3.7。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.2或更高且低于3.7。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.3或更高且低于3.7。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.4或更高且低于3.7。在另一个具体实施方式中，所述比高于1且约为3.6或更低。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.1或更高且低于3.6。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.2或更高且低于3.6。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.3或更高且低于3.6。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.4或更高且低于3.6。在另一个具体实施方式中，所述比高于1且约为3.5或更低。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.1或更高且低于3.5。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.2或更高且低于3.5。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.3或更高且低于3.5。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.4或更高且低于3.5。在另一个具体实施方式中，所述比高于1且约为3.4或更低。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.1或更高且低于3.4。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.2或更高且低于3.4。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.3或更高且低于3.4。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.4或更高且低于3.4。在另一个具体实施方式中，所述比高于1且约为3.3或更低。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.1或更高且低于3.3。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.2或更高且低于3.3。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.3或更高且低于3.3。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.4或更高且低于3.3。在另一个具体实施方式中，所述比高于1且约为3.2或更低。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.1或更高且低于3.2。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.2或更高且低于3.2。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.3或更高且低于3.2。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.4或更高且低于3.2。在另一个具体实施方式中，所述比高于1且约为3.2或更低。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.1或更高且低于3.1。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.2或更高且低于3.1。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.3或更高且低于3.1。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.4或更高且低于3.1。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.1或更高且低于3。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.2或更高且低于3。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.3或更高且低于3。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.4或更高且低于3。在另一个具体实施方式中，所述比高于1且约为2.9或更低。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.1或更高且约2.9或更低。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.2或更高且约2.9或更低。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.3或更高且约2.9或更低。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.4或更高且约2.9或更低。在另一个具体实施方式中，所述比高于1且约为2.8或更低。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.1或更高且约2.8或更低。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.2或更高且约2.8或更低。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.3或更高且约2.8或更低。在另一个具体实施方式中，所述比值约为1.4或更高且约2.8或更低。在另一个具体实施方式中，所述比高于1且约为2.7或更低。在另一个具体实施方式中，所述比高于约1.1且约为2.7或更低。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.2至约2.7或更低。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.3或更高且约2.7或更低。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.4或更高且约2.7或更低。在另一个具体实施方式中，所述比高于1且约为2.6或更低。在另一个具体实施方式中，所述比高于约1.1且约为2.6或更低。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.2至约2.6或更低。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.3或更高且约2.6或更低。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.4或更高且约2.6或更低。在另一个具体实施方式中，所述比高于1且约为2.5或更低。在另一个具体实施方式中，所述比高于约1.1且约为2.5或更低。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.2至约2.5或更低。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.3或更高且约2.5或更低。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.4或更高且约2.5或更低。在另一个具体实施方式中，所述比高于1且约为2.4或更低。在另一个具体实施方式中，所述比高于约1.1且约为2.4或更低。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.2至约2.4或更低。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.3或更高且约2.4或更低。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.4或更高且约2.4或更低。在另一个具体实施方式中，所述比高于1且约为2.3或更低。在另一个具体实施方式中，所述比高于约1.1且约为2.3或更低。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.2至约2.3或更低。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.3或更高且约2.3或更低。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.4或更高且约2.3或更低。在另一个具体实施方式中，所述比高于1且约为2.2或更低。在另一个具体实施方式中，所述比高于约1.1且约为2.2或更低。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.2至约2.2或更低。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.3或更高且约2.2或更低。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.4或更高且约2.2或更低。在另一个具体实施方式中，所述比高于1且约为2.1或更低。在另一个具体实施方式中，所述比高于约1.1且约为2.1或更低。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.2至约2.1或更低。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.3或更高且约2.1或更低。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.4或更高且约2.1或更低。在另一个具体实施方式中，所述比高于1且约为2.0或更低。在另一个具体实施方式中，所述比高于约1.1且约为2.0或更低。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.2至约2.0或更低。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.3或更高且约2.0或更低。在一个具体实施方式中，所述比值约为1.4或更高且约2.0或更低。
在不对上文表述的一般性作出限制的情况下，本发明包括分子量为约400g/mol至20,000g/mol的PEO。然而，申请人没有理由预期更高分子量的PEO不能有效地用于本发明。重量较小的聚合物可能更容易操作。通常，PEO分子量为1000g/mol至5000g/mol。选择PS分子量以满足上述比。根据本发明，当PEO的分子量为约例如，20,000g/mol时，PS分子量低于约60,000g/mol。
由疏水性不带电的不可生物降解的聚合物+亲水性不带电的不可生物降解的聚合物制 成的聚合物囊泡(二嵌段或三嵌段共聚物(例如，PS-b-PEO或PEO-b-PS-b-PEO共聚物))的性 质
不受该假设的限制，认为高度疏水的聚合物(例如，具有产生π堆积相互作用的能力的芳香族(例如，PS))在囊泡膜中的强相互作用提供了对胃肠液和外用制剂如油和表面活性剂中包含的赋形剂的抗性。实际上，由脂质(脂质体)或其它两亲性二嵌段共聚物如聚(丁二烯)-b-聚(环氧乙烷)(PBD-b-PEO，也称为聚(丁二烯)-b-聚(乙二醇)，PBD-b-PEG；和聚(2-甲基唑啉)-b-聚(二甲基硅氧烷)-b-聚(2-甲基唑啉)，PMOXA-b-PDMS-b-PMOXA)制成的囊泡不能在简单的缓冲液中吸收氨(参见例如，实施例3)，或者能够在简单缓冲液中吸收氨但在模拟肠液的介质中丧失其螯合性能(参见实施例1和2)。
聚合物囊泡的制备方法
共聚物的制备
可以使用任何已知的制备共聚物的方法。本文所述的实施例中使用的共聚物购自高级聚合物材料公司(Advanced Polymer Materials Inc)(PS-b-PEO和PMOXA-b-PDMS-b-PMOXA)和聚合物源公司(Polymer Source Inc)(PBD-b-PEO)。
聚合物囊泡的制备
将共聚物溶解于有机溶剂中以形成有机相，并将后者与酸性水溶液(例如，柠檬酸)(水相)混合。不受此限制，认为混合允许聚合物在水相中的精细分散，随后形成稳定的聚合物囊泡。混合步骤可以通过不同的技术进行。例如，水包油(o/w)乳液法(即，在酸性水溶液(即，水相)中的含聚合物的有机溶剂相(即，油相))、反相蒸发法、纳米沉淀法或双乳液法，可用于混合含聚合物的有机相和水相。
在o/w乳液法中，使含聚合物的有机溶剂在超声处理下与酸性水相混合一定时间，并且所述时间足以形成乳液。在下面的实施例中，在添加含聚合物的有机溶剂相之前，在搅拌下用有机溶剂将水相饱和30分钟。随后，在超声处理下将含聚合物的有机溶剂相在冰浴中(以减少超声波仪产生的热量)添加到含酸的水相中，持续3分钟，使用以下机器具体参数：振幅70、周期0.75(UP200H，200W，24kHz，Hielscher超声技术(Hielscher UltrasoundTechnology))。可以使用本领域已知的任何产生乳液的方法。超声处理的使用以及适于产生乳液的特定超声处理参数和时间将取决于所用的乳液技术。在本发明的制备方法中乳液并不需要是稳定的。
在反相蒸发法中，将包含含聚合物的有机溶剂和含酸的水相的两相体系进行超声处理，形成油包水(w/o)乳液。在减压下蒸发外相直到形成粘性凝胶样状态。聚合物囊泡在凝胶状态崩溃时形成(Szoka和Papahadjopoulos.PNAS 1978；75:4194-4198)。
在纳米沉淀法中，将聚合物溶解于合适的有机溶剂中，向其中缓慢添加含酸的水。
在双乳液法中，聚合物囊泡在w/o/w双乳液中形成，所述双乳液含有含酸的水内相、含聚合物的完全或部分水不混溶的有机溶剂中间相，以及水外相。
然后使用任何已知技术从聚合物囊泡中移除有机溶剂。在施用之前移除溶剂以避免对象对有害溶剂的摄入或皮肤暴露。不受此限制，可以使用低于环境压力、加热、过滤、错流过滤、透析或这些方法的组合的应用来移除溶剂。
在除去有机溶剂后，聚合物囊泡可以原样使用(在聚合物囊泡外部和内部具有酸性水溶液)、纯化以改变未包封的介质的组成和/或通过常规的药物干燥程序(例如，冷冻干燥、喷雾干燥)进一步干燥。干燥步骤将允许制备更易于储存和运输的固体剂型(散剂或胶囊剂或片剂)。当打算经口施用聚合物囊泡时，那么可将干燥的聚合物囊泡再次分散在含水介质(例如，水、果汁)中或者由患者按原样(例如，胶囊剂、片剂)服用。当打算外用施用聚合物囊泡时，可将聚合物囊泡分散在任何相关的外用制剂中如水溶液、凝胶、泡沫或乳液如洗剂或乳膏剂。在所有这样的形式(如，纯化的和/或干燥的)中，聚合物囊泡核心含有酸。当其在胃肠道内或在皮肤上的制剂中时，该酸为聚合物囊泡提供跨膜pH梯度。如此形成的本发明的聚合物囊泡含有酸、潜在盐(即，具有平衡离子如钠、钾或钙的部分去质子化酸)，可以在聚合物囊泡制备期间添加其以调节核心中的pH和/或容量渗透摩尔浓度(osmolarity)，并且，在其水合形式中，聚合物囊泡还含有水。
当聚合物囊泡水合时(即，含有酸性水核心)，其核心中的pH值通常约为1至6(1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5或6)。在一个具体实施方式中，核心中的pH值约为1至约5，约1至约4.5，约1至约4，约1.5至约5，约1.5至约4.5，约1.5至约4，约2至约5，约2至约4.5，约2至约4，约2.5至约5，约2.5至约4.5，约2.5至约4，约3至约5，约3至约4.5，以及约3至约5。
尽管本发明的聚合物囊泡的稳定性不是必需的，但其也可以是交联的。例如，与交联剂对-亚二甲苯基-二氯化物、1,4-双-氯甲基二苯基、一氯二甲基醚、二甲基缩甲醛(dimethylformal)、三-(氯甲基)-均三甲苯或p,p'-双-氯甲基-1,4-二苯基丁烷的弗里德－克拉夫茨(Friedel-Crafts)反应可用于交联聚(苯乙烯)(Davankov和Tsyurupa,Reactive Polymers(反应性聚合物)1990；13:27-42)。
溶剂
用于本发明的溶剂溶解共聚物，然后将含聚合物的溶剂与酸性水相混合。在混合步骤(例如，o/w乳液)期间，在水相中形成聚合物的精细分散体。在混合步骤之后，移除溶剂(例如，蒸发)以确保患者/对象不摄入溶剂。
可以使用浓度为约2％至约40％(v/v)的溶剂相/水相比。在一个具体实施方式中，溶剂相/水相比值约为5％至30％(v/v)。在另一个具体实施方式中，溶剂相/水相比值约为5％至20％(v/v)。在另一个具体实施方式中，溶剂相/水相比值约为5％至15％(v/v)。在另一个具体实施方式中，溶剂相/水相比值约为10％(v/v)。在一个具体实施方式中，在所得乳液中的溶剂相/水相比值约为9％(v/v)。
在一个具体实施方式中，溶剂是有机溶剂。
不受此限制，溶剂可以是氯化溶剂(例如，二氯甲烷，参见例如，实施例5-6、8-10、12；或氯仿，参见例如实施例7)、芳烃或芳烃衍生物(例如，甲苯，参见例如实施例6)、脂族溶剂或脂族溶剂衍生物(例如，己烷、1-己醇)、酮或酮衍生物(例如，2-己酮)、醚或醚衍生物(例如，二乙醚)，或其混合物(例如，当使用o/w乳液、w/o/w双乳液或反相蒸发技术时)。
在一个具体实施方式中，当使用o/w乳液来混合含聚合物的有机相与水相时，可用于本发明的溶剂是水不混溶的或部分水不混溶的有机溶剂。不受此限制，这样的溶剂包括例如，二氯甲烷，参见例如，实施例5至6、8至10、12；或氯仿，参见例如，实施例7)、芳烃或芳烃衍生物(例如，甲苯，参见例如，实施例6)、脂族溶剂或脂族溶剂衍生物(例如，己烷、1-己醇)、酮或酮衍生物(例如，2-己酮)、醚或醚衍生物(例如，二乙醚)，或其混合物。
酸和酸性溶液
聚合物囊泡核心处的酸性溶液优选地在低pH下具有高缓冲能力，以保持碱性化合物(例如，氨、TMA、DMA)的高保留。酸对动物无毒，并且不会(或仅微弱地)渗透出聚合物囊泡膜。
不受此限制，聚合物囊泡核心中包围的酸是(i)羟基酸，如柠檬酸、异柠檬酸、苹果酸、酒石酸或乳酸；(ii)小链脂肪酸，如乙酸；(iii)糖酸如糖醛酸；(iv)二羧酸如丙二酸；(v)三羧酸如丙烷-1,2,3-三羧酸或乌头酸；(vi)四羧酸如1,2,3,4-丁烷四羧酸；(vii)五羧酸如1,2,3,4,5-戊烷五戊酸；(viii)聚合的聚(羧酸)如聚(丙烯酸)或聚(甲基丙烯酸)；(ix)聚氨基羧酸如乙二胺四乙酸；或(x)其至少两种的组合。在一个具体实施方式中，使用柠檬酸。尽管某些上文列出的酸可能具有某些药理学活性，但在一定剂量下，本发明的聚合物囊泡中使用的包封的酸不是为了发挥直接的药理学或想象功能，而是仅用于产生跨膜pH梯度。本发明包括任何一种上述酸的使用，无论其是否还具有某些药理活性。然而，根据本发明的某些实施方式或方面，除了任何上文列出的酸之外，所述酸可以不是已知为抗生素、抗癌药、抗高血压药、抗真菌药、抗焦虑药、抗炎药、免疫调节药、抗病毒药或降脂剂的酸。
在具体的实施方式中，所述方法中使用的酸浓度可以为50mM至700mM不等。当使用柠檬酸时，最佳地使用在50mOsmol/kg至800mOsmol/kg的重量渗透摩尔浓度(osmolality)下，约100mM至600mM的柠檬酸溶液(参见图12)。在另一个具体实施方式中，重量渗透摩尔浓度为100mOsmol/kg至750mOsmol/kg。在另一个具体实施方式中，重量渗透摩尔浓度为100mOsmol/kg至700mOsmol/kg。在另一个具体实施方式中，重量渗透摩尔浓度为115mOsmol/kg至700mOsmol/kg。
当聚合物囊泡水合时，核心内的酸以产生1至6的pH的浓度存在。
使用方法
本发明的跨膜pH-梯度聚合物囊泡可用于在有此需要的对象中肠内(例如，经口、结肠内、直肠)或外用治疗氨或其甲基化类似物有关的疾病或病症或其症状(例如，高氨血症(肠内)或三甲基胺尿症(肠内或外用))。
如本文所使用的，“氨或氨的甲基化类似物相关疾病或病症，或其症状”包括高氨血症(例如，由肝功能受损诱导的)、肝性脑病、肝硬化、急性肝功能衰竭、急慢性肝功能衰竭、门体旁路、门体分流、药物诱导的高氨血症、肝氨代谢先天性缺陷(原发性高氨血症)、影响肝氨代谢的先天性缺陷(继发性高氨血症)、三甲基胺尿症、TMA相关心血管疾病(例如，动脉粥样硬化、外周动脉疾病、冠状动脉疾病、心肌梗塞)、TMA相关肾病(例如，肾小管间质纤维化和功能障碍、肾功能不全、慢性肾病相关死亡率)或TMA相关细菌性阴道病或其症状。如本文关于氨或其甲基化类似物相关疾病或病症所使用的，术语“其症状”包括恶臭(来自例如，皮肤和/或尿液和/或呼气和/或阴道)。
聚合物囊泡可以以不同的剂型经肠内施用给对象，例如，可以分散在含水介质(例如，水、果汁)中或者由对象以其干燥形式(例如，胶囊剂、片剂)服用。聚合物囊泡将通过粪便排出体外。聚合物囊泡还可以以不同的剂型外用施用给对象，例如，可以分散在外用制剂中如水溶液、泡沫、凝胶或乳液(例如，o/w或w/o)(例如，洗剂、乳膏剂)。
如本文所使用的，术语“对象”或“有此需要的对象”是指将受益于接受有效量的本发明的聚合物囊泡或其组合物的对象。在具体实施方式中，其是指动物、哺乳动物和人。本发明的组合物还可用于兽医应用，并可用于宠物或其它动物(例如，宠物如猫、狗、马等；以及牛、鱼、猪、家禽等)。在一个具体实施方式中，所述对象患有高氨血症(例如，由肝功能受损诱导的)。在具体实施方式中，所述对象患有肝性脑病、肝硬化、急性肝功能衰竭、急慢性肝功能衰竭、门体旁路、门体分流、药物诱导的高氨血症、肝氨代谢的先天性缺陷(原发性高氨血症)、或影响肝氨代谢的先天性缺陷(继发性高氨血症)或其任何症状。在另一个具体实施方式中，所述对象患有三甲基胺尿症、TMA相关心血管疾病、TMA相关肾病、TMA相关细菌性阴道病或其任何症状。
组合物
本发明的聚合物囊泡可以以液体(例如，液体混悬剂)、半固体(例如，乳液如洗剂或乳膏剂)或固体形式(例如，散剂、胶囊剂、片剂、栓剂)储存。
本发明还涉及聚合物囊泡和/或组合物在制备药物中的用途。
本发明还涉及包含本发明的上述聚合物囊泡的药物组合物。
不受此限制，本发明的聚合物囊泡或其组合物可通过肠内途径(即，通过胃肠道)或外用途径施用。例如，当使用经口途径时，聚合物囊泡可以是例如，片剂、包衣片剂、硬或软明胶胶囊剂或混悬剂的形式。例如，当直肠/结肠内途径时，聚合物囊泡可以是例如，栓剂或混悬剂的形式。例如，当使用外用途径时，聚合物囊泡可以是乳液(例如，o/w或w/o)如洗剂或乳膏剂、凝胶和泡沫，或水溶液的形式。
本发明的组合物可含有可药用的载体，包括但不限于水溶液或非水溶液。非水溶剂的实例包括，但不限于丙二醇、聚乙二醇、乳液等。水载体包括，但不限于水、醇、盐水和缓冲溶液。可药用的载体还可包括生理学上可接受的水载剂(例如，糖溶液、盐水)或适于肠内或外用途径的其它已知载体。
为了制备片剂、包衣片剂或硬明胶胶囊剂，可以将本发明的聚合物囊泡与任何已知的药学上惰性的、无机或有机赋形剂和/或载体混合。合适的赋形剂/载体的实例包括乳糖、玉米淀粉或其衍生物、滑石或硬脂酸或其盐。
对于混悬剂的制备(液体形式是混悬剂，因为聚合物囊泡不溶于水)，可以使用的赋形剂包括例如水、多元醇、蔗糖、转化糖和葡萄糖。
为了制备乳液，可以将本发明的聚合物囊泡与任何已知的药学上惰性的、无机或有机赋形剂和/或载体混合。合适的赋形剂/载体的实例包括水、表面活性剂(例如，聚山梨醇酯、脱水山梨糖醇酯、十二烷基硫酸钠等)、油(例如，矿物油或植物油)。
本发明的组合物还可含有防腐剂、稳定剂、润湿剂、甜味剂、着色剂、添味剂、用于改变渗透压的盐、缓冲剂或抗氧化剂。其还可含有其它治疗活性剂。
前提条件是用于制备本发明组合物的所有赋形剂，如载体，是无毒的并且更通常地是可药用的。如本文所使用的，“可药用的”如可药用的载体、赋形剂等，意指药理学上可接受的并且对施用本发明的特定组合物的对象基本上无毒。
组合疗法
本发明的聚合物囊泡还可以在组合疗法中施用，即，与至少一种其它活性剂或疗法组合进行同时或顺序施用。组合疗法可包括与用于氨或其甲基化的类似物相关疾病或病症或其症状的至少一种其它剂或疗法组合的本发明的聚合物囊泡或组合物。
例如，组合疗法可包括本发明的聚合物囊泡或组合物，其与至少一种其它抗高氨血症剂或疗法或与用于预防或治疗患有高氨血症的对象的疾病或病症的至少一种其它症状的药物或疗法组合。在该上下文中，可以与本发明的聚合物囊泡或组合物组合(同时或顺序)施用的活性成分或疗法的实例包括乳果糖、利福昔明、甘油苯基丁酸酯、乳糖醇、支链氨基酸、新霉素、甲硝唑、益生菌、谷氨酰胺酶抑制剂、L-鸟氨酸-L-天冬氨酸、血液透析、腹膜透析、苯基丁酸钠、苯基乙酸钠/苯甲酸钠或卡哥鲁酸(carglumic acid)。
作为另一个实例，组合疗法可以包括本发明的聚合物囊泡或组合物，其与至少一种其它抗三甲基胺尿症剂或疗法或与用于预防或治疗患有三甲基胺尿症的对象的疾病或病症的至少一种其它症状的药物或疗法组合。在该上下文中，可以与本发明的聚合物囊泡或组合物组合(同时或顺序)施用的活性成分或疗法的实例包括某些口服抗生素(例如，新霉素、甲硝唑)、活性炭、酸性皂。
试剂盒
包括至少一种类型的本发明的聚合物囊泡或组合物及其使用说明书的试剂盒也在本发明的范围内。试剂盒可以进一步含有至少一种另外的试剂，或者一种或多种另外类型的本发明的聚合物囊泡。试剂盒通常包括指示试剂盒内容物的预期用途的标签。术语标签包括在试剂盒上或与试剂盒一起提供的任何文字或记录材料，或试剂盒附带的其它材料。试剂盒还可包括一种或多种容器、试剂、施用装置。
剂量
施用本发明的聚合物囊泡或其组合物的剂量将取决于许多因素，包括年龄、对象服用的其它药物(例如，用于其它疾病或病症)以及其它临床相关因素。通常，单剂量中含有的本发明的聚合物囊泡或其组合物的量将是有效治疗氨或其甲基化类似物相关疾病或病症或其症状(例如，高氨血症、三甲基胺尿症)而不会引起显著毒性的量。
也可以直接测量本发明的聚合物囊泡或其组合物的有效量。有效量可以每天或每周或按其份数(fractions)给药。通常，以嵌段共聚物的质量表示的本发明的聚合物囊泡的剂量范围为每天每千克体重约1mg至多达约500mg(例如，每天每千克体重1mg、10mg、50mg、100mg或250mg)。剂量可以以单剂量或多剂量方案提供。例如，在一些实施方式中，有效量范围可以为约250mg/天至约500mg/天、约500mg/天至约1000mg/天、约1克/天、约2克/天至12克/天、约14克组合物/周至约86克组合物/周等。
本发明包括本文所述的嵌段共聚物或包含其的组合物以本文所述的比的任意组合，其使用本文所述的溶剂和酸或酸溶液，使用上述有机相和水相混合技术制备。
除非本文另有说明或与上下文明显矛盾，否则在描述本发明的上下文中(特别是在以下权利要求的上下文中)使用术语“一个/种(a)”和“一个/种(an)”和“所述(the)”以及类似的指示物应解释为涵盖单数和复数两者。
除非另有说明，否则术语“包含(comprising)”、“具有(having)”、“包括(including)”和“含有(containing)”应解释为开放式术语(即，意指“包括但不限于”)。
除非本文另有说明，否则本文中对数值范围的描述仅旨在用作单独提及落入所述范围内的每个单独值的速记方法，并且每个单独值并入本说明书中，如同其在本文中单独引用一样。范围内的值的所有子集也并入本说明书中，如同其在本文中单独引用一样。
除非本文另有说明或与上下文明显矛盾，否则本文所述的所有方法均可以以任何合适的顺序进行。
除非另外声明，否则本文提供的任何和所有实例或示例性语言(例如，“如”)的使用仅旨在更好地说明本发明，而不是对本发明的范围进行限制。
说明书中的任何语言都不应被解释为表示对于本发明的实践必不可少的任何未要求保护的要素。
这里，术语“约”具有其普通含义。在实施方式中，其可以意指合格数值的加或减10％。
除非另有定义，否则本文所用的所有技术和科学术语均具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。
通过以下非限制性实施例进一步详细地说明本发明。
实施例1：使用膜水合法制备的脂质体的体外氨摄取
脂质体制备。通过膜水合法来制备由(i)1,2-二棕榈酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(DPPC)或1,2-二硬脂酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱(DSPC)，(ii)胆固醇和(iii)1,2-二硬脂酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇-胺-N-[甲氧基(PEO)-2000](DSPE-PEO)以54：45：1mol％组成的脂质体。在氯仿中制备DPPC 36.7mg/mL、DSPC 39.5mg/mL、胆固醇19.3mg/mL和DSPE-PEO13.9mg/mL的储备溶液。
对于DSPC脂质体，将8.2mg胆固醇、20.2mg DSPC和1.3mg DSPE-PEO作为氯仿储备溶液添加到玻璃小瓶中。对于DPPC脂质体，将19.7mg DPPC、8.7mg胆固醇和1.4mg DSPE-PEO作为氯仿储备溶液添加到玻璃小瓶中。随后通过氮气流移除有机溶剂进行2小时并在真空下储存过夜。将干燥的膜用1mL在pH 2.0下在300mOsmol/kg下250mM的柠檬酸溶液水合(脂质浓度＝29.8mg/mL)，同时加热至55℃并缓慢混合，直到脂质膜不再可见。脂质体包封pH 2的柠檬酸溶液。在所述过程结束时，脂质体内部和外部存在柠檬酸。
体外氨摄取。在不存在和存在胆汁盐胆酸钠(SC)和脱氧胆酸钠(SDC，均为25mM)的情况下，通过在调节至pH 6.8和300mOsmol/kg下在磷酸盐缓冲液(最终浓度50mM)中稀释，在37℃下保持的并排扩散池中产生跨膜pH-梯度。双室系统由聚碳酸酯膜(孔径＝50nm)隔开，在一侧物理分离脂质体。扩散池内的脂质和氨浓度分别为1.75mg/mL和1.5mM。在规定的时间，从不含脂质体的隔室中取出40μL的等分试样，并使用等量的碱性次氯酸钠溶液和苯酚-硝普钠溶液通过Berthelot反应测定氨浓度。使用公式1来量化氨捕获能力：
脂质体制剂能够在磷酸盐缓冲液中捕获氨，但不能在含胆汁盐的介质中捕获氨(n＝3)。结果报告在图1中。曲线图中的每个点代表组n＝3的平均值，误差条代表标准偏差。
实施例2：通过使用二氯甲烷作为有机溶剂将含聚合物的有机溶剂相与酸性水相混合制备的PBD-b-PEO聚合物囊泡的体外氨摄取，其中PBD/PEO数均分子量比值约为(即，四舍五入到小数点后一位)1.7
聚合物囊泡制备。使用水包油(o/w)乳液法生产PBD-b-PEO聚合物囊泡。更具体地，将60mg PBD-b-PEO(PBD/PEO数均分子量(Mw)的比值约为1.7(即，2500g/mol/1500g/mol)，PBD(2500)-b-PEO(1500))溶于100μL二氯甲烷中。在冰浴中，在超声处理下(振幅70，周期0.75，持续时间3分钟)，将聚合物二氯甲烷溶液(含聚合物的有机溶剂相，即，油相)滴加到1mL在pH 2.0下在300mOsmol/kg下250mM的柠檬酸溶液(酸性水相))中，进行3分钟，以形成具有9％(v/v)溶剂相/水相比的乳液。使用旋转蒸发器在40℃下蒸发有机溶剂至少5分钟。聚合物囊泡包封pH值为2的柠檬酸溶液。在所述过程结束时，聚合物囊泡内部和外部存在柠檬酸。
体外氨摄取。如实施例1中所述，通过并排扩散池研究体外氨摄取，其中聚合物浓度为1.75mg/mL。使用公式2来量化氨捕获能力：
PBD PEO聚合物囊泡能够在磷酸盐缓冲液中捕获氨，但不能在含胆汁盐的介质中捕获氨(n＝3)。结果报告在图2中。曲线图中的每个点代表组n＝3的平均值，误差条代表标准偏差。
实施例3：通过使用二氯甲烷作为有机溶剂将含聚合物的有机溶剂相与酸性水相混合制备的PMOXA-b-PDMS-b-PMOXA聚合物囊泡的体外氨摄取的图，其中PDMS/PMOXA数均分子量比值约为2.4。
聚合物囊泡制备。如实施例2所述生产PMOXA-b-PDMS-b-PMOXA聚合物囊泡(PDMS/PMOXA数均分子量比值约为2.4(PMOXA(520)-b-PDMS(2530)-b-PMOXA(520)))。
体外氨摄取。如实施例2中所述，通过并排扩散池研究体外氨摄取，而没有胆汁盐(即，仅磷酸盐缓冲液)。
PMOXAPDMS PMOXA聚合物囊泡在不含胆汁盐的介质中(即，仅磷酸盐缓冲液)不能捕获氨(n＝3)。结果显示在图3中。曲线图中的每个点代表组n＝3的平均值，误差条代表标准偏差。
实施例4：使用膜水合法制备的PS-b-PEO聚合物囊泡的体外氨摄取，其中PS/PEO数均分子量比值约为1.3或2.5。
聚合物囊泡制备。使用膜水合法生产PS-b-PEO聚合物囊泡。更具体地，将29.8mgPS-b-PEO(PS/PEO数均分子量比值约为1.3(PS(2600)-b-PEO(2000))或约2.5(PS(5150)-b-PEO(2060)))溶于100μL二氯甲烷中并添加到玻璃小瓶中。随后通过氮气流移除有机溶剂进行2小时并在真空下储存过夜。在加热至65℃并超声处理1.25h的条件下，将干燥的膜用1mL在pH 2.0下在300mOsmol/kg下250mM的柠檬酸溶液水合。
体外氨摄取。如实施例3中所述，通过并排扩散池研究体外氨摄取(即，仅磷酸盐缓冲液)。
PS PEO聚合物囊泡在不含胆汁盐的介质中(即，仅磷酸盐缓冲液)不能捕获氨(n＝3)。结果显示在图4中。曲线图中的每个点代表组n＝3的平均值，误差条代表标准偏差。
实施例5：通过使用二氯甲烷作为有机溶剂将含聚合物的有机溶剂相与酸性水相混合制备的PS-b-PEO聚合物囊泡在高胆汁盐浓度下的体外氨摄取，其中PS/PEO数均分子量比值约为1.0。
聚合物囊泡制备。如实施例2中所述生产PS-b-PEO聚合物囊泡(PS/PEO数均分子量比值约为1.0(PS(1970)-b-PEO(2000)))。
体外氨摄取。如实施例2中所述，通过并排扩散池研究体外氨摄取，使用修改的胆汁盐组合物(SC 30mM、SDC 30mM、牛磺胆酸钠(STC)30mM，最终pH 6.8且重量渗透摩尔浓度300mOsmol/kg)。该胆汁盐浓度对应于生理浓度的两倍。
PS PEO聚合物囊泡在含胆汁盐的介质中不能捕获氨(n＝3)。结果显示在图5中。曲线图中的每个点代表组n＝3的平均值，误差条代表标准偏差。
实施例6：通过使用二氯甲烷或甲苯作为有机溶剂将含聚合物的有机溶剂相与酸性水相混合制备的PS-b-PEO聚合物囊泡在高胆汁盐浓度下的体外氨摄取，其中PS/PEO数均分子量比值约为1.3至2.8
聚合物囊泡制备。如实施例2中所述生产PS-b-PEO聚合物囊泡(PS/PEO数均分子量比值约为1.3(PS(2600)-b-PEO(2000))、约1.6(PS(3150)-b-PEO(2000))、约1.8(PS(3570)-b-PEO(2000))、约2.0(PS(3900)-b-PEO(2000))或约2.5(PS(5150)-b-PEO(2060)))。如实施例2所述制备PS PEO聚合物囊泡(PS/PEO数均分子量比值约为2.8(PS(6000)-b-PEO(2180)))，但使用甲苯代替二氯甲烷作为有机溶剂，并使用较低的聚合物量(20mg)。
体外氨摄取。对于PS/PEO数均分子量比值约为1.3至2.5的PS PEO聚合物囊泡，通过如实施例5中所述的并排扩散池研究体外氨摄取。如实施例5中所述，用修改的在440mOsmol/kg和pH 6.8下的磷酸盐浓度(25mM)评估PS PEO聚合物囊泡(PS/PEO数均分子量比值约为2.8(PS(6000)-b-PEO(2180)))。
PS PEO聚合物囊泡在含胆汁盐的介质中能够捕获氨(n＝3)。结果显示在图6中。曲线图中的每个点代表组n＝3的平均值，误差条代表标准偏差。
实施例7：通过使用二氯甲烷作为有机溶剂将含聚合物的有机溶剂相与酸性水相混合制备的PS-b-PEO聚合物囊泡在高胆汁盐浓度下的体外氨摄取，其中PS/PEO数均分子量比值约为3.8。
聚合物合成。PS-b-PEO通过原子转移自由基聚合(ATRP)合成。首先，使市售的PEO单甲醚(2150g mol-1)与溴代异丁酰溴(5.0当量)和三乙胺(5.0当量)在THF中反应，得到大分子引发剂。在随后的聚合反应中，将该大分子引发剂(1.0当量)、CuBr(1.6当量)和4,4'-二壬基-2,2'-联吡啶(1.4当量)转移至施伦克(Schlenk)烧瓶中并通过真空-氩气循环脱气。将苯乙烯(70当量)添加到单独的烧瓶中并使用氩气脱气，然后转移至反应烧瓶中。将反应在115℃下进行24小时。通过使溶液通过碱性氧化铝柱，然后在己烷中进行两次沉淀来实现最终产物的纯化。通过1H NMR光谱测定聚合物的数均分子量，比较PEG主链与芳香族聚苯乙烯峰的积分值，得到PS(8100)-b-PEO(2150)的聚合物组成。
聚合物囊泡制备。如实施例2中所述生产PS-b-PEO聚合物囊泡(PS/PEO数均分子量比值约为3.8(PS(8100)-b-PEO(2150)))。
体外氨摄取。如实施例5中所述，通过并排扩散池研究体外氨摄取，使用修改的聚合物浓度1.24mg/mL。
PS PEO聚合物囊泡在含胆汁盐的介质中能够捕获氨(n＝3)。结果显示在图7中。曲线图中的每个点代表组n＝3的平均值，误差条代表标准偏差。
实施例8：通过使用氯仿作为有机溶剂将含聚合物的有机溶剂相与酸性水相混合制备的PS-b-PEO聚合物囊泡在高胆汁盐浓度下的体外氨摄取，其中PS/PEO数均分子量比值约为1.3
聚合物囊泡制备。如实施例2中所述生产PS-b-PEO聚合物囊泡(PS/PEO数均分子量比值约为1.3(PS(2600)-b-PEO(2000)))，使用氯仿代替二氯甲烷作为有机溶剂。
体外氨摄取。如实施例5中所述，通过并排扩散池研究体外氨摄取。
PS PEO聚合物囊泡在含胆汁盐的介质中能够捕获氨(n＝3)。结果显示在图8中。曲线图中的每个点代表组n＝3的平均值，误差条代表标准偏差。
实施例9：通过使用二氯甲烷作为有机溶剂将含聚合物的有机溶剂相与酸性水相混合制备的PS-b-PEO聚合物囊泡在低渗性和高渗性条件下的体外氨摄取，其中PS/PEO数均分子量比值约为1.3或2.5
聚合物囊泡制备。如实施例2中所述生产PS-b-PEO聚合物囊泡(PS/PEO数均分子量比值约为1.3(PS(2600)-b-PEO(2000))或约2.5(PS(5150)-b-PEO(2060)))。
体外氨摄取。如实施例5中所述，通过并排扩散池研究体外氨吸收，使用修改的在pH 6.8下的缓冲液(低渗性(hypoosmolar)条件：含有SC 25mM和SDC 25mM的磷酸盐缓冲液10mM，最终重量渗透摩尔浓度160mOsmol/kg；高渗性条件：含有SC 30mM、SDC30mM和STC30mM的磷酸盐缓冲液50mM，在添加氯化钠的情况下，达到620mOsmol/kg的最终重量渗透摩尔浓度，即，极端条件比在生理条件下在胃肠道中发现的条件更剧烈)。
在低渗性和高渗性条件下，PS PEO聚合物囊泡在含胆汁盐的介质中能够捕获氨(n＝3)。结果显示在图9中。曲线图中的每个点代表组n＝3的平均值，误差条代表标准偏差。
实施例10：通过使用二氯甲烷作为有机溶剂将含聚合物的有机溶剂相与酸性水相混合制备的PS-b-PEO聚合物囊泡在消化酶的存在下的体外氨摄取，其中PS/PEO数均分子量比值约为2.5
聚合物囊泡制备。如实施例2中所述生产PS-b-PEO聚合物囊泡(PS/PEO数均分子量比值约为2.5(PS(5150)-b-PEO(2060)))。
体外氨摄取。如实施例5中所述，通过并排扩散池研究体外氨摄取，使用修改的在pH 6.8和300mOsmol/kg下的缓冲液(磷酸盐缓冲液50mM、SC 12.5mM、SDC 12.5mM、来自猪胰的胰蛋白酶1mg/mL(约10 000单位/mL)、来自牛胰的α-糜蛋白酶(II型)1mg/mL(约40单位/mL)、来自猪胰的脂肪酶(II型)3mg/mL(约300单位/mL))。酶的活性对应于模拟肠液中的蛋白酶和脂肪酶活性，美国药典(USP39-NF34)。选择比实施例5中使用的胆汁盐浓度低的胆汁盐浓度以确保酶活性，并且将动力学限制为4小时以避免消化酶的降解产物的干扰。
PS PEO聚合物囊泡在含胆汁盐和消化酶的介质中能够捕获氨(n＝3)。结果显示在图10中。曲线图中的每个点代表组n＝3的平均值，误差条代表标准偏差。
实施例11：通过使用二氯甲烷作为有机溶剂将含聚合物的有机溶剂相与酸性水相混合制备的PS-b-PEO聚合物囊泡在高钾浓度下的体外氨摄取，其中PS/PEO数均分子量比值约为1.3
聚合物囊泡制备。.如实施例2中所述生产PS-b-PEO聚合物囊泡(PS/PEO数均分子量比值约为1.3(PS(2600)-b-PEO(2000)))。
体外氨摄取。如实施例5中所述，通过并排扩散池研究体外氨摄取，使用250mM的钾浓度(最终pH 6.8和重量渗透摩尔浓度700mOsmol/kg)。
PS PEO聚合物囊泡在250mM的钾浓度下在含胆汁盐的介质中能够捕获氨(n＝3)。结果显示在图11中。曲线图中的每个点代表组n＝3的平均值，误差条代表标准偏差。
实施例12：通过使用二氯甲烷作为有机溶剂并使用不同浓度的酸将含聚合物的有机溶剂相与酸性水相混合制备的PS-b-PEO聚合物囊泡的体外氨摄取，其中PS/PEO数均分子量比值约为1.3
聚合物囊泡制备。如实施例2中所述生产PS-b-PEO聚合物囊泡(PS/PEO数均分子量比值约为1.3(PS(2600)-b-PEO(2000)))，使用在pH 2.0下的柠檬酸溶液100mM(115mOsmol/kg)、200mM(230mOsmol/kg)、250mM(300mOsmol/kg)、300mM(340mOsmol/kg)、400mM(460mOsmol/kg)、500mM(580mOsmol/kg)或600mM(700mOsmol/kg)。
体外氨摄取。如实施例3中所述，通过并排扩散池研究体外氨摄取(即，仅磷酸盐缓冲液)在pH 6.8下(最终重量渗透摩尔浓度：300mOsmol/kg至400mOsmol/kg)。
PS PEO聚合物囊泡在不含胆汁盐的介质中能够捕获氨(n＝3至4)。结果显示在图12中。曲线图中的每个点代表组n＝3至4的平均值，误差条代表标准偏差。跨膜pH-梯度聚合物囊泡中的氨捕获能力(每克聚合物捕获的氨)是由AST-120活性炭制成的氨吸附微粒的氨捕获能力(每克炭捕获的氨，Bosoi等，同上)的大于20倍。权利要求的范围不应受到实施例中所述的优选的实施方式的限制，而应当给出与整体描述一致的最广泛的解释。
实施例13：通过使用二氯甲烷作为有机溶剂将含聚合物的有机溶剂相与酸性水相混合制备的PS-b-PEO聚合物囊泡在高胆汁盐浓度下且在预暴露于O/W乳液后的体外TMA摄取，其中PS/PEO数均分子量比值约为1.4至2.0。
聚合物囊泡制备。如实施例2中所述生产聚(苯乙烯)-b-聚(环氧乙烷)(PS/PEO数均分子量(Mw)比值约为1.4(PS(2770)-b-PEO(2000))和约2.0(PS(3900)-b-PEO(2000)))。
体外TMA摄取。通过在存在(PS/PEO数均分子量比值约为1.4和2.0)或不存在(PS/PEO数均分子量比值约为1.4)各30mM的胆汁盐胆酸钠(SC)、脱氧胆酸钠(SDC)和牛磺胆酸钠(STC)的情况下，在调节至pH 6.8和300mOsmol/L下的50mM磷酸盐缓冲液中稀释，在保持在37℃下的并排扩散池中产生跨膜pH-梯度。在涉及将聚合物囊泡预暴露于O/W乳液(以模拟掺入乳膏剂或洗剂中)的实验中，在摄取实验之前立即将10％(v/v)O/W乳液(5％(m/v)聚山梨醇酯80、15％(v/v)矿物油和足以达到总体积的磷酸盐缓冲盐水)添加到聚合物囊泡分散体中(PS/PEO数均分子量比值约为1.4)。
双室系统由聚碳酸酯膜(孔径＝50nm)隔开，在一侧物理分离聚合物囊泡。扩散池内的聚合物和TMA浓度分别为1.75mg/mL和1.5mM。在规定的时间，从不含聚合物囊泡的隔室中取出40μL的等分试样，并通过PocketChemTMBA PA-4140(阿克雷公司(Arkray Inc.))测定TMA浓度，其用TMA标准品校准。使用公式3量化TMA捕获能力，其中总TMA浓度是指孵育10分钟时池中的TMA量：
PS PEO聚合物囊泡能够在含胆汁盐的介质和O/W乳液中捕获TMA(n＝3)。数据示出聚合物囊泡在模拟肠道环境的苛刻条件下或在掺入O/W乳液(例如，洗剂或乳膏剂，用于外用)后有效捕获TMA。结果显示在图13中。曲线图中的直方图条代表组(n＝3)的平均值，误差条代表标准偏差。
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Claims (15)

1.一种聚合物囊泡，包括：(a)膜，所述膜包含聚苯乙烯(PS)和聚环氧乙烷(PEO)的嵌段共聚物，其中PS/PEO分子量比值高于1.0且低于4.0；
以及(b)包围酸的核心。
2.根据权利要求1所述的聚合物囊泡，其中所述嵌段共聚物是二嵌段共聚物。
3.根据权利要求1或2所述的聚合物囊泡，其中当所述聚合物囊泡水合时，所述酸的浓度产生的pH值为1至6，优选2至5，更优选地为2至4。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的聚合物囊泡，其中所述酸是在酸性水溶液中。
5.根据权利要求4所述的聚合物囊泡，其中所述酸性水溶液中的所述pH值为1至6，优选2至5，更优选地为2至4。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的聚合物囊泡，其中所述酸是羟基酸，最优选地是柠檬酸。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的聚合物囊泡，其通过包括将含有所述共聚物的有机溶剂与含有所述酸的水相进行混合的方法制备。
8.根据权利要求7所述的聚合物囊泡，其中所述有机溶剂是不溶于水的或者是部分水溶性的。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的聚合物囊泡，所述核心还包围氨或氨的甲基化类似物，所述甲基化类似物优选为TMA。
10.一种组合物，其包含根据权利要求1至8中任一项所限定的所述聚合物囊泡，以及至少一种可药用的赋形剂。
11.根据权利要求10所述的组合物，其中所述组合物为液体、半固体或固体形态。
12.根据权利要求1至8中任一项所述的聚合物囊泡或根据权利要求10或11所述的组合物，其用于肠内使用或外用。
13.根据权利要求12所述的聚合物囊泡或组合物，其用于治疗氨或氨的甲基化类似物相关的疾病或病症、或其症状，并且优选地用于治疗高氨血症或三甲基胺尿症。
14.一种用于制备根据权利要求1至8中任一项所限定的所述聚合物囊泡的方法，包括：
a.将PS和PEO的所述嵌段共聚物溶解于有机溶剂、优选不溶于水的或部分水溶性的有机溶剂中，以形成含共聚物的有机相；
b.将含所述共聚物的有机溶剂相与含所述酸的水相混合，以形成所述聚合物囊泡；以及
去除所述有机溶剂。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述水相包含50mM至700mM的酸。
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