CN115666520A - 水凝胶药物递送组合物 - Google Patents

水凝胶药物递送组合物 Download PDF

Info

Publication number
CN115666520A
CN115666520A CN202080043259.8A CN202080043259A CN115666520A CN 115666520 A CN115666520 A CN 115666520A CN 202080043259 A CN202080043259 A CN 202080043259A CN 115666520 A CN115666520 A CN 115666520A
Authority
CN
China
Prior art keywords
poloxamer
drug delivery
hydrogel
bio
delivery composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202080043259.8A
Other languages
English (en)
Inventor
王东
尤西夫·阿尔莫沙里
任荣国
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bohe Biotech Chengdu Co ltd
University of Nebraska
Original Assignee
Bohe Biotech Chengdu Co ltd
University of Nebraska
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bohe Biotech Chengdu Co ltd, University of Nebraska filed Critical Bohe Biotech Chengdu Co ltd
Publication of CN115666520A publication Critical patent/CN115666520A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K6/00—Preparations for dentistry
    • A61K6/20—Protective coatings for natural or artificial teeth, e.g. sealings, dye coatings or varnish
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0012—Galenical forms characterised by the site of application
    • A61K9/0019—Injectable compositions; Intramuscular, intravenous, arterial, subcutaneous administration; Compositions to be administered through the skin in an invasive manner
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/06—Organic compounds, e.g. natural or synthetic hydrocarbons, polyolefins, mineral oil, petrolatum or ozokerite
    • A61K47/08—Organic compounds, e.g. natural or synthetic hydrocarbons, polyolefins, mineral oil, petrolatum or ozokerite containing oxygen, e.g. ethers, acetals, ketones, quinones, aldehydes, peroxides
    • A61K47/10—Alcohols; Phenols; Salts thereof, e.g. glycerol; Polyethylene glycols [PEG]; Poloxamers; PEG/POE alkyl ethers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K6/00—Preparations for dentistry
    • A61K6/60—Preparations for dentistry comprising organic or organo-metallic additives
    • A61K6/69—Medicaments
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0012—Galenical forms characterised by the site of application
    • A61K9/0019—Injectable compositions; Intramuscular, intravenous, arterial, subcutaneous administration; Compositions to be administered through the skin in an invasive manner
    • A61K9/0024—Solid, semi-solid or solidifying implants, which are implanted or injected in body tissue
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0012—Galenical forms characterised by the site of application
    • A61K9/0053—Mouth and digestive tract, i.e. intraoral and peroral administration
    • A61K9/0063—Periodont
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/06—Ointments; Bases therefor; Other semi-solid forms, e.g. creams, sticks, gels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/10—Dispersions; Emulsions
    • A61K9/107—Emulsions ; Emulsion preconcentrates; Micelles
    • A61K9/1075—Microemulsions or submicron emulsions; Preconcentrates or solids thereof; Micelles, e.g. made of phospholipids or block copolymers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P19/00—Drugs for skeletal disorders
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Communicable Diseases (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

公开了一种包含治疗剂和泊洛沙姆的水凝胶药物递送组合物，其中所述泊洛沙姆被修饰以能够粘附在骨或牙齿的表面，并且其中所述泊洛沙姆被焦磷酸盐、双膦酸盐、酸性肽或四环素及其衍生物修饰。

Description

水凝胶药物递送组合物
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年4月18日提交的美国临时申请号62/835542的优先权，并且将其公开内容通过引用特此并入。
技术领域
本发明涉及药物递送系统领域，具体涉及水凝胶药物递送组合物。
背景技术
口腔疾病是人类非常常见的疾病。在大多数情况下，口腔疾病的治疗只需要局部用药，不需要全身用药。对于一些患者，全身用药可能引起严重的副作用。此外，全身用药可能很容易导致在体内产生耐药性，降低药物的功效。另外，口腔环境复杂，并且很多因素影响口腔健康。例如，长期使用抗生素会破坏口腔的正常菌群。研究人员一直在寻找能够在口腔内以靶向的方式有效释放药物的递送系统。
牙周病是一种流行的慢性炎性病症，它影响牙齿的周围组织(包括牙龈、牙周韧带和牙槽骨)，导致牙周袋形成、移动、骨丢失，并且最终导致牙齿脱落。除了致病细菌种群外，旨在保护宿主组织免受细菌侵袭的宿主免疫反应也充当牙周损伤的介质[1]。当前的治疗策略旨在通过机械疗法和施用抗微生物剂来降低细菌负荷[2,3]。此外，宿主调节剂已经被用于减轻炎症并且预防疾病进展[4,5]。它们在阻止牙槽骨丢失(牙周病的主要破坏性和不可逆标志)方面的功效是有限的。因此，对于开发防止骨侵蚀并且使丢失的牙槽骨再生的新型疗法存在未满足的临床需求。
糖原合酶激酶3β(GSK3β)是一种在若干生理过程(包括炎症和骨稳态)中起着至关重要的作用的多任务丝氨酸/苏氨酸激酶。已经证明它在宿主炎症反应[6-8]和骨稳态[9]中作为负调节因子起关键作用，这表明GSK3β的抑制剂能够为炎性和骨代谢疾病提供治疗作用[10]。特别地，已经在牙周病中对GSK3β抑制剂(SB216763)进行了研究，并且数据证实了它在预防与牙周病相关的牙槽骨丢失方面的治疗益处[11]。在过去的十年中，已经合成了几种选择性GSK-3β抑制剂，并且在不同阶段的临床试验中进行了测试[12,13]。特别地，6-溴靛玉红-3'-肟(BIO)(一种有效的GSK3β抑制剂，酶促IC50为5nM)已经表现出抗炎作用[7,8]以及强大的骨和牙齿合成代谢作用[14-20]。然而，由于GSK3参与多个生理过程，全身施用可能导致严重的不良副作用(例如，腹泻、低血糖、肿瘤发生)[21-23]。因此，有必要主要在预期的作用部位限制和控制其生物作用。将BIO局部递送至牙周袋将允许直接靶向牙周组织，达到高的局部浓度，同时最小化全身毒性。然而，BIO的水溶解度差和从牙周袋中快速清除对其有效的局部递送带来了重大挑战。
被开发为3-羟基-3-甲基戊二酰(HMG)-CoA还原酶抑制剂的他汀类药物几十年来一直被广泛用于治疗心血管疾病。Mundy等人报道了两种他汀类药物(辛伐他汀(SIM)和洛伐他汀)具有很强的骨合成代谢作用，这归因于骨诱导因子骨形态发生蛋白2(BMP-2)的诱导。之后，他汀类药物还因其抗炎作用而闻名[56]。从那时起，已经投入了大量努力，试图验证这一发现。然而，结果仍然存在争议，部分是由于肝脏中的首过代谢限制了口服给予时到达骨的量，并且阻止了它们在加强骨骼或治疗牙周炎方面的临床应用。辛伐他汀的局部应用因其水溶解度差而受到阻碍(https://www.drugbank.ca/drugs/DB00641)。
将热响应性水凝胶配制品注射到牙周袋中将是局部递送BIO或SIM以防止与牙周炎相关的骨缺损的有希望的选择。泊洛沙姆407(普朗尼克F127)(一种已经被美国FDA批准用于药物应用的常用的配制赋形剂)是一种由一个聚环氧丙烷的中心嵌段侧接两个聚环氧乙烷嵌段组成的三嵌段两亲性共聚物(PEO101 PPO56 PEO101)[24-27]。它已经广泛用于受控的药物和细胞递送[28]。它在水溶液(20％w/v-35％w/v)中独特的热响应性胶凝特性使其成为牙周药物递送和其他类似应用的有吸引力的载体材料[29,30]。两亲性F127聚合物通过形成胶束来增强疏水性药物在室温下的溶解度。当暴露于生理温度时，聚合物溶液形成水凝胶，将包封的药物保持在其收缩的胶束结构中，以提供持续释放动力学。还已知F127是无毒的和生物可相容的[30]。然而，沟液的恒定流量、F127水凝胶较差的骨粘附和机械特性将显著限制有效载荷药物在牙周袋中的生物利用度。
因此，需要改善水凝胶与硬组织的结合并且开发新型水凝胶药物递送系统以在局部位点有效释放药物。
发明内容
在一方面，本公开文本提供了一种包含治疗剂和泊洛沙姆的药物递送组合物，其中所述泊洛沙姆被修饰以能够粘附在骨或牙齿的表面。
泊洛沙姆是由聚氧丙烯(聚(环氧丙烷))的中心疏水链侧接聚氧乙烯(聚(环氧乙烷))的两条亲水链构成的非离子三嵌段共聚物。优选地，所述泊洛沙姆被焦磷酸盐、双膦酸盐、多巴胺、酸性肽或四环素及其衍生物修饰。
更优选地，所述泊洛沙姆是焦磷酸化的泊洛沙姆或泊洛沙姆与焦磷酸化的泊洛沙姆的混合物。
在本公开文本的实施方案中，其中
所述泊洛沙姆选自普朗尼克L31、L35、F38、L42、L43、L44、L61、L62、L63、L64、P65、F68、L72、P75、F77、L81、P84、P85、F87、F88、L92、F98、L101、P103、P104、P105、F108、L121、L122、L123、F127、10R5、10R8、12R3、17R1、17R2、17R4、17R8、22R4、25R1、25R2、25R4、25R5、25R8、31R1、31R2、31R及其混合物；优选地，所述泊洛沙姆是泊洛沙姆407(普朗尼克F127)；
所述治疗剂包括抗炎化合物、骨合成代谢化合物、骨吸收抑制化合物、抗癌化合物、他汀类药物和抗微生物化合物；优选地，所述治疗剂是GSK3-β抑制剂或他汀类药物。
可用于本发明的GSK3-β抑制剂列于表1中。
表1
Figure GDA0003545821470000021
Figure GDA0003545821470000031
Figure GDA0003545821470000041
Figure GDA0003545821470000051
Figure GDA0003545821470000061
Figure GDA0003545821470000071
Figure GDA0003545821470000081
在本公开文本的一个实施方案中，其中所述GSK3-β抑制剂选自表1中所列的化合物，诸如靛玉红及其衍生物、锂、铍、锌及其混合物；优选地，所述GSK3-β抑制剂是6-溴靛玉红-3’-肟、锂或锌。
可用于本发明的他汀类药物包括阿托伐他汀(立普妥)、氟伐他汀(来适可(Lescol)、来适可XL)、洛伐他汀(美降脂(Mevacor)、Altoprev)、普伐他汀(普拉固(Pravachol))、瑞舒伐他汀(可定(Crestor))、辛伐他汀(舒降之(Zocor))和匹伐他汀(Livalo)。
优选地，所述组合物呈水凝胶形式，并且所述水凝胶是热敏的。
在另一方面，本公开文本提供了一种制造所述药物递送组合物的方法，所述方法包括，
使所述泊洛沙姆经受甲苯磺酰化反应以合成甲苯磺酰化的泊洛沙姆；
使所述甲苯磺酰化的泊洛沙姆经受焦磷酸化以获得焦磷酸化的泊洛沙姆；以及
将所述治疗剂溶解于所述焦磷酸化的泊洛沙姆中以获得含有所述药物递送组合物的水凝胶。
在另一方面，本公开文本提供了一种治疗口腔疾病的方法，所述方法包括向有需要的受试者在局部位点处原位施用所述药物递送组合物。
优选地，所述局部位点是牙齿，并且所述口腔疾病是牙病、更优选牙周炎。所述组合物能够经至少2天的时间段释放所述治疗剂以治疗所述口腔疾病，并且所述组合物仅粘附于所述局部位点。
附图说明
图1示出了焦磷酸化的普朗尼克F127(F127-PPi)的合成。
图2示出了PF127水凝胶的体外表征。(a)用不同比率的F127-PPi和F127制备的25％w/v PF127水凝胶的羟基磷灰石(HA)结合的评估。**P<0.01并且****P<0.0001，当与F127水凝胶(比率为0)相比时；#P<0.05并且##P<0.01，当与25的比率相比时(单因素方差分析与图基多重比较)。(b)在4℃下BIO在PF127与F127溶液中的溶解度。**P<0.01并且****P<0.0001(单因素方差分析与图基多重比较)。(c)在37℃下从PF127水凝胶中的累积BIO释放。(d)通过重量剩余(％)测量的在37℃下孵育的PF127水凝胶的侵蚀时间。值以平均值±SD(n＝3)呈现。
图3示出了在(a)24h和(b)48h暴露后，通过CCK-8测定法测量的不同的处理对MC3T3-E1细胞生长的影响。数据显示为平均值±SD。*P<0.05，当与对照组相比时。#P<0.05，当与BIO组相比时。**P<0.01，当与对照组相比时。##P<0.01，当与BIO组相比时。
图4示出了水凝胶的物理特性。(a和d)确定PF127-BIO和PF127水凝胶的胶凝温度(T胶凝)值的储能模量和损耗模量(G'和G”)。(b)PF127和(c)PF127-BIO水凝胶在不同剪切速率下的粘度。(e)F127和(f)F127-BIO水凝胶在不同剪切速率下的粘度。
图5示出了在实验性牙周炎大鼠模型中PF127-BIO水凝胶的治疗功效的体内评价。(a)示出了不同的处理对上颌磨牙釉牙骨质界(CEJ)至牙槽骨嵴(ABC)的影响的显微CT矢形图像。白色竖直线指示ABC-CEJ距离。比例尺＝1mm。(b)在CEJ与ABC之间的直线距离的测量。(c-d)不同处理后牙槽骨质量的定量分析。骨体积(BV)，骨小梁厚度(Tb.Th)。值以平均值±SD呈现。*P<0.05，**P<0.01并且****P<0.0001(单因素方差分析与图基多重比较)。
图6示出了在不同的处理三周后第一磨牙(M1)与第二磨牙(M2)之间的乳头状结缔组织和牙槽骨的组织学分析。(a)来自不同处理组的H&E染色组织的代表性图像。(b)炎性细胞和(c)破骨细胞的半定量评估。值以平均值±SD呈现。*P<0.05，**P<0.01，***P<0.001并且****P<0.0001。#P<0.05，##P<0.01，###P<0.001并且####P<0.0001，当与Con+组相比时。(单因素方差分析)。对于100×和400×，比例尺分别＝200μm和50μm。黑色箭头指示牙槽骨，并且星号指示第一磨牙(M1)。
图7示出了在处理区域处的β-连环蛋白的免疫组织化学(IHC)分析。(a)来自不同处理组的牙槽骨嵴(ABC)上方以及第一磨牙(M1)与第二磨牙(M2)之间的结缔组织的β-连环蛋白的IHC染色的代表性图像。(b)在第一磨牙(M1)与第二磨牙(M2)之间邻间的β-连环蛋白阳性细胞的半定量评估。值以平均值±SD呈现。*P<0.05，**P<0.01，***P<0.001并且****P<0.0001。###P<0.001，当与Con+组相比时。(单因素方差分析)。比例尺＝200μm。黑色箭头指示牙槽骨，并且星号指示第一磨牙(M1)和第二磨牙(M2)。
图8示出了加载SIM的PF127/F127水凝胶的相变图像。
图9示出了在实验性牙周炎大鼠模型中加载SIM的PF127水凝胶的治疗功效的体内评价。(a)示出了不同的处理对上颌磨牙釉牙骨质界(CEJ)至牙槽骨嵴(ABC)的影响的显微CT矢形图像。白色竖直线指示ABC-CEJ距离。比例尺＝1mm。(b)在CEJ与ABC之间的直线距离的测量。(c-d)不同处理后牙槽骨质量的定量分析。骨体积(BV)，骨小梁厚度(Tb.Th)。值以平均值±SD呈现。*P<0.05，**P<0.01(单因素方差分析与图基多重比较)。
具体实施方式
下面将参照实施方案详细描述本公开文本的实施方案。然而，本领域普通技术人员应理解，以下实施方案仅用于说明本公开文本，并不旨在限制本公开文本的范围。对于未标明具体条件的那些实施方案，它们根据常规条件或制造商推荐的条件来进行。对于那些所使用的未指出制造商的试剂或仪器，它们均是可商购的常规产品。
实施例1
材料和试剂
普朗尼克F127和焦磷酸盐购自Sigma-Aldrich(美国密苏里州圣路易斯)。BIO根据文献[31]合成。致密陶瓷羟基磷灰石盘(0.5"直径和.08"厚)获自Clarkson ChromatographyProducts,Inc.(美国宾夕法尼亚州南威廉斯波特)。小鼠成骨细胞MC3T3-L1细胞获自ATCC(美国弗吉尼亚州马纳萨斯)。胎牛血清(FBS，BenchMarkTM)获自Gemini BenchMark(加利福尼亚州西萨克拉门托)。极限必需培养基(α-MEM)和胰蛋白酶-EDTA购自GIBCO(美国纽约州格兰德艾兰)。细胞计数试剂盒-8(CCK-8)购自Dojindo Molecular Technologies,Inc.(美国马里兰州罗克维尔)。所有其他溶剂和试剂(如果未标明)均购自Acros Organics(美国新泽西州莫里斯普莱恩斯)或Fisher Scientific(美国宾夕法尼亚州匹兹堡)。
焦磷酸化的普朗尼克F127(F127-PPi)的合成
甲苯磺酰化的普朗尼克F127的合成
将普朗尼克F127(1.0g，0.079mmol)和4-甲苯磺酰氯(151mg，0.79mmol)溶解于干燥的二氯甲烷中。然后添加吡啶(62μL，0.79mmol)，并且将所得的溶液在21℃下搅拌24h。添加二氯甲烷(80mL)后，将所得的溶液用HCl(1M，20mL)和盐水(80mL×2)洗涤。洗涤后，将有机相分离并且经MgSO4干燥。将溶液过滤，浓缩，并且将残余物在LH-20柱上纯化以产生922mg的最终产物，产率：90％。1H NMR(CDCl3,500MHz)δppm 7.78(d,J＝3.0Hz,4H),7.33(d,J＝3.0Hz 4H),4.14(t,J＝5.0Hz,4H),3.77(t,J＝4.5Hz,8H),3.59-3.55(m,872H),3.50-3.44(m,142H),3.38(m,65H),2.44(s,6H),1.12(t,J＝5.0Hz,195H)；13C NMR(CDCl3,125MHz)δppm 144.7,133.0,129.8,127.9,75.5,75.4,75.1,73.4,73.0,72.9,72.7,69.2,68.7,21.6,17.5,17.3。
焦磷酸化的普朗尼克F127的合成
将甲苯磺酰化的普朗尼克F127(1.0g，0.077mmol)和三(四-正丁基铵)氢二磷酸盐[(n-Bu4N)3(HO)P2O6](0.31mmol，280mg)溶解于干燥的乙腈中。将溶液在21℃下搅拌直至起始材料完全消失(约3h，通过TLC监测)。去除溶剂后，将残余物溶解于水(20mL)中并且在NaCl溶液(0.1mol/L)中透析(MWCO＝12-14kDa)过夜以将四丁基铵交换为四丁基钠。然后将所得的溶液在蒸馏水中透析以去除过量的NaCl。然后将所得的溶液冻干以获得859mg的最终焦磷酸化的普朗尼克F127(F127-PPi)产物，产率：85％。合成途径示于图1中。
1H NMR(CDCl3,500MHz)δppm 4.16(t,J＝5.0Hz,4H),3.78(t,J＝4.5Hz,8H),3.59-3.54(m,872H),3.50-3.44(m,142H),3.39-3.36(m,65H),1.13(t,J＝5.0Hz,195H)；13C NMR(CDCl3,125MHz)δppm 75.5,75.4,75.1,73.4,73.0,72.9,72.8,72.7,70.6,17.5,17.3；31PNMR(202.5MHz,CDCl3):δ(ppm)＝-7.70(d,J＝20.2Hz),-7.91(d,J＝20.2Hz)。
为了确定PPi含量，将F127-PPi在1M HCl中在100℃下水解2h以释放磷酸盐。用氯仿萃取去除F127后，添加等体积的含有0.5％(w/v)钼酸铵和2％(w/v)抗坏血酸的1M HCl溶液。将样品在37℃下孵育2h，然后使用UV分光光度计测量它们在820nm处的吸光度[49]。发现F127的80％末端羟基已经被焦磷酸化。
加载BIO的热响应性水凝胶的制备
通过将F127-PPi和F127以不同的比率(0:100％w/w、25:75％w/w、50:50％w/w、75:25％w/w、100:0％w/w)混合来制备具有预定聚合物浓度(20％w/v、25％w/v和30％w/v)的PF127水凝胶配制品。简言之，将所需量的F127-PPi和F127溶解于PBS(pH 7.4)中，并且在冰水浴(约4℃，以防止胶凝)中搅拌直至获得澄清溶液(PF127)，然后在4℃下储存过夜。然后通过在4℃下连续搅拌将BIO溶解于聚合物溶液中，将所获得的溶液通过0.8μm过滤注射器过滤。
与模型骨(羟基磷灰石或HA)的结合潜力
为了评估所配制的水凝胶与羟基磷灰石或HA(构成骨和牙齿的主要无机成分)的结合潜力，使用HA盘完成了体外结合研究。简言之，用不同比率的F127-PPi和F127(0:100％w/w、25:75％w/w、50:50％w/w、75:25％w/w和100:0％w/w)制备含有100μM的BIO的聚合物溶液(25％w/v)以优化结合亲和力。在37℃下在放置在塑料孔中的HA盘上形成水凝胶(1mL)，并且允许水凝胶稳定15min。在此之后，将形成水凝胶的HA盘倒置，并且通过将倒置的水凝胶保持在水浴(37℃)内使温度维持在37℃。测量水凝胶与HA盘的结合时间。一式三份进行结合实验。基于此研究，选择了一种配制品进行所有后续实验。
BIO在PF127和F127溶液中的溶解度的评价
在此实验中评估了BIO在PF127和F127溶液中的水溶解度。如先前[32]所报道的，在将BIO添加到含有PF127和F127的培养基中持续预定的时间段后，在溶解平衡下测量BIO的溶解度值。具体地，将过量的BIO添加到在微量离心管中的不同浓度的PF127或F127溶液中。将悬浮液在4℃下在转子上混合48h以达到溶解平衡。在4℃下，将悬浮液在2,000rpm下离心5min以使未溶解的药物沉降到微量离心管的底部。然后将上清液通过0.8μm针式过滤器过滤以获得饱和的BIO溶液。使用UV SpectraMax M2分光光度计(Molecular Devices，美国加利福尼亚州森尼韦尔)来测量在260nm下的BIO浓度。
BIO从水凝胶中的体外释放
如先前[33–35]所报道的，通过无膜实验研究了物理捕获的BIO从PF127水凝胶(20％w/v、25％w/v和30％w/v)中的释放速率。简言之，将含有0.5mg的BIO的1mL的聚合物溶液的样品转移到螺帽管中，并且在37℃下在水浴中孵育直至形成凝胶。胶凝后，将在37℃下预平衡的含有0.5％Tween 80的2mL的磷酸盐缓冲盐水(PBS；pH 7.4)轻轻铺设在水凝胶的表面上，并且伴随连续轻轻振荡在37℃下在水浴中孵育。为了测量BIO的释放，以规律的时间间隔吸出释放培养基(2mL)并且用相等体积的预平衡的新鲜释放缓冲液替换。通过使用Molecular Device的Spectramax M2(美国加利福尼亚州森尼韦尔)测量在260nm下的吸光度确定BIO的浓度。一式三份进行释放研究。
体外水凝胶侵蚀
如他人[33–35]所报道的，通过进行重量剩余(％)实验确定PF127水凝胶配制品(20％w/v、25％w/v和30％w/v)的侵蚀时间。简言之，将1mL的聚合物溶液的样品转移到螺帽管中，并且在37℃下在水浴中孵育直至形成凝胶。胶凝后，将水凝胶样品的原始重量测量为(W0)。随后，将在37℃下预平衡的2mL的PBS(pH 7.4)轻轻铺设在水凝胶的表面上，并且伴随连续轻轻振荡在37℃下在水浴中孵育。完全吸掉缓冲液后，以规律的时间间隔测量剩余水凝胶的重量(Wt)。一式三份进行侵蚀研究。重量剩余(％)计算为：
Figure GDA0003545821470000111
PF127水凝胶的生物相容性
使用CCK-8测定法评估选定的PF127水凝胶配制品(25％w/v的混合的F127-PPi和F127，50:50％w/w)和F127水凝胶(25％w/v)(含或不含BIO)对细胞活力的影响。在所有的含有BIO的配制品中，BIO浓度均是100nM。简言之，将小鼠前成骨细胞MC3T3-L1细胞系在含10％(v/v)FBS和1％(v/v)青霉素/链霉素的细胞培养基(α-MEM)中培养。在含5％CO2的加湿气氛中在37℃下在标准条件下将细胞孵育至90％汇合。根据ISO标准10993-12[34,35]，将水凝胶在37℃下在α-MEM中萃取24h。水凝胶的表面积与培养基的体积之间的比率是1.25cm2/mL。使用未稀释的萃取物进行所述测定法。使细胞在96孔板中生长(1×104个细胞/孔)并且在37℃下孵育24h。然后将细胞用仅培养基、PF127萃取物、PF127-BIO萃取物、F127萃取物、F127-BIO萃取物或游离BIO处理，并且将板在37℃下孵育24和48h。在每个后续时间点，将CCK-8试剂(10μL)添加到每个孔中，并且在37℃下进一步孵育4h。使用Molecular Device的Spectramax M2微板读取器(美国加利福尼亚州森尼韦尔)在450nm下测量吸光度。
胶凝和粘度研究
通过在温度扫描模式下测量样品的储能模量(G')和损耗模量(G”)来确定胶凝温度[36,37]。如上所述制备w/v浓度范围在20％与40％之间的溶液。在3℃下，将每个样品均匀地加载在流变仪(TA Instruments AR1500ex)的Peltier板与60mm直径、1°的锥形几何结构之间。通过使用振荡幅度功能在45℃下预先确定每个样品的线性粘弹区，并且选择以下条件：应变为0.1％，角频率为1rad/s。然后，通过使用流变仪的振荡温度扫描功能(加热阶梯：1℃，浸泡时间：每个温度增加2min)在从3℃至45℃的温度范围内测量每个样品的G'和G”。将每个样品的胶凝温度确定为G'和G”相等时的温度。
使用流变仪和25mm直径的平行板通过流扫[30](37℃，剪切速率从1至100s-1)在恒温下研究凝胶相的粘度。将样品分配在流变仪的Peltier板上，加热至37℃并且在37℃下保持15min以达到热稳定性，然后进行等温测试。
含有BIO的水凝胶对实验性牙周炎大鼠模型的治疗功效
在实验前使十月龄的雌性Sprague Dawley大鼠(退役的种鼠，Envigo)适应一周。将动物(n＝48)随机分配到以下各组(表2)中：健康对照、用盐水处理的实验性牙周炎(EP)、用25％w/v的混合的F127-PPi和F127水凝胶(50:50％w/w，含有100μM的BIO)(PF127-BIO)处理的EP、用25％w/v的F127水凝胶(含有100μM的BIO)(F127-BIO)处理的EP、用25％w/v的PF127水凝胶处理的EP和用游离BIO(100μM)处理的EP。使用结扎丝线，如先前[32,38]所述诱导实验性牙周炎。简言之，首先在异氟醚室中用在100％O2中的1％至4％异氟醚麻醉大鼠。称体重后，为大鼠放置上供给有0.5％至2％异氟醚和100％O2的鼻锥以在整个程序过程中保持麻醉。为了诱导实验性牙周炎，在上颌第2磨牙(M2)周围的龈下轻轻收紧4-0结扎丝线。放置结扎线后，在上颌第1磨牙(M1)与第2磨牙(M2)之间局部递送不同的处理(10μL)，每周一次，持续3周。一周后，去除结扎线。在第4周对所有动物实施安乐死。在显微CT和组织学分析前，将包括所有三颗磨牙的整个上颚进行解剖并且固定在10％福尔马林中。所有与动物相关的实验均得到了内布拉斯加大学医学中心(University of Nebraska MedicalCenter，UNMC)的机构动物护理和使用委员会(Institutional Animal Care and UseCommittee，IACUC)批准。
表2
Figure GDA0003545821470000121
EP：实验性牙周炎。
牙周骨的显微计算机断层扫描(μ-CT)分析
参考先前的研究[32,38]，使用高分辨率X射线显微断层扫描系统(Skyscan 1172，Bruker，比利时孔蒂赫)评价所有上颚样品(包括所有三颗磨牙)的牙槽骨质量。X射线源设置如下：70kV和141μA，分辨率12.9μm，曝光时间1880ms，和铝过滤器0.5mm厚。为了生成3D图像，使用NRecon软件重建扫描原始数据。矢状切面是使用CT-Analyzer软件生成的。为了评价骨侵蚀，使用Skyscan Data viewer软件确定从釉牙骨质界(CEJ)至牙槽骨嵴(ABC)的距离。从CEJ至ABC的距离越长表明骨丢失越多。为了分析组织形态学参数(诸如骨体积(BV)和骨小梁厚度(Tb.Th))，确定了M1与M2之间的多边形目的区域(ROI)。确定ROI是从M1的远中腭侧至M2的近中腭侧(长度)、M1和M2的CEJ下方130次切片(高度)以及从M1和M2的腭侧至颊侧(宽度)。
如先前[39]所述，还收集并且扫描了这些测试大鼠的股骨以评估BIO的潜在全身效应。X射线源设置如下：电压为70kV，电流为141μA，曝光时间为700ms，分辨率为8.6μm，并且铝过滤器为0.5mm厚。3D图像是使用Skyscan NRecon和Skyscan DataViewer软件生成的。对于骨质量分析，选择了股骨远端处的小梁骨的连续的多边形ROI，并且确定了ROI是生长板近端从20次切片至100次切片。使用CT-Analyzer软件确定骨组织形态学参数，包括平均骨体积(BV)、骨体积/组织体积(BV/TV)、骨小梁厚度(Tb.Th)和骨矿物质密度(BMD)。
组织学分析
μ-CT扫描完成后，将上颚使用14％EDTA溶液脱钙两周。脱钙后，将组织包埋在石蜡中以获得4μm厚的矢状切片。将载玻片进行苏木精和伊红(H&E)染色进行显微镜观察。为了探测在M1与M2之间是否存在炎症细胞以及在牙槽嵴中是否存在破骨细胞，一位对实验分组不了解的病理学家(SML)使用Olympus BX53显微镜对载玻片进行了半定量评价。使用半定量评分系统[32,40,41]来评价炎症细胞，其中0是阴性，1是少于30％的受影响组织，2是一些炎症细胞(30％-60％)，并且3是许多炎症细胞(>60％)。类似地，使用半定量评分系统[32,42]评价牙槽嵴上的破骨细胞，其中0是阴性，1是少许破骨细胞衬在少于5％的牙槽骨表面，2是一些破骨细胞(5％-25％)，并且3是许多破骨细胞(25％-50％)。使用一抗(兔单克隆抗β-连环蛋白抗体，Abcam，ab32572；1:400稀释度)进行β-连环蛋白的免疫组织化学(IHC)染色。脱蜡和再水合后，将切片在柠檬酸盐缓冲液(pH＝6.0，0.1M)中孵育以进行抗原修复，洗涤，然后在过氧化氢中孵育。然后将切片封闭并与一抗一起孵育，然后与二抗一起孵育。使用DAB色原使抗体复合物可视化。使用苏木精进行复染。染色强度由病理学家(SML)使用从0至3的等级独立评价，其中0是阴性，1是弱染色，2是中等染色，并且3是强染色[19,43]。SML的评分由评价了一堆切片的另一位检查人(YA)进行校准，然后与SML的得分进行比较。
统计分析
所有生成的数据均表示为平均值±SD(标准偏差)。使用Prism 8.0软件(GraphPad，加利福尼亚州圣地亚哥)进行统计分析。使用方差分析(ANOVA)来分析多于三组之间的连续结果。进行图基成对事后检验用于多重比较。P值<0.05被认为是统计上显著的。
结果
水凝胶与羟基磷灰石(HA)的结合
分析了PF127水凝胶(25％w/v)与HA的体外结合以预测它们在体内对骨的亲和力。如图2a所示，结合时间随着水凝胶中F127-PPi含量的增加而增加。在不同比率的F127-PPi中，50、75和100(w/w％)分别显示出与HA盘的最长结合时间(24.6、25.6和28.2min)。当与F127水凝胶相比时，它们的结合时间是统计上显著的(P<0.0001)。25(w/w％)的比率也表现出相当长的结合时间(18.2min)，这显著高于F127水凝胶(P<0.01)。在所有配制品中，F127水凝胶的结合时间最短(8.5min)。基于这一观察结果，将F127-PPi和F127的50:50％w/w比率的配制品用于后续实验中，因为它显示出很强的结合亲和力，并且PPi含量相对较低。
BIO在PF127与F127中的溶解度
分析了BIO在不同浓度的含有PF127和F127的溶液中的溶解度，并且在4℃下与溶液pH＝7进行比较。如图2b所示，BIO的溶解度似乎成比例地取决于聚合物浓度。当与在20％F127中的0.1mg/mL相比时，BIO在20％PF127中的溶解度确定为0.5mg/mL。此外，当聚合物浓度增加到25％时，BIO在PF127中的溶解度大大提高到2mg/mL，而在F127溶液中所述值仅提高到0.3mg/mL。当浓度进一步增加到30％时，在PF127中的溶解度继续增加到3mg/mL，而在F127中的溶解度提高到0.6mg/mL。显然，PF127可以显著提高BIO的水溶解度。
BIO从PF127水凝胶中的体外释放
在37℃下研究了BIO从PF127水凝胶(20％w/v、25％w/v和30％w/v)中的释放动力学。如图2c所示，发现BIO从水凝胶中的释放动力学取决于聚合物的浓度：聚合物浓度越高，释放速率越慢。BIO从20％w/v水凝胶中的总释放(约99％)发生在24h内，其中在前3h内爆释(约50％)。显示BIO从25％w/v水凝胶中的释放在前12h内爆释，然后在接下来的48h内持续释放。对于30％w/v水凝胶，BIO的释放持续超过48h。
体外水凝胶侵蚀
通过以规律的孵育时间间隔测量重量剩余(％)表征PF127水凝胶侵蚀行为。结果与释放研究相关并且显示取决于水凝胶浓度。如图2d所示，20％w/v浓度的水凝胶在24h内被完全侵蚀，在前3h内被侵蚀约50％。虽然25％w/v水凝胶在48h内被完全侵蚀，但在前6h内观察到约60％的重量损失(爆蚀)，然后持续侵蚀。30％w/v浓度的水凝胶在48h内以持续侵蚀的方式被完全侵蚀。
基于PF127的水凝胶的生物相容性
为了评估PF127水凝胶与已知具有生物相容性的F127相比的安全性，将小鼠成骨细胞MC3T3-L1细胞用PF127、PF127-BIO、F127和F127-BIO培养基萃取物或游离BIO(100nM)处理24h和48h，并且使用CCK-8测定法定义细胞活力(图3)。当与经培养基处理的对照相比时，用PF127 25％w/v处理的MC3T3-L1细胞的活力百分比在24h后略微降低至84.5％，并且在48h后进一步降低至79.5％。24和48h后，用F127萃取物处理的MC3T3-L1细胞的活力分别是87.5％和83.5％。当将BIO添加到水凝胶中时，细胞活力没有显著变化。然而，当将细胞用100nM的游离BIO处理时，与经培养基处理的对照相比，活力确定为102％和104.5％。
PF127水凝胶的胶凝和粘度分析
胶凝温度(T胶凝)是根据储能模量和损耗模量(G'和G”)的温度扫描测量值确定的(图4)。样品在低温(T<T胶凝)下显示出流体样行为，因为G'远小于G”。随着样品被加热，G'和G”二者在T胶凝附近均急剧增加，并且在高温(T>T胶凝)下G'变得大于G”，这表明样品经历了胶凝并且展现出固体样行为。因此，T胶凝是根据G'与G”曲线之间的交叉点确定的，并且表3总结了所获得的T胶凝值。
表3
浓度(w/v) F127 PF127 F127-BIO PF127-BIO
20％ 18.0 19.0 19.0 19.0
25％ 16.0 15.0 14.0 14.0
30％ 13.0 12.1 11.1 11.0
还在37℃下对含和不含BIO的PF127和F127水凝胶进行了粘度测量，以研究焦磷酸化和药物含量对其粘性特性的影响(图4)。所有水凝胶均显示出典型的剪切稀化行为(非牛顿的)，并且粘度随着剪切速率的变化而降低。在相同浓度下，在PF127与F127水凝胶之间没有观察到显著的粘度差异，除了20％w/v PF127显示出低粘度并且形成非常弱的水凝胶之外。BIO添加似乎对水凝胶的粘性特性没有显著影响。
牙周骨的显微计算机断层扫描(μ-CT)分析
如图5a所呈现，很明显与其他处理相比，PF127-BIO水凝胶防止牙槽骨丢失。直线测量(CEJ至ABC)表明在所有其他处理组中PF127-BIO水凝胶处理组具有最短的距离。虽然仅在与盐水处理组相比时F127-BIO处理组才表现出统计上显著的差异，但与盐水处理组相比游离BIO处理组没有显示出统计上显著的差异(图5b)。还量化了骨体积(BV，图5c)和骨小梁厚度(Tb.Th，图5d)以进一步验证骨质量。当与所有其他处理组相比时，PF127-BIO处理组的BV值显著更高。相比之下，仅在与盐水处理组相比时，F127-BIO处理组才表现出统计上显著的差异。当与盐水组相比时，PF127-BIO处理组和F127-BIO处理组的Tb.Th值显著更高。在上述μ-CT参数中，未观察到在游离BIO处理组与盐水组之间有统计上显著的差异。可以在支持信息中找到示出了不同处理后牙周骨质量的3D影片。股骨分析数据未显示在所有处理组之间有任何显著的差异。
组织学评价
为了研究不同的处理对炎症细胞、破骨细胞和β-连环蛋白的影响，对染色的组织切片的图像(图5a、图6a)进行了半定量评估。炎症细胞的组织学得分示于图6b中。正如所预期的，健康Con+组的炎症细胞和破骨细胞得分均为0，这显著低于除PF127-BIO组外的所有处理组。在健康Con+组与PF127-BIO组之间没有统计上显著的差异。当与所有其他组相比时，PF127-BIO水凝胶处理组的炎症细胞得分最低(与盐水Con-组相比P<0.0001，与F127-BIO处理组和游离BIO处理组相比P<0.01)，而仅在与盐水Con-组相比时F127-BIO处理组和游离BIO处理组才表现出统计上显著的差异(P<0.01)。与除健康Con+组外的所有处理组相比，PF127-BIO水凝胶处理组的破骨细胞得分最低，并且显著(P<0.001)低于盐水Con-组的破骨细胞得分(图6c)。F127-BIO处理组和游离BIO处理组的得分显著低于盐水Con-组。在所有处理组中，PF127-BIO水凝胶处理组的β-连环蛋白阳性细胞得分最高(图7b，与盐水Con-组相比P<0.0001，与F127-BIO处理组和游离BIO处理组相比P<0.05，当与健康Con+组相比时P<0.001)。F127-BIO处理组和游离BIO处理组的得分与盐水Con-组、PF127组和健康Con+组没有显著差异(P>0.05)。
实施例2
在这个实施例中，将辛伐他汀(SIM)用作治疗剂。在实施例1中描述了PF127的制备。
加载SIM的PF127/F127水凝胶的制备
薄膜水合法：将过量的SIM溶解于PF127/F127的甲醇溶液中。蒸发甲醇以形成薄膜，然后在第二天用冰冷的水进行30min水合以防止形成凝胶。离心后去除游离药物。
溶剂蒸发法：将PF127/F127和SIM溶解于丙酮中，然后伴随搅拌逐滴添加到冰冷的水中。蒸发丙酮过夜。离心后去除游离药物。
直接溶解法：首先制备冰冷的PF127/F127溶液，并且添加过量的SIM并且混合48h。离心后去除游离药物。
结果示于表4中。基于这一结果，将直接溶解法用于制备加载SIM的PF127/F127水凝胶。
表4
Figure GDA0003545821470000151
Figure GDA0003545821470000161
加载SIM的PF127/F127水凝胶的相变示于图8中。结果表明F127的焦磷酸化不影响其热响应行为。
牙周炎治疗功效的动物研究
在实施例1中描述了实验过程。分组和处理示于表4中。
Figure GDA0003545821470000162
如图9所示，当与盐水对照相比时，加载SIM的PF127配制品是唯一可以显著降低CEJ-ABC距离的配制品。另外，所述处理还可以显著增加牙周骨体积(BV)和骨小梁厚度(Tb.Th)。
参考文献
[1]Pihlstrom BL，Michalowicz BS，Johnson NW.Periodontal diseases.TheLancet.2005 Nov；366(9499)：1809-1820.
[2]Herrera D，Sanz M，Jepsen S，Needleman I，Roldán S.A systematic reviewon the effect of systemic antimicrobials as an adjunct to scaling and rootplaning in periodontitis patients.Journal of Clinical Periodontology.2002Dec；29：136-159.
[3]Greenstein G.Local drug delivery in the treatment of periodontaldiseases：assessing the clinical significance of the results.Joumal ofPeriodontology.2006Apr；77(4)：565-578.
[4]Williams RC，Jeffcoat MK，Howell TH，Reddy MS，Johnson HG，Hall CM，Goldhaber P.lbuprofen：an inhibitor of alveolar bone resorption inbeagles.Journal of Periodontal Research.1988 Jul；23(4)：225-229.
[5]Raja S，Byakod G，Pudakalkatti P.Growth factors in periodontalregeneration.International Journal of Dental Hygiene.2009 May；7(2)：82-89.
[6]Wang H，Brown J，Martin M.Glycogen synthase kinase 3：a point ofconvergence for the host inflammatory response.Cytokine.2011 Feb；53(2)：130-140.
[7]Huang WC，Lin YS，Wang CY，Tsai CC，Tseng HC，Chen CL，Lu PJ，Chen PS，Qian L，Hong JS，Lin CF.Glycogen synthase kinase-3negatively regulates anti-inflammatory interleukin-10 for lipopolysaccharide-induced iNOS/NObiosynthesis and RANTES production in microglial cells.Immunology.2009 Sep；128(1 Pt 2)：e275-e286.
[8]Whittle BJ，Varga C，Pósa A，Molnár A，Collin M，ThiemermannC.Reduction of experimental colitis in the rat by inhibitors of glycogensynthase kinase-3β.British Journal of Pharmacology.2006 Mar；147(5)：575-582.
[9]Arioka M，Takahashi-Yanaga F，Sasaki M，Yoshihara T，Morimoto S，HirataM，Mori Y，Sasaguri T.Acceleration of bone regeneration by local application oflithium：Wnt signal-mediated osteoblastogenesis and Wnt signal-independentsuppression of osteoclastogenesis.Biochemical Pharmacology.2014 Aug；90(4)：397-405.
[10]Martinez A，Castro A，Dorronsoro I，Alonso M.Glycogen synthasekinase 3(GSK-3)inhibitors as new promising drugs for diabetes，neurodegeneration，cancer，and inflammation.Medicinal Research Reviews.2002Jul：22(4)：373-384.
[11]Adamowicz K，Wang H，Jotwani R，Zeller I，Potempa J，ScottDA.Inhibition of GSK3 abolishes bacterial-induced periodontal bone loss inmice.Molecular Medicine.2012 Aug；18(8)：1190-1196.
[12]Xie J，Méndez JD，Méndez-Valenzuela V，Aguilar-Hernández MM.Cellularsignalling of the receptor for advanced glycation end products(RAGE).CellularSignaling.2013 Nov；25(11)：2185-2197.
[13]Sanguineti R，Storace D，Monacelli F，Federici A，OdettiP.Pentosidine effects on human osteoblasts in vitro.Annals of the New YorkAcademy of Sciences.2008 Apr；1126(1)：166-172.
[14]Wang FS，Ko JY，Weng LH，Yeh DW，Ke HJ，Wu SL.Inhibition of glycogensynthase kinase-3βattenuates glucocorticoid-induced bone loss.LifeSciences.2009 Nov；85(19-20)：685-692.
[15]Kranse U，Harris S，Green A，Ylostalo J，Zeitouni S，Lee N，GregoryCA.Pharmaceutical modulation of canonical Wnt signaling in multipotentstromal cells for improved osteoinductive therapy.Proceedings of the NationalAcademy of Sciences.2010 Mar：107(9)：4147-4152.
[16]Fukuda T，Kokabu S，Ohte S，Sasanuma H，Kanomata K，Yoneyama K，Kato H，Akita M，Oda H，Katagiri T.Canonical Wnts and BMPs cooperatively induceosteoblastic differentiation through a GSK3β-dependent and β-catenin-independent mechanism.Differentiation.2010 Jul；80(1)：46-52.
[17]Piters E，Boudin E，Van Hul W.Wnt signaling：a win for bone.Archivesof Biochemistry and Biophysics.2008 May；473(2)：112-116.
[18]Kwon YJ，Yoon CH，Lee SW，Park YB，Lee SK，Park MC.Inhibition ofglycogen synthase kinase-3βsuppresses inflammatory responses in rheumatoidarthritis fibroblast-like synoviocytes and collagen-induced arthritis.JointBone Spine.2014 May；81(3)：240-246.
[19]Jiang YY，Wen J，Gong C，Lin S，Zhang CX，Chen S，Cheng W，Li H.BIOalleviated compressive mechanical force-mediated mandibular cartilagepathological changes through Wnt/β-catenin signaling activation.Journal ofOrthopaedic Research.2018 Apr；36(4)：1228-1237.
[20]Neves VC，Babb R，Chandrasekaran D，Sharpe PT.Promotion of naturaltooth repair by small molecule GSK3 antagonists.Scientific Reports.2017 Jan；7：39654.
[21]Takahashi-Yanaga F.Activator or inhibitor？GSK-3 as a new drugtarget.Biochemical Pharmacology.2013 Jul；86(2)：191-199.
[22]Kahn M.Can we safely target the WNT pathway？Nature Reviews DrugDiscovery.2014 Jul：13(7)：513-532.
[23]Huang P，Yan R，Zhang X，Wang L，Ke X，Qu Y.Activating Wnt/β-cateninsignaling pathway for disease therapy：Challenges andopportunities.Pharmacology&Therapeutics.2019 Apr；196：79-90.
[24]Giuliano E，Paolino D，Fresta M，Cosco D.Mucosal Applications ofPoloxamer 407-Based Hydrogels：An Overview.Pharmaceutics.2018 Sep；10(3)：E159.
[25]Dumortier G，Grossiord JL，Agnely F，Chaumeil JC.A review ofpoloxamer 407 pharmaceutical and pharmacologicalcharacteristics.Pharmaceutical Research.2006 Dec：23(12)：2709-2728.
[26]Fakhar-ud-Din，Khan GM.Development and characterisation oflevosulpiride-loaded suppositories with improved bioavailability invivo.Pharmaceutical Development and Technology.2019 Jan；24(1)：63-69.
[27]Monti D，Burgalassi S，Rossato MS，Albertini B，Passerini N，RodriguezL，Chetoni P.Poloxamer 407 microspheres for orotransmucosal drug delivery.PartII：In vitro/in vivo evaluation.International Jourual of Pharmaceutics.2010Nov：400(1-2)：32-36.
[28]Rangabhatla AS，Tantishaiyakul V，Boonrat O，Hirun N，OuiyangkulP.Novel in situ mucoadhesive gels based on Pluronic F127 and xyloglucancontaining metronidazole for treatment of periodontal disease.Iranian PolymerJournal.2017 Nov；26(11)：851-859.
[29]Akash MS，Rehman K，Li N，Gao JQ，Sun H，Chen S.Sustained delivery ofIL-1Ra from pluronic F127-based thermosensitive gel prolongs its therapeuticpotentials.Pharmaceutical Research.2012 Dec 1；29(12)：3475-3485.
[30]Diniz IM，Chen C，Xu X，Ansari S，Zadeh HH.Marques MM，Shi S，Moshaverinia A.Pluronic F-127 hydrogel as a promising scaffold forencapsulation of dental-derived mesenchymal stem cells.Journal of MaterialsScience：Materials in Medicine.2015 Mar：26(3)：153.
[31]Polychronopoulos P，Magiatis P，Skaltsounis AL，Myrianthopoulos V，Mikros E，Tarricone A，Musacchio A，Roe SM，Pearl L，Leost M，GreengardP.Structural basis for the synthesis of indirubins as potent and selectiveinhibitors of glycogen synthase kinase-3 and cyclin-dependent kinases.Journalof Medicinal Chemistry.2004 Feb；47(4)：935-946.
[32]Wang X，Jia Z，Almoshari Y，Lele SM，Reinhardt RA，Wang D.Localapplication of pyrophosphorylated simvastatin prevents experimentalperiodontitis.Pharmaceutical Research.2018 Aug；35(8)：164.
[33]Deshmukh M，Singh Y，Gunaseelan S，Gao D，Stein S，SinkoPJ.Biodegradable poly(ethylene glycol)hydrogels based on a self-eliminationdegradation mechanism.Biomaterials.2010 Sep；31(26)：6675-6684.
[34]Li Y，Cao J，Han S，Liang Y，Zhang T，Zhao H，Wang L，Sun Y.ECM basedinjectable thermo-sensitive hydrogel on the recovery of injured cartilageinduced by osteoarthritis.Artificial Cells，Nanomedicine，andBiotechnology.2018 Nov；46(sup2)：152-160.
[35]Ma X，He Z，Han F，Zhong Z，Chen L，Li B.Preparation of collagen/hydroxyapatite/alendronate hybrid hydrogels as potential scaffolds for boneregeneration.Colloids and Surfaces B：Biointerfaces.2016 Jul；143：81-87.
[36]Winter HH.Can the gel point of a cross-linking polymer bedetected by the G′-G″crossover？Polymer Engineering and Science.1987 Dec；27(22)：1698-1702.
[37]Bercea M，Darie RN，Nita LE，Morariu S.Temperature Responsive GelsBased on Pluronic F127 and Poly(vinyl alcohol).Industrial&EngineeringChemistry Research.2011 Mar；50(7)：4199-4206.
[38]Bradley AD，Zhang Y，Jia Z，Zhao G，Wang X，Pranke L，Schmid MJ，Wang D，Reinhardt RA.Effect of simvastatin prodrug on experimentalperiodontitis.Journal of Periodontology.2016 May；87(5)：577-582.
[39]Jia Z，Wang X，Wei X，Zhao G，Foster KW，Qiu F，Gao Y，Yuan F，Yu F，Thiele GM，Bronich TK，O’Dell，JR，Wang D.Micelle-Forming Dexamethasone ProdrugAttenuates Nephritis in Lupus-Prone Mice without Apparent Glucocorticoid SideEfffects.ACS Nano.2018 Jul；12(8)：7663-7681.
[40]Gibson-Corley KN，Olivier AK，Meyerholz DK.Principles for validhistopathologic scoring in research.Veterinary Pathology.2013 Nov；50(6)：1007-1015.
[41]Schett G，Stolina M，Bolon B，Middleton S，Adlam M，Brown H，Zhu L，Feige U，Zack DJ.Analysis of the kinetics of osteoclastogenesis in arthriticrats.Arthritis&Rheumatism：Official Journal of the American College ofRheumatology.2005 Oct；52(10)：3192-3201.
[42]Bolon B，Morony S，Cheng Y，Hu YL，Feige U.Osteoclast numbers inLewis rats with adjuvant-induced arthritis：identification of preferred sitesand parameters for rapid quantitative analysis.Veterinary Pathology.2004 Jan；41(1)：30-36.
[43]Song S，Ajani JA，Honjo S，Maru DM，Chen Q，Scott AW，Heallen TR，XiaoL，Hofstetter WL，Weston B，Lee JH.Hippo coactivator YAP1 upregulates SOX9 andendows esophageal cancer cells with stem-like properties.Cancer Research.2014Aug；74(15)：4170-4182.
[44]Georgiou KR，King TJ，Scherer MA，Zhou H，Foster BK，XianCJ.Attenuated Wnt/β-catenin signalling mediates methotrexate chemotherapy-induced bone loss and marrow adiposity in rats.Bone.2012 Jun；50(6)：1223-1233.
[45]Park DW.Jiang S，Liu Y，Siegal GP，Inoki K，Abraham E，ZmijewskiJW.GSK3β-dependent inhibition of AMPK potentiates activation of neutrophilsand macrophages and enhances severity of acute lung injury.American Joufnalof Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology.2014 Sep；307(10)：L735-L745.
[46]Wang Y，Huang WC，Wang CY，Tsai CC，Chen CL，Chang YT，Kai JI，LinCF.Inhibiting glycogen synthase kinase-3reduces endotoxaemic acute renalfailure by down-regulating inflammation and renal cell apoptosis.BritishJournal of Pharmacology.2009 Jul；157(6)：1004-1013.
[47]Klamer G，Shen S，Song E，Rice AM，Knight R，Lindeman R，O’Brien TA，Dolnikov A.GSK3 inhibition prevents lethal GVHD in mice.ExperimentalHematology.2013 Jan；41(1)：39-55.
[48]Bai X，Gao M，Syed S，Zhuang J，Xu X，Zhang XQ.Bioactive hydrogels forbone regeneration.Bioactive Materials.2018 Dec；3(4)：401-417.
[49]Chen F，Jia Z，Rice KC，Reinhardt RA，Bayles KW，Wang D.Thedevelopment of dentotropic micelles with biodegradable tooth-bindingmoieties.Pharmaceutical Research.2013Nov；30(11)：2808-2817.
[50]Wang D，Miller SC，
Figure GDA0003545821470000191
P，
Figure GDA0003545821470000192
J.Bone-targeting macromoleculartherapeutics.Advanced Drug Delivery Reviews.2005 May；57(7)：1049-1076.
[51]Purcell PM，Boyd IW.Bisphosphonates and osteonecrosis of thejaw.Medical Journal of Australia.2005 Apr；182(8)：417-418.
[52]Kennel KA，Drake MT.Adverse effects of bisphosphonates：implications for osteoPorosis management.Mayo Clinic Proceedings 2009 Jul；84(7)：632-638.
[53]Shallis RP，Addy M，Rees GD.In vitro studies on the effect ofsodium tripolyphosphate on the interactions of stain and salivary proteinwith hydroxyapatitc.Journal of dentistry.2005 Apr 1；33(4)：313-24.
[54]Sharma PK，Bhatia SR.Effcct of anti-inflammatories on
Figure GDA0003545821470000193
F127：micellar assembly，gelation and partitioning.International Journal ofPharmaceutics.2004 Jul；278(2)：361-377.
[55]Low SA，Galliford CV.Yang J，Low PS，
Figure GDA0003545821470000194
J.Biodistribution offracture-targeted gsk3β inhibitor-loadcd micelles for improved fracturehealing.Biomacromolccules.2015 Scp；16(10)：3145-3153.
[56]Jain，M.K.&Ridker，P.M.Anti-Inflammatory Effects of Statins：Clinical Evidence and Basic Mechanisms.Nature Reviews Drug Discovery，2005.4，P.977-87.

Claims (17)

1.一种包含治疗剂和泊洛沙姆的药物递送组合物，其中所述泊洛沙姆被修饰以能够粘附在骨或牙齿的表面。
2.根据权利要求1所述的药物递送组合物，其中所述泊洛沙姆被焦磷酸盐、双膦酸盐、多巴胺、酸性肽或四环素及其衍生物修饰。
3.根据权利要求2所述的药物递送组合物，其中所述泊洛沙姆是焦磷酸化的泊洛沙姆或泊洛沙姆与焦磷酸化的泊洛沙姆的混合物。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的药物递送组合物，其中所述泊洛沙姆选自普朗尼克L31、L35、F38、L42、L43、L44、L61、L62、L63、L64、P65、F68、L72、P75、F77、L81、P84、P85、F87、F88、L92、F98、L101、P103、P104、P105、F108、L121、L122、L123、F127、10R5、10R8、12R3、17R1、17R2、17R4、17R8、22R4、25R1、25R2、25R4、25R5、25R8、31R1、31R2、31R及其混合物；优选地，所述泊洛沙姆是泊洛沙姆407(普朗尼克F127)。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的药物递送组合物，其中所述治疗剂包括抗炎化合物、骨合成代谢化合物、骨吸收抑制化合物、抗癌化合物、他汀类药物和抗微生物化合物；优选地，所述治疗剂是GSK3-β抑制剂或他汀类药物。
6.根据权利要求5所述的药物递送组合物，其中所述GSK3-β抑制剂选自靛玉红及其衍生物、锂、锌、铍及其混合物；优选地，所述GSK3-β抑制剂是6-溴靛玉红-3'-肟、锂或锌。
7.根据权利要求5所述的药物递送组合物，其中所述他汀类药物选自阿托伐他汀、氟伐他汀、洛伐他汀、普伐他汀、瑞舒伐他汀、辛伐他汀、匹伐他汀及其混合物；优选地，所述他汀类药物是辛伐他汀。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的药物递送组合物，其中所述组合物呈热响应性水凝胶形式。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的药物递送组合物，其中所述组合物能够粘附在牙齿的表面并且在牙周袋中保留至少2天。
10.一种制造根据权利要求3所述的药物递送组合物的方法，所述方法包括，
使所述泊洛沙姆经受甲苯磺酰化反应以合成甲苯磺酰化的泊洛沙姆；
使所述甲苯磺酰化的泊洛沙姆经受焦磷酸化以获得焦磷酸化的泊洛沙姆；以及
使所述治疗剂溶解于所述焦磷酸化的泊洛沙姆中以获得可注射溶液组合物，所述可注射溶液组合物在体内滴注后将形成水凝胶。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述泊洛沙姆是泊洛沙姆407(普朗尼克F127)，并且所述治疗剂是GSK3-β抑制剂或他汀类药物。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述组合物呈能够在体内滴注后形成水凝胶的注射剂形式。
13.一种治疗口腔疾病的方法，所述方法包括向有需要的受试者在局部位点处原位施用根据权利要求1-9中任一项所述的药物递送组合物。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述局部位点是牙周袋，并且所述口腔疾病是牙病、优选牙周炎。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其中所述组合物能够经至少2天的时间段释放所述治疗剂以治疗所述口腔疾病，并且其中所述组合物仅保留在所述局部位点处。
16.根据权利要求1-9中任一项所述的药物递送组合物，其用于治疗口腔疾病。
17.根据权利要求16所述的用于所述用途的药物递送组合物，其中所述口腔疾病是牙病、优选牙周炎。
CN202080043259.8A 2019-04-18 2020-04-20 水凝胶药物递送组合物 Pending CN115666520A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962835542P 2019-04-18 2019-04-18
US62/835,542 2019-04-18
PCT/CN2020/085549 WO2020211859A1 (en) 2019-04-18 2020-04-20 Hydrogel drug delivery composition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115666520A true CN115666520A (zh) 2023-01-31

Family

ID=72837046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080043259.8A Pending CN115666520A (zh) 2019-04-18 2020-04-20 水凝胶药物递送组合物

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20220218571A1 (zh)
EP (1) EP3982929A4 (zh)
JP (1) JP2022534845A (zh)
CN (1) CN115666520A (zh)
AU (1) AU2020257376A1 (zh)
CA (1) CA3146153A1 (zh)
IL (1) IL287330A (zh)
WO (1) WO2020211859A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3196300A1 (en) * 2020-11-03 2022-05-12 Lisa MANUS Oral hydrogel compositions and uses
CN114533669B (zh) * 2022-01-18 2022-11-04 武汉大学 一种口腔护理组合物及其制备方法和应用

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4780320A (en) * 1986-04-29 1988-10-25 Pharmetrix Corp. Controlled release drug delivery system for the periodontal pocket
US7829074B2 (en) * 2001-10-18 2010-11-09 Nektar Therapeutics Hydroxypatite-targeting poly(ethylene glycol) and related polymers
US20050054663A1 (en) * 2003-08-13 2005-03-10 Bennett Christina N. GSK-3 inhibitors
US9034390B2 (en) * 2006-05-02 2015-05-19 Bioneutral Laboratories Corporation Anti-microbial composition and method for making and using same
KR20110028372A (ko) * 2008-07-09 2011-03-17 보드 오브 리젠츠 오브 디 유니버시티 오브 네브라스카 화학 물질의 경조직 표적화 전달을 위한 기능성 마이셀
CA2868302A1 (en) * 2012-03-23 2013-09-26 Dennis M. Brown Compositions and methods to improve the therapeutic benefit of indirubin and analogs thereof, including meisoindigo
US10279044B2 (en) * 2015-05-29 2019-05-07 Purdue Research Foundation Bone fracture repair by targeting of agents that promote bone healing
GB201617820D0 (en) * 2016-10-21 2016-12-07 King's College London Dental treatment

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020211859A1 (en) 2020-10-22
EP3982929A1 (en) 2022-04-20
EP3982929A4 (en) 2023-06-07
IL287330A (en) 2021-12-01
JP2022534845A (ja) 2022-08-04
AU2020257376A1 (en) 2021-11-11
CA3146153A1 (en) 2020-10-22
US20220218571A1 (en) 2022-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Almoshari et al. GSK3 inhibitor-loaded osteotropic Pluronic hydrogel effectively mitigates periodontal tissue damage associated with experimental periodontitis
Xu et al. An injectable and thermosensitive hydrogel: Promoting periodontal regeneration by controlled-release of aspirin and erythropoietin
Hakim et al. Biocompatible and biomaterials application in drug delivery system in oral cavity
Chen et al. Thermoresponsive hydrogel-based local delivery of simvastatin for the treatment of periodontitis
Wang et al. Multifunctional supramolecular hydrogel for prevention of epidural adhesion after laminectomy
AU2009268528B2 (en) Functional micelles for hard tissue targeted delivery of chemicals
Qayoom et al. Nanohydroxyapatite based ceramic carrier promotes bone formation in a femoral neck canal defect in osteoporotic rats
WO2020211859A1 (en) Hydrogel drug delivery composition
Li et al. An enzyme-responsive membrane for antibiotic drug release and local periodontal treatment
Xu et al. Preparation and characterisation of a gellan gum-based hydrogel enabling osteogenesis and inhibiting Enterococcus faecalis
Li et al. Physically cross-linked DNA hydrogel-based sustained cytokine delivery for in situ diabetic alveolar bone rebuilding
AU2017218437A1 (en) Compositions including benzenesulfonamide-containing non-steroidal anti-inflammatory drugs silk fibroin and a gelling agent and uses thereof
Wang et al. A 3D printed Ga containing scaffold with both anti-infection and bone homeostasis-regulating properties for the treatment of infected bone defects
Cuppini et al. Antimicrobial and anti-inflammatory drug-delivery systems at endodontic reparative material: synthesis and characterization
Zidar et al. Treatment challenges and delivery systems in immunomodulation and probiotic therapies for periodontitis
CN116133642A (zh) 包含聚合物组合制备剂的制备剂和组合物
Rawat et al. Design and development of bioceramic based functionalized PLGA nanoparticles of risedronate for bone targeting: in-vitro characterization and pharmacodynamic evaluation
Yu et al. Local co‐delivery of rh BMP‐2 and cathepsin K inhibitor L006235 in poly (d, l‐lactide‐co‐glycolide) nanospheres
Dubar et al. In-situ forming drug-delivery systems for periodontal treatment: current knowledge and perspectives
Koland et al. Thermosensitive in situ gels for joint disorders: pharmaceutical considerations in intra-articular delivery
Hoque et al. Microgel-Assisted Delivery of Adenosine to Accelerate Fracture Healing
Guo et al. Antibiofilm and mechanical properties of silver nanowire-modified glass ionomer cement
Kim et al. Effect of ProRoot MTA® and Biodentine® on osteoclastic differentiation and activity of mouse bone marrow macrophages
JP5344417B2 (ja) 水油界面を利用した薬物−シリカ封入体の製造法
WO2021020535A1 (ja) 耳内投与用の医薬組成物

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination