CN117120033A - 用于神经消融的方法和组合物 - Google Patents

Abstract

方法、装置和材料用于药学上可接受的植入体系。所述植入体系可包含神经调节剂、固体颗粒状水凝胶颗粒、不同物理相的载体介质，以及用于持续释放所述药物的原位形成的单一贮库。

Description

用于神经消融的方法和组合物

通过引用并入任意优先权申请

根据35U.S.C.§119(e)，本申请要求2021年3月30日提交的美国临时申请号63/168,144的非临时申请的权益，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

说明

慢性膝骨关节炎(OA)是在高龄人群中发展的最普遍的疾病和关节炎形式之一。疾病晚期的特征是关节软骨的不可逆损伤，透明的关节软骨丧失代表了导致不可逆关节损伤的退化级联中的标志性时刻。

随着老年人口的增加，预计该疾病的发病率只会上升，60岁以上的10％的男性和13％的女性会出现症状。临床症状的表现，如疼痛或活动受限，会使人虚弱。疾病晚期的患者可能会寻求全膝关节置换术(TKA)，但许多患者并不是很好的候选人，因为他们经历了高度的疼痛而没有丧失膝关节功能。或者，其他患者可能从手术中受益，但有合并症，使他们不适合手术，害怕术后疼痛和康复。

中度至重度骨关节炎治疗的当前标准护理包括口服药物、各种注射溶液和顺势疗法溶液。目前用于治疗与OA相关的疼痛的解决方案存在不足。持续使用口服镇痛药(如NSAIDs)会产生严重的副作用，如胃肠道出血和溃疡。

存在多种基于关节内注射的解决方案，通常由骨外科医生实施。透明质酸(HA)的关节内注射(也称为粘度补充)基于这样的理论起作用，即HA作为滑液的关键成分天然存在于膝关节中，因此添加大分子量或部分交联的替代物应能改善恶化的状况。存在多种产品，包括Hyalgan/>和Supartz/>然而，关节内注射即使有效也是短期的。一项涵盖12000多名患者的关于HA注射影响的大型元分析(meta-analysis)表明，透明质酸注射要么没有效果，要么具有“临床无关的效果”。关于HA有效性的临床和临床前研究的评估确定其有益效果是不确定的。皮质类固醇注射的益处也是不确定的，也没有显示出统计学意义。在证明有益的研究中，使用皮质类固醇有短期收益。医生在权衡接受这些注射的患者的成本效益比时，必须考虑到缺乏确凿的证据。

或者，皮质类固醇注射剂的作用原理是减少关节间隙的炎症，从而减少与骨关节炎相关的疼痛。产品包括FDA批准的醋酸甲泼尼龙、醋酸曲安奈德、醋酸倍他米松和倍他米松磷酸钠、醋酸曲安奈德和地塞米松的无菌注射剂。针灸等替代疗法也被用于缓解OA疼痛。关节内注射主要通过骨外科医生实施。

最近，越来越多的临床数据支持对支配膝盖的感觉(膝)神经进行热神经消融，以治疗慢性膝盖疼痛。术前和术后减少患者膝关节疼痛的临床数据是令人信服的，因此该方法在临床界正逐渐获得认可。最有效的方法是使用热或射频消融术来消融神经；冷却方法，冷冻神经松解术也在临床开发中。与常规射频消融术相比，冷却射频(RF)消融术的优势在于从换能器尖端消融更大的区域，从而允许更多的能量和更大的神经消融疗效。Avanos公司提供其COOLIEF体系，这是冷却RFA技术的一个例子。临床数据表明，在临床对比试验中，超过70％的患者疼痛减轻了50％或更多。

另一种已被探索用于适用于治疗膝关节疼痛的临时神经消融的热消融技术是冷冻消融，由Pacira Pharmaceuticals/Myoscience开发，称为其工作原理是通过冷冻进行消融，用一根针反复局部输送液体一氧化二氮以冷却神经。每项技术都已经证明了临床疗效，并为患者带来了显著的成本效益。

尽管这些方法具有良好的疗效，但其疗效无法与在相同位置局部注射麻醉剂所实现的疼痛缓解相比。射频方法的疗效变化很大，医生无法预测患者的治疗结果。因此，医生通过对该区域进行更长时间或多次热烧伤来进行补偿，以试图提高该方法的疗效。虽然局部麻醉可以在手术前进行，但这些操作对患者来说是痛苦的，并且不是所有患者都能耐受。最后，射频消融后血管损伤的相关风险已有报道。

膝关节疼痛患者面临的另一个挑战是这些方法不能立即缓解疼痛。

然而，尽管对膝神经进行局部麻醉注射可高度有效且可重复地暂时消除这些患者的膝关节疼痛，但射频消融术导致疼痛的减轻程度差异很大。因此，更可重复和更可靠的结果是所期望的，对于已经接受TKA手术的患者,存在持续性慢性疼痛的患者人群，这是由于易导致重建手术不利结果的不充分的术后治疗方案或合并症。

此外，约10-20％的患者在TKA手术后继续患有慢性疼痛，慢性疼痛定义为手术后持续3个月或更长时间的疼痛。这可能是手术导致的局部神经损伤的直接结果，例如腓总神经的损伤，或者可能是膝盖区域的炎症和非特异性损伤导致该部位的持续异常神经信号，从而导致慢性神经病性疼痛。

这两种技术均依赖于对组织的非特异性损伤，膝神经的可视化依赖于荧光镜和/或超声界标(例如骨和静脉)来进行定位。因此，不能考虑到天然生理变化，从而可能导致患者不满意或者更差的、意外的附带组织损伤和/或神经损伤。此外，手术本身带来了巨大的术中疼痛。

发明内容

在一些实施方案中，可注射药物递送贮库能够递送神经溶解剂超过24小时，从而提供的延长缓解疼痛，转化为改善的患者疗效、患者满意度以及减少止痛剂在用于缓解慢性疼痛症状的治疗方案中的使用。疼痛缓解期可持续6个月。在某些情况下，疼痛缓解期延长一年或更久。神经消融是复杂的，并且不同于在关节置换手术中使用的针对更大、更容易可视化的神经体的神经阻滞，靶标通常是在超声波下不能可视化的更小的神经末端。水凝胶可用作具有靶向和受控注射物分布的贮库，能够高载药量以延长神经调节剂的释放，所述神经调节剂例如配制成更高浓度的神经溶解剂或麻醉剂，在所述浓度下实现神经溶解特性。

水凝胶的含水量通常大于其质量的50％，例如大于80％，通常大于90％。原位形成的凝胶具有可注射的优点，但是在不使用二次包封来限制其治疗有效载荷的剂量倾卸和延长治疗剂的停留时间的情况下，对可溶化合物的延长递送提出了挑战。在一些实施方案中，可以使用药物在一种或多种反应性水凝胶前体的固体熔融混合物中的固体分散体，然后将该固体分散体形成所需范围的颗粒，以提高在载体溶液中的可注射性，而不会堵塞针头或使注射液损失到针头接口中。随着反应组分溶解到液相中，原位反应发生；该反应性水凝胶的表面边界继续充当固体熔融反应性混合物的进一步溶解的扩散屏障，从而延长水合速率并减缓其中所含治疗剂的扩散。在一些实施方案中，治疗剂的固体分散体是高度水溶性的药物，其中该反应性相变将治疗剂从体系中的释放延长了>24小时。在一些实施方案中，药物具有较低的溶解度或具有二次包封，其中该反应性相变降低了体系的突释(burst)。其它实施方案可以具有双模式释放，其中使用溶解度或可溶的和二次包封的混合来实现在最初24-72小时内的开始高药物释放，随后持续释放数天、数周或数月。这种对延长药剂释放的溶解的阻碍也可以通过在用于注射的载体介质中加入热交联聚合物如普朗尼克来增加。

水凝胶熔融颗粒悬浮液是造影增强的，用于单一或多模态形式的检测。由于制剂的固体颗粒性质，颗粒的熔融悬浮液与周围组织相比自然是高回声性的。高回声剂可以在注射前通过装置准备以预成型或按需造影剂的形式结合到一种或多种前体中，以使其适合超声引导注射。例子包括将气体或空隙结合到熔融颗粒本身中，或结合到周围的载体介质中。造影剂可能与装置的寿命永久相关，随着装置水解的进行而被再吸收和清除。药剂在本质上可能是暂时的，在注射过程中使悬浮液可被检测到，但在患者康复过程中恢复到不干扰诊断随访。也可以通过使用药学上可接受的可注射造影剂作为围绕水凝胶熔融颗粒的载体介质来使水凝胶熔融悬浮液具有不透射线性，从而使得制剂在超声(US)和荧光透视下可检测到。

神经活性剂的释放曲线可以变化。在一些应用中，可能需要超过1天但少于5天的立即释放。其他应用可能需要持续几个月的释放曲线，采用零级或一级动力学。其他应用可能需要多模式释放曲线，在不到24小时内大剂量释放，随后是低治疗剂量或亚治疗剂量，持续48、72小时至一周或更长时间，甚至数月。在一种形式中，悬浮颗粒释放曲线可被设计成支持递送用于关节周围去神经的神经溶解剂，并在消融事件后持续抑制神经再生。在任一应用中，释放曲线在设计上可以是双模式型的，在确定的临界范围内预先具有大的快速释放以最大化功效，而在超过该范围的延长治疗中具有较低的持续释放。

公开的实施方案包括药学上可接受的植入体系，其包含通过载体介质中的管腔递送的固体水凝胶颗粒的集合。所述水凝胶颗粒可以由脱水的共价交联颗粒或反应性前体组成，所述前体在熔融状态下结合，从而是非反应性的，在集合中的多个颗粒内具有神经调节剂。颗粒本身可以用作高回声造影剂，能够在递送到靶标组织时相互反应。所述颗粒以固体状态原位递送，通过交联凝胶和固体颗粒药物(包括高水溶性治疗剂)的溶解在水合前沿界面处产生的扩散屏障，产生治疗剂的持续释放贮库。在使用反应性前体的固体熔融颗粒时，随着颗粒在界面上反应，这种扩散屏障更加明显，相对于传统的水凝胶构造，保持了较高的固体百分比和降低的孔隙率。在一些实施方案中，载体介质可以是造影剂，用于在医学成像、超声或荧光透视或两者下可视化的目的。载体介质可以共价交联到水凝胶上，或者物理交联到可注射到神经中和神经周围的一个或多个组织之间的空间中的可植入材料中。这些包含微粒的可注射浆液在医疗装置下可视化注射，用于局部递送神经调节剂或神经作用剂以治疗神经病症。

附图说明

图1所示为包含药学上可接受的植入体系的注射器的实施方案。

具体实施方式

本文阐述了用于高回声贮库的材料、方法和用途，所述高回声贮库包含水凝胶、高回声剂和治疗剂，用于超声或荧光透视引导的局部神经调节。本发明提供了组合物和方法以产生具有受控颗粒分布的可注射、高回声和/或不透射线的贮库，所述贮库由悬浮的固体反应性水凝胶前体组成，用于放置在一种或多种组织的间隙中以治疗疼痛。还提供了将本文所述的任何组合物与治疗体系结合用于治疗慢性疼痛的方法。

可注射的药学上可接受的植入物体系可包含具有增强的医学成像性质的药学上可接受的反应性水凝胶前体颗粒的集合，其能够在图像引导注射程序中递送，用于持续局部递送治疗剂以治疗慢性疼痛。这将通过在神经附近的一个或多个组织之间注射可流动的反应性水凝胶前体固体颗粒来实现，以促进含有用于缓解慢性疼痛状况的治疗剂的水凝胶基质的原位聚合。可通过将高回声剂结合到反应性前体颗粒、注射载体中，或在注射前通过装置制备形成按需高回声剂，来增强水凝胶的回声，以使其适于超声引导注射。通过将不透射线的药剂掺入到反应性前体颗粒中，或者通过使用造影剂作为载体使其适于在荧光透视下注射，水凝胶可以具有增强的不透射线性。图1示出了注射器100的一个例子，其包括药学上可接受的植入体系200的任何例子。药学上可接受的植入体系200可以包括本文所述的任何体系。

植入物的一个实施方案涉及将由前体的固体悬浮液组成的可流动颗粒注入空隙，所述前体反应生成水凝胶植入物。前体可以包含预制的成像剂，或者在反应性前体溶解时形成成像剂的成分。固体前体颗粒可以包含具有神经调节能力的治疗剂。在一些实施方案中，神经调节效应是能够消融靶标神经的神经溶解效应。制备植入物的方法包括将固体颗粒界面处的活性前体溶解在周围的含水载体介质和注射组织中的水分中。当它们彼此反应时，前体在固相和液相的界面上形成可溶胀的水凝胶，这为更多反应性组分的进一步溶解提供了扩散屏障，具有减缓前体颗粒溶解和抑制治疗剂从悬浮液中的释放动力学的总体效果。在一些实施方案中，颗粒可以完全由单一反应组分制成，然后与包含第二种或更多种反应前体的颗粒物理混合以形成反应前体颗粒悬浮液，该悬浮液能够在注射时形成粘性的原位凝胶贮库。

在一些实施方案中，所述位点可填充有小颗粒，所述小颗粒较小，使得其易于流入所述位点。该颗粒能够通过小插管注射，具有可控的分布，在放置后的有限时间内可以手动操作，随后形成内聚的单一贮库或更大贮库的聚集以阻止迁移。在反应后具有柔韧性的反应后小颗粒贮库可非常适合作为活动度高的关节周围区域内的贮库。由反应性前体颗粒形成的较大贮库可能适合用作神经再生的额外物理屏障，而无粘性水凝胶颗粒浆料则不会。

在一些实施方案中，掺入治疗剂，以阻滞或神经溶解剂的形式向神经提供局部递送。治疗剂可以是悬浮的，或者含有治疗剂的预制微粒可以分散在反应性固体熔融反应性前体颗粒中。治疗剂可以以固体反应性前体的形式递送，或掺入固体前体周围的载体介质中，或两者兼有。

在一些实施方案中，医用成像造影剂可包含在植入物中，可预先掺入前体颗粒中，或混入颗粒周围的载体介质中。在一些情况下，体系可以由在表面活性剂或乳剂的溶液中配制的小颗粒组成，其允许在使用前在混合条件下形成高回声剂。这些药剂的形成可以是暂时性的，有助于实现注射事件的可视化，并随后随着时间的推移而再吸收，以防止干扰未来的诊断随访。在一些形式中，颗粒悬浮液本身可以充当高回声剂。在一些实施方案中，载体介质由药学上可接受的可注射造影剂组成，或者与用于荧光透视下可视化的造影剂结合。在一些实施方案中，该体系是回声性的和不透射线的，用于在多种医学模式下可视化。

用于水凝胶成像的药剂

如果颗粒包含用于医学成像方法的造影增强剂，将有利于其他水凝胶应用。水凝胶的高含水量是其生物相容性的一个关键因素，也是它们在超声和荧光透视下可视化效果不佳的原因。相对于周围组织具有不同密度的颗粒将增加固体颗粒的可视性。也可以将药剂掺入用于注射颗粒的载体介质中。气体或固体药剂可以在熔融体形成过程中与反应性前体混合，或者以这样一种方式配制，即它们可以在注射前混合产生。在一些实施方案中，生物气体，例如氮气、氧气或二氧化碳，可以被截留在脂质双层内，以形成稳定的微泡悬浮液，该微泡悬浮液悬浮在用于形成固体颗粒的熔融体中。其他实施例可以使用在水性环境中溶解度降低的人造气体，例如全氟化碳。某些充气脂质体在医学领域是已知的，例如用于Optison^TM、Levovist^TM或Sonazoid等产品中。

一些实施方案可掺入水性表面活性剂，从而可通过使用具有用于注射的流体载体介质的固态反应性水凝胶前体颗粒的方法“按需”形成微泡。在注射之前，在两个注射器之间手动混合一种或多种制剂前体之后，可以单独或组合使用水性混溶剂如非离子表面活性剂来产生微泡。在一些实施方案中，这些药剂用于通过施用装置中的机械结构(例如改良的注射器和/或静态混合器)在前体中产生微泡。在进一步的实施方案中，外部气体源作为应用装置的一部分被提供，气体源被加压以提供载体介质中微泡形成的动力学。此外，预溶解的反应组分可以被分离在一种或多种制剂前体中，使得前体的组合引起泡腾反应，产生微泡。一个实施方案包括用现有的商业微泡制剂如Optison^TM、Levovist^TM或Sonazoid^TM配制一种或多种前体。一些实施方案可以包括使用与药学上认可商业造影剂混合的水凝胶颗粒。

一种形成造影增强水凝胶颗粒的方法包括将密度变更剂掺入颗粒基质中。在一个实施方案中，这包括引入气态药剂，并在重构之前将它们捕获在固体反应性前体颗粒中。在一些实施方案中，致密剂是悬浮液中的固体，其中固体是能够再吸收的药剂。可生物侵蚀的或可生物降解的聚合物，例如以下物质的聚合物和共聚物:聚(酸酐)、聚(羟基酸)、聚(内酯)、聚(三亚甲基碳酸酯)、聚(乙醇酸)、聚(乳酸)、聚(乙醇酸)-共-聚(乙醇酸)、聚(原碳酸酯)、聚(己内酯)、交联的可生物降解的水凝胶网络，如纤维蛋白胶或纤维蛋白密封剂、笼和截留分子，如环糊精、分子筛等。由聚(内酯)和聚(羟基酸)的聚合物和共聚物制成的微球可用作可生物降解的成像载体。

实例包括在形成可注射体系时悬浮于载体介质中的空白PLLA或PLGA微粒。或者，低溶解度或缓慢溶解的聚合物，如高Mw亲水聚合物如线性PEG，可以悬浮在水凝胶颗粒或一种或多种可流动的前体中，以在注射时提供高回声特性。通过键水解或溶解，可再吸收的悬浮剂具有提供瞬时对比性能的潜在优势。具有随时间降低的高回声特性的可注射颗粒贮库允许在放置事件期间可视化，并减少在装置寿命期间对未来诊断随访的干扰。一个例子是注射含有100kDa线性PEG固体颗粒的高回声水凝胶颗粒浆液。线性PEG将足够缓慢地溶解，以允许植入手术时间(即注射)，然后溶解，留下低渗透性的(hypogenic)水凝胶颗粒贮库，因此不干扰用于评估关节的后续超声。在一些实施方案中，悬浮液包含用于向周围组织延长递送的治疗剂或治疗剂的组合。随着治疗剂的释放，浆料贮库的回声随时间而降低，提供了有利的双重功能，即植入时的可视化和与剩余治疗剂贮库的时间的可视化关联。一个例子是分散在固体反应性前体颗粒中的阿米替林颗粒的高负载悬浮液。回声的程度与悬浮阿米替林的量和剩余颗粒的密度直接相关。

在某些实施方案中，可通过掺入市售造影剂来实现不透射线性。所述市售造影剂包括碘含量>300mgI/mL的所有水基非离子碘化造影剂(即Omnipaque 300/350、Isovue 320等)。

除了不透射线和/或回声化合物之外，或作为其替代物，可使用额外的机器辅助成像剂。这种药剂例如是荧光化合物或MRI造影剂(例如含钆化合物)。

用于递送的药物或其他治疗剂

醇和苯酚(石炭酸，一羟基苯)都是常用的神经溶解剂。醇会导致持续数小时的即时进行性燃烧感觉异常，但是大范围的乙醇浓度可通过提取胆固醇和磷脂以及随后的硬化来有效破坏神经。50％以上的浓度被很好地确定为导致神经溶解，例如大约75％、80％、99％或100％。100％的乙醇已经被证明可以完全破坏交感、感觉和运动神经元的细胞体和轴突，但是会增加邻近神经炎的风险。苯酚具有温和的麻醉性质，可导致局灶性出血性坏死，溶解基底膜内的轴突和Schwann细胞，导致整个神经内膜受损。在临床前研究中，外周再生可能在2周后开始。可以以例如在油或甘油中的3％至10％之间，更典型地在6.7％至7％之间注射药物，例如苯酚-水(7％)或苯酚-甘油(5％)。已经应用了更高的浓度，例如大约或至少大约10％、25％、50％和75％，例如在一些情况下在乙醇中大约10-50％的苯酚是理想的。两者在注射后都会立即产生剧烈的灼痛，持续约一分钟。甘油是一种无水毒性较低的醇，与醇和苯酚相比，其渗透性较弱，神经元损伤较小，再生较快。也可以使用碘海醇(30％)。或者，可以选择十四烷基硫酸钠(STS)，一种阴离子表面活性剂和具有洗涤剂性质的硬化剂药物。

去甲肾上腺素再摄取抑制剂(NRI)和低特异性去甲肾上腺素血清素再摄取抑制剂(SNRI)(和选择性血清素/5-羟色胺再摄取抑制剂(SSRI)和多巴胺再摄取抑制剂)阻断在突触间隙的去甲肾上腺素的再摄取，从而增加和维持去甲肾上腺素在心脏和其他组织神经末梢的作用。去甲肾上腺素摄取转运蛋白(NET)包括存在于神经元和肺肺内皮细胞中的摄取1转运蛋白和存在于心肌中的摄取2转运蛋白。再摄取抑制剂包括胍乙啶、1-甲基-4-苯基-吡啶鎓离子(MPP+)和氧化多巴胺或6-羟基多巴胺(6-OHDA)、α-甲基多巴、甲苯磺酸苄酯、鸟嘌呤、贝他尼定和去乙哌喹、去甲丙胺、尼西汀、利托色林、西哌隆、氟利色林、度洛西汀、西酞普兰、氟伏沙明、齐美定、西布曲明、左旋米那西普兰、去乙哌喹、洛贝林和阿米替林。多巴胺再摄取抑制剂包括GBR-12909和安芬酸。这些药物中的许多还起MAO抑制剂的作用，以防止去甲肾上腺素脱氨作用，一些还起VMAT激动剂的作用。虽然不是再摄取抑制剂，但生物碱可卡因会干扰摄取-1。在一些实施方案中，胍乙啶(1-2mg/ml)特别令人感兴趣，因为胍乙啶既可以通过NET1活性最初增加突触裂隙中的去甲肾上腺素(瞬时拟交感神经药)，又可以充当单胺消耗剂，并且阻断肾上腺素能传递。高剂量或持续剂量会导致传出和传入神经(如辣椒素敏感的初级感觉神经)中的神经元细胞死亡。优选地，这些药剂被递送到心脏、肺或由神经节后交感传出神经支配的组织中的神经节后交感神经的神经末梢或外周突触。在高浓度下，这些药物导致免疫毒性NK细胞和单核细胞介导的死亡，这可以从交感神经链中交感神经节的变性看出。

抗抑郁药

神经调节剂可以是抗抑郁药，例如安非他酮、多塞平、地昔帕明、氯丙咪嗪、丙咪嗪、去甲替林、阿米替林、普罗替林、三丙咪嗪、噻奈普汀、氟西汀、氟伏沙明、帕罗西汀、舍曲林、苯乙嗪、曲尼塞溴胺、阿莫沙平、马普替林、曲唑酮、文拉法辛、米氮平、它们的药物活性盐和/或它们的光学异构体。在一个非常优选的实施方案中，所述抗抑郁药是安非他酮或其药学上可接受的盐，或去甲替林或其药学上可接受的盐。安非他酮、地昔帕明和丙咪嗪也是神经节阻滞剂(烟碱)，较高剂量时对传入和传出神经有毒。

与肌动蛋白或微管蛋白相互作用的微管破坏剂或细胞骨架药物也可用于去神经神经元，如鬼笔环肽、细胞色素D、拉春库林、秋水仙碱(1和10microM)、去甲秋水仙碱、茉莉内酯、诺考达唑、紫杉醇和长春碱。其他潜在的方法包括抑制磷酸肌醇3-激酶(PI3K)、丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶B(Akt)、细胞外信号调节激酶(ERK)途径、P38丝裂原活化蛋白激酶途径(MAPK)。

胆固醇氧化物(PMID 9566506)以4ug/ml(10uM)的浓度在体外在36小时内导致交感神经节细胞快速死亡。这些25-OH-胆固醇中最有效的一种已经在一系列细胞类型中显示出神经毒性。

MAO-A和COMPT抑制剂(包括酪胺、氯吉灵、帕吉灵和3，5-二硝基甲苯、Ro 41-1049、司来吉兰、反式环丙胺)如果以足够高的水平给药，可能导致兴奋性化学交感神经切除。

免疫交感神经切除术可使用抗神经生长因子(抗NGF、坦尼珠单抗、富拉奴单抗)实现，自身免疫交感神经切除术可使用抗多巴胺β羟化酶(DHIT)、DBH或抗乙酰胆碱酯酶(Anti-AChE)实现，免疫毒素交感神经切除术可使用OX7-SAP、192-SAP IgG、DBH-SAP或DHIT实现。毒素，例如肉毒杆菌毒素(BOTOX，A型至G型DYSPORT，例如在Donovan的美国专利No.6,743,424中描述的，其全部内容通过引用结并入本文)，河豚毒素，新石房蛤毒素，也可能是有效的。

氨基酰胺

神经调节剂可为麻醉剂。麻醉剂的作用是阻断电压门控钠通道，从而阻止钠流入细胞并阻断脉冲传递。由于阻断心脏钠通道，局部麻醉剂也是I类抗心律失常药物，利多卡因是IB类原型。它们选择性阻断频繁去极化(快速性心律失常)和缓慢传导的通道。高局部浓度的麻醉剂已被证明具有神经溶解特性。

局部麻醉剂的两个亚类根据代谢发生的位置进行分类，氨基酰胺和氨基酯。氨基酰胺如布比卡因、罗哌卡因和利多卡因在肝脏中水解。氨基酯易于产生过敏反应，并且缺乏溶液稳定性。氨基酰胺

治疗递送

在上文和本文所述的一些实施方案中，神经活性剂或药剂被配制为熔融反应性前体的混合物，当该混合物固化时，该药剂作为分散悬浮体存在于反应性前体固体基质中。该药剂可以是具有熔融反应性前体壳的固体核。

在某些实施方案中，药剂作为天然药物悬浮。该药物可以在多个疏水或亲水区域中，在单独的相中，或者作为复合物或者作为包含药物和区域的混合物。一个例子是包裹在脂质体中的布比卡因固体颗粒，将其分离，然后引入反应性前体的熔融混合物中。另一个例子是胺碘酮，在溶液中与β-环糊精络合，干燥，分离，然后掺入反应性水凝胶前体的熔融混合物中。将混合物掺入上述方法中，或者掺入一种或多种前体中，或者掺入水凝胶基质中，该水凝胶基质被进一步还原成可流动的浆料。

在上文和本文所述的一些实施方案中，将神经活性剂配制成在>24小时但少于72小时内立即释放。另外的实施方案可以被配制成在<1周内释放。另外的实施方案可以包括配制成1周、1个月、3个月、6个月、9个月、1年。在延长释放的实施方案中，释放速率曲线可以呈现零级、一级或二级动力学曲线。释放曲线的其它实施方案对其曲线的一部分具有二级释放特征，对第二部分具有零级释放特征，对第三部分具有一级动力学特征。这些实例包括包封在聚酯体系如PLA中的治疗剂，其中随着颗粒水解，药物的溶胀、整体侵蚀和扩散的机制在不同程度上相互竞争。可以形成包含具有二次包封的药剂如PLA微粒的反应性前体颗粒，以实现这种释放速率。此外，可以通过多个颗粒进行多种释放曲线的混合，以实现不同的释放速率动力学。其他实施方案可能需要多峰释放模式，在最初的48-72小时内大剂量快速释放，随后是低治疗剂量或亚治疗剂量，持续到所需的疗效窗口。在一个实施方案中，多峰释放速率由上述速率的任意数量的组合产生。

在一个实例中，含有15％(重量)阿米替林的反应性颗粒混悬液被配制成在1小时内具有<40％的崩解，但NMT在24小时内释放80％。在本文中，所需的释放曲线治疗时间被定义为在所述时间内释放神经活性剂的NLT 80％w/w。

颗粒

实施方案可包括向多个颗粒添加渗透剂。这种药剂的例子包括盐和聚合物。实施方案包括聚合物、线性聚合物和亲水性聚合物或其组合。实施方案包括分子量在约500和约100,000之间的聚合物；技术人员将立即意识到，明确陈述的范围内的所有范围和值都是被考虑在内的，例如约5000至约50,000的分子量。实施方案包括，例如，浓度为约1％至约50％w/w的渗透剂；技术人员将立即意识到，明确陈述的范围内的所有范围和值都是被考虑在内的，例如10％至30％。该药剂和水凝胶可以被引入患者体内，并且可以是其药剂盒的一部分。

该体系的一些实施方案包括用于修复神经的线性亲水聚合物、融合药剂，在此称为融合素。所有真核细胞(包括神经元)通过依赖Ca2+产生小泡形成栓塞来封闭质膜损伤，所述小泡通常在部分收缩的切断的神经的切割端形成。Ca2+内流激活蛋白质、囊泡积累和融合以及生化途径，使神经元和其他细胞能够封闭膜损伤，阻止Ca2+内流，从而存活。相反，PEG不使用任何报告的路径来快速并且人为地融合质膜损伤。据推测，PEG通过使紧密接触的膜脱水来直接诱导膜融合，从而允许膜脂塌陷和融合切割端。在一个实施方案中，可以使用含有线性渗透剂的水凝胶体系，并将其应用于切断的神经末端，作为用于神经修复的融合素。在一些实施方案中，线性渗透剂如PEG原位水凝胶贮库的存在可用于封闭横切的神经并促进所述神经的近端和远端方面的融合。

在上文和此处所述的一些实施方案中，水凝胶颗粒包含一种以上的相，尤其是气体、生物或合成相。所得的颗粒浆料具有特殊的性质，例如降低的密度或可压缩性，这对于特定的应用是有利的。应用可包括填充关节解剖结构周围的保形空间，固体凝胶植入物会带来异物、搅动、刺激或炎症方面的挑战。

全膝关节置换术(TKA)

TKA是目前美国最常见的整形外科手术之一，每年高达700000例手术。随着人口老龄化，预计到2030年将超过300万人。一项对4709例全膝关节置换术后患者的前瞻性队列研究确定，影响患者满意度的两个最重要因素是满足术前预期和疼痛缓解。

骨关节炎的延长缓解

关节成形术是用于晚期骨关节炎相关疼痛和功能障碍的有效且确定的最终治疗选择；然而，由于合并症、缺乏社会支持或其他因素，该方法可能并不适用于所有患者。鉴于最近的阿片类药物危机，已经为不符合TKA条件的患者或估计有20％的术后持续疼痛的TKA患者寻求替代方案。

对使用局部麻醉剂的局部膝神经阻滞反应积极的慢性膝关节疼痛患者可能适合接受消融术。作为消融靶标的膝神经包括上外侧神经、上内侧神经和下内侧神经。这三种感觉神经被认为主要负责将伤害性疼痛信号从膝盖传递到大脑。正确进行的消融应导致这些神经的医源性神经变性，而没有运动缺陷。

可通过在膝神经附近和周围注射乙醇等药剂进行化学消融。许多化学消融化合物的问题在于它们的作用方式对细胞毒性的依赖性和非特异性。乙醇和苯酚等化合物成功消融了神经，但副作用包括疼痛、短暂发热和潜在的中毒。对于非特异性化学消融剂来说，可视化靶标神经以便直接注射尤为重要，这样可防止对周围组织产生意外的毒性，从而进一步减少(confounding)在膝神经消融中应用化学制剂。

射频消融(RFA)涉及通过电极导管尖端传导的电流产生热损伤。为了改善RFA的结果，较新的形式对烧灼导管的尖端进行冷却，以允许更大面积的效果。膝神经消融的靶标在手术中实际上并未可视化；而是基于附近的解剖标志(即骨骼)来估计靶标。由于克服了患者之间的解剖学差异，冷却RFA被认为具有改善的功效。

尽管相对于慢性囊内皮质类固醇注射或口服阿片类药物，RFA提供了一些改善，但它并非没有问题。据报告，因插入消融探针和消融本身而导致的术中疼痛较高。重复使用时，缓解疼痛的效果会下降。使用冷却技术制造更大的损伤使一些人担心会发生额外的间接组织损伤。

实施方案可包括在膝神经靶标内和周围渗入载有缓释神经溶解剂的反应性水凝胶颗粒悬浮液，以消融关节慢性疼痛并提供缓释。这方面的一个例子是在荧光镜下在上外侧神经、上内侧神经和下内侧神经中注射含有高负荷布比卡因的不透射线水凝胶颗粒浆液。在一个实施方案中，凝胶颗粒浆液用于容纳注射物并限制神经溶解剂的扩散，以防止对周围组织和/或非靶标神经的不必要的附带损伤。

在一些实施方案中，水凝胶颗粒浆料载有以双模式方式释放的神经作用剂。第一个释放曲线是快速的，80％在48小时内释放。在某些情况下，80％在72小时内释放。在该治疗浓度下，该药剂的活性本质上是神经溶解的，并消融膝神经。第二种曲线更持久，具有较低的药代动力学Cmax，但AUC更高，在此治疗水平下提供持续的神经抑制，并在消融事件后缓解疼痛。药物如利多卡因和布比卡因在不同的浓度下可能表现出这种双重作用。这种情况的一个例子是固体反应性水凝胶前体颗粒悬浮液，其包含包被在Tween80/Span 60中的一种或多种群体的多个颗粒，包括空气芯、盐酸布比卡因和布比卡因游离碱。盐酸布比卡因将在第一个48小时内提供所需的即时消融浓度，而游离碱将根据制剂技术提供数月的持续低镇痛治疗。

关节成形术后应用

其他临床手术包括髋关节置换，但置换手术也可在其他关节上进行，包括踝、腕、肩和肘。在一个实施方案中，含有成像和神经作用治疗剂的水凝胶颗粒浆料可用于对支配特定靶标关节的基团进行阻滞。在一些情况下，含有治疗剂的浆料可用于消融支配特定靶标关节的感觉神经。在一些实施方案中，在持续遭受慢性疼痛的全关节置换后，该悬浮液用于消融神经。

其他临床需求

水凝胶

因此，本文提供了制造植入材料的实施方案。这种材料包括孔隙率大于约20％v/v的基质；技术人员将立即意识到，明确陈述的范围内的所有范围和值都是被考虑在内的。水凝胶是这种植入物的一个实施方案。水凝胶是不溶于水的材料，并且在其结构中保留了大量(超过20％)的水。事实上，水含量可能超过90％。水凝胶通常通过交联水溶性分子形成基本上无限分子量的网络来形成。含水量高的水凝胶通常是柔软易弯的材料。如果已经干燥的水凝胶在暴露于水时会返回到水凝胶状态，则它在本文中被称为脱水水凝胶；如果暴露在过量的水中并且不受约束，这种水凝胶的体积会膨胀。术语“干燥的”是指基本上不含流体的水凝胶，记住，尽管如此，仍可能存在一些痕量的水。

水凝胶可由天然、合成或生物合成聚合物形成。天然聚合物可包括氨基多糖、多糖和蛋白质。糖胺聚糖的一些例子包括硫酸皮肤素、透明质酸、硫酸软骨素、甲壳质、肝素、硫酸角质素、硫酸角质素及其衍生物。一般来说，糖胺聚糖是从天然来源提取的，并经过纯化和衍生。然而，它们也可以是合成产生的或由修饰的微生物如细菌合成的。这些材料可以从天然可溶状态合成改性为部分可溶或水溶胀或水凝胶状态。这种改性可以通过用其它更疏水的基团缀合或取代可离子化或可氢键结合的官能团如羧基和/或羟基或胺基来实现。

例如，为了降低透明质酸的溶解度，透明质酸上的羧基可以通过醇进行酯化。这种工艺被各种透明质酸产品的制造商(例如Genzyme公司，马萨诸塞州剑桥)用来生产形成水凝胶的基于透明质酸的片材、纤维和织物。其它天然多糖，如羧甲基纤维素或氧化再生纤维素、天然胶、琼脂、琼脂糖、海藻酸钠、角叉菜胶、岩藻聚糖、红藻聚糖、昆布多糖、松萝多糖、麒麟菜、阿拉伯树胶、印度树胶、刺梧桐树胶、黄蓍胶、刺槐豆胶、果胶、支链淀粉、明胶、亲水胶体如羧甲基纤维素胶或用多元醇如丙二醇交联的藻酸盐胶等，在与水性环境接触时也形成水凝胶。

合成水凝胶可以是生物稳定的或可生物降解的或可生物降解的。生物稳定的亲水聚合物材料的例子是聚(甲基丙烯酸羟烷基酯)、聚(电解质复合物)、用可水解或可降解的键交联的聚(乙酸乙烯酯)和水溶胀的N-乙烯基内酰胺。其他水凝胶包括称为的亲水性水凝胶、酸性羧基聚合物(Carbomer树脂是高分子量、烯丙基季戊四醇交联的丙烯酸基聚合物，用C10-C30烷基丙烯酸酯改性)、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、淀粉接枝共聚物、丙烯酸酯聚合物、酯交联的聚葡聚糖。这种水凝胶在例如如下美国专利中有所描述：授予Etes的U.S.Pat.No.3,640,741，授予Hartop的U.S.Pat.No.3,865,108，授予Denzinger等人的U.S.Pat.No.3,992,562，授予Manning等人的U.S.Pat.No.4,002,173，授予Arnold的U.S.Pat.No.4,014,335和授予Michaels的U.S.Pat.No.4,207,893，所有这些专利通过引用并入本文，在冲突的情况下以本说明书为准。

水凝胶可由前体制成。前体不是水凝胶，而是彼此共价交联以形成水凝胶，因此是水凝胶的一部分。交联可以通过共价键或离子键、前体分子片段的疏水缔合或前体分子片段的结晶形成。可以触发前体反应形成交联水凝胶。前体可以是可聚合的，并且包括交联剂，该交联剂通常但不总是可聚合的前体。因此，可聚合前体是具有官能团的前体，这些官能团相互反应形成由重复单元构成的聚合物。前体可以是聚合物。

因此，一些前体通过链增长聚合反应，也称为加成聚合反应，并涉及结合了双键或三键化学键的单体的连接。这些不饱和单体具有额外的内部键，能够断裂并与其他单体连接形成重复链。单体是具有至少一个基团的可聚合分子，该基团与其它基团反应形成聚合物。大分子单体是通常在末端具有至少一个反应性基团的聚合物或低聚物，这使其能够作为单体；每个大分子单体分子通过反应基团的反应连接到聚合物上。因此，具有两个或多个单体或其它官能团的大分子单体倾向于形成共价交联。加成聚合涉及例如聚丙烯或聚氯乙烯的制造。一种类型的加成聚合是活性聚合。

因此，当单体通过缩合反应结合在一起时，一些前体通过缩聚反应发生反应。典型地，这些反应可以通过包含醇、胺或羧酸(或其它羧基衍生物)官能团的分子的反应来实现。当胺与羧酸反应时，形成酰胺或肽键，并释放出水。一些缩合反应遵循亲核性的酰基取代，例如在U.S.Pat.No.6,958,212中，在不妨碍本文明确披露的内容的前提下，该专利的全部内容通过引用并入本文。

一些前体通过链增长机制反应。链增长聚合物被定义为由单体或大分子单体与反应中心反应形成的聚合物。反应中心是化学化合物中的一个特殊位置，它是该化学物质参与的反应的引发剂。在链增长聚合物化学中，这也是增长链的增长点。反应中心本质上通常是自由基、阴离子或阳离子，但也可以采取其他形式。链增长体系包括自由基聚合，其涉及引发、增长和终止的过程。引发是自由基的产生，自由基是传播所必需的，自由基由自由基引发剂如有机过氧化物分子产生。当自由基以一种阻止进一步引发的方式反应时，终止就发生了。最常见的终止方法是通过偶联，其中两种自由基相互反应形成单个分子。

一些前体通过分步生长机制反应，并且是通过单体官能团之间的分步反应形成的聚合物。大多数分步生长聚合物也被归类为缩聚物，但并不是所有的分步生长聚合物都释放缩聚物。

单体可以是聚合物或小分子。聚合物是一种高分子量分子，由许多较小的分子(单体)以规则的模式结合而成。低聚物是具有少于约20个单体重复单元的聚合物。小分子通常指小于约2000道尔顿的分子。

因此，前体可以是小分子，如丙烯酸或乙烯基己内酰胺，含有可聚合基团的较大分子，如丙烯酸酯封端的聚乙二醇(PEG-二丙烯酸酯)，或含有烯属不饱和基团的其它聚合物，如授予Dunn等人的U.S.Pat.No.4,938,763、授予Cohn等人的U.S.Pat.Nos.5,100,992和4,826,945、或授予DeLuca等人的U.S.Pat.Nos.4,741,872和5,160,745，这些专利的全部内容通过引用并入本文。

为了形成共价交联的水凝胶，前体必须交联在一起。一般来说，多聚前体将形成多聚体，该多聚体将在两个或更多点上连接到其他多聚前体，其中每个点都是连接到相同或不同多聚体的连接点。具有至少两个反应性基团的前体可以用作交联剂，因为每个反应性基团可以参与不同的生长聚合物链的形成。在没有反应中心的官能团的情况下，交联需要在至少一种前体类型上有三个或更多这样的官能团。例如，许多亲电-亲核反应消耗亲电和亲核官能团，因此前体需要第三个官能团来形成交联。因此，这种前体可以具有三个或更多个官能团，并且可以由具有两个或更多个官能团的前体交联。交联分子可以通过离子键或共价键、物理力或其他吸引力交联。然而，共价交联通常会在反应物产物结构中提供稳定性和可预测性。

在一些实施方案中，每个前体是多官能的，意味着其包含两个或多个亲电或亲核官能团，使得一个前体上的亲核官能团可与另一个前体上的亲电官能团反应以形成共价键。至少一种前体包含两个以上的官能团，因此作为亲电-亲核反应的结果，前体结合形成交联的聚合产物。

前体可具有生物惰性和亲水性部分，例如核心。在支化聚合物的情况下，核是指连接到从核延伸的臂上的分子的连续部分，臂具有官能团，该官能团通常位于分支的末端。亲水前体或前体部分优选在水溶液中具有至少1g/100mL的溶解度。亲水部分可以是例如聚醚，例如聚氧化烯，如聚乙二醇(PEG)、聚氧化乙烯(PEO)、聚氧化乙烯-共-聚氧化丙烯(PPO)、共-聚氧化乙烯嵌段或无规共聚物，以及聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚(氨基酸、葡聚糖或蛋白质。前体可以具有聚亚烷基二醇部分，并且可以是聚乙二醇基的，至少约80重量％或90重量％的聚合物包含聚环氧乙烷重复。聚醚，尤其是聚(氧化烯)或聚(乙二醇)或聚乙二醇通常是亲水的。

前体也可为大分子(或大分子单体)，其为分子量在一千至数百万范围内的分子。然而，在一些实施方案中，至少一种前体是大约1000Da或更小的小分子。当与约1000Da或更小的小分子结合反应时，大分子的分子量优选比小分子大至少5至50倍，且优选小于约60000Da；技术人员将立即意识到，明确陈述的范围内的所有范围和值都是被考虑在内的。更优选的范围是分子量比交联剂大约7至约30倍的大分子，最优选的范围是重量相差约10至20倍。此外，5000至50000的大分子分子量是有用的，7000至40000的分子量或10000至20000的分子量也是有用的。

某些大分子单体前体是授予Hubbell等人的U.S.Pat.No.5,410,016中描述的可交联的、可生物降解的水溶性大分子单体，在不与本文明确公开的内容相矛盾的程度上，该专利的全部内容引入本文作为参考。这些大分子单体具有至少两个可聚合的基团，它们通过至少一个可降解的区域相隔。

可使用合成的前体。合成的指的是在自然界中没有发现的或者通常在人体中没有发现的分子。一些合成的前体不含氨基酸或不含天然存在的氨基酸序列。一些合成的前体是在自然界中没有发现的或通常在人体中没有发现的多肽，例如二-、三-或四-赖氨酸。一些合成的分子具有氨基酸残基，但只有一个、两个或三个是连续的，所述氨基酸或其聚集体由非天然聚合物或基团隔开。因此多糖或其衍生物不是合成的。

或者，天然蛋白质或多糖可适用于这些方法，例如，胶原蛋白、纤维蛋白(原)、白蛋白、藻酸盐、透明质酸和肝素。这些天然分子可以进一步包括化学衍生，例如合成聚合物装饰。天然分子可以通过其天然的亲核药剂交联，或者在用官能团衍生后交联，例如在U.S.Pat.No.5,304,595、5,324,775、6,371,975和7,129,210中，这些专利中的每一个在不与本文明确公开的内容相矛盾的程度上通过引用并入本文。天然是指在自然界中发现的分子。天然聚合物，例如蛋白质或糖胺聚糖，例如胶原蛋白、纤维蛋白原、白蛋白和纤维蛋白，可以使用具有亲电子官能团的反应性前体进行交联。通常在体内发现的天然聚合物被体内存在的蛋白酶水解降解。可以通过氨基酸上的胺、硫醇或羧基等官能团或者衍生化以具有可活化的官能团对这些聚合物进行反应。虽然天然聚合物可以用于水凝胶，但是它们的胶凝时间和最终的机械性能必须通过适当引入额外的官能团和选择合适的反应条件(例如pH)来控制。

前体可由疏水部分制成，条件是所得水凝胶保留必要量的水，例如至少约20％。在一些情况下，前体仍然可溶于水，因为它也具有亲水部分。在一些情况下，前体分散在水中(悬浮液),但仍然可反应形成交联材料。一些疏水部分可以包括多个烷基、聚丙烯、烷基链或其他基团。一些具有疏水部分的前体以商品名PLURONIC F68、JEFFAMINE或TECTRONIC出售。疏水部分是足够疏水以使大分子单体或共聚物在水连续相中聚集形成胶束的部分，或者是当其自身被测试时，足够疏水以从pH值为约7至约7.5、温度为约30至约50摄氏度的水溶液中沉淀出来或在其中改变相的部分。

前体可具有例如2-100个臂，每个臂具有末端，谨记一些前体可为树枝状聚合物或其他高度支化的材料。水凝胶前体上的臂是指将可交联官能团连接到聚合物核上的化学基团的线性链。一些实施方案是具有3至300个臂的前体；技术人员将立即意识到，明确陈述的范围内的所有范围和值都是被考虑在内的，例如4至16、8至100或至少6个臂。

因此，水凝胶可由例如具有第一组官能团的多臂前体和具有第二组官能团的低分子量前体制成。例如，六臂或八臂前体可以具有亲水臂，例如聚乙二醇，用伯胺封端，臂的分子量为约1000至约40000；技术人员将立即意识到，明确陈述的范围内的所有范围和值都是被考虑在内的。这种前体可以与相对较小的前体混合，例如，分子量在约100和约5000之间，或不超过约800、1000、2000或5000的分子，其具有至少约3个官能团，或约3至约16个官能团；普通技术人员将会理解，这些明确陈述的值之间的所有范围和值都是被考虑在内的。这种小分子可以是聚合物或非聚合物，也可以是天然的或合成的。

可以使用不是树枝状聚合物的前体。树枝状分子是高度分支的径向对称聚合物，其中原子排列成许多臂和亚臂，从中央核心向外辐射。树枝状聚合物的特征在于基于对称性和多分散性评估的结构完美程度，并且需要特定的化学工艺来合成。因此，技术人员可以容易地区分树枝状聚合物前体和非树枝状聚合物前体。树枝状聚合物的形状通常取决于其组分聚合物在给定环境中的溶解度，并且可以根据其周围的溶剂或溶质而显著变化，例如温度、pH或离子含量的变化。

前体可以是树枝状聚合物，例如，如专利申请公开号US20040086479、US20040131582、WO 07005249、WO 07001926、WO 06031358或其美国同族中所示；树枝状聚合物也可用作多功能前体，例如在美国专利公开号US20040131582、US20040086479和PCT申请号WO 06031388和WO 06031388中所示；这些美国和PCT申请的每一个都全文引入本文作为参考。树枝状聚合物是高度有序的，具有高的表面积与体积比，并展现出许多用于潜在功能化的端基。实施方案包括不是树枝状聚合物的多功能前体。

一些实施方案包括基本上由不超过五个残基的寡肽序列组成的前体，例如，包含至少一个胺、硫醇、羧基或羟基侧链的氨基酸。残基是氨基酸，可以是自然界中存在的氨基酸或其衍生物。这种寡肽的主链可以是天然的或合成的。在一些实施方案中，两个或更多个氨基酸的肽与合成的主链结合以制备前体；这种前体的某些实施方案的分子量在约100至约10000或约300至约500的范围内。技术人员将立即意识到，这些明确表述的界限之间的所有范围和值都是被考虑在内的。

可制备不含可被导入位点存在的酶切割的氨基酸序列的前体，包括不含易被金属蛋白酶和/或胶原酶附着的序列。此外，前体可以不含所有氨基酸，或者不含超过约50、30、20、10、9、8、7、6、5、4、3、2或1个氨基酸的氨基酸序列。前体可以是非蛋白质，这意味着它们不是天然存在的蛋白质，不能通过切割天然存在的蛋白质来制备，也不能通过向蛋白质中添加合成材料来制备。前体可以是非胶原蛋白、非纤维蛋白、非纤维蛋白原)和非白蛋白，这意味着它们不是这些蛋白质之一，也不是这些蛋白质之一的化学衍生物。非蛋白质前体的使用和氨基酸序列的有限使用有助于避免免疫反应、避免不必要的细胞识别和避免与使用天然来源的蛋白质相关的危险。前体也可以是非糖类(不含糖)或基本上非糖类(不含超过约5％的糖类，以前体分子量的w/w计)。因此，前体可以例如不包括透明质酸、肝素或结冷胶。前体也可以是非蛋白质和非糖。

肽可用作前体。通常，少于约10个残基的肽是优选的，尽管可以使用更大的序列(例如蛋白质)。技术人员将立即意识到，包括这些明确界限内的每个范围和值，例如1-10、2-9、3-10、1、2、3、4、5、6或7。一些氨基酸具有亲核基团(例如伯胺或硫醇)或可以根据需要衍生以结合亲核基团或亲电基团的基团(例如羧基或羟基)。合成产生的聚氨基酸聚合物通常被认为是合成的，如果它们不是在自然界中发现的，并且被设计成不同于天然存在的生物分子。

一些水凝胶由含聚乙二醇的前体制成。聚乙二醇(PEG，当以高分子量存在时也称为聚环氧乙烷)是指具有重复基团(CH2CH2O)n的聚合物，其中n至少为3。因此，含有聚乙二醇的聚合物前体具有至少三个以线性系列相互连接的这些重复基团。聚合物或臂的聚乙二醇含量通过将聚合物或臂上的所有聚乙二醇基团相加来计算，即使它们被其他基团中断。因此，具有至少1000MW聚乙二醇的臂具有足够的CH2CH2O基团，总计至少1000MW。作为这些领域中的惯用术语，聚乙二醇聚合物不一定指末端为羟基的分子。分子量用符号k缩写成千，例如，15K表示15，000分子量，即15，000道尔顿。SG或SGA指琥珀酰亚胺戊二酸酯。SS是指琥珀酸丁二酰亚胺。SS和SG是琥珀酰亚胺酯，其具有在水中水解降解的酯基。因此，可水解降解的是指在过量的水中，在没有任何酶或细胞存在来介导降解的情况下，在体外自发降解的材料。降解时间是指肉眼判断的材料的有效消失。三赖氨酸(也缩写为LLL)是一种合成的三肽。PEG和/或水凝胶可以以药学上可接受的形式提供，这意味着它是高度纯化的并且不含污染物，例如致热源。

官能团

前体具有在患者体外或原位相互反应形成材料的官能团。官能团通常具有用于聚合的可聚合基团，或者在亲电-亲核反应中彼此反应，或者被配置成参与其他聚合反应。本文前体部分讨论了聚合反应的各个方面。

因此，在一些实施方案中，前体具有可聚合基团，该可聚合基团由聚合领域中使用的光引发或氧化还原体系活化，例如，或亲电子官能团，其为碳二咪唑、磺酰氯、氯碳酸酯、n-羟基琥珀酰亚胺酯、琥珀酰亚胺酯或磺胺琥珀酰亚胺酯，或如U.S.Pat.Nos.5,410,016或6,149,931中，其中每一个都在不与本文明确公开的内容相矛盾的程度上通过引用整体并入本文。亲核官能团可以是例如胺、羟基、羧基和硫醇。另一类亲电药剂是酰基，例如在U.S.Pat.No.6,958,212中，其中描述了用于聚合物反应的迈克尔加成方案。

某些官能团，例如醇或羧酸，在生理条件下(例如，pH 7.2-11.0，37℃)通常不与其它官能团，例如胺反应。然而，通过使用活化基团如N-羟基琥珀酰亚胺，可以使这种官能团更具反应性。某些活化基团包括羰基二咪唑、磺酰氯、芳基卤化物、磺基琥珀酰亚胺酯、N-羟基琥珀酰亚胺酯、琥珀酰亚胺酯、环氧化物、醛、马来酰亚胺、亚胺酯等。N-羟基琥珀酰亚胺酯或N-羟基磺基琥珀酰亚胺(NHS)基团是用于蛋白质或含胺聚合物(例如氨基封端的聚乙二醇)交联的有用基团。NHS-胺反应的一个优点是反应动力学是有利的，但是胶凝速率可以通过pH或浓度来调节。NHS-胺交联反应导致副产物N-羟基琥珀酰亚胺的形成。N-羟基琥珀酰亚胺的磺化或乙氧基化形式在水中具有相对增加的溶解度，因此它们能快速从体内清除。NHS-胺交联反应可以在水溶液中和在缓冲剂存在下进行，所述缓冲剂例如磷酸盐缓冲剂(pH 5.0-7.5)、三乙醇胺缓冲剂(pH 7.5-9.0)、或硼酸盐缓冲剂(pH 9.0-12)、或碳酸氢钠缓冲剂(pH 9.0-10.0)。由于NHS基团与水的反应，基于NHS的交联剂和官能聚合物的水溶液优选在交联反应之前制备。通过将这些溶液保持在较低的pH值(pH 4-7)，可以延缓这些基团的反应速率。引入体内的水凝胶中也可以包含缓冲剂。

在一些实施方案中，每种前体仅包含亲核或亲电官能团，只要在交联反应中使用亲核和亲电的两种前体。因此，例如，如果交联剂具有亲核官能团如胺，则官能聚合物可以具有亲电子官能团如N-羟基琥珀酰亚胺。另一方面，如果交联剂具有亲电官能团，例如磺基琥珀酰亚胺，那么官能聚合物可以具有亲核官能团，例如胺或硫醇。因此，可以使用功能性聚合物，例如蛋白质、聚(烯丙基胺)或胺封端的二官能或多官能聚(乙二醇)。

一个实施方案具有各自具有3至16个亲核官能团的反应性前体物质和各自具有2至12个亲电子官能团的反应性前体物质；技术人员将立即意识到，明确陈述的范围内的所有范围和值都是被考虑在内的。

官能团可以是，例如，可与亲核药剂反应的亲电药剂，可与特定亲核药剂反应的基团，例如，伯胺，与生物流体中的物质形成酰胺键的基团，与羧基形成酰胺键的基团，活化酸官能团，或其组合。官能团可以是例如强亲电子官能团，表示在室温和压力下在pH 9.0的水溶液中与伯胺有效形成共价键的亲电子官能团，和/或通过迈克尔型反应反应的亲电子基团。强亲电药剂可以是不参与迈克尔型反应的类型，也可以是参与迈克尔型反应的类型。

迈克尔型反应是指亲核药剂在共轭不饱和体系上的1,4加成反应。加成机理可以是纯极性的，或者通过类似自由基的中间状态进行；路易斯酸或适当设计的氢键化合物可起到催化剂的作用。术语共轭既可以指碳-碳、碳-杂原子或杂原子-杂原子多重键与单键的交替，也可以指官能团与大分子如合成聚合物或蛋白质的连接。迈克尔型反应在U.S.Pat.No.6,958,212中有详细讨论，该专利在不与本文明确公开的内容相矛盾的程度上出于所有目的通过引用整体并入本文。

不参与迈克尔型反应的强亲电药剂的例子是:琥珀酰亚胺、琥珀酰亚胺酯或NHS-酯。迈克尔型亲电药剂的例子是丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和其它不饱和的可聚合基团。

引发体系

一些前体使用引发剂进行反应。引发剂基团是能够引发自由基聚合反应的化学基团。例如，它可以作为单独的组分存在，或者作为前体上的侧基存在。引发剂基团包括热引发剂、光活化引发剂和氧化还原(氧化还原)体系。长波UV和可见光光活化引发剂包括例如乙基曙红基团、2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮基团、其他苯乙酮衍生物、噻吨酮基团、二苯甲酮基团和樟脑醌基团。热反应引发剂的例子包括4，4’偶氮双(4-氰基戊酸)基团和过氧化苯甲酰基团的类似物。几种可商购的低温自由基引发剂，如可从Wako Chemicals USA，Inc.，Richmond，Va获得的V-044，可用于在体温下引发自由基交联反应以与前述单体形成水凝胶涂层。

金属离子可在氧化还原引发体系中用作氧化剂或还原剂。例如，亚铁离子可以与过氧化物或氢过氧化物结合使用来引发聚合，或者作为聚合体系的一部分。在这种情况下，亚铁离子将作为还原剂。或者，金属离子可以作为氧化剂。例如，铈离子(铈的4+价态)与各种有机基团相互作用，包括羧酸和氨基甲酸乙酯，以将电子转移到金属离子，并在有机基团上留下引发基团。在这样的体系中，金属离子充当氧化剂。可能适合于这两种角色的金属离子是过渡金属离子、镧系元素和锕系元素中任何具有至少两种可容易获得的氧化态的那些离子。特别有用的金属离子至少具有通过仅一个电荷差相区分的两个状态。其中，最常用的是三价铁/二价铁；二价铜/一价铜；四价铈/三价铈；四价钴/三价钴；四价钒/五价钒；高锰酸盐；和三价锰/二价锰。可以使用含过氧化物的化合物，例如过氧化物和氢过氧化物，包括过氧化氢、叔丁基氢过氧化物、叔丁基过氧化物、过氧化苯甲酰、过氧化叔丁基异丙基苯。

引发体系的实例是一种溶液中的过氧化合物和另一种溶液中的活性离子如过渡金属的组合。在这种情况下，不需要聚合的外部引发剂，并且当两个含有互补反应性官能团的部分在应用位点相互作用时，聚合自发进行，不需要施加外部能量或使用外部能量。

水凝胶和水凝胶形成

一般而言，可组合前体以制备共价交联的水凝胶。水凝胶可包含一种或多种治疗剂，在合适的时间内释放。水凝胶是原位制备的。

当原位制备时，交联反应通常在生理条件下在水溶液中发生。交联反应优选不释放聚合热或不需要外源能量来引发或引发聚合。水凝胶的原位形成可导致水凝胶粘附到组织边缘。这种聚合倾向于减少注射时的流体分布，从而减少不期望的神经/组织靶向，并提供用于延长治疗递送的基质。

一个实施方案是具有较小溶胀的水凝胶。水凝胶通常可以是低溶胀的，这可以通过水凝胶在没有物理限制的情况下暴露于生理溶液24小时后重量相对于水凝胶形成时的重量增加不超过约50％来测量。溶胀可以用重量或体积来衡量或表示。一些实施方案的重量或体积溶胀不超过约50％，不超过约20％，或不超过约0％；技术人员将立即意识到，明确陈述的范围内的所有范围和值都是被考虑在内的，例如，从10％到20％的收缩(负溶胀)，从-10％到不超过50％的溶胀。溶胀的一个方面是大的变化会增加周围组织和神经的压力。例如，用溶胀的水凝胶填充空隙空间将使水凝胶具有在施用和/或胶凝时不为使用者所明显察觉的高度。类似地，溶胀(和收缩)会对周围组织产生作用力，从而导致负面结果。

一种低溶胀的方法是增加交联数目或固体含量。然而，这些因素的增加通常会影响凝胶的机械性能，更多的交联使凝胶更脆但更强，更高的固体含量使凝胶更强。这些因素也会增加降解时间，并可能影响与细胞的相互作用。在一些实施方案中，为了减少溶胀，选择在交联时具有高度溶解性但随后变成降低的溶解性并具有能够有效收缩的溶解半径的前体；换句话说，前体在交联时在溶液中展开，但随后收缩。pH值、温度、固体浓度和溶剂环境的变化都会引起这种变化；此外，分支数量的增加(在其他因素保持有效不变的情况下)也会有这种影响。据信臂的数量在空间上相互阻碍，使得它们在交联前展开，但是这些空间效应在聚合后被其他因素抵消。在一些实施方案中，前体具有多个相似电荷以实现这些效果，例如，多个具有负电荷的官能团，或者多个各自具有正电荷的臂，或者每个臂在交联或其他反应之前具有相似电荷的官能团。

本文所述的水凝胶可包括沉积后溶胀最小的水凝胶。这种医用低溶胀性水凝胶的聚合重量在暴露于生理溶液时增加不超过例如约25重量％、约10重量％、约5重量％、约0重量％，或者收缩(重量和体积减少)例如至少约5％、至少约10％或更多。技术人员将立即意识到，本文公开了这些明确表述的界限内或与之相关的所有范围和值。除非另有说明，水凝胶的溶胀是指其在交联有效完成时的形成时间和在体外水溶液中以不受约束的状态放置24小时后的时间之间的体积(或重量)变化，在这一点上可以合理地假设它已经达到其平衡溶胀状态。对于大多数实施方案，交联在不超过约3分钟内有效完成，使得初始重量通常可以在形成后约15分钟记录为初始形成时的重量。因此，使用该公式：％溶胀＝[(24小时重量-初始形成重量)/初始形成重量]*100。水凝胶的重量包括水凝胶中溶液的重量。

反应动力学通常根据特定的官能团、它们的浓度和局部pH来控制，除非需要外部引发剂或链转移剂，在这种情况下，触发引发剂或操纵转移剂可以是控制步骤。在一些实施方案中，前体的分子量用于影响反应时间。具有较低分子量的前体由于其较高浓度的反应基团而倾向于加速反应，因此一些实施方案具有至少一种分子量小于约1000或约2000道尔顿的前体；技术人员将立即意识到，明确陈述的范围内的所有范围和值都是被考虑在内的，例如从100至约900道尔顿或从500至约1800道尔顿。

所得生物相容性交联聚合物的交联密度由交联剂和官能聚合物的总分子量以及每个分子中可用官能团的数量控制。与较高分子量如10000相比，交联点之间较低的分子量如500将产生高得多的交联密度。交联密度也可以通过交联剂和官能聚合物溶液的总固体百分比来控制。增加固体百分比增加了亲电官能团在水解失活之前与亲核官能团结合的可能性。在一些方法中，为了控制交联密度，调节亲核官能团和亲电官能团的化学计量。一比一的比例导致最高的交联密度。在交联键之间具有更长距离的前体通常更柔软、更柔顺和更有弹性。因此，增加水溶性链段的长度，如聚乙二醇，有助于增强弹性，产生所需的物理性能。因此，某些实施方案涉及具有分子量在3000至100000范围内的水溶性链段的前体；技术人员将立即意识到，在明确陈述的范围内的所有范围和值都是被考虑在内的，例如10000至35000。

水凝胶的固体含量可影响其机械性能和生物相容性，并反映竞争要求之间的平衡。相对低的固体含量是有用的，例如在约2.5％至约20％之间，包括其间的所有范围和值，例如约2.5％至约10％，约5％至约15％，或小于约15％。

在存在治疗剂的情况下原位制备水凝胶的一个实施方案是在水溶液中混合前体，其可通过涂药器施用于泪小点和/或泪小管，然后形成水凝胶。前体可以在给药之前、期间或之后与活化剂混合。水凝胶可以与分散在其中的治疗剂一起放置，例如作为溶液、悬浮液、颗粒、胶束或胶囊。在一个实施方案中，交联截留了药剂。在一些实施方案中，交联导致药剂沉淀或从溶液移动到悬浮液。

因此，一个实施方案涉及在溶剂中存在治疗剂的情况下，在水性溶剂中将具有第一类官能团的第一水凝胶前体与具有第二类官能团的第二水凝胶前体组合。在一个实施方案中，前体被分别溶解，并在提供有效交联的活化剂的存在下结合。或者，仅仅混合前体就引发交联。因此，一个实施方案提供了具有溶解在低pH(4.0)稀释溶液中的多个琥珀酰亚胺基末端的支化聚合物，所述稀释溶液含有包含亲核药剂的低分子量前体。该溶液通过与更高pH值的溶液(8.8)结合而被活化，引发交联机制。该药剂作为稀释剂溶液中的悬浮液预先装载。凝胶在原位形成。

其他体系的概述

使用合成的前体制备的某些可聚合水凝胶可包括例如FOCALSEAL(Genzyme,Inc.)、COSEAL(Angiotech Pharmaceuticals)和DURASEAL(Confluent Surgical,Inc)等产品中使用的前体，例如在U.S.Pat.No.6,656,200；5,874,500；5,543,441；5,514,379；5,410,016；5,162,430；5,324,775；5,752,974和5,550,187中所示的；其中每一篇都在不与本文明确公开的内容相矛盾的程度上通过引用并入本文。这些材料可能聚合得太快，以至于不能以受控的方式注射用于本文所述的至少一些应用。此外，COSEAL和DURASEAL具有高pH值(pH值高于9)。另一个原因是它们在填充医源性部位时明显溶胀过多。与纤维蛋白封闭剂相比，已经使用体外模型测量了COSEAL和DURASEAL的溶胀(Campbell et al.，Evaluationof absorbent Surgical seals:In vitro Testing，2005)。在三天的试验中，COSEAL平均溶胀约558重量％,DURASEAL平均溶胀约98重量％,纤维蛋白封闭剂溶胀约3％。假设沿所有轴均匀扩张，计算出COSEAL、DURASEAL和纤维蛋白封闭剂在单个轴上的增加百分比分别为87％、26％和1％。FOCALSEAL可以溶胀超过300％。它还需要一个外部光源来激活。纤维蛋白封闭剂是一种蛋白质胶，其粘合性、密封性和机械性能不如COSEAL、DURASEAL和本文公开的其它水凝胶。此外，它通常来源于可能被污染的生物来源，通过不同于水降解的机制从体内清除，并且在储存时通常需要冷藏。

示例性实施方案

一个实施方案可包括向神经输送神经调节剂的方法，将可流动材料引入单个组织或一个或多个组织之间的间隙的方法。该材料可以是水凝胶。出于原位形成水凝胶的目的，该材料可由反应性组分组成。该材料可以包括在可注射的载体介质中的反应组分的固体悬浮液，该固体悬浮液能够在载体介质中、在注射组织的可利用的水分中或者在两者中溶解和反应。固体悬浮液可以是熔化物、沉淀物、浇铸物或微流体。固体熔融颗粒可以是3D打印的或机械研磨的，并且筛选以形成用于通过21g针头注射的20-300um的单分散特定范围。

颗粒可包含具有神经调节特性的药剂。固体反应性前体可以包含比例在1至75％w/w范围内的药剂，例如在35至50％w/w之间。该药剂具有神经调节特性。在某些情况下，神经溶解特性是为了消融神经以半永久至永久缓解慢性疼痛。该药剂可以自由地掺入固体反应性前体颗粒中，或者在二次加工后与溶解增强剂、溶解抑制剂或用于延长释放的附加药剂(如二次包封)掺入。该材料可包含高度可溶、具有中等溶解度或低溶解度的药剂，其中该材料通过在固体颗粒表面的反应性前体交联而延迟水合的开始，从而延长释放、降低崩解水平。该材料可以设计成通过结合可自由溶解的药剂以及固体反应性颗粒分散体中包含的延长释放的药剂来进行双模式释放。也可以通过将载体介质中可自由获得的药剂、含有该药剂的更缓慢水合的预交联水凝胶颗粒和含有该药剂的固体反应性熔融颗粒混合来进行多模式释放。可以将不同尺寸范围的固体反应性熔融颗粒混合在一起，以提供不同的释放速率或多模式释放速率，其中表面积与体积之比影响固体反应性前体的溶解速率和其中所含药剂的释放。载体溶液中pluronic的浓度也可以变化，以提供不同的释放速率。

所述材料和应用实施方案采用了用于在医学成像下可视化的药剂。可视化药剂是回声性的或不透射线的，或者由两者组成。水凝胶体系中的可视化药剂可用于确认间隙空间的充分填充和靶标组织的确认。当靶标组织不能被可视化时，可视化药剂可以用于确认注射位置，并且解剖特征用于提供靶标组织位置。该材料可以包含用于在医学成像下可视化的药剂，其悬浮在包含可视化药剂的材料中，或者包含用于在重构时形成成像剂的前体。该材料可以是高回声性的悬浮液。该应用可以使用造影剂作为载体介质来提供荧光透视下的成像。

该材料可包含亲水聚合物。该材料可以包括包含基团-(CH2CH2O)-的聚合物。该材料可以进一步包括治疗剂。该材料可以在体内降解。该材料可以是可水解降解的。该材料可在少于约3天至3个月的时间内在体内降解。该材料可以接触神经至少一天。该材料可在大于约半天且小于约90天的时间内在体内降解。在某些情况下，这些材料至少可以保存14天。该材料在神经空间中和周围可以是基本上适形的。该材料可以在组织外部分反应，水凝胶的形成可以在组织内完成。该材料可以由至少两种化学性质不同的前体形成，这两种前体相互反应形成水凝胶。该至少两种前体可以包括具有第一官能团的第一前体和具有第二官能团的第二前体，其中第一官能团与第二官能团反应形成共价键。该材料可以由两种前体形成，这两种前体包含形成共价键所需的官能团，但是混合在单一溶液中，其中预混合溶液通过引入加速反应条件的第二溶液而被活化。该材料可以通过在无水环境中混合熔融材料来预成型，并且可以随后在注射时悬浮在油基或水性载体溶液中，从而引发聚合。第一官能团可以包含亲电药剂，第二官能团可以包含亲核药剂。亲电药剂可以包括琥珀酰亚胺酯。亲核药剂可以包括胺。在一些实施方案中，亲电药剂是大分子量的琥珀酰亚胺酯，亲核药剂是小分子量的胺，例如三赖氨酸。在一些实施方案中，亲电药剂和亲核药剂都是大分子量分子。A方法，其中所述第一前体包含至少三个所述第一官能团，或者至少两个、四个、六个或八个。第二前体可以包含至少四个第二官能团或至少两个、六个或八个。该材料及其应用可以使用大分子量的第一前体和低分子量的第二前体，以允许预混合。该材料可以由至少一种前体形成，该前体在暴露于活化剂如加速剂时形成水凝胶。该至少一种前体可以包含可聚合官能团，该官能团在暴露于活化剂之前包含至少一个乙烯基部分。包含至少一个乙烯基部分的可聚合官能团可以是例如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯。可聚合官能团可以使用自由基聚合、阴离子聚合、阳离子乙烯基聚合、加成聚合、逐步增长聚合或缩聚来聚合。活化剂可以是聚合引发剂。该材料可以由至少两种彼此反应的具有相反离子电荷的聚合物、包含聚(烯化氧)的聚合物和与包含聚(烯化氧)的聚合物发生缔合反应的另一种聚合物的组合物、引入组织后形成水凝胶的触变聚合物、冷却时形成水凝胶的聚合物、响应二价阳离子形成物理交联的聚合物和热可逆聚合物形成。该材料可以包括天然聚合物。

实施方案可包括一种消融神经的方法，该方法包括注射能够原位溶解和反应的单个固体熔融颗粒，以形成用于治疗剂输送的较大贮库。固体前体材料可以在重构开始时溶解在载体介质中，在注射后溶解在组织中，或者两者都溶解。该材料是反应性的，固体颗粒与液体界面处的反应组分首先反应，减少了随后固体材料的溶解。颗粒可以通过掺入颗粒、载体介质或两者中的药剂在医学成像下可视化。该方法包括使用从固体颗粒递送的神经溶解剂或具有二次包封的神经溶解剂来消融神经，通过减少在固体颗粒与液体界面反应的那些组分对其它反应组分的溶解来延长神经溶解剂的释放动力学。该方法导致50％、75％或>95％的神经消融，在一些实施方案中>95％。该方法持续6个月的临床相关窗口期。一些实施方案可以包括用于消融持续6个月以上的神经的方法。在一些实施方案中，由固体反应前体颗粒注射形成的固体水合水凝胶贮库形成了神经再生长和/或再生的固体屏障。

实施例

实施例1

通过将xg pluronic加入到含有x％三赖氨酸的x-mM硼酸盐缓冲液中，配制10％(w/w)Pluronic溶液。向其中加入xmg胺碘酮固体粉末，获得混浊的悬浮液(加速剂悬浮液)。在单独的溶液中，将15％ PEG-SG溶解在一价溶液(聚合物溶液)中。聚合物溶液和加速剂悬浮液以1∶1的比例混合，在<5秒内形成凝胶。允许完全固化x小时。

实施例2

将固体粉末胺碘酮加入到含有PEG-SG的85％(v/v)乙醇溶液中。将其与碳酸氢钠溶液以1∶1混合形成凝胶。将凝胶浸入PBS中，其中凝胶变浑浊。测量到胺碘酮向PBS中的释放，并且在本质上是缓释的。

实施例:非反应性缓释体系

载体溶液“A”:

通过将3.0g的F127 polaxomer添加到7ml的5X PBS中并混合直至溶解，来配制在5X PBS中的30％(w/w)Pluronic溶液。

颗粒“A”:

通过将1.25g阿米替林粉末与2g F127 polaxomer、1g聚乙烯吡咯烷酮、0.5g35，000Da聚乙二醇(PEG)、0.5g 200，000Da PEG和0.050g十水合四硼酸钠混合来制备24％(w/w)阿米替林颗粒。该粉末在180℃下熔化并混合直至均匀。所得固体在均化器中研磨，直到获得粉末。筛分粉末，收集40μm至325μm之间的颗粒。

200μl注射用混悬液“A”:

通过向172μl载体溶液“A”中加入28mg颗粒“A”,并混合注射器-注射器，制备200μl35mg/ml(w/v)阿米替林缓释可注射混悬剂。

临床前测试:

在神经病性疼痛的慢性缩窄损伤(CCI)大鼠模型中对注射用混悬液“A”进行的药效学试验产生了在给药后0.5小时和4小时后异常性疼痛反应降低的明显趋势，与空白载体试验动物相比，该降低显著。在治疗后动物中降低的痛觉过敏反应在给药后的5周内每周都具有统计学显著性。

实施例:原位聚合缓释体系

载体溶液“B”:

通过将1.5g F127 polaxomer添加到8.5ml 9mg/ml的磷酸二氢钠盐溶液中并混合直至溶解，配制15％(w/w)的Pluronic磷酸盐缓冲液溶液。

载药颗粒“B”:

通过将2.5g阿米替林粉末与2.5g 8臂20kDa PEG胺盐酸盐、5.0g 4臂20kDa PEG琥珀酰亚胺戊二酸酯和0.15g磷酸氢二钠二水合物混合来制备25％(w/w)阿米替林颗粒。该粉末在180℃下熔化并混合直至均匀。所得固体在均化器中研磨，直到获得粉末。筛分粉末，收集40μm至325μm之间的颗粒。

空白颗粒“C”:

通过将2.5g 8臂20kDa PEG胺盐酸盐、5.0g 4臂20kDa PEG琥珀酰亚胺戊二酸酯和0.15g磷酸氢二钠二水合物混合来制备无药物颗粒。该粉末在180℃下熔化并混合直至均匀。所得固体在均化器中研磨，直到获得粉末。筛分粉末，收集40μm至325μm之间的颗粒。

200μl注射用混悬液“B”:

通过向166μl载体溶液“B”中添加34mg颗粒“B”和“C”的混合物，将所有可注射混悬剂配制成17％(w/v)颗粒的载体溶液“B”。

剂量:

剂量A:35mg/ml(w/v)的阿米替林粉末混合物包含在166μl载体溶液“B”中的28mg载药颗粒“B”和6mg空白颗粒“C”的混合物。

剂量B:18mg/ml(w/v)的阿米替林粉末混合物包含在166μl载体溶液“B”中的14mg载药颗粒“B”和20mg空白颗粒“C”的混合物。

剂量C:12mg/ml(w/v)的阿米替林粉末混合物包含在166μl载体溶液“B”中的10mg载药颗粒“B”和24mg空白颗粒“C”的混合物。

剂量D:7mg/ml(w/v)的阿米替林粉末混合物包含在166μl载体溶液“B”中的6mg载药颗粒“B”和28mg空白颗粒“C”的混合物。

剂量E:3.5mg/ml(w/v)的阿米替林粉末混合物包含在166μl载体溶液“B”中的3mg载药颗粒“B”和31mg空白颗粒“C”的混合物。

临床前测试:

将注射用混悬液“B”递送至大鼠的健康坐骨神经，并在第1、2和7天收获神经用于组织病理学和药代动力学分析。

神经坏死/变性是剂量依赖性的。在最高剂量的供试品(A组35mg/ml)中，坐骨神经坏死/变性在所有时间点都达到或接近100％。在18mg/ml时，供试品在第1天诱导的平均神经坏死率为91.1％(这是该组出现的唯一时间点)。与两个较高剂量相比，将供试品(TA)剂量降至12mg/ml可显著减少第1天(45.6％)和第2天(38.9％)的神经坏死。到第7天，该组中神经坏死/变性增加到平均77.8％。通过H&E染色分析神经坏死可能低估了坏死的真实程度，或者神经坏死和变性随着时间的推移而继续。7mg/ml和3.5mg/ml剂量的TA以剂量依赖的方式导致甚至更少的神经坏死。在任何剂量组或时间点，在较重和较轻的有髓轴突之间没有观察到明显的神经坏死差异。

24小时后的组织浓度与递送的剂量之间呈良好拟合的指数趋势线。这条线是指数的，因为药物从组织中的消除速率是指数速率(t1/2)。该趋势线的拟合表明所有组的剂量均匀性良好，并且所有组的药物释放速率(占总剂量的百分比)非常相似。

示例性实施方案

一种药学上可接受的植入体系，包括以下一种或多种:

神经调节剂；

固体颗粒状水凝胶颗粒；

不同物理相的载体介质；和

用于持续释放所述药剂的原位形成的单一贮库。

一种植入体系，包括以下一种或多种:

颗粒悬浮液，

其中颗粒与可注射载体介质处于不同的物理相中，

其中所述颗粒包含用于持续递送至神经的神经调节剂，以及

其中该体系具有回声性和不透射线性。

一种可注射的神经调节体系，包括以下一种或多种:

悬浮在可注射载体介质中的多种固体颗粒，

其中所述颗粒包含能够调节神经的药剂，以及

其中颗粒形成能够持续递送药剂的水凝胶贮库。

一种制造可植入体系的方法，包括制备以下一种或多种:

神经调节剂；和

与可注射载体介质处于不同物理相的颗粒，

其中所述颗粒能够持续递送所述药剂，且

其中该体系是不透射线的和回声性的。

一种用于治疗慢性疼痛的方法，包括以下一种或多种:

悬浮在与可注射载体介质不同的物理相中的注射颗粒，

其中所述颗粒能够将所述药剂持续递送至神经，且

其中，该体系可在超声波或荧光透视下可视化。

如本文任一实施方案所述的体系，其中所述颗粒包含反应性前体。

如本文任一实施方案所述的体系，其中反应性前体共价键合以形成水凝胶。

如本文任一实施方案所述的体系，其中，所述材料包括高回声剂。

如本文任一实施方案所述的体系，其中所述高回声剂被截留在颗粒中。

如本文任一实施方案所述的体系，其中所述药剂为气体。

如本文任一实施方案所述的体系，其中，所述高回声剂为悬浮的反应性前体颗粒。

如本文任一实施方案所述的体系，其中所述水凝胶颗粒为球形，最大直径介于约20微米至约300微米之间。

如本文任一实施方案所述的体系，其中所述颗粒为50-150微米。

如本文任一实施方案所述的体系，其中所述颗粒反应形成大的水凝胶贮库。

如本文任一实施方案所述的体系，其中所述水凝胶贮库可水解生物降解。

如本文任一实施方案所述的体系，其中所述水凝胶为至少两种前体之间的共价交联化学反应的产物，所述前体之一包含具有至少四个臂的支化聚乙二醇。

如本文任一实施方案所述的体系，其中所述水凝胶颗粒的降解产物包含共价结合能够水解的水不稳定片段的聚乙二醇。

如本文任一实施方案所述的体系，其中水解前，水凝胶颗粒在生理溶液中的总溶胀度不超过约10体积％。

如本文任一实施方案所述的体系，其中植入物包含水凝胶颗粒和不透射线剂。

如本文任一实施方案所述的体系，其中所述不透射线剂为含有悬浮水凝胶颗粒的造影剂。

如本文任一实施方案所述的体系，其中所述集合具有18号针。

如本文任一实施方案所述的体系，其中所述颗粒集合在约30至约365天的时间内可完全生物降解。

如本文任一实施方案所述的体系，其中所述集合包括多组颗粒，各组颗粒具有不同的生物降解速率。

如本文任一实施方案所述的体系，其中第一组颗粒在约8至约12天内可生物降解，第二组颗粒在约45至约55天内可降解。

如本文任一实施方案所述的体系，进一步包括治疗剂。

如本文任一实施方案所述的体系，进一步包括神经活性剂或神经影响剂。

如本文任一实施方案所述的体系，其进一步包含神经溶解剂。

如本文任一实施方案所述的体系，其中以质量计，所述药剂在所述颗粒内的负载量在1％与75％之间。

如本文任一实施方案所述的体系，其中所述药剂以持续方式从所述可注射贮库释放。

如本文任一实施方案所述的体系，其中，所述药剂由于水延迟扩散到反应性水凝胶颗粒体系中而以持续方式释放。

如本文任一实施方案所述的体系，其中所述药剂高度可溶且释放>24小时。

如本文任一实施方案所述的体系，其中所述药剂封装在疏水性二级聚合物中，用于悬浮在前体熔融颗粒中。

Claims (32)

1.一种药学上可接受的植入体系，包括以下的一种或多种:

神经调节剂；

固体颗粒状水凝胶颗粒；

不同物理相的载体介质；和

用于持续释放所述药剂的原位形成的单一贮库。

2.一种植入体系，包括以下的一种或多种:

颗粒悬浮液，

其中所述颗粒与可注射载体介质处于不同的物理相中，其中所述颗粒包含用于持续递送至神经的神经调节剂，并且其中所述体系具有回声性和不透射线性。

3.一种可注射的神经调节体系，包括以下的一种或多种:

悬浮在可注射载体介质中的多种固体颗粒，

其中所述颗粒包含能够调节神经的药剂，并且

其中所述颗粒形成能够持续递送药剂的水凝胶贮库。

4.一种制造可植入体系的方法，包括制备以下的一种或多种:

神经调节剂；和

与可注射载体介质处于不同物理相的颗粒，

其中所述颗粒能够持续递送所述药剂，且

其中所述体系是不透射线的和回声性的。

5.一种用于治疗慢性疼痛的方法，包括以下的一种或多种:

悬浮在与可注射载体介质不同的物理相中的注射颗粒，

其中所述颗粒能够将药剂持续递送至神经，并且

其中，所述体系可在超声波或荧光透视下可视化。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的体系，其中所述颗粒包含反应性前体。

7.根据权利要求6所述的体系，其中反应性前体共价键合以形成水凝胶。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的体系，其中所述材料包括高回声剂。

9.根据权利要求8所述的体系，其中所述高回声剂被截留在所述颗粒中。

10.根据权利要求9所述的体系，其中所述药剂是气体。

11.根据权利要求8-10中任一项所述的体系，其中所述高回声剂是在悬浮液中的反应性前体颗粒。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的体系，其中所述水凝胶颗粒为球形，最大直径在约20至约300微米之间。

13.根据权利要求12所述的体系，其中所述颗粒为50-150μm。

14.根据权利要求1-13中任一项所述的体系，其中所述颗粒反应形成大的水凝胶贮库。

15.根据权利要求14所述的体系，其中所述水凝胶贮库是可水解生物降解的。

16.根据权利要求15所述的体系，其中所述水凝胶为至少两种前体之间的共价交联化学反应的产物，所述前体之一包含具有至少四个臂的支化聚乙二醇。

17.根据权利要求16所述的体系，其中所述水凝胶颗粒的降解产物包含共价结合能够水解的水不稳定片段的聚乙二醇。

18.根据权利要求1-17中任一项所述的体系，其中水凝胶颗粒在水解前在生理溶液中的总溶胀度不超过约10体积％。

19.根据权利要求1-18中任一项所述的体系，其中所述植入物包括水凝胶颗粒和不透射线剂。

20.根据权利要求19所述的体系，其中所述不透射线药剂是含有悬浮水凝胶颗粒的造影剂。

21.根据权利要求1-20中任一项所述的体系，其中集合具有18号针。

22.根据权利要求1-21中任一项所述的体系，其中颗粒集合在约30天至约365天之间的时间是完全可生物降解的。

23.根据权利要求22所述的体系，其中所述集合包括多组颗粒，各组颗粒具有不同的生物降解速率。

24.根据权利要求23所述的体系，其中第一组颗粒在约8至约12天内可生物降解，第二组颗粒在约45至约55天内可降解。

25.根据权利要求1-24中任一项所述的体系，其进一步包括治疗剂。

26.根据权利要求25所述的体系，其进一步包括神经活性剂或神经影响剂。

27.根据权利要求26所述的体系其进一步包括神经溶解剂。

28.根据权利要求27所述的体系，其中以质量计，所述药剂在所述颗粒内的负载量在1％与75％之间。

29.根据权利要求25-28中任一项所述的体系，其中所述药剂以持续方式从所述可注射贮库释放。

30.根据权利要求25-29中任一项所述的体系，其中，所述药剂由于水延迟扩散到反应性水凝胶颗粒体系中而以持续方式释放。

31.根据权利要求30所述的体系，其中所述药剂高度可溶且释放>24小时。

32.根据权利要求31所述的体系，其中所述药剂封装在疏水性二级聚合物中，用于悬浮在前体熔融颗粒中。