JP2021503029A - 抗菌性足場としての一酸化窒素放出性超分岐化合物およびそれに関する方法 - Google Patents

抗菌性足場としての一酸化窒素放出性超分岐化合物およびそれに関する方法 Download PDF

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Abstract

超分岐構造のいくつかの実施形態が、開示されている。いくつかの実施形態では、超分岐構造は、一酸化窒素を貯蔵および放出するように共有結合的に修飾される。いくつかの実施形態は、超分岐構造の作製方法およびその使用に関する。共有結合的に修飾された超分岐構造は、制御された方法で一酸化窒素を放出するように調整され得、グラム陽性菌およびグラム陰性菌の両方ならびに他の微生物の根絶に有用である。【選択図】図４

Description

関連出願の相互参照
この出願は、２０１７年１１月１５日に出願された米国仮特許出願第６２／５８６，４０４号、および２０１８年９月２７日に出願された米国仮特許出願第６２／７３７，６０３号の利益および優先権を主張し、それらの全内容は参照により本明細書に組み込まれる。
政府支援
本発明は、国立衛生研究所によって授与された助成金ＤＥ０２５２０７の下で政府支援を受けてなされた。政府は、本発明においてある特定の権利を有する。
本開示の主題は、一般に、制御された方法で一酸化窒素を貯蔵および／または放出する単位を有する一酸化窒素放出性超分岐構造に関する。抗菌剤としてのその合成方法およびその方法におけるその使用が、さらに開示されている。
細菌感染症は、地域社会および病院でヒトの健康に大きな課題をもたらしている。バイオフィルムは、宿主の免疫応答および抗生物質から細菌を保護するエキソ多糖（ＥＰＳ）マトリックスによって被包された細菌の協同的なコミュニティである。
一酸化窒素（ＮＯ）は、シグナル伝達分子として様々な生理学的役割を果たしており、本明細書に開示されるように、病態生理の治療または改善において、例えば、治療剤としても重要な役割を果たすことができる。治療薬としてのＮＯはこれまで、少なくとも部分的に治療用組成物の限られたＮＯペイロード、所望よりも迅速なＮＯ放出速度、および標的化されたＮＯ送達の欠如に基づいて、十分に利用されていない。超分岐ＮＯ放出性構築物、そのような構築物の生成方法、および向上したＮＯ放出特徴を活用し、ＮＯ放出性薬理学的化合物の豊富な可能性を利用するそのような構築物を使用して、様々な病態生理を治療する方法が、本明細書に提供される。特に、抗菌剤として非常に有効である化合物が、本明細書に提供される。
例えば、いくつかの実施形態では、ＮＯを放出し、強力な抗菌特徴を示す１つ以上の超分岐化合物が、提供される。いくつかの実施形態では、超分岐化合物は、官能化された超分岐ポリ（アミドアミン）（ＰＡＭＡＭ）である。いくつかの実施形態では、超分岐ポリ（アミドアミン）は、アクリレートおよびアミン含有出発物質を混合して、アミド結合（例えば、アミン出発物質とアクリレートのエステルまたはカルボキシレートとの反応による）、第２級アミン結合（例えば、マイケル付加を介した出発物質アミンとアクリレートとの反応による）、および／または第３級アミン結合（例えば、マイケル付加を介した出発物質アミンと複数のアクリレートの反応による）を含む構造を提供する単一ステップで提供される構造である。いくつかの実施形態では、超分岐化合物は、官能化された超分岐ヒドロキシル末端ポリ（アミドアミン）である。
いくつかの実施形態では、超分岐化合物の少なくとも１つの第２級アミンは、ＮＯ供与体を含む。いくつかの実施形態では、超分岐化合物の少なくとも１つの第２級アミンは、ＮＯ供与体を含む。いくつかの実施形態では、超分岐構築物は、ＮＯ供与体に共有結合したアミン含有基を含む。いくつかの実施形態では、超分岐構築物のＮＯ供与体は、ＮＯを生成し、微生物の膜および／またはＤＮＡへの損傷を誘発し、それにより、生存可能な微生物の数を低減させる。
いくつかの実施形態は、微生物汚染を減少させる方法に関する。方法のいくつかの実施形態では、方法は、複数の微生物で汚染された表面を、ＮＯ放出性超分岐化合物を含む化合物と接触させることを含む。方法のいくつかの実施形態では、ＮＯ供与体は、ＮＯを生成し、微生物の膜および／またはＤＮＡへの損傷を誘発し、それにより、生存可能な微生物の数を低減させる。いくつかの実施形態では、表面は、有機表面を含む。方法のいくつかの実施形態では、表面は、ヒトの皮膚または動物の皮膚である。方法のいくつかの実施形態では、表面は、口内、または周囲組織（例えば、唇、鼻孔、歯、歯茎など）にある。いくつかの実施形態では、表面は、口腔粘膜を含む。有利には、方法のいくつかの実施形態では、適用ステップは、皮膚または組織刺激を誘発しない。いくつかの実施形態では、複数の微生物は、１つ以上のウイルス、グラム陽性菌、グラム陰性菌、薬物耐性菌、カビ、酵母、真菌、およびこれらの組み合わせを含む。
いくつかの実施形態では、超分岐ＮＯ供与性化合物は、超分岐ＰＡＭＡＭである。いくつかの実施形態では、超分岐ＮＯ供与性化合物は、１つ以上の連結基を含む。いくつかの実施形態では、連結基は、式Ａ、Ｂ、Ｃ、またはＤのうちのいずれか１つ以上を含む。
いくつかの実施形態では、
は、超分岐ＮＯ供与性化合物の別の部分への結合を示す。いくつかの実施形態では、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、およびＸ４は、独立して、−ＮＨ−、−Ｎ（Ｒａ）−、−Ｏ−、および−Ｓ−からなる群から選択される。いくつかの実施形態では、Ｒａの各例は、ＮＯ供与性部分、−Ｈ、任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキル基、または１〜６個の繰り返し単位を有する任意に置換されたポリエーテルから選択される。いくつかの実施形態では、Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３は、独立して、−ＲｂＮ（Ｒｃ）Ｒｄ−（Ｎ（Ｒｃ））ｎ−Ｒｂ−、−Ｒｂ（ＯＲｄ−）ｎＯ−Ｒｂ−、およびＣ１−Ｃ６アルキルからなる群から選択される。いくつかの実施形態では、Ｒｃの各例は、独立して、ＮＯ供与性部分、−Ｈ、任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキル基、または１〜６個の繰り返し単位を有する任意に置換されたポリエーテルから選択される。いくつかの実施形態では、Ｒｂは、単結合または任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキレン基である。いくつかの実施形態では、Ｒｄは、任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキレン基である。いくつかの実施形態では、ｎは、０、１、２、３、４、５、または６から選択される整数である。いくつかの実施形態では、Ｒ２が存在する場合、Ｒｄのうちの少なくとも１つの例は、−Ｃ（Ｏ）−（ＣＨ２）２−Ｘ３−基を含む。いくつかの実施形態では、Ｒ３が存在する場合、Ｒｄのうちの少なくとも１つの例は、−Ｃ（Ｏ）−（ＣＨ２）２−Ｘ３−基を含み、Ｒｄのうちの少なくとも１つの例は、−Ｃ（Ｏ）−（ＣＨ２）２−Ｘ４−基を含む。いくつかの実施形態では、超分岐化合物は、以下のＮＯ供与性部分のうちの少なくとも１つを含む。
いくつかの実施形態では、超分岐化合物は、アミノグリコシドまたはグリコシド単位を含まない。
いくつかの実施形態では、超分岐ＮＯ供与性化合物は、以下の構造の少なくとも１つの例を含み、
式中、Ｒ４は、−Ｎ＋（＝Ｎ−Ｏ−）Ｏ−である。
いくつかの実施形態では、連結基は、式Ａを含む。いくつかの実施形態では、連結基は、式Ｂを含み、式中、Ｒ１は、本明細書の他の箇所に開示されるとおりであり、および／または−ＲｂＮ（Ｒｃ）Ｒｄ−（Ｎ（Ｒｃ））ｎ−Ｒｂ−であり、ｎは、本明細書の他の箇所で開示されているとおりであり、および／または１であり、Ｒｄは、本明細書の他の場所で開示されているとおりであり、および／または−ＣＨ２−であり、Ｒｂは、本明細書の他の場所で開示されるとおりであり、および／または単結合であり、各Ｒｃは、本明細書の他の場所に開示されるとおりであり、および／またはＨである。
いくつかの実施形態では、式Ｂの連結基は、以下の構造によって表される。
いくつかの実施形態では、Ｒａの各例は、ＮＯ供与性部分または−Ｈである。
いくつかの実施形態では、式Ａの連結基は、以下の構造によって表される。
いくつかの実施形態では、超分岐ＮＯ供与性化合物は、以下からなる群から選択される末端基をさらに含み、
式中、Ｒ５の各例は、Ｈまたは−Ｎ＋（＝Ｎ−Ｏ−）Ｏ−である。
いくつかの実施形態では、超分岐ＮＯ供与性化合物は、以下からなる群から選択される末端基をさらに含む。
いくつかの実施形態では、超分岐ＮＯ供与性化合物は、以下の基のうちの１つ以上をさらに含む。
いくつかの実施形態では、超分岐構造は、任意の対称デンドロンを有する樹枝状コアを欠いている。
いくつかの実施形態では、任意の置換の各例は、Ｃ１−Ｃ６アルキルまたは−ＯＨから選択される。
いくつかの実施形態は、超分岐一酸化窒素（ＮＯ）供与性化合物に関し、
式Ａまたは式Ｂの連結基を含む。
いくつかの実施形態では、
は、超分岐ＮＯ供与性化合物の別の部分への結合を示す。
いくつかの実施形態では、Ｘ１およびＸ２は、本明細書の他の箇所に開示されるとおりであり、ならびに／または独立して、−ＮＨ−、−Ｎ（Ｒａ）−、−Ｏ−、および−Ｓ−からなる群から選択される。
いくつかの実施形態では、Ｒａの各例は、本明細書の他の箇所に開示されるとおりであり、および／あるいはＮＯ供与性部分または−Ｈから選択される。
いくつかの実施形態では、Ｒ１は、本明細書の他の箇所に開示されるとおりであり、ならびに／または独立して、−Ｎ（Ｒｃ）Ｒｄ−Ｎ（Ｒｃ）−、−Ｒｂ（ＯＲｄ−）ｎＯ−Ｒｂ−、およびＣ１−Ｃ６アルキルからなる群から選択される。
いくつかの実施形態では、Ｒｃの各例は、本明細書の他の箇所に開示されるとおりであり、および／あるいは独立して、ＮＯ供与性部分または−Ｈ、任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキル基、または１〜６個の繰り返し単位を有する任意に置換されたポリエーテルから選択される。
いくつかの実施形態では、Ｒｂは、本明細書の他の箇所に開示されるとおりであり、および／または単結合または任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキレン基である。
いくつかの実施形態では、Ｒｄは、本明細書の他の箇所に開示されるとおりであり、および／あるいは−ＣＨ２−または−ＣＨ２−ＣＨ２−である。
いくつかの実施形態では、ｎは、本明細書の他の箇所に開示されるとおりであり、および／あるいは０、１、２、３、４、５、または６から選択される整数である。
いくつかの実施形態では、超分岐化合物は、以下のＮＯ供与性部分のうちの少なくとも１つを含む。
いくつかの実施形態では、超分岐ＮＯ供与性化合物は、以下の構造の少なくとも１つの例をさらに含む。
いくつかの実施形態では、Ｒ４は、−Ｎ＋（＝Ｎ−Ｏ−）Ｏ−である。
いくつかの実施形態では、超分岐ＮＯ供与性化合物は、式Ａを含む。
いくつかの実施形態では、超分岐ＮＯ供与性化合物は、式Ｂを含み、式中、Ｒ１は、本明細書の他の箇所に開示されるとおりであり、および／または−Ｎ（Ｒｃ）Ｒｄ−Ｎ（Ｒｃ）−であり、Ｒｄは、本明細書の他の箇所に開示されるとおりであり、および／または−ＣＨ２−であり、各Ｒｃは、本明細書の他の場所に開示されるとおりであり、および／またはＨである。
いくつかの実施形態では、超分岐ＮＯ供与性化合物は、以下の構造で表される連結基をさらに含む。
いくつかの実施形態では、Ｒａの各例は、ＮＯ供与性部分または−Ｈである。
いくつかの実施形態では、連結基は、式Ａを含み、以下の構造によって表される。
いくつかの実施形態では、超分岐ＮＯ供与性化合物は、以下からなる群から選択される末端基をさらに含む。
いくつかの実施形態では、Ｒ５の各例は、Ｈまたは−Ｎ＋（＝Ｎ−Ｏ−）Ｏ−である。
いくつかの実施形態では、超分岐ＮＯ供与性化合物は、以下からなる群から選択される末端基をさらに含む。
いくつかの実施形態では、超分岐ＮＯ供与性化合物は、以下の基のうちの１つ以上をさらに含む。
いくつかの実施形態では、超分岐ＮＯ供与性化合物は、任意の対称デンドロンを有する樹枝状コアを欠いている。
いくつかの実施形態では、超分岐ＮＯ供与性化合物は、アミノグリコシドまたはグリコシド単位を含まない。
いくつかの実施形態では、任意の置換の各例は、Ｃ１−Ｃ６アルキルまたは−ＯＨから選択される、あるいは本明細書の他の箇所に開示されるとおりである。
いくつかの実施形態では、超分岐ＮＯ供与性化合物は、樹枝状単位、線形単位、および／または末端単位を含み、当該樹枝状単位は第３級アミンを含み、当該線形単位は第２級アミンを含み、当該末端単位は第１級アミンを含む。
いくつかの実施形態では、超分岐ＮＯ供与性化合物Ｎ−ジアゼニウムジオレートは、末端単位の第１級アミンとの分子内水素結合を示す。いくつかの実施形態では、Ｎ−ジアゼニウムジオレート部分によって修飾されたアミンの一部は、第２級アミンである。
いくつかの実施形態では、超分岐ＮＯ供与性化合物は、少なくとも約２重量％のＮＯを含む。いくつかの実施形態では、超分岐ＮＯ供与性化合物は、ＰＢＳ（１０ｍＭ、ｐＨ７．４、３７℃）中のリアルタイムのＮＯ放出によって測定されるように、化合物１ｍｇ当たり少なくとも約１μｍｏｌのＮＯを含む。いくつかの実施形態では、超分岐ＮＯ供与性化合物は、ＰＢＳ（１０ｍＭ、ｐＨ７．４、３７℃）中のリアルタイムのＮＯ放出によって測定されるように、化合物１ｍｇ当たり少なくとも約２μｍｏｌのＮＯを含む。いくつかの実施形態では、超分岐ＮＯ供与性化合物は、ＰＢＳ（１０ｍＭ、ｐＨ７．４、３７℃）中のリアルタイムのＮＯ放出によって測定されるように、化合物１ｍｇ当たり約２μｍｏｌ超のＮＯを含む。
いくつかの実施形態では、超分岐ＮＯ供与性化合物は、ヒドロキシ部分を含む。いくつかの実施形態では、ヒドロキシ部分は、アルキル部分を介してアミン部分に連結され、それにより、アミン部分が第２級アミンになる。
いくつかの実施形態では、超分岐化合物は、マルチアングル光散乱（ＳＥＣ−ＭＡＬＳ）検出器を用いたサイズ排除クロマトグラフィーによって決定されるように、約２×１０３ｇｍｏｌ−１〜約１５×１０３ｇｍｏｌ−１の重量平均分子量（ＭＷ）を有する。いくつかの実施形態では、超分岐化合物は、マルチアングル光散乱（ＳＥＣ−ＭＡＬＳ）検出器を用いたサイズ排除クロマトグラフィーによって決定されるように、約３×１０３ｇｍｏｌ−１〜約１０×１０３ｇｍｏｌ−１の重量平均分子量（ＭＷ）を有する。いくつかの実施形態では、超分岐化合物は、マルチアングル光散乱（ＳＥＣ−ＭＡＬＳ）検出器を用いたサイズ排除クロマトグラフィーによって決定されるように、約３×１０３ｇｍｏｌ−１〜約６×１０３ｇｍｏｌ−１の重量平均分子量（ＭＷ）を有する。
いくつかの実施形態は、本明細書に開示される超分岐ＮＯ供与性化合物を調製するための方法に関する。いくつかの実施形態では、アクリレートを求核剤と接触させて、超分岐化合物を形成する。
いくつかの実施形態では、アクリレートは、モノアクリレート、ジアクリレート、トリアクリレート、またはテトラアクリレートである。いくつかの実施形態では、求核剤は、二官能性、三官能性、または四官能性分子である。いくつかの実施形態では、求核剤は、Ｈ−ＲｈＮ（Ｒｅ）Ｒｆ−（Ｎ（Ｒｅ））ｎ−（ＲｇＯ−）ｍＲｈ−Ｈを含み、式中、Ｒｅの各例は、独立して、−Ｈ、任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキル基、または１〜６個の繰り返し単位を有する任意に置換されたポリエーテルであり、および／または本明細書の他の場所に開示されるとおりに任意に置換される。いくつかの実施形態では、Ｒｈの各例は、単結合または任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキレン基である。いくつかの実施形態では、ＲｆおよびＲｇは、独立して、任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキレン基である。いくつかの実施形態では、求核剤は、Ｈ２Ｎ−（（ＣＨ２）ａＮＨ）ｂ−Ｈ、Ｈ２Ｎ−（（ＣＨ２）ａＮＨ）ｂ−（ＣＨ２）ｃＨ、Ｈ２Ｎ−（（ＣＨ２）ａＸ５）ｂ−（ＣＨ２）ｃＨ、およびＨＸ５−（（ＣＨ２）ａＸ６）ｂ（（ＣＨ２）ｃＸ７）ｄ−（ＣＨ２）ｅＨのうちの１つ以上を含む。いくつかの実施形態では、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、またはｅの各例は、独立して、０〜１０の整数から選択される。いくつかの実施形態では、Ｘ５、Ｘ６、およびＸ７の各例は、独立して、Ｏ、Ｓ、またはＮＨから選択される。
いくつかの実施形態では、求核剤は、Ｈ２ＮＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２、Ｈ２ＮＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＯＨ、および
のうちの１つ以上を含む。いくつかの実施形態では、アクリレートは、Ｎ，Ｎ’−メチレンビス（アクリルアミド）、エチレングリコールジアクリレート、プロパンジオールジアクリレート、ブタンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、グリセロールプロポキシレート（１ＰＯ／ＯＨ）トリアクリレート、またはトリメチロールプロパンプロポキシレートトリアクリレートのうちの１つ以上を含む。
いくつかの実施形態では、アクリレートは、以下の構造のうちの１つ以上を含む。
いくつかの実施形態では、Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３は、独立して、−ＲｂＮ（Ｒｃ）Ｒｄ−（Ｎ（Ｒｃ））ｎ−Ｒｂ−、−Ｒｂ（ＯＲｄ−）ｎＯ−Ｒｂ−、およびＣ１−Ｃ６アルキルからなる群から選択される。いくつかの実施形態では、Ｒｃの各例は、独立して、ＮＯ供与性部分、−Ｈ、任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキル基、または１〜６個の繰り返し単位を有する任意に置換されたポリエーテルから選択される。いくつかの実施形態では、Ｒｂは、単結合または任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキレン基である。いくつかの実施形態では、Ｒｄは、任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキレン基である。いくつかの実施形態では、ｎは、０、１、２、３、４、５、または６から選択される整数である。いくつかの実施形態では、Ｒ２が存在する場合、Ｒｄのうちの少なくとも１つの例は、−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ＝ＣＨ２基を含む。いくつかの実施形態では、Ｒ３が存在する場合、Ｒｄの炭素のうちの少なくとも１つの例は、−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ＝ＣＨ２基を含む。いくつかの実施形態では、アクリレートは、Ｎ，Ｎ’−メチレンビス（アクリルアミド）である。
いくつかの実施形態では、超分岐化合物をＮＯ源に曝露して、超分岐ＮＯ供与性化合物を提供する。いくつかの実施形態では、ＮＯ曝露ステップは、アルカリ性条件で実施される。
いくつかの実施形態では、約２：１〜約５：１の求核試薬対アクリレートのモル比が、使用される。いくつかの実施形態では、約３：１〜約４：１のアミン対アクリレートのモル比が、使用される。
いくつかの実施形態は、微生物汚染を減少させる方法に関する。いくつかの実施形態では、複数の微生物で汚染された表面を、本明細書に開示される、超分岐ＮＯ供与性化合物と接触させる。いくつかの実施形態では、ＮＯ供与体は、一酸化窒素を生成し、微生物の膜および／またはＤＮＡへの損傷を誘発し、それにより、生存可能な微生物の数を低減させる。
いくつかの実施形態では、複数の微生物は、ウイルス、グラム陽性菌、グラム陰性菌、薬物耐性菌、カビ、酵母、真菌のうちの１つ以上、およびこれらの組み合わせを含む。
いくつかの実施形態では、表面は、有機表面である。いくつかの実施形態では、表面は、ヒトの皮膚または動物の皮膚である。いくつかの実施形態では、表面は、口内にある。いくつかの実施形態では、適用は、皮膚刺激を誘発しない。
いくつかの実施形態では、表面は、無機表面である。いくつかの実施形態では、無機表面は、医療機器の外面または内面である。いくつかの実施形態では、機器は、歯科用機器である。
いくつかの実施形態では、微生物負荷は、薬剤耐性菌を含む。いくつかの実施形態では、微生物負荷は、１つ以上の口腔内病原体を含む。いくつかの実施形態では、微生物負荷は、Ｐ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ、Ｓ．ａｕｒｅｕｓ、Ｐ．ｇｉｎｇｉｖａｌｉｓ、Ａ．ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｔｅｍｃｏｍｉｔａｎｓ、Ａ．ｖｉｓｃｏｓｕｓ、および／またはＳ．ｍｕｔａｎｓのうちの１つ以上を含む。
いくつかの実施形態は、虫歯を治療および／または予防する方法に関する。いくつかの実施形態では、１つ以上の口腔内病原体で汚染された患者の口の表面を、本明細書の他の場所で開示される、超分岐ＮＯ供与性化合物と接触させる。いくつかの実施形態では、超分岐ＮＯ供与性化合物は、一酸化窒素を生成し、病原体の膜および／またはＤＮＡへの損傷を誘発し、それにより、生存可能な病原体の数を低減させる。いくつかの実施形態では、微生物負荷は、Ｐ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ、Ｓ．ａｕｒｅｕｓ、Ｐ．ｇｉｎｇｉｖａｌｉｓ、Ａ．ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｔｅｍｃｏｍｉｔａｎｓ、Ａ．ｖｉｓｃｏｓｕｓ、および／またはＳ．ｍｕｔａｎｓのうちの１つ以上を含む。
いくつかの実施形態は、微生物汚染を減少させるための医薬品の調製における、本明細書の他の箇所で開示される、超分岐ＮＯ供与性化合物の使用に関する。いくつかの実施形態では、超分岐ＮＯ供与性化合物は、一酸化窒素を生成し、微生物の膜および／またはＤＮＡへの損傷を誘発し、それにより、生存可能な微生物の数を低減させる。いくつかの実施形態では、化合物は、ウイルス、グラム陽性菌、グラム陰性菌、薬物耐性菌、カビ、酵母、真菌、およびこれらの組み合わせのうちの１つ以上を含む複数の微生物を処理するように配合される。
いくつかの実施形態では、化合物は、有機表面に送達されるように配合される。いくつかの実施形態では、化合物は、ヒトの皮膚または動物の皮膚に送達されるように配合される。いくつかの実施形態では、表面は、口内にある。いくつかの実施形態では、化合物は、無機表面に送達されるように配合される。いくつかの実施形態では、表面は、医療機器の外面または内面である。いくつかの実施形態では、機器は、歯科用機器である。
いくつかの実施形態では、アミンおよびアクリレートの超分岐コポリマーを含み、アミンの少なくとも一部が、Ｎ−ジアゼニウムジオレート部分で修飾されている、ポリアミドアミンＰＡＭＡＭ組成物に関する。いくつかの実施形態では、超分岐コポリマーは、樹枝状単位、線形単位、および末端単位を含み、樹枝状単位は第３級アミンを含み、線形単位は第２級アミンを含み、末端単位は第１級アミンを含む。
いくつかの実施形態では、Ｎ−ジアゼニウムジオレートは、末端単位の第１級アミンとの分子内水素結合を示す。いくつかの実施形態では、Ｎ−ジアゼニウムジオレート部分によって修飾されたアミンの部分は、第２級アミンである。
いくつかの実施形態では、アミンは、構造：Ｈ２Ｎ−Ａ１−（ＮＨ）−Ａ２−ＮＨ２を有する多官能性アミンモノマーから誘導される。いくつかの実施形態では、Ａ１およびＡ２は、独立して、アルキル部分または水素から選択される。いくつかの実施形態では、アクリレートは、以下のモノマーから誘導され、
式中、Ａ３およびＡ４は、独立して、アルキル部分または水素から選択される。
いくつかの実施形態では、組成物は、少なくとも約２重量％のＮＯを含む。いくつかの実施形態では、組成物は、ＰＢＳ（１０ｍＭ、ｐＨ７．４、３７℃）中のリアルタイムのＮＯ放出によって測定されるように、コポリマー１ｍｇ当たり少なくとも約１μｍｏｌのＮＯを含む。いくつかの実施形態では、組成物は、ＰＢＳ（１０ｍＭ、ｐＨ７．４、３７℃）中のリアルタイムのＮＯ放出によって測定されるように、コポリマー１ｍｇ当たり少なくとも約２μｍｏｌのＮＯを含む。いくつかの実施形態では、組成物は、ＰＢＳ（１０ｍＭ、ｐＨ７．４、３７℃）中のリアルタイムのＮＯ放出によって測定されるように、コポリマー１ｍｇ当たり約２μｍｏｌ超のＮＯを含む。
いくつかの実施形態では、コポリマーは、ヒドロキシ部分をさらに含む。いくつかの実施形態では、ヒドロキシ部分は、アルキル部分を介してアミン部分に連結され、それにより、当該アミン部分は第２級アミンである。
いくつかの実施形態では、アミン対アクリレートのモル比は、約２：１〜約５：１である。いくつかの実施形態では、アミン対アクリレートのモル比は、約３：１〜約４：１である。
いくつかの実施形態では、超分岐コポリマーは、マルチアングル光散乱（ＳＥＣ−ＭＡＬＳ）検出器を用いたサイズ排除クロマトグラフィーによって決定されるように、約２×１０３ｇｍｏｌ−１〜約１５×１０３ｇｍｏｌ−１の重量平均分子量（ＭＷ）を有する。いくつかの実施形態では、超分岐コポリマーは、マルチアングル光散乱（ＳＥＣ−ＭＡＬＳ）検出器を用いたサイズ排除クロマトグラフィーによって決定されるように、約３×１０３ｇｍｏｌ−１〜約１０×１０３ｇｍｏｌ−１の重量平均分子量（ＭＷ）を有する。いくつかの実施形態では、超分岐コポリマーは、マルチアングル光散乱（ＳＥＣ−ＭＡＬＳ）検出器を用いたサイズ排除クロマトグラフィーによって決定されるように、約３×１０３ｇｍｏｌ−１〜約６×１０３ｇｍｏｌ−１の重量平均分子量（ＭＷ）を有する。
いくつかの実施形態では、多官能性アミンおよびアクリレートの超分岐コポリマーは、約１ｍｇ／ｍＬ、約１０ｍｇ／ｍＬ、約２０ｍｇ／ｍＬ、約５０ｍｇ／ｍＬ、または約１００ｍｇ／ｍＬ超のレベルで水に可溶である。いくつかの実施形態では、アクリレートは、アクリル酸およびその誘導体の塩、エステル、および共役塩基から選択されるモノマーから誘導される。いくつかの実施形態では、アクリレートは、モノマーメタクリレートから誘導される。いくつかの実施形態では、アクリレートは、メチルアクリレート、エチルアクリレート、メチルメタクリレート、アクリルアミド、エチルメタクリレート、２−クロロエチルビニルエーテル、２−エチルヘキシルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル）メタクリルアミド、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド塩酸塩、Ｎ−（３−ＢＯＣ−アミノプロピル）メタクリルアミド、２−アミノエチルメタクリレート塩酸塩、２−（ｔｅｒｔ−ブチルアミノ）エチルメタクリレート、ｎ−イソ−プロピルアクリルアミド、２−メトキシエチルアクリレート、ｎ−エチルメタクリルアミド、ｎ−ビニルアセトアミド、２−Ｎ−モルホリノエチルアクリレート、メタクリロイル−Ｌ−リジン、２−（メチルアミノ）エチルアクリレート、および２−（メチルアミノ）エチルメタクリレートからなる群から選択されるモノマーから誘導される。いくつかの実施形態では、アクリレートは、ジアクリレートから誘導される。例えば、ジアクリレートは、エチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、Ｎ−アクリルオキシスクシンイミド、Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル）メタクリルアミド、ビス［２−（メタクリロイルオキシ）エチル］ホスフェート、ジアクリルアミド、およびＮ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミドからなる群から選択される。
いくつかの実施形態では、アミンは、ジエチレントリアミンから誘導される。いくつかの実施形態では、アミンは、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ポリエーテルアミン、およびビス（ヘキサメチレン）トリアミンからなる群から選択されるモノマーから誘導される。いくつかの実施形態では、超分岐コポリマーは、ＮＯの放出時に、１Ｈ ＮＭＲ：（４００ＭＨｚ，ＣＤ３ＯＤ，δ）：２．２２−２．９０（ＣＯＣＨ２、ＮＨＣＨ２、およびＮＨ２ＣＨ２），３．１５−３．５８（ＣＯＮＣＨ２），３．６０（ＣＨ３Ｏ）。１３Ｃ（６００ＭＨｚ，ＣＤ３ＯＤ，δ）：３０−６０（ＣＨ２およびＣＨ３），１７０−１７５（Ｃ＝Ｏ）。ＦＴＩＲ（ｃｍ−１）：３３０８（ＮＨ２），２９５７（ＣＨ２），２８４８（ＣＨ２），１６４７（Ｃ＝Ｏ）、および１５５６（ＮＨ）、と一致する特性を示す。
いくつかの実施形態では、超分岐ＰＡＭＡＭコポリマーは、約１．１超の多分散性指数（ＰＤＩ）を有する。いくつかの実施形態では、超分岐コポリマーは、１．１〜２の多分散性指数（ＰＤＩ）を有する。いくつかの実施形態では、超分岐コポリマーは、１．５〜１．９の多分散性指数（ＰＤＩ）を有する。
いくつかの実施形態は、１つ以上の第３級アミンを含む１つ以上の樹枝状単位、複数の第１級アミンを含む複数の末端単位、および複数の第２級アミンを含む複数の線形単位を含み、複数の第２級アミンの少なくとも一部が、複数のＮ−ジアゼニウムジオレート部分に結合している、ＰＡＭＡＭ超分岐コポリマーに関する。いくつかの実施形態では、樹枝状単位の少なくとも一部は、構造：
を含み、複数の線形単位の少なくとも一部は、構造：
から選択される基、またはこれらの組み合わせを含む。
いくつかの実施形態では、複数のＮ−ジアゼニウムジオレート部分の少なくとも一部は、Ｎ−ジアゼニウムジオレート部分の酸素と第１級アミンの複数の少なくとも１つの水素との間の水素結合によって安定化される。
いくつかの実施形態は、一酸化窒素を対象に送達する方法に関する。いくつかの実施形態では、有効量の本明細書に開示される超分岐化合物またはポリアミドアミン組成物を、対象に投与する。
いくつかの実施形態は、疾患状態を治療する方法に関する。いくつかの実施形態では、有効量の本明細書に開示される超分岐化合物またはポリアミドアミン組成物を、治療を必要とする対象に投与する。いくつかの実施形態では、疾患状態は、歯肉炎、癌、心血管疾患、微生物感染症、医療機器への血液の曝露によって引き起こされる血小板凝集および血小板粘着、異常な細胞増殖から結果として生じる病理学的状態、移植拒絶反応、自己免疫疾患、炎症、血管疾患、瘢痕組織、創傷収縮、再狭窄、疼痛、発熱、消化管障害、呼吸器障害、性機能障害、ならびに性感染症からなる群から選択される。
いくつかの実施形態は、ポリアミドアミン組成物を製造する方法に関する。いくつかの実施形態では、多官能性アミン（例えば、２、３、４、５、またはそれ以上のアミンを有する）を、適切な溶媒中でアクリレートモノマーと混合して、反応混合物を形成する。いくつかの実施形態では、反応混合物を、かなりの割合の多官能性アミンがアクリレートモノマーと反応して、超分岐コポリマーを形成するのに十分な時間混合する。いくつかの実施形態では、重合を完了させ、未反応のモノマーを除去するために反応混合物を加熱して、塩基性ポリアミドアミン組成物を形成する。いくつかの実施形態では、超分岐構造は、塩基性条件で、高圧で、ポリアミドアミン組成物にＮ−ジアゼニウムジオレート部分を得るのに十分な時間、ガス状ＮＯと混合する。混合時間は、約６時間より長く、約６時間〜約２週間、約６時間〜１週間、約１２時間〜５日間、または約１日間〜約３日間である。
いくつかの実施形態では、重合を完了させ、未反応のモノマーを除去するための反応混合物の加熱は、亜大気圧下で加熱することを含む。いくつかの実施形態では、重合を完了させ、未反応のモノマーを除去するための反応混合物の加熱は、約５０℃〜約７０℃の第１の温度に約３０分間〜約２時間の第１の時間加熱することと、約９０℃〜約１１０℃の第２の温度に約３０分間〜約４時間の第２の時間加熱することと、約１２０℃〜約１５０℃の第３の温度に約３０分間〜約４時間の第３の時間加熱することと、を含む。いくつかの実施形態では、重合を完了させ、未反応のモノマーを除去するための反応混合物の加熱は、約６０℃〜約６０℃の第１の温度に約１時間の第１の時間加熱することと、約１００℃の第２の温度に約２時間の第２の時間加熱することと、約１４０℃の第３の温度に約２時間の第３の時間加熱することと、を含む。
いくつかの実施形態では、多官能性アミンは、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ポリエーテルアミン（例えば、Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ、からなる群から選択され、ポリエーテルアミンは、ＰＴＭＥＧ［ポリ（テトラメチレンエーテルグリコール）］に基づいて、約１７００の平均分子量のアミン、ＰＴＭＥＧ［ポリ（テトラメチレンエーテルグリコール）］／ＰＰＧ（ポリプロピレングリコール）コポリマー）に基づいて、約１０００の分子量のジアミン、およびビス（ヘキサメチレン）トリアミンである。
いくつかの実施形態では、ポリエーテルアミンは、ＪＥＦＦＡＭＩＮＥ（登録商標）である。いくつかの実施形態では、ＪＥＦＦＡＭＩＮＥ（登録商標）は、Ｍ−６００、Ｍ−２００５、Ｍ−１０００、Ｍ−２０７０、Ｄ−２３０、Ｄ−４００、Ｄ−２０００、Ｄ−４０００、ＥＤ−６００アミン、ＥＤ−９００アミン、ＥＤ−２００３アミン、ＥＤＲ−１４８アミン、ＥＤＲ−１７６アミン、Ｔ−４０３アミン、Ｔ−３０００アミン、Ｔ−５０００アミン、ＴＨＦ−１００アミン、ＴＨＦ−１７０アミン、ＸＴＪ５６８、ＸＴＡ８０１、ＲＦＤ−２７０、およびＸＴＪ−６１６から選択される。いくつかの実施形態では、ポリエーテルアミンは、以下の構造のうちの１つを含み、
式中、ｇ、ｈ、ｉ、およびｊが、独立して、１〜１００の整数であり、
Ｘ１が、本明細書の他の箇所で定義されているとおりであるか、または任意に置換されたＣ１−６アルキルである。
いくつかの実施形態では、アクリレートは、メチルアクリレート、エチルアクリレート、メチルメタクリレート、アクリルアミド、エチルメタクリレート、２−クロロエチルビニルエーテル、２−エチルヘキシルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル）メタクリルアミド、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド塩酸塩、Ｎ−（３−ＢＯＣ−アミノプロピル）メタクリルアミド、２−アミノエチルメタクリレート塩酸塩、２−（ｔｅｒｔ−ブチルアミノ）エチルメタクリレート、ｎ−イソ−プロピルアクリルアミド、２−メトキシエチルアクリレート、ｎ−エチルメタクリルアミド、ｎ−ビニルアセトアミド、２−Ｎ−モルホリノエチルアクリレート、メタクリロイル−Ｌ−リジン、２−（メチルアミノ）エチルアクリレート、および２−（メチルアミノ）エチルメタクリレートからなる群から選択される。
いくつかの実施形態では、溶媒は、アルコールまたはアルコールの混合物である。いくつかの実施形態では、ポリアミドアミン化合物は、ポリアミドアミン組成物をヒドロキシ含有化合物またはヒドロキシル形成化合物（例えば、エポキシド）と混合することによって、ヒドロキシル部分で修飾される。いくつかの実施形態では、ヒドロキシ含有化合物は、エポキシドである。いくつかの実施形態では、エポキシドは、プロポリエンオキシドである。いくつかの実施形態では、多官能性アミンは、約２：１〜約５：１のアミン対アクリレートのモル比でアクリレートモノマーと組み合わされる。いくつかの実施形態では、多官能性アミンは、約３：１〜約４：１のアミン対アクリレートのモル比でアクリレートモノマーと組み合わされる。
いくつかの実施形態では、本明細書の他の箇所に開示される、超分岐化合物またはポリアミドアミン組成物が、形成される。いくつかの実施形態では、超分岐化合物は、超分岐化合物１ｍｇ当たり約０．４μｍｏｌ以上のＮＯのＮＯ貯蔵容量を有する。いくつかの実施形態では、超分岐化合物は、Ｐ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ、Ｓ．ａｕｒｅｕｓ、Ｐ．ｇｉｎｇｉｖａｌｉｓ、Ａ．ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｔｅｍｃｏｍｉｔａｎｓ、Ａ．ｖｉｓｃｏｓｕｓ、および／またはＳ．ｍｕｔａｎｓのうちの１つ以上に対して細菌生存率の約９０％以上（例えば、９０％、９５％、９７％、９８％、９９％、または１００％）の細菌低減を提供する。いくつかの実施形態では、そのような低減は、２ｍｇ／ｍＬ以下の超分岐化合物の濃度で達成される。
Ｎ−ジアゼニウムジオレートＮＯ供与体修飾による超分岐ＰＡＭＡＭの非限定的な実施形態の部分の構造図である。 図２ａ：ヒドロキシル末端の有無にかかわらず、超分岐ＰＡＭＡＭの構造の非限定的な実施形態の概略図である。図２（ｂ）〜（ｄ）：以下に対する代表的な１Ｈ ＮＭＲスペクトルを提供する：図２ｂ：ｈ−ＰＡＭＡＭ、図２ｃ：ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−１、図２ｄ：ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２。図２ｅ：ｈ−ＰＡＭＡＭの１３Ｃ ＮＭＲである。図２ｆ：ｈ−ＰＡＭＡＭについてのＦＴＩＲである。 同上 図３ａ：代表的な紫外線可視スペクトルを示す。図３ｂ：ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２／ＮＯおよびｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２に対するＦＴＩＲスペクトルを示す。 Ｘ軸上に時間、およびｙ軸上に本明細書に開示されるいくつかの実施形態によるＮＯ放出性化合物からの累積的なＮＯ放出を示すグラフである。それらは、それぞれ、ＰＢＳ（１０ｍＭ、ｐＨ７．４、３７℃）中の、（ａ）ｈ−ＰＡＭＡＭ／ＮＯ、（ｂ）ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−１／ＮＯ、（ｃ）ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２／ＮＯ、（ｄ）Ｇ３−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ／ＮＯからのＮＯ放出を示す。 図５ａおよび図５ｂ：Ｓ．ｍｕｔａｎｓ細胞と関連するＲＩＴＣ修飾ＰＡＭＡＭ足場（１００μｇｍＬ−１）の共焦点蛍光および明視野画像の重ね合わせを示す。図５ａ：Ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２、図５ｂ：Ｇ３−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ。 図６ａおよび図６ｂ：本明細書で開示される実施形態による図６ａの対照（ＮＯで官能化されていない）および図６ｂのＮＯ放出性ＰＡＭＡＭ足場への２時間の曝露後のヒト歯肉線維芽細胞（ＨＧＦ−１）生存率（％）を示す棒グラフである。 図７ａおよび図７ｂ：本明細書で開示される実施形態による図７ａの対照（ＮＯで官能化されていない）および図７ｂのＮＯ放出性ＰＡＭＡＭ足場への２４時間の曝露後のヒト歯肉線維芽細胞（ＨＧＦ−１）生存率（％）を示す棒グラフである。 図８ａ〜図８ｇ：ＮＭＲによってモニタリングされる、重合プロセスを示す。モノマーの１Ｈ ＮＭＲスペクトル：図８ａ：ＨＥＤＡおよび図８ｂ：ＭＢＡ。異なる時間の７５℃で等モル比のＭＢＡとＨＥＤＡの間の重合の１Ｈ ＮＭＲスペクトル：図８ｃ：１０分、図８ｄ：２時間、図８ｅ：６時間、図８ｆ：１２時間、および図８ｇ：２４時間。溶媒：Ｄ２Ｏ。 ＨＥＤＡとＭＢＡのマイケル付加重合を介して反応させたヒドロキシル末端ＨＢＰＭＨ、および高分子主鎖に可能な構造セグメントを示す。 図１０ａおよび図１０ｂ本明細書の他の場所で開示されているＨＢＰＭＨの特性評価データを示す。図１０ａ：ヒドロキシル末端ＨＢＰＭＨの１Ｈ ＮＭＲスペクトルを提供する。溶媒：ＤＭＳＯ。図１０ｂ：ヒドロキシル末端ＨＢＰＭＨの１３Ｃ ＮＭＲスペクトルである。溶媒：ＤＭＳＯ。 図１０ｃ：ヒドロキシル末端ＨＢＰＭＨの１３Ｃ、１Ｈ−ＨＳＱＣ ＮＭＲスペクトルである。溶媒：ＤＭＳＯ。図１０ｄ：ヒドロキシル末端ＨＢＰＭＨの１Ｈ、１Ｈ−ＣＯＳＹ ＮＭＲスペクトルである。溶媒：ＤＭＳＯ。 図１１ａ〜図１１ｄ：ＨＢＰＭＨ／ＮＯのＮ−ジアゼニウムジオレートＮＯ供与体についての特性評価データを示す。図１１ａ：ＨＢＰＭＨ／ＮＯの合成経路である。図１１ｂ：ＨＢＰＭＨ（実線）およびＨＢＰＭＨ／ＮＯ（破線）のＵＶ−Ｖｉｓスペクトルを示す。図１１ｃ：ＨＢＰＭＨ（上）およびＨＢＰＭＨ／ＮＯ（下）の１Ｈ ＮＭＲスペクトルを示す。図１１（ｄ）：ＨＢＰＭＨ（上）およびＨＢＰＭＨ／ＮＯ（下）のＦＴＩＲスペクトルを示す。 同上 図１２ａ、図１２ｂ、図１２ｃ、および図１２ｄ：ＨＢＰＭＨの高分子骨格の４つの異なるＮ−ジアゼニウムジオレート単位を示す。 同上 水の溶離液中のＨＢＰＭＨ（右端の曲線）およびＮＯ放出ＨＢＰＭＨ／ＮＯ（左端の曲線）の両方におけるＧＰＣ曲線の重ね合わせを示す。 図１４ａ〜１４ｃ：ＨＢＰＭＨ／ＮＯについての特性評価データを示す。図１４ａ：Ｎ−ジアゼニウムジオレートＨＢＰＭＨ／ＮＯの分解における提案されている機構を示す。図１４ｂ：ＮＯ放出性ＨＢＰＭＨ／ＮＯにおけるリアルタイムＮＯ放出を示す。図１４ｃ：ＮＯ放出性ＨＢＰＭＨ／ＮＯにおけるｔ［ＮＯ］対時間のリアルタイムプロットを示す。 同上 図１５ａおよび図１５ｂ：４時間のインキュベーションにわたる浮遊性細菌に対するＮＯ放出性ヒドロキシル末端ＨＢＰＭＨの殺菌効力を示す。図１５ａ：Ｐ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａである。図１５ｂ：Ｓ．ａｕｒｅｕｓである。ＮＯ放出ＨＢＰＭＨ／ＮＯは、下部の曲線であり、非ＮＯ放出性対照は、上部の曲線である。エラーバーは、平均生存率の標準偏差（ＣＦＵ／ｍＬ）を表す。全ての測定について、ｎ＝３またはそれ以上のプールされた実験とした。 図１６ａおよび図１６ｂ：ある特定のＨＢＰＭＨ実施形態におけるインビトロ細胞毒性を示す。図１６ａ：４時間のインキュベーションにわたる、様々な濃度のＨＢＰＭＨおよびＮＯ放出ＨＢＰＭＨ／ＮＯの両方に曝露したＬ９２９マウス線維芽細胞の細胞生存率（％）を示す。各値は、少なくとも３つの測定の平均標準偏差を表す。図１６ｂ：４時間のインキュベーションにわたる、様々な濃度のＨＢＰＭＨおよびＮＯ放出ＨＢＰＭＨ／ＮＯの両方に曝露したＬ９２９マウス線維芽細胞の細胞生存率（％）を示す。各値は、少なくとも３つの測定の平均標準偏差を表す。 ＡＰとＭＢＡのマイケル付加重合を介して反応させた第１級アミン末端ＨＢＰＭＡの重合経路、および高分子主鎖において代表的な構造セグメントの非限定的な例を示す。 図１８ａおよび図１８ｂ：１Ｈ ＮＭＲ（図１８ａ）および定量的１３Ｃ ＮＭＲスペクトル（図１８Ｂ）を用いたＨＢＰＭＡにおける特性評価データを示す。 図１９ａ〜１９ｃ：図式的にＮ−ジアゼニウムジオレートを用いたＨＢＰＭＡの官能化（図１９ａ）および１Ｈ ＮＭＲを用いて分光的に（図１９ｂ）、ＨＢＰＭＡ（上）およびＨＢＰＭＡ／ＮＯ（下）の１Ｈ ＮＭＲスペクトル）、ならびにＵＶ−Ｖｉｓ（図１９ｃ）、ＨＢＰＭＡ（実線）およびＨＢＰＭＡ／ＮＯ（破線））を示す。 同上 図２０ａ〜２０ｃ：ＮＯ放出性ＨＢＰＭＡ／ＮＯの解離の特性評価を示す。図２０ａ：Ｎ−ジアゼニウムジオレートＨＢＰＭＡ／ＮＯの分解における提案されている機構を示す。図２０ｂ：ＮＯ放出性ＨＢＰＭＡ／ＮＯにおけるリアルタイムＮＯ放出を示す。図２０ｃ：ＮＯ放出性ＨＢＰＭＡ／ＮＯにおけるｔ［ＮＯ］対時間のリアルタイムプロットを示す。 同上
本明細書に開示されるいくつかの実施形態は、Ｎ−ジアゼニウムジオレートＮＯ供与体修飾による超分岐構造の合成および特性評価を提供する。いくつかの実施形態では、超分岐構造は、超分岐ＰＡＭＡＭ（ｈ−ＰＡＭＡＭ）ポリマーである。いくつかの実施形態では、ｈ−ＰＡＭＡＭは、（例えば、エポキシドを用いて）部分的または実質的にヒドロキシル化され、ＮＯ供与体として作用することができる追加の第２級アミンを提供する。いくつかの実施形態では、超分岐ＰＡＭＡＭ足場は、ヒドロキシル（例えば、酸化プロピレン（ＰＯ））修飾の有無にかかわらず、両方ともＮＯを放出することができる。いくつかの実施形態では、例えば、化合物（以下に記載されるｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２／ＮＯ）は、低毒性および／または最小毒性の天然組織を有する微生物（例えば、選択された口腔病原体）および哺乳動物細胞（例えば、ヒト歯肉線維芽細胞へ）の生存率および／または根絶の効率的な低減を可能にする。いくつかの実施形態では、構造的欠陥（デンドリマーには実質的に存在せず、超分岐構造に存在する）にもかかわらず、開示された超分岐構造は、抗菌性である。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される超分岐構造は、純粋なデンドリマー化合物と比較して構造的欠陥から恩恵を受ける。いくつかの実施形態では、超分岐構造（例えば、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２／ＮＯ）の抗菌活性は、デンドリマー（例えば、Ｇ３−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ／ＮＯ）と比較して、同程度であり、および／または改善される。この点において、開示された超分岐構造（例えば、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２／ＮＯ）は、潜在的にスケーラブルな治療法である。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される超分岐構造は、デンドリマーでもデンドロンでもなく、デンドリマーおよび／またはデンドロンの１つ以上の特性を欠いている。
本開示の主題は、これより、以下でより十分に説明される。しかしながら、本明細書において記述される本開示の主題の多くの修正形態および他の実施形態は、本開示の主題が関係する当業者には先行する説明に提示された教示の利益を享受して思い浮かぶであろう。したがって、本開示の主題は開示された特定の実施形態に限定されるべきではなく、修正および他の実施形態は添付の特許請求の範囲内に含まれることが意図されることを理解されたい。換言すると、本明細書に記載される主題は、全ての代替形態、修正形態、および均等物を包含する。組み込まれた文献、特許、および類似の資料の１つ以上が、定義された用語、用語の使用法、記載された技術などを含むがこれらに限定されない本出願と異なるかまたは矛盾する場合、この出願が優先する。別途定義されない限り、本明細書において使用される技術用語および科学用語は、当業者によって一般に理解されるのと同一の意味を有する。本明細書において言及される全ての刊行物、特許出願、特許、および他の参考文献は、参照によりその全体が組み込まれる。
本明細書で使用されるとき、「および／または」とは、関連する列挙される項目のうちの１つ以上の任意および全ての可能な組み合わせ、ならびに代替物（「または」）で解釈されるときの組み合わせの欠如を指し、これらを包含する。
本明細書で使用されるとき、「１つ（ａ）」、「１つ（ａｎ）」、または「その（ｔｈｅ）」は、１つまたは１つ超を意味し得る。例えば、「１つの（ａ）」ＮＯ放出性部分は、単一または多数を意味し得る。
本明細書で使用されるとき、「約」という用語は、本主題の化合物または薬剤の量、用量、時間、温度、殺菌効力などの測定可能な値を指す場合、指定された量の±２０％、±１０％、±５％、±１％、±０．５％、またはさらには±０．１％の変動を包含することを意味する。
本明細書で使用されるとき、「デンドリマー」という用語は、コアから生じ、デンドロンの外側に放射する繰り返し分岐した分子を指す。デンドリマーは、その完全またはほぼ完全な対称性を特徴とする。デンドリマーは、典型的には、コアの周りで対称的または実質的に対称的である。デンドリマーは、その段階的な合成により、繰り返し構造単位を特徴とする。
本明細書で使用されるとき、「デンドロン」という用語は、焦点から生じ、外側に放射する繰り返し分岐した分子を指す。デンドロンは、その完全またはほぼ完全な繰り返し単位を特徴とする。デンドロンは、その段階的な合成により、焦点から生じる繰り返し構造単位を特徴とする。
本明細書で使用されるとき、「超分岐」という用語は、対称的なまたは（例えば、対称的または実質的に対称的なデンドロンを有する）アコの周りにあるデンドリマーはなく、かつデンドロンを欠いている、分岐化合物または構造を指す。本明細書で使用されるように、超分岐は樹枝状であるが、「官能化された超分岐」構造は、一酸化窒素供与体部分が結合していても、結合していなくてもよい。超分岐構造は、ワンポット合成で生成することができる。
「治療有効量」または「有効量」という用語は、本明細書で使用されるとき、当該技術分野で周知であり得るように、例えば、対象の容態の（例えば、１つ以上の症状の）改善、状態の進行の遅延もしくは低減、障害の発症の予防もしくは遅延、および／または臨床パラメータ、疾患、もしくは病気における変化などを含む、障害、疾患、または病気に罹患している対象への有益な効果であり得る、調節効果を与える列挙される化合物の量を指す。例えば、有効量は、対象の容態を少なくとも５％、例えば、少なくとも１０％、少なくとも１５％、少なくとも２０％、少なくとも２５％、少なくとも３０％、少なくとも３５％、少なくとも４０％、少なくとも４５％、少なくとも５０％、少なくとも５５％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、または少なくとも１００％改善する組成物、化合物、または薬剤の量を指すことができる。いくつかの実施形態では、容態の改善は、感染の低減であり得る。いくつかの実施形態では、改善は、表面上のまたは対象内の細菌負荷（例えば、バイオバーデン）の低減であり得る。本開示の主題の活性組成物中の活性成分の実際の投与量レベルは、特定の対象および／または用途に対して所望の応答を達成するのに有効である量の活性化合物（複数可）を投与するように変化させることができる。選択される投与量レベルは、組成物の活性、配合、投与経路、他の薬物または治療との組み合わせ、治療されている容態の重症度、ならびに治療されている対象の健康状態および以前の病歴を含むが、これらに限定されない、様々な因子に依存するであろう。いくつかの実施形態では、最小用量が投与され、用量は、用量制限毒性の非存在下で最小有効量まで漸増される。有効量の決定および調整、ならびにこのような調整をいつおよびどのように行うかの評価が、本明細書で企図される。
「治療する」または「治療すること」または「治療」は、例えば、対象の容態の（例えば、１つ以上の症状の）改善、容態の進行の遅延もしくは低減、および／または臨床パラメータ、疾患、もしくは病気における変化、病気の治癒などを含む、障害、疾患、または病気に罹患している対象への有益な効果であり得る、調節効果を与える任意の種類の作用を指す。
「破壊すること」および「根絶すること」という用語は、本開示の超分岐構造がバイオフィルムと闘う能力を指す。バイオフィルムは、部分的に根絶されるかまたは破壊されることがあり、これは細胞がもはや互いにまたは表面に結合しないことを意味する。バイオフィルムは完全に根絶されることがあり、これはバイオフィルムがもはや実質的な程度まで、相互接続された、凝集した、または連続的な細胞ネットワークではないことを意味する。
「一酸化窒素供与体」または「ＮＯ供与体」という用語は、一酸化窒素種の生物学的活性が、意図された作用部位で発現するように、一酸化窒素種を供与、放出、および／または直接的にもしくは間接的に移動させ、ならびに／あるいはインビボで一酸化窒素の内在性産生を刺激し、ならびに／あるいはインビボで一酸化窒素の内在性レベルを上昇させる、種および／または分子を指す。
「一酸化窒素放出」または「一酸化窒素供与」という用語は、一酸化窒素の３つの酸化還元形態（ＮＯ＋、ＮＯ−、ＮＯ（例えば、・ＮＯ））のうちのいずれか１つ（または２つ以上）を供与、放出、および／または直接的にもしくは間接的に移動させる種、ならびに／あるいは一酸化窒素の３つの酸化還元形態（ＮＯ＋、ＮＯ−、ＮＯ）のうちのいずれか１つ（または２つ以上）を供与、放出、および／または直接的にもしくは間接的に移動させる方法を指す。いくつかの実施形態では、一酸化窒素種の生物学的活性が、意図する作用部位で発現するように、一酸化窒素放出が達成される。
本明細書で使用するときの「微生物感染症」という用語は、細菌、真菌、ウイルス、酵母感染症、および他の微生物、ならびにこれらの組み合わせを指す。
本明細書に開示される、治療される「患者」または「対象」は、いくつかの実施形態では、ヒト患者であるが、本開示の主題の原理は、本開示の主題が、「対象」および「患者」という用語に含まれるよう意図されている、哺乳動物を含む全ての脊椎動物種に対して有効であることを示すことが理解されるべきである。適切な対象は、概して、哺乳動物対象である。本明細書に記載される主題は、研究ならびに獣医学的および医学的用途における使用を見出している。本明細書で使用する「哺乳動物」という用語は、ヒト、非ヒト霊長類、ウシ、ヒツジ、ヤギ、ブタ、ウマ、ネコ、イヌ、ウサギ、齧歯類（例えば、ラットまたはマウス）、サルなどを含むが、これらに限定されない。ヒト対象は、新生児、乳児、年少者、成人、および老人の対象を含む。対象とは、本明細書に開示される方法「を必要とする」対象が、疾患状態を経験しているおよび／または疾患状態を経験すると予想される対象であり得、本発明の対象の方法および組成物は、治療的および／または予防的処置に用いられる。
本明細書で提供される一般化学式については、置換基が示されていない場合、当業者は、置換基が水素であることを理解するであろう。原子に接続されていないが示されている結合は、そのような置換基の位置が可変であることを示す。ギザギザ線、波線、結合を介してまたは結合の端に引かれた２本の波線は、いくつかのさらなる構造がその位置に結合されていることを示す。本明細書に開示されているが構造には明示されていない多数のさらなるモノマーについて、元素分析がこのような違いを予想し得ることを示し得ない場合でさえも、これらのモノマーを添加して、結果として得られたポリマー材料の物理的特性を変更する可能性があることは、ポリマーの当業者であれば理解されよう。このような物理的特性には、溶解度、電荷、安定性、架橋、二次および三次構造などが含まれる。さらに、１つ以上のキラル中心を有する化合物について立体化学が示されていない場合、全ての鏡像異性体およびジアステレオマーが含まれる。同様に、脂肪族基またはアルキル基の列挙のために、その全ての構造異性体も含まれる。特に明記しない限り、本明細書に提供される一般式においてＡ１〜Ａｎとして示され、本明細書においてアルキル基と呼ばれる基は、独立して、アルキル基または脂肪族基、特に２０個以下の炭素原子を有するアルキルから選択され、さらに典型的には、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、およびブチルなどの１０個以下の原子を持つさらに低いアルキルから選択される。アルキルは、任意に置換されていてもよい（例えば、本明細書の他の場所で開示されているように、置換されていても置換されていなくてもよい）。アルキルは、ハロゲン化アルキル（例えば、−ＣＸ３であり、式中、Ｘはハロゲン化物、および鎖中またはそれに結合したこれらの組み合わせ）などの置換アルキル基、アルコール（すなわち、脂肪族またはアルキルヒドロキシル、特に低級アルキルヒドロキシル）、または他の同様に置換された部分、例えば、アミノ−、アミノ酸−、アリール−、アルキルアリール−、アルキルエステル−、エーテル−、ケト−、ニトロ−、スルフヒドリル−、スルホニル−、スルホキシド修飾−アルキル基であり得る。
「アミノ」および「アミン」という用語は、ＮＲ３、ＮＨ３、ＮＨＲ２、およびＮＨ２Ｒなどの含窒素基を指し、式中、Ｒは、本明細書の他の場所で説明されるとおりであり得る。したがって、本明細書で使用される「アミノ」は、第１級アミン、第２級アミン、または第３級アミンを指すことができる。いくつかの実施形態では、アミノ基の１つのＲは、ジアゼニウムジオレート（すなわち、ＮＯＮＯ）であり得る。
基が「任意に置換された」と記載されるときはいつでも、その基は、非置換であっても、示される置換基のうちの１つ以上で置換されていてもよい。同様に、置換される場合、基が「非置換または置換された」（または「置換された」もしくは「非置換」）と記載されるとき、置換基（複数可）は、１つ以上の示される置換基から選択され得る。置換基が示されていない場合、示される「任意に置換された」または「置換された」基は、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクリル、アリール（アルキル）、シクロアルキル（アルキル）、ヘテロアリール（アルキル）、ヘテロシクリル（アルキル）、ヒドロキシ、アルコキシ、アシル、シアノ、ハロゲン、チオカルボニル、Ｏ−カルバミル、Ｎ−カルバミル、Ｏ−チオアリバミル、Ｎ−チオアリバミル、Ｃ−アミド、Ｎ−アミド、Ｓ−スルホンアミド、Ｎ−スルホンアミド、Ｃ−カルボキシ、Ｏ−カルボキシ、ニトロ、スルフェニル、スルフィニル、スルホニル、ハロアルキル、ハロアルコキシ、アミノ、一置換アミン基、二置換アミン基、一置換アミン（アルキル）、二置換アミン（アルキル）、ジアミノ基、ポリアミノ、ジエーテル基、およびポリエーテル−から個別に、独立して、それから選択される１つ以上の基（複数可）で置換され得ることを意味する。
本明細書で使用される、「Ｃａ〜Ｃｂ」（「ａ」および「ｂ」が整数である）は、基中の炭素原子の数を指す。示された基は、炭素原子を含んだ、「ａ」から「ｂ」を含むことができる。したがって、例えば、「Ｃ１〜Ｃ４アルキル」または「Ｃ１〜Ｃ４アルキル」基は、１〜４個の炭素を有する全てのアルキル基、すなわち、ＣＨ３−、ＣＨ３ＣＨ２−、ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２−、（ＣＨ３）２ＣＨ−、ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）−、および（ＣＨ３）３Ｃ−を指す。「ａ」および「ｂ」が指定されていない場合、これらの定義で説明されている最も広い範囲が想定される。
２つの「Ｒ」基は、「一緒に」されるものとして説明されている場合、Ｒ基およびそれらが結合している原子が、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、ヘテロアリール、または複素環を形成することができる。例えば、限定するものではないが、ＮＲａＲｂ基のＲａおよびＲｂが「一緒になって」と示される場合、それらが互いに共有結合して環を形成することを意味する。
本明細書で使用されるとき、「アルキル」という用語は、完全に飽和した脂肪族炭化水素基を指す。アルキル部分は、分岐または直鎖であり得る。分岐アルキル基の例には、イソプロピル、ｓｅｃ−ブチル、ｔ−ブチルなどが含まれるが、これらに限定されない。直鎖アルキル基の例には、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｎ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｎ−ヘプチルなどが含まれるが、これらに限定されない。アルキル基は、１〜３０個の炭素原子を有し得る（本明細書で出現するときはいつでも、「１〜３０」などの数値範囲は、所与の範囲内のそれぞれの整数を指し、例えば、「１〜３０個の炭素原子」は、アルキル基が１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、または３０個の炭素原子からなり得ることを意味するが、本定義は、数値範囲が指定されていない場合の「アルキル」という用語の出現も網羅する）。アルキル基はまた、１〜１２個の炭素原子を有する中サイズのアルキルであってもよい。アルキル基は、１〜６個の炭素原子を有する低級アルキルでもあり得る。アルキル基は、置換または非置換であってもよい。例としてにすぎないが、「Ｃ１〜Ｃ５アルキル」は、アルキル鎖中に１〜５個の炭素原子があることを示し、すなわち、アルキル鎖は、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル（分枝鎖および直鎖）、などから選択される。典型的なアルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、第３級ブチル、ペンチル、およびヘキシルが挙げられるが、これらに限定するものではない。
本明細書で使用される、「アルキレン」という用語は、二価の完全に飽和した直鎖脂肪族炭化水素基を指す。アルキレン基の例には、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン、ヘプチレン、およびオクチレンが含まれるが、これらに限定されない。アルキレン基は、
、続いて炭素原子の数、続いて「＊」で表され得る。例えば、
は、エチレンを表す。アルキレン基は、１〜３０個の炭素原子を有し得る（本明細書で出現するときはいつでも、「１〜３０」などの数値範囲は、所与の範囲内のそれぞれの整数を指し、例えば、「１〜３０個の炭素原子」は、アルキル基が１個の炭素原子、２個の炭素原子、３個の炭素原子などからなり、最大３０個の炭素原子を含み得ることを意味するが、本定義は、数値範囲が指定されていない場合の「アルキレン」という用語の出現も網羅する）。アルキレン基はまた、１〜１２個の炭素原子を有する中サイズのアルキルであってもよい。アルキレン基は、１〜６個の炭素原子を有する低級アルキルでもあり得る。アルキレン基は、置換または非置換であってもよい。例えば、低級アルキレン基は、低級アルキレン基の１つ以上の水素を置換することにより、および／または同じ炭素上の両方の水素をＣ３−６単環式シクロアルキル基（例えば、
）で置換することによって置換することができる。
本明細書で使用される「アルケニル」という用語は、１−プロペニル、２−プロペニル、２−メチル−１−プロペニル、１−ブテニル、２−ブテニルなどを含むが、これらに限定されない、炭素二重結合（複数可）を含有する２〜２０個の炭素原子の一価の直鎖または分岐鎖ラジカルを指す。アルケニル基は、非置換または置換であり得る。
本明細書で使用される「アルキニル」という用語は、１−プロピニル、１−ブチニル、２−ブチニルなどを含むが、これらに限定されない、炭素三重結合（複数可）を含有する２〜２０個の炭素原子の一価の直鎖または分岐鎖ラジカルを指す。アルキニル基は、非置換または置換であり得る。
本明細書で使用されるとき、「シクロアルキル」とは、完全に飽和した（二重結合または三重結合を含まない）単環式または多環式（二環式など）炭化水素環系を指す。２つ以上の環から組成される場合、これらの環は、縮合、架橋、またはスピロ結合形態で連結していてもよい。本明細書で使用されるとき、「縮合」という用語は、２つの原子および１つの結合を共有する２つの環を指す。本明細書で使用されるとき、「架橋シクロアルキル」という用語は、シクロアルキルが非隣接原子を接続する１つ以上の原子の結合を含有する化合物を指す。本明細書で使用されるとき、「スピロ」という用語は、１つの原子を共有する２つの環を指し、２つの環は、架橋によって連結されていない。シクロアルキル基は、環（複数可）に３〜３０個の原子、環（複数可）に３〜２０個の原子、環（複数可）に３〜１０個の原子、環（複数可）に３〜８個の原子、または環（複数可）に３〜６個の原子を含有することができる。シクロアルキル基は、非置換または置換であり得る。モノシクロアルキル基の例には、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、およびシクロオクチルが含まれるが、決してこれらに限定されない。縮合シクロアルキル基の例は、デカヒドロナフタレニル、ドデカヒドロ−１Ｈ−フェナレニル、およびテトラデカヒドロアントラセニルであり、架橋シクロアルキル基の例は、ビシクロ［１．１．１］ペンチル、アダマンタニル、およびノルボルナニルであり、スピロシクロアルキル基の例には、スピロ［３．３］ヘプタンおよびスピロ［４．５］デカンが含まれる。
本明細書で使用されるとき、「シクロアルケニル」とは、少なくとも１つの環に１つ以上の二重結合を含有する単環式または多環式（二環式など）炭化水素環系を指すが、１つを超える場合、二重結合は、全ての環を通して完全に非局在化したパイ電子系を形成することができない（そうでなければ、基は、本明細書で定義されるように、「アリール」であり得る）。シクロアルケニル基は、環（複数可）に３〜１０個の原子、環（複数可）に３〜８個の原子、または環（複数可）に３〜６個の原子を含有することができる。２つ以上の環から組成される場合、これらの環は、縮合、架橋、またはスピロ結合形態で連結していてもよい。シクロアルケニル基は、非置換または置換であり得る。
本明細書で使用されるとき、「アリール」とは、全ての環を通して完全に非局在化したパイ電子系を有する炭素環式（全炭素）単環式または多環式（二環式など）芳香族環系（２つの炭素環式環が化学結合を共有する縮合環系を含む）を指す。アリール基における炭素原子の数は、変動し得る。例えば、アリール基は、Ｃ６−Ｃ１４アリール基、Ｃ６−Ｃ１０アリール基、またはＣ６アリール基であり得る。アリール基の例には、ベンゼン、ナフタレン、およびアズレンが含まれるが、これらに限定されない。アリール基は、置換または非置換であってもよい。本明細書で使用されるとき、「ヘテロアリール」とは、１つ以上のヘテロ原子（例えば、１、２、または３つのヘテロ原子）、すなわち、これらに限定されないが、窒素、酸素、および硫黄を含む、炭素以外の元素を含有する単環式または多環式（二環式など）芳香族環系（完全に非局在化したパイ電子系を有する環系）を指す。ヘテロアリール基の環（複数可）における原子の数は、変動し得る。例えば、ヘテロアリール基は、環（複数可）に４〜１４個の原子、環（複数可）に５〜１０個の原子、または環（複数可）に５〜６個の原子、例えば、９個の炭素原子および１個のヘテロ原子、８個の炭素原子と２個のヘテロ原子、７個の炭素原子と３個のヘテロ原子、８個の炭素原子と１個のヘテロ原子、７個の炭素原子と２個のヘテロ原子、６個の炭素原子と３個のヘテロ原子、５個の炭素原子と４個のヘテロ原子、５個の炭素原子と１個のヘテロ原子、４個の炭素原子と２個のヘテロ原子、３個の炭素原子と３個のヘテロ原子、４個の炭素原子と１個のヘテロ原子、３個の炭素原子と２個のヘテロ原子、または２個の炭素原子と３個のヘテロ原子を含有することができる。さらに、「ヘテロアリール」という用語は、少なくとも１つのアリール環と少なくとも１つのヘテロアリール環または少なくとも２つのヘテロアリール環などの、２つの環が少なくとも１つの化学結合を共有する縮合環系を含む。ヘテロアリール環の例には、フラン、フラザン、チオフェン、ベンゾチオフェン、フタラジン、ピロール、オキサゾール、ベンゾオキサゾール、１，２，３−オキサジアゾール、１，２，４−オキサジアゾール、チアゾール、１，２，３−チアジアゾール、１，２，４−チアジアゾール、ベンゾチアゾール、イミダゾール、ベンズイミダゾール、インドール、インダゾール、ピラゾール、ベンゾピラゾール、イソオキサゾール、ベンゾイソオキサゾール、イソチアゾール、トリアゾール、ベンゾトリアゾール、チアジアゾール、テトラゾール、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、プリン、プテリジン、キノリン、イソキノリン、キナゾリン、キノキサリン、シンノリン、およびトリアジンが含まれるが、これらに限定されない。ヘテロアリール基は、置換または非置換であってもよい。
本明細書で使用されるとき、「ヘテロシクリル」または「ヘテロアリシクリル」とは、炭素原子が１〜５個のヘテロ原子と一緒になって、当該環系を構成する、３員、４員、５員、６員、７員、８員、９員、１０員、最大１８員の単環式、二環式、および三環式環系を指す。複素環は、このように位置している１つ以上の不飽和結合を任意に含有することができるが、完全に非局在化したパイ電子系は、全ての環全体に発生しない。ヘテロ原子（複数可）は、酸素、硫黄、および窒素を含むが、これらに限定されない、炭素以外の元素である。複素環は、定義が、ラクタム、ラクトン、環式イミド、環式チオイミド、および環式カルバメートなどのオキソ系およびチオ系を含むように、１つ以上のカルボニルまたはチオカルボニル官能基をさらに含有し得る。２つ以上の環から組成される場合、これらの環は、縮合、架橋、またはスピロ結合形態で連結していてもよい。本明細書で使用されるとき、「縮合」という用語は、２つの原子および１つの結合を共有する２つの環を指す。本明細書で使用されるとき、「架橋ヘテロシクリル」または「架橋ヘテロアリシクリル」という用語は、ヘテロシクリルまたはヘテロアリシクリルが非隣接原子を接続する１つ以上の原子の結合を含有する化合物を指す。本明細書で使用されるとき、「スピロ」という用語は、１つの原子を共有する２つの環を指し、２つの環は、架橋によって連結されていない。ヘテロシクリルおよびヘテロアリシクリル基は、環（複数可）に３〜３０個の原子、環（複数可）に３〜２０個の原子、環（複数可）に３〜１０個の原子、環（複数可）に３〜８個の原子、または環（複数可）に３〜６個の原子を含有することができる。例えば、５個の炭素原子と１個のヘテロ原子、４個の炭素原子と２個のヘテロ原子、３個の炭素原子と３個のヘテロ原子、４個の炭素原子と１個のヘテロ原子、３個の炭素原子と２個のヘテロ原子、２個の炭素原子と３個のヘテロ原子、１個の炭素原子と４個のヘテロ原子、３個の炭素原子と１個のヘテロ原子、または２個の炭素原子と１個のヘテロ原子。加えて、ヘテロ脂環式の任意の窒素は、四級化され得る。ヘテロシクリルまたはヘテロ脂環式基は、非置換または置換であり得る。そのような「ヘテロシクリル」または「ヘテロアリシクリル」基の例には、１，３−ジオキシン、１，３−ジオキサン、１，４−ジオキサン、１，２−ジオキソラン、１，３−ジオキソラン、１，４−ジオキソラン、１，３−オキサチアン、１，４−オキサチイン、１，３−オキサチオラン、１，３−ジチオール、１，３−ジチオラン、１，４−オキサチアン、テトラヒドロ−１，４−チアジン、２Ｈ−１，２−オキサジン、マレイミド、スクシンイミド、バルビツール酸、チオバルビツール酸、ジオキソピペラジン、ヒダントイン、ジヒドロウラシル、トリオキサン、ヘキサヒドロ−１，３，５−トリアジン、イミダゾリン、イミダゾリジン、イソオキサゾリン、イソオキサゾリジン、オキサゾリン、オキサゾリジン、オキサゾリジノン、チアゾリン、チアゾリジン、モルホリン、オキシラン、ピペリジンＮ−オキシド、ピペリジン、ピペラジン、ピロリジン、アゼパン、ピロリドン、ピロリジオン、４−ピペリドン、ピラゾリン、ピラゾリジン、２−オキソピロリジン、テトラヒドロピラン、４Ｈ−ピラン、テトラヒドロチオピラン、チアモルホリン、チアモルホリンスルホキシド、チアモルホリンスルホン、およびそれらのベンゾ縮合類似体（例えば、ベンズイミダゾリジノン、テトラヒドロキノリン、および／または３，４−メチレンジオキシフェニル）が含まれるが、これらに限定されない。スピロヘテロシクリル基の例には、２−アザスピロ［３．３］ヘプタン、２−オキサスピロ［３．３］ヘプタン、２−オキサ−６−アザスピロ［３．３］ヘプタン、２，６−ジアザスピロ［３．３］ヘプタン、２−オキサスピロ［３．４］オクタン、および２−アザスピロ［３．４］オクタンが含まれる。
本明細書で使用されるとき、「アラルキル」および「アリール（アルキル）」は、置換基として、低級アルキレン基を介して接続されたアリール基を指す。アラルキルの低級アルキレンおよびアリール基は、置換または非置換であってもよい。例には、ベンジル、２−フェニルアルキル、３−フェニルアルキル、およびナフチルアルキルが含まれるが、これらに限定されない。
本明細書で使用されるとき、「シクロアルキル（アルキル）」は、置換基として、低級アルキレン基を介して接続されたシクロアルキル基を指す。シクロアルキル（アルキル）の低級アルキレンおよびシクロアルキル基は、置換または非置換であってもよい。
本明細書で使用されるとき、「ヘテロアラルキル」および「ヘテロアリール（アルキル）」は、置換基として、低級アルキレン基を介して接続されたヘテロアリール基を指す。ヘテロアラルキルの低級アルキレンおよびヘテロアリール基は、置換または非置換であってもよい。例には、２−チエニルアルキル、３−チエニルアルキル、フリルアルキル、チエニルアルキル、ピロリルアルキル、ピリジルアルキル、イソオキサゾリルアルキル、およびイミダゾリルアルキル、ならびにそれらのベンゾ縮合類似体が含まれるが、これらに限定されない。
「ヘテロアリシクリル（アルキル）」および「ヘテロシクリル（アルキル）」は、置換基として、低級アルキレン基を介して接続された複素環式またはヘテロ脂環式基を指す。（ヘテロアリシクリル）アルキルの低級アルキレンおよびヘテロシクリルは、置換または非置換であってもよい。例には、テトラヒドロ−２Ｈ−ピラン−４−イル（メチル）、ピペリジン−４−イル（エチル）、ピペリジン−４−イル（プロピル）、テトラヒドロ−２Ｈ−チオピラン−４−イル（メチル）、および１，３−チアジナン−４−イル（メチル）が含まれるが、これらに限定されない。
本明細書で使用されるとき、「ヒドロキシ」という用語は、−ＯＨ基を指す。
本明細書で使用されるとき、「アルコキシ」は、式−ＯＲを指し、式中、Ｒは、本明細書で定義されるように、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクリル、シクロアルキル（アルキル）、アリール（アルキル）、ヘテロアリール（アルキル）、またはヘテロシクリル（アルキル）である。アルコキシの非限定的なリストは、メトキシ、エトキシ、ｎ−プロポキシ、１−メチルエトキシ（イソプロポキシ）、ｎ−ブトキシ、イソ−ブトキシ、ｓｅｃ−ブトキシ、ｔｅｒｔ−ブトキシ、フェノキシ、およびベンゾキシである。アルコキシは、置換または非置換であってもよい。
本明細書で使用されるとき、「アシル」は、置換基として、カルボニル基を介して接続された水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクリル、アリール（アルキル）、ヘテロアリール（アルキル）、およびヘテロシクリル（アルキル）を指す。例には、ホルミル、アセチル、プロパノイル、ベンゾイル、およびアクリルが含まれる。アシルは、置換または非置換であってもよい。
本明細書で使用されるとき、「シアノ」基は、「−ＣＮ」基を指す。
本明細書で使用される「ハロゲン原子」または「ハロゲン」という用語は、フッ素、塩素、臭素、およびヨウ素などの元素周期表の第７列の放射性安定原子のいずれか１つを意味する。
「チオカルボニル」基は、「−Ｃ（＝Ｓ）Ｒ」基を指し、式中、ＲがＯ−カルボキシに関して定義されたものと同じであり得る。チオカルボニルは、置換または非置換であってもよい。「Ｏ−カルバミル」基は、「−ＯＣ（＝Ｏ）Ｎ（ＲＡＲＢ）」基を指し、式中、ＲＡおよびＲＢは、独立して、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクリル、シクロアルキル（アルキル）、アリール（アルキル）、ヘテロアリール（アルキル）、またはヘテロシクリル（アルキル）であり得る。Ｏ−カルバミルは、置換または非置換であってもよい。
「Ｎ−カルバミル」基は、「ＲＯＣ（＝Ｏ）Ｎ（ＲＡ）−」基を指し、式中、ＲおよびＲＡは、独立して、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクリル、シクロアルキル（アルキル）、アリール（アルキル）、ヘテロアリール（アルキル）、またはヘテロシクリル（アルキル）であり得る。Ｎ−カルバミルは、置換または非置換であってもよい。
「Ｏ−チオカルバミル」基は、「−ＯＣ（＝Ｓ）−Ｎ（ＲＡＲＢ）」基を指し、式中、ＲＡおよびＲＢは、独立して、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクリル、シクロアルキル（アルキル）、アリール（アルキル）、ヘテロアリール（アルキル）、またはヘテロシクリル（アルキル）であり得る。Ｏ−チオカルバミルは、置換または非置換であってもよい。
「Ｎ−チオカルバミル」基は、「ＲＯＣ（＝Ｓ）Ｎ（ＲＡ）−」基を指し、式中、ＲおよびＲＡは、独立して、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクリル、シクロアルキル（アルキル）、アリール（アルキル）、ヘテロアリール（アルキル）、またはヘテロシクリル（アルキル）であり得る。Ｎ−チオカルバミルは、置換または非置換であってもよい。
「Ｃ−アミド」基は、「−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（ＲＡＲＢ）」基を指し、式中、ＲＡおよびＲＢは、独立して、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクリル、シクロアルキル（アルキル）、アリール（アルキル）、ヘテロアリール（アルキル）、またはヘテロシクリル（アルキル）であり得る。Ｃ−アミドは、置換または非置換であってもよい。
「Ｎ−アミド」基は、「ＲＣ（＝Ｏ）Ｎ（ＲＡ）−」基を指し、式中、ＲおよびＲＡは、独立して、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクリル、シクロアルキル（アルキル）、アリール（アルキル）、ヘテロアリール（アルキル）、またはヘテロシクリル（アルキル）であり得る。Ｎ−アミドは、置換または非置換であってもよい。
「Ｓ−スルホンアミド」基は、「−ＳＯ２Ｎ（ＲＡＲＢ）」基を指し、式中、ＲＡおよびＲＢは、独立して、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクリル、シクロアルキル（アルキル）、アリール（アルキル）、ヘテロアリール（アルキル）、またはヘテロシクリル（アルキル）であり得る。Ｓ−スルホンアミドは、置換または非置換であってもよい。
「Ｎ−スルホンアミド」基は、「ＲＳＯ２Ｎ（ＲＡ）−」基を指し、式中、ＲおよびＲＡは、独立して、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクリル、シクロアルキル（アルキル）、アリール（アルキル）、ヘテロアリール（アルキル）、またはヘテロシクリル（アルキル）であり得る。Ｎ−スルホンアミドは、置換または非置換であってもよい。
「Ｏ−カルボキシ」基は、「ＲＣ（＝Ｏ）Ｏ−」基を指し、式中、Ｒは、本明細書に定義されるように、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクリル、シクロアルキル（アルキル）、アリール（アルキル）、ヘテロアリール（アルキル）、またはヘテロシクリル（アルキル）であり得る。Ｏ−カルボキシは、置換または非置換であってもよい。
「エステル」および「Ｃ−カルボキシ」という用語は、「−Ｃ（＝Ｏ）ＯＲ」基を指し、式中、Ｒは、Ｏ−カルボキシに関して定義されたものと同じであり得る。エステルおよびＣ−カルボキシは、置換または非置換であってもよい。
「ニトロ」基は、「−ＮＯ２」基を指す。
「スルフェニル」基は、「−ＳＲ」基を指し、式中、Ｒは、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクリル、シクロアルキル（アルキル）、アリール（アルキル）、ヘテロアリール（アルキル）、またはヘテロシクリル（アルキル）であり得る。スルフェニルは、置換または非置換であってもよい。
「スルフィニル」基は、「−Ｓ（＝Ｏ）−Ｒ」基を指し、式中、Ｒがスルフェニルに関して定義されたものと同じであり得る。スルフィニルは、置換または非置換であってもよい。
「スルホニル」基は、「ＳＯ２Ｒ」基を指し、式中、Ｒがスルフェニルに関して定義されたものと同じであり得る。スルホニルは、置換または非置換であってもよい。
本明細書で使用される、「ハロアルキル」は、水素原子のうちの１つ以上がハロゲンによって置き換えられる、アルキル基を指す（例えば、モノ−ハロアルキル、ジ−ハロアルキル、トリ−ハロアルキル、およびポリハロアルキル）。そのような基には、クロロメチル、フルオロメチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、１−クロロ−２−フルオロメチル、２−フルオロイソブチル、およびペンタフルオロエチルが含まれるが、これらに限定されない。ハロアルキルは、置換または非置換であってもよい。
本明細書で使用される、「ハロアルコキシ」は、水素原子のうちの１つ以上がハロゲンによって置き換えられる、アルコキシ基を指す（例えば、モノ−ハロアルコキシ、ジ−ハロアルコキシ、およびトリ−ハロアルコキシ）。そのような基には、クロロメトキシ、フルオロメトキシ、ジフルオロメトキシ、トリフルオロメトキシ、１−クロロ−２−フルオロメトキシ、および２−フルオロイソブトキシが含まれるが、これらに限定されない。ハロアルコキシは、置換または非置換であってもよい。
本明細書で使用されるとき、「アミノ」および「置換アミノ」という用語は、−ＮＨ２基を指す。
「一置換アミン」基は、「−ＮＨＲＡ」基を指し、式中、ＲＡは、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクリル、シクロアルキル（アルキル）、アリール（アルキル）、ヘテロアリール（アルキル）、またはヘテロシクリル（アルキル）であり得る。ＲＡは、置換または非置換であってもよい。モノ置換アミン基には、例えば、モノ−アルキルアミン基、モノ−Ｃ１−Ｃ６アルキルアミン基、モノ−アリールアミン基、モノ−Ｃ６−Ｃ１０アリールアミン基などが含まれ得る。モノ−置換アミン基の例には、−ＮＨ（メチル）、−ＮＨ（フェニル）などが含まれるが、これらに限定されない。
「ジ−置換アミン」基は、「−ＮＲＡＲＢ」基を指し、式中、ＲＡおよびＲＢは独立して、本明細書に定義されるアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクリル、シクロアルキル（アルキル）、アリール（アルキル）、ヘテロアリール（アルキル）、またはヘテロシクリル（アルキル）であり得る。ＲＡおよびＲＢは、独立して、置換または非置換であってもよい。ジ−置換アミン基には、例えば、ジ−アルキルアミン基、ジ−Ｃ１−Ｃ６アルキルアミン基、ジ−アリールアミン基、ジ−Ｃ６−Ｃ１０アリールアミン基などが含まれ得る。ジ−置換アミン基の例としては、−Ｎ（メチル）２、−Ｎ（フェニル）（メチル）、−Ｎ（エチル）（メチル）などが挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書で使用されるとき、「モノ−置換アミン（アルキル）」基は、置換基として、低級アルキレン基を介して接続された本明細書で提供されるモノ−置換アミンを指す。モノ−置換アミン（アルキル）は、置換または非置換であってもよい。モノ−置換アミン（アルキル）基には、例えば、モノ−アルキルアミン（アルキル）基、モノ−Ｃ１−Ｃ６アルキルアミン（Ｃ１−Ｃ６アルキル）基、モノ−アリールアミン（アルキル基）、モノ−Ｃ６−Ｃ１０アリールアミン（Ｃ１−Ｃ６アルキル）基などが含まれ得る。モノ−置換アミン（アルキル）基の例には、−ＣＨ２ＮＨ（メチル）、−ＣＨ２ＮＨ（フェニル）、−ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ（メチル）、−ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ（フェニル）などが含まれるが、これらに限定されない。
本明細書で使用されるとき、「ジ−置換アミン（アルキル）」基は、置換基として、低級アルキレン基を介して接続された本明細書で提供されるジ−置換アミンを指す。ジ−置換アミン（アルキル）は、置換または非置換であってもよい。ジ−置換アミン（アルキル）基には、例えば、ジアルキルアミン（アルキル）基、ジ−Ｃ１−Ｃ６アルキルアミン（Ｃ１−Ｃ６アルキル）基、ジ−アリールアミン（アルキル）基、ジ−Ｃ６−Ｃ１０アリールアミン（Ｃ１−Ｃ６アルキル）基などが含まれ得る。ジ−置換アミン（アルキル）基の例には、−ＣＨ２Ｎ（メチル）２、−ＣＨ２Ｎ（フェニル）（メチル）、−ＣＨ２Ｎ（エチル）（メチル）、−ＣＨ２ＣＨ２Ｎ（メチル）２、−ＣＨ２ＣＨ２Ｎ（フェニル）（メチル）、−ＮＣＨ２ＣＨ２（エチル）（メチル）などが含まれるが、これらに限定されない。
本明細書で使用されるとき、「ジアミノ−」という用語は、「−Ｎ（ＲＡ）ＲＢ−Ｎ（ＲＣ）（ＲＤ）」基を表し、式中、ＲＡ、ＲＣ、およびＲＤは、独立して、本明細書で定義されるように、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクリル、シクロアルキル（アルキル）、アリール（アルキル）、ヘテロアリール（アルキル）、またはヘテロシクリル（アルキル）であり得、ＲＢは、２つの「Ｎ」基を接続し、（ＲＡ、ＲＣ、およびＲＤとは独立して）置換または非置換アルキレン基であり得る。ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ、およびＲＤは、独立して、さらに置換または非置換であってもよい。
本明細書で使用されるとき、「ポリアミノ」という用語は、「−（Ｎ（ＲＡ）ＲＢ−）ｎ−Ｎ（ＲＣ）（ＲＤ）」を示す。例示のために、ポリアミノという用語は、−Ｎ（ＲＡ）アルキル−Ｎ（ＲＡ）アルキル−Ｎ（ＲＡ）アルキル−Ｎ（ＲＡ）アルキル−Ｈを含み得る。いくつかの実施形態では、ポリアミノのアルキルは、本明細書の他の場所に記載されるとおりである。この例は、４つのみの繰り返し単位を有するが、「ポリアミノ」という用語は、１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個の繰り返し単位からなり得る。ＲＡ、ＲＣ、およびＲＤは、独立して、本明細書で定義されるように、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクリル、シクロアルキル（アルキル）、アリール（アルキル）、ヘテロアリール（アルキル）、またはヘテロシクリル（アルキル）であり得、式中、ＲＢは、２つの「Ｎ」基を接続し、（ＲＡ、ＲＣ、およびＲＤとは独立して）置換または非置換アルキレン基であり得る。ＲＡ、ＲＣ、およびＲＤは、独立して、さらに置換または非置換であってもよい。ここで記述されるとき、ポリアミノは、アルキル基が介在するアミン基を含む（アルキルは、本明細書の他の場所で定義されるとおりである）。
本明細書で使用されるとき、「ジエーテル−」という用語は、「−ＯＲＢＯ−ＲＡ」基を示し、式中、ＲＡは、独立して、本明細書で定義されるように、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクリル、シクロアルキル（アルキル）、アリール（アルキル）、ヘテロアリール（アルキル）、またはヘテロシクリル（アルキル）であり得、式中、ＲＢは、２つの「Ｏ」基を接続し、置換または非置換アルキレン基であり得る。ＲＡは、独立して、さらに置換または非置換であってもよい。
本明細書で使用されるとき、「ポリエーテル」という用語は、繰り返し−（ＯＲＢ−）ｎＯＲＡ基を示す。例示のために、ポリエーテルという用語は、−Ｏアルキル−Ｏアルキル−Ｏアルキル−Ｏアルキル−ＯＲＡを含み得る。いくつかの実施形態では、ポリエーテルのアルキルは、本明細書の他の場所に記載されるとおりである。この例は、４つのみの繰り返し単位を有するが、「ポリエーテル」という用語は、１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個の繰り返し単位からなり得る。ＲＡは、本明細書で定義されるように、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクリル、シクロアルキル（アルキル）、アリール（アルキル）、ヘテロアリール（アルキル）、またはヘテロシクリル（アルキル）であり得る。ＲＢは、置換または非置換アルキレン基であり得る。ＲＡは、独立して、さらに置換または非置換であってもよい。ここで記述されるとき、ポリエーテルは、アルキル基が介在するエーテル基を含む（アルキルは、本明細書の他の箇所で定義されるとおりであり、任意に置換され得る）。
置換基の数が指定されていない場合（例えば、ハロアルキル）、１つ以上の置換基が存在してもよい。例えば、「ハロアルキル」は、同じまたは異なるハロゲンのうちの１つ以上を含んでもよい。別の例として、「Ｃ１−Ｃ３アルコキシフェニル」は、１個、２個、または３個の原子を含有する同じまたは異なるアルコキシ基のうちの１つ以上を含んでもよい。
本明細書で使用されるとき、ラジカルは、ラジカルを含有する種が別の種と共有結合することができるように、単一の不対電子を有する種を示す。したがって、この文脈では、ラジカルは、必ずしもフリーラジカルではない。むしろ、ラジカルは、より大きな分子の具体的な部分を示す。「ラジカル」という用語は、「基」という用語と互換的に使用することができる。
整数の範囲が与えられるとき、この範囲にはその範囲内に含まれる任意の数およびその範囲の両端を定義する数が含まれる。例えば、「１〜２０の整数」という用語が使用されるとき、範囲に含まれる整数は、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０など、最大２０を含む。
また、本明細書で使用されるとき、「および／または」は、関連する列挙された項目のうちの１つ以上のあらゆる可能な組み合わせ、ならびに代替物（「または」）で解釈されるときの組み合わせの欠如を指し、これらを包含する。
さらに、本発明の化合物または薬剤の量、用量、時間、温度などの測定可能な値を指すときに本明細書で使用される「約」という用語は、指定された量の２０％、±１０％、±５％、±１％、±０．５％、またはさらには±０．１％の変化を包含することが意図される。「から本質的になる」（および文法的変形）という用語は、その通常の意味を与えるものとし、追加の成分が組成物または方法を実質的に変えない限り、言及されている組成物または方法が追加の成分を含むことができることを意味するものとする。「からなる」（および文法上の変形）という用語には、その通常の意味を与えるものとし、言及されている組成物または方法が追加の成分に閉じられていることを意味するものとする。「含む」（および文法上の変形）という用語は、その通常の意味を与えるものとし、言及されている組成物または方法が追加の成分を含むように開かれていることも意味するものとする。
一酸化窒素（ＮＯ）は、血管新生を媒介する内因的に産生される二原子フリーラジカルである。それは、比較的短い生物学的半減期（秒）を有し、本質的に反応性がある。本明細書に開示されるように、制御されたＮＯの貯蔵および放出が可能な足場の合成は、生理学におけるＮＯの役割を利用するため、およびＮＯベースの治療法を開発するために重要である。上記で開示されたＮＯの効果に加えて、ＮＯはまた、ニトロソ化および酸化ストレスを介して細菌に作用する強力な抗菌剤でもある。ＮＯは、広域スペクトルの抗菌薬であり、いくつかの実施形態では、ＮＯを送達する足場は、主に微生物ＤＮＡおよび／または膜構造に対する酸化およびニトロソ化損傷を引き起こす反応性ＮＯ副産物（例えば、ペルオキシ亜硝酸および三酸化二窒素）の形成によって、細菌およびバイオフィルムの両方を根絶することができる。有利なことに、ＮＯがその抗菌効果を発揮する広範な機構は、細菌が耐性を発達させるリスクを低減する。したがって、ＮＯ放出物質は、細菌感染と戦うための良好な標的であり得る。ＮＯ放出物質の抗菌有効性は、ＮＯペイロードおよび関連する放出反応速度の両方に依存し得る。
内在的に産生される二原子フリーラジカルである一酸化窒素は、血小板凝集および粘着、血管拡張、創傷修復、免疫応答、および発癌を含む、多くの生物学的プロセスに関連している。ＮＯの欠乏は、ＮＯ関連の生理学的システムのある程度の機能不全につながり得る。外因性ＮＯ送達は、心血管疾患から抗菌および抗癌療法に及ぶ生物医学的療法の解決のための効果的な戦略であり得る。しかしながら、治療薬についてガス状ＮＯを調節するのが困難であることは、ＮＯ送達を制御するために、合成ＮＯ供与体（例えば、Ｎ−ジアゼニウムジオレート、Ｓ−ニトロソチオール、金属ニトロシル、有機硝酸塩）の使用を正当化する。Ｎ−ジアゼニウムジオレート（ＮＯＮＯエート）は、生理学的条件下でのプロトン誘導性ＮＯ送達のためのそれらの良好な安定性およびそれらの能力によって、ＮＯ供与体として有用であり得る。いくつかの例では、高いＮＯ合計は、良好な足場の貯蔵能力を効果的に評価するための重要なパラメータである。加えて、高密度の第２級アミン基は、高いＮＯ貯蔵容量を有する特定の供与体を受け入れる。しかしながら、高速すぎるＮＯ放出および高いＮＯ貯蔵量は、哺乳動物細胞に望ましくない毒性をもたらし得る。したがって、高いＮＯ貯蔵量および低い細胞毒性を有する生体適合性ＮＯ放出性材料の調製には課題が存在し、そのような課題は、とりわけ、本明細書に開示されるいくつかの実施形態に従って対処される。本明細書のいくつかの実施形態は、効率的かつ特有の合成経路および超分岐構築物の結果として生じる化学組成の利点のうちの１つ以上を有する。制御可能な量の第２級アミンおよび多様な外部末端基（例えば、ヒドロキシル、メチル、ヒドロキシメチル、および第１級アミン）を提供することができる。生成された一酸化窒素放出性足場のＮＯ貯蔵およびＮＯ放出反応速度は、特定の用途のために調整することができる。いくつかの実施形態では、この調整は、本明細書に開示される式の官能化されたモノマーのタイプおよび／または数を変更することによって達成される。いくつかの実施形態では、例えば、異なる組成を有する化合物による、生成された一酸化窒素放出性足場中のアミンのさらなる官能化は、ＮＯ放出反応速度の制御をさらに可能にする。いくつかの実施形態では、第２級アミン基は、Ｎ−ジアゼニウムジオレート（または他のＮＯ担体基）の安定性に直接影響を及ぼし、ＮＯ貯蔵および放出反応速度の両方に対する制御を可能にする。
内因的に産生された二原子フリーラジカルである一酸化窒素は、いくつかの重要な生物学的プロセスにおいて基本的な役割を果たすだけでなく、抗菌剤または抗癌剤としての新興機能も示す。様々なＮＯ供与体（例えば、Ｎ−ジアゼニウムジオレート、Ｓ−ニトロソチオール、金属ニトロシル、有機硝酸塩）を使用して、制御された外因性ＮＯ送達を行うことができる。気体状のＮＯを制御することが難しいため、送達剤は有益である。Ｎ結合ジアゼニウムジオレート（ＮＯＮＯａｔｅｓ）は、生理的条件下で自然発生的にプロトン誘発性の解離を行い、ＮＯラジカルを再生するため、安定性が高く、貯蔵が容易であるため、特に魅力的である。線形および樹枝状ポリマー、シリコーンナノ粒子、キトサン、リポソーム、有機金属フレームワークなどを含む、生体適合性のあるＮ−ジアゼニウムジオレート修飾足場の発見に進展があった。
超分岐材料の中で、理論的に完全な分岐アーキテクチャおよび明確な分子量を有する球状高分子のファミリーであるデンドリマーは、さらなる修飾およびＮＯ負荷に利用可能である高密度の外部官能基であるために魅力的である。本明細書に開示されるＮＯ放出性デンドリマーおよび超分岐構造は、大きなＮＯペイロードならびにＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ａｕｒｅｇｉｎｏｓａおよびＳｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓを含む広範囲の病原菌に対する抗菌活性を特徴とする。ＮＯ放出性第１世代（Ｇ１）−ポリアミドアミン（ＰＡＭＡＭ）デンドリマーは、ある特定の歯周病原菌（例えば、Ｐ．ｇｉｎｇｉｖａｌｉｓおよびＡ．ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｔｅｍｃｏｍｉｔａｎｓ）に対して有効であり得る。残念なことには、これらのデンドリマーは、齲蝕原性細菌（例えば、Ｓ．ｍｕｔａｎｓおよびＳ．ｓａｎｇｕｉｎｉｓ）に対して殺菌作用の不足を示し得る。これらのＰＡＭＡＭデンドリマーは、長いアルキル鎖で修飾して、膜破壊およびＮＯ関連のストレスの両方によって齲蝕原性細菌に対する抗菌活性を促進することができるが、これらの二重作用のあるデンドリマーを使用すると、ヒト歯肉線維芽細胞への毒性が生じ、それらの臨床応用が制限される。より高い世代のＮＯ放出性ＰＡＭＡＭデンドリマーは、哺乳動物細胞の生存率を損なうことなく、病原体に対する抗菌活性の強化を促進し得る。残念なことには、多段階の精製のために時間および労働集約の両方がかかるため、より高い世代のＰＡＭＡＭデンドリマーの合成は、困難である。これらの総合的な課題は、これらの薬剤のスケールアップおよび潜在的な臨床用途を制限する。デンドリマーの成長または精製ステップを繰り返し、第２級アミンを修飾すると、面倒な作業、望ましくない経費、および高い合成スキルが必要になり、さらに商業的利用が妨げられる。さらに、Ｎ−ジアゼニウムジオレートの保存に不可欠な第２級アミンを合成するために使用される残留第１級アミン基も、予期しない細胞毒性を引き起こす。細胞毒性を減少させるための１つの効果的な戦略は、ＰＥＧ化された外表面でデンドリマーを機能化することであるが、この戦略には、面倒な修飾ルートおよびＮＯの保存能力の減少の両方を含むいくつかの欠点を伴う。本明細書に開示されるいくつかの実施形態は、これらのまたは他の問題を解決し、いくつかの実施形態では、外因性ＮＯ送達のための低コストかつ生体適合性のある高分子足場を提供する。
いくつかの実施形態では、超分岐ポリマー（ＨＢＰ）は、樹枝状ポリマーのカテゴリーであるが、不規則な三次元の高度に分岐したアーキテクチャのものである。デンドリマーと区別され、いくつかの実施形態では、ＨＢＰは、高分子主鎖にランダムに分散されている樹枝状単位、線形単位、および末端単位からなる。いくつかの実施形態では、ＨＢＰは、「ワンポット」重合を使用して有利に合成することができ、重合ステップおよび時間または物的消費を大幅に削減する。ユニークな物理的および化学的特性ならびに容易な重合の恩恵を受けて、生物医学分野などの様々な分野でＨＢＰを魅力的なものにする可能性がある。
いくつかの実施形態では、超分岐ポリマーは、生体臨床医学用途のための有望な生体適合性材料を提供するための多官能性アミン（例えば、ジアミン、トリアミン、テトラアミンなど）モノマーとジアクリルアミド／ジアクリレート／ジビニルスルホンモノマーとの間のマイケル付加重縮合によって重合することができる。例えば、カチオン性超分岐ポリ（アミドアミン）（ＨＢＰＡＡ）。いくつかの実施形態では、ＨＢＰＡＡなどのＨＢＰは、高分子骨格中に多数の第２級アミンがあるため、生体適合性足場として使用して、Ｎ−ジアゼニウムジオレートＮＯ供与体を送達することができる。本明細書に開示されるいくつかの実施形態は、ＮＯ供与性超分岐ポリマー構造に関する。いくつかの実施形態では、これらの超分岐ポリマー構造は、低コストかつ有効な「ワンポット」重合である。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される合成順序を実行して、ヒドロキシル末端超分岐ポリマー構造（例えば、超分岐ポリ（メチレンビスアクリルアミド−ヒドロキシエチルエチレンジアミン（ＨＢＰＭＨ）））を得ることができる。いくつかの実施形態では、得られた第２級アミンが豊富な超分岐ポリマー構造をＮＯガスと反応させて、ポリマー主鎖中にＮ−ジアゼニウムジオレートを形成することができる。いくつかの実施形態では、超分岐ポリマー構造は、グラム陰性菌（例えば、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａなど）および／またはグラム陽性菌（例えば、Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａなど）に対して評価された抗菌性である。いくつかの実施形態では、超分岐構造は、インビトロおよびインビボで哺乳動物細胞（例えば、Ｌ９２９マウス線維芽細胞など）に対して低い細胞毒性を有する。
虫歯（例えば、齲蝕）は、ほとんどの先進国において６０〜７０％の学齢期の子供および成人の大部分に影響を及ぼす。世界中で、総人口の１１％が重度の歯周炎に罹患し、これが歯の喪失および冠状動脈、心血管、脳卒中、妊娠の有害転帰などの全身疾患の一因となっている。口腔内の７００を超える微生物のうち、齲蝕原性細菌（例えば、Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ ｍｕｔａｎｓ、Ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｓ ｖｉｓｃｏｓｕｓ）および歯周病原体（例えば、Ｐｏｒｐｈｙｒｏｍｏｎａｓ ｇｉｎｇｉｖａｌｉｓ、Ａｇｇｒｅｇａｔｉｂａｃｔｅｒ ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｔｅｍｃｏｍｉｔａｎｓ）は、口腔疾患の発症および進行に大きな役割を果たす。口腔疾患は、ヒトが直面する最も一般的な健康問題の１つである。グラム陽性の齲蝕原性（例えば、Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ ｍｕｔａｎｓ、Ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｓ ｖｉｓｃｏｓｕｓ）およびグラム陰性の歯周（例えば、Ｐｏｒｐｈｙｒｏｍｏｎａｓ ｇｉｎｇｉｖａｌｉｓ、Ａｇｇｒｅｇａｔｉｂａｃｔｅｒ ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｔｅｍｃｏｍｉｔａｎｓ）の細菌は、それぞれ、虫歯および歯周病の進展および進行と関連する主な悪化因子を示す。残念なことには、これらの病原体と戦うための現在の治療は、望ましくない副作用を伴う。例えば、抗生物質の全身使用は、胃腸障害を引き起こし、細菌耐性を促進する可能性がある。一般的な経口消毒剤であるクロルヘキシジンは、味覚を変え、歯および舌を汚し、頬粘膜を刺激する可能性がある。高分子のＮＯを送達するビヒクル（例えば、シリカナノ粒子、金など）は、グラム陰性の歯周病原体を死滅させる。しかしながら、これらの物質は、グラム陽性齲蝕原性細菌を安全な濃度（例えば、殺菌性であるが哺乳動物細胞に対して非毒性である濃度）で死滅させることは実証されていない。それらのナノ物質と同様に、シリカナノ粒子の生分解性の欠如および潜在的な細胞毒性も、生物医学用途のためのそれらの将来を妨げる。現在の研究はまた、銀、金、亜鉛、および銅を含むナノ物質を、細菌耐性の促進に悩まされている従来の抗生物質の代替品として利用することに焦点を当てる。しかしながら、これらのナノ材料は、体内に蓄積し、蓄積毒性を引き起こし、特定の用途についてのそれら将来を制限し得る。健康な口腔を維持するためには、それらの疾患を引き起こす細菌を殺滅することができる経口治療薬を開発することが重要である。本明細書に開示される超分岐構造（例えば、ＮＯを運搬するＨＢＰ）は、これらの問題または他の問題のうちの１つ以上を解決する。本明細書に開示されるような、超分岐構造は、有利に合成しやすく、特有の三次元樹枝状形状が得られ、低い細胞毒性を有することができる。
本明細書に開示されるように、超分岐ポリマーは、化合物の重要なサブクラスである。いくつかの実施形態では、超分岐ポリマーは、樹枝状ポリマーと同様の特性を有するが、有利には、最小限の精製を伴うワンポット反応によってバルクで容易に調製される。それらの実質的に構造的に欠陥のないデンドリマー対応物（デンドリマーの共通のコアに由来する同一のデンドロンを含む）と比較して、超分岐ポリマーは、構造が不規則である。しかしながら、本明細書に開示されるように、いくつかの実施形態では、超分岐ポリマーは、依然として高密度の外部官能基を保持する。
球状構造を有するにもかかわらず、デンドリマーおよび超分岐ポリマーは、それらの構造において明らかに異なる。例えば、デンドリマーは、２種類の構造単位、すなわち、表面上の末端単位および球状構造の内部で樹枝状単位を有する。欠陥を除いて、デンドリマーは、一貫した明確な構造を有する。この明確な構造とは対照的に、超分岐ポリマーは、与えられた集団にわたって一貫して配向されない３種類の構造単位、すなわち、樹枝状単位、線形単位、および末端単位を有する。超分岐構造の末端単位は末端にあるが、樹枝状単位および線形単位は、高分子フレームワーク全体に分布しており、不規則な構造をもたらす。構造の違いは、異なる形成機序に関連しており、さらにそれらの異なる合成アプローチに関連し得る。デンドリマーは、段階的な反復を使用して、最も一般的には多機能コアから始まる分岐プロセスによって合成される。いくつかの実施形態では、超分岐ポリマーは、重合反応により、一段階で合成することができる。例えば、いくつかの実施形態では、超分岐ポリアミドアミン（ｈ−ＰＡＭＡＭ）は、Ｇ３−ＰＡＭＡＭデンドリマーと同様の単位構造および分子量で合成することができる。いくつかの実施形態では、超分岐構造は、哺乳動物細胞に対して低い毒性を誘発する。
いくつかの実施形態では、アミンおよびアクリレートの超分岐コポリマーを含むポリアミドアミン組成物が、提供される。いくつかの実施形態では、アミンの少なくとも一部は、Ｎ−ジアゼニウムジオレート部分で修飾されている。いくつかの実施形態では、超分岐コポリマーは、樹枝状単位、線形単位、および末端単位を含み、樹枝状単位は第３級アミンを含み、線形単位は第２級アミンを含み、末端単位は第１級アミンを含む。一実施形態では、Ｎ−ジアゼニウムジオレート部分は、第２級アミンを介して結合され得、末端単位の第１級アミンとの分子内水素結合を示す。一実施形態では、アミンは、構造：Ｈ２Ｎ−Ａ１−（ＮＨ）−Ａ２−ＮＨ２を有する多官能性アミンモノマーから誘導され、式中、Ａ１およびＡ２が、独立して、選択されたアルキル部分である。さらなる実施形態では、アクリレートは、以下のモノマーから誘導され、

式中、Ａ３およびＡ４は、独立して、選択されたアルキル部分または水素である。
さらなる実施形態では、ポリアミドアミン組成物は、ヒドロキシ部分を含むようにさらに修飾されている。ヒドロキシ部分は、アルキル部分を介してアミン部分に連結され、それにより、当該アミン部分は第２級アミンである。いくつかの実施形態では、ポリアミドアミン組成物は、約２：１〜約５：１のアミン対アクリレートのモル比を含むことができる。いくつかの実施形態では、アミン対アクリレートのモル比は、約３：１〜約４：１である。いくつかの実施形態では、列挙されたものの間の比率が使用される。
いくつかの実施形態では、超分岐コポリマー中のアクリレート残基は、アクリル酸およびその誘導体の塩、エステル、および共役塩基から選択されるモノマーから誘導される。いくつかの実施形態では、アクリレートは、モノマーメタクリレートから誘導される。いくつかの実施形態では、アクリレートは、メチルアクリレート、エチルアクリレート、メチルメタクリレート、アクリルアミド、エチルメタクリレート、２−クロロエチルビニルエーテル、２−エチルヘキシルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル）メタクリルアミド、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド塩酸塩、Ｎ−（３−ＢＯＣ−アミノプロピル）メタクリルアミド、２−アミノエチルメタクリレート塩酸塩、２−（ｔｅｒｔ−ブチルアミノ）エチルメタクリレート、ｎ−イソ−プロピルアクリルアミド、２−メトキシエチルアクリレート、ｎ−エチルメタクリルアミド、ｎ−ビニルアセトアミド、２−Ｎ−モルホリノエチルアクリレート、メタクリロイル−Ｌ−リジン、２−（メチルアミノ）エチルアクリレート、および２−（メチルアミノ）エチルメタクリレートのうちの１つ以上の選択されるモノマーから誘導される。別の実施形態では、アクリレートは、ジアクリレートから誘導される。例えば、ジアクリレートは、エチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、Ｎ−アクリルオキシスクシンイミド、Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル）メタクリルアミド、ビス［２−（メタクリロイルオキシ）エチル］ホスフェート、ジアクリルアミド、およびＮ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミドであり得る。
いくつかの実施形態では、アミン残基は、ジエチレントリアミンから誘導される（例えば、それを使用して合成される）。いくつかの実施形態では、アミン残基は、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ポリエーテルアミン、およびビス（ヘキサメチレン）トリアミンのうちの１つ以上から誘導される（例えば、それらを使用して合成される）。
いくつかの実施形態では、ポリアミドアミン超分岐コポリマーは、第３級アミンを含む１つ以上の樹枝状単位、第１級アミンを含む複数の末端単位、および第２級アミンを含む複数の線形単位を含む。Ｎ−ジアゼニウムジオレート部分は、線形単位に存在する第２級アミンに可逆的に結合させることができる。一実施形態では、ポリアミドアミン超分岐コポリマーは、以下の構造を含む樹枝状単位を有し、
複数の線形単位の少なくとも一部は、以下の構造から選択される基、
またはこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、アミン残基は、それらがＮ−ジアゼニウムジオレート部分の酸素と複数の第１級アミンの少なくとも１つの水素との間の水素結合によって安定化されるので、高レベルのＮ−ジアゼニウムジオレート部分を組み込むポリアミドアミン超分岐コポリマーから誘発される（例えば、それを使用して合成される）。
いくつかの実施形態では、超分岐ポリアミドアミン（ｈ−ＰＡＭＡＭ）は、ジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）およびメチルアクリレート（ＭＡ）の重合によって合成される。いくつかの実施形態では、超分岐構造は、本明細書の他の場所に開示されている求核性アミン化合物のいずれかを１つ以上のアクリレートと共に添加することによって合成される。
いくつかの実施形態では、サイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）は、本明細書に開示された超分岐構造の分子量を測定するために使用することができる。いくつかの実施形態では、マルチアングル光散乱（ＳＥＣ−ＭＡＬＳ）検出器が使用される。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される超分岐構造の重量平均分子量（Ｍｗ）は、約２，５００ｇ／ｍｏｌ、５，０００ｇ／ｍｏｌ、６，０００ｇ／ｍｏｌ、７，０００ｇ／ｍｏｌ、８，０００ｇ／ｍｏｌ、１００００ｇ／ｍｏｌ、１５，０００ｇ／ｍｏｌ以上、または上述の値を含むおよび／もしくはそれらに及ぶ範囲である。いくつかの実施形態では、本明細書で開示される超分岐構造のＭｗは、約６．３９×１０３ｇ／ｍｏｌ以上である。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される超分岐構造の数平均分子量（Ｍｎ）は、約２，５００ｇ／ｍｏｌ、５，０００ｇ／ｍｏｌ、６，０００ｇ／ｍｏｌ、７，０００ｇ／ｍｏｌ、８，０００ｇ／ｍｏｌ、１００００ｇ／ｍｏｌ、１５，０００ｇ／ｍｏｌ以上、または上述の値を含むおよび／もしくはそれらに及ぶ範囲である。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される超分岐構造のＭｎは、約６．３９×１０３ｇ／ｍｏｌ以上である。超分岐コポリマーのサイズは、マルチアングル光散乱（ＳＥＣ−ＭＡＬＳ）検出器を用いたサイズ排除クロマトグラフィーによって決定されるように、約２×１０３ｇｍｏｌ−１〜約１５×１０３ｇｍｏｌ−１の重量平均分子量（ＭＷ）として記載され得る。そのようなサイズでは、そのような化合物は、オリゴマーと称され得る。他の実施形態では、超分岐コポリマーのサイズは、約３×１０３ｇｍｏｌ−１〜約１０×１０３ｇｍｏｌ−１の重量平均分子量（ＭＷ）として記載され得る。別の実施形態では、サイズは、約３×１０３ｇｍｏｌ−１〜約６×１０３ｇｍｏｌ−１であり得る。超分岐コポリマーは、異なる形状およびサイズを有する分子の集団を含み得る。例えば、超分岐コポリマーは、約１．１超の多分散性指数（ＰＤＩ）を有し得る。別の実施形態では、超分岐コポリマーは、１．１〜２のＰＤＩを有する。別の実施形態では、ＰＤＩは、１．５〜１．９であり得る。
いくつかの実施形態では、超分岐構造は、その多分散性指数を使用して特徴付けることができる。多分散性指数（ＰＤＩ）は、所与のポリマー試料中の分子量の分布の尺度である。ＰＤＩは、重量平均分子量と数平均分子量を除算することによって計算することができる。いくつかの実施形態では、超分岐構造は、約１．０５、１．１、１．２、１．３、１．５、１．７、１．８、１．９、２．０、または上述の値を含むおよび／もしくはこれらに及ぶ範囲以上のＰＤＩを有する。いくつかの実施形態では、超分岐構造は、約１．８９以上のＰＤＩを有する。いくつかの実施形態では、超分岐構造は、デンドリマーの多分散性（ＰＤＩ）より大きい多分散性（ＰＤＩ）を有する。いくつかの実施形態では、本明細書の他の場所で開示されているように、第３世代ＰＡＭＡＭ（Ｇ３−ＰＡＭＡＭ；理論分子量６９０９ｇｍｏｌ−１）デンドリマーも、分子量とは無関係であるＰＡＭＡＭ足場の特性に対するアーキテクチャの影響を調査するために調整された。Ｇ３−ＰＡＭＡＭデンドリマーの測定Ｍｗは、７．１９×１０３ｇｍｏｌ−１であり、ＰＤＩは１．０４であった。
いくつかの実施形態では、デンドリマーと比較して、ほぼ同じ分子量で、本明細書に開示される超分岐構造（例えば、ポリマー）は、より少ない末端基（例えば、第１級アミン）を含有する。いくつかの実施形態では、超分岐分子の分子量１０００ｇ／ｍｏｌ当たり、その超分岐分子上の末端基の数は、約０．５、１、２、３、５以下、または上述の値を含むおよび／もしくはそれらに及ぶ範囲である。いくつかの実施形態では、Ｇ３−ＰＡＭＡＭデンドリマー（すなわち、約７，２００ｇ／ｍｏｌの１足場当たり３２個の第１級アミン）と比較して、ｈ−ＰＡＭＡＭポリマーは、より少ない第１級アミン基（約６，４００ｇ／ｍｏｌの１足場当たり約８個の第１級アミン）を含有した。この結果は、２つの材料の構造の違いに基づいている。図１に示すように、ｈ−ＰＡＭＡＭポリマーは、樹枝状単位、線形単位、および末端単位からなる。いくつかの実施形態では、線形単位は、ポリマー構造における構造欠陥を誘発する。いくつかの実施形態では、線形単位の組み込みにより、ポリマー骨格に沿って第２級アミンを増加させながら、外部の第１級アミンの数を減少させる。対照的に、デンドリマー（例えば、Ｇ３−ＰＡＭＡＭデンドリマー）は、理論的には構造的に完全であるべきであり、樹枝状単位および末端単位だけからなる。したがって、Ｇ３−ＰＡＭＡＭデンドリマーは、ここで示される実施例では、Ｎ−ジアゼニウムジオレート部分の結合に最も利用可能である第２級アミンを含む線形単位を欠いている。いくつかの実施形態では、第２級アミン官能基は、安定なＮ−ジアゼニウムジオレート一酸化窒素（ＮＯ）供与体を形成するために必要である。ＮＯ負荷の前に第２級アミンを生成するために後続の反応を必要とするＰＡＭＡＭデンドリマーとは対照的に、ｈ−ＰＡＭＡＭポリマーは、第２級アミンがポリマー骨格に沿って線形単位に存在するため、ＮＯガスと直接反応して、Ｎ−ジアゼニウムジオレートを形成することができる。
いくつかの実施形態では、ＮＯペイロードは、さらに末端の第１級アミン単位のさらなる修飾によって超分岐構造上でさらになお強化させることができる。いくつかの実施形態では、ｈ−ＰＡＭＡＭポリマーの第１級アミン（例示的なｈ−ＰＡＭＡＭポリマーについては、１足場当たり約８個の第１級アミンがある）は、１モル当量のヒドロキシ含有化合物で修飾された。使用された１つの例示的な化合物は、プロピレンオキシド（ＰＯ）であり、これは開環反応に続いてヒドロキシ官能基を得て、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−１として本明細書に記載される化合物を得るエポキシドである。比較研究では、ｈ−ＰＡＭＡＭポリマーおよびＧ３−ＰＡＭＡＭデンドリマーを、Ｇ３−ＰＡＭＡＭデンドリマーの第１級アミン（１足場当たり３２個の第１級アミン）に対して１モル当量のＰＯで修飾して、それぞれ、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２およびＧ３−ＰＡＭＡＭ−ＰＯを得た。このようにして、ｈ−ＰＡＭＡＭポリマーのＮＯ放出特性（例えば、ペイロードおよび放出反応速度）に対する外部修飾の影響を操作することができた。
いくつかの実施形態は、有効量の超分岐構造体を対象に投与することを含む、一酸化窒素を対象に送達する方法に関する。いくつかの実施形態では、疾患状態を治療する方法であって、有効量の超分岐構造を治療を必要とする対象に投与することを含み、疾患状態は、歯肉炎、癌、心血管疾患、微生物感染症、医療機器への血液の曝露によって引き起こされる血小板凝集および血小板粘着、異常な細胞増殖から結果として生じる病理学的状態、移植拒絶反応、自己免疫疾患、炎症、血管疾患、瘢痕組織、創傷収縮、再狭窄、疼痛、発熱、消化管障害、呼吸器障害、性機能障害、ならびに性感染症からなる群から選択される、方法が開示されている。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される超分岐構造は、患者を治療する方法および／または細菌を死滅させる方法において（例えば、抗菌薬として）使用される。有効量の本明細書に開示される官能化された超分岐構造のいずれかを対象に投与することを含む、一酸化窒素を対象に送達するための方法も本明細書に提供される。疾患状態を治療する方法もまた、本明細書に提供され、いくつかの実施形態では、本方法は、有効量の本明細書に開示される官能化された超分岐構造のいずれかを、治療を必要とする対象に投与することを含み、疾患状態は、癌、心血管疾患、微生物感染症；医療機器への血液の曝露によって引き起こされる血小板凝集および血小板粘着；異常細胞増殖の結果として生じる病理学的状態；移植拒絶反応、自己免疫疾患、炎症、血管疾患；瘢痕組織；創傷収縮、再狭窄、疼痛、発熱、消化管障害、呼吸器障害、性機能障害、および性感染症からなる群から選択される。いくつかの実施形態では、疾患状態は、微生物感染症である。いくつかの実施形態では、疾患状態は、虫歯または口の別の疾患（歯肉炎、歯周炎など）である。
いくつかの実施形態では、化合物を複数の微生物で汚染された表面に適用することを含む、表面上の微生物負荷を低減する方法が本明細書に提供され、化合物は、一酸化窒素（ＮＯ）放出性超分岐構造を含み、官能化された超分岐構造は、ＮＯ供与体を含み、ＮＯ供与体は、ＮＯを生成し、微生物ＤＮＡおよび膜構造への酸化および／またはニトロソ化損傷を誘発し、それにより、微生物負荷を低減させ、複数の微生物は、グラム陽性菌、グラム陰性菌、真菌、酵母、およびウイルスのうちの２つ以上を含む。いくつかの実施形態では、表面は、有機表面である。いくつかの実施形態では、表面は、ヒトの皮膚または粘膜表面である。いくつかの実施形態では、化合物の適用は、皮膚の刺激または粘膜の刺激を誘発しない。いくつかの実施形態では、表面は、動物の皮膚である。いくつかの実施形態では、表面は、ヒトまたは動物の口内または周囲組織にある。いくつかの実施形態では、化合物の適用は、皮膚の刺激または口もしくは周囲組織の刺激を誘発しない。いくつかの実施形態では、表面は、ヒト気道組織である。いくつかの実施形態では、化合物の適用（例えば、吸入）は、気道上皮細胞の刺激を誘発しない。いくつかの実施形態では、表面は、無機表面である。いくつかの実施形態では、無機表面は、医療機器の外面または内面である。いくつかの実施形態では、医療機器は、歯科用ツールである。いくつかの実施形態では、化合物の適用は、医療機器の外面または内面に抗菌コーティングを生成する。いくつかの実施形態では、医療機器は、内視鏡、歯科用ドリルもしくは他の歯科用機器、歯科用インプラント、または歯科用固定具を含む。
いくつかの実施形態では、低減および／または除去されることになっている微生物負荷は、薬物耐性菌を含む。いくつかの実施形態では、薬物耐性菌は、カルバペネム耐性腸内細菌科群（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｉａｃｅａｅ）を含む。いくつかの実施形態では、薬物耐性菌は、メチシリン耐性Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓを含む。いくつかの実施形態では、微生物は、ヒト免疫不全ウイルス、単純ヘルペスウイルス、パピローマウイルス、パラインフルエンザウイルス、インフルエンザ、肝炎、コクサッキーウイルス、帯状疱疹、麻疹、流行性耳下腺炎、風疹、狂犬病、肺炎、出血性ウイルス熱、Ｈ１Ｎ１など）、プリオン、寄生虫、真菌、カビ、酵母、ならびに、とりわけ、Ｃａｎｄｉｄａ ａｌｂｉｃａｎｓ、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒ、Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ（Ｅ． ｃｏｌｉ）、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ（Ｐ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）、およびＳｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ（Ｓ．ａｕｒｅｕｓ）、Ｇｒｏｕｐ Ａ ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｉ、Ｓ．ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ、Ｍｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｔｕｂｅｒｃｕｌｏｓｉｓ、Ｃａｍｐｙｌｏｂａｃｔｅｒ ｊｅｊｕｎｉ、Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ、Ｓｈｉｇｅｌｌａ、Ｐ．ｇｉｎｇｉｖａｌｉｓ、Ａ．ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｔｅｍｃｏｍｉｔａｎｓ、Ａ．ｖｉｓｃｏｓｕｓ、および／またはＳ．ｍｕｔａｎｓ、ならびに様々な薬物耐性菌を含む、細菌（グラム陽性およびグラム陰性の両方）を含む。微生物（ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍ）および微生物（ｍｉｃｒｏｂｅ）という用語は、相互交換可能に使用されるものとする。微生物は、野生型、遺伝子操作された、または改変された生物を含むことができる。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される製剤および方法は、局所使用または口腔粘膜などの表面の処置のためのものである。
いくつかの実施形態では、表面（複数の微生物で汚染されているか、または汚染の影響を受けやすい、例えば、口）を、一酸化窒素（ＮＯ）放出性超分岐構造を含む化合物と接触させることを含む、微生物感染および／または増殖を治療および／または予防することが提供され、官能化された超分岐構造は、ＮＯ供与体を含み、ＮＯ供与体は、ＮＯを生成し、微生物の膜および／またはＤＮＡへの損傷を誘発し、それにより、生存可能な微生物の数を低減させ、感染または侵入を治療および／または予防し、複数の微生物は、ウイルス、グラム陽性菌、グラム陰性菌、薬物耐性菌、カビ、酵母、真菌のうちの１つ以上、およびこれらの組み合わせを含む。
いくつかの実施形態では、方法および使用は、局所経路、経口投与、経口−局所（例えば、オーラルリンス、マウスウォッシュ、液体、固体、ゲル、ペーストなど）、イリゲーション（歯科イリゲーションなど）、注射、スプレー、固体デポ、摂取、または吸入を介した投与用に配合される、本明細書に開示される化合物を用いる。いくつかの実施形態では、ストリップまたは他の基材が、配合物の適用に使用される。ストリップは、いくつかの実施形態では、ポリエチレンを含むがこれに限定されない、ポリマーから作製される。いくつかの実施形態では、経路は、局所であり、ＮＯ放出性超分岐構造の方法および使用は、口腔内病原体（例えば、Ｐｏｒｐｈｙｒｏｍｏｎａｓ ｇｉｎｇｉｖａｌｉｓ、Ａｇｇｒｅｇａｔｉｂａｃｔｅｒ ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｔｅｍｃｏｍｉｔａｎｓ、Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ ｍｕｔａｎｓ、およびＡｃｔｉｎｏｍｙｃｅｓ ｖｉｓｃｏｓｕｓのうちの１つ以上）の治療のためのものである。いくつかの実施形態では、ＮＯ放出性超分岐構造は、歯肉線維芽細胞、口腔粘膜上皮、または口内もしくは周囲の他の細胞を含む、ヒト細胞を実質的に損傷しない。
いくつかの実施形態では、本方法は、本明細書に開示される超分岐構造を含む組成物の投与を含む。いくつかの実施形態では、本開示の方法において使用される組成物は、油性または水性ビヒクル中の懸濁液、溶液、またはエマルションなどの形態をとり得、懸濁剤、安定化剤、および／または分散剤などの調合剤を含み得る。あるいは、有効成分は、使用前に好適なビヒクル、例えば、滅菌発熱物質非含有水を用いた構成のために粉末形態であり得る。
実例として、超分岐コポリマーは、水溶性であってよく、例えば、約１ｍｇ／ｍＬ、約１０ｍｇ／ｍＬ、約２０ｍｇ／ｍＬ、約５０ｍｇ／ｍＬ、または約１００ｍｇ／ｍＬ超のレベルで水に可溶であってよい。
いくつかの実施形態では、治療組成物は、単位用量または複数回用量の容器、例えば、密封アンプルおよびバイアルで提供され得、使用直前に滅菌液体担体の添加のみを必要とする凍結条件またはフリーズドライ（凍結乾燥）条件下で貯蔵され得る。
いくつかの実施形態では、経口投与のために、組成物は、例えば、結合剤（例えば、アルファ化トウモロコシデンプン、ポリビニルピロリドン、またはヒドロキシプロピルメチルセルロース）、充填剤（例えば、ラクトース、微結晶セルロース、またはリン酸水素カルシウム）、滑沢剤（例えば、ステアリン酸マグネシウム、タルク、またはシリカ）、崩壊剤（例えば、ジャガイモデンプンまたはグリコール酸デンプンナトリウム）、または湿潤剤（例えば、ラウリル硫酸ナトリウム）などの薬学的に許容される賦形剤を用いて従来技術によって調製される錠剤またはカプセル剤の形態をとり得る。錠剤は、当該技術分野で公知の方法によってコーティングすることができる。例えば、治療剤は、ヒドロクロロチアジドと組み合わせて、標的器官に到達するまで治療剤を保護する腸溶コーティングまたは遅延放出コーティングを有するｐＨ安定化コアとして製剤化され得る。
いくつかの実施形態では、経口投与のための液体調製物は、例えば、液剤、シロップ剤、もしくは懸濁剤の形態をとり得るか、または使用前に水もしくは他の好適なビヒクルを用いた構成のための乾燥製品として提示され得る。このような液体調製物は、懸濁剤（例えば、ソルビトールシロップ、セルロース誘導体、または水素添加食用脂肪）、乳化剤（例えば、レシチンまたはアカシア）、非水性ビヒクル（例えば、アーモンド油、油性エステル、エチルアルコール、または分別植物油）、および貯蔵剤（例えば、メチルもしくはプロピル−ｐ−ヒドロキシベンゾアートまたはソルビン酸）などの薬学的に許容される添加剤を用いた従来技術によって調製され得る。調製物はまた、緩衝塩、香味剤、着色剤、および甘味剤を適宜含み得る。経口投与用調製物は、有効化合物を徐放を与えるように好適に製剤化され得る。頬側投与について、本組成物は、従来の様式で製剤化された錠剤またはロゼンジ剤の形態をとり得る。
いくつかの実施形態では、開示された化合物はまた、移植または注射用の調製物として製剤化され得る。したがって、例えば、本化合物は、好適なポリマー材料または疎水性材料（例えば、許容される油中のエマルションとして）またはイオン交換樹脂、または難溶性誘導体（例えば、難溶性塩として）と共に製剤化され得る。本化合物はまた、直腸用組成物（例えば、ココアバターまたは他のグリセリドなどの従来の坐剤基剤を含有する坐剤または停留浣腸）、クリームもしくはローション、または経皮パッチ中に製剤化され得る。
吸入によるエアロゾルとしての投与に好適な薬学的製剤も提供する。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される超分岐構造は、溶液および／またはエアロゾルの形態で製剤化される。いくつかの実施形態では、これらの製剤は、本明細書に記載されるＮＯ放出性超分岐構造（例えば、ポリアミドアミン（ｐｏｌｙａｍｉｄｏｍｉｎｅ））の溶液または懸濁液を含む。いくつかの実施形態では、所望の製剤を小さなチャンバに入れて噴霧することができる。噴霧化は、ＮＯ放出性超分岐ポリアミドアミン（ｐｏｌｙａｍｉｄｏｍｉｎｅ）を含む複数の液滴または固体粒子を形成するために、圧縮空気によって、または超音波エネルギーによって達成することができる。例えば、本開示のＮＯ放出性超分岐ポリアミドアミン（ｐｏｌｙａｍｉｄｏｍｉｎｅ）は、嚢胞性線維症と関連する細菌感染症を治療するために吸入を介して投与することができる。嚢胞性線維症関連細菌感染症としては、ｓｔｅｎｏｔｒｏｐｈｏｍｏｎｉｓ、ｍｙｂａｃｔｅｒｉｕｍ ａｖｉｕｍ ｉｎｔｒａｃｅｌｌｕｌａｉｒｅ、およびｍ．ａｂｃｅｓｓｕｓ、ｂｕｒｋｈｏｄｅｒｉａ ｃｅｐａｃｉａ、ならびにＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ（Ｐ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）感染症が挙げられるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される超分岐構造は、（図１に示すように）超分岐構造の鎖長またはアームに沿ったおよび／またはその内部の樹枝状単位、線形単位、および末端単位からなる。いくつかの実施形態では、超分岐構造に沿った線形単位および／または鎖は、ＮＯ供与体部分の付加のための潜在的な反応性部位として第２級アミンを提供する。Ｎ−ジアゼニウムジオレートＮＯ供与体。
いくつかの実施形態では、ＮＯ供与性超分岐構造は、図１に示すように、例えば、超分岐構造内の鎖長またはアームに沿って、超分岐構造を装飾するＮＯ供与性置換基を含む。
さらなる実施形態では、本開示は、ポリアミドアミン組成物を製造する方法であって、（例えば、適切な溶媒中で、反応混合物を形成するために）多官能アミンをアクリレートモノマーと組み合わせることと、かなりの割合の多官能性アミンがアクリレートモノマーと反応して超分岐コポリマーを形成するのに十分な時間反応混合物を混合することと、重合を完了させ、未反応モノマーを除去するために反応混合物を加熱して、塩基性ポリアミドアミン組成物を形成することと、塩基性ポリアミドアミン組成物を、塩基性条件下で、ポリアミドアミン組成物にＮ−ジアゼニウムジオレート部分を得るのに十分な時間、高圧で、ガス状ＮＯと混合することと、の１つ以上を含む、方法を説明している。いくつかの実施形態では、かなりの割合の多官能性アミンが反応するのに十分な時間は、約６時間、１２時間、１日、３日、５日、１週間、２週間以上、または上述の値を含むおよび／もしくはそれらに及ぶ範囲である。
いくつかの実施形態では、重合を完了させ、未反応のモノマーを除去するための反応物の加熱は、亜大気圧下で加熱することを含む。別の実施形態では、重合を完了させ、未反応のモノマーを除去するための反応混合物の加熱は、約５０℃〜約７０℃の第１の温度に約３０分間〜約２時間の第１の時間加熱することと、約９０°Ｃ〜約１１０°Ｃの第２の温度に約３０分間〜約４時間の第２の時間加熱することと、約１２０°Ｃ〜約１５０°Ｃの第３の温度に約３０分間〜約４時間の第３の時間加熱することと、を含む。さらに別の実施形態では、重合を完了させ、未反応のモノマーを除去するための反応混合物の加熱は、約６０℃〜約６０℃の第１の温度に約１時間の第１の時間加熱することと、約１００°Ｃの第２の温度に約２時間の第２の時間加熱することと、約１４０°Ｃの第３の温度に約２時間の第３の時間加熱することと、を含む。
いくつかの実施形態では、求電子性重合剤は、超分岐構造を調製するために使用される。いくつかの実施形態では、求電子剤は、求電子剤として作用する１つ以上のマイケル受容体（例えば、α、β不飽和カルボニル化合物、エノラートなど）を含む。いくつかの実施形態では、重合剤は、１つ以上のアクリレート官能基を含む。いくつかの実施形態では、マイケル受容体は、アクリレートである。いくつかの実施形態では、重合剤は、ジアクリレート（例えば、Ｎ，Ｎ’−メチレンビス（アクリルアミド）、エチレングリコールジアクリレート、プロパンジオールジアクリレート、ブタンジオールジアクリレートなど）、トリアクリレート（例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、グリセロールプロポキシレート（１ＰＯ／ＯＨ）トリアクリレート、トリメチロールプロパンプロポキシレートトリアクリレート）など）、テトラアクリレート、または複数のアクリレート基（例えば、５、６、７、またはそれ以上）を有する別のアクリレートである。
いくつかの実施形態では、求核単位との重合後、超分岐構造の１つ以上は、未反応末端基を含み得る。いくつかの実施形態では、末端基は、開環してヒドロキシルを提供するエポキシドを使用してエンドキャップされる。いくつかの実施形態では、エンドキャッピング剤は、エチレンオキシド、グリシドール、プロピレンオキシド、エチル−２，３−エポキシプロピオネート、メチル２−メチルグリシデート、エチルグリシジルエーテルなどのうちの１つ以上である。いくつかの実施形態では、得られる末端基は、任意に置換されたモノ−アルキルアミン基を含む。いくつかの実施形態では、任意に置換されたモノ−アルキルアミン基は、−ＮＨ（Ｃ１−Ｃ６アルキル）であり、式中、Ｃ１−Ｃ６アルキルは、少なくとも１つの−ＯＨ（エポキシド環の開環に起因する）でアルキル鎖に沿ってどこでも置換され、Ｃ１−Ｃ６アルキルまたはポリエーテルで任意に置換される。いくつかの実施形態では、それらの末端基は、超分岐構造をアミンエンドキャッピング剤とさらに反応させることにより、エンドキャップすることができる。いくつかの実施形態では、エンドキャッピング剤は、Ｈ２Ｎ−（（ＣＨ２）ａＮＨ）ｂ−Ｈ、Ｈ２Ｎ−（（ＣＨ２）ａＮＨ）ｂ−（ＣＨ２）ｃＨ、Ｈ２Ｎ−（（ＣＨ２）ａＸａ）ｂ−（ＣＨ２）ｃＨ、ＨＸａ−（（ＣＨ２）ａＸｂ）ｂ（（ＣＨ２）ｃＸｃ）ｄ（ＣＨ２）ｅＨ、−（（ＣＨ２）ａＮＨ）ｂ−、−（（ＣＨ２）ａＮＨ）ｂ−（ＣＨ２）ｃＸａ、−（（ＣＨ２）ａＸａ）ｂ−（ＣＨ２）ｃＸｂ、および−（（ＣＨ２）ａＸａ）ｂ（（ＣＨ２）ｃＸｂ）ｄ−（ＣＨ２）ｅ−Ｘｃのうちの１つ以上を含み、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、またはｅの各例は、独立して、０〜１０の整数（例えば、０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０）から選択される。いくつかの実施形態では、Ｘａ、Ｘｂ、およびＸｃの各例は、独立して、Ｏ、Ｓ、またはＮＨから選択される。いくつかの実施形態では、エンドキャッピング剤は、Ｈ２ＮＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２およびＨ２ＮＣＨ２ＣＨ２ＯＨのうちの１つ以上である。いくつかの実施形態では、エンドキャッピング剤は、−ＮＨ−（（ＣＨ２）ａＮＨ）ｂ−Ｈ、−ＮＨ−（（ＣＨ２）ａＮＨ）ｂ−（ＣＨ２）ｃＨ、−ＮＨ−（（ＣＨ２）ａＸａ）ｂ−（ＣＨ２）ｃＨ、（（ＣＨ２）ａＸｂ）ｂ（（ＣＨ２）ｃＸｃ）ｄ−（ＣＨ２）ｅＨ、−（（ＣＨ２）ａＮＨ）ｂ−、−（（ＣＨ２）ａＮＨ）ｂ−（ＣＨ２）ｃＸａ、−（（ＣＨ２）ａＸｂ）ｂ−（ＣＨ２）ｃＸｂ、および−（（ＣＨ２）ａＸａ）ｂ（（ＣＨ２）ｃＸｂ）ｄ−（ＣＨ２）ｅ−Ｘｃのうちの１つ以上から選択される置換基をもたらす。いくつかの実施形態では、エンドキャッピング剤は、−ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２および−ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＯＨのうちの１つ以上から選択される置換基をもたらす。
いくつかの実施形態では、ＮＯ供与体は、以下の一酸化窒素放出性部分のうちのいずれか１つを含み、
式中、
は、超分岐構造内の他の原子（例えば、−Ｈ、−ＣＨ２−、−ＣＨ−などの任意の例）への結合を示す。いくつかの実施形態では、ＮＯ供与体は、Ｎ−ジアゼニウムジオレートＮＯ供与体である。いくつかの実施形態では、ＮＯ供与体は、線形単位に沿って結合している。
いくつかの実施形態では、超分岐構造とＮＯとの反応は、塩基性またはアルカリ性条件で行われる。いくつかの実施形態では、アルカリ性条件は、少なくとも約７．５、８．０、９．０、１０．０、１２．０以下、または上述の値を含むおよび／もしくはそれらに及ぶ範囲のｐＨ値を有するものを含む。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される方法は、約０．２５、０．４、０．５、１．０、１．５、２．０、３．０以上、または上述の値を含むおよび／もしくはそれらに及ぶ範囲のＮＯ貯蔵容量（超分岐構造１ｍｇ当たりのＮＯ（μｍｏｌ））を有するＮＯ放出性超分岐構造を提供する。いくつかの実施形態では、実施例に記載されるようにＰＢＳ緩衝液に添加される２時間以内に、ＮＯ放出性超分岐構造は、結合ＮＯのそれらの総重量％の、約２５％、５０％、７５％、８５％、９０％、９５％、１００％、または上述の値を含むおよび／もしくは網羅する範囲、を放出する。いくつかの実施形態では、バイオフィルムを低減または削減するための使用におけるＮＯ放出は、同様の量、例えば、結合ＮＯの総重量％の、約２０〜２５％、約３０〜５０％、約６０〜７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、ならびに上述の値を含むおよび／もしくはそれらに及ぶ範囲で生じる。
いくつかの実施形態では、ＮＯ放出は、約０．０１時間、０．１時間、０．２５時間、０．５時間、１時間、２時間、３時間、４時間、５時間、１０時間、１５時間、２０時間、２４時間、３６時間、４８時間、または６０時間の時間にわたって生じ得る。いくつかの実施形態では、ＮＯ放出は、約０．０１時間、０．１時間、０．２５時間、０．５時間、１時間、２時間、３時間、４時間、５時間、１０時間、１５時間、２０時間、２４時間、３６時間、４８時間、６０時間以内に、または上述の値を含むおよび／もしくはそれらに及ぶ範囲で生じる。いくつかの実施形態では、ニトロソアミンは、ＮＯ放出中には存在しない。本明細書中で使用する場合、「ニトロソアミンは存在しない」という句は、紫外可視スペクトルによって（または当該技術分野における他の承認されている方法によって）測定されるように検出可能ではないニトロソアミンのレベルを指す。
いくつかの実施形態では、開示される官能化されたＮＯ放出性超分岐構造は、抗菌活性を有する。いくつかの実施形態では、開示される官能化されたＮＯ放出性超分岐構造は、２時間にわたって静的条件下で行われる細菌生存率アッセイにおいて、約８ｍｇ／ｍＬ、６ｍｇ／ｍＬ、４ｍｇ／ｍＬ、２ｍｇ／ｍＬ、１ｍｇ／ｍＬ、０．５ｍｇ／ｍＬ以下、または上述の値を含むおよび／もしくはそれらに及ぶ範囲のポリマー濃度でＰ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ、Ｓ．ａｕｒｅｕｓ、Ｐ．ｇｉｎｇｉｖａｌｉｓ、Ａ．ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｔｅｍｃｏｍｉｔａｎｓ、Ａ．ｖｉｓｃｏｓｕｓ、および／またはＳ．ｍｕｔａｎｓのうちの１つ以上に対して９０％以上の細菌低減を提供する。いくつかの実施形態では、開示される官能化ＮＯ放出性超分岐構造は、２時間にわたって静的条件下で行われる細菌生存率アッセイにおいて、約８ｍｇ／ｍＬ、６ｍｇ／ｍＬ、４ｍｇ／ｍＬ、２ｍｇ／ｍＬ、１ｍｇ／ｍＬ、０．５ｍｇ／ｍＬ以下、または上述の値を含むおよび／もしくはそれらに及ぶ範囲のポリマー濃度でグラム陽性菌に対して９９％以上の細菌低減を提供する。いくつかの実施形態では、開示される官能化ＮＯ放出性超分岐構造は、２時間にわたって静的条件下で行われる細菌生存率アッセイにおいて、約８ｍｇ／ｍＬ、６ｍｇ／ｍＬ、４ｍｇ／ｍＬ、２ｍｇ／ｍＬ、１ｍｇ／ｍＬ、０．５ｍｇ／ｍＬ以下、または上述の値を含むおよび／もしくはそれらに及ぶ範囲のポリマー濃度でグラム陰性菌に対して９９％以上の細菌低減を提供する。いくつかの実施形態では、細菌低減は、９５％超、９８％超、または９９％超である。
いくつかの実施形態は、ＮＯ供与性超分岐構造を細菌および／または微生物に適用することにより、細菌および／または微生物を死滅させる方法に関する。いくつかの実施形態では、細菌は、口腔内細菌である。いくつかの実施形態では、開示される化合物は、虫歯を予防する方法で使用することができる。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される超分岐構造は、（例えば、デンドロンに由来する）コアを欠いている。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される超分岐構造は、エチレンジアミンコアを欠いている。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される超分岐構造は、１つ以上のデンドロンが突出するエチレンジアミンコアを欠いている。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される超分岐構造は、完全な、ほぼ完全な対称性を欠き、対称面もしくは軸を欠き、および／または対称性を欠いている。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される超分岐構造は、段階的な合成により生成される反復的な構造単位を欠いている。
本明細書に記載される主題は、以下の実施形態に関する：
１．超分岐一酸化窒素（ＮＯ）供与性化合物であって、
式Ａ、Ｂ、Ｃ、またはＤのいずれか１つ以上を含む連結基を含み、
式中、

が、超分岐ＮＯ供与性化合物の別の部分への結合を示し、
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、およびＸ４が、独立して、−ＮＨ−、−Ｎ（Ｒａ）−、−Ｏ−、および−Ｓ−からなる群から選択され、
Ｒａの各例が、ＮＯ供与性部分、−Ｈ、任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキル基、または１〜６個の繰り返し単位を有する任意に置換されたポリエーテルから選択され、
Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３が、独立して、−ＲｂＮ（Ｒｃ）Ｒｄ−（Ｎ（Ｒｃ））ｎ−Ｒｂ−、−Ｒｂ（ＯＲｄ−）ｎＯ−Ｒｂ−、およびＣ１−Ｃ６アルキルからなる群から選択され、
Ｒｃの各例が、独立して、ＮＯ供与性部分、−Ｈ、任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキル基、または１〜６個の繰り返し単位を有する任意に置換されたポリエーテルから選択され、
Ｒｂが、単結合または任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキレン基であり、
Ｒｄが、任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキレン基であり、
ｎが、０、１、２、３、４、５、または６から選択される整数であり、
Ｒ２が存在する場合、Ｒｄのうちの少なくとも１つの例が、−Ｃ（Ｏ）−（ＣＨ２）２−Ｘ３−基を含み、
Ｒ３が存在する場合、Ｒｄのうちの少なくとも１つの例が、−Ｃ（Ｏ）−（ＣＨ２）２−Ｘ３−基を含み、Ｒｄのうちの少なくとも１つの例が、−Ｃ（Ｏ）−（ＣＨ２）２−Ｘ４−基を含み、
当該超分岐化合物が、以下のＮＯ供与性部分のうちの少なくとも１つを含み、
および
当該超分岐化合物が、アミノグリコシドまたはグリコシド単位を含まない、超分岐ＮＯ供与性化合物。
２．以下の構造の少なくとも１つの例をさらに含み、
式中、Ｒ４が、−Ｎ＋（＝Ｎ−Ｏ−）Ｏ−である、実施形態１に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物。
３．当該連結基が、式Ａを含む、任意の上記の実施形態の超分岐ＮＯ供与性化合物。
４．当該連結基が、式Ｂを含み、式中、
Ｒ１が、−ＲｂＮ（Ｒｃ）Ｒｄ−（Ｎ（Ｒｃ））ｎ−Ｒｂ−であり、
ｎが、１であり、
Ｒｄが、−ＣＨ２−であり、
Ｒｂが、単結合であり、
各Ｒｃが、Ｈである、任意の上記の実施形態の超分岐ＮＯ供与性化合物。
５．式Ｂの連結基が、以下の構造によって表される、実施形態４の超分岐ＮＯ供与性化合物。
６．Ｒａの各例が、ＮＯ供与性部分または−Ｈである、実施形態５の超分岐ＮＯ供与性化合物。
７．式Ａの連結基が、以下の構造によって表される、実施形態６の超分岐ＮＯ供与性化合物。
８．以下からなる群から選択される末端基をさらに含み、

式中、Ｒ５の各例が、Ｈまたは−Ｎ＋（＝Ｎ−Ｏ−）Ｏ−である、任意の上記の実施形態の超分岐ＮＯ供与性化合物。
９．以下からなる群から選択される末端基をさらに含む、任意の上記の実施形態（ｅｍｂｏｄｉｍｅｎ）の超分岐ＮＯ供与性化合物。
１０．以下の基のうちの１つ以上をさらに含む、任意の上記の実施形態の超分岐構造。
１１．当該超分岐構造が、任意の対称デンドロンを有する樹枝状コアを欠いている、任意の上記の実施形態の超分岐構造。
１２．任意の置換の各例が、Ｃ１−Ｃ６アルキルまたは−ＯＨから選択される、任意の上記の実施形態の超分岐化合物。
１３．超分岐一酸化窒素（ＮＯ）供与性化合物であって、
式Ａまたは式Ｂの連結基を含み、
式中、
が、当該超分岐ＮＯ供与性化合物の別の部分への結合を示し、
Ｘ１およびＸ２が、独立して、−ＮＨ−、−Ｎ（Ｒａ）−、−Ｏ−、および−Ｓ−からなる群から選択され、
Ｒａの各例が、ＮＯ供与性部分または−Ｈから選択され、
Ｒ１が、独立して、−Ｎ（Ｒｃ）Ｒｄ−Ｎ（Ｒｃ）−、−Ｒｂ（ＯＲｄ−）ｎＯ−Ｒｂ−、およびＣ１−Ｃ６アルキルからなる群から選択され、
Ｒｃの各例が、独立して、ＮＯ供与性部分または−Ｈ、任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキル基、または１〜６個の繰り返し単位を有する任意に置換されたポリエーテルから選択され、
Ｒｂが、単結合または任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキレン基であり、
Ｒｄが、−ＣＨ２−または−ＣＨ２−ＣＨ２−であり、
ｎが、０、１、２、３、４、５、または６から選択される整数であり、
当該超分岐化合物が、以下のＮＯ供与性部分のうちの少なくとも１つを含む、超分岐一酸化窒素（ＮＯ）供与性化合物。
１４．以下の構造の少なくとも１つの例をさらに含み、
式中、Ｒ４が、−Ｎ＋（＝Ｎ−Ｏ−）Ｏ−である、実施形態１３の超分岐ＮＯ供与性化合物。
１５．式Ａを含む、実施形態１３〜１４のいずれかの超分岐ＮＯ供与性化合物。
１６．式Ｂを含み、
Ｒ１が、−Ｎ（Ｒｃ）Ｒｄ−Ｎ（Ｒｃ）−であり、
Ｒｄが、−ＣＨ２−であり、
各Ｒｃが、Ｈである、実施形態１３〜１５のいずれか１つの超分岐ＮＯ供与性化合物。
１７．以下の構造によって表される連結基を含む、実施形態１３〜１６のいずれか１つの超分岐ＮＯ供与性化合物。
１８．Ｒａの各例が、ＮＯ供与性部分または−Ｈである、実施形態１７の超分岐ＮＯ供与性化合物。
１９．式Ａの連結基は、以下の構造によって表される、実施形態１８の超分岐ＮＯ供与性化合物。
２０．以下からなる群から選択される末端基をさらに含み、
式中、Ｒ５の各例が、Ｈまたは−Ｎ＋（＝Ｎ−Ｏ−）Ｏ−である、実施形態１３〜１９のいずれか１つの超分岐ＮＯ供与性化合物。
２１．以下からなる群から選択される末端基をさらに含む、実施形態１３〜２０のいずれか１つの超分岐ＮＯ供与性化合物。
２２．以下の基のうちの１つ以上をさらに含む、実施形態１３〜２１のいずれか１つの超分岐ＮＯ供与性化合物。
２３．当該超分岐構造が、任意の対称デンドロンを有する樹枝状コアを欠いている、実施形態１３〜２２のいずれか１つの超分岐ＮＯ供与性化合物。
２４．当該超分岐化合物が、アミノグリコシドまたはグリコシド単位を含まない、実施形態１３〜２３のいずれか１つの超分岐ＮＯ供与性化合物。
２５．任意の置換の各例が、Ｃ１−Ｃ６アルキルまたは−ＯＨから選択される、実施形態１３〜２４のいずれか１つの超分岐ＮＯ供与性化合物。
２６．当該超分岐化合物が、樹枝状単位、線形単位、および末端単位を含み、当該樹枝状単位が第３級アミンを含み、当該線形単位が第２級アミンを含み、当該末端単位が第１級アミンを含む、実施形態１〜２５のいずれか１つの超分岐ＮＯ供与性化合物。
２７．Ｎ−ジアゼニウムジオレートが、当該末端単位の第１級アミンとの分子内水素結合を示す、実施形態１〜２６のいずれか１つの超分岐ＮＯ供与性化合物。
２８．Ｎ−ジアゼニウムジオレート部分によって修飾されたアミンの部分が、第２級アミンである、実施形態１〜２７のいずれか１つの超分岐ＮＯ供与性化合物。
２９．当該化合物が、少なくとも約２重量％のＮＯを含む、実施形態１〜２８のいずれか１つの超分岐ＮＯ供与性化合物。
３０．当該組成物が、ＰＢＳ（１０ｍＭ、ｐＨ７．４、３７℃）中のリアルタイムのＮＯ放出によって測定されるように、当該化合物１ｍｇ当たり少なくとも約１μｍｏｌのＮＯを含む、実施形態１〜２９のいずれか１つの超分岐ＮＯ供与性化合物。
３１．当該組成物が、ＰＢＳ（１０ｍＭ、ｐＨ７．４、３７℃）中のリアルタイムのＮＯ放出によって測定されるように、当該化合物１ｍｇ当たり少なくとも約２μｍｏｌのＮＯを含む、実施形態１〜３０のいずれか１つの超分岐ＮＯ供与性化合物。
３２．当該組成物が、ＰＢＳ（１０ｍＭ、ｐＨ７．４、３７℃）中のリアルタイムのＮＯ放出によって測定されるように、当該コポリマー１ｍｇ当たり約２μｍｏｌ超のＮＯを含む、実施形態１〜３１のいずれか１つの超分岐ＮＯ供与性化合物。
３３．当該化合物が、ヒドロキシ部分を含む、実施形態１〜３２のいずれか１つの超分岐ＮＯ供与性化合物。
３４．ヒドロキシ部分が、アルキル部分を介してアミン部分に連結され、当該アミン部分が第２級アミンになる、実施形態３３の超分岐ＮＯ供与性化合物。
３５．当該超分岐化合物が、マルチアングル光散乱（ＳＥＣ−ＭＡＬＳ）検出器を用いたサイズ排除クロマトグラフィーによって決定されるように、約２×１０３ｇｍｏｌ−１〜約１５×１０３ｇｍｏｌ−１の重量平均分子量（ＭＷ）を有する、実施形態１〜３４のいずれか１つの超分岐ＮＯ供与性化合物。
３６．当該超分岐化合物が、マルチアングル光散乱（ＳＥＣ−ＭＡＬＳ）検出器を用いたサイズ排除クロマトグラフィーによって決定されるように、約３×１０３ｇｍｏｌ−１〜約１０×１０３ｇｍｏｌ−１の重量平均分子量（ＭＷ）を有する、実施形態１〜３４のいずれか１つの超分岐ＮＯ供与性化合物。
３７．当該超分岐化合物が、マルチアングル光散乱（ＳＥＣ−ＭＡＬＳ）検出器を用いたサイズ排除クロマトグラフィーによって決定されるように、約３×１０３ｇｍｏｌ−１〜約６×１０３ｇｍｏｌ−１の重量平均分子量（ＭＷ）を有する、実施形態１〜３６のいずれか１つの超分岐ＮＯ供与性化合物。
３８．実施形態１〜３７のいずれか１つの超分岐ＮＯ供与性化合物を調製するための方法であって、
アクリレートを求核剤と接触させて、超分岐化合物を形成することを含む、方法。
３９．当該アクリレートが、モノアクリレート、ジアクリレート、トリアクリレート、またはテトラアクリレートである、実施形態３８の方法。
４０．当該求核剤が、二官能性、三官能性、または四官能性分子である、実施形態３８または３９の方法。
４１．当該求核剤が、Ｈ−ＲｈＮ（Ｒｅ）Ｒｆ−（Ｎ（Ｒｅ））ｎ−（ＲｇＯ−）ｍＲｈ−Ｈを含み、
式中、Ｒｅの各例が、独立して、−Ｈ、任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキル基、または１〜６個の繰り返し単位を有する任意に置換されたポリエーテルであり、
ＲＨの各例が、単結合または任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキレン基であり、
ＲｆおよびＲｇが、独立して、任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキレン基である、実施形態３８〜４０のいずれか１つの方法。
４２．当該求核剤が、Ｈ２Ｎ−（（ＣＨ２）ａＮＨ）ｂ−Ｈ、Ｈ２Ｎ−（（ＣＨ２）ａＮＨ）ｂ−（ＣＨ２）ｃＨ、Ｈ２Ｎ−（（ＣＨ２）ａＸ５）ｂ−（ＣＨ２）ｃＨ、およびＨＸ５−（（ＣＨ２）ａＸ６）ｂ（（ＣＨ２）ｃＸ７）ｄ−（ＣＨ２）ｅＨのうちの１つ以上を含み、
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、またはｅの各例が、独立して、０〜１０の整数から選択され、
Ｘ５、Ｘ６、およびＸ７の各例が、独立して、Ｏ、Ｓ、またはＮＨから選択される、実施形態３８〜４１のいずれか１つの方法。
４３．当該求核剤が、Ｈ２ＮＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２、Ｈ２ＮＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＯＨ、および
のうちの１つ以上を含む、実施形態３８〜４２のいずれか１つの方法。
４４．当該アクリレートが、Ｎ，Ｎ’−メチレンビス（アクリルアミド）、エチレングリコールジアクリレート、プロパンジオールジアクリレート、ブタンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、グリセロールプロポキシレート（１ＰＯ／ＯＨ）トリアクリレート、またはトリメチロールプロパンプロポキシレートトリアクリレートのうちの１つ以上を含む、実施形態３８〜４３のいずれか１つの方法。
４５．当該アクリレートが、以下の構造のうちの１つ以上を含み、

式中、Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３が、独立して、−ＲｂＮ（Ｒｃ）Ｒｄ−（Ｎ（Ｒｃ））ｎ−Ｒｂ−、−Ｒｂ（ＯＲｄ−）ｎＯ−Ｒｂ−、およびＣ１−Ｃ６アルキルからなる群から選択され、
ＲＣの各例が、独立して、ＮＯ供与性部分、−Ｈ、任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキル基、または１〜６個の繰り返し単位を有する任意に置換されたポリエーテルから選択され、
Ｒｂが、単結合または任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキレン基であり、
Ｒｄが、任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキレン基であり、
ｎが、０、１、２、３、４、５、または６から選択される整数であり、
Ｒ２が存在する場合、Ｒｄの少なくとも１つの例が、−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ＝ＣＨ２基を含み、
Ｒ３が存在する場合、Ｒｄの炭素の少なくとも１つの例が、−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ＝ＣＨ２基を含む、実施形態３８〜４４のいずれか１つの方法。
４６．当該アクリレートが、Ｎ，Ｎ’−メチレンビス（アクリルアミド）である、実施形態４５の方法。
４７．超分岐化合物をＮＯ源に曝露して、超分岐ＮＯ供与性化合物を提供することをさらに含む、実施形態３８〜４６のいずれか１つの方法。
４８．ＮＯ曝露ステップが、アルカリ性条件で実施される、実施形態４７の方法。
４９．求核剤対アクリレートのモル比が、約２：１〜約５：１である、実施形態３８〜４８のいずれか１つの方法。
５０．アミン対アクリレートのモル比が、約３：１〜約４：１である、実施形態３８〜４８のいずれか１つの方法。
５１．微生物汚染を減少させる方法であって、
複数の微生物で汚染された表面を、
実施形態１〜３７のいずれか１つに記載されている超分岐ＮＯ供与性化合物を含む化合物と接触させることを含み、
当該一酸化窒素供与体が、一酸化窒素を生成し、微生物の膜および／またはＤＮＡへの損傷を誘発し、それにより、生存可能な微生物の数を低減させる、方法。
５２．当該複数の微生物が、１つ以上のウイルス、グラム陽性菌、グラム陰性菌、薬物耐性菌、カビ、酵母、真菌、およびこれらの組み合わせを含む、実施形態５１の方法。
５３．当該表面が、有機表面である、実施形態５１または５２の方法。
５４．当該表面が、ヒトの皮膚または動物の皮膚である、実施形態５１〜５３のいずれか１つの方法。
５５．当該表面が、口内にある、実施形態５１〜５４のいずれか１つの方法。
５６．当該適用が、皮膚刺激を誘発しない、実施形態５１〜５５のいずれか１つの方法。
５７．当該表面が、無機表面である、実施形態５１または５２の方法。
５８．当該無機表面が、医療機器の外面または内面である、実施形態５７の方法。
５９．当該機器の適用が、歯科用機器である、実施形態５８の方法。
６０．当該微生物負荷が、薬物耐性菌を含む、実施形態５１〜５９のいずれか１つの方法。
６１．当該微生物負荷が、１つ以上の口腔内病原体を含む、実施形態５１〜６０のいずれか１つの方法。
６２．当該微生物負荷が、Ｐ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ、Ｓ．ａｕｒｅｕｓ、Ｐ．ｇｉｎｇｉｖａｌｉｓ、Ａ．ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｔｅｍｃｏｍｉｔａｎｓ、Ａ．ｖｉｓｃｏｓｕｓ、および／またはＳ．ｍｕｔａｎｓのうちの１つ以上を含む、実施形態５１〜６１のいずれか１つの方法。
６３．虫歯を治療および／または予防する方法であって、
１つ以上の口腔内病原体で汚染された患者の口の表面を、実施形態１〜３７のいずれか１つの化合物と接触させることを含み、
当該一酸化窒素供与体が、一酸化窒素を生成し、病原体の膜および／またはＤＮＡへの損傷を誘発し、それにより、生存可能な病原体の数を低減させる、方法。
６４．当該微生物負荷が、Ｐ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ、Ｓ．ａｕｒｅｕｓ、Ｐ．ｇｉｎｇｉｖａｌｉｓ、Ａ．ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｔｅｍｃｏｍｉｔａｎｓ、Ａ．ｖｉｓｃｏｓｕｓ、および／またはＳ．ｍｕｔａｎｓのうちの１つ以上を含む、実施形態６３の方法。
６５．微生物汚染を減少させるための医薬品の調製における実施形態１〜３７のいずれか１つの化合物の使用であって、当該化合物が、
一酸化窒素放出性超分岐ポリアミノグリコシドを含み、
当該一酸化窒素供与体が、一酸化窒素を生成し、微生物の膜および／またはＤＮＡへの損傷を誘発し、それにより、生存可能な微生物の数を低減させる、使用。
６６．当該化合物が、ウイルス、グラム陽性菌、グラム陰性菌、薬物耐性菌、カビ、酵母、真菌のうちの１つ以上、およびこれらの組み合わせを含む複数の微生物を処理するように配合される、実施形態６５の使用。
６７．当該化合物が、有機表面に送達されるように配合される、実施形態６５または６６の使用。
６８．当該化合物が、ヒトの皮膚または動物の皮膚に送達されるように配合される、実施形態６５〜６７のいずれか１つの使用。
６９．当該表面が、口内にある、実施形態６８の使用。
７０．当該化合物が、無機表面に送達されるように配合される、実施形態６５〜６９のいずれか１つの使用。
７１．当該表面が、医療機器の外面または内面である、実施形態７０の使用。
７２．当該機器が、歯科用機器である、実施形態７１の使用。
７３．ポリアミドアミン組成物であって、
アミンおよびアクリレートの超分岐コポリマーを含み、アミンの少なくとも一部が、Ｎ−ジアゼニウムジオレート部分で修飾されている、ポリアミドアミン組成物。
７４．超分岐コポリマーが、樹枝状単位、線形単位、および末端単位を含み、当該樹枝状単位が第３級アミンを含み、当該線形単位が第２級アミンを含み、当該末端単位が第１級アミンを含む、実施形態７３のポリアミドアミン組成物。
７５．Ｎ−ジアゼニウムジオレートが、当該末端単位の第１級アミンとの分子内水素結合を示す、実施形態７３または７４のポリアミドアミン組成物。
７６．Ｎ−ジアゼニウムジオレート部分によって修飾されたアミンの部分が、第２級アミンである、実施形態７３〜７５のいずれか１つのポリアミドアミン組成物。
７７．アミンが、以下の構造を有する多官能性アミンモノマーから誘導され、
Ｈ２Ｎ−Ａ１−（ＮＨ）−Ａ２−ＮＨ２
式中、Ａ１およびＡ２が、独立して、アルキル部分または水素から選択される、実施形態７３〜７６のいずれか１つのポリアミドアミン組成物。
７８．アクリレートが、以下のモノマーから誘導され、
式中、Ａ３およびＡ４が、独立して、アルキル部分または水素から選択される、実施形態７３〜７７の
いずれか１つのポリアミドアミン組成物。
７９．当該組成物が、少なくとも約２重量％のＮＯを含む、実施形態７３〜７８のいずれか１つのポリアミドアミン組成物。
８０．当該組成物が、ＰＢＳ（１０ｍＭ、ｐＨ７．４、３７℃）中のリアルタイムＮＯ放出によって測定されるように、コポリマー１ｍｇ当たり少なくとも約１μｍｏｌのＮＯを含む、実施形態７３〜７９のいずれか１つのポリアミドアミン組成物。
８１．当該組成物が、ＰＢＳ（１０ｍＭ、ｐＨ７．４、３７℃）中のリアルタイムＮＯ放出によって測定されるように、コポリマー１ｍｇ当たり少なくとも約２μｍｏｌのＮＯを含む、実施形態７３〜８０のいずれか１つのポリアミドアミン組成物。
８２．当該組成物が、ＰＢＳ（１０ｍＭ、ｐＨ７．４、３７℃）中のリアルタイムＮＯ放出によって測定されるように、コポリマー１ｍｇ当たり約２μｍｏｌ超のＮＯを含む、実施形態７３〜８１のいずれか１つのポリアミドアミン組成物。
８３．当該コポリマーが、ヒドロキシ部分をさらに含む、実施形態７３〜８１のいずれか１つのポリアミドアミン組成物。
８４．当該ヒドロキシ部分が、アルキル部分を介してアミン部分に連結され、それにより、当該アミン部分が第２級アミンになる、実施形態８３のポリアミドアミン組成物。
８５．アミン対アクリレートのモル比が、約２：１〜約５：１である、実施形態７３〜８４のいずれか１つのポリアミドアミン組成物。
８６．アミン対アクリレートのモル比が、約３：１〜約４：１である、実施形態７３〜８５のいずれか１つのポリアミドアミン組成物。
８７．当該超分岐コポリマーが、マルチアングル光散乱（ＳＥＣ−ＭＡＬＳ）検出器を用いたサイズ排除クロマトグラフィーによって決定されるように、約２×１０３ｇｍｏｌ−１〜約１５×１０３ｇｍｏｌ−１の重量平均分子量（ＭＷ）を有する、実施形態７３〜８６のいずれか１つのポリアミドアミン組成物。
８８．当該超分岐コポリマーが、マルチアングル光散乱（ＳＥＣ−ＭＡＬＳ）検出器を用いたサイズ排除クロマトグラフィーによって決定されるように、約３×１０３ｇｍｏｌ−１〜約１０×１０３ｇｍｏｌ−１の重量平均分子量（ＭＷ）を有する、実施形態７３〜８７のいずれか１つのポリアミドアミン組成物。
８９．当該超分岐コポリマーが、マルチアングル光散乱（ＳＥＣ−ＭＡＬＳ）検出器を用いたサイズ排除クロマトグラフィーによって決定されるように、約３×１０３ｇｍｏｌ−１〜約６×１０３ｇｍｏｌ−１の重量平均分子量（ＭＷ）を有する、実施形態７３〜８８のいずれか１つのポリアミドアミン組成物。
９０．多官能性アミンおよびアクリレートの超分岐コポリマーが、約１ｍｇ／ｍＬ、約１０ｍｇ／ｍＬ、約２０ｍｇ／ｍＬ、約５０ｍｇ／ｍＬ、または約１００ｍｇ／ｍＬ超のレベルで水に可溶である、実施形態７３〜８９のいずれか１つのポリアミドアミン組成物。
９１．当該アクリレートが、アクリル酸およびその誘導体の塩、エステル、および共役塩基から選択されるモノマーから誘導される、実施形態７３〜９０のいずれか１つのポリアミドアミン組成物。
９２．当該アクリレートが、モノマーのメタクリレートから誘導される、実施形態７３〜９１のいずれか１つのポリアミドアミン組成物。
９３．当該アクリレートが、メチルアクリレート、エチルアクリレート、メチルメタクリレート、アクリルアミド、エチルメタクリレート、２−クロロエチルビニルエーテル、２−エチルヘキシルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル）メタクリルアミド、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド塩酸塩、Ｎ−（３−ＢＯＣ−アミノプロピル）メタクリルアミド、２−アミノエチルメタクリレート塩酸塩、２−（ｔｅｒｔ−ブチルアミノ）エチルメタクリレート、ｎ−イソ−プロピルアクリルアミド、２−メトキシエチルアクリレート、ｎ−エチルメタクリルアミド、ｎ−ビニルアセトアミド、２−Ｎ−モルホリノエチルアクリレート、メタクリロイル−Ｌ−リジン、２−（メチルアミノ）エチルアクリレート、および２−（メチルアミノ）エチルメタクリレートからなる群から選択されるモノマーから誘導される、実施形態７３〜９２のいずれか１つのポリアミドアミン組成物。
９４．当該アクリレートが、ジアクリレートから誘導される、実施形態７３〜９３のいずれか１つのポリアミドアミン組成物。
９５．当該ジアクリレートが、エチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、Ｎ−アクリルオキシスクシンイミド、Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル）メタクリルアミド、ビス［２−（メタクリロイルオキシ）エチル］ホスフェート、ジアクリルアミド、およびＮ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミドからなる群から選択される、実施形態９４のポリアミドアミン組成物。
９６．当該アミンが、ジエチレントリアミンから誘導される、実施形態７３〜９５のいずれか１つのポリアミドアミン組成物。
９７．当該アミンが、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ポリエーテルアミン（例えば、ＪＥＦＦＡＭＩＮＥ（登録商標））、およびビス（ヘキサメチレン）トリアミンからなる群から選択されるモノマーから誘導される、実施形態７３〜９６のいずれか１つのポリアミドアミン組成物。
９８．当該超分岐コポリマーが、ＮＯの放出時に、１Ｈ ＮＭＲ：（４００ＭＨｚ，ＣＤ３ＯＤ，δ）：２．２２−２．９０（ＣＯＣＨ２、ＮＨＣＨ２、およびＮＨ２ＣＨ２），３．１５−３．５８（ＣＯＮＣＨ２），３．６０（ＣＨ３Ｏ）。１３Ｃ（６００ＭＨｚ，ＣＤ３ＯＤ，δ）：３０−６０（ＣＨ２およびＣＨ３），１７０−１７５（Ｃ＝Ｏ）。ＦＴＩＲ（ｃｍ−１）：３３０８（ＮＨ２），２９５７（ＣＨ２），２８４８（ＣＨ２），１６４７（Ｃ＝Ｏ）、および１５５６（ＮＨ）、と一致する特性を示す、実施形態７３〜９７のいずれか１つのポリアミドアミン組成物。
９９．当該超分岐コポリマーが、約１．１超の多分散性指数（ＰＤＩ）を有する、実施形態７３〜９８のいずれか１つのポリアミドアミン組成物。
１００．当該超分岐コポリマーが、１．１〜２の多分散性指数（ＰＤＩ）を有する、実施形態７３〜９９のいずれか１つのポリアミドアミン組成物。
１０１．当該超分岐コポリマーが、１．５〜１．９の多分散性指数（ＰＤＩ）を有する、実施形態７３〜１００のいずれか１つのポリアミドアミン組成物。
１０２．１つ以上の第３級アミンを含む１つ以上の樹枝状単位、複数の第１級アミンを含む複数の末端単位、および複数の第２級アミンを含む複数の線形単位を含む、ポリアミドアミン超分岐コポリマーであって、複数の第２級アミンの少なくとも一部が、複数のＮ−ジアゼニウムジオレート部分に結合している、ポリアミドアミン超分岐コポリマー。
１０３．当該樹枝状単位の少なくとも一部が、以下の構造を含み、
複数の線形単位の少なくとも一部が、以下の構造から選択される基
またはこれらの組み合わせを含む、実施形態１０２のポリアミドアミン超分岐コポリマー。
１０４．複数のＮ−ジアゼニウムジオレート部分の少なくとも一部が、Ｎ−ジアゼニウムジオレート部分の酸素と複数の第１級アミンの少なくとも１つの水素との間の水素結合によって安定化される、実施形態１０２または１０３のポリアミドアミン超分岐コポリマー。
１０５．一酸化窒素を対象に送達する方法であって、
有効量の先行請求項のいずれかの超分岐化合物またはポリアミドアミン組成物を対象に投与することを含む、方法。
１０６．疾患状態を治療する方法であって、
有効量の先行請求項のいずれかの超分岐化合物またはポリアミドアミン組成物を、治療を必要とする対象に投与することを含み、当該疾患状態が、歯肉炎、癌、心血管疾患、微生物感染症、医療機器への血液の曝露によって引き起こされる血小板凝集および血小板粘着、異常な細胞増殖から結果として生じる病理学的状態、移植拒絶反応、自己免疫疾患、炎症、血管疾患、瘢痕組織、創傷収縮、再狭窄、疼痛、発熱、消化管障害、呼吸器障害、性機能障害、ならびに性感染症からなる群から選択される、方法。
１０７．ポリアミドアミン組成物を製造する方法であって、
適切な溶媒中で反応混合物を形成するために、多官能性アミンをアクリレートモノマーと組み合わせることと、かなりの割合の当該多官能性アミンが当該アクリレートモノマーと反応して超分岐コポリマーを形成するのに十分な時間当該反応混合物を混合することと、重合を完了させ、未反応モノマーを除去するために当該反応混合物を加熱して、塩基性ポリアミドアミン組成物を形成することと、当該塩基性ポリアミドアミン組成物を、塩基性条件下で、当該ポリアミドアミン組成物にＮ−ジアゼニウムジオレート部分を得るのに十分な時間、高圧で、ガス状ＮＯと混合することと、を含む、方法。
１０８．かなりの割合の当該多官能性アミンが反応するのに十分な時間が、約６時間より長く、約６時間〜約２週間、約６時間〜１週間、約１２時間〜５日間、または約１日間〜約３日間である、実施形態１０７の方法。
１０９．重合を完了させ、未反応のモノマーを除去するための当該反応混合物の加熱が、亜大気圧下で加熱することを含む、実施形態１０７または１０８の方法。
１１０．重合を完了させ、未反応のモノマーを除去するための当該反応混合物の加熱が、約５０℃〜約７０℃の第１の温度に約３０分間〜約２時間の第１の時間加熱することと、約９０℃〜約１１０℃の第２の温度に約３０分間〜約４時間の第２の時間加熱することと、約１２０℃〜約１５０℃の第３の温度に約３０分間〜約４時間の第３の時間加熱することと、を含む、実施形態１０７〜１０９のいずれか１つの方法。
１１１．重合を完了させ、未反応のモノマーを除去するための当該反応混合物の加熱が、約６０℃〜約６０℃の第１の温度に約１時間の第１の時間加熱することと、約１００℃の第２の温度に約２時間の第２の時間加熱することと、約１４０℃の第３の温度に約２時間の第３の時間加熱することと、を含む、実施形態１０７〜１１０のいずれか１つの方法。
１１２．当該官能性アミンが、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ポリエーテルアミン、およびビス（ヘキサメチレン）トリアミンからなる群から選択される、実施形態１０７〜１１１のいずれか１つの方法。
１１３．当該ポリエーテルアミンが、ＪＥＦＦＡＭＩＮＥ（登録商標）である、実施形態１１２の方法。
１１４．ＪＥＦＦＡＭＩＮＥ（登録商標）が、Ｍ−６００、Ｍ−２００５、Ｍ−１０００、Ｍ−２０７０、Ｄ−２３０、Ｄ−４００、Ｄ−２０００、Ｄ−４０００、ＥＤ−６００アミン、ＥＤ−９００アミン、ＥＤ−２００３アミン、ＥＤＲ−１４８アミン、ＥＤＲ−１７６アミン、Ｔ−４０３アミン、Ｔ−３０００アミン、Ｔ−５０００アミン、ＴＨＦ−１００アミン、ＴＨＦ−１７０アミン、ＸＴＪ５６８、ＸＴＡ８０１、ＲＦＤ−２７０、およびＸＴＪ−６１６から選択される、実施形態１１３の方法。
１１５．当該ポリエーテルアミンが、以下の構造のうちの１つを含み、

式中、ｇ、ｈ、ｉ、およびｊが、独立して、１〜１００の整数であり、
式中、Ｘ１が、本明細書の他の箇所で定義されているとおりであるか、または任意に置換されたＣ１−６アルキルである、実施形態１１２または１１３の方法。
１１６．当該アクリレートが、メチルアクリレート、エチルアクリレート、メチルメタクリレート、アクリルアミド、エチルメタクリレート、２−クロロエチルビニルエーテル、２−エチルヘキシルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル）メタクリルアミド、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド塩酸塩、Ｎ−（３−ＢＯＣ−アミノプロピル）メタクリルアミド、２−アミノエチルメタクリレート塩酸塩、２−（ｔｅｒｔ−ブチルアミノ）エチルメタクリレート、ｎ−イソ−プロピルアクリルアミド、２−メトキシエチルアクリレート、ｎ−エチルメタクリルアミド、ｎ−ビニルアセトアミド、２−Ｎ−モルホリノエチルアクリレート、メタクリロイル−Ｌ−リジン、２−（メチルアミノ）エチルアクリレート、および２−（メチルアミノ）エチルメタクリレートからなる群から選択される、実施形態１０７〜１１５のいずれか１つの方法。
１１７．適切な溶媒が、アルコールまたはアルコールの混合物である、実施形態１０７〜１１６のいずれか１つの方法。
１１８．ポリアミドアミン組成物をヒドロキシ含有化合物と混合することによって、当該ポリアミドアミン組成物をヒドロキシル部分で修飾することをさらに含む、実施形態１０７〜１１７のいずれか１つに記載の方法。
１１９．当該ヒドロキシ含有化合物がエポキシドである、実施形態１１８の方法。
１２０．当該エポキシドがプロポリエンオキシドである、実施形態１１８の方法。
１２１．多官能性アミンとアクリレートモノマーとの組み合わせが、約２：１〜約５：１のアミン対アクリレートのモル比を含む、実施形態１０７〜１２０の請求項いずれか１つの方法。
１２２．多官能性アミンとアクリレートモノマーとの組み合わせが、約３：１〜約４：１のアミン対アクリレートのモル比を含む、実施形態１０７〜１２１の請求項いずれか１つの方法。
１２３．先行する請求項のいずれかに記載の超分岐化合物またはポリアミドアミン組成物を形成する、実施形態１０７〜１２２のいずれか１つの方法。
本発明は、以下の実施例においてさらに定義される。これらの実施例は、本発明の好ましい実施形態を示しているが、例証としてのみ与えられていることを理解されたい。
ｈ−ＰＡＭＡＭのＮＯ放出特性（すなわち、ペイロードおよび放出反応速度）は、化学修飾の関数として評価された。経口治療薬としてのこの足場の可能性は、一般的な口腔内病原体に対する抗菌活性およびヒト歯肉線維芽細胞に対する毒性の観点から評価された。口腔衛生の文脈でグラム陰性菌およびグラム陽性菌の抗菌活性を研究することで、これらの化合物の用途のより広いカテゴリーの適用での使用がわかることが理解されたい。最後に、ｈ−ＰＡＭＡＭ誘導体の特性は、治療の可能性に関してＧ３−ＰＡＭＡＭ対応物と比較された。
実施例１：超分岐ポリアミドアミンの合成
超分岐ポリアミドアミン（ｈ−ＰＡＭＡＭ）は、第３世代ＰＡＭＡＭ（Ｇ３−ＰＡＭＡＭ）デンドリマーへのワンポット反応および同様の分子量を使用して調製し、続いてＮ−ジアゼニウムジオレート一酸化窒素（ＮＯ）供与体と官能基化した。
材料および方法
細胞培養のためのエチレンジアミン（ＥＤＡ）、ジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）、メチルアクリレート（ＭＡ）、プロピレンオキシド（ＰＯ）、３−（４，５−ジメチルチアゾール−２−イル）−５−（３−カルボキシメトキシフェニル）−２−（４−スルホフェニル）−２Ｈ−テトラゾリウム内部塩（ＭＴＳ）、およびリン酸緩衝食塩水（ＤＰＢＳ）は、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｓｔ． Ｌｏｉｕｓ，ＭＯ）から購入した。Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ ｍｕｔａｎｓ（ＡＴＣＣ番号２５７１５）、Ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｓ ｖｉｓｃｏｓｕｓ（ＡＴＣＣ番号１５９８７）、およびＡｇｇｒｅｇａｔｉｂａｃｔｅｒ ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｔｅｍｃｏｍｉｔａｎｓ（ＡＴＣＣ番号４３７１７）は、ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｔｙｐｅ Ｃｕｌｔｕｒｅ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ（Ｍａｎａｓｓａｓ，ＶＡ，ＵＳＡ）から購入した。Ｐｏｒｐｈｙｒｏｍｏｎａｓ ｇｉｎｇｉｖａｌｉｓ株Ａ７４３６は、ｔｈｅ ＵＮＣ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｄｅｎｔｉｓｔｒｙ，Ｃｈａｐｅｌ Ｈｉｌｌ，ＮＣによって提供された。ＣＤＣ嫌気性生物５ｖｏｌ％ヒツジ血液アガー、ブレインハートインフュージョン（ＢＨＩ）ブロスおよびアガー、ならびにＧａｓＰａｋ（商標）ＥＺキャンピーコンテナーシステムサシェは、Ｂｅｃｔｏｎ，Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ，ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｆｒａｎｋｌｉｎ Ｌａｋｅｓ，ＮＪ）から購入した。Ｗｉｌｋｉｎｓ−Ｃｈａｌｇｒｅｎ（Ｗ−Ｃ）ブロスは、Ａｃｕｍｅｉｄａ Ｎｅｏｇｅｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｌａｎｓｉｎｇ，ＭＩ）から購入した。ヒト歯肉線維芽細胞株およびＦｉｂｒｏＬｉｆｅ線維芽細胞無血清培地は、Ｌｉｆｅｌｉｎｅ Ｃｅｌｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＬＬＣ（Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ，ＭＤ）から購入した。純粋な一酸化窒素（９９．５％）、アルゴン、窒素、および一酸化窒素キャリブレーション（窒素中２５．８７ｐｐｍ）は、Ａｉｒｇａｓ（Ｄｕｒｈａｍ，ＮＣ）から購入した。一般的な実験室の塩および溶媒は、Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ）から購入した。Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ Ｍｉｌｌｉ−Ｑ ＵＶ Ｇｒａｄｉｅｎｔ Ａ１０システム（Ｂｅｔｈｌｅｈｅｍ，ＰＡ）を使用して、１８．２ＭΩｃｍの最終抵抗率および１０ｐｐｂ以下の総有機物含有量まで水を精製した。第３世代のポリアミドアミン（Ｇ３−ＰＡＭＡＭ）デンドリマーは、ＥＤＡコアからのＭＡ／ＥＤＡモノマーを使用して、アルキル化反応およびアミド化反応を繰り返すことによって調製された。
プロトン核磁気共鳴（１Ｈ ＮＭＲ）スペクトルは、４００ＭＨｚ Ｂｒｕｋｅｒ分光計で記録した。炭素核磁気共鳴（１３Ｃ ＮＭＲ）スペクトルは、６００ＭＨｚ Ｂｒｕｋｅｒ装置で回収した。マルチアングル光散乱を用いたサイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ−ＭＡＬＳ）を使用して、ポリマーの分子量および多分散性を決定した。溶離液（ＰＢＳ、０．０１％アジド、ｐＨ７．４）は、Ｗａｔｅｒｓ ２４１４屈折率検出器（Ｗａｔｅｒｓ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ，Ｍｉｌｆｏｒｄ，ＭＡ）に接続されたｍｉｎｉＤａｗｎ ＴＲＥＯＳ多角度光散乱検出器（Ｗｙａｔｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；Ｓａｎｔａ Ｂａｒｂａｒａ，ＣＡ）に通した。
超分岐ポリアミドアミン（ｈ−ＰＡＭＡＭ）の合成
超分岐ポリアミドアミン（Ｈ−ＰＡＭＡＭ）ポリマーは、ジエチレントリアミンおよびメチルアクリレートの重合によって合成された。簡単に言えば、ＤＥＴＡ（６．８ｍＬ；０．０６ｍｏｌ）およびＭＡ（６．８ｍＬ；０．０７２ｍｏｌ）を、メタノール（１０ｍＬ）で混合し、２日間撹拌した。次いで、反応混合物をロータリーエバポレーター下で６０℃で１時間、１００℃で２時間、１２０℃で２時間、および１４０℃で２時間加熱して、重合を完了させ、未反応のモノマーを除去した。生成物（すなわち、ｈ−ＰＡＭＡＭ）は、黄色の油であった。ｈ−ＰＡＭＡＭを、１００ｍｇｍＬ−１のメタノールに再溶解し、将来使用するまで冷凍庫に保管した。ｈ−ＰＡＭＡＭは、 １Ｈ ＮＭＲ、１３Ｃ ＮＭＲ、およびＦＴＩＲを使用して、以下のとおりのピークで特徴付けられた。１Ｈ ＮＭＲ：（４００ＭＨｚ，ＣＤ３ＯＤ，δ）：２．２２−２．９０（ＣＯＣＨ２、ＮＨＣＨ２、およびＮＨ２ＣＨ２），３．１５−３．５８（ＣＯＮＣＨ２），３．６０（ＣＨ３Ｏ）。１３Ｃ（６００ＭＨｚ，ＣＤ３ＯＤ，δ）：３０−６０（ＣＨ２およびＣＨ３），１７０−１７５（Ｃ＝Ｏ）。ＦＴＩＲ（ｃｍ−１）：３３０８（ＮＨ２），２９５７（ＣＨ２），２８４８（ＣＨ２），１６４７（Ｃ＝Ｏ）、および１５５６（ＮＨ） 。
特性評価
ｈ−ＰＡＭＡＭの遊離第１級アミン含量は、ニンヒドリンアッセイを用いて測定した。簡単に言えば、２重量％のニンヒドリン原液は、７．５ｍＬのＤＭＳＯおよび２．５ｍＬの０．２Ｍ酢酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ５．４）の混合物に０．２ｇのニンヒドリンを溶解することによって、使用前に新たに調製した。実験では、２ｍｇのｈ−ＰＡＭＡＭを、１ｍＬの酢酸ナトリウム緩衝液に溶解し、０．５ｍＬのニンヒドリン原液と混合した。この溶液を、１００℃で５分間加熱し、室温まで冷却して、エタノールで１０倍に希釈した。吸光度は、紫外線可視Ｌａｍｂｄａ ４０分光光度計（ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ；Ｗａｌｔｈａｍ，ＭＡ）を使用して、５７０ｎｍで測定し、同様に調製したＧ３−ＰＡＭＡＭ標準溶液と比較した。第２級アミン官能基の潜在的な影響を調査するためにニンヒドリンアッセイによってジエチルアミンも調べた。結果は、第２級アミンとニンヒドリン試薬の間の反応からの生成物であるイミニウム塩は、５７０ｎｍで無視できる吸光度を有することを示し、ｈ−ＰＡＭＡＭの第２級アミンからの影響が最小限であることを示唆している。
マルチアングル光散乱（ＳＥＣ−ＭＡＬＳ）検出器を用いたサイズ排除クロマトグラフィーは、ｈ−ＰＡＭＡＭポリマーの重量平均分子量（ＭＷ）が６．３９×１０３ｇｍｏｌ−１であり、ＰＤＩは１．８９であったことを示した。第３世代ＰＡＭＡＭ（Ｇ３−ＰＡＭＡＭ；理論分子量６９０９ｇｍｏｌ−１）デンドリマーも、分子量とは無関係であるＰＡＭＡＭ足場の特性に対するアーキテクチャの影響を調査するために調製された。Ｇ３−ＰＡＭＡＭデンドリマーの測定されたＭＷは、７．１９×１０３ｇｍｏｌ−１であり、ＰＤＩは１．０４であった。Ｇ３−ＰＡＭＡＭデンドリマー（すなわち、１足場当たり３２個の第１級アミン）と比較して、ｈ−ＰＡＭＡＭポリマーは、より少ない第１級アミン基（１足場当たり約８個の第１級アミン）を含有した。図１に示すように、ｈ−ＰＡＭＡＭポリマーは、樹枝状単位、線形単位、および末端単位からなる。線形単位は、構造欠陥を誘発し、ポリマー骨格に沿って第２級アミンを増加させながら、外部の第１級アミンの数を減少させる。対照的に、構造的に完全なＧ３−ＰＡＭＡＭデンドリマー（または実質的に欠陥のない、または実質的に完全）は、コアに結合した樹枝状単位および末端単位からなる。
図２（ｂ）に示すように、１Ｈ ＮＭＲは、５．８０ｐｐｍ〜６．６０ｐｐｍのピークの消失（図示せず）に伴って、２．２２〜２．９０ｐｐｍの広範なピークの出現を示し、反応中のメチルアクリレートからのビニル基の消費を示した。図２（ｅ）は、超分岐構造の１３Ｃ ＮＭＲを示し、異なる化学環境でのアミド結合（１７０〜１８０ｐｐｍ）および−ＣＨ２ＣＨ２−結合（３０〜６０ｐｐｍ）の形成の証拠を提供し、ビニル基の消失（１２０〜１４０ｐｐｍ；図示せず）を確認した。図２（ｆ）に示すように、ＦＴＩＲスペクトルは、アミド結合に割り当てられた１６４７ｃｍ−１および１５５６ｃｍ−１に強いピークを示し、ｈ−ＰＡＭＡＭの合成の成功をさらに確認した。
実施例２：ｈ−ＰＡＭＡＭ酸化プロピレンの官能化
酸化プロピレン修飾によるＰＡＭＡＭ足場の合成
上記に開示されるように、第２級アミン修飾ＰＡＭＡＭ足場（ｈ−ＰＡＭＡＭおよびＧ３−ＰＡＭＡＭを含む）を合成した。ＮＯペイロードを強化するために、ｈ−ＰＡＭＡＭポリマーの第１級アミン（１足場当たり約８個の第１級アミン）を、開環反応を介して１モル当量のプロピレンオキシド（ＰＯ）で修飾して、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−１を得た。比較研究では、ｈ−ＰＡＭＡＭポリマーおよびＧ３−ＰＡＭＡＭデンドリマーを、Ｇ３−ＰＡＭＡＭデンドリマーの第１級アミン（１足場当たり３２個の第１級アミン）に対して１モル当量のＰＯで修飾し、それぞれ、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２およびＧ３−ＰＡＭＡＭ−ＰＯを得た。このようにして、ｈ−ＰＡＭＡＭポリマーのＮＯ放出特性（例えば、ペイロードおよび放出反応速度）に対する外部修飾の影響も研究することができた。追加の第２級アミンを提供するために、３００ｍｇのｈ−ＰＡＭＡＭを、２４μＬのプロピレンオキシド（ＰＯ）（すなわち、ｈ−ＰＡＭＡＭの第１級アミンのモル量に対して１等量）と反応させ、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−１を得た。同等のＮＯ放出特性を達成するために、３００ｍｇのｈ−ＰＡＭＡＭまたはＧ３−ＰＡＭＡＭを、９７μＬのＰＯ（すなわち、Ｇ３−ＰＡＭＡＭの第１級アミンのモル量に対して１等量）と反応させ、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２またはＧ３−ＰＡＭＡＭ−ＰＯを得た。試薬を、６ｍＬのメタノールに混合し、３日間撹拌した。未反応のＰＯおよび溶媒を、減圧下で除去した。ＰＯ修飾は、１Ｈ ＮＭＲ分光法を使用して確認された。ＰＯ修飾は、１Ｈ ＮＭＲ分光法を使用して確認された。図２（ｃ）に示すように、３．８２ｐｐｍの明確なピークの出現は、生成物の水酸基
（Ｒ２ＣＨＯＨ）に隣接するプロトンに割り当てられた。
計算は、１モノマー当たり２．５の活性アミノ基に基づいており、１Ｈ ＮＭＲからの３．８２ｐｐｍから２．２〜３．６０ｐｐｍでのプロトンの積分比を用いて、全アミノ基（第１級および第２級アミンの両方）の変換は、それぞれ、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−１およびｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２については、約１１％および約４９％であると推定された。得られたＰＯ修飾によるＰＡＭＡＭ足場の１Ｈ ＮＭＲデータは、以下のピークからなった：ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−１またはｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２（４００ＭＨｚ，Ｄ２Ｏ，δ）：１．０５（ＮＨＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３），２．２２−２．９０（ＣＯＣＨ２、ＮＨＣＨ２、およびＮＨ２ＣＨ２），３．１５−３．５８（ＣＯＮＨＣＨ２），３．６０（ＣＨ３Ｏ）、および３．８２（ＮＨＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３）。Ｇ３−ＰＡＭＡＭ−ＰＯは、以下のピークからなった（４００ＭＨｚ，Ｄ２Ｏ，δ）：１．０５（ＮＨＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３），２．３７（ＣＨ２Ｎ（ＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）２），２．３８−２．７８（ＮＣＨ２，ＮＨＣＨ２）， ３．０８−３．２８（ＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２）、および３．８２（ＮＨＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３）。１Ｈ ＮＭＲデータによると、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−１、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２、およびＧ３−ＰＡＭＡＭ−ＰＯの変換効率は、それぞれ、１１、４９、および６３％と推定された。
実施例３：ｈ−ＰＡＭＡＭ一酸化窒素の官能化
Ｎ−ジアゼニウムジオレート一酸化窒素供与体修飾による超分岐足場の合成
第２級アミンを含む足場は、塩基性条件下で、高圧のガス状ＮＯに曝され、ＮＯ放出性ＰＡＭＡＭを得て、ｈ−ＰＡＭＡＭ／ＮＯ、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−１／ＮＯ、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２／ＮＯ、およびＧ３−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ／ＮＯと表した。具体的には、５０ｍｇの足場（ｈ−ＰＡＭＡＭ、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−１、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２、またはＧ３−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ）を、１ｍＬの無水メタノール中の５０μＬのＮａＯＭｅ（ＭｅＯＨ中５．４Ｍ、Ｇ３−ＰＡＭＡＭの第１級アミンと比較して約１．２等モル量）と混合した。この溶液を、パール水素化反応器に入れ、連続的に撹拌した。反応器を、アルゴンで６回パージして、酸素を除去し、次いで、ＮＯガスを用いて１０ａｔｍまで３日間加圧して、ＮＯ供与体修飾システム（すなわち、ｈ−ＰＡＭＡＭ／ＮＯ、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−１／ＮＯ、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２／ＮＯ、またはＧ３−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ／ＮＯ）を得た。次いで、反応器を、アルゴンでパージして、未反応のＮＯを除去し、溶媒を減圧下で除去した。高圧（１０ａｔｍ）および高ｐＨ（塩基性条件）（例えば、いくつかの実施形態では、約８、９、１０、１１、１２、１３、１４以上、または上述の値に及ぶおよび／またはそれらを含む範囲ｐＨ値）の下で、ＰＡＭＡＭ足場とＮＯガスとの反応により、ＮＯ放出性ＰＡＭＡＭを得て、ｈ−ＰＡＭＡＭ／ＮＯ、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−１／ＮＯ、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２／ＮＯ、およびＧ３−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ／ＮＯと表した。Ｎ−ジアゼニウムジオレートＮＯ供与体の形成は、約２５０ｎｍの特徴的な紫外線可視ピークの出現によって確認された（図３ａおよび図３ｂを参照のこと）。ＦＴ−ＩＲスペクトルは、Ｏ−Ｎ−Ｎ−Ｏ変形（１３５０〜１３７０ｃｍ−１）およびＮ−Ｎ伸縮（１２３０〜１２５０ｃｍ−１）振動も示した。
ＮＯ放出性材料は、５０ｍｇ ｍＬ−１として無水ＭｅＯＨに再溶解し、後に使用するまで−２０℃で保存した。
一酸化窒素放出の特性評価
広範囲のＮＯの貯蔵容量（約１〜２．５０μｍｏｌ ｍｇ−１）およびＮＯ放出反応速度（Ｔ１／２約３０〜８０分）は、プロピレンオキシド（ＰＯ）修飾の程度を変化させることによって達成された。ＰＢＳ（１０ｍＭ、ｐＨ７．４、３７℃）中のリアルタイムＮＯ放出データが、測定された。２０μＬのＭｅＯＨ中の一酸化窒素放出性ＰＡＭＡＭ足場（１ｍｇ）を、３７℃で脱酸素化した１０ｍＭのリン酸緩衝生理食塩水（３０ｍＬ、ｐＨ７．４）に添加した。窒素を、この溶液に７０ｍＬ ｍｉｎ−１の流量で通気して、遊離したＮＯをＳｉｅｖｅｒｓ化学発光一酸化窒素分析器（Ｂｏｕｌｄｅｒ、ＣＯ）に運搬した。機器の収集速度（２００ｍＬ ｍｉｎ−１）に合わせるために、追加の窒素流をフラスコに供給した。観察されたＮＯレベルが１０ｐｐｂ ｍｇ−１未満の足場に減少するまで、リアルタイムＮＯ放出プロファイルを記録した。
表１に示すように、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−１／ＮＯを、最大量のＮＯ（約２．５０μｍｏｌ ｍｇ−１）で貯蔵し、続いて、ｈ−ＰＡＭＡＭ／ＮＯ（約２．１６μｍｏｌ ｍｇ−１）で貯蔵した。これにより、ＰＯ修飾を介してｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−１のより多くの数の第２級アミン基をもたらした。実際には、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−１の形成時に、ｈ−ＰＡＭＡＭの第１級アミンの約半分が、第２級アミンに変換された。１Ｈ ＮＭＲスペクトルで証明されるように、ｈ−ＰＡＭＡＭ（すなわち、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２）の追加のＰＯ修飾は、ポリマー骨格に沿って第２級アミンを消費し始めた。より大きなＰＯ変換効率（ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−１およびｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２については、それぞれ、１１および４９％）は、実際には、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２／ＮＯについては合計でより低いＮＯ（約１．３３μｍｏｌ ｍｇ−１）をもたらした。ＰＯ修飾の程度は、ＮＯ放出反応速度にも影響を与え、ＮＯ放出が速くなるとＰＯ修飾の程度と相関した（図４を参照のこと）。例えば、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２／ＮＯ（４９％のＰＯ修飾）が最速で（ｔ１／２約３０分）ＮＯを放出したが、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＮＯ（０％のＰＯ修飾）は、最も長期のＮＯ放出（ｔ１／２約８０分）を示した。Ｎ−ジアゼニウムジオレートアニオンは、分子内水素結合を介して隣接するカチオン性アミンによって安定化しており（図１）、これらのアミノＰＯ修飾は、そのような安定化を減退させ、より急速なＮＯ放出（すなわち、より低い半減期）をもたらすと考えられている。
ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２／ＮＯおよびＧ３−ＰＡＭＡＭ／ＮＯのＮＯ放出特性は、ほぼ同一であった（ＰＢＳ（１０ｍＭ、ｐＨ７．４、３７℃）中の（ａ）ｈ−ＰＡＭＡＭ／ＮＯ、（ｂ）ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−１／ＮＯ、（ｃ）ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２／ＮＯ、（ｄ）Ｇ３−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ／ＮＯからの累積的なＮＯ放出を示す図４を参照のこと）。加えて、２時間の殺菌アッセイ中に送達されたＮＯの用量に対応する合計２時間のＮＯ放出も同等であり、殺菌作用に関するＰＡＭＡＭポリマー構造（すなわち、デンドリマー対超分岐）を直接検査することを可能にした（表１）。
例示的な実施形態では、ポリアミドアミン組成物は、少なくとも約２重量％のＮＯを含む。一実施形態では、ポリアミドアミン組成物は、ＰＢＳ（１０ｍＭ、ｐＨ７．４、３７℃）中のリアルタイムのＮＯ放出によって測定されるように、コポリマー１ｍｇ当たり少なくとも約１μｍｏｌのＮＯを含む。別の実施形態では、組成物は、ＰＢＳ（１０ｍＭ、ｐＨ７．４、３７℃）中のリアルタイムのＮＯ放出によって測定されるように、コポリマー１ｍｇ当たり少なくとも約２μｍｏｌのＮＯを含む。別の実施形態では、組成物は、ＰＢＳ（１０ｍＭ、ｐＨ７．４、３７℃）中のリアルタイムのＮＯ放出によって測定されるように、コポリマー１ｍｇ当たり約２μｍｏｌ超のＮＯを含む。
実施例４：ｈ−ＰＡＭＡＭ構造における浮遊性殺菌アッセイ
浮遊性殺菌アッセイ
ＰＡＭＡＭ足場の殺菌活性は、グラム陰性歯周病原菌（Ｐ．ｇｉｎｇｉｖａｌｉｓおよびＡ．ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｔｅｍｃｏｍｉｔａｎｓ）ならびにグラム陽性齲蝕原性細菌（Ｓ．ｍｕｔａｎｓおよびＡ．ｖｉｓｃｏｓｕｓ）に対して評価された。アッセイは、静的条件下で、２時間にわたって実施した。細菌生存率の３対数低減に対応する最小殺菌濃度（ＭＢＣ、ｍｇ ｍＬ−１）を使用して、細菌に対する材料の抗菌効力を決定し、比較した。ＮＯＡによってＰＢＳ中で測定されるように、２時間の曝露時間にわたって送達されたＮＯの量と対応するＭＢＣ値とを掛けることによって（すなわち、ｔ［ＮＯ］２時間×３０ｇ ｍｏｌ−１）、殺菌性ＮＯ用量を導出した。
浮遊性細菌（すなわち、Ｐ．ｇｉｎｇｉｖａｌｉｓ、Ａ．ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｔｅｍｃｏｍｉｔａｎｓ、Ｓ．ｍｕｔａｎｓ、およびＡ．ｖｉｓｃｏｓｕｓ）を、１５体積％のグリセロールＰＢＳ中で−８０℃で貯蔵した。殺菌アッセイを行うために、この凍結ストックを、ＢＨＩブロス（Ｐ．ｇｉｎｇｉｖａｌｉｓについてはＷ−Ｃ嫌気性ブロス）において３７℃で一晩インキュベートした。この溶液の５００μＬのアリコートを、新鮮なブロスに加え、光学密度（ＯＤ、６００ｎｍ）で測定されるように、細菌濃度が１×１０８コロニー形成単位／ミリリットル（ＣＦＵ ｍＬ−１）に達するまで３７℃でインキュベートした。Ｐ．ｇｉｎｇｉｖａｌｉｓは、５体積％のＣＯ２、１０体積％のＨ２、８５体積％Ｎ２の雰囲気下で嫌気的に培養した。Ａ．ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｔｅｍｃｏｍｉｔａｎｓおよびＡ．ｖｉｓｃｏｓｕｓは、ＧａｓＰａｋ ＥＺ Ｃａｍｐｙ Ｃｏｎｔａｉｎｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ（Ｂｅｃｔｏｎ，Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ；Ｆｒａｎｋｌｉｎ Ｌａｋｅｓ，ＮＪ）における微好気性環境（６〜１６体積％のＯ２および２〜１０体積％のＣＯ２）下で培養した。Ｓ．ｍｕｔａｎｓは、好気的に培養した。２時間の浮遊性殺菌アッセイの前に、細菌を、１体積％のＢＨＩ添加ＰＢＳ（Ｐ．ｇｉｎｇｉｖａｌｉｓについてはＷ−Ｃ嫌気性ブロス）中で１０６ＣＦＵ ｍＬ−１に希釈した。次いで、ＮＯ放出性または対応する対照材料を、３７℃で導入した。注目すべきことに、ブロスの添加は、ＮＯ放出の合計にほとんど影響を与えなかった（すなわち、ＮＯ放出の合計は、１体積％のブロス添加ＰＢＳ中で５％以下低かった）。２時間後、細菌懸濁液を、１０倍および１００倍に希釈し、ＢＨＩ寒天（Ｐ．ｇｉｎｇｉｖａｌｉｓについてはＣＤＣ嫌気性寒天）を使用してスパイラルプレートした。浮遊性細菌に対する材料の抗菌容量を定量化するために、最小殺菌濃度（すなわち、２時間後に生存率の対数３の低減を達成するために必要な材料の最小濃度）を、寒天プレート上に形成されたコロニーを計数することによって決定した。注目すべきことに、プレート計数法の検出限界は、２．５×１０３ＣＦＵ ｍＬ−１であった。
ｈ−ＰＡＭＡＭ足場は、第１級アミンおよび第２級アミンの高い密度の結果として、いくつかの殺菌特性を示した。表２に示すように、試験したグラム陰性病原体は、より低いＭＢＣで証明されているように、グラム陽性病原体よりもｈ−ＰＡＭＡＭ処理に対してより感受性が高かった。この挙動は、足場の会合を制限し、膜の分解を軽減し得るグラム陽性菌のより厚いペプチドグリカン層に起因し得る。次いで、ｈ−ＰＡＭＡＭの抗菌作用を、ＰＯ修飾の関数として評価した。抗菌作用の低下は、ｈ−ＰＡＭＡＭと比較して、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−１において観察され、これは、ＰＯ修飾を介して、部分的な（約５０％）外部第１級アミンがあまり強力でない第２級アミンに変換された結果と考えられる。ＰＯからの非イオン性ヒドロキシル基が、カチオン性アミンを保護し、そのため、細菌膜との相互作用を阻害する可能性もある。ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２の場合のように、ｈ−ＰＡＭＡＭの広範なＰＯ修飾は、カチオン性アミンおよび／またはヒドロキシル基のシールド効果のより多くの消費に基づいて抗菌作用をさらに軽減した。この研究では、抗菌作用の観察された減少は、グラム陽性菌に対して最も顕著であった。例えば、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２の使用は、１６ｍｇ ｍＬ−１であっても、Ｓ．ｍｕｔａｎｓに対する抗菌作用（最小３対数生存率の低下によって定義される）を誘発しなかった。ＰＡＭＡＭデンドリマーをポリエチレングリコール（ＭＷ＝６８５ｇ ｍｏｌ−１）のような中性官能基で修飾すると、グラム陽性Ｓ．ａｕｒｅｕｓに対する根絶効力が低下し、グラム陰性Ｐ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａへの影響（すなわち、力価の損失）はほとんどないと考えられている。
一酸化窒素の放出は、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２の殺菌作用に役立った（表２）。例えば、Ｓ．ｍｕｔａｎｓを根絶するために必要なｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２／ＮＯの濃度は、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２の濃度の２５％未満であった。ｈ−ＰＡＭＡＭ／ＮＯおよびｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−１／ＮＯの両方が、対照と比較して、より低い抗菌作用を示した。Ｎ−ジアゼニウムジオレート官能基の電荷（負）は、細菌と結合する能力を低下させ、ｈ−ＰＡＭＡＭおよびｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−１で観察されるアミン指向性接触死滅を軽減した。この結果は、Ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２／ＮＯ（ｔ１／２約３０分）と比較して、ｈ−ＰＡＭＡＭ／ＮＯおよびｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−１／ＮＯ（Ｔ１／２約６０〜８０分）の拡張したＮＯ放出速度によって支持される。増加したＮＯ放出半減期は、殺菌アッセイ全体にわたってｈ−ＰＡＭＡＭ／ＮＯおよびｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−１／ＮＯにおける負に電荷したＮ−ジアゼニウムジオレートの持続効果を示す。同様の用量のＮＯ放出性足場は、ＰＯ修飾の程度に関係なく口腔内病原体を根絶するために必要であり、同様のＮＯ送達の有効性を示唆している。ここで評価されたグラム陽性菌は、グラム陰性菌と比較して、ＮＯ処理に対してわずかに耐性があった。
ｈ−ＰＡＭＡＭおよびＧ３−ＰＡＭＡＭシステムの抗菌活性は、殺菌特性におけるＰＡＭＡＭ構造の効果を解明するために比較した。ＮＯ放出性足場および対照足場と対照の両方に対してＰＯで修飾した際に、同等の抗菌活性が達成された（表２）。ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２／ＮＯとＧ３−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ／ＮＯとの間の同一のＮＯ放出ペイロードおよび動態を考えると、この同等の抗菌活性は、同等のポリマー−細菌の関連を示唆している。注目すべきことに、ＮＯ放出性超分岐ＰＡＭＡＭおよびＧ３−ＰＡＭＡＭの両方について決定されたＭＢＣ値は、特に齲蝕原性細菌（Ｓ．ｍｕｔａｎｓ）の場合、より小さなＰＡＭＡＭデンドリマー高分子（すなわち、Ｇ１−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ／ＮＯ）のＭＢＣ値よりも低かった。この結果は、サイズが大きくなると、他の浮遊性病原体のデータと一致して、口腔内病原体の死滅を強化することができることを示す。全体として、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２／ＮＯは、殺菌効力に関してＧ３−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ／ＮＯと同等であるが、はるかに低い合成費用で利用可能である。
上記のように、これらの材料の治療的可能性は、それぞれ、共通の口腔内病原体およびヒト歯肉線維芽細胞に対するそれらの抗菌活性および毒性を研究することによって評価した。これらの結果は、ＮＯ放出およびＰＯ修飾の組み合わせにより、不必要な細胞毒性を誘発することなく、効果的な殺菌作用を有するｈ−ＰＡＭＡＭ材料が得られることを示す。重要なことに、ＮＯ放出性ＰＯ修飾されたｈ−ＰＡＭＡＭポリマーは、欠陥のないＧ３−ＰＡＭＡＭデンドリマーに匹敵する生物学的特性（すなわち、抗菌作用および細胞毒性）を示したが、合成負荷はかなり低くなった。これらの結果はまた、口腔内病原体を死滅させる上でのサイズの重要性も確認する。全体として、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２／ＮＯは、殺菌効力に関してＧ３−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ／ＮＯと同等であるが、はるかに低い合成費用で利用可能である。
共焦点顕微鏡検査
ローダミンＢイソチオシアネート（ＲＩＴＣ）変性ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２およびＧ３−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ材料は、共焦点蛍光顕微鏡を介して細菌（Ｓ．ｍｕｔａｎｓ）を含む高分子足場の可視化を容易にするために調製した。ローダミンＢイソチオシアネート（ＲＩＴＣ）標識ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２およびＧ３−ＰＡＭＡＭ−ＰＯを合成した。Ｓ．ｍｕｔａｎｓを上記のように培養し、ＰＢＳで１０７ ＣＦＵｍＬ−１に希釈した。この細菌溶液（３ｍＬ）を、ガラス底共焦点皿において３７℃で３０分間インキュベートした。５４３ｎｍ ＨｅＮｅ励起レーザー（１．０ｍＷ、２５．０％強度）およびＢＰ ５６０−６１５ｎｍフィルターを備えたＺｅｉｓｓ ５１０ Ｍｅｔａ倒立レーザー走査共焦点顕微鏡（Ｃａｒｌ Ｚｅｉｓｓ；Ｔｈｏｒｎｗｏｏｄ，ＮＹ）を使用して、ＲＩＴＣ修飾ＰＡＭＡＭ−ＰＯの蛍光画像を得た。明視野画像および蛍光画像の両方を、対物４０倍のＮ．Ａ．１．２Ｃ−アポクロマート水浸レンズを使用して収集した。ＲＩＴＣ標識ＰＡＭＡＭ−ＰＯを細菌溶液に加えて、１００μｇ ｍＬ−１の最終濃度を達成した。ＰＡＭＡＭ−ＰＯと細菌の関連を視覚化するために、画像を１０分毎に収集した。
ほぼ同一の蛍光シグナルの蓄積が、各時点で観察され（図５（ａ）〜（ｂ））、極めて重要な死滅機序を確認した。これらのデンドリマー足場（例えば、Ｇ１−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ）は、会合および殺菌効力が向上しているため、他の高分子足場（例えば、シリカ）を上回るＮＯ放出剤として役に立ち得る。本明細書の研究は、超分岐ポリマーの不完全な構造の特性評価にもかかわらず、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２とＧ３−ＰＡＭＡＭ−ＰＯとの間に同等の挙動を確認する。
インビトロ細胞毒性
ヒト歯肉線維芽細胞（ＨＧＦ−１）へのＰＡＭＡＭ足場の毒性は、２時間および２４時間の曝露時間後に評価した。ヒト歯肉線維芽細胞（ＨＧＦ−１）を、ＦｉｂｒｏＬｉｆｅ線維芽細胞無血清培地において増殖させ、３７℃の加湿条件下、５体積％のＣＯ２中でインキュベートした。細胞を、８０％コンフルエンシーでトリプシン処理し、組織培養処理したポリスチレン９６ウェルプレートに約１０４細胞／ウェルの密度で播種した。プレートを、３７℃でさらに２４時間インキュベートした。上清を吸引し、様々な濃度のＰＡＭＡＭ足場を含む１００μＬの新鮮な成長培地で置き換えた。３７℃での２つのインキュベーションの時点（すなわち、２時間および２４時間）の後、上清を吸引し、細胞をＤＰＢＳで洗浄した。培地／ＭＴＳ／ＰＭＳ（１０５／２０／１、体積／体積／体積）溶液の１００μＬ溶液を、各ウェルに添加し、３７℃で３時間インキュベートした。Ｔｈｅｒｍｏｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｍｕｌｔｉｓｋａｎ ＥＸプレートリーダー（Ｗａｌｔｈａｍ、ＭＡ）を使用して、着色上清の吸光度を４９０ｎｍで定量化した。未処理の細胞（対照）および培地／ＭＴＳ／ＰＭＳ混合物（ブランク）の測定値も収集された。結果は、以下のように相対細胞生存率の割合として表した。
細胞生存率％＝［（Ａｂｓ４９０−Ａｂｓブランク）／（Ａｂｓ対照−Ａｂｓブランク）］×１００％（式１）
細胞生存率％対濃度（ｍｇ ｍＬ−１）をプロットすることにより、ＮＯ放出性および対照ＰＡＭＡＭ足場の死滅曲線を構築した。
２時間のインキュベーション期間は、殺菌アッセイのための曝露時間で対応するように選択した。図６（ａ）および図６（ｂ）３に示すように、ｈ−ＰＡＭＡＭは、おそらく細胞膜のカチオン性アミンの破壊が原因で、ＨＧＦ−１に対して最も毒性が高いことが立証された。ｈ−ＰＡＭＡＭの毒性は、アミン含有量の減少および非イオン性ヒドロキシル基シールドにより軽減された。ＮＯを追加すると、ｈ−ＰＡＭＡＭおよびｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−１の毒性がさらに緩和され（図６ｂ）、これは、ＨＧＦ−１の相互作用を抑制する負に帯電したＮ−ジアゼニウムジオレート官能基の影響である。
２４時間のインキュベーション期間では（図７（ａ）および図７（ｂ）を参照のこと）、ｈ−ＰＡＭＡＭおよびｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−１は、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２（すなわち、４ｍｇ ｍＬ−１で、８０％以上の生存率）と比較して、低濃度でもかなりのＨＧＦ−１の毒性を示した（すなわち、０．１ｍｇ ｍＬ−１で３０％以下の生存率）。これらの結果は、外部の第１級アミン（すなわち、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−１）の部分的なＰＯ修飾は、長期間にわたって高分子毒性を緩和するには不十分であることを示唆している。ＮＯ供与体修飾（すなわち、ｈ−ＰＡＭＡＭ、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−１、およびｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２）を介した足場へのＮＯ放出の追加により、対照と比較して、高濃度（＞０．５ｍｇ ｍＬ−１）のＨＧＦ−１細胞の生存率が低下をもたらし、高用量のＮＯが哺乳動物細胞に毒性があることを示した。Ｗｏｒｌｅｙらを参照のこと。対照的に、低濃度（０．１ｍｇ ｍＬ−１）のＮＯ放出性ｈ−ＰＡＭＡＭポリマーは、対照に対して毒性が低く、ＮＯの低レベルは許容可能であり、細胞増殖さえ促進する可能性があることを示唆している。ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２／ＮＯポリマーは、４ｍｇ ｍＬ−１（最も有効な殺菌濃度）でＨＧＦ−１細胞にいくつかの毒性を引き起こし、ＮＯ放出性高分子足場（シリカナノ粒子およびＧ１−ＰＡＭＡＭデンドリマー）を上回るｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２／ＮＯの利点を表した。
最後に、細胞毒性は、ＨＧＦ−１細胞を用いて、ｈ−ＰＡＭＡＭポリマーとＧ３−ＰＡＭＡＭデンドリマーとの間で比較した。２ｍｇ ｍＬ−１未満の濃度でｈ−ＰＡＭＡＭポリマーと比較して、未修飾のＧ３−ＰＡＭＡＭデンドリマーに対してより低い毒性が観察されたにもかかわらず、Ｇ３−ＰＡＭＡＭデンドリマーでは０．５ｍｇ ｍＬ−１でも依然として有意な毒性が観察された。ＰＯで修飾すると、ｈ−ＰＡＭＡＭポリマーおよびＧ３−ＰＡＭＡＭデンドリマー（すなわち、それぞれ、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２およびＧ３−ＰＡＭＡＭ−ＰＯシステム）で同等の毒性が達成された。まとめると、これらのデータは、経口抗菌療法の安全な抗菌剤としてのｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２／ＮＯの可能性を示す。
上述のように、Ｎ−ジアゼニウムジオレートＮＯ供与体修飾によるｈ−ＰＡＭＡＭポリマーの合成および特性評価を提供する。いくつかの実施形態では、ｈ−ＰＡＭＡＭのＮＯ放出特性（すなわち、ペイロードおよび放出反応速度）は、化学修飾の関数として評価された。経口治療薬としてのこの足場の可能性は、一般的な口腔内病原体に対する抗菌活性およびヒト歯肉線維芽細胞に対する毒性の観点から評価された。最後に、ｈ−ＰＡＭＡＭ構造の特性は、治療の可能性に関してＧ３−ＰＡＭＡＭ対応物と比較され、好ましい結果が得られた。ＮＯ放出能力および超分岐ＰＡＭＡＭ足場（ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２／ＮＯ）のプロピレンオキシド（ＰＯ）修飾の組み合わせにより、ヒト歯肉線維芽細胞に対する毒性が低い／最小限の口腔病原体を効率的に根絶することができた。構造上の欠陥にもかかわらず、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２／ＮＯの抗菌活性は、構造的に完全なＧ３−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ／ＮＯに匹敵した。この点で、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２／ＮＯは、治療法としての可能性を示す。いくつかの実施形態では、ｈ−ＰＡＭＡＭ−ＰＯ−２／ＮＯの抗菌作用は、臨床的に関連するエクスビボの多種歯科バイオフィルムに対して使用され得る。いくつかの実施形態では、開示されたＮＯ放出性超分岐ポリマーは、口腔ケア用途に使用され得る。いくつかの実施形態では、開示されたＮＯ放出性超分岐ポリマーは、口腔微生物叢における口腔ケア用途に使用され得る。
実施例５：ヒドロキシル末端超分岐ポリマーの合成
材料および方法
Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡ）、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）エチレンジアミン（ＨＥＤＡ）、ウシ胎児血清（ＦＢＳ）、ダルベッコ改変イーグル培地（ＤＭＥＭ）、フェナジンメトサルフェート（ＰＭＳ）、３−（４，５−ジメチルチアゾール−２−イル）−５−（３−カルボキシメトキシフェニル）−２−（４−スルホフェニル）−２Ｈ−テトラゾリウム内部塩（ＭＴＳ）、トリプシン、ダルベッコリン酸緩衝生理食塩水（ＤＰＢＳ）、およびペニシリンストレプトマイシン（ＰＳ）は、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈから購入し、さらに精製せずに使用した。ナトリウムメトキシド（メタノール中の５．４Ｍ溶液）は、Ａｃｒｏｓ Ｏｒｇａｎｉｃｓから購入した。一酸化窒素（ＮＯ）ガス（９９．５％）は、Ｐｒａｘａｉｒから購入した。Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ Ｍｉｌｌｉ−Ｑ ＵＶ Ｇｒａｄｉｅｎｔ Ａ−１０システムを使用して、１８．２ＭΩＣＭの最終抵抗率および６ｐｐｂ以下の総有機含有量まで蒸留水を精製した。Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ（Ｐ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ；ＡＴＣＣ番号１９１４３）およびＳｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ（Ｓ．ａｕｒｅｕｓ；ＡＴＣＣ番号２９２１３）は、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｔｙｐｅ Ｃｕｌｔｕｒｅ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎから購入した。トリプティック大豆寒天（ＴＳＡ）およびトリプティック大豆ブロス（ＴＳＢ）は、Ｂｅｃｔｏｎ、Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ、およびＣｏｍｐａｎｙから購入した。Ｌ９２９マウス線維芽細胞（ＡＴＣＣ番号ＣＣＬ−１）は、Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｎｏｒｔｈ Ｃａｒｏｌｉｎａ Ｔｉｓｓｕｅ Ｃｕｌｔｕｒｅ Ｆａｃｉｌｉｔｙから入手した。全ての他の材料は、商業的供給源から得られ、さらに精製することなく使用する。
核磁気共鳴（１Ｈ ＮＭＲ）スペクトルは、Ｂｒｕｋｅｒ（４００ＭＨｚ）分光計で記録した。定量的１３Ｃ核磁気共鳴（１３Ｃ ＮＭＲ）スペクトルおよび２Ｄ ＮＭＲ技術は、６００ＭＨｚ Ｂｒｕｋｅｒ装置で記録した。紫外線可視吸収スペクトルは、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ Ｌａｍｂｄａ ４０分光光度計で測定した。ゲル浸透クロマトグラフィー測定は、Ｗｙａｔｔ ｍｉｎｉＤａｗｎ ＴＲＥＯＳマルチアングル光散乱検出器（Ｓａｎｔａ Ｂａｒｂａｒａ，ＣＡ）に連結されたＷａｔｅｒｓ ２４１４屈折率検出器（Ｍｉｌｆｏｒｄ，ＭＡ）を装備した水性ＧＰＣマルチアングル光散乱システムで実行された。
ヒドロキシル末端超分岐ポリマー（ＨＢＰＭＨ）の合成
マイケル付加重縮合手順は、以下のとおりであった：ＭＢＡ（１．５４０ｇ、１０ｍｍｏｌ）を、１５ｍｌの脱イオン水中のＨＥＤＡ（１．０４１ｇ、１０ｍｍｏｌ）の混合物に添加し、続いて、激しく撹拌しながら、７５℃で７２時間反応させた。得られた溶液を、冷アセトンで沈殿させ、遠心分離して、白色固体生成物を得た。生成物を、室温で３日間真空下で乾燥した。最終生成物は、白色の固体粉末（１．２１２ｇ、収率４７．０％）として得た。超分岐ポリ（メチレンビスアクリルアミド−ヒドロキシエチルエチレンジアミン）（ＨＢＰＭＨ）は、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミドのＡ２−モノマーと、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）エチレンジアミンの３官能性アミンモノマーとの間のマイケル付加重縮合によって、等しい供給モル比で７５℃で３日間合成した。重合プロセスは、最初に、異なる反応時間の下で１Ｈ ＮＭＲスペクトルによってモニタリングした（図８）。ＭＢＡモノマーの二重結合に割り当てられた約５．７０ｐｐｍおよび６．１０ｐｐｍの２つのピークは、重合の手順で徐々に減少した。ビニル基の変換効率（ＣＲＶ）は、ＣＲＶ％＝（１−Ｓ５．６０〜６．２０／３Ｓ４．４０〜４．６５）＊１００％の式に従って計算することができ、式中、Ｓ５．６０〜６．２０は、二重結合に割り当てられたプロトンシグナル（５．６０〜６．２０ｐｐｍ）の積分であり、Ｓ４．４０〜４．６５は、２つのアミド基間のメチレン基に割り当てられたプロトンシグナル（４．４０〜４．６５ｐｐｍ）の積分であった。ＣＥＶは、１０分間で３１．６％、２時間で７４．１％、６時間で９７．２％であった。結果は、マイケル付加重合が初期段階で非常に速く進んだことを示した。２．２６〜２．３５ｐｐｍおよび２．４１〜２．４７ｐｐｍの範囲内の２つの新しいプロトンシグナルも１０分の反応後に観察され、これらは、中間体Ｉおよび中間体ＩＩのアミド基に隣接する新しく形成されたメチレン基に割り当てられた。シグナルの積分領域（２．２６〜２．３５ｐｐｍ）は、シグナルの積分領域（２．４１〜２．４７ｐｐｍ）よりも大きく、第１級アミンが第２級アミンよりも高い反応性があったことを示した。１２時間後、ビニル基のプロトンシグナルは、ほとんど消失した。鋭いピークは全て、広範なピークに変化し、重合の出現を示した。同様の時間依存性ＮＭＲトレースは、第１級アミン末端超分岐ポリ（アミドアミン）の合成においても報告された。注目すべきことに、最終的な高分子アーキテクチャには、残存二重結合（０．２％未満）が残っていた。
一般的に、超分岐ポリマーは、図９に示すように、樹枝状単位、線形単位、および末端単位からなることができる。新たに合成されたＨＢＰＭＨの６つの可能な構造セグメントを、図９に示し、Ｄ、Ｌａ、Ｌｂ、Ｔａ、およびＴｂは、それぞれ、樹枝状単位（Ｄ）、線形単位（Ｌａ、Ｌｂ）、および末端単位（Ｔａ、Ｔｂ）の画分を表す。１Ｈ−１３Ｃ ＨＳＱＣ、１Ｈ−１Ｈ ＣＯＳＹ、１Ｈ ＮＭＲ、定量的１３Ｃ ＮＭＲスペクトルを、実行して、ＨＢＰＭＨの３Ｄトポロジー構造を入念に確認した（図１０ａ〜ｄ）。１３Ｃ ＮＭＲスペクトル（図１０ｂ）では３７〜４２ｐｐｍの範囲内でシグナルは観察されず、これは、ＨＢＰＭＨの高分子骨格に第１級アミンを有する末端単位Ｔｃが見つからなかったことを示した。しかしながら、ＨＢＰＭＨの複雑な構造のため、１Ｈ ＮＭＲまたは定量的１３Ｃ ＮＭＲに基づいた分岐度（ＤＢ）は困難であった。ＨＢＰＭＨの分子量およびその多分散性指数（ＰＤＩ）は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）を特徴とした。ＨＢＰＭＨの重量分子量（Ｍｗ）は、６，３６８ｇ／ｍｏｌであり、ＰＤＩは約１．７８であった。ＨＢＰＭＨのＭｗを２つのモノマーの総分子量（２５８ｇ／ｍｏｌ）で除することによって、数平均重合度（ＤＰｎ）を計算し、これは２４．７であった。図９の各基は、末端単位Ｔｃを除いて、ＮＭＲによって確認された。
Ｎ−ジアゼニウムジオレート一酸化窒素供与体修飾による超分岐足場の合成
第２級アミンが豊富にある結果として生じるＨＢＰＭＨを、強アルカリ性条件下でＮＯガス（１０バール）と反応させて、Ｎ−ジアゼニウムジオレートＮＯ供与体を得た（図１１（ａ〜ｄ））。Ｎ−ジアゼニウムジオレート官能化されたＨＢＰＭＨを合成するために、第２級アミン含有ＨＢＰＭＨを、２．０ｍＬの無水メタノール（ＭｅＯＨ）に添加した。以下のステップにおいて、メタノール中の１当量のナトリウムメトキシド（ポリマー骨格の第２級アミンのモル量に対して）を混合物に添加し、続いて、ボルテックスして均一な溶液を得た。混合物を、強力に磁気撹拌するステンレス鋼反応器に入れた。容器をアルゴンで３回急速に７バールの圧力までパージし、続いて、３回の長いアルゴンパージサイクル（１０分）を行って、溶液から残留酸素を除去した。次いで、容器を１０バールのＮＯガスに加圧し、この圧力を３日間維持した。溶液をアルゴンで３回短時間パージし、続いて、３倍長いパージ（１０分）を行って、未反応のＮＯガスを除去した。溶液を１５ｍＬのアセトンで１回沈殿させ、続いて、遠心分離して、溶媒を除去した。最終生成物を、真空下の乾燥オーブンで室温で２時間乾燥させた。結果として得られたＮ−ジアゼニウムジオレート官能基化ＨＢＰＭＨを、パラフィルム化し、将来使用するために−２０℃で保存した。
得られたＮ−ジアゼニウムジオレート修飾によるＨＢＰＭＨ（ＨＢＰＭＨ／ＮＯ）は、紫外線可視スペクトル、１Ｈ ＮＭＲスペクトルおよびＦＴＩＲスペクトルを特徴とした。ＨＢＰＭＨの紫外線可視スペクトルと比較して、Ｎ−ジアゼニウムジオレート構造に割り当てられた強力かつ典型的な吸収ピーク（およそ約２５４ｎｍ）が紫外線可視スペクトルで出現し（図１１ｂ）、ＨＢＰＭＨ／ＮＯの形成を示した。加えて、発癌性Ｎ−ニトロソアミン種に割り当てられた約３３０〜３６０ｎｍの広範な吸収ピークは観察されず、ＨＢＰＭＨ／ＮＯの最終ＮＯ供与体でＮ−ニトロソアミンが形成されなかったことを示した。ＨＢＰＭＨ／ＮＯの形成はまた、１Ｈ ＮＭＲスペクトルを特徴とした（図１１ｃ）。ジアゼニウムジオレーションによって、第２級アミンへのメチレン基の結合に対応する２．５０〜２．９０ｐｐｍの範囲内のプロトンシグナルは、新たに形成されたジアゼニウムジオレート基の電子吸引効果により、２．９５〜３．２０ｐｐｍの範囲内の高い化学シフトを変化させる。ピーク１（３．１０〜３．２０ｐｐｍ）は、ヒドロキシル基に近い第２級アミンに連結したＮ−ジアゼニウムジオレートに対応した（図１２ａおよび図１２ｂ）が、一方、ピーク２（２．９５〜３．１０ｐｐｍ）は、ヒドロキシル基から遠く離れたＮ−ジアゼニウムジオレートを表した（図１２ｃおよび図１２ｄ）。Ｎ−ジアゼニウムジオレートへの第２級アミンの変換効率（ＣＥＳＡ）は、ＣＥＳＡ％＝（Ｓ１，２／４）／（Ｓ４．５０／２）×１００％の式で計算することができ、式中、Ｓ４．５０およびＳ１，２は、約４．５０ｐｐｍのピークの積分、ならびにピーク１およびピーク２の総積分をそれぞれ表す。結果として得られたＣＥＳＡは、２７．３％であった。ＦＴＩＲスペクトル（図１１ｄ）は、ＨＢＰＭＨ／ＮＯの形成に関するさらなる証拠を提供した。官能化されていないＨＢＰＭＨと比較して、１３６１ｃｍ−１のＦＴＩＲバンドが強化され、Ｏ−Ｎ−Ｎ−Ｏ非対称ストレッチおよび面内Ｎ−Ｎ対称ストレッチに対して特徴のあるピークに割り当てられている、９４５ｃｍ−１の新しいＦＴＩＲバンドがＦＴＩＲスペクトルにおいて出現された。両方の異なるＦＴＩＲバンドは、ＨＢＰＭＨ骨格へのＮ−ジアゼニウムジオレートの首尾よい導入を明らかにした。ＧＰＣを使用して、ＨＢＰＭＨ／ＮＯの形成も証明した（図１３）。ＨＢＰＭＨ／ＮＯのＭｗは、ジアゼニウムジオレーションによって６，９７３ｇ／ｍｏｌまで増加したが、ＰＤＩには明らかな変化がなかった（ＰＤＩ＝１．６９）。ＨＢＰＭＨのＭｗと比較して、分子量の顕著な増加（５６９ｇ／ｍｏｌ）は、Ｎ−ジアゼニウムジオレートＮＯ供与体セグメント（−Ｎ２Ｏ２Ｎａ）がＨＢＰＭＨの高分子骨格に首尾よく導入したことを示した。
一酸化窒素放出の特性評価
リアルタイムＮＯ放出を、Ｓｉｅｖｅｒｓ ＮＯＡ ２８０ｉ ｃｈｅｍｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ＮＯ分析装置（ＮＯＡ，Ｂｏｕｌｄｅｒ，ＣＯ）を用いることによってモニタリングした。分析前に、ＮＯゼロフィルタ（０ｐｐｍのＮＯ）および２５．８７ｐｐｍのＮＯ標準ガスを通過した空気を用いて、ＮＯ分析器を較正した。典型的な測定では、１ｍｇのＮ−ジアゼニウムジオレート官能基化ＨＢＰＭＨを３０ｍＬの脱酸素化ＰＢＳ（ｐＨ７．４、３７℃）が入ったサンプル容器に添加し、ＮＯ放出を開始した。容器を、８０ｍＬ／分の流速で窒素でパージして、遊離したＮＯガスをＮＯＡ分析器へと運搬した。機器の収集速度（２００ｍＬ／分）に合わせるために、追加の窒素流を容器に供給した。ＮＯレベルが１０ｐｐｂのＮＯ／ｍｇ（Ｎ−ジアゼニウムジオレートで官能基化されたＨＢＰＭＨ）未満に低下すると、ＮＯ分析は終了した。
Ｎ−ジアゼニウムジオレートＮＯ供与体は、ｐＨトリガーＮＯ放出の過程を経て進む。図１４（ａ）は、新しいＮ−ジアゼニウムジオレート修飾による超分岐ポリマー足場の提案された解離手順を示す。ＨＢＰＭＨ／ＮＯが生理学的条件（すなわち、３７℃、ｐＨ７．４）に浸されている場合、１モルのＮ−ジアゼニウムジオレートは、１モルのプロトンと反応し、１モルの親第２級アミン化合物および２モルのＮＯラジカルを再生する。化学発光ベースの一酸化窒素分析装置（ＮＯＡ）を使用して、ＮＯラジカルをリアルタイムで検出し、生理学的温度（３７℃）でＰＢＳ緩衝液（ｐＨ７．４３）中の水溶性ＨＢＰＭＨ／ＮＯのＮＯ放出性総貯蔵および解離反応速度を調査した。計算されたＮＯ放出性パラメータ（例えば、総ＮＯ貯蔵、ＮＯ放出の半減期、最大流束、最大流束までの時間、および変換率）を、表３に示す。ＨＢＰＭＨ／ＮＯの代表的なリアルタイムＮＯ放出プロファイルを、図１４ｂおよび１４ｃに示す。一般に、ＨＢＰＭＨ／ＮＯは、高いＮＯ貯蔵容量（すなわち、ＮＯ合計約２．０１μｍｏｌ／ｍｇ）および速いＮＯ放出反応速度（すなわち、ＮＯ放出の半減期約２０分）を示した。急速なＮＯ放出反応速度は、アルキル（ａｌｋｙ）鎖修飾によるデンドリマーの水吸収能力よりも速いヒドロキシル末端ＨＢＰＭＨの水吸収能力によって引き起こされた。さらなる計算により、Ｎ−ジアゼニウムジオレートへのＨＢＰＭＨの第２級アミンの変換効率は、２５．９％であり、これはＮＭＲデータとよく一致した。これは、超分岐ポリマーの密なトポロジーアーキテクチャによる立体障害と、負に帯電したＮ−ジアゼニウムジオレート間の反発相互作用によって起こり得る。
実施例６：ＨＢＰＭＨ超分岐構造における浮遊性殺菌アッセイ
ＮＯが浮遊性細菌を除去するために効果的な抗菌剤であるかどうかを試験した。ヒドロキシル末端ＨＢＰＭＨ／ＮＯの抗菌能力を、重篤な疾患（例えば、創傷）に関連するグラム陰性Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａおよびグラム陽性Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａのモデル病原体に対して評価した。浮遊性細菌生存度アッセイを、静的条件下で行い、抗菌活性を定量化するための一般的なパラメータである、４時間にわたって細菌の生存率を対数３削減する（すなわち、９９．９％死滅させる）ために必要な最小殺菌濃度（ＭＢＣ４時間）を確認した。この期間にＮＯ放出性ＨＢＰＭＨ／ＮＯによって送達されるＮＯ量は、殺菌活性に必要なＮＯ用量が定量的に評価するために計算した。
Ｐ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａまたはＳ．ａｕｒｅｕｓのコロニーは、３７℃で一晩（約１６時間）、３ｍＬのＴＳＢ中で培養した。結果として得られた懸濁液の１０００μＬのアリコートを、１５ｍＬの新しいＴＳＢに添加し、３７℃でさらに２時間インキュベートして、１ｍＬ当たり１０８コロニー形成単位の濃度（ＣＦＵ／ｍＬ、ＯＤ６００によって確認）を達成した。細菌を遠心分離により収集し、滅菌ＰＢＳ中に再懸濁し、１０６ＣＦＵ／ｍＬに希釈した。浮遊性細菌に対する非ＮＯ放出性およびＮＯ放出性ＨＢＰＭＨの両方の抗菌効力は、静的条件下で、３７℃で４時間にわたり評価した。ブランク（未処理の細胞）を各実験でインキュベートし、４時間のアッセイにわたって細菌が１０６ＣＦＵ／ｍＬで生存可能であることを確認した。ブランク、対照、またはＮＯ放出性ＨＢＰＭＨで処理した細菌懸濁液の１００μＬのアリコートを変化させ、滅菌Ｈ２Ｏで１０倍に希釈し、Ｅｄｄｙ Ｊｅｔスパイラルプレート（ＩＵＬ；Ｆａｒｍｉｎｇｄａｌｅ，ＮＹ）を使用してＴＳＡプレートに播種し、続いて、３７℃で一晩インキュベートした。細菌生存率は、Ｆｌａｓｈ ＆ Ｇｏコロニー計数装置（ＩＵＬ；Ｆａｒｍｉｎｇｄａｌｅ，ＮＹ）を使用することによってＴＳＡプレート上の全コロニーを計数することによって評価した。最小殺菌濃度（ＭＢＣ４時間）は、ブランクと比較して、細菌生存率の対数３の削減をもたらし、４時間の曝露にわたるＮＯ放出性ＨＢＰＭＨの最小濃度として表した。注目すべきことに、この選択されたプレート計数法の検出限界は、２．５×１０３ＣＦＵ／ｍＬである。ＭＢＣおよび必要なＮＯ用量の両方を、表４に示す。
制御ヒドロキシル末端ＨＢＰＭＨおよび浮遊性細菌に対するＮＯ放出性ＨＢＰＭＨ／ＮＯの両方の抗菌活性を行って、一酸化窒素の機能を評価した。ＨＢＰＭＨは、Ｐ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａに対して殺菌効力を示し、そのＭＢＣ４時間値は５００μｇ／ｍＬであったが、一方、ＨＢＰＭＨは、１６０００μｇ／ｍＬ未満の濃度でＳ．ａｕｒｅｕｓに対する放射線照射に顕著な効果を得なかった（図１５ａおよび図１５ｂ）。Ｐ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａおよびＳ．ａｕｒｅｕｓに対する第１級アミン末端Ｇ４ ＰＡＭＡＭデンドリマーのＭＢＣ４時間値は、それぞれ、３０μｇ／ｍＬおよび１０００μｇ／ｍＬであった（図示せず）。特定の機構に束縛されることなく、ＨＢＰＭＨに対して増加したＭＢＣ４時間値は、ＰＥＧ化保護のため、ヒドロキシル末端ＨＢＰＭＨの低い細胞毒性を示した。しかしながら、ＮＯ放出性ＨＢＰＭＨ／ＮＯは、Ｐ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａおよびＳ．ａｕｒｅｕｓの両方に対して優れた殺菌効力を示し、これらのＭＢＣ４時間値は、それぞれ、５０μｇ／ｍＬおよび１０００μｇ／ｍＬであった。著しく減少したＭＢＣ４時間値は、特にＳ．ａｕｒｅｕｓにとって極めて重要な抗菌剤としてのＮＯが働くことを示した。ＭＢＣ４時間値および必要なＮＯ用量をさらなる検査により、ＨＢＰＭＨ／ＮＯがＰ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａに対してより有効な削減であることを示した。Ｐ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａに対して増加した抗菌活性は、ＨＢＰＭＨ／ＮＯとグラム陰性菌の膜の薄いペプチドグリカン層との間の高速関連付けおよび結果として得られる高効率のＮＯ送達によるものであった。
インビトロ細胞毒性
効果的な抗菌活性にもかかわらず、新しい抗菌性材料の有用性はまた、哺乳動物細胞への毒性にも関連している。ヒドロキシル末端ＨＢＰＭＨの精巧な設計により、細胞毒性を効果的に減少した。
Ｌ９２９マウス線維芽細胞を、１０％ｖ／ｖのウシ胎児血清（ＦＢＳ）、および１重量％ペニシリン／ストレプトマイシンを補充したＤＭＥＭ中で培養し、加湿条件下、３７℃で５％ｖ／ｖのＣＯ２中でインキュベートした。コンフルエンシー（８０％）に達した後、細胞をトリプシン処理し、組織培養処理したポリスチレン９６ウェルプレートに１×１０４細胞／ｍＬの密度で播種し、３７℃で２４時間インキュベートした。次いで、上清を吸引し、各ウェルに様々な濃度の非ＮＯ放出性およびＮＯ放出性ＨＢＰＭＨの両方を含む１００μＬの新鮮な成長培地で置き換えた。３７℃で４時間のインキュベーションにわたって、上清を吸引し、ＤＭＥＭ／ＭＴＳ／ＰＭＳの１００μＬの混合物（１０５／２０／１、体積／体積／体積）を各ウェルに添加した。ＴｈｅｒｍｏＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｍｕｌｔｉｓｋａｎ ＥＸプレートリーダー（Ｗａｌｔｈａｍ，ＭＡ）を使用することによって、３時間のインキュベーションにわたって得られた着色溶液の吸光度を４９０ｎｍで定量化した。ＤＭＥＭ／ＭＴＳ／ＰＭＳおよび未処理細胞の混合物を、それぞれ、ブランクおよび対照として使用した。細胞生存率は、以下の式に従って計算した：
制御およびＮＯ放出性ＨＢＰＭＨ／ＮＯの両方の細胞毒性を、０〜１６０００μｇ／ｍｌの様々な濃度で、マウス線維芽細胞に対して評価した。４時間のインキュベーションにわたる対照およびＮＯ放出性ＨＢＰＭＨ／ＮＯの両方の正規化された細胞生存率を、図１６（ａ）〜（ｂ）に示す。ヒドロキシル末端ＨＢＰＭＨは、８０００μｇ／ｍＬ未満の濃度でマウス線維芽細胞に対して非毒性の性質（５０％超の細胞生存率）を示した（図１６ａおよび１６ｂ）。ジアゼニウムジオレーションによって、ＮＯ放出性ＨＢＰＭＨ／ＮＯの５０％超の細胞生存率は、ＮＯ濃度が高くなると、ニトロソ化ストレスまたは酸化ストレスにより細胞死を引き起こす可能性があるため、１０００μｇ／ｍＬまで減少させた。対照およびＮＯ放出性ＨＢＰＭＨ／ＮＯの両方が、ＭＢＣ４時間値でマウス線維芽細胞に対して非毒性であることがわかる。要約すると、浮遊性細菌に対する殺菌活性およびＮＯ放出性ＨＢＰＭＨ／ＮＯの低い細胞毒性は、新しいＮＯ放出性ＨＢＰＭＨ／ＮＯが、創傷治癒または嚢胞性線維症の用途に理想的な抗菌剤として利用することができることを示唆している。
生体適合性のあるヒドロキシル末端ＨＢＰＭＨが、マイケル付加重縮合によりうまく合成した。総ＮＯが高く、ＮＯ動態が速いＮ−ジアゼニウムジオレート官能化されたＨＢＰＭＨも、この研究において報告された。新しい抗菌剤としてのＮＯ放出性ヒドロキシル末端ＨＢＰＭＨの有用性は、抗菌性および細胞毒性アッセイによって実証された。本明細書に開示されるヒドロキシル末端ＨＢＰＭＨおよび他の超分岐構造は、他の生物医学的用途（例えば、遺伝子送達または薬物送達）のための生体適合性足場として役立ち得ると考えられている。Ｎ−ジアゼニウムジオレートで官能基化されたＨＢＰＭＨは、標的用途のために効果的なＮＯ放出性材料として機能し得る。
要約すると、生体適合性のあるヒドロキシル末端超分岐ポリ（メチレンビスアクリルアミド−ヒドロキシエチルエチレンジアミン）（ＨＢＰＭＨ）は、緑色、低コストで、かつ効率的なマイケル付加重縮合によって首尾よく合成された。結果として得られた第２級アミン含有ＨＢＰＭＨを、アルカリ性条件下で一酸化窒素（ＮＯ）ガスと反応させて、Ｎ−ジアゼニウムジオレート官能化されたＨＢＰＭＨ（ＨＢＰＭＨ／ＮＯ）を得た。ＨＢＰＭＨ／ＮＯのＮＯ合計および半減期は、それぞれ、およそ約２．０１μｍｏｌ／ｍｇおよび約２０分である。グラム陰性Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａおよびグラム陽性Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａを使用して、ＨＢＰＭＨ／ＮＯの抗菌活性を評価し、４時間のインキュベーションに対する最小殺菌濃度は、５０μｇ／ｍＬおよび１０００μｇ／ｍＬであった。さらに、対照ＨＢＰＭＨおよびＮＯ放出性ＨＢＰＭＨ／ＮＯの両方が、インビトロで哺乳動物Ｌ９２９マウス線維芽細胞に非毒性の性質を示した。
実施例７：超分岐ポリ（メチレンビスアクリルアミド−アミノエチルピペラジンの合成
超分岐ポリマー（ＨＢＰＭＡ）の合成
超分岐ポリ（メチレンビスアクリルアミド−ヒドロキシエチルエチレンジアミン）（ＨＢＰＭＡ）は、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡ）のＡ２−モノマーと、１−（２−アミノエチル）ピペラジン（ＡＰ）の３官能性アミンモノマーとの間のマイケル付加重縮合によって、等しい供給モル比で６０℃で３日間合成した。ＨＢＰＭＡのいくつかの可能な構造単位を、図１７に示す。１Ｈ ＮＭＲおよび定量的１３Ｃ ＮＭＲスペクトルを使用して、得られた超分岐ポリマーを特徴付けた（図１８（ａ）および図（ｂ））。これらの結果は、報告された文献と同じであった。定量的１３Ｃ ＮＭＲスペクトルに基づいて、ＨＢＰＭＡの分岐度（ＤＢ）は、ＤＢ＝（Ｄ＋Ｔ）／（Ｄ＋Ｌ＋Ｔ）の式に従って計算することができ、式中、Ｄ、Ｔ、およびＬは、それぞれ、分岐単位、末端単位、および線形単位の割合を表す。計算されたＤＢは、４０．０％であった。
Ｎ−ジアゼニウムジオレート一酸化窒素供与体修飾による超分岐足場の合成
第２級アミンが豊富にある合成ＨＢＰＭＡを、強アルカリ性条件下でＮＯガス（１０バール）と反応させて、Ｎ−ジアゼニウムジオレートＮＯ供与体を得た（図１９（ａ））。得られたＮ−ジアゼニウムジオレート修飾によるＨＢＰＭＡ（ＨＢＰＭＡ／ＮＯ）は、１Ｈ ＮＭＲスペクトルおよび紫外線可視スペクトルを特徴とした。ＨＢＰＭＡ／ＮＯの形成は、最初に、１Ｈ ＮＭＲスペクトルを特徴とした（図１９（ｂ））。ジアゼニウムジオレーションによって、第２級アミンへのメチレン基の結合に対応する２．５０〜２．８５ｐｐｍの範囲内のプロトンシグナルは、新たに形成されたジアゼニウムジオレート基の電子吸引効果により、２．９５〜３．１８ｐｐｍの範囲内の高い化学シフトを変化させる。紫外線可視スペクトル（図１９（ｃ））は、ＨＢＰＭＨ／ＮＯの形成に対するさらなる証拠を提供した。ＨＢＰＭＨの紫外線可視スペクトルと比較して、Ｎ−ジアゼニウムジオレート構造に割り当てられた強力かつ典型的な吸収ピーク（およそ約２５６ｎｍ）が紫外線可視スペクトルで出現し（図１９（ｃ））、ＨＢＰＭＨ／ＮＯの形成を示した。加えて、発癌性Ｎ−ニトロソアミン種に割り当てられた約３３０〜３６０ｎｍの広範な吸収ピークは観察されず、ＨＢＰＭＨ／ＮＯの最終ＮＯ供与体でＮ−ニトロソアミンが形成されなかったことを示した。
一酸化窒素放出の特性評価
図２０（ａ）は、Ｎ−ジアゼニウムジオレート修飾によるＨＢＰＭＡの提案された解離手順を示す。生理学的条件（すなわち、３７℃、ｐＨ７．４）でのＨＢＰＭＡ／ＮＯの解離では、１モルのＮ−ジアゼニウムジオレートが１モルのプロトンと反応し、１モルの親第２級アミン化合物および２モルのＮＯラジカルを再生し得る。化学発光ベースの一酸化窒素分析装置（ＮＯＡ）を使用して、ＮＯラジカルをリアルタイムで検出し、生理学的温度（３７℃）でのＰＢＳ緩衝液（ｐＨ７．４３）中の水溶性ＨＢＰＭＨ／ＮＯのＮＯ放出性総貯蔵および解離反応速度を調査した。計算されたＮＯ放出性パラメータ（例えば、総ＮＯ貯蔵、ＮＯ放出の半減期、最大流束、最大流束までの時間、および変換率）を、表５に示す。ＨＢＰＭＨ／ＮＯの代表的なリアルタイムＮＯ放出プロファイルを、図２０（ｂ）および２０（ｃ）に示す。一般に、ＨＢＰＭＨ／ＮＯは、アルキル修飾によるＧ３ ＰＡＭＡＭデンデリマー（すなわち、ＮＯ合計約１．０μｍｏｌ／ｍｇおよびＮＯ放出の半減期約６０分）と比較して、より高いＮＯ貯蔵能力（すなわち、ＮＯ合計約２．０８μｍｏｌ／ｍｇ）および同様のＮＯ放出反応速度（すなわち、ＮＯ放出の半減期約６０分）を示した。Ｎ−ジアゼニウムジオレートへのＨＢＰＭＡの２級アミンの変換効率は、２９．４％であった。変換効率は、超分岐ポリマーの高密度トポロジカルアーキテクチャによる立体障害と、負に帯電したＮ−ジアゼニウムジオレート間の反発相互作用によって起こり得る。
結論
本明細書では、広範囲にわたるＮＯ貯蔵および放出反応速度が可能なＮＯ放出性超分岐構造を調製するための合成プロトコルが提供された。有利なＮＯペイロード、放出反応速度、殺菌作用、および細胞毒性は、これらの足場が、口腔衛生を超えた多くの治療用途に使用され得ることを示唆している。

Claims (123)

  1. 超分岐一酸化窒素（ＮＯ）供与性化合物であって、
    式Ａ、Ｂ、Ｃ、またはＤのうちのいずれか１つ以上を含む連結基を含み、
    Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、およびＸ４が、独立して、−ＮＨ−、−Ｎ（Ｒａ）−、−Ｏ−、および−Ｓ−からなる群から選択され、
    Ｒａの各例が、ＮＯ供与性部分、−Ｈ、任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキル基、または１〜６個の繰り返し単位を有する任意に置換されたポリエーテルから選択され、
    Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３が、独立して、−ＲｂＮ（Ｒｃ）Ｒｄ−（Ｎ（Ｒｃ））ｎ−Ｒｂ−、−Ｒｂ（ＯＲｄ−）ｎＯ−Ｒｂ−、およびＣ１−Ｃ６アルキルからなる群から選択され、
    Ｒｃの各例が、独立して、ＮＯ供与性部分、−Ｈ、任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキル基、または１〜６個の繰り返し単位を有する任意に置換されたポリエーテルから選択され、
    Ｒｂが、単結合または任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキレン基であり、
    Ｒｄが、任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキレン基であり、
    ｎが、０、１、２、３、４、５、または６から選択される整数であり、
    Ｒ２が存在する場合、Ｒｄのうちの少なくとも１つの例が、−Ｃ（Ｏ）−（ＣＨ２）２−Ｘ３−基を含み、
    Ｒ３が存在する場合、Ｒｄのうちの少なくとも１つの例が、−Ｃ（Ｏ）−（ＣＨ２）２−Ｘ３−基を含み、Ｒｄのうちの少なくとも１つの例が、−Ｃ（Ｏ）−（ＣＨ２）２−Ｘ４−基を含み、
    前記超分岐化合物が、以下のＮＯ供与性部分のうちの少なくとも１つを含み、
    および
    前記超分岐化合物が、アミノグリコシドまたはグリコシド単位を含まない、超分岐ＮＯ供与性化合物。
  2. 以下の構造の少なくとも１つの例をさらに含み、
    式中、Ｒ４が、−Ｎ＋（＝Ｎ−Ｏ−）Ｏ−である、請求項１に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物。
  3. 前記連結基が、式Ａを含む、請求項２に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物。
  4. 前記連結基が、式Ｂを含み、式中、
    Ｒ１が、−ＲｂＮ（Ｒｃ）Ｒｄ−（Ｎ（Ｒｃ））ｎ−Ｒｂ−であり、
    ｎが、１であり、
    Ｒｄが、−ＣＨ２−であり、
    Ｒｂが、単結合であり、
    各Ｒｃが、Ｈである、請求項１に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物。
  5. 前記式Ｂの連結基が、以下の構造によって表される、請求項４に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物。
    。
  6. Ｒａの各例が、前記ＮＯ供与性部分または−Ｈである、請求項５に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物。
  7. 前記式Ａの連結基が、以下の構造によって表される、請求項６に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物。
  8. 以下からなる群から選択される末端基をさらに含み、
    式中、Ｒ５の各例が、Ｈまたは−Ｎ＋（＝Ｎ−Ｏ−）Ｏ−である、請求項１に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物。
  9. 以下からなる群から選択される末端基をさらに含む、請求項１に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物。
  10. 以下の基のうちの１つ以上をさらに含む、請求項１に記載の超分岐構造。
  11. 前記超分岐構造が、任意の対称デンドロンを有する樹枝状コアを欠いている、請求項１に記載の超分岐構造。
  12. 任意の置換の各例が、Ｃ１−Ｃ６アルキルまたは−ＯＨから選択される、請求項１に記載の超分岐化合物。
  13. 超分岐一酸化窒素（ＮＯ）供与性化合物であって、
    式Ａまたは式Ｂの連結基を含み、
    Ｘ１およびＸ２が、独立して、−ＮＨ−、−Ｎ（Ｒａ）−、−Ｏ−、および−Ｓ−からなる群から選択され、
    Ｒａの各例が、ＮＯ供与性部分または−Ｈから選択され、
    Ｒ１が、独立して、−Ｎ（Ｒｃ）Ｒｄ−Ｎ（Ｒｃ）−、−Ｒｂ（ＯＲｄ−）ｎＯ−Ｒｂ−、およびＣ１−Ｃ６アルキルからなる群から選択され、
    Ｒｃの各例が、独立して、ＮＯ供与性部分または−Ｈ、任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキル基、または１〜６個の繰り返し単位を有する任意に置換されたポリエーテルから選択され、
    Ｒｂが、単結合または任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキレン基であり、
    Ｒｄが、−ＣＨ２−または−ＣＨ２−ＣＨ２−であり、
    ｎが、０、１、２、３、４、５、または６から選択される整数であり、
    前記超分岐化合物が、以下のＮＯ供与性部分のうちの少なくとも１つを含む、超分岐（ＮＯ）供与性化合物
  14. 以下の構造の少なくとも１つの例をさらに含み、
    式中、Ｒ４が、−Ｎ＋（＝Ｎ−Ｏ−）Ｏ−である、請求項１３に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物。
  15. 式Ａを含む、請求項１３に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物。
  16. 式Ｂを含み、式中、
    Ｒ１が、−Ｎ（Ｒｃ）Ｒｄ−Ｎ（Ｒｃ）−であり、
    Ｒｄが、−ＣＨ２−であり、
    各Ｒｃが、Ｈである、請求項１３に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物。
  17. 以下の構造によって表される連結基を含む、請求項１３に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物
  18. Ｒａの各例が、前記ＮＯ供与性部分または−Ｈである、請求項１７に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物。
  19. 前記式Ａの連結基が、以下の構造によって表される、請求項１８に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物。
  20. 以下からなる群から選択される末端基をさらに含み、
    式中、Ｒ５の各例が、Ｈまたは−Ｎ＋（＝Ｎ−Ｏ−）Ｏ−である、請求項１３に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物。
  21. 以下からなる群から選択される末端基をさらに含む、請求項１３に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物
  22. 以下の基のうちの１つ以上をさらに含む、請求項１３に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物
  23. 前記超分岐構造が、任意の対称デンドロンを有する樹枝状コアを欠いている、請求項１３に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物。
  24. 前記超分岐化合物が、アミノグリコシドまたはグリコシド単位を含まない、請求項１３に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物。
  25. 任意の置換の各例が、Ｃ１−Ｃ６アルキルまたは−ＯＨから選択される、請求項１３に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物。
  26. 前記超分岐化合物が、樹枝状単位、線形単位、および末端単位を含み、前記樹枝状単位が第３級アミンを含み、前記線形単位が第２級アミンを含み、前記末端単位が第１級アミンを含む、請求項１に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物。
  27. 前記Ｎ−ジアゼニウムジオレートが、前記末端単位の第１級アミンとの分子内水素結合を示す、請求項１に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物。
  28. 前記Ｎ−ジアゼニウムジオレート部分によって修飾されたアミンの部分が、第２級アミンである、請求項１に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物。
  29. 前記化合物が、少なくとも約２重量％のＮＯを含む、請求項１に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物。
  30. 前記組成物が、ＰＢＳ（１０ｍＭ、ｐＨ７．４、３７℃）中のリアルタイムのＮＯ放出によって測定されるように、前記化合物１ｍｇ当たり少なくとも約１μｍｏｌのＮＯを含む、請求項１に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物。
  31. 前記化合物が、ＰＢＳ（１０ｍＭ、ｐＨ７．４、３７℃）中のリアルタイムのＮＯ放出によって測定されるように、前記化合物１ｍｇ当たり少なくとも約２μｍｏｌのＮＯを含む、請求項１に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物。
  32. 前記組成物が、ＰＢＳ（１０ｍＭ、ｐＨ７．４、３７℃）中のリアルタイムのＮＯ放出によって測定されるように、前記コポリマー１ｍｇ当たり約２μｍｏｌ超のＮＯを含む、請求項１に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物。
  33. 前記化合物が、ヒドロキシ部分を含む、請求項１に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物。
  34. 前記ヒドロキシ部分が、アルキル部分を介してアミン部分に連結され、それにより、前記アミン部分が第２級アミンになる、請求項３３に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物。
  35. 前記超分岐化合物が、マルチアングル光散乱（ＳＥＣ−ＭＡＬＳ）検出器を用いたサイズ排除クロマトグラフィーによって決定されるように、約２×１０３ｇｍｏｌ−１〜約１５×１０３ｇｍｏｌ−１の重量平均分子量（ＭＷ）を有する、請求項１に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物。
  36. 前記超分岐化合物が、マルチアングル光散乱（ＳＥＣ−ＭＡＬＳ）検出器を用いたサイズ排除クロマトグラフィーによって決定されるように、約３×１０３ｇｍｏｌ−１〜約１０×１０３ｇｍｏｌ−１の重量平均分子量（ＭＷ）を有する、請求項１に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物。
  37. 前記超分岐化合物が、マルチアングル光散乱（ＳＥＣ−ＭＡＬＳ）検出器を用いたサイズ排除クロマトグラフィーによって決定されるように、約３×１０３ｇｍｏｌ−１〜約６×１０３ｇｍｏｌ−１の重量平均分子量（ＭＷ）を有する、請求項１に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物。
  38. 請求項１に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物を調製するための方法であって、
    アクリレートを求核剤と接触させて、超分岐化合物を形成することを含む、方法。
  39. 前記アクリレートが、モノアクリレート、ジアクリレート、トリアクリレート、またはテトラアクリレートである、請求項３８に記載の方法。
  40. 前記求核剤が、二官能性、三官能性、または四官能性分子である、請求項３８に記載の方法。
  41. 前記求核剤が、Ｈ−ＲｈＮ（Ｒｅ）Ｒｆ−（Ｎ（Ｒｅ））ｎ−（ＲｇＯ−）ｍＲｈ−Ｈを含み、
    式中、Ｒｅの各例が、独立して、−Ｈ、任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキル基、または１〜６個の繰り返し単位を有する任意に置換されたポリエーテルであり、
    Ｒｈの各例が、単結合または任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキレン基であり、
    ＲｆおよびＲｇが、独立して、任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキレン基である、請求項３８に記載の方法。
  42. 前記求核剤が、Ｈ２Ｎ−（（ＣＨ２）ａＮＨ）ｂ−Ｈ、Ｈ２Ｎ−（（ＣＨ２）ａＮＨ）ｂ−（ＣＨ２）ｃＨ、Ｈ２Ｎ−（（ＣＨ２）ａＸ５）ｂ−（ＣＨ２）ｃＨ、およびＨＸ５−（（ＣＨ２）ａＸ６）ｂ（（ＣＨ２）ｃＸ７）ｄ−（ＣＨ２）ｅＨのうちの１つ以上を含み、
    ａ、ｂ、ｃ、ｄ、またはｅの各例が、独立して、０〜１０の整数から選択され、
    Ｘ５、Ｘ６、およびＸ７の各例が、独立して、Ｏ、Ｓ、またはＮＨから選択される、請求項３８に記載の方法。
  43. 前記求核剤が、Ｈ２ＮＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２、Ｈ２ＮＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＯＨ、および
    のうちの１つ以上を含む、請求項３８に記載の方法。
  44. 前記アクリレートが、Ｎ，Ｎ’−メチレンビス（アクリルアミド）、エチレングリコールジアクリレート、プロパンジオールジアクリレート、ブタンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、グリセロールプロポキシレート（１ＰＯ／ＯＨ）トリアクリレート、またはトリメチロールプロパンプロポキシレートトリアクリレートのうちの１つ以上を含む、請求項３８に記載の方法。
  45. 前記アクリレートが、以下の構造のうちの１つ以上を含み、
    式中、Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３が、独立して、−ＲｂＮ（Ｒｃ）Ｒｄ−（Ｎ（Ｒｃ））ｎ−Ｒｂ−、−Ｒｂ（ＯＲｄ−）ｎＯ−Ｒｂ−、およびＣ１−Ｃ６アルキルからなる群から選択され、
    Ｒｃの各例が、独立して、ＮＯ供与性部分、−Ｈ、任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキル基、または１〜６個の繰り返し単位を有する任意に置換されたポリエーテルから選択され、
    Ｒｂが、単結合または任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキレン基であり、
    Ｒｄが、任意に置換されたＣ１−Ｃ６アルキレン基であり、
    ｎが、０、１、２、３、４、５、または６から選択される整数であり、
    Ｒ２が存在する場合、Ｒｄのうちの少なくとも１つの例が、前記−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ＝ＣＨ２基を含み、
    Ｒ３が存在する場合、Ｒｄの炭素のうちの少なくとも１つの例が、前記−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ＝ＣＨ２基を含む、請求項３８に記載の方法。
  46. 前記アクリレートが、Ｎ，Ｎ’−メチレンビス（アクリルアミド）である、請求項４５に記載の方法。
  47. 前記超分岐化合物をＮＯ源に曝露して、前記超分岐ＮＯ供与性化合物を提供することをさらに含む、請求項３８に記載の方法。
  48. 前記ＮＯ曝露ステップが、アルカリ性条件で実施される、請求項４７に記載の方法。
  49. 前記求核試薬対アクリレートのモル比が、約２：１〜約５：１である、請求項３８に記載の方法。
  50. 前記アミン対アクリレートのモル比が、約３：１〜約４：１である、請求項３８に記載の方法。
  51. 微生物汚染を減少させる方法であって、
    複数の微生物で汚染された表面を、請求項１に記載の超分岐ＮＯ供与性化合物を含む化合物と接触させることを含み、
    前記一酸化窒素供与体が、一酸化窒素を生成し、前記微生物の膜および／またはＤＮＡへの損傷を誘発し、それにより、生存可能な微生物の数を低減させる、方法。
  52. 前記複数の微生物が、１つ以上のウイルス、グラム陽性菌、グラム陰性菌、薬物耐性菌、カビ、酵母、真菌、およびこれらの組み合わせを含む、請求項５１に記載の方法。
  53. 前記表面が、有機表面である、請求項５１に記載の方法。
  54. 前記表面が、ヒトの皮膚または動物の皮膚である、請求項５１に記載の方法。
  55. 前記表面が、口内にある、請求項５１に記載の方法。
  56. 前記適用が、皮膚刺激を誘発しない、請求項５１に記載の方法。
  57. 前記表面が、無機表面である、請求項５１に記載の方法。
  58. 前記無機表面が、医療機器の外面または内面である、請求項５７に記載の方法。
  59. 前記機器の適用が、歯科用機器である、請求項５８に記載の方法。
  60. 前記微生物負荷が、薬物耐性菌を含む、請求項５１に記載の方法。
  61. 前記微生物負荷が、１つ以上の口腔内病原体を含む、請求項５１に記載の方法。
  62. 前記微生物負荷が、Ｐ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ、Ｓ．ａｕｒｅｕｓ、Ｐ．ｇｉｎｇｉｖａｌｉｓ、Ａ．ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｔｅｍｃｏｍｉｔａｎｓ、Ａ．ｖｉｓｃｏｓｕｓ、および／またはＳ．ｍｕｔａｎｓのうちの１つ以上を含む、請求項５１に記載の方法。
  63. 虫歯を治療および／または予防する方法であって、
    １つ以上の口腔内病原体で汚染された患者の口の表面を、請求項１に記載の化合物と接触させることを含み、
    前記一酸化窒素供与体が、一酸化窒素を生成し、前記病原体の膜および／またはＤＮＡへの損傷を誘発し、それにより、生存可能な病原体の数を低減させる、方法。
  64. 前記微生物負荷が、Ｐ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ、Ｓ．ａｕｒｅｕｓ、Ｐ．ｇｉｎｇｉｖａｌｉｓ、Ａ．ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｔｅｍｃｏｍｉｔａｎｓ、Ａ．ｖｉｓｃｏｓｕｓ、および／またはＳ．ｍｕｔａｎｓのうちの１つ以上を含む、請求項６３に記載の方法。
  65. 微生物汚染を減少させるための医薬品の調製における請求項１に記載の化合物の使用であって、前記化合物が、
    一酸化窒素放出性超分岐ポリアミノグリコシドを含み、
    前記一酸化窒素供与体が、一酸化窒素を生成し、前記微生物の膜および／またはＤＮＡへの損傷を誘発し、それにより、生存可能な微生物の数を低減させる、使用。
  66. 前記化合物が、ウイルス、グラム陽性菌、グラム陰性菌、薬物耐性菌、カビ、酵母、真菌のうちの１つ以上、およびこれらの組み合わせを含む複数の微生物を処理するように配合される、請求項６５に記載の使用。
  67. 前記化合物が、有機表面に送達されるように配合される、請求項６５に記載の使用。
  68. 前記化合物が、ヒトの皮膚または動物の皮膚に送達されるように配合される、請求項６５に記載の使用。
  69. 前記表面が、口内にある、請求項６８に記載の使用。
  70. 前記化合物が、無機表面に送達されるように配合される、請求項６５に記載の使用。
  71. 前記表面が、医療機器の外面または内面である、請求項７０に記載の使用。
  72. 前記機器が、歯科用機器である、請求項７１に記載の使用。
  73. アミンおよびアクリレートの超分岐コポリマーを含み、前記アミンの少なくとも一部が、Ｎ−ジアゼニウムジオレート部分で修飾されている、ポリアミドアミン組成物。
  74. 前記超分岐コポリマーが、樹枝状単位、線形単位、および末端単位を含み、前記樹枝状単位が第３級アミンを含み、前記線形単位が第２級アミンを含み、前記末端単位が第１級アミンを含む、請求項７３に記載のポリアミドアミン組成物。
  75. 前記Ｎ−ジアゼニウムジオレートが、前記末端単位の第１級アミンとの分子内水素結合を示す、請求項７３に記載のポリアミドアミン組成物。
  76. 前記Ｎ−ジアゼニウムジオレート部分によって修飾されたアミンの部分が、第２級アミンである、請求項７３に記載のポリアミドアミン組成物。
  77. 前記アミンが、以下の構造を有する多官能性アミンモノマーから誘導され、
    Ｈ２Ｎ−Ａ１−（ＮＨ）−Ａ２−ＮＨ２
    式中、Ａ１およびＡ２が、独立して、アルキル部分または水素から選択される、請求項７３に記載のポリアミドアミン組成物。
  78. 前記アクリレートが、以下のモノマーから誘導され、
    式中、Ａ３およびＡ４が、独立して、アルキル部分または水素から選択される、請求項７３に記載のポリアミドアミン組成物。
  79. 前記組成物が、少なくとも約２重量％のＮＯを含む、請求項７３に記載のポリアミドアミン組成物。
  80. 前記組成物が、ＰＢＳ（１０ｍＭ、ｐＨ７．４、３７℃）中のリアルタイムのＮＯ放出によって測定されるように、前記コポリマー１ｍｇ当たり少なくとも約１μｍｏｌのＮＯを含む、請求項７３に記載のポリアミドアミン組成物。
  81. 前記組成物が、ＰＢＳ（１０ｍＭ、ｐＨ７．４、３７℃）中のリアルタイムのＮＯ放出によって測定されるように、前記コポリマー１ｍｇ当たり少なくとも約２μｍｏｌのＮＯを含む、請求項７３に記載のポリアミドアミン組成物。
  82. 前記組成物が、ＰＢＳ（１０ｍＭ、ｐＨ７．４、３７℃）中のリアルタイムのＮＯ放出によって測定されるように、前記コポリマー１ｍｇ当たり約２μｍｏｌ超のＮＯを含む、請求項７３に記載のポリアミドアミン組成物。
  83. 前記コポリマーが、ヒドロキシ部分をさらに含む、請求項７３に記載のポリアミドアミン組成物。
  84. 前記ヒドロキシ部分が、アルキル部分を介してアミン部分に連結され、それにより、前記アミン部分が第２級アミンになる、請求項８３に記載のポリアミドアミン組成物。
  85. 前記アミン対アクリレートのモル比が、約２：１〜約５：１である、請求項７３に記載のポリアミドアミン組成物。
  86. 前記アミン対アクリレートのモル比が、約３：１〜約４：１である、請求項７３に記載のポリアミドアミン組成物。
  87. 前記超分岐コポリマーが、マルチアングル光散乱（ＳＥＣ−ＭＡＬＳ）検出器を用いたサイズ排除クロマトグラフィーによって決定されるように、約２×１０３ｇｍｏｌ−１〜約１５×１０３ｇｍｏｌ−１の重量平均分子量（ＭＷ）を有する、請求項７３に記載のポリアミドアミン組成物。
  88. 前記超分岐コポリマーが、マルチアングル光散乱（ＳＥＣ−ＭＡＬＳ）検出器を用いたサイズ排除クロマトグラフィーによって決定されるように、約３×１０３ｇｍｏｌ−１〜約１０×１０３ｇｍｏｌ−１の重量平均分子量（ＭＷ）を有する、請求項７３に記載のポリアミドアミン組成物。
  89. 前記超分岐コポリマーが、マルチアングル光散乱（ＳＥＣ−ＭＡＬＳ）検出器を用いたサイズ排除クロマトグラフィーによって決定されるように、約３×１０３ｇｍｏｌ−１〜約６×１０３ｇｍｏｌ−１の重量平均分子量（ＭＷ）を有する、請求項７３に記載のポリアミドアミン組成物。
  90. 多官能性アミンおよびアクリレートの前記超分岐コポリマーが、約１ｍｇ／ｍＬ、約１０ｍｇ／ｍＬ、約２０ｍｇ／ｍＬ、約５０ｍｇ／ｍＬ、または約１００ｍｇ／ｍＬ超のレベルで水に可溶である、請求項７３に記載のポリアミドアミン組成物。
  91. 前記アクリレートが、アクリル酸およびその誘導体の塩、エステル、および共役塩基から選択されるモノマーから誘導される、請求項７３に記載のポリアミドアミン組成物。
  92. 前記アクリレートが、モノマーメタクリレートから誘導される、請求項７３に記載のポリアミドアミン組成物。
  93. 前記アクリレートが、メチルアクリレート、エチルアクリレート、メチルメタクリレート、アクリルアミド、エチルメタクリレート、２−クロロエチルビニルエーテル、２−エチルヘキシルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル）メタクリルアミド、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド塩酸塩、Ｎ−（３−ＢＯＣ−アミノプロピル）メタクリルアミド、２−アミノエチルメタクリレート塩酸塩、２−（ｔｅｒｔ−ブチルアミノ）エチルメタクリレート、ｎ−イソ−プロピルアクリルアミド、２−メトキシエチルアクリレート、ｎ−エチルメタクリルアミド、ｎ−ビニルアセトアミド、２−Ｎ−モルホリノエチルアクリレート、メタクリロイル−Ｌ−リジン、２−（メチルアミノ）エチルアクリレート、および２−（メチルアミノ）エチルメタクリレートからなる群から選択されるモノマーから誘導される、請求項７３に記載のポリアミドアミン組成物。
  94. 前記アクリレートが、ジアクリレートから誘導される、請求項７３に記載のポリアミドアミン組成物。
  95. 前記ジアクリレートが、エチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、Ｎ−アクリルオキシスクシンイミド、Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル）メタクリルアミド、ビス［２−（メタクリロイルオキシ）エチル］ホスフェート、ジアクリルアミド、およびＮ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミドからなる群から選択される、請求項９４に記載のポリアミドアミン組成物。
  96. 前記アミンが、ジエチレントリアミンから誘導される、請求項７３に記載のポリアミドアミン組成物。
  97. 前記アミンが、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ポリエーテルアミン（例えば、ＪＥＦＦＡＭＩＮＥ（登録商標））、およびビス（ヘキサメチレン）トリアミンからなる群から選択されるモノマーから誘導される、請求項７３に記載のポリアミドアミン組成物。
  98. 前記超分岐コポリマーが、ＮＯの放出時に、１Ｈ ＮＭＲ：（４００ＭＨｚ，ＣＤ３ＯＤ，δ）：２．２２−２．９０（ＣＯＣＨ２、ＮＨＣＨ２、およびＮＨ２ＣＨ２），３．１５−３．５８（ＣＯＮＣＨ２），３．６０（ＣＨ３Ｏ）。１３Ｃ（６００ＭＨｚ，ＣＤ３ＯＤ，δ）：３０−６０（ＣＨ２およびＣＨ３），１７０−１７５（Ｃ＝Ｏ）。ＦＴＩＲ（ｃｍ−１）：３３０８（ＮＨ２），２９５７（ＣＨ２），２８４８（ＣＨ２），１６４７（Ｃ＝Ｏ）、および１５５６（ＮＨ）、と一致する特性を示す、請求項７３に記載のポリアミドアミン組成物。
  99. 前記超分岐コポリマーが、約１．１超の多分散性指数（ＰＤＩ）を有する、請求項７３に記載のポリアミドアミン組成物。
  100. 前記超分岐コポリマーが、１．１〜２の多分散性指数（ＰＤＩ）を有する、請求項７３に記載のポリアミドアミン組成物。
  101. 前記超分岐コポリマーが、１．５〜１．９の多分散性指数（ＰＤＩ）を有する、請求項７３に記載のポリアミドアミン組成物。
  102. ポリアミドアミン超分岐コポリマーであって、１つ以上の第３級アミンを含む１つ以上の樹枝状単位、複数の第１級アミンを含む複数の末端単位、および複数の第２級アミンを含む複数の線形単位を含み、前記複数の第２級アミンの少なくとも一部が、複数のＮ−ジアゼニウムジオレート部分に結合している、ポリアミドアミン超分岐コポリマー。
  103. 前記樹枝状単位の少なくとも一部が、以下の構造を含み、
    前記複数の線形単位の少なくとも一部が、構造：
    から選択される基、またはこれらの組み合わせを含む、請求項１０２に記載のポリアミドアミン超分岐コポリマー。
  104. 前記複数のＮ−ジアゼニウムジオレート部分の少なくとも一部が、前記Ｎ−ジアゼニウムジオレート部分の酸素と前記複数の第１級アミンの少なくとも１つの水素との間の水素結合によって安定化される、請求項１０２に記載のポリアミドアミン超分岐コポリマー。
  105. 一酸化窒素を対象に送達する方法であって、
    有効量の請求項７３に記載の超分岐化合物またはポリアミドアミン組成物を前記対象に投与すること、を含む、方法。
  106. 疾患状態を治療する方法であって、
    有効量の請求項１に記載の超分岐化合物またはポリアミドアミン組成物を、治療を必要とする対象に投与することを含み、前記疾患状態が、歯肉炎、癌、心血管疾患、微生物感染症、医療機器への血液の曝露によって引き起こされる血小板凝集および血小板粘着、異常な細胞増殖から結果として生じる病理学的状態、移植拒絶反応、自己免疫疾患、炎症、血管疾患、瘢痕組織、創傷収縮、再狭窄、疼痛、発熱、消化管障害、呼吸器障害、性機能障害、ならびに性感染症からなる群から選択される、方法。
  107. ポリアミドアミン組成物を製造する方法であって、
    適切な溶媒中で反応混合物を形成するために、多官能性アミンをアクリレートモノマーと組み合わせることと、かなりの割合の前記多官能性アミンが前記アクリレートモノマーと反応して超分岐コポリマーを形成するのに十分な時間前記反応混合物を混合することと、重合を完了させ、未反応モノマーを除去するために前記反応混合物を加熱して、塩基性ポリアミドアミン組成物を形成することと、前記塩基性ポリアミドアミン組成物を、塩基性条件下で、前記ポリアミドアミン組成物にＮ−ジアゼニウムジオレート部分を得るのに十分な時間、高圧で、ガス状ＮＯと混合することと、を含む、方法。
  108. 前記かなりの割合の前記多官能性アミンが反応するのに十分な時間が、約６時間より長く、約６時間〜約２週間、約６時間〜１週間、約１２時間〜５日間、または約１日間〜約３日間である、請求項１０７に記載の方法。
  109. 重合を完了させ、未反応のモノマーを除去するための前記反応混合物の前記加熱が、亜大気圧下で加熱することを含む、請求項１０７に記載の方法。
  110. 重合を完了させ、未反応のモノマーを除去するための前記反応混合物の前記加熱が、約５０℃〜約７０℃の第１の温度に約３０分間〜約２時間の第１の時間加熱することと、約９０℃〜約１１０℃の第２の温度に約３０分間〜約４時間の第２の時間加熱することと、約１２０℃〜約１５０℃の第３の温度に約３０分間〜約４時間の第３の時間加熱することと、を含む、請求項１０７に記載の方法。
  111. 重合を完了させ、未反応のモノマーを除去するための前記反応混合物の前記加熱が、約６０℃〜約６０℃の第１の温度に約１時間の第１の時間加熱することと、約１００℃の第２の温度に約２時間の第２の時間加熱することと、約１４０℃の第３の温度に約２時間の第３の時間加熱することと、を含む、請求項１０７に記載の方法。
  112. 前記多官能性アミンが、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ポリエーテルアミン、およびビス（ヘキサメチレン）トリアミンからなる群から選択される、請求項１０７に記載の方法。
  113. 前記ポリエーテルアミンが、ＪＥＦＦＡＭＩＮＥ（登録商標）である、請求項１１２に記載の方法。
  114. 前記ＪＥＦＦＡＭＩＮＥ（登録商標）が、Ｍ−６００、Ｍ−２００５、Ｍ−１０００、Ｍ−２０７０、Ｄ−２３０、Ｄ−４００、Ｄ−２０００、Ｄ−４０００、ＥＤ−６００アミン、ＥＤ−９００アミン、ＥＤ−２００３アミン、ＥＤＲ−１４８アミン、ＥＤＲ−１７６アミン、Ｔ−４０３アミン、Ｔ−３０００アミン、Ｔ−５０００アミン、ＴＨＦ−１００アミン、ＴＨＦ−１７０アミン、ＸＴＪ５６８、ＸＴＡ８０１、ＲＦＤ−２７０、およびＸＴＪ−６１６からなる群から選択される、請求項１１３に記載の方法。
  115. 前記ポリエーテルアミンが、以下の構造のうちの１つを含み、
    式中、ｇ、ｈ、ｉ、およびｊが、独立して、１〜１００の整数であり、
    Ｘ１が、本明細書の他の箇所で定義されているとおりであるか、または任意に置換されたＣ１−６アルキルである、請求項１１２または１１３に記載の方法。
  116. 前記アクリレートが、メチルアクリレート、エチルアクリレート、メチルメタクリレート、アクリルアミド、エチルメタクリレート、２−クロロエチルビニルエーテル、２−エチルヘキシルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル）メタクリルアミド、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド塩酸塩、Ｎ−（３−ＢＯＣ−アミノプロピル）メタクリルアミド、２−アミノエチルメタクリレート塩酸塩、２−（ｔｅｒｔ−ブチルアミノ）エチルメタクリレート、ｎ−イソ−プロピルアクリルアミド、２−メトキシエチルアクリレート、ｎ−エチルメタクリルアミド、ｎ−ビニルアセトアミド、２−Ｎ−モルホリノエチルアクリレート、メタクリロイル−Ｌ−リジン、２−（メチルアミノ）エチルアクリレート、および２−（メチルアミノ）エチルメタクリレートからなる群から選択される、請求項１０７に記載の方法。
  117. 前記適切な溶媒が、アルコールまたはアルコールの混合物である、請求項１０７に記載の方法。
  118. 前記ポリアミドアミン組成物をヒドロキシ含有化合物と混合することによって、前記ポリアミドアミン組成物をヒドロキシル部分で修飾することをさらに含む、請求項１０７に記載の方法。
  119. 前記ヒドロキシ含有化合物がエポキシドである、請求項１１８に記載の方法。
  120. 前記エポキシドが、プロポリエンオキシドである、請求項１１８に記載の方法。
  121. 前記多官能性アミンと前記アクリレートモノマーとの組み合わせが、約２：１〜約５：１のアミン対アクリレートのモル比を含む、請求項１０７に記載の方法。
  122. 前記多官能性アミンと前記アクリレートモノマーとの組み合わせが、約３：１〜約４：１のアミン対アクリレートのモル比を含む、請求項１０７に記載の方法。
  123. 超分岐化合物またはポリアミドアミン組成物を形成する、請求項１０７に記載の方法。
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