TWI777517B

TWI777517B - 用於預防沾黏之胺基酸改質的聚合物及其應用

Info

Publication number: TWI777517B
Application number: TW110114769A
Authority: TW
Inventors: 張育嘉; 張運坤; 黃文延; 薛敬和; 蔡協致; 林宣因; 徐迺盛; 林子榆
Original assignee: 博唯弘展生技股份有限公司
Priority date: 2020-04-24
Filing date: 2021-04-23
Publication date: 2022-09-11
Also published as: TW202206127A; JP7270874B2; US11939432B2; US20210330867A1; US20210332193A1; JP2021181428A; EP3900730A1; TW202206126A; JP7225486B2; EP3901193A1; TWI777516B; US11939431B2; JP2021184795A; US20240191040A1

Abstract

本發明揭露一種合成胺基酸改質的聚合物及其製備方法和其用途。該合成胺基酸改質的聚合物具有明顯的溫度敏感特性，改善的抗水侵蝕性和增強的機械性能，並且適於減少或預防術後組織沾黏的形成。此外，該胺基酸改質的聚合物還可作為載體來傳輸醫藥活性物質。

Description

用於預防沾黏之胺基酸改質的聚合物及其應用

本發明涉及一種合成胺基酸改質的聚合物及其製備方法和其用途。該胺基酸改質的聚合物具有溫度敏感特性，以及能夠形成可吸收性的機械屏障，以減少或預防術後組織沾黏。另外，該胺基酸修飾的聚合物能夠用作載體以傳輸醫藥活性劑。

組織或器官沾黏是指異常連接到內部組織或器官表面的瘢痕組織帶，一般來說，手術創傷是引起組織沾黏的最常見因素。術後組織沾黏可能導致嚴重的臨床併發症，如慢性疼痛、缺血、腸阻塞、器官功能障礙等，往往需要再次手術進行沾黏分離。而再次進行手術可能是致命，因其引入了許多危險因素，如麻醉不充分、出血過多、術後炎症等。因此，為了預防術後組織沾黏，在受損組織和相鄰組織之間引入物理屏障以阻斷組織沾黏的形成，已被廣泛接受並用於臨床。

各種類型的天然或合成聚合物作為預防組織沾黏的物理組織屏障已被廣泛探索，包括膜/片、液體和凝膠類型。薄膜/薄片型組織屏障可將受損組織與鄰近組織物理隔離，從而預防組織沾黏。由羧甲基纖維素與透明質酸交聯製備的Seprafilm^®(Genzyme)和由氧化聚合物纖維素製備的Interceed^®(Johnson & Johnson Medical)是用於預防組織沾黏的商業化薄膜/片狀材料。然而，膜/片型防沾黏材料在緊急手術狀態下很難處理。此外，當應用部位在地理上複雜、微小、管狀或處於任何難以觸及的區域時，膜/片型組織屏障就不適合使用。使用薄膜/片狀防沾黏材料的另一個缺點是在縫合過程中，它們可能導致對損傷部位的額外損害。

一些液體型防沾黏材料，例如：由32%葡聚醣溶液製備的Hyson^®和由4%艾考糊精溶液製備的Adept^®已在市場上使用。液體類型的防沾黏劑很容易在手術後以灌注的方式應用於清洗整個傷口。然而，這些材料通常有一個缺點，即對應用部位的附著力不足。因此，它們不能呈現足夠的預防沾黏效果。

為了解決上述問題，人們開發了各種基於不同聚合物材料的凝膠型防沾黏劑。如：基於聚乳酸的Adcon-L(Gliatech)、基於透明質酸的Intergel®(Lifecore Biomedical)、基於天然聚合物的Adba(Amitie)、基於聚乙二醇的Spraygel(Confluent Surgical)和基於聚氧化乙烯-聚氧化丙烯共聚物的Flowgel(Mediventures)等，都已被開發為商業化之凝膠型防沾黏劑。在所有凝膠型防沾黏材料中，溫度敏感型水膠特別令人感興趣，因為它們的預凝膠溶液可以通過聚合物溶液塗抹、注射或噴塗而直接施用於受損組織，隨後即通過溫度觸發在原位固化為凝膠。此外，熱敏感型水膠還具有封裝醫藥活性劑的能力，如抗炎藥物。

相比之下，凝膠型防沾黏材料比液體型更能夠形成穩定的屏障，與膜/片型防沾黏劑相比，能夠大大縮短操作時間。然而，凝膠型防沾黏材料通常在傷口癒合前就會因被人體快速溶解而出現早期吸收，最終導致防沾黏效果不佳。

U.S Pat.No.4,141,973 B1公開了一種組合物，其中，透明質酸被用作預防組織沾黏的主要成分。然而，透明質酸在活體中可以被迅速降解，其半衰期很短，只有3天，這表明透明質酸是一種缺乏足夠存留時間來防止組織沾黏的材料。這一缺點大大限制了單一使用透明質酸作為預防組織沾黏劑的功能。

普朗尼克(Pluronic)或泊洛沙姆(Poloxamer)是一種三嵌段共聚物，通常具有A-聚環氧乙烷-B-聚環氧丙烷-A-聚環氧乙烷(PEO-PPO-PEO)的結構，是一種典型的熱敏感材料，因其可表現出熱可逆的溶膠-凝膠相轉變行為，而被廣泛作為一種防沾黏材料來研究。一般來說，普朗尼克在低溫下以溶液狀態存在，但溫度升高到一定程度後就會發生凝膠化(美國專利號4,188,373，美國專利號4,474,751，美國專利號4,478,822)。這樣的溶膠-凝膠相轉變行為會受到包括成分、濃度、分子量、環境離子強度、pH值、添加劑等因素的影響。所以，普朗尼克的聚合物因其多功能的物理化學和生物相容性而極具發展吸引力。雖然普朗尼克表現出優秀的溶膠-凝膠相轉變行為，但其水合物結構在作於組織沾黏屏障時有許多缺點，如機械強度低、組織附著性差和不耐水侵蝕等。因此，普朗尼克有存留時間短的問題，因此在手術部位不足以有充分時間進行沾黏預防。此外，數十年來，普朗尼克作為載體在醫藥科學領域也被廣泛研究，但其機械強度的不足和較差的水穩定性限制了其在載體上的應用。儘管近年來，人們已經做了許多嘗試來提高以普朗尼克為主材料的抗組織沾黏和藥物傳輸能力，但至今還沒有發展出一種理想的以普朗尼克為主之抗組織沾黏和藥物傳輸材料。

美國專利第9,327,049 B2號揭露了一種組合物，其中普朗尼克被用作主要成分以預防組織沾黏。此外，該組合物還具有抗菌和止血特性。該組合物包括泊洛沙姆188(普朗尼克^® F-68)，泊洛沙姆407(普朗尼克^® F-127)，幾丁聚醣和明膠。儘管幾丁聚醣具有抗菌和止血活性，並且在活體中的降解時間較長，但使用幾丁聚醣作為防沾黏劑的成分，對幾丁質過敏的病人會有危險，所以此組合物並不適用於這類病人。

美國專利第9,895,446 B2號揭露了一種用於化療藥物的腸道內遞送的組合物。該組合物包括至少一種抗癌藥物和一種或多種泊洛沙姆/普朗尼克化合物，包括泊洛沙姆188(普朗尼克^® F-68)、泊洛沙姆407(普朗尼克^® F-127)以及泊洛沙姆188和407的混合物。然而，儘管單一使用泊洛沙姆407或188或使用這兩種泊洛沙姆的混合物作為藥物載體，這些材料的機械強度皆不足以抵抗水的侵蝕，限制了它們在可持續藥物釋放系統中的應用。

儘管目前以普朗尼克為主材料在用於預防組織沾粘及藥物載體上皆有一定的進展，但仍需要更多的改進。普朗尼克作為熱敏感型材料，如果能解決其結構上的一些缺陷，如：提高其機械強度、增加其組織附著能力和其防水性能，那麼它就有很大的潛力成為理想的防沾黏劑和藥物載體。儘管目前尚未開發出理想的以普朗尼克為主材料的防沾黏劑或載體，但至少其中的一些目標將通過下文所公開的發明來實現。

本發明之第一種態樣在於提供一種具有下式(I)結構的聚合物，

其中：POLY為聚(環氧乙烷)(PEO)-聚(環氧丙烷)(PPO)-聚(環氧乙烷)(PEO)的三嵌段共聚物； m和n彼此獨立地為0或1，其中m和n不能同時為0；以及AA為胺基酸殘基，其胺基直接與POLY的鏈端結合形成胺基甲酸酯(O-C(=O)-NH)鍵。

在一具體例中，該三嵌段共聚物係選自普朗尼克F-127(PF127)，普朗尼克F-68(PF68)及普朗尼克L-35(PL35)。

在另一具體例中，該胺基酸殘基係選自疏水性胺基酸，親水性胺基酸，鹼性胺基酸，酸性胺基酸及芳香族胺基酸。

在一特定具體例中，該胺基酸殘基可為白胺酸，甲硫胺酸，離胺酸，天冬胺酸，天冬醯胺，酪胺酸，絲胺酸和半胱胺酸之一。

本發明之第二種態樣在於提供一種組成物，其包含具有式(I)結構的聚合物中的任一種或其組合，以及醫藥上可接受的載體。

在一具體例中，該組成物進一步包含醫藥活性劑。

在一特定具體例中，該醫藥活性劑可為抗癌藥，抗生素，止血劑，類固醇，非類固醇抗發炎劑，激素，止痛劑及麻醉劑。

本發明之第三種態樣在於提供一種聚合物或組成物用於製備預防術後組織沾黏和藥物傳輸之藥物的用途。

通過參考詳細說明和申請專利範圍，當結合以下圖式時，可以得出對該標的更完整的理解。以下各圖式僅為說明所執行的實施例而提供，本發明的範圍不應受到這些圖式的限制。

圖1A顯示由實施例1-5製備之胺基酸改質的普朗尼克和比較例1中製備的未改質之普朗尼克的儲存和損失模量。測量於20℃下進行，儲存模量和損失模量分別以直線和點線顯示。

圖1B顯示由實施例1-5製備之胺基酸改質的普朗尼克和比較例1中製備的未改質之普朗尼克的儲存和損失模量。測量於37℃下進行，儲存模量和損失模量分別以直線和點線顯示。

圖2顯示使用Hoffmann沾黏評分系統評估組織沾黏的結果。對照組和實驗組之間的統計學差異通過使用Prism 7 for Mac(GraphPad Software,USA)進行雙尾計算的司徒頓t檢定(Student’s t-test)進行分析。p<0.05的值被認為其差異具有統計學意義，*表示p<0.05，**表示p<0.01，***表示p<0.001，****表示p<0.0001，NS代表無統計學意義的差異。

圖3A顯示對照組的組織沾黏情況。

圖3B顯示經比較例1處理後的組織沾黏情況。

圖3C顯示經實施例1(1)處理後的組織沾黏情況。

圖3D顯示經實施例2處理後的組織沾黏情況。

圖3E顯示經比較例2處理後的組織沾黏情況。

圖4A顯示由比較例1所製備的水膠的紫杉醇(PTX)釋放曲線。

圖4B顯示由實施例2所製備的水膠的紫杉醇(PTX)釋放曲線。

圖4C顯示由實施例5(2)所製備的水膠的紫杉醇(PTX)釋放曲線。

在詳細描述本發明的一個或多個實施例之前，必須指出，在本說明書和申請專利範圍中使用的單數形式"一"，"一個"及"該"，除非上下文明確規定，否則其包括複數對象。因此，例如，有關"一個胺基酸"包括一個的胺基酸以及兩個或多個相同或不同的胺基酸，有關"聚合物的鏈端"包括一個的鏈端以及兩個相同或不同的聚合物的鏈端等。

在描述和請求本發明時，除非另有規定，本文使用的術語具有以下定義。

於本文中，術語如"包括"、"包含"、"具有"，或任何其他變化旨在涵蓋非排他性的囊括。例如，包括元素清單的部件、結構、物品或裝置都不一定只限於這些元素，而是可以包括未明確列出，但為該部件、結構、物品或裝置所固有的其他元素。

術語"胺基酸"是指蛋白質的結構單元。由遺傳密碼所編碼的20種胺基酸被稱為"標準胺基酸"。這些胺基酸的結構是H₂N-CHR-COOH，其中R是胺基酸特有的側鏈。標準胺基酸有丙胺酸、精胺酸、天門冬胺酸、半胱胺酸、谷胺酸、谷胺酰胺、甘胺酸、組胺酸、異白胺酸、白胺酸、離胺酸、甲硫胺酸、苯丙胺酸、脯胺酸、絲胺酸、蘇胺酸、色胺酸、酪胺酸和纈胺酸。胺基酸可分為五類，具體而言，疏水性胺基酸、親水性胺基酸、鹼性胺基酸、酸性胺基酸和芳香族胺基酸。如本文所用，胺基酸可以以兩種立體形式存在，即本文所述的"D型"和"L型"。

本發明之胺基酸改質的聚合物和組成物可以在各種術後類型的任何情況下被施用以防止組織沾黏。如本文所用，術語"術後"是指本發明的胺基酸改質聚合物和組合物於具有使用價值的術後手術實例，包括但不限於腹部、腹盆腔、眼科、骨科、胃腸道、胸腔、顱部、頭頸部、心血管、婦科、產科、關節(如關節鏡)、泌尿科、整形、重建、肌肉骨骼和神經肌肉手術。

根據本發明，可以有效預防術後組織沾黏。本發明中使用的防沾黏聚合物及其組成物可以為任何形式，如粉末、溶液或凝膠形式。因此，即使在相對局部的手術中，如內視鏡手術，也易於執行。

本發明中使用的抗沾黏聚合物及其組成物可以通過如塗抹或噴灑之方式直接施用於傷口部位，也可以施用於傷口部位周圍器官或周圍組織表面來應用於手術上。該應用可以一次性進行，也可以多次塗抹或噴灑到目標器官或周圍組織表面的局部部分。此外，還可以使用塗抹或噴灑裝置。該裝置可以是一個預填充的注射器。劑量可以由所屬領域的技術者適當選擇或調整。

術語"胺基酸改質聚合物"是指其鏈端通過胺基甲酸酯連接與胺基酸和/或聚胺基酸結合的聚合物，其中該聚合物可以是嵌段共聚物，可以包含兩個或多個嵌段。此外，該共聚物可以是普朗尼克(Pluronic)，它是一種三嵌段聚合物，由聚環氧乙烷(PEO)-聚環氧丙烷(PPO)-聚環氧乙烷(PEO)組成。該胺基酸改質聚合物的結構由以下公式(I)表示：

，其中：POLY是聚環氧乙烷(PEO)-聚環氧丙烷(PPO)-聚環氧乙烷(PEO)的三嵌段共聚物；m和n彼此獨立地為0或1，其中m和n不能同時為0；以及AA代表一種胺基酸或一種聚胺基酸殘基，其胺基直接與POLY的鏈端結合，形成胺基甲酸酯鍵，其中AA之選擇包含疏水性胺基酸、鹼性胺基酸、酸性胺基酸、芳香族胺基酸和親水性胺基酸。其中，疏水性胺基酸包括疏水性胺基酸和/或疏水性聚胺基酸，例如甘胺酸、丙胺酸、纈胺酸、甲硫胺酸、白胺酸、異白胺酸、苯丙胺酸及其聚合物；鹼性胺基酸包括鹼性胺基酸和/或鹼性聚胺基酸，例如離胺酸、組胺酸、精胺酸和其聚合物。酸性胺基酸包括酸性胺基酸和/或酸性聚胺基酸，例如天冬胺酸、天冬醯胺、谷胺酸及其聚合物；芳香族胺基酸包括芳香族胺基酸和/或芳香族聚胺基酸，例如酪胺酸、色胺酸及其聚合物；親水性胺基酸包括親水性胺基酸和/或親水性聚胺基酸，例如絲胺酸、蘇胺酸、半胱胺酸、脯胺酸及其聚合物。

術語"胺基酸改質聚合物組成物"是指包含具有結構式(I)的聚合物中的任何一種或其組合。

術語"以一定量"是指本發明中基於最終組成物的任何一種聚合物或其組合的重量。本發明中，聚合物或其組合的量可以是最終組成物重量的5%至30%，7%至25%，較佳為10%至20%，12%至18%，更佳為13%至17%。

術語"聚合物組合"是指將兩種或兩種以上的不同胺基酸改質之聚合物混合的組合。於本文，基於兩種胺基酸改質聚合物的組合，其組合中的每種聚合物可以包含依99：1至1：99、90：10至10：90、80：20至20：80、70：30至30：70、60：40至40：60或90：10至50：50的重量比，例如：組合中的每種聚合物可以包含95：5至30：70、80：20至40：60或70：30至50：50的重量比。

術語"化學活化的共聚物溶液"是指由聚環氧乙烷(PEO)-聚環氧丙烷(PPO)-聚環氧乙烷(PEO)組成的共聚物被溶解到含有催化劑的溶劑中，在共聚物的鏈端產生活性碳酸酯，其允許與胺基酸進一步反應，形成聚合胺基酸衍生物。

術語"生物相容性"是指在所使用的數量和位置上對接受者的細胞基本上無毒、無免疫原性和無刺激性的材料，並且在所使用的位置上也不會引起或導致對接受者身體的重大危害或不良影響。

術語"抗沾黏"是指施用可用於防止相鄰組織或器官表面黏連在一起的組合物，以使黏連的範圍(例如面積)、黏連的強度和/或沾黏的嚴重程度(例如厚度或對機械或化學破壞的抵抗力)相對於沒有施用此類物質而發生的黏連的範圍、強度和/或嚴重程度達到有效的降低。

術語"防沾黏劑"、"抗沾黏劑"及"沾黏抑制劑"是指施用或應用一種用於抑制相鄰組織或器官表面黏附在一起的組合物。

術語"載體"是指能夠裝載、傳遞及釋放醫藥活性劑的攜帶物質。

術語"載體應用"是指需要載體來傳遞和釋放藥物活性製劑的應用。

術語"胺基甲酸酯連接"是指胺基酸的胺基與聚合物鏈端碳酸酯之間的胺基甲酸酯結合。這種胺基甲酸酯連接的化學結構表示為以下公式(II)：

術語"醫藥活性劑"是指任何可對人體或動物身體產生某些治療、預防和/或診斷作用的醫藥有用物質。在此，醫藥活性劑之選擇可包含抗癌藥、抗生素、止血劑、類固醇、非類固醇抗發炎劑、荷爾蒙、止痛劑和麻醉劑。優選為抗癌藥物紫杉醇。

本發明中使用的術語"醫藥上可接受的載體"是指藥學上可接受的材料、組成物或載體，如液體或固體填充物、稀釋劑、賦形劑、溶劑或封裝材料。每種載體必須是"可接受的"，即與製劑中的其他成分相容，且不會對病人造成危害。

在本發明中，包括胺基酸改質聚合物和聚合物組成物可以水凝膠型式存在，並且可具備溫度敏感性。因此，該聚合物和組成物之型態可於溫度變化時在溶膠和凝膠狀態之間可逆地變化，且溶膠-凝膠相變(凝膠化)的溫度可通過調整聚合物的含量來控制。該聚合物及/和聚合物組成物在室溫下可呈現溶膠狀態，但當溫度略低於人體溫度時，本文所指28℃至34℃之間，則轉變為凝膠狀態。因此它們可以注射或噴入方式施用於人體或動物體內的手術部位，進而提供足夠的傷口覆蓋。當其被施用到手術部位後，該聚合物及/和聚合物組成物隨後可發生凝膠化，並黏附在傷口上，作為防止組織沾黏的屏障。

本發明中之胺基酸改質之聚合物及聚合物組成物可允許熱敏感性溶膠-凝膠狀態可逆轉變，這使它們能夠被用為載體，對許多醫藥活性製劑進行經皮、注射、噴霧以及可控制性遞送。

在本發明中，單純的普朗尼克(Pluronic)為未經改質的比較樣品，被作為實施例中的比較例，而用之評估本發明由胺基酸改質的普朗尼克(Pluronic)與其組成物，所改善的抗組織沾黏能力及藥物釋放功效。經由廣泛研究的結果，本申請的發明人發現，本發明之胺基酸改質的普朗尼克與其組成物可以(1)提高聚合物結構的機械強度、(2)增加聚合物的流動性，使其具備更多的生物醫學應用上的可用性、(3)提高抗水侵蝕能力、(4)提高聚合物與組織之間的附著性、(5)提高預防組織沾黏的能力，(6)增加醫藥活性劑的裝載能力，以及(7)改善傳輸醫藥活性劑時的釋放曲線。

本發明使用本領域技術人員已知的有機合成、生物化學、流變學等常規技術進行。

以下，本發明將以參照實施例方式進行更詳細的描述。然而，以下每個實施例僅用於說明所執行的實施方案，且本發明的範圍不受這些實施例的限制。

本發明中，用於執行實施例和比較例的化學品如下：普朗尼克-F127(Mw：12,500Da)、普朗尼克-F-68(Mw：8,400Da)和普朗尼克-L-35(Mw：1,900Da)購於巴斯夫公司。無水四氫呋喃(以下簡稱"THF")、4-二甲基氨基吡啶(以下簡稱"DMAP")和無水二甲亞碸(以下簡稱"無水DMSO")均購於Acrose公司。N,N'-二琥珀醯亞胺基碳酸酯(以下簡稱"DSC")，和紫杉醇(以下簡稱"PTX")可從Fluorochem購買。L-天冬胺酸、L-天冬醯胺、L-離胺酸、L-絲胺酸和L-酪胺酸購於Acrose。L-白胺酸、L-半胱胺酸和L-甲硫胺酸購於CJ海德(寧波)生物技術有限公司。

實施例1

製備疏水性胺基酸改質之普朗尼克(Pluronic)

(1)白胺酸改質的普朗尼克F-127

首先將疏水性胺基酸，4.8摩爾L-白胺酸溶解在鹼性溶液中，形成胺基酸溶液。隨後，於氮氣保護下將0.6摩爾的普朗尼克F-127和4.8摩爾的DMAP溶解在30毫升無水THF中，得到透明的混合溶液，並持續攪拌。經30分鐘後，於1小時內滴加10毫升含有4.8摩爾DSC的無水DMSO，並在室溫及氮氣保護下持續攪拌24小時。24小時後，加入含有白胺酸的溶液，並將該混合物保持攪拌24小時。所得之白胺酸改質的普朗尼克F-127溶液通過透析純化，並經冷凍乾燥得到產率約45%之白色聚合物粉末。¹H NMR(600MHz,D₂O)：δ 4.30,4.21(m,-CH ₂-O-(C=O)-NH-),4.01(m,-O-(C=O)-NH-CH-),1.70(m,-CH ₂-CH-(CH₃)₂),1.60(m,-CH-(CH₃)₂),0.96(m,-CH-(CH ₃ ) ₂)；FTIR：780cm^-1(-NH wag),1531cm^-1(-CNH),1569cm^-1(-(C=O)-NH-),1731cm^-1(-(C=O))。

白胺酸改質之普朗尼克F-127的化學結構示例如下：

(2)白胺酸改質的普朗尼克F-68

首先將疏水性胺基酸，4.8摩爾L-白胺酸溶解在鹼性溶液中，形成胺基酸溶液。隨後，於氮氣保護下將0.6摩爾的普朗尼克F-68和4.8摩爾的DMAP溶解在30毫升無水THF中，得到透明的混合溶液，並持續攪拌。經30分鐘後，於1小時內滴加10毫升含有4.8摩爾DSC的無水DMSO，並在室溫及氮氣保護下持續攪拌24小時。24小時後，加入含有白胺酸的溶液，並將該混合物保持攪拌24小時。所得之白胺酸改質的普朗尼克F-68溶液通過透析純化，並經冷凍乾燥得到產率約40%之白色聚合物粉末。¹H NMR(600MHz,D₂O)：δ 4.28,4.23(m,-CH ₂-O-(C=O)-NH-),4.06(m,-O-(C=O)-NH-CH-),1.72(m,-CH ₂-CH-(CH₃)₂),1.62(m,-CH- (CH₃)₂),0.97(m,-CH-(CH ₃ ) ₂)；FTIR：780cm^-1(-NH wag),1531cm^-1(-CNH),1569cm^-1(-(C=O)-NH-),1731cm^-1(-(C=O))。

白胺酸改質之普朗尼克F-68的化學結構示例如下：

(3)白胺酸改質的普朗尼克L-35

首先將疏水性胺基酸，4.8摩爾L-白胺酸溶解在鹼性溶液中，形成胺基酸溶液。隨後，於氮氣保護下將0.6摩爾的普朗尼克F-35和4.8摩爾的DMAP溶解在30毫升無水THF中，得到透明的混合溶液，並持續攪拌。經30分鐘後，於1小時內滴加10毫升含有4.8摩爾DSC的無水DMSO，並在室溫及氮氣保護下持續攪拌24小時。24小時後，加入含有白胺酸的溶液，並將該混合物保持攪拌24小時。所得之白胺酸改質的普朗尼克L-35溶液通過透析純化，並經冷凍乾燥得到產率約35%之透明聚合物。¹H NMR(600MHz,D₂O)：δ 4.30(m,-O-(C=O)-NH-CH-),4.22(m,-CH ₂-O-(C=O)-NH-),1.70(m,-CH ₂-CH-(CH₃)₂),1.61(m,-CH-(CH₃)₂),0.97(m,-CH-(CH ₃ ) ₂)；FTIR：780cm^-1(-NH wag),1531cm^-1(-CNH),1569cm^-1(-(C=O)-NH-),1731cm^-1(-(C=O))。

白胺酸改質之普朗尼克L-35的化學結構示例如下：

(4)甲硫胺酸改質的普朗尼克F-127

首先將疏水性胺基酸，4.8摩爾L-甲硫胺酸溶解在鹼性溶液中，形成胺基酸溶液。隨後，於氮氣保護下將0.6摩爾的普朗尼克F-127和4.8摩爾的DMAP溶解在30毫升無水THF中，得到透明的混合溶液，並持續攪拌。經30分鐘後，於1小時內滴加10毫升含有4.8摩爾DSC的無水DMSO，並在室溫及氮氣保護下持續攪拌24小時。24小時後，加入含有甲硫胺酸的溶液，並將該混合物保持攪拌24小時。所得之甲硫胺酸改質的普朗尼克F-127溶液通過透析純化，並經冷凍乾燥得到產率約45%之白色聚合物粉末。¹H NMR(600MHz,D₂O)：δ 4.30(m,-O-(C=O)-NH-CH-),4.23(m,-CH ₂-O-(C=O)-NH-),2.61(m,-CH ₂-CH₂-S-CH₃),2.16(s,-S-CH ₃),2.13,1.96(m,-CH₂-CH ₂-S-CH₃)；FTIR：1215cm^-1(-CNH),1603cm^-1(-(C=O)-NH-),1733cm^-1(-(C=O))。

實施例2

製備鹼性胺基酸改質之普朗尼克(Pluronic)

離胺酸改質的普朗尼克F-127

首先將鹼性胺基酸，2.4摩爾L-離胺酸溶解在蒸餾水中，形成胺基酸溶液。隨後，於氮氣保護下將0.6摩爾的普朗尼克F-127和4.8摩爾的DMAP溶解在30毫升無水THF中，得到透明的混合溶液，並持續攪拌。經30分鐘後，於1小時內滴加10毫升含有4.8摩爾DSC的無水DMSO，並在室溫及氮氣保護下持續攪拌24小時。24小時後，加入含有離胺酸的溶液，並將該混合物保持攪拌24小時。所得之離胺酸改質的普朗尼克F-127溶液通過透析純化，並經冷凍乾燥得到產率約45%之白色聚合物粉末。¹H NMR(600MHz,D₂O)：δ 4.25(m,-CH ₂-O-(C=O)-NH-),3.16(m,-O-(C=O)-NH-CH ₂-),1.81,1.70(m,NH-CH₂-CH₂- CH₂-CH ₂),1.57(m,NH-CH₂-CH ₂-CH₂-CH₂-),1.41(m,NH-CH₂-CH₂-CH ₂-CH₂-,2H)；FTIR：776cm^-1(-NH wag),1557cm^-1(-CNH),1710cm^-1(-(C=O))。

實施例3

製備酸性胺基酸改質之普朗尼克(Pluronic)

(1)天冬胺酸改質的普朗尼克F-127

首先將酸性胺基酸，4.8摩爾L-天冬胺酸溶解在鹼性溶液中，形成胺基酸溶液。隨後，於氮氣保護下將0.6摩爾的普朗尼克F-127和4.8摩爾的DMAP溶解在30毫升無水THF中，得到透明的混合溶液，並持續攪拌。經30分鐘後，於1小時內滴加10毫升含有4.8摩爾DSC的無水DMSO，並在室溫及氮氣保護下持續攪拌24小時。24小時後，加入含有天冬胺酸的溶液，並將該混合物保持攪拌24小時。所得之天冬胺酸改質的普朗尼克F-127溶液通過透析純化，並經冷凍乾燥得到產率約45%之白色聚合物粉末。¹H NMR(600MHz,D₂O)：δ 4.38(m,-O-(C=O)-NH-CH-),4.26(m,-CH ₂-O-(C=O)-NH-),2.70,2.51(m,-CH ₂-(C=O)-OH)；FTIR：776cm^-1(-NH wag),1557cm^-1(-CNH),1710cm^-1(-(C=O))。

(2)天冬醯胺改質的普朗尼克F-127

首先將酸性胺基酸，2.4摩爾L-天冬醯胺溶解在鹼性溶液中，形成胺基酸溶液。隨後，於氮氣保護下將0.6摩爾的普朗尼克F-127和4.8摩爾的DMAP溶解在30毫升無水THF中，得到透明的混合溶液，並持續攪拌。經30分鐘後，於1小時內滴加10毫升含有4.8摩爾DSC的無水DMSO，並在室溫及氮氣保護下持續攪拌24小時。24小時後，加入含有天冬醯胺的溶液，並將該混合物保持攪拌24小時。所得之天冬醯胺改質的普朗尼克F-127溶液通過透析純化，並經冷凍乾燥得到產率約45%之白色聚合物粉末。¹H NMR(600MHz,D₂O)：δ 4.35(m,-O-(C=O)-NH-CH-),4.27(m,-CH ₂-O-(C=O)-NH-),2.82,2.68(m,-CH ₂- (C=O)-NH₂)；FTIR：1416cm^-1(-CN),1680cm^-1(-(C=O)-NH-),1720cm^-1(-(C=O))。

實施例4

製備芳香族類胺基酸改質之普朗尼克(Pluronic)

酪胺酸改質的普朗尼克F-127

首先將芳香族胺基酸，4.8摩爾L-酪胺酸溶解在鹼性溶液中，形成胺基酸溶液。隨後，於氮氣保護下將0.6摩爾的普朗尼克F-127和4.8摩爾的DMAP溶解在30毫升無水THF中，得到透明的混合溶液，並持續攪拌。經30分鐘後，於1小時內滴加10毫升含有4.8摩爾DSC的無水DMSO，並在室溫及氮氣保護下持續攪拌24小時。24小時後，加入含有酪胺酸的溶液，並將該混合物保持攪拌24小時。所得之酪胺酸改質的普朗尼克F-127溶液通過透析純化，並經冷凍乾燥得到產率約40%之白色聚合物粉末。¹H NMR(600MHz,D₂O)：δ 7.20(d,² CH,⁶ CH-phenyl ring),.6.89(d,³ CH,⁵ CH-phenyl ring),4.21(m,-CH ₂-O-(C=O)-NH-),4.11(m,-O-(C=O)-NH-CH-),3.15,2.83(m,-CH ₂-ph)；FTIR：1403cm^-1(-CN),1517cm^-1(-CNH),1604cm^-1(-C-C-/C=C),1710cm^-1(-(C=O))。

實施例5

製備親水性胺基酸改質之普朗尼克(Pluronic)

(1)絲胺酸改質的普朗尼克F-127

首先將親水性胺基酸，4.8摩爾L-絲胺酸溶解在蒸餾水中，形成胺基酸溶液。隨後，於氮氣保護下將0.6摩爾的普朗尼克F-127和4.8摩爾的DMAP溶解在30毫升無水THF中，得到透明的混合溶液，並持續攪拌。經30分鐘後，於1小時內滴加10毫升含有4.8摩爾DSC的無水DMSO，並在室溫及氮氣保護下持續攪拌24小時。24小時後，加入含有絲胺酸的溶液，並將該混合物保持攪拌24小時。所得之絲胺酸改質的普朗尼克F-127溶液通過透析純化，並經冷凍乾燥得到產率約40%之白色聚合物粉末。¹H NMR(600MHz,D₂O)：δ 4.30(m,-CH ₂-O-(C=O)-NH-),4.16(m,-O-(C=O)-NH-CH-),3.93,3.83(m,-CH ₂-OH)；FTIR：1410cm^-1(-CN),1604cm^-1(-(C=O)-NH-),1720cm^-1(-(C=O))。

(2)半胱胺酸改質的普朗尼克F-127

首先將親水性胺基酸，4.8摩爾L-半胱胺酸溶解在蒸餾水中，形成胺基酸溶液。隨後，於氮氣保護下將0.6摩爾的普朗尼克F-127和4.8摩爾的DMAP溶解在30毫升無水THF中，得到透明的混合溶液，並持續攪拌。經30分鐘後，於1小時內滴加10毫升含有4.8摩爾DSC的無水DMSO，並在室溫及氮氣保護下持續攪拌24小時。24小時後，加入含有半胱胺酸的溶液，並將該混合物保持攪拌24小時。所得之半胱胺酸改質的普朗尼克F-127溶液通過透析純化，並經冷凍乾燥得到產率約50%之白色聚合物粉末。¹H NMR(600MHz,D₂O)：δ 4.46(m,-O-(C=O)-NH-CH-),4.27(m,-CH ₂-O-(C=O)-NH-),3.20,2.98(m,-CH ₂-SH)；FTIR：1412cm^-1(-CN),1515cm^-1(-CNH),1604cm^-1(-(C=O)-NH-),1700cm^-1(-(C=O))。

實驗例1

胺基酸改質之聚合物流變學分析

(1)製備胺基酸改質的聚合物水膠

將實施例1-5中製備的每種胺基酸改質的普朗尼克F-127溶解在一定量的蒸餾水中，得到最終濃度為15%(重量/體積)之聚合物水膠。

(2)比較例1的製備

將一定量的未改質的普朗尼克F-127，與一定量的蒸餾水一起加入，形成最終濃度為15%(重量/體積)的聚合物水膠。

(3)流變學特徵分析

使用配備了錐板結構和防溶劑蒸發金屬蓋的HR10流變儀(TA Instruments)，對實施例1-5製備的水膠及比較例1的未改質對應物之黏度、溶膠- 凝膠相變轉移溫度以及黏彈性質進行特徵化分析。黏度的測量是於1.0s^-1的剪切率及2℃/min的升溫速率下進行。溶膠-凝膠相變轉移溫度被定義為當材料的儲存模量和損失模量呈現相互交叉的一個特定的溫度。於本發明中，此溫度可通過振盪模式在20℃至37℃的溫度範圍內測量，其中升溫速率為2℃/min，扭矩值為100μN.m，固定頻率為1Hz。黏彈性質之測量是分別在20℃和37℃下，通過1%的應變進行掃頻測量。黏度和溶膠-凝膠相轉變溫度的量測結果分別在表1A和1B中列出，黏彈性質的量測結果顯示於圖1A和1B。

如表1A所示，由實施例2和5(2)製備的水膠在25℃和37℃下的黏度都遠高於比較例1，表明離胺酸和半胱胺酸改質的聚合物，其聚合物鏈處於更加複雜的纏結狀態，其中離胺酸和半胱胺酸殘基可能有助於在聚合物、胺基酸殘基及水之間的產生強大的相互作用，導致聚合物的機械強度提高。這些結果提供了有力的證據，證明普朗尼克F-127結構的機械強度可以通過一些胺基酸的改質而大幅增強。由實施例4製備的水膠，於25℃和37℃的黏度都明顯低於比較例1，這表明帶有芳香族基團的胺基酸可能會阻礙改質後聚合物的分子鏈纏結，並最終導致聚合物流動性的增加，這可能提供其它可用性，如噴塗。對於由其它實施例製備的水凝膠，如表1A所示，它們都表現出高於比較例1的黏度，即使它們的黏度增加不如實施例2和5(2)製備的水膠顯著，但這些實施例仍然提供了一個啟示，即當在普朗尼克的鏈端引入一個或一些胺基酸時，普朗尼克F-127的機械強度可以得到改善。

表1B顯示了由實施例1-5製備的水膠之溶膠-凝膠相轉變溫度。如表B所示，首先，證實了所有製備的水膠都具備溫度敏感性，儘管它們都經過不同類型的胺基酸改質。其次，由實施例1-5所製備的水膠皆呈現出高於比較例1的溶膠-凝膠相轉變溫度。值得注意的是，由實施例2和5(2)製備的水膠表現出明顯高於比較例1的溶膠-凝膠轉變溫度，表示水膠和水之間形成了更多的氫鍵或其他相互作用，其中氫鍵或其它相互作用的形成，應歸因於聚合物鏈中離胺酸的胺基或半胱胺酸的硫醇基之作用，故這類胺基酸改質水膠的疏水鏈可能需要更高溫度才能聚集以形成類固體凝膠。

為了更好的評估材料的機械性能，使用流變儀研究了由實施例1-5和比較例1製備的水膠的黏彈性質。如圖1A所示，在20℃時，觀察到由實施例1-5製備的所有水膠之損失模量(G")值皆大於儲存模量(G')值，表明所有製備的水膠在室溫下皆表現出類似溶膠的特性，這使得這些水膠可用於更多樣化的應用。如圖1B所示，在37℃時，觀察到由實施例1-5製備的所有水膠的儲存模量(G')值皆大於損失模量(G")值，表示這些水膠都表現出類膠狀特性。此外，由實施例2和5(2)所製備的水膠表現出遠大於其損失模量(G")值之儲存模量(G')值，表明這些水膠呈現出優異的機械強度。此外，除了由實施例3(2)和4所製備的水膠外，其它實施例所製備的水膠都表現出大於比較例1的儲存模量(G')值，表明得到了更好的機械性能。值得注意的是，由實施例2、5(2)和比較例1製備的水膠相比較，即，離胺酸和半胱胺酸改質的普朗尼克水膠與未改質的普朗尼克水膠相比，前二者呈現出遠大於比較例1的儲存模量(G')，表明當未改質的普朗尼克水膠經一種或一些胺基酸改質後，可以獲得機械性能上的增強。需要注意的是，儘管由實施例3製備的水膠與比較例1相比，其儲存模量(G')值變化不大，但由於其黏度明顯高於比較例1，因此它們仍可能具有不同的機械強度。不意外地，由實施例4製備的水膠表現出明顯小於比較例1的儲存模量(G')值，表明該水凝膠之機械強度可能弱於比較例1。所有製備的水膠的黏彈性結果與黏度測量得到的結果基本一致。

實驗例2

體外聚合物存留時間的測量

(1)製備胺基酸改質的聚合物水膠

(2)比較例1的製備

(3)留存時間的測量

本發明中，用於測量所製備的聚合物水膠之存留時間的方法是參照美國專利，專利案號為10,105,387 B2號。

簡而言之，由實施例1-5及比較例1所製備的各聚合物水膠中，取1毫升添加到7毫升的單獨玻璃小瓶中。然後，將所有的小瓶放在37℃的培養箱中，以獲得固體聚合物水膠。當所有小瓶中的水膠皆轉變為膠態固體後，向其中加入1毫升磷酸鹽緩衝溶液(PBS，pH7.4)後，並儲存於37℃的培養箱中。每天於固定的時間去除所製備的聚合物凝膠表面層上的磷酸鹽緩衝溶液，並觀察聚合物凝膠於玻璃小瓶中的剩餘體積以估計聚合物的存留時間，結果見表2。

如表2所示，由實施例1至5製備之水膠的凝膠存留時間都長於比較例1，存留時間範圍為4到18天。值得注意的是，由實施例2和5(2)製備的水膠顯示出明顯優越的凝膠存留時間，分別為16天和18天。比較例1沒有經過任何改質，顯示出最短的凝膠存留時間，約2天。這些結果表明，經過胺基酸改質的普朗尼克水膠可能增加了聚合物鏈中及鏈間的氫鍵以及聚合物鏈與周圍水之間的氫鍵，進而提高了水凝膠的抗水侵蝕能力。此外，離胺酸和半胱胺酸改質的普朗尼克水膠，提供了額外的證據證明經改質後之普朗尼克能提高抗水侵蝕能力，因為它們的胺和硫醇基團傾向於形成氫鍵，甚至形成雙硫鍵(通過硫醇基團)，致使凝膠抗水侵蝕的穩定性大大增強。結論是本發明提供了一種胺基酸改質的普朗尼克化合物，與未改質的普朗尼克相比，其凝膠存留時間顯著延長。

值得注意的是，如前所述，黏度和儲存模量的增加可以被認為是對所製備之水膠的機械強度的改進；與此相反，相較於比較例1的水膠，由實施例4製備的水凝膠顯示出相對低的粘度和較弱的機械強度，但其仍能表現出長於比較例1的凝膠存留時間。這可能是基於酪胺酸的固有特性，因為它是一種疏水胺基酸，對水有天然的排斥性，這可能有助於酪氨酸改質的普朗尼克水膠抵抗水的侵蝕，從而增加凝膠存留時間。

表2

實驗例3

體外黏膜黏性測量

(1)胺基酸改質的聚合物溶液的製備

將由實施例1-5所製備的每種胺基酸改質的普朗尼克F-127，溶解在一定量的超純水中，形成最終濃度為15%(重量/體積)的聚合物溶液。並將每種聚合物溶液保持低溫備用。

(2)比較例1之製備

將一定量的普朗尼克F127，與一定量的超純水一起加入，形成最終濃度為15%(重量/體積)的聚合物溶液。並將此聚合物溶液保持低溫備用。

(3)製備黏蛋白溶液

將黏蛋白粉溶於超純水中以獲得5%(重量/體積)黏蛋白溶液。詳細地說，於4℃的冷水浴中，在溫和的磁力攪拌(200rpm)下，將一定量的黏蛋白緩慢加入到100ml超純水中。製備結束後，將黏蛋白溶液儲存於4℃備用。

(4)製備包含聚合物及黏蛋白(聚合物-黏蛋白)之混合物

將未經改質之普朗尼克聚合物粉末及由實施例1-5所製備之各個胺基酸改質普朗尼克聚合物之粉末，分別與(3)中所製備好的5%(重量/體積)黏蛋白溶液混合，得到15%(重量/體積)聚合物-黏蛋白混合物。

(5)體外黏膜黏性測定

本發明應用了流變學方法(Hassan,EE,et al.,A Simple Rheological Method for the in Vitro Assessment of Mucin-Polymer Bioadhesive Bond Strength,Pharm Res 7,491-495,1990)達成水膠黏附性的預測和間接評量。使用HR10流變儀(TA Instruments)評估由實施例1-5所製備的胺基酸改質之普朗尼克聚合物溶液、比較例1之未改質對應物溶液、製備的黏蛋白溶液以及聚合物和黏蛋白的混合物溶液的黏附性質，該流變儀配有錐板和防止溶劑蒸發之保護性金屬蓋。流變分析採用流動模式，在37℃下以10s^-1的剪切率進行，每次分析前都要在室溫下靜置5分鐘，以避免熱衝擊引起的結構改變。

本實驗乃基於對由胺基酸改質之聚合物和黏蛋白溶液的混合物中獲得的分散體的測量黏度之評估。聚合物和黏蛋白之間的相互作用程度是計算混合物之最終黏度(η_final)的量測結果，它代表了這些成分之間既定之相互作用的參數，可以通過以下公式計算：η_final=η_mixture-(η_{polymer composition}+η_miucin)其中，η_mixture係為由胺基酸改質之聚合物和黏蛋白所組成的混合物的黏度，η_{polymer composition}係為由胺基酸改質之聚合物的黏度，η_mucin係為黏蛋白的黏度，當由胺基酸改質之聚合物和黏蛋白之間存有相互作用的情況下，η_final的值>0(Mayol L.,et al.,A Novel Poloxamers/Hyaluronic Acid in Situ Forming Hydrogel for Drug Delivery：Rheological,Mucoadhesive and in Vitro Release Properties,Eur J Pharm Biopharm 70(1)；199-206,2008)。黏膜黏性量測結果顯示於表3。

如表3所示，由所有實施例所製備的聚合物組成物之黏膜黏附性以計算的黏度η_final表示。顯然，由實施例1-5的製備之聚合物皆表現出一定程度的組織附著力(η_final>0)。此外，由實施例1和4所製備的胺基酸改質普朗尼克F-127聚合物的η_final值低於比較例1，但其它實施例的聚合物之η_final值都明顯高於比較例1，這表明使用疏水性和疏水性芳香族胺基酸進行普朗尼克F-127改質，會導致聚合物的組織附著性下降。這些結果可歸因於疏水性胺基酸之側鏈的低可用性。更具體地說，在這種情況下，包括白胺酸、甲硫胺酸和酪胺酸(被歸類為芳香族胺基酸，但具有疏水特性)在內的疏水胺基酸的側鏈較難與黏蛋白產生相互作用(例如氫鍵)，因此造成它們的組織黏附性相對較弱。相反，由實施例2和5製備的聚合物表現出明顯的強黏附性，因為該聚合物擁有具反應性之側鏈，其中一個胺基(來自實施例2)、一個羥基(來自實施例5(1))和一個硫醇基(來自實施例5(2))，可用於與黏蛋白形成氫鍵和/或雙硫鍵。因此，這些胺基酸改質的聚合物表現出很強的組織附著性。

實驗例4

動物模型之防沾黏功效性測試

(2)比較例1的製備

(3)比較例2的製備

首先將由實施例2和5(2)中製備的胺基酸改質聚合物粉末以8：2的重量比混合，得到聚合物組合。隨後加入一定量的蒸餾水，得到最終濃度為15%(w/v)的水膠組合物。

(4)動物試驗

為了評估所提供的胺基酸改質聚合物之組織沾黏預防功效，進行了一項動物試驗研究(腹壁缺損的大鼠模型)。在此，將由實施例1(1)、2、3和4製備的聚合物作為實驗組，將比較例1製備之未改質的對應物作為比較組，比較例2製備之水膠組合作為另一比較組，並將手術部位沒有使用任何材料之組別作為對照組。

於動物試驗中，每組4隻雄性Sprague Dawley(SD)大鼠通過注射1mL/Kg含有Zoletil^®和Rompun^®(1：1)的混合物進行腹腔內麻醉。先將麻醉後的大鼠腹部剃毛，再用聚維酮碘消毒，並沿腹壁白線切開5厘米長的腹膜。然後，用手術刀在右腹壁上創造一面積為2×2cm²的腹膜缺損。接著，對於實驗組，將2毫升由實施例1-4及比較例1-2所製備的各個水膠分別均勻地塗抹在受傷部位，原位凝膠化約在2分鐘內形成。對於對照組，僅用2毫升無菌生理鹽水清洗損傷位置。最後，用3-0絲線縫合腹膜，再用4-0絲線縫合皮膚。

術後14天，以雙盲方式根據霍夫曼沾黏評分系統，評估組織沾黏的嚴重度，分數由0、1、2或3，評分越高，組織沾黏越嚴重。

Hoffmann組織沾黏程度評分系統的詳細說明提供於表4(Hoffmann NE.,et al.,Choice of Hemostatic Agent Influence Adhesion Formation in A Rat Cecal Adhesion Model,J Surg Res.155(1),77-81,2009)。組織沾黏程度的評估結果顯示表5，並在圖2中進行圖式說明，統計分析採用Prism 7 for Mac(GraphPad Software,USA)進行雙尾計算的司徒頓t檢定(Student’s t-test)分析，如果p<0.05，則認為對照組和實驗組的差異具有統計學意義。對照組、比較組和實驗組的組織沾黏之照片說明顯示於圖3A至圖3E。

如表5所示(另見圖2)，由實施例1-4製備的水膠都表現出對組織沾黏的明顯預防作用，而由比較例1中製備的水膠與對照組相比，其對預防組織沾黏的效果並不具有統計意義(另見圖3A至圖3D)。特別的是，由實施例2製備的水膠在預防組織沾黏方面皆表現出顯著的優異功效。這些結果表明，具有較長存留時間的水膠應能更有效地預防組織沾黏。此外，通過調整不同的胺基酸改質聚合物的組合，可以控制這些水膠組合物的黏度、機械強度和組織附著力，從而調節它們的存留時間。所以，具有預期的防組織沾黏功效的水膠是可以被製備的。因此，由比較例2製備的水膠，其成分包括離胺酸和半胱胺酸改質聚合物的組合，該凝膠存留時間超過16天，且在動物試驗中顯示出明顯優越的組織沾黏預防功效(另見圖3E)。

實驗例5

醫藥活性劑之裝載、封包及釋放

(1)PTX和胺基酸改質聚合物的混合溶液的製備

首先將12毫克的PTX溶解在8毫升的甲醇中。再將1克分別由實施例2及5(2)製備的胺基酸改質聚合物，個別溶於上述已配置之PTX-甲醇溶液中，得到PTX-胺基酸改質聚合物的混合物溶液。

(2)比較例1之製備

將12毫克PTX溶解在8毫升的甲醇中。再將1克未經改質的普朗尼克F-127加入到PTX-甲醇溶液中，形成PTX-普朗尼克F-127混合物。

(3)藥物裝載及封包

本發明中，選擇紫杉醇(PTX)作為醫藥活性劑，使用薄膜水合法對其進行裝載和封包(Wei Z.,et al.,Paclitaxel-Loaded Pluronic P123/F127 Mixed Polymeric Micelles：Formulation,Optimization and in Vitro Characterization,Int.J.Pharm,376(1),176-185,2009)。簡而言之，將由比較例1及實施例2及5(2)所製備之藥物和胺基酸改質聚合物的混合物溶液分別轉移到一個獨立的茄子形玻璃瓶中，並進行1小時的旋轉蒸發以去除甲醇。當甲醇被除去後，瓶中形成了一層裝載PTX的聚合物薄膜，然後將其置於50℃的真空烘箱中過夜，以完全去除溶劑。每組裝載PTX的聚合物薄膜以8mL蒸餾水再次水合以封包PTX，然後用23μm的纖維素膜過濾去除未被封包的PTX。最後，將每一種封裝有PTX的聚合物進行凍乾，得到PTX-聚合物粉末，該粉末可配合公式來計算藥物裝載能力和封包效力。

計算藥物裝載能力和藥物封包效力的公式如下：

裝載能力和封包效力結果顯示於表6。

如表6所示，證實由實施例2及5(2)所製備的水膠與比較例1相比，顯示出更好的載藥能力和封包功效。

(4)藥物釋放

本發明中，藥物釋放試驗採用無膜擴散法來實施(Zhang L.,et al.,Development and in-Vitro Evaluation of Sustained Release Poloxamer 407(P407)Gel Formulations of Ceftiofur,J.Controlled Release,85(1),73-81,2002)。簡而言之，首先將由比較例1、實施例2和5(2)中製備的封包有PTX的聚合物粉末的樣品放在每個對應的燒杯中，並重新水合以形成含有20%(w/v)胺基酸改質的PTX-聚合物水膠；於本文，聚合物含量為20%(w/v)的PTX-未改質普朗尼克水膠是由比較例1所製備，作為比較樣品。然後，將製備完畢之各個PTX-聚合物水凝膠在37℃的培養箱中預熱，以保持固體凝膠狀態。之後，將50毫升已預熱之含有PBS-甲醇混合溶液(90%：10%；v/v)的釋放介質，直接加入到各組別的PTX-聚合物水凝膠表面，然後將其置於37℃的培養箱中，以100rpm的速度持續搖晃。在預定的時間，由每個燒杯中取1毫升溶液用於評估藥物釋放狀況，隨即加入1毫升釋放介質以保持固定體積。對所製備的胺基酸改質聚合物和比較例1進行三次重複的藥物釋放試驗，用紫外光光譜儀檢測藥物釋放數據，其中紫外光波長設置為236nm。分析後的藥物釋放曲線顯示於圖4A至圖4C中。

圖4A顯示了由未改質的普朗尼克F-127所製備水膠之PTX釋放曲線。如圖4A所示，約50%的已封裝PTX在24小時內被釋放，所有PTX在48小時內完全釋放，顯示了快速的藥物釋放行為。此外，大約30%的PTX在最初的12小時內被釋放，表明發生了藥物突釋現象。

圖4B至圖4C分別展示了由實施例2和5(2)製備的水凝膠的PTX釋放模式。如圖4B至圖4C所示，在120小時內，約60%的PTX從由實施例2製備的水膠中釋放，而40%的PTX從由實施例5(2)製備的水膠中緩慢釋放，顯示了這些水凝膠的可持續藥物釋放能力。此外，儘管兩種水凝膠都在168小時內完全釋放PTX，但它們仍然呈現出不同的藥物釋放模式。由實施例2所製備之水膠的PTX釋放率在最後48小才快速增加，而實施例5(2)所製備的水膠則是在最後24小時迅速釋放PTX。這些結果可能是由於這兩種水膠的機械強度不同。如實驗例2中之實施例2和5(2)的凝膠存留結果所示，經離胺酸改質的水膠表現出稍短於半胱胺酸改質水膠的凝膠存留時間，表明離胺酸改質水膠的結構應該比半胱胺酸改質的水膠更早且更快地崩潰。這種情況將促進離胺酸改質的水膠比半胱胺酸改質的水膠更快地形成內部通道，該內部通道將使PTX更容易穿透整個水膠層，因此，與半胱胺酸改質的水膠相比，離胺酸改質的水膠會更早地增加PTX釋放率。

總結來說，基於本發明之實驗結果，證實了經由一種或一些胺基酸改質後的普朗尼克聚合物，可以大幅改善以普朗尼克為主體之藥物釋放系統的載藥能力、藥物封裝效果以及藥物釋放的可持續性。

綜上所述，本發明發現由胺基酸改質的普朗尼克(Pluronic)與其組合物可以：(1)提高聚合物結構的機械強度、(2)增加聚合物的流動性，使其具備更多的生物應用上的可用性、(3)提高抗水侵蝕能力、(4)提高聚合物與組織之間的附著性、(5)提高預防組織沾黏的能力、(6)增加醫藥活性劑的裝載能力以及(7)改善傳輸醫藥活性劑時的釋放情況。

雖然已經參照上述較佳實施例對本發明進行了詳細描述，但應當理解，上述描述不應當被理解為對本發明的限制。對於本領域具有通常知識者而言，由閱讀上述內容後各種修飾和替換將是顯而易見的。因此，本發明的範圍應該由所附的申請專利範圍來界定。

Claims

一種具有下式(I)結構的聚合物，
其中：POLY為聚(環氧乙烷)(PEO)-聚(環氧丙烷)(PPO)-聚(環氧乙烷)(PEO)的三嵌段共聚物；m和n彼此獨立地為0或1，其中m和n不能同時為0；以及AA為胺基酸殘基，其胺基直接與POLY的鏈端結合形成胺基甲酸酯(O-C(=O)-NH)鍵。
如請求項1所述之聚合物，其中POLY的重量平均分子量為1,000至20,000道爾頓。
如請求項1所述之聚合物，其中POLY係選自由普朗尼克F-127(PF127)，普朗尼克F-68(PF68)及普朗尼克L-35(PL35)所組成之群組。
如請求項1所述之聚合物，其中該胺基酸殘基係選自由疏水性胺基酸，親水性胺基酸，鹼性胺基酸，酸性胺基酸及芳香族胺基酸所組成之群組。
如請求項4所述之聚合物，其中該疏水性胺基酸係選自由甘胺酸，丙胺酸，纈胺酸，甲硫胺酸，白胺酸，異白胺酸和苯丙胺酸所組成之群組；該鹼性胺基酸係選自由離胺酸，組胺酸和精胺酸所組成之群組；該酸性胺基酸係選自由天冬胺酸，天冬醯胺和麩胺酸所組成之群組；該芳香族胺基酸係選自由酪胺酸和色胺酸所組成之群組；以及該親水性胺基酸係選自由絲胺酸，半胱氨酸，蘇胺酸和脯胺酸所組成之群組。
如請求項1所述之聚合物，其中POLY為普朗尼克，以及AA係選自由白胺酸，甲硫胺酸，離胺酸，天冬胺酸，天冬醯胺，酪胺酸，絲胺酸和半胱胺酸所組成之群組。
如請求項1所述之聚合物，其用於預防術後組織沾黏和藥物遞送。
一種組成物，其包含具有如下式(I)結構的聚合物中的任一種：
或其組合，以及醫藥上可接受的載體；其中：POLY為聚(環氧乙烷)(PEO)-聚(環氧丙烷)(PPO)-聚(環氧乙烷)(PEO)的三嵌段共聚物；m和n彼此獨立地為0或1，其中m和n不能同時為0；以及AA為胺基酸殘基，其胺基直接與POLY的鏈端結合形成胺基甲酸酯(O-C(=O)-NH)鍵。
如請求項8所述之組成物，其中POLY的重量平均分子量為1,000至20,000道爾頓。
如請求項8所述之組成物，其中該聚合物中的任一種或其組合的含量為該組合物的5重量%至30重量%。
如請求項8所述之組成物，其中POLY係選自由普朗尼克F-127(PP127)，普朗尼克F-68(PF68)及普朗尼克L-35(PL35)所組成之群組。
如請求項8所述之組成物，其中該胺基酸殘基係選自由疏水性胺基酸，親水性胺基酸，鹼性胺基酸，酸性胺基酸及芳香族胺基酸所組成之群組。
如請求項12所述之組成物，其中該疏水性胺基酸係選自由甘胺酸，丙胺酸，纈胺酸，甲硫胺酸，白胺酸，異白胺酸和苯丙胺酸所組成之群組；該鹼性胺基酸係選自由離胺酸，組胺酸和精胺酸所組成之群組；該酸性胺基酸係選自由天冬胺酸，天冬醯胺和麩胺酸所組成之群組；該芳香族胺基酸係選自由酪胺酸和色胺酸所組成之群組；以及該親水性胺基酸係選自由絲胺酸，半胱氨酸，蘇胺酸和脯胺酸所組成之群組。
如請求項8所述之組成物，其中POLY為普朗尼克，以及AA係選自由白胺酸，甲硫胺酸，離胺酸，天冬胺酸，天冬醯胺，酪胺酸，絲胺酸和半胱胺酸所組成之群組。
如請求項8所述之組成物，其中該組合係為兩種或多種式(I)之混合，其中POLY為普朗尼克F-127(PF127)，以及AA係選自由離胺酸，絲胺酸及半胱胺酸所組成之群組。
如請求項8所述之組成物，其進一步包含醫藥活性劑。
如請求項16所述之組成物，其中該醫藥活性劑係選自由抗癌藥，抗生素，止血劑，類固醇，非類固醇抗發炎劑，激素，止痛劑及麻醉劑所組成之群組。
一種如請求項8所述之組成物用於製備預防術後組織沾黏和藥物遞送之藥物的用途。