高分子化氮氧化合物与无机颗粒的有机-无机杂合复合物的制作方法
【专利摘要】提供高分子化环状氮氧自由基化合物与无机纳米颗粒的有机-无机杂合复合物。这样的复合物例如可在胃液中保持稳定的纳米颗粒的形态，其本身可递送至肠或可用作将其它的药物输送至肠的载体。
【专利说明】高分子化氮氧化合物与无机颗粒的有机-无机杂合复合物
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高分子化环状氮氧自由基化合物与二氧化硅或磁性颗粒的有机-无 机杂合复合物及其用途。
【背景技术】
[0002] 近年来发现，因不规律的生活习惯?衰老?社会压力等而在生物体内过剩地产生 活性氧物种（R0S)，导致各种各样的慢性疾病（动脉硬化症或糖尿病等）或顽固性疾病（阿 尔茨海默病或帕金森病等）。另外，R0S通常在生物体内严密地调节氧化-抗氧化（氧化还 原）的平衡，但若过剩地生成该R0S，则氧化-抗氧化因子的平衡向氧化方向倾斜。目前虽 然对使用各种抗氧化剂的慢性疾病的预防进行了研究，但在低分子抗氧化剂的实例中，它 们的高浓度的给药除了也抑制线粒体的电子传递系统等生物体所必需的反应以外，还有因 肾排泄或代谢而有效浓度低或向全身扩散、引起全身性副反应等问题。另外，虽然进行了使 用低分子抗氧化剂的氧化应激疾病治疗?预防，但未见显著的效果。
[0003] 因此，本发明人使用在聚合物链中封入有起催化剂作用的R0S清除剂氮氧自由 基的自组装纳米颗粒（含有氮氧自由基的纳米颗粒（Nitroxide radical-containing nanoparticle :RNP))，开发了在必要的部位清除R0S的新的纳米治疗法（专利文献1)。此 后，本发明人确认，这样的RNP在静脉给药后在形成纳米颗粒的状态下长时间滞留于血管， 在发生氧化应激的组织中崩解，由此对脑梗死、心肌梗死?急性肾衰竭显示高的治疗效果， 虽然目前未公开，但在专利申请说明书中公开。
[0004] 考虑这样的情况，本发明人使用封入有起催化剂作用的R0S清除剂氮氧自由基的 自组装纳米颗粒（含有氮氧自由基的纳米颗粒：RNP)，开发了在必要的部位清除R0S的新的 纳米治疗法（专利文献1)。另外，也提供了含有这样的RNP和以低分子抗氧化剂为代表的 其它药物的组合物（专利文献2)。虽然在该文献中也记载了该组合物可用作口服给药用药 物制剂，但实际上未公开任何口服给药的结果。此外，本发明人还确认，阳离子带电性的RNP 本身或利用阳电子带电性而在该RNP中包埋（内包）有阴离子性的药物的缀合物（在水性 介质中形成高分子胶束）在静脉给药后在形成纳米颗粒的状态下长时间滞留于血管内，但 在发生氧化应激的组织中胶束或颗粒崩解，由此对脑梗死、心肌梗死?急性肾衰竭、其它疾 病显示高的治疗效果（一部分参照专利文献1 ;另外，一部分在目前处于未公开状态的专利 申请中）。
[0005] 另一方面，这样的RNP在发生氧化应激的组织中崩解的性质或此后明确的在如胃 液那样的酸性环境下迅速崩解的性质有限定该RNP的使用方式的情况。
[0006] 先前技术文献 专利文献 专利文献 1 :W02009/133647 专利文献2 :日本特开2011-184429。
【发明内容】
[0007] 发明所要解决的课题 本发明的目的在于：提供可在以酸性环境下为代表的各种生理学条件下稳定地使用、 若可能则在维持RNP的特性的同时赋予进一步的新的性质的材料或复合物，或者RNP的药 物包埋缀合物或复合物。
[0008] 解决课题的手段 假定若可提供如上所述的材料或复合物，则可构建例如在处于酸性环境下的胃中药物 在RNP中稳定地存在而不被消化，可有效地将药物送达至肠的系统。
[0009] 另外，虽然未限定，但除上述性质以外，若可赋予能够除去存在于体液等中的废物 的作用等作为进一步的新的性质，则例如也有可提高腹膜透析液的功能的可能性。近年来， 腹膜透析为迎来老龄化社会而受各种疾病的影响从而肾脏功能降低的肾功能衰竭患者的 治疗方法之一。该方法可与利用透析器通过血液的体外循环进行净化的血液透析一同使 用。虽然前者容易重返社会，在残存肾功能的保护方面也优异，但无法解决麻烦的透析液的 更换与腹膜硬化症的问题；此外，由于透析患者伴有高的患癌风险等，与后者相比，使用率 仍低。以高的糖浓度为中心的由过剩的活性氧生成导致的氧化应激被认为是腹膜硬化症或 癌变的原因之一。因此，若可提供具有在维持RNP的优异的抗氧化作用的同时抑制在腹膜 透析中产生的氧化应激，以及为了提高腹膜透析效率而吸附废物的功能的系统，则应可提 高具有上述优点的腹膜透析的使用率。另外，有效地包埋有磁性纳米颗粒的RNP不会对作 为RNP的另一个构成要素的高分子化环状氮氧自由基化合物的抗氧化作用造成不良影响； 另一方面，通过磁性纳米颗粒的作用，例如应可在磁热疗中使用或可成为特定的生物体分 子的离析（筛选）和细胞分离的基质。
[0010] 从这样的观点出发，为了提高RNP的功能而进行研究时发现，可有效地在RNP或 高分子胶束中包埋二氧化硅或磁性颗粒，或者可用高分子化环状氮氧自由基化合物被覆二 氧化硅或磁性颗粒。此外，这样的包埋有无机颗粒的RNP或高分子胶束与不含无机颗粒相 t匕，在生理学环境下，特别是对于特定的RNP而言，例如甚至在pH3的酸性环境下也稳定地 保持胶束状态或颗粒状态。另外，也发现在这样的RNP中进一步含有药物的状态的颗粒在 生理学环境下也稳定。另外还确认，若将包埋有二氧化硅的RNP给予至腹膜炎症模型大鼠 的腹膜，则显著抑制腹膜的恶化。
[0011] 因此，现在在此提供复合物，所述复合物为有机-无机杂合复合物，其中，有机成 分为以下列通式（I)表示的嵌段共聚物，无机成分为选自二氧化硅和磁性纳米颗粒的无机 颗粒， PEG-CNR (I) 式中，PEG为含有聚（乙二醇）的片段， CNR为含有重复单元的聚合物片段，所述重复单元含有经由连接基团（优选具有至少1 个亚胺基（-NH-)或氧基（-0-)的连接基团）键合于聚合物主链的环状氮氧自由基作为侧 基的一部分。
[0012] 另外，作为含有以上述通式（I)表示的嵌段共聚物和无机颗粒的有机-无机复合 物的一个方案，可列举出以下复合物作为优选的复合物：当溶解或分散于水中时，作为平均 粒径通常为3nnTlmm、优选5nnT500nm、更优选5nnTl00nm、进一步优选10ηπΓ50ηηι的颗粒存 在的复合物。这样的复合物虽然无限定，但尺寸在nm范围内的称为所谓纳米颗粒的情况下 适合在生物体内使用；另一方面，特别是在无机颗粒为磁性颗粒且用于生物体分子或细胞 的分离或离析等所谓生物分离的情况下，本发明的复合物可不是纳米颗粒而是平均粒径为 500nnTlmm、优选 1 μ m^500 μ m、更优选 1 μ πΓ?ΟΟ μ m、进一步优选 1 μ πΓ^Ο μ m 的颗粒。
[0013] 另外，作为另外的发明的方案，提供腹膜透析液，所述腹膜透析液至少含有作为活 性成分的上述复合物和制药学上可容许的稀释剂或载体。
[0014] 另外，作为又另外的发明的方案，提供进一步含有阴离子性药物的上述复合物。
[0015] 由上述有机-无机复合物形成的RNP可通过将无机颗粒包埋于RNP中而在体液中 均匀地分散、保持该颗粒；另外，通过包埋的无机颗粒的作用，在体液中，特别是在以上述通 式（I)表示的嵌段共聚物含有至少1个亚胺基作为连接基团、无机纳米颗粒为二氧化硅的 情况下，甚至在显示酸性的体液中也可稳定地将RNP颗粒的形状保持一定时间；此外，还可 高浓度且稳定地将其它药物包埋于RNP中。
[0016] 发明的详细叙述 对于无机颗粒，其尺寸、形状可根据要提供的有机-无机复合物的使用目的而改变，但 就尺寸而言，希望为平均粒径在数ηπΓ数mm范围内的颗粒。在这样的颗粒中，二氧化硅颗 粒直接使用来自于供应商日产化学的作为Snow Tex ( 7 77 ) 0、MEK-ST或甲醇 二氧化硅溶胶市售的二氧化硅颗粒；或者，若需要，则纯化后使用，可在上述复合物中含有 它们。这样的无机颗粒的形状虽然无限定，但可为球、立方体、长方体、8~16面多面体等。这 样的颗粒的粒径表示为换算成球的情况的值。
[0017] 另一方面，磁性纳米颗粒虽然无限定，但优选使用作为生物?医疗用磁性纳米颗 粒或生物分离用而在本【技术领域】使用或提出使用的磁性纳米颗粒，或例如可从供应商JSR Life Sciences Corporation (JSR 7^7寸 4 工^》（株））获取的磁铁矿（Fe304)、磁赤 铁矿（7夕''木?7 4卜）U_Fe203)或作为它们的中间体的磁性纳米颗粒。此外，磁性纳米 颗粒具体而言可为FePt (Fe的平均含有比例优选为35个原子以上）纳米颗粒（例如参照 JP 2009-57609 A)。在本发明中，磁性纳米颗粒例如有时在将该颗粒稳定地保持于复合物 中的方面适合使用通过羧基或磺基对表面改性的磁性纳米颗粒。因此，所述（前期）复合 物可含有选自Fe 304、Y-Fe203、FePt的1种以上磁性颗粒。
[0018] 在以上述通式（I)表示的嵌段共聚物中，环状氮氧自由基经由连接基团（例如 邻-或对-亚苯基-Ch亚烷基-NH- (Ch亚烷基）或邻-或对-亚苯基-Ch亚烷基-0- (CV6 亚烷基）,_(此处，q为整数〇或1，优选为〇))键合于聚合物主链，并且环状氮氧自由基选 自2, 2, 6, 6-四甲基哌啶-1-氧自由基-4-基、2, 2, 5, 5-四甲基吡咯烷-1-氧自由基-3-基、 2, 2, 5, 5-四甲基吡咯啉-1-氧自由基-3-基和2, 4, 4-三甲基-1，3-噁唑烷-3-氧自由 基-2-基、2, 4, 4-三甲基-1，3-噻唑烷-3-氧自由基-2-基和2, 4, 4-三甲基-咪唑烷-3-氧 自由基_2_基。
[0019] 此处，聚合物主链来源于聚合性不饱和双键，亚苯基的未键合末端键合于该主链。 对于这样的聚合物主链的结构，可参照专利文献1的记载（专利文献1通过引用而结合至 本说明书的内容中）。
[0020] 此外，作为以通式（I)表示的嵌段共聚物的更具体的化合物，通式（II)
[化1]
【权利要求】
1. 复合物，所述复合物为含有无机颗粒和聚合物的有机-无机杂合复合物，其中， 无机颗粒选自二氧化硅颗粒和磁性颗粒， 聚合物为以通式（I)表示的嵌段共聚物： PEG-CNR (I) 式中，PEG为含有聚（乙二醇）的片段， CNR为含有重复单元的聚合物片段，所述重复单元含有经由连接基团键合于聚合物主 链的环状氮氧自由基作为侧基的一部分。
2. 权利要求1的复合物，其中，无机颗粒含有平均粒径为3nnTl000nm的二氧化硅颗 粒。
3. 权利要求1的复合物，其中，无机颗粒含有选自平均粒径为3nnTlmm的Fe304、 Y-Fe203、FePt的1种以上的磁性颗粒。
4. 权利要求2或3的复合物，其中，嵌段共聚物的连接基团含有至少1个亚胺基 (-NH-)或氧基（-0-)。
5. 权利要求1的复合物，其中，嵌段聚合物的连接基团为邻-或对-亚苯基-CV6亚烷 基-NH- ((^_6亚烷基）或邻-或对-亚苯基-CV6亚烷基-0- (CV6亚烷基）,-(此处，q为 0或1)，经由所述连接基团键合于聚合物主链的环状氮氧自由基选自2, 2, 6, 6-四甲基哌 啶-1-氧自由基-4-基、2, 2, 5, 5-四甲基吡咯烷-1-氧自由基-3-基、2, 2, 5, 5-四甲基吡 咯啉-1-氧自由基-3-基和2, 4, 4-三甲基-1，3-噁唑烷-3-氧自由基-2-基、2, 4, 4-三甲 基-1，3-噻唑烷-3-氧自由基-2-基和2, 4, 4-三甲基-咪唑烷-3-氧自由基-2-基， 此处，聚合物主链来源于聚合性不饱和双键，所述亚苯基的未键合末端键合于所述主 链，并且 二氧化娃颗粒的平均粒径为3nnT500nm，磁性颗粒的平均粒径为3nnTl000nm。
6. 复合物，所述复合物为含有无机颗粒和聚合物的有机-无机杂合复合物，其中， 无机颗粒为平均粒径为3nnTl000nm的二氧化娃颗粒或含有选自平均粒径为3nnTlmm 的Fe304、γ _Fe203和FePt的1种以上的磁性颗粒， 聚合物以通式（II)表示： [化1]
式中， A表示未取代或取代烷氧基，取代的情况的取代基表示甲酰基、式Ril^CH-(此 处，&和R2独立地表示CfC4烷氧基或&与R2 -起表示-0CH2CH20-、-0 (CH2) 30_或-0 (CH2) 40 -)的基团， U选自单键、-(CH2) es-、-CO (CH2) es-，此处，C为1至5的整数， L2为-CV6亚烷基-NH- (CV6亚烷基）或-(^_6亚烷基-0- (CV6亚烷基）,_，此处，q为0 或1，而且 R选自2, 2, 6, 6-四甲基哌啶-1-氧自由基-4-基、2, 2, 5, 5-四甲基吡咯烷-1-氧自由 基-3-基、2, 2, 5, 5-四甲基吡咯啉-1-氧自由基-3-基和2, 4, 4-三甲基-1，3-噁唑烷-3-氧 自由基-2-基、2, 4, 4-三甲基-1，3-噻唑烷-3-氧自由基-2-基和2, 4, 4-三甲基-咪唑 烧-3-氧自由基_2_基， L2_R存在η的总数的至少50%，在不存在的情况下，剩余的L2-R部分可为甲基、卤代甲 基或羟基甲基， m为2(Γ5,000的整数，而且 η独立地为：Tl, 000的整数。
7. 权利要求6的复合物，其中，R选自以下式表示的基团，L2-R存在η的总数的至少 80% ： [化2]
式中，R'为甲基。
8. 权利要求6或7的复合物，其中，L2为-(^_6亚烷基-ΝΗ- ((^_6亚烷基）
9. 权利要求6或7的复合物，其中，L2为-(^_6亚烷基-0-((^_6亚烷基）
10. 权利要求6或7的复合物，其中，无机颗粒为二氧化硅颗粒。
11. 权利要求6或7的复合物，其中，无机颗粒为磁性颗粒。
12. 药物组合物，所述药物组合物含有复合物和制药学上可容许的稀释剂或赋形剂， 所述复合物为权利要求6或7中任一项的复合物，且无机颗粒为二氧化硅颗粒。
13. 组合物，所述组合物为含有复合物和制药学上可容许的稀释剂或赋形剂的药物组 合物，且处于腹膜透析液的形态，所述复合物为权利要求6或7中任一项的复合物，且无机 颗粒为二氧化硅颗粒。
14. 药物组合物，所述药物组合物含有复合物和通过口服给药而递送至肠的药物，所 述复合物为权利要求6或7中任一项的复合物，且无机颗粒为二氧化硅颗粒。
15. 复合物的用于制备腹膜透析液的用途，其中，所述复合物为权利要求6或7中任一 项的复合物，且无机颗粒为二氧化硅颗粒。
【文档编号】A61P29/00GK104204082SQ201380017711
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年2月6日 优先权日:2012年2月7日
【发明者】长崎幸夫, 池田丰, 吉富彻, 矢口达也, 山下真代, M.A.霍斯赛恩, 吉成友贵, 植田敦志, 平山晓 申请人:国立大学法人筑波大学, 国立大学法人筑波技术大学