. (2012)Macromol. Chem. Phys. 213:2536 -40]，在无水、密闭和黑暗的条件下，使用丙烯酸（AA)、作为引发剂（I)的A-CPA以及作为 链转移剂（CTA)的CPA-DB，通过RAFT聚合作用合成聚丙烯酸（图1A)。为了扩大规模，大 体的反应条件如下：将AA(0. 95ml, 13. 8mmol)加入直火烘干的的5ml棕色安瓿瓶，上述安 瓿瓶内置有一个跳动的磁体，向上述安瓿瓶中加入溶于2. 9ml氮吹甲醇的CPA-DB(5. 3mg， 19x l(T3mmol)，随后加入溶于 0.7ml 氮吹甲醇的 A_CPA(1.3mg，4.63x l(T3mmol)。在加完 每个试剂后，向所述反应混合物中鼓泡通入几分钟氮气以预防流入氧气。在末次氮吹之 后，将上述反应安瓿瓶进行火烧密封，置于60°C油浴中以引发聚合反应，并使其搅拌48小 时。在反应完成时，打破安瓿瓶的颈部以将反应物暴露于空气中并且将上述溶液置于冰 中冷却以终止聚合反应。用0.0 lM的NaOH稀释溶液，用去离子水透析3天，每天更换两 次水，并且随后冻干以得到白色的蜡状粉末。表征结果：? NMR(IN0VA400MHz，D20, ppm): δ I. 5-2. 0 (pAA-CH2-)、δ 2· 25-2. 75 (pAA-CH-)。
[0064] 结果和讨论：上述反应规模相对于之前的报道[Pelet (20120}]线性增加了~I. 6 倍，以允许初步分析产品规模化制造过程中的潜在挑战。大体来说，如表1中所示，针对每 个反应将维持其总反应体积（4. 6mL)恒定，与此同时改变AA、I和CTA的摩尔比以产生不同 长度的PAA主链。将[I] : [CTA]的比值恒定维持在0. 25与此同时改变[AA] : [CTA]的比值 以实现所示分子量。针对每个理论Mn值合成了几批pAA，并且如果实验Mn值在所需的理 论Mn值的5%误差范围内，则认为反应是可接受的。一般来说，使用来自表1的比值产生的 pAA始终具有在实验误差范围内的相同的Mn值。
[0065] 为了得到分子量大于Mn 100, 000并且具有可接受的Η)Ι(优选彡1.35)的pAA 主链，需要AA的浓度大于3M以避免偏离上述理论Mn值。为了得到甚至更高的分子量 (Mn200, 000或更高）并具有较窄的ΗΠ 的pAA主链，可能需要甚至更高的单体浓度并随之 修改反应条件。
[0066] 表1中AA的RAFT聚合反应是在甲醇中于60°C同时在密闭、无氧条件下将 [I] : [CTA]维持在0. 25并改变[AA]以及[AA] : [CTA]进行的。此表提供了所示pAA聚合物 的理论Mn值和样品的实验Mn值以及Η)Ι。通过GPC测定实验Mn值和PDI值。
[0067] 表 1
[0068] 合成的pAA的分子量
[0069]
【主权项】
1. 一种赋予生物组织适当水平的润滑性的方法，所述方法包括将所述生物组织与足量 的组合物接触，以赋予适当的润滑性，所述组合物包括 具有PAA主链的接枝刷型共聚物，或 包含（i)聚阴离子主链，所述聚阴离子主链的多分散指数范围从1.0至约1.5,并且分 子量范围从约50kDa至约200kDa，（ii)刷段，所述刷段的分子量范围从约IkDa至约20kDa， 以及（iii) 一种或多种官能化的端基的接枝刷型共聚物。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中通过注射、输注、植入、涂布或喷涂进行接触。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中所述生物组织选自关节和软骨。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中所述生物组织是关节。
5. 根据权利要求4所述的方法，其中所述关节是损伤的关节或患关节炎的关节。
6. 根据权利要求4所述的方法，其中所述生物组织是眼、鼻、腱、腱囊或阴道组织。
7. 根据权利要求1所述的方法，其中所述接枝刷型共聚物是接枝至聚乙二醇刷段的聚 丙烯酸主链，其中所述聚丙烯酸主链的大小为至少50kDa并且每个所述聚乙二醇刷段的大 小为至少IkDa或者其中所述聚丙烯酸主链的大小为至少60kDa并且每个所述聚乙二醇刷 段的大小为至少2kDa。
8. 根据权利要求7所述的方法，其中所述聚丙烯酸主链的大小为至少IOOkDa并且每个 所述聚乙二醇刷段的大小为至少5kDa。
9. 根据权利要求7所述的方法，其中所述聚丙烯酸主链的大小为至少140kDa并且每个 所述聚乙二醇刷段的大小为至少10kDa。
10. 根据权利要求1所述的方法，其中所述聚合物是聚丙烯酸-接枝-聚乙二醇刷型聚 合物或具有聚乙二醇、葡聚糖、另一多糖或多元醇的刷段的PAA主链。
11. 一种治疗骨关节炎的方法，所述方法包括向患者患关节炎的或损伤的关节施用治 疗有效量的 具有PAA主链的接枝刷型共聚物，或 包含（i)聚阴离子主链，所述聚阴离子主链的多分散指数范围从1.0至约1.5,并且分 子量范围从约50kDa至约200kDa，（ii)刷段，所述刷段的分子量范围从约IkDa至约20kDa， 以及（iii) 一种或多种官能化的端基的接枝刷型共聚物。
12. 根据权利要求11所述的方法，所述方法包括向所述关节同时或依次施用透明质 酸。
13. 根据权利要求11所述的方法，其中通过注射或输注进行施用。
14. 根据权利要求11所述的方法，其中所述聚阴离子主链是聚丙烯酸。
15. 根据权利要求14所述的方法，其中所述聚丙烯酸的分子量选自下组：约50kDa、约 75kDa、约 lOOkDa、约 125kDa 和约 150kDa。
16. 根据权利要求11所述的方法，其中所述刷段是聚乙二醇或葡聚糖、另一多糖或多 元醇。
17. 根据权利要求16所述的方法，其中所述刷段是聚乙二醇。
18. 根据权利要求17所述的方法，其中所述聚乙二醇的分子量选自下组：约lkDaj々 2kDa、约 5kDa 或约 10kDa。
19. 根据权利要求11所述的方法，其中所述官能化的端基是硫醇基。
20. 根据权利要求19所述的方法，其中软骨结合域通过所述硫醇基连接至所述聚合 物。
21. 根据权利要求11所述的方法，其中所述共聚物是聚丙烯酸-接枝-聚乙二醇刷型 聚合物或具有聚乙二醇、葡聚糖、另一多糖或多元醇的刷段的PAA主链。
22. -种接枝刷型聚合物，所述聚合物包括（i)聚阴离子主链，所述聚阴离子主链的多 分散指数范围从I. 0至约1. 5并且分子量范围从约50kDa至约200kDa，（ii)刷段，所述刷 段的分子量范围从约IkDa至约20kDa，以及（iii) 一种或多种官能化的端基。
23. 根据权利要求22所述的聚合物，其中所述聚阴离子主链是聚丙烯酸。
24. 根据权利要求23所述的聚合物，其中所述聚丙烯酸的分子量选自下组：约50kDa、 约 75kDa、约 lOOkDa、约 125kDa 和约 150kDa。
25. 根据权利要求22所述的聚合物，其中所述刷段是聚乙二醇、葡聚糖、另一多糖或多 元醇。
26. 根据权利要求25所述的聚合物，其中所述刷段是聚乙二醇。
27. 根据权利要求16所述的聚合物，其中所述聚乙二醇的分子量选自下组：约IkDaJt 2kDa、约 5kDa 或约 10kDa。
28. 根据权利要求22所述的聚合物，其中所述官能化的端基是硫醇基。
29. 根据权利要求23所述的聚合物，其中所述刷段是聚乙二醇、葡聚糖、另一多糖或多 元醇。
30. 根据权利要求29所述的聚合物，其中所述刷段是聚乙二醇。
31. 根据权利要求29所述的聚合物，其中所述官能化的端基是硫醇基。
32. 根据权利要求28或31所述的聚合物，其中软骨结合域通过所述硫醇基连接至所述 聚合物。
33. 根据权利要求32所述的聚合物，其中所述软骨结合域是选自下组的肽部分： TKKTLRT、SQNPVQP、WYRGRL、SYIRIADTN 和 CQDSETRFY。
34. 根据权利要求22所述的聚合物，其中所述接枝刷型共聚物进一步包括至少一种能 将所述接枝刷型共聚物结合至生物组织的结合剂。
35. 根据权利要求34所述的聚合物，其中所述结合剂是疏水烷烃链或甾醇。
36. -种药物组合物，所述药物组合物包括权利要求22至35任意一项所述的接枝刷型 共聚物以及药学上可接受的载体。
【专利摘要】本发明涉及针对生物组织，特别是关节和软骨表面的润滑方法，以及使用高分子量的亲水性聚合物刷治疗骨关节炎的方法，所述聚合物刷模拟润滑素的结构和活性。这些合成的润滑素类似物聚合物刷(本申请中称为接枝刷型聚合物)，包括接枝有聚乙二醇的聚丙烯酸主链。
【IPC分类】A61P19-02, A61K47-30
【公开号】CN104870020
【申请号】CN201380065766
【发明人】D·普特南, 陈明智, K·J·萨马鲁, L·J·博纳塞尔
【申请人】康奈尔大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2013年10月18日
【公告号】EP2908861A1, US20150275118, WO2014063102A1