控释系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及控释系统，该控释系统可以以静脉内给药之外的途径进行给药。所述控释系统是针对于被包裹至或掺入或结合至聚合物载体或聚合物构造（诸如胶束、纳米颗粒、微球和其它类型的用于控释的聚合物构造）的活性成分；所述活性成分共价键合至聚合物载体或聚合物构造。所述控释系统可适宜地用于治疗疾病。
【专利说明】控释系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种可经由多种给药途径给药的控释系统。
【背景技术】
[0002]控释系统和纳米颗粒聚合物载体(例如胶束)被认为是用于药物靶向递送的有前景的候选物。这种用于靶向递送的聚合物构造(polymer device)可含有各种各样的生物活性成分，在这些生物活性成分之中例如有疏水性药物。参见W02010/033022，在该参考文献中，公开了一种用于制备受控的控释系统的方法。该参考文献公开了一种将化合物包裹至聚合物载体中以用于活性成分，优选生物活性成分(例如药物)的控释的方法。该方法得到一种用于活性成分的控释，并且特别用于受控的药物递送的系统。
[0003]根据本发明，术语“控释”涵盖所有种类的控释，包括缓慢释放、持续释放和延迟释放。具体地，本发明导致活性成分被包裹或掺入或结合至聚合物载体或聚合物构造(诸如胶束、纳米颗粒、微球、水凝胶和其它类型用于控释的聚合物载体或构造)中；活性成分被键合至这些聚合物构造或载体，且特别是共价键合至这些聚合物构造或载体。
[0004]纳米颗粒载体和控释系统经常经静脉内给药，然而，可取得是也可使用其他有效的给药途径。已经使用了其他的脂质体和胶束给药途径(例如皮下给药、淋巴内(intralympatic)给药)， 然而具有复杂的结果。例如参见Dhanikula等人.Curr DrugDeliv.2005Jan;2(l):35-44 ；Sakakura 等人 Ant1-Cancer Drugs3 (1992), pp.233 - 236 ；Reddy 等人，J.Control Release 105 (2005) 185-198 ；Cai 等人.，J Surg Res147, (2008)247-252 ；Maincent, Pharmac Res9(1992)第 12 卷,Nishioka 和 Yoshino, AdvDrug Del 47(2001)55-64。
[0005]在皮下给药时，纳米载体不直接进入血液。它们进入淋巴毛细管而流入连接位点，或停留在注射位点。一旦纳米颗粒横跨穿过间质组织进入淋巴毛细管，它们将经过淋巴系统，在淋巴系统中它们被淋巴结捕获或继续到达血流。对于停留在注射位点的那些颗粒，会随着时间发生去稳定作用和降解，从而可能释放治疗剂。这种在注射位点处的治疗剂的释放包括提前释放和爆发性释放，由此产生的不稳定颗粒可能具有毒性效果并且可能损害注射位点，从而引起炎症且使患者感到不适。所得到的小分子(分子量小于16K道尔顿)能够经过毛细血管壁中的孔隙，而大颗粒通过淋巴运输。通常并不希望小分子(例如治疗剂)直接进入血流。将药剂封装至纳米颗粒中通常被用于提供治疗剂的慢速或持续地释放。当治疗剂被直接释放至血流中时，是不再可能进行这种持续释放的。当纳米颗粒也被靶向运送至某一具体位点时，而当该纳米颗粒在注射位点降解且只有治疗剂被释放到血液中时，靶向作用也不再存在。
[0006]根据Oussoren 和 Storm (Adv Drug Del Rev50 (2001) 143-156),皮下给药时，尺寸是影响皮下给药的淋巴吸收和淋巴结摄取的决定性因素。通常，其他因素(例如脂质组成、电荷、脂质体表面存在的亲水性PEG-包衣)可能对皮下给药的脂质体的淋巴吸收和淋巴结摄取产生影响，但是现有技术中显示的结果是非常复杂的，并且常常是彼此矛盾的。已经发现，区域淋巴结摄取约I~2%的注射剂量。对于小的(0.1 μ m)、中性的脂质体，淋巴吸收的程度能达到70%的注射剂量的水平。但是，需要考虑的是，即使在注射了平均尺寸较小的脂质体分散液后，还是有相当一部分的注射剂量停留在注射位点。还示出了注射的解剖位点在皮下注射之后对摄取具有较大的影响(Oussoren2001, Adv.Drug Del Rev 50pl43_156)。在注射入肋腹(flank)后，脂质体大部分(约95%)停留在注射位点，而注射入脚部，则从注射位点摄取约40%的注射剂量。另外，进入淋巴结的摄取，在肋腹处的注射(少于0.1%)显著低于在脚的背部或脚背的注射(约0.5~0.8%)。间质组织中的压力被认为是决定从注射位点摄取脂质体的重要因素。在大鼠中，脚部的间质空间比肋腹的疏松组织小。注射入脚部可能由于有限的空间而引起脚内的局部间质压力升高，从而导致注射的脂质体的摄取增加。不幸的是，脚部不是皮下注射的首选注射位点。
[0007]因而，需要一种可不通过静脉内给药的控释系统，例如纳米颗粒和胶束。优选地，这些微粒易于被淋巴系统摄取，并且随后被淋巴结摄取和/或者进入血流。优选地，纳米颗粒在给药位点保持稳定，并且不发生使得治疗剂或活性剂释放的降解。还需要的是，具有控释颗粒，该控释颗粒可携带不同的活性剂且不会对控释颗粒的摄取和/或稳定性产生影响。优选地，控释颗粒可包括接头(linker)(例如可降解的接头)，使得共价包裹的活性剂可以在所需的位点或所需的时间释放。优选地，控释颗粒可以和不同的接头相容，且不会对控释颗粒的摄取和/或稳定性产生影响。
[0008]W02010/033022的控释系统都是静脉内给药。这些颗粒表现出在血液循环中较长的循环时间，而且由于药物经由可生物降解的键被共价键合至颗粒，因此它们表现出包含治疗水平的持续血浆水平。
[0009]令人惊奇的是，已经发现，当以不是静脉内给药的途径给药时，W02010/033022的控释系统也具有良好的效果。
【发明内容】
[0010]本发明涉及`一种将控释系统给药至生物体的方法，其中，所述给药不是静脉内给药。此外，本发明涉及控释系统在将活性成分给药至生物体中的应用，其中，所述给药不是静脉内给药。此外，本发明涉及一种用于治疗疾病的控释系统，其中，所述控释系统不是经静脉内给药的。这种控释系统为如W02010/033022中所述的系统。
【具体实施方式】
[0011]W02010/033022中提供了一种制备控释系统的方法，其中，在水性环境中活性成分(例如药物分子)首先被非共价地包裹在聚合物相中，并且特别是包裹在富聚合物相中，并且随后被连接至3D聚合物网状物中。
[0012]W02010/033022的控释系统适用于除了静脉内给药之外的给药。因此，本发明的一个方面涉及一种将控释系统给药至生物体的方法，其中，所述给药不是静脉内给药，其中，所述控释系统通过以下步骤获得:
[0013](i)混合含有反应性部分的活性成分与含有聚合物链的水性溶液或分散液，所述聚合物链含有能够与所述活性成分的反应性部分发生反应的至少一个反应性部分，所述聚合物链能够进一步发生分子内交联或分子间交联；以及[0014](ii)在一条件下使该混合物发生形成聚合物基体的交联，该条件使得在形成所述聚合物基体的同时，所述活性成分被包裹在该聚合物基体中且优选地被共价地包裹在该聚合物基体中。
[0015]因此，本发明的另一方面涉及控释系统在将活性成分给药至生物体中的应用，其中，所述给药不是静脉内给药，并且其中，所述控释系统通过以下步骤获得:
[0016](i)混合含有反应性部分的活性成分与含有聚合物链的水性溶液或分散液，所述聚合物链含有能够与所述活性成分的反应性部分发生反应的至少一个反应性部分，所述聚合物链能够进一步发生分子内交联或分子间交联；以及
[0017](ii)在一条件下使该混合物发生形成聚合物基体的交联，该条件使得在形成所述聚合物基体的同时，所述活性成分被包裹在该聚合物基体中且优选地被共价地包裹在该聚合物基体中。
[0018]因此，本发明的又一方面涉及一种用于疾病治疗的控释系统，其中，所述控释系统不是静脉内给药的，并且其中，所述控释系统通过以下步骤获得:
[0019](i)混合含有反应性部分的活性成分与含有聚合物链的水性溶液或分散液，所述聚合物链含有能够与所述活性成分的反应性部分发生反应至少一个反应性部分，所述聚合物链能够进一步发生分子内交联或分子间交联；以及
[0020](ii)在一条件下使该混合物发生形成聚合物基体的交联，该条件使得在形成所述聚合物基体的同时，所述活性成分被包裹在该聚合物基体中且优选地被共价地包裹在该聚合物基体中。
[0021]因此，本发明的又一方面涉及通过将控释系统给药至生物体的疾病的治疗，其中所述控释系统不是经静脉内给药的，并且其中，所述控释系统通过以下步骤获得:
[0022](i)混合含有反应性部分的活性成分与含有聚合物链的水性溶液或分散液，所述聚合物链含有能够与所述活性成分的反应性部分发生反应至少一个反应性部分，所述聚合物链能够进一步发生分子内交联或分子间交联；以及
[0023](ii)在一条件下使该混合物发生形成聚合物基体的交联，该条件使得在形成所述聚合物基体的同时，所述活性成分被包裹在该聚合物基体中且优选地被共价地包裹在该聚合物基体中。
[0024]在本发明中，活性成分和活性分子可交换使用，并且表示具有特定活性(例如治疗性、预防性(例如疫苗接种)、增强性(contrasting)、成像性、发光性、放射性)的药剂。应该理解的是，活性分子为药物分子，因此它不仅有治疗性，还有其他活性。
[0025]在步骤(i)中，优选地，聚合物链在水相中彼此相互作用(参见下文)，形成聚合物子相。也就是说，产生相对的富聚合物链的相和相对的贫聚合物链的相。在最佳模式中，活性成分优选地存在于富聚合物链的相中。基于活性成分和聚合物链之间的物理相互作用，在富聚合物链的子相中产生活性成分的子位置。
[0026]在步骤(i )中，活性成分与聚合物链不形成共价连接物。只有在交联步骤(i i )中，活性成分才与聚合物链共同形成3D网状物。
[0027]在聚合物交联形成聚合物载体或聚合物构造的同时，活性成分共价键合至聚合物载体。使用W02010/033022的方法形成的交联的活性成分-聚合物连接物比非交联的聚合物颗粒呈现出较高的热动力稳定性。此外，由于被包裹的药物分子共价键合至聚合物载体，从而防止了该被包裹的药物分子的快速释放。
[0028]W02010/033022的方法不需要活性成分(例如药物分子)与单个聚合物链过早地直接结合，从而保留了所使用的聚合物的起始性质，比如热敏性和/或载药胶束的易形成性。固定类型的聚合物(例如热敏可生物降解的嵌段共聚物)的使用提供了广泛适用的平台技术，该技术可以快速且容易地改变/优化载有活性成分构造的组成。
[0029]这种方法可应用至与聚合物链产生非共价键相互作用的所有活性成分，该聚合物链在交联后能够形成聚合物载体。在水相中，优选地，聚合物链(交联步骤之前)集合在特定结构中，或至少在富聚合物链的区域中；并且活性成分定位在这些集合之中。所有类型的物理相互作用都是可能的(参见下文)，但在优选的实施方式中，活性成分是相当疏水的，或者至少是非亲水的。
[0030]唯一的进一步需求是，活性成分含有(或能够经反应性取代基改性)能够与聚合物链的形成聚合物构造或载体的基础的部分发生反应的部分。 [0031 ] 由于活性成分(例如药物分子)被共价包裹在载体的核(例如胶束核)中，活性成分将受益于交联载体在体内的长时间循环，并且因此导致在预想的组织(例如，肿瘤、感染位点、器官或关节)中具有提高的活性成分浓度。
[0032]此外，通过W02010/033022的方法制备的产品可以通过将其冷冻干燥而获得长期产品稳定性。例如，根据W02010/033022的方法制备的载有活性成分的胶束可以很容易地被冷冻干燥并且随后再悬浮而不损失形态；作为干燥粉末，载有活性成分的胶束能够获得长保质期。
[0033]因此，通过W02010/033022的方法获得的产品包括在水性环境中活性(药物)分子在聚合物载体中的非共价包裹，从而聚合物载体的聚合物链包含至少一种反应性部分。该非共价包裹之后，进行在可选地(但通常)改性的活性(药物)分子和聚合物链之间的交联反应，从而形成相互交织的网状物。
[0034]所得到的载有活性成分的聚合物构造(例如胶束)不显示出活性成分的过早释放，而被证实具有长时间的循环。因此，导致在预想的组织(例如肿瘤、感染位点、器官或关节)中加强的积累。还发现在本发明及其实施方式的方法中使用的控释系统具有提高的稳定性，这就导致该控释系统在给药位点保持较长时间的完整性。
[0035]当活性成分经由可降解的接头被包裹时，确保了治疗活性化合物的恒定释放。活性(药物)分子从载体的控释是在如下文解释和详述的生理学条件下，或通过局部环境触发或外部刺激下，通过活性成分(例如药物分子)与聚合物载体之间(优选的可降解的)的接头或连接基团的裂解而完成的。可在W02012/039602中发现可降解的接头的合适的实例，该文献通过引用而并入本文。
[0036]可通过以下通式示例出这种接头:
[0037]HOQ- (CnH2n) -S (R1) (R2) - (CmH2m) -CH2-A,
[0038]其中，η和m是O~20的整数，且优选是I~10的整数；在优选的实施方式中，η是I~5的整数，更优选是I~3的整数；并且m是I~7的整数，更优选是I~5的整数；
[0039]其中，R1和R2彼此独立地选自孤电子对、诸如=0的氧部分、诸如=N-Rx的氮部分，其中Rx为同类(homogenous group)的原子或不同类(heterogeneous group)的原子，并且
[0040]优选地，Rx独立地是:直链或支链的C1~C6烷基、直链或支链C1~C6烯基，所述烷基或烯基可选地被一个或多个卤素基团、羟基、氨基或经取代的氨基、羧酸基、硝基或氰基取代；或者，芳基，并且优选地是可选地被一个或多个在所述烷基和烯基中提到的取代基所取代的苯基；或者，卤素基团、羟基、氨基或经取代的氨基(取代基为一个或两个(^~(:3烷基)、羧酸基、硝基或氰基；
[0041]其中，A是连接部分；并且
[0042]其中，Q是直连键(direct bond)、C=0、C=NH或C=NRp基团，其中Rp为C1~C3烷基；在该分子式中，HO-Q基团能够被HR9N-Q基团替代，其中R9可以是氢原子或C1~C3烷基。
[0043]在以下优选的接头分子式中，HO-Q基团为羧酸基，而且连接部分A为可聚合的甲基丙烯酸酯，该部分还将示例在下文的工作实例中:
[0044]
【权利要求】
1.一种将控释系统给药至生物体的方法，其中，所述给药不是静脉内给药，其中，所述控释系统通过以下步骤获得: (i)混合含有反应性部分的活性成分与含有聚合物链的水性溶液或分散液，所述聚合物链含有能够与所述活性成分的反应性部分发生反应的至少一个反应性部分，所述聚合物链能够进一步发生分子内交联或分子间交联；以及 (ii)在以下条件下使该混合物发生形成聚合物基体的交联:使得在形成所述聚合物基体的同时，所述活性成分被包裹在该聚合物基体中且优选地被共价地包裹在该聚合物基体中。
2.控释系统在将活性成分给药至生物体中的应用，其中，所述给药不是静脉内给药，并且其中，所述控释系统通过以下步骤获得: (i)混合含有反应性部分的活性成分与含有聚合物链的水性溶液或分散液，所述聚合物链含有能够与所述活性成分的反应性部分发生反应的至少一个反应性部分，所述聚合物链能够进一步发生分子内交联或分子间交联；以及 (ii)在以下条件下使该混合物发生形成聚合物基体的交联:使得在形成所述聚合物基体的同时，所述活性成分被包裹在该聚合物基体中且优选地被共价地包裹在该聚合物基体中。
3.一种用于疾病治疗的控释系统，其中，所述控释系统不是经静脉内给药的，并且其中，所述控释系统通过以 下步骤获得: (i )混合含有反应性部分的活性成分与含有聚合物链的水性溶液或分散液，所述聚合物链含有能够与所述活性成分的反应性部分发生反应的至少一个反应性部分，所述聚合物链能够进一步发生分子内交联或分子间交联；以及 (ii)在以下条件下使该混合物发生形成聚合物基体的交联:使得在形成所述聚合物基体的同时，所述活性成分被包裹在该聚合物基体中且优选地被共价地包裹在该聚合物基体中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法、应用或控释系统，其中，步骤(i)中的所述聚合物链在连续的水相中形成富聚合物链的相。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法、应用或控释系统，其中，所述活性成分以相对于所述水相更高的浓度存在于聚合物相中，而且优选地，所述活性成分主要存在于所述聚合物相中。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法、应用或控释系统，其中，所述聚合物链为热敏性聚合物链。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法、应用或控释系统，其中，所述活性成分在水性环境中混合，其中，另外，未交联的聚合物链初始存在于低于低临界溶解温度(LCST)的温度下，此后，在高于LCST的温度下实施步骤(ii);或者未交联的聚合物链初始存在于低于临界胶束形成温度(CMT)的温度下，此后，在高于CMT的温度下实施步骤(ii)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法、应用或控释系统，其中，所述热敏性聚合物链选自基于N-羟烷基-(甲基)丙烯酰胺或N-(甲基)丙烯酰基氨基酸的疏水改性酯的(共)聚合物。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法、应用或控释系统，其中，所述聚合物链含有能被甲基丙烯酸酯化的官能团，例如N-羟烷基甲基丙烯酰胺-低聚乳酸酯的(共)聚合物，该N-羟烷基甲基丙烯酰胺-低聚乳酸酯包括HPMAm (羟丙基甲基丙烯酰胺)或HEMAm (羟乙基甲基丙烯酰胺)的(低聚)乳酸酯。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法、应用或控释系统，其中，热敏性聚合物链还包括源自N-异丙基丙烯酰胺和/或烷基-2-噁唑啉的单体。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法、应用或控释系统，使用基于所述热敏性聚合物的形成胶束、水凝胶微粒和/或包衣的聚合物。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法、应用或控释系统，其为与PEG的二嵌段共聚物或三嵌段共聚物。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法、应用或控释系统，其中，所述控释系统具有小于IOOnm,并且优选在30nm~90nm之间的流体动力学直径。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法、应用或控释系统，其中，所述控释系统具有中性的表面电荷。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法、应用或控释系统，其中，所述活性成分为药物分子、肽、蛋白质、显像剂、遗传物质或这些化合物的组合。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法、应用或控释系统，其中，所述聚合物链和所述活性成分含有可聚合的部分，特别是含有可自由基聚合的部分。
17.根据前述权利要求中任一项所述的方法、应用或控释系统，其中，所述可聚合的部分，特别是可自由基聚合的部分包括末端双键，且优选包括乙烯基、(甲基)丙烯酸酯基、(甲基)丙烯酰胺基；或者所述可聚合的部分，特别是可自由基聚合的部分是不饱和化合物，且优选是含有碳碳双键的线性链。
18.根据前述权利要求中任一项所述的方法、应用或控释系统，其中，所述可聚合的部分经由可降解的键与所述活性成分结合。
19.根据前述权利要求中任一项所述的方法、应用或控释系统，其中，所述可聚合的部分经由HOQ- (CnH2n) -S (R1) (R2) - (CmH2m) -CH2-A与所述活性成分结合， 其中，η和m是O~20的整数，且优选是I~10的整数；在优选的实施方式中，η是I~5的整数，更优选是I~3的整数；并且m是I~7的整数，更优选是I~5的整数； 其中，R1和R2彼此独立地选自孤电子对、诸如=0的氧部分、诸如=N-Rx的氮部分，其中Rx为同类的原子或不同类的原子，并且 优选地，Rx独立地是:直链或支链的C1~C6烷基，直链或支链C1~C6烯基，所述烷基或烯基可选地被一个或多个卤素基团、羟基、氨基或经取代的氨基、羧酸基、硝基或氰基取代；或者，芳基，并且优选地是可选地被一个或多个在所述烷基和烯基中提到的取代基所取代的苯基；或者，卤素基团、羟基、氣基或经取代的氣基(取代基为一个或两个C1~C3烷基)、羧酸基、硝基或氰基； 其中，A是连接部分；并且 其中，Q是直连键、C=O、C=NH或C=NRp基团，其中Rp为C1~C3烷基；在该式中，HO-Q基团能够被HR9N-Q基团替代，其中R9是氢原子或C1~C3烷基。
20.根据前述权利要求中任一项所述的方法、应用或控释系统，其中，所述控释系统包括靶向配体。
21.根据前述权利要求中任一项所述的方法、应用或控释系统，其中，所述控释系统经由以下途径给药，所述途径选自由肠内给药或肠溶给药、经皮途径给药或经粘膜途径给药、肠胃外给药、直肠给药、舌下(在舌下)给药和唇下给药或口腔(在脸颊和牙龈/齿龈之间)给药、口服给药、硬脑膜外(同义词:硬膜外)(注射或输注到硬膜外腔)给药、脑内(进入大脑)给药、脑室内(进入脑室)给药、上表皮(施加在皮肤上)给药、身体局部给药、真皮内(进入皮肤本身)给药、皮下(在皮肤下)给药、经鼻给药(通过鼻子)给药、耳内(在耳内)给药、肌肉内(进入肌肉)给药、心内(进入心脏)给药、经肺给药、关节内给药、皮内给药、骨内输注(进入骨髓)给药、鞘内(进入脊椎管)给药、腹膜内(输注或注射到腹膜内，及腹膜内透析)给药、膀胱内(输注进入膀胱)给药、玻璃体内(通过眼睛)给药、海绵窦内(进入阴茎的基部)给药、阴道内(进入阴道)给药、子宫内(进入子宫)给药以及在子宫内膜和胎膜之间的羊膜腔外给药所组成的组。
22.根据前述权利要求中任一项所述的方法、应用或控释系统，其中，所述疾病选自由癌症、感染、眼科疾病、病毒感染、细菌感染、真菌感染、支原体感染、寄生虫感染、炎症、皮肤病、心血管疾病、中 枢神经系统疾病、自身免疫性疾病、±1生性疾病、关节炎、精神性疾病、银屑病、糖尿病、代谢性疾病、肺病、呼吸系统疾病、肺部疾病、COPD、肌骨骼系统疾病、肺气肿、水肿、痴呆症和内分泌疾病所组成的组。
23.根据前述权利要求中任一项所述的方法、应用或控释系统，其中，所述控释系统用于麻醉剂的递送，或用于治疗性或预防性的疫苗接种。
24.根据前述权利要求中任一项所述的方法、应用或控释系统，其中，所述生物体选自由脊椎动物、哺乳动物和人类所组成的组。
【文档编号】A61K47/34GK103764172SQ201280042106
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2012年6月26日 优先权日:2011年6月27日
【发明者】克里斯蒂安娜·约翰娜·费迪南·赖肯, 马丁·斯蒂赫特尔, 约瑟夫斯·约翰纳斯·玛丽亚·霍尔特浩斯 申请人:科里斯塔鲁传送有限公司