專利名稱：多糖凝膠組合物及持續遞送藥物的方法
技術領域：
本文總體而言公開了用于美容及醫療用途且具有持續釋放性質的生物相容多糖 凝膠組合物和使用該組合物的產品及使用及制造該組合物的有關方法。
背景技術：
多糖是較復雜的糖類。它們是由許多單糖通過糖苷鍵連接在一起而形成的聚 合物。因此，多糖是大的、經常帶有支鏈的大分子。多糖填充劑——尤其是透明質酸填充 劑——已用于美容及醫療應用方面。這類填充劑被用于例如軟組織擴增。透明質酸存在于胞外空間，由于其具有獨特的可延展物理性質及極好的生物相容 性，因此可起到空間填充、結構穩定及細胞保護分子的作用。透明質酸基質極富粘彈性，同 時保有高水合程度。皮膚中水含量與真皮組織中透明質酸的水平之間存在密切關聯。當人 皮膚老化時，已知在透明質酸含量和新陳代謝方面均有變化。由于這些變化，皮膚在力學性 質方面會有明顯劣化。似乎年輕的皮膚與胞間基質中存在強大的透明質酸網絡有關。透明質酸(也稱玻璃質酸或透明質酸鹽)是一種遍布于結締組織、上皮組織和神 經組織中的非硫酸化的糖胺聚糖。它是胞外基質的主要組分之一，對于細胞增殖和遷移有 重要作用，還可能與某些惡性腫瘤的發展有關。一般70-kg的人在其體內含有大約15g透 明質酸，其中有三分之一每天都要發生轉換(被降解及合成)。透明質酸天然存在于機體內的多種組織中，例如皮膚、軟骨及玻璃體液中。因而 透明質酸非常適合用于靶向這些組織的生物醫學應用中。最早的透明質酸生物醫學產品 Healon 開發于二十世紀七十年代和八十年代，并被批準在眼外科手術(即角膜移植、白 內障手術、青光眼手術及修復視網膜脫落的手術)中使用。透明質酸也被用于治療膝蓋的骨關節炎。這類治療被稱為粘液補充 (viscosupplementation)，是通過注射方法給藥至膝關節中，被認為可補充關節流體的粘 度，從而潤滑關節、緩沖關節，并產生止痛的效果。還有人認為透明質酸對軟骨細胞具有積 極的生物化學作用。但一些安慰劑對照研究對透明質酸注射的有效性提出了質疑，透明質 酸主要被建議用作替代外科手術的不得已的選擇。已有建議將透明質酸口服應用。目前， 一些初步臨床研究表明，透明質酸的口服給藥對于骨關節炎具有積極的效果。由于透明質酸的高生物相容性以及其通常存在于組織的胞外基質中，透明質酸還 作為一種生物材料支架在組織工程研究中得到普遍采用。在一些癌癥中，透明質酸水平與 惡性腫瘤及較差的預后有很強的關聯。因而透明質酸常被用作前列腺癌和乳腺癌的腫瘤標 識。其也可用于監控疾病的發展。透明質酸也可手術后使用以誘發組織愈合，尤其是在白內障手術后。目前的傷口愈合模型提出，較大的透明質酸聚合物分子會出現在愈合早期，以 在機體上為介導免疫應答的白細胞制造空間。透明質酸或皮質類固醇的治療用途是已知的。因此，治療和美容用透明質酸(也 稱透明質多糖(hyaluronan)和透明質酸鈉)制劑是已知的。由于透明質酸在體內以聚陰 離子而非質子酸形式存在，因而其最常被稱為透明質多糖。美國專利4，636，524,4713, 448、 5，009，013和5，143，724公開了具體的透明質多糖或透明質酸及其制備方法。另外，在關節 內使用透明質酸(即，作為粘性補充劑)或抗炎類固醇是已知的。參見例如Kopp S. et al., The short-term effect of intra—articular injections ofsodium hyaluronate and corticosteroid on temporomandibular joint painand dysfunction,J Oral Maxillofac Surg 1985Jun ；43 (6) :429_35 ；Grecomoro G.，et al.，Intra-articular treatment with sodium hyaluronatein gonarthrosis :a controlled clinical trialversus placebo, Pharmatherapeutica. 1987 ；5 (2) : 137-41 ；Adams Μ.，An analysis of clinical studies of the use of crosslinked hyaluronan,hylan,in the treatment of osteoarthritis, J Rheumatol Supp 1. 1993August ；39 :16_8 ；以及 Jones，A. et al.，Intra-articular hyaluronic acid compared to intra-articular triamcinolone hexacetonide in inflammatory kneeosteoarthritis，Osteoarthritis Cartilage. 1995December ；3 (4) 269-7。市售的透明質酸制劑包括JuVedermTM(Allergm)，其為一種由交聯的透明質酸構 成的可注射的皮膚填充劑。還已知的有Orthovisc (Anika) .Durolane (Smith&Nephew)、 Hyalgan (Sanofi) Λ Hylastan (Genzyme) Λ Supartz (Se ikagaku/ Smith&Nephew)、Synvisc (Genzyme) Euflexxa (Ferring)，它們都被用作治療骨關 節炎性關節疼痛的可注射(關節內)透明質酸粘度補充劑，它們具有不同的透明質酸交聯 度和不同的分子量。含高分子量透明質酸和一種或多種活性劑的治療用或美容用組合物已被公開。 參見，例如流水號為 11/039，192、11/695，527、11/742，350,10/ % 6，764、11/354，415 和 11/741,366的美國專利申請。某些皮質類固醇(例如去炎松(triamcinolone))可具有抗炎性質。因此，關節 內皮質類固醇已被用于治療多種關節疾病。參見，例如ZulianF.，et al.，triamcinolone acetonide and hexacetonide intra-articular treatment of symmetrical joints in juvenile idiopathic arthritis :a double-blind trial,Rheum 2004 ；43 1288-1291(iJ 用 2mg 至 80mg 去炎松羧丙酮(triamcinolone acetonide))；以及 Hertzberger-ten Cate R. et al. , Intra-articular steroids in pauciarticular juvenile chronic arthritis, type I,Eur J Ped 1991 ; 150 :170-172 (關節內使用 20mg 去炎松來治療幼年型 關節炎)。去炎松已用來治療關節僵硬(Clark D. et al. ,The influenceof triamcinolone acetonide on joint stiffness in the rat, J Bone Joint Surg Am 1971 ；53 1409-144)。另外，在患者可通過使用口服類固醇治療急性病癥前，一直使用肌內類固醇，例 如哮喘(Mancinelli L et al.，Intramuscular high-dose triamcinolone acetonide in the treatment of severe chronic asthma, West J Med November 1997:167(5)；322-329 [每日向患者給予最多360mg去炎松，給藥持續3天])。皮下及真皮內給予類固醇 并非優選的給藥途徑，因為可能導致真皮萎縮。肌內注射給藥時，可通過在深層近臀肌區域 進行注射及防止類固醇制劑泄露到真皮中來降低由類固醇造成的真皮萎縮的風險。遺憾的是，外周使用的已知粘性制劑及已知皮質類固醇制劑存在明顯的缺點和缺 陷。例如，治療外周病癥時可能需要多次(五次或更多次)外周給予透明質酸。另外，去 炎松的皮質類固醇水性制劑可能會從外周給藥位點快速清除(擴散掉和/或通過一種或 多種主動運輸機制除去)。快速清除就需要頻繁地重復給藥(重新給藥)以提供有效的治 療。另外，治療用皮質類固醇由于其水溶性低，經常以較大的不規則形狀晶體(顆粒)的水 性懸浮液形式給藥。以所述類固醇顆粒給藥時可能會引起炎性應答。這可能是由于給藥 位點的巨噬細胞不能(通過吞噬作用)除去具有較大形態和不規則幾何形狀的類固醇顆 粒而造成的。事實上，這類顆粒可能對巨噬細胞有毒性并導致細胞死亡。巨噬細胞的死亡 又會導致可引起急性和慢性炎癥的促炎細胞因子的釋放。由顆粒引起的毒性的臨床實例 包括痛風性關節炎，其中5-20微米的尿酸鹽晶體可導致關節炎。參見，例如Helliwell P， Use of an objective measure of articular stiffness to record changes in finger joints after intra—articular injection of corticosteroid, Ann Rheum Dis 1997 ； 56 71-73 (關節內皮質類固醇注射可能導致晶體滑膜炎)。因此，已知巨噬細胞在吞噬導致炎性應答的尿酸鹽晶體時會受到損傷。值得注意 的是，用降低巨噬細胞活性的藥物例如秋水仙堿治療的患者，其關節炎有顯著的改善。對 巨噬細胞有損傷的形狀不規則的較大晶體在關節沉積的另一臨床實例為假性痛風。此處， 關節炎癥是由于脫水焦磷酸鈣在患有甲狀旁腺功能亢進的患者體內沉積造成的。與注入 藥物顆粒相關的關節炎癥的一個實例為晶體引發的滑膜炎，其中1-2%的關節內注射過 Lederspan, Kenalog或其它皮質類固醇儲庫制劑(cbpotformulation)的患者在注射之后 關節炎癥會力口重(McCarty D. , et al. , Inflammatory reaction after intrasynovial injection of microcrystalline adrenocorticosteroid esters, Arthritis and Rheumatism, 7 (4) ；359-367 (1964))(關節內注射皮質類固醇可能引起無菌性炎癥，也稱為 注射后紅月中(post-injection flare))。也可參見 Selvi E. et al. ，Arthritis induced by corticosteroid crystals, J Rheumatology2004 ；31 3( ^ A τι Μ 4 ；mg MSIf^i 炎松己酸酯(triamcinolone hexaacetonide)詒療的骨關節炎患者由于注射了去炎松晶體 而引發了急性關節炎)。這些制劑中的顆粒平均超過10微米并具有不規則形狀，與痛風或 假性痛風患者關節中的尿酸鹽晶體很相似。商品名為 Kenalog (Bristol-Myers-Squibb, Princeton N. J.)的去炎 松藥物組合物已用于通過肌內或關節內(囊內使用)給藥來治療多種病癥。每毫升 (ml) Kenalog 40組合物含40毫克(mg)去炎松羧丙酮、氯化鈉(張度劑)、10mg(0. 99%) 芐醇(防腐劑)、7. 5mg(0. 75% )羧甲基纖維素鈉和0. 4mg(0. 04% )聚山梨酯80(再懸浮 助劑)。防腐劑芐醇和/或聚山梨酯80可能對某些敏感組織具有潛在的毒性。因此，含 防腐劑的皮質類固醇制劑與硬膜外注射之后加重患者背部疼痛的粘連性蛛網膜炎的情況 有關。參見，例如 Hurst，Ε. W.，Adhesive Arachnoiditisand Vascular Blockage caused by Detergents and Other ChemicalIrritants :an Experimental Study. J. Path. Bact., 1955. 70 :p.167 ；DeLand, F. H.，Intrathecal toxicity studies with benzyl alcohol.Toxicol ApplPharmacol, 1973. 25(2) :p. 153 ； UR Hetherington, N. J. and Μ. J. Dooley, Potential for patient harm from intrathecal administration ofpreserved solutions. Med J Aust，2000. 173(3) :p.141。值得注意的是，Kenalog 中的去炎松羧丙酮會與制劑中其它組分快速分離并沉 淀出來。例如，如果將Kenalog 放置短至約5至10分鐘，就會發生去炎松羧丙酮沉淀與 制劑中其它組分的顯著分離。遺憾的是，去炎松的這種快速沉降在其它已知的基于鹽水的 去炎松懸浮液(含有或不含防腐劑和穩定劑)中也會發生。在以懸浮液給藥時，基本均一 的懸浮液(其不是以Kenalog或其它基于鹽水的去炎松懸浮液提供的)對于提供穩定而準 確的劑量將是有利的。此外，再懸浮處理需要使用上述再懸浮助劑，其可能影響敏感組織。此外，給予皮質類固醇例如去炎松的已知制劑時會產生變應性或炎性反應，這可 能是由于去炎松從該已知制劑中釋放時的高釋放速率或突釋速率所致。如上所述，該反應 也可能是由所給予的尺寸大及形狀不規則的不溶性皮質類固醇顆粒引起或加劇。多年來，已開發出了對需要藥物治療的哺乳動物遞送治療性藥物的方法。理想的 是，可生物降解的載體是生物相容性的，從而可實現目標溶質或藥物的按需釋放。目標溶質 的按需釋放常為持續釋放。因此，需要一種新的生物相容多糖凝膠組合物，其可提供目標溶 質例如藥物的持續遞送；還需要可進行外周給藥以治療外周病狀的制劑，其不會具有下述 不利特性制劑中存在有毒的防腐劑或表面活性劑、大部分或全部活性劑快速釋放，此外， 該制劑中的活性劑在外周給藥位點會具有較長的停留時間，并且該制劑可包括非免疫原性 制劑或低免疫原性制劑。

發明內容
上述以及其它目的通過本發明的組合物及方法得以實現，本發明的一個寬泛方面 提供了新的生物相容多糖凝膠組合物以及實現目標溶質或藥物的持續遞送的相關方法。根 據本發明的范圍及教導，通過將目標溶質或藥物接枝或囊封于多糖基質可形成實現控釋的 生物相容多糖凝膠組合物。將至少一種目標溶質例如藥物接枝至一種多糖例如透明質酸， 可通過將所述的至少一種目標溶質或藥物與所述多糖共價連接來實現。在一個寬泛方面， 至少一種目標溶質和多糖之間的共價連接可通過利用位于多糖例如透明質酸上的一個或 多個羥基和/或羧基進行。所形成的共價鍵比現有技術的方法中連接藥物與透明質酸的非 共價鍵相互作用更強。但所述強的共價鍵可以斷裂，從而將至少一種目標溶質釋放至患者 體內。鍵可通過切斷共價鍵的反應而斷裂，例如水解反應。共價鍵的形成及后來的斷裂顯著改善了所需釋放特性，并獲得了出色的持續釋 放。任何具有可共價連接的合適的官能團的目標溶質均可用來與多糖基質鍵合。可使用形 成鍵的反應例如酸-堿化學反應。本領域技術人員知曉將至少一種目標溶質與多糖例如具 有連接所需官能團的透明質酸進行共價連接的反應和反應條件。本發明組合物中所使用的優選的透明質酸(“HA”)具有下述特征。首先，該HA粘 度高，但也具有高切變率，意味著其具有可通過25-30規格針的灌注性質。其次，HA是多種 哺乳動物組織胞外基質的天然組分，因此提供了一種生物相容的粘性誘導組分。第三，該HA 是一種組織粘附劑，以至于當HA被注入組織例如肌肉中時，HA在面部平面的擴散和遷移作 用被最小化。參見，例如Cohen et al. Biophys J. 2003 ;85 1996-2005。粘附性差的聚合物例如硅酮可穿越組織進行遷移。參見，例如Capozzi et al. Plast Reconstr Surg. 1978 ； 62 :302-3。含HA的制劑的組織粘附以及因此而產生的低組織遷移特性使得制劑可大部分 保持在注射位置處。因此，皮質類固醇-HA制劑將具有擴散出外周區域一例如關節內區 域一的程度低的有利特征(即，治療小面關節關節炎)。此外，肉毒毒素-HA制劑也將具有 擴散出外周區域一例如肌內區域一的程度低的有利特征(即，進入小的輪匝肌肌肉以治 療偏側面肌痙攣)。因此，在制劑中使用HA能夠限制藥物以生物學方式暴露于周圍或者鄰 近的非目標組織中，從而限制副作用(在近眼部的肉毒毒素給藥時)例如上瞼下垂或視力 缺陷。第三，為了使藥物從載體釋放或使活性劑(即，類固醇晶體)溶解，需要與水接觸。 所使用的優選的HA通過被水合(吸水)的能力來提供與水的接觸。第四，所使用的HA是可交聯至不同程度的聚合物，從而使得可改變特性，例如外 周給藥位置處HA遷移的速率、活性劑擴散及遷移出HA載體的速率。一種可共價連接至多糖例如透明質酸，并以生物相容多糖凝膠組合物形式遞送至 患者的具體藥物是去炎松羧丙酮。在一個實施方案中，本發明凝膠組合物中的去炎松顆粒 通過粘性誘導組分一透明質酸或聚合的透明質多糖一基本均勻地懸浮。本發明一般還涉及一種通過將至少一種目標溶質例如藥物囊封于多糖凝膠的多 孔網絡中來生產生物相容多糖凝膠組合物的方法。根據本發明的范圍和教導，所述囊封過 程是將待遞送的藥物與可交聯或不可交聯的多糖例如透明質酸相聯的另一種有用方式。本發明的另一方面涉及通過給予治療有效量的如本文所述的生物相容組合物來 治療疾病或病癥的方法。多種病癥可通過本發明的方法治療，包括但不限于，眼部病癥、 骨關節炎、神經根病、脊椎炎和椎關節強硬。根據一個實施方案，所述組合物可由某一位 置一例如外周位置一注入患者體內。根據一個實施方案，至少一種目標溶質例如去炎松羧丙酮的釋放速率可以通過調 節多糖基質的孔隙率來控制。所述調節步驟包括，但不限于，改變多糖的濃度、交聯程度、分 子量分布或交聯劑。所述參數可單獨調節，也可一起調節。此外，影響交聯過程中多糖基質 的孔隙率的反應條件可以進行調節，以獲得不同的釋放速率或所需的釋放速率。本發明還涉及包含所述新的生物相容多糖凝膠制劑和藥用載體的藥物組合物。本文所公開的本發明組合物和方法的優點和特征通過參閱詳細說明和隨附的權 利要求而更清楚。
具體實施例方式本發明的一個實施方案涉及一種生產具有持續釋放性質的生物相容多糖凝膠組 合物的方法，包括通過至少一種目標溶質與一種多糖的共價連接，將所述至少一種目標溶 質接枝至所述多糖上。共價連接為一種化學鍵合形式，其特征是原子間、或者原子和其它共 價鍵之間共享成對電子。簡言之，已知共價鍵合時會在共享電子的原子間形成吸引-排斥 穩定性。共價鍵合包括多種相互作用，包括σ _鍵合、π-鍵合、金屬-金屬鍵合、agostic 作用，以及三中心兩電子鍵。術語共價鍵起源于1939年。前綴共-意指共同、作用相關、配 伍程度更低等；因此“共價鍵”主要指原子共享“價”，例如價鍵理論中所論述的。在分子H2
8中，兩個氫原子通過共價鍵合而共享兩個電子。在相似電負性的原子間共價性是最大的。因 此，共價鍵合不一定要求兩個原子為相同的元素，而只要它們具有相當的電負性即可。由于 共價鍵合必須共享電子，因此需離域化。此外，與靜電作用相比(“離子鍵”)，共價鍵的強 度取決于多原子分子內原子間的角度關系。在本發明中接枝通過共價連接實現。目標溶質可通過用于這種連接的反應而被接 枝至多糖網絡中。所述反應可以是基于酸堿化學的反應，通過官能團例如羥基和羧基進行。 敏感的鍵包括多糖(例如透明質酸二糖)的羥基和/或羧基。在一個實施方案中，這些鍵 的斷裂使得可有利地控制及持續釋放至少一種目標溶質。多糖例如透明質酸為聚合物，并具有可用于所述連接的羥基和羧基官能團。至少 一種目標溶質或藥物的共價連接，例如可通過這些基團和至少一種目標溶質例如去炎松羧 丙酮上的敏感官能團的酸/堿反應來完成。可用于實現共價連接的反應的一個實例是縮合。縮合反應為兩個分子或部分(官 能團)結合而形成一個分子，同時失去一個小分子的化學反應。當該小分子為水時，縮合反 應被稱為脫水反應；其它可能失去的小分子有氯化氫、甲醇或乙酸。當兩個獨立的分子反應 時，稱該縮合反應為分子間縮合反應。一個簡單的實例為兩個氨基酸縮合形成蛋白質所特 有的肽鍵。該反應實例與水解是相對的，水解反應是通過極性水分子的作用來將一個化學 實體分割為兩個部分，水分子本身分割為氫氧根離子和氫離子。如果結合是在同一分子內 的原子或基團之間發生，則稱該反應為分子內縮合反應，在許多情況下會形成環。一個實例 是Dieckmarm縮合反應，其中單個二酯分子的兩個酯官能團彼此反應，失去一個小的醇分 子，形成一個β-酮酸酯產物。在高分子化學中，可發生一系列的縮合反應，從而使單體或單體鏈增加至彼此上 而形成更長的鏈。這可被稱為“縮聚”或“逐步增長聚合”。其以A-B單體均聚或兩種共聚 單體A-A和B-B聚合的形式發生。通常釋放出小分子縮合物，這與加聚反應不同，在加聚反 應中不釋放小分子。按照Carothers方程，需要高轉化率來獲得高分子量。通常，縮聚物形 成較加聚物更慢，常常需要加熱。縮聚物的分子量通常也更低。單體在反應早期被消耗；末 端官能團在整個反應過程中保持活性并且短鏈結合而形成更長的鏈。雙官能的單體會形成 直連(因而是熱塑性聚合物)，但當單體的官能團超過兩個時，產物為熱固性聚合物。例如縮合等反應的使用，在本發明將至少一個目標溶質例如去炎松羧丙酮共價連 接至多糖例如透明質酸的教導和范圍內。去炎松羧丙酮是一種合成的具有抗炎作用的糖皮 質激素皮質類固醇，化學名為9-氟-11，21-二羥基-16，17-[1-甲基乙叉雙(氧)]孕甾-1， 4- 二烯-3，20- 二酮。通常通過玻璃體腔注射遞送，去炎松羧丙酮的眼部適應癥包括交感性 眼炎、顳動脈炎、葡萄膜炎，及對局部皮質類固醇不響應的眼炎性病癥。這些均為可能導致 視力喪失的炎性病癥。其它皮質類固醇也可用作至少一種目標溶質。可用的皮質類固醇的實例包括，但 不限于，可的松、潑尼松龍、去炎松、去炎松羧丙酮、氟甲龍、地塞米松、甲羥松、氯替潑諾，其 衍生物及其混合物。本文中使用的術語“衍生物”指如下的任何物質該物質與被識別作為 其衍生物的材料在結構上十分相似，以至于當使用該物質替代所述材料時，具有與所述材 料基本相似的功能或活性，例如治療效果。至少一種目標溶質可共價連接至一種多糖例如透明質酸或透明質多糖，如上所述。使用其它具有必需的官能團以將至少一種目標溶質例如藥物與其共價連接的多糖也在 本發明的教導和范圍內。這些包括但不限于硫酸葡聚糖、硫酸軟骨素、硫酸皮膚素、殼聚糖、 硫酸角蛋白、肝素、硫酸肝素和藻酸鹽。所使用的多糖，例如透明質酸鹽，可以是交聯的或非交聯的。交聯可進行至不同 程度，從而使得可改變特征例如外周給藥位置的HA遷移率、活性劑擴散及遷移出HA載體 的速率。交聯程度較高的透明質酸將在目標區域停留較長的時間。此外，盡管去炎松羧丙 酮(Trivaris )中的聚合透明質多糖優選為非交聯的透明質酸鹽(以便在對用于給予 Trivaris 的注射器活塞施加力時，能夠獲得高切變率，從而相對容易通過27-33規格針 頭注射Trivaris )，但透明質酸鹽也可以是具有明顯較低粘度(即，在約25°C，約0.1/秒 的切變率時，具有約5，OOOcp的粘度)的交聯的透明質酸鹽(以形成真水凝膠)。這種交聯 的透明質酸鹽可具有相同或類似優異的Trivaris 皮質類固醇懸浮性，并且具有透明質酸 鹽在外周區域中滯留時間更長(即，以更慢的速率生物降解)的額外優點，同時，由于該交 聯透明質酸鹽聚合基質中的皮質類固醇顆粒在外周滯留的時間更長，導致該交聯的透明質 酸鹽制劑在外周區域的標稱免疫原性延長。交聯及非交聯的透明質多糖也可以不同比例摻 雜，以優化灌注性質，同時減緩生物降解并促進在炎性組織中的長期滯留，例如在治療骨關 節炎時。此外，除交聯的透明質酸鹽外，也可使用其它交聯的聚合物，例如聚卡波非。通過將至少一種目標溶質與透明質酸連接可使至少一種目標溶質得以持續釋放。 HA可包圍嵌入在其基質內的至少一種目標溶質。如文中所述，本發明的將至少一種目標溶 質與一種多糖例如透明質酸的新的共價連接引入了另一個控制參數。所形成的共價鍵可通 過反應例如水解而斷裂。共價鍵的斷裂釋放目標溶質，使得目標溶質可以在患者機體內發 揮所需的藥學功能。水解是一種化合物通過與水的反應而被破壞的化學反應或過程。這是一種用于破 壞聚合物的反應。在該反應中要加入水。在有機化學中，水解可被認為是與縮合相反或相 對的反應，在縮合反應中每產生一個水分子會將兩個分子片段相結合。由于水解可以是可 逆反應，因而縮合和水解可以同時進行，平衡位置決定了各種產物的量。在涉及使酯鍵斷裂的水解反應中，一種水解產物含有羥基官能團，而另一種產物 含有羧酸官能團。氫氧根離子(或水分子，其快速地去質子化)進攻羰基。形成的四面體 中間體分解。烷氧化物片段從碳四面體脫落并通過質子化而成為醇，留下酰基片段以及進 攻的羥基而形成羧酸。這是酯化反應的逆反應，又形成原來的醇和羧酸。在堿性溶液中，所 述羧酸去質子化，使得堿性水解不可逆，而酸性水解則不然。有兩種主要的水解酯的方法，堿性水解及酸催化。酸催化水解中，使用一種稀酸來 質子化羰基以使其活化而被水分子親核進攻。但更常用的酯水解方法是用堿例如NaOH或 KOH的水溶液使酯回流。一旦反應完成，即將羧酸鹽酸化而釋放出游離羧酸。此外，可接枝至少一種目標溶質的多糖為交聯的或非交聯的。多糖的交聯例如可 通過酸堿化學反應來完成。用于使多糖例如透明質酸交聯的交聯試劑包括1，4 丁二醇二 縮水甘油醚或二乙烯基砜。對于本發明所公開的制備生物相容多糖凝膠的方法，所述多糖 可包括例如，但不限于，透明質酸、硫酸葡聚糖、硫酸軟骨素、硫酸皮膚素、殼聚糖、硫酸角蛋 白、肝素、硫酸肝素，以及藻酸鹽。與所述多糖接枝的至少一種目標溶質可為例如一種藥物。所述藥物可為，但不限于，去炎松羧丙酮。藥物，廣義地講，為下述任何化學物質當其被吸收到活的生物活體體內 時，可改變正常機體功能。其為一種用于治療、治愈、預防或診斷疾病，或者用于促進身體或 精神健康的化學物質。本文中所用的持續釋放包括緩慢溶出的延時釋放(ER、XR或XL)、定時緩釋、控釋 (CR)或連續釋放(CR)的制劑。持續釋放制劑隨時間而釋放至少一種目標溶質或藥物。持 續釋放制劑的優點是，其與同一藥物的速釋制劑相比，常常可減少給予的頻次，并且可保持 血液中更穩定的藥物水平。持續釋放制劑被制成使活性成分嵌入不溶物(各種各樣的有 些為丙烯酸樹脂，甚至為幾丁質)基質中的形式，從而使溶解的藥物必須通過基質內的孔 洞釋出。在一些持續釋放制劑中，基質物理性溶脹直至形成凝膠，從而使藥物首先必須溶解 在基質中，然后穿過外層表面而離開。控釋與持續釋放之間的差異在于，控釋為最佳的零級釋放，即藥物隨時間釋放而 與濃度無關。另一方面，持續釋放隱含了藥物在一段時間內的緩慢釋放。其可以是控釋，也 可以不是控釋。本發明的另一方面涉及生產生物相容多糖凝膠組合物的方法，包括將至少一種目 標溶質囊封至多糖凝膠的多孔網絡中。多孔網絡可能與多糖有關。如果多糖為一種通過糖 苷鍵將許多單糖結合在一起形成的聚合物，則其可能具有用于囊封目標溶質的空隙。多糖 的多孔網絡使得囊封于該多糖內的至少一種目標溶質可持續釋放。例如，至少一種目標溶 質，如去炎松羧丙酮，可被囊封于透明質酸顆粒中。持續釋放可通過所述至少一種目標溶質 通過所多孔網絡行進來實現。對于該包括將至少一種目標溶質囊封于多糖凝膠的多孔網絡中的制造生物相容 多糖凝膠組合物的方法而言，所述多糖可以是例如，但不限于，透明質酸、硫酸葡聚糖、硫酸 軟骨素、硫酸皮膚素、殼聚糖、硫酸角蛋白、肝素、硫酸肝素和藻酸鹽。此外，在本文中，將至 少一種目標溶質囊封于其中的多糖可以是交聯的或不交聯的。存在用于交聯多糖例如透明 質酸的交聯試劑。所述交聯試劑包括例如1，4 丁二醇二縮水甘油醚或二乙烯基砜。此外，適合囊封于多糖內的藥物可以是，但不限于，去炎松羧丙酮。本發明的另一 方面涉及一種具有持續釋放性質的生物相容多糖凝膠組合物，所述組合物包含至少一種目 標溶質，所述至少一種目標溶質通過與一種多糖的共價連接而接枝至所述多糖。這也適用 于相關的用于制造本發明的生物相容多糖凝膠組合物的方法，所使用的多糖可以是交聯的 或不交聯的。此外，所使用的多糖可選自透明質酸、硫酸葡聚糖、硫酸軟骨素、硫酸皮膚素、 殼聚糖、硫酸角蛋白、肝素、硫酸肝素和藻酸鹽。一個優選的實施方案是使用透明質酸。所 述至少一種目標溶質可以是藥物，例如去炎松羧丙酮。或者，根據本發明的教導和范圍，一種優選的生物相容組合物為具有持續釋放性 質的生物相容透明質酸凝膠組合物，所述組合物包含去炎松羧丙酮，所述去炎松羧丙酮通 過與透明質酸的共價連接而接枝至所述透明質酸。對于由包括將至少一種目標溶質囊封于 一種多糖凝膠的多孔網絡中的方法所制得的生物相容凝膠組合物而言，所述多糖可以是， 例如透明質酸、硫酸葡聚糖、硫酸軟骨素、硫酸皮膚素、殼聚糖、硫酸角蛋白、肝素、硫酸肝 素和藻酸鹽。接枝至所述多糖的所述至少一種目標溶質可以是例如藥物。本文中藥物指的 是用于治療、治愈、預防或診斷疾病，或者用于促進身體或精神健康的化學物質。所述藥物 可以是，但不限于，去炎松羧丙酮。
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本發明的另一方面涉及一種治療疾病或病癥的方法，包括給予治療有效量的本發 明的生物相容多糖凝膠組合物制劑。疾病或病癥的實例為眼部病癥，例如可用Trivaris 治療的炎性眼部病癥。在本發明的教導和范圍內的其它眼部病癥的實例包括交感性眼炎、 顳動脈炎以及葡萄膜炎。本發明范圍和教導內有可能進行治療的視網膜疾病包括干型及濕型老年 性黃斑變性(AMD)、糖尿病黃斑水腫，以及視網膜靜脈閉塞相關的黃斑水腫。尤其 是用于脈絡膜新生血管(CNV)的活性藥物成分包括但不限于抗-VEGF化合物例如 Avastin 、Lucentis 或其它全長單克隆抗體或抗體片段。其它包括抗-VEGF適體 (例如Pegaptanib )、可溶性重組誘捕受體(例如VEGF陷阱)、皮質類固醇、降低VEGFR 或VEGF配體表達的小干擾RNA、酪氨酸激酶抑制劑的后-VEGFR阻斷、MMP抑制劑、IGFBP3、 SDF-I阻斷劑、PEDF、Y-分泌酶、δ樣配體4、整聯蛋白拮抗劑、HIF-I α阻斷劑、蛋白激酶 CK2阻斷，以及通過使用血管內皮鈣粘附素(⑶-144)和基質衍生因子(SDF)-I抗體而寄居 于新血管形成位點的干細胞(即內皮祖細胞)抑制。也可使用具有抗CNV活性但不一定是 抗VEGF化合物的試劑，其包括抗炎藥物、雷帕霉素、環孢霉素、抗TNF劑，以及抗補體劑。抗 補體劑對于治療全部形式的干型AMD包括地圖狀萎縮(geographic atrophy)可能也是非 常有用的。可使用具有神經保護性并且可潛在減輕干型黃斑變性的發展的藥劑，例如稱為 ‘神經類固醇’類的藥物。這些包括藥物例如脫氫表雄酮(DHEA)(商標名Prastera 和 Fidelin )、硫酸脫氫表雄酮以及硫酸孕烯醇酮。其它神經保護劑也可使用，例如溴莫尼 定及其它α激動劑，以及CNTF。在本發明的教導和范圍內，所有這些成分或藥物或化合物 均可作為一種或多種目標溶質。本文還公開了控制至少一種目標溶質從本發明所公開的生物相容多糖凝膠組合 物中釋放的速率的方法，包括調節多糖基質的孔隙率的步驟。釋放速率可通過改變某些參 數調整位阻效應來調節凝膠基質的孔隙率進而進行調整。所述參數包括多糖(例如透明質 酸)濃度、交聯度、交聯劑化學、原料多糖(例如透明質酸)的分子量分布，以及在交聯過程 中對多糖凝膠基質的總的孔隙率有直接影響的反應條件。例如，在本發明的凝膠組合物中 使用或使其含有足夠濃度的高分子量透明質酸鈉可形成用于給藥的粘性凝膠塞。本發明的另一方面涉及包含本發明的生物相容多糖凝膠制劑和一種藥物載體的 藥物組合物。所述藥物組合物任選可包含一種或多種試劑例如，但不限于，乳化劑、潤濕 劑、甜味劑或矯味劑、張度調節劑、防腐劑、緩沖劑或抗氧化劑。可用于本發明的藥物組合 物中的張度調節劑包括，但不限于，鹽類例如乙酸鈉、氯化鈉、氯化鉀，甘露醇或甘油，以及 其它藥學上可接受的張度調節劑。可用于本發明的藥物組合物中的防腐劑包括，但不限 于，苯扎氯銨、氯代丁醇、硫柳汞、苯乙酸汞和苯硝酸汞。多種調節PH的緩沖劑及手段都可 用于制備藥物組合物，包括但不限于，乙酸鹽緩沖液、檸檬酸鹽緩沖液、磷酸鹽緩沖液和硼 酸鹽緩沖液。同樣，可用于藥物組合物中的抗氧化劑是本領域已知的，包括例如偏亞硫酸 氫鈉、硫代硫酸鈉、乙酰半胱氨酸、丁化苯甲醚以及丁化羥基甲苯。應理解的是，這些以及 藥物領域中已知的其它物質均可包含于本發明的藥物組合物中。參見例如，Remington' s Pharmaceutical Sciences Mac Publishing Company, Easton,PA 16th Edition 1980。本文中使用的"載體"、“惰性載體"以及"可接受的載體"可相互交換使用， 其指代可與本發明所公開的多糖凝膠結合使用以提供所需的組合物的載體。本領域普通技
12術人員可認識到多種熟知的用于制備具體醫療藥物組合物的載體。本發明組合物可包含一種或多種其它組分，其量足以為本發明組合物有效提供一 種或多種有用性質和/或益處。例如，盡管本發明組合物可以基本不含添加的防腐組分，但 在另一些實施方案中，本發明組合物包含有效量的防腐組分，優選所述組分與芐醇相比，與 放置有本發明組合物的組織有更好的相容性或對其更友好。所述防腐組分的實例包括，但 不限于，苯扎氯銨、氯己定、PHMB(聚六亞甲基雙胍)、對羥基苯甲酸甲酯和對羥基苯甲酸乙 酯、海克替啶(hexetidine)、亞氯酸鹽成分例如穩定的二氧化氯，金屬亞氯酸鹽等，其它眼 用防腐劑類等，以及它們的混合物。本發明組合物中如果存在防腐劑成分，則其濃度為可有 效保存所述組合物的濃度，并且常在組合物的約0. 00001%至約0. 05%或約0. 1% (w/v)范 圍內。此外，本發明組合物可包含有效量的再懸浮成分，以有效促進本發明組合物中皮 質類固醇組分顆粒的懸浮或再懸浮。如上所述，在某些實施方案中，本發明組合物不含添加 的再懸浮成分。在本發明的另一些實施方案中，使用有效量的再懸浮組分來例如根據需要 進一步確保使皮質類固醇組分顆粒維持懸浮狀態，和/或如果需要再懸浮，可相對容易地 使皮質類固醇組分顆粒再懸浮于本發明的組合物中。有利地，如果根據本發明使用所述再 懸浮組分，則對其進行選擇，使其與聚山梨酯80相比，與放置有本發明組合物的組織有更 好的相容性或對其更友好。本發明可使用任何合適的再懸浮組分。所述再懸浮組分的實例包括，但不限于，表 面活性劑例如poloxane類，例如以商標名Pluronic. RTM.出售的；泰洛沙泊；肌氨酸鹽；聚 乙氧基化蓖麻油，其它表面活性劑等，以及它們的混合物。一類極有用的再懸浮組分為選自維生素衍生物的那些再懸浮組分。盡管所述物質 之前已被建議用作組合物中的表面活性劑，但發現其在本發明組合物中可有效用作再懸浮 組分。可用的維生素衍生物的實例包括，但不限于，維生素E生育酚聚乙二醇琥珀酸酯類， 例如維生素E生育酚聚乙二醇1000琥珀酸酯(Vitamin E TPGS)。其它可用的維生素衍生 物包括，同樣并不限于，其中聚乙二醇和琥珀酸之間的酯鍵被酰胺基團替代的維生素E生 育酚聚乙二醇琥珀酰胺，例如維生素E生育酚聚乙二醇1000琥珀酰胺(Vitamin E TPGSA)。本發明可用的再懸浮組分在本發明的組合物中如果存在，則以有效促進顆粒在本 發明組合物中的懸浮一例如在所述組合物的制備過程中或其后一的量存在。所使用的 再懸浮組分的具體量可在一個寬范圍內變化，其取決于例如所使用的特定再懸浮組分、使 用了再懸浮組分的特定組合物等因素。本發明組合物中如果存在所述再懸浮組分，則其合 適濃度常在所述組合物的約0. 01%至約5%范圍內，例如約0. 02%或約0. 05%至約1. 0% (w/ν)。除非另有指出，在說明書及權利要求書中使用的表示成分數量、性質例如分子量、 反應條件等的所有數值，應理解為在所有情形中都以詞語“約”進行修飾。因而，除非另外 指出不同，否則說明書及所附權利要求書中所提到的數值參數均為約數，其可隨本發明想 要獲得的所需性質而變。至少，并且不試圖限制將等同原則用于解釋權利要求的范圍，每個 數值參數至少應根據所報道的有意義的數字的值，并應用常規的近似方法來理解。盡管陳 述本發明的寬泛范圍的數值范圍和參數為約數，但對具體實施例中所提到的數值作盡可能 精確的報道。但是，任何數值都固然包含一定的由它們各自的測試過程所存在的標準偏差而必然導致的誤差。在描述本發明時(尤其是在所附的權利要求書上下文中)使用的詞語“一”、“一 個”、“該”以及類似的指代對象，應理解為包括單個和多個，除非文中另有指出，或與上下文 意思明顯相悖。文中引述值的范圍僅意在作為一種對落在所述范圍內的每個單獨值逐個 提及的簡便方法。除非文中另有指出，每個單獨值均被納入說明書中，如同逐個引述一般。 文中所述的所有方法可以任何合適的順序實施，除非文中另有指出或與上下文意思明顯相 悖。文中使用的任何及所有實例，或示例性語言(如，“例如”)僅意在更好地闡明本發明， 并不對本發明所要求保護的范圍進行限制。說明書中任何語言均不應被理解為表示對于實 施本發明所必需但不要求保護的要素。文中所公開的發明的可選擇要素或實施方案的分組不應被理解為限制性的。每個 組內要素可單個被提及和被主張，或者以與該組內的其它要素或文中出現的其它要素的任 意組合的形式被提及和被主張。可以預見，出于簡便和/或可專利性的原因，一個或多個要 素可被囊括于組內，或自組內刪除。當出現任何這類囊括或刪除時，說明書應被認為包含所 修改的組，從而滿足隨附權利要求書中使用的所有馬庫什組的書面說明。本發明的某些實施方案在文中作了描述，包括發明人已知的實施本發明的最佳方 式。當然，所述實施方案的變型對本領域技術人員而言，在其閱讀前面的說明后將會變得很 清楚。發明人預期本領域技術人員可以適當地使用所述變型，并且發明人也想使發明以與 文中所具體描述的不同的方式來實施。因此，本發明包括所附權利要求中記載的主題的所 有變化及等同形式，正如適用的法律所許可的。此外，上述要素在其所有可能的變型中的任 意組合均涵蓋于本發明之內，除非文中另有指出或與上下文含義明顯相悖。此外，說明書通篇提到了多篇專利及出版物文獻。上述文獻及出版物中的每一篇 的全文均通過引證的方式納入本說明書。最后，應理解的是，文中所公開的發明的實施方案是示例說明本發明的原理。可使 用的其它變化方案也在本發明的范圍內。因此，例如，但不限于，可根據本文教導使用本發 明的替代構型。因而，本發明不限于具體示出及描述的方案。
權利要求
一種用于制備具有持續釋放性質的生物相容多糖凝膠組合物的方法，包括通過至少一種目標溶質與一種多糖的共價連接，將所述至少一種目標溶質接枝至所述多糖上。
2.權利要求1的方法，其中所述共價連接是由所述多糖的一個或多個羥基和/或羧基 實現。
3.權利要求1的方法，其中所述多糖是交聯的。
4.權利要求1的方法，其中所述多糖選自透明質酸、硫酸葡聚糖、硫酸軟骨素、硫酸皮 膚素、殼聚糖、硫酸角蛋白、肝素、硫酸肝素以及藻酸鹽。
5.權利要求1的方法，其中所述多糖是透明質酸。
6.權利要求1的方法，其中所述至少一種目標溶質是一種藥物。
7.權利要求6的方法，其中所述藥物是去炎松羧丙酮。
8.一種制備生物相容多糖凝膠組合物的方法，包括將至少一種目標溶質囊封于一種多 糖凝膠的多孔網絡中。
9.權利要求8的方法，其中所述多糖是交聯的。
10.權利要求8的方法，其中所述多糖選自透明質酸、硫酸葡聚糖、硫酸軟骨素、硫酸皮 膚素、殼聚糖、硫酸角蛋白、肝素、硫酸肝素以及藻酸鹽。
11.權利要求8的方法，其中所述多糖是透明質酸。
12.權利要求8的方法，其中所述至少一種目標溶質是一種藥物。
13.權利要求12的方法，其中所述藥物是去炎松羧丙酮。
14.一種具有持續釋放性質的生物相容多糖凝膠組合物，所述組合物含有至少一種目 標溶質，所述至少一種目標溶質通過與一種多糖的共價連接而接枝至所述多糖上。
15.權利要求14的生物相容多糖凝膠組合物，其中所述多糖是交聯的。
16.權利要求14的生物相容多糖凝膠組合物，其中所述多糖選自透明質酸、硫酸葡聚 糖、硫酸軟骨素、硫酸皮膚素、殼聚糖、硫酸角蛋白、肝素、硫酸肝素以及藻酸鹽。
17.權利要求14的生物相容多糖凝膠組合物，其中所述多糖是透明質酸。
18.權利要求14的生物相容多糖凝膠組合物，其中所述至少一種目標溶質是一種藥物。
19.權利要求18的生物相容多糖凝膠組合物，其中所述藥物是去炎松羧丙酮。
20.一種具有持續釋放性質的生物相容透明質酸凝膠組合物，所述組合物包含去炎松 羧丙酮，所述去炎松羧丙酮通過與透明質酸的共價連接而接枝至所述透明質酸上。
21.一種治療疾病或病癥的方法，包括將治療有效量的權利要求14的組合物給予需要 其的哺乳動物。
22.權利要求21的方法，其中所述疾病或病癥為眼部病癥。
23.一種控制至少一種目標溶質從權利要求14的生物相容多糖凝膠組合物釋放的速 率的方法，包括調節多糖基質的孔隙率的步驟。
24.權利要求23的方法，其中所述調節步驟包括改變所述多糖的濃度、交聯程度、分子 量分布，以及交聯劑。
25.權利要求23的方法，其中所述調節步驟包括改變所述多糖的交聯程度。
26.權利要求23的方法，其中所述調節步驟包括改變所述多糖的分子量分布。
27.權利要求23的方法，其中所述調節步驟包括改變在交聯過程中影響所述基質的孔 具隙率的反應條件。
28. 一種藥物組合物，包含權利要求14的生物相容多糖凝膠制劑和一種藥用載體。
全文摘要
公開了一種制備具有持續釋放性質的生物相容多糖凝膠組合物的方法。還公開了一種具有持續釋放性質的生物相容多糖凝膠組合物，一種使用本發明的生物相容多糖凝膠組合物來治療疾病或病癥的方法，以及一種控制至少一種目標溶質從所述生物相容多糖凝膠組合物釋放的速率的方法。包含本發明的生物相容多糖凝膠組合物的藥物組合物也被公開。
文檔編號A61K47/36GK101925347SQ200880125488
公開日2010年12月22日 申請日期2008年11月26日 優先權日2007年11月30日
發明者A·泰澤爾, M·R·羅賓遜 申請人:阿勒根公司