專利名稱：作為藥物輸送媒介物的多分支多肽－聚(乙二醇)嵌段共聚物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及多分支共聚物和制造它的方法以及該共聚物作為例如藥物輸送媒介物的用途。
本發(fā)明的背景高效的藥物輸送媒介物的開發(fā)仍然為藥物制造廠家提出挑戰(zhàn)。許多生物活性劑，盡管顯示有效的活體內(nèi)活性，受到一些缺陷的妨礙，如活體內(nèi)降解，從體內(nèi)的快速清除，低水溶性，和系統(tǒng)毒性。已經(jīng)建議了幾種措施來克服這些缺陷。此類措施包括，例如，將生物活性劑與表面活性劑共同給藥，將生物活性劑提供在脂質(zhì)體配制劑中，使用抗體標(biāo)靶于特定的組織，和將生物活性劑配制在膠束內(nèi)。然而，每一種措施無法全部地克服對于特定的活性劑所遇到的問題和/或產(chǎn)生附加的挑戰(zhàn)。
藥物級表面活性劑，如Tween 80或Cremophor已經(jīng)廣泛用于配制劑中來補(bǔ)償疏水性藥物的水溶性。這些表面活性劑通過在含水介質(zhì)中形成膠束結(jié)構(gòu)來使疏水性藥物增溶化。不幸地，當(dāng)給藥于患者時這些表面活性劑已經(jīng)與嚴(yán)重的過敏性反應(yīng)和過敏癥有所聯(lián)系(Kris等人(1986)Cancer Treatment REP 70∶5)。另外，膠束型藥物載體常常在給藥于患者之后崩解，因為形成膠束的組分的濃度降低到它的臨界膠束濃度(CMC)之下。一旦該膠束崩解，則藥物會快速和不受控制的釋放，因此常常使得這一藥物輸送措施變得實際不可行。
脂質(zhì)體配制劑由形成脂質(zhì)體的磷脂類組成。在給藥于患者之后，脂質(zhì)體被網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)(“RES”)的巨噬細(xì)胞所吸收。甚至當(dāng)用聚(乙二醇)(“PEG”)涂敷脂質(zhì)體而讓脂質(zhì)體被改性具有“隱蔽”特性時，在肝臟和脾中常常見到高的水平。然而，甚至有PEG涂層的“隱蔽”脂質(zhì)體仍具有不希望有的副作用。尤其，此類有PEG涂層的脂質(zhì)體已知會不加區(qū)別地從血管運(yùn)動到組織中，已知為“外滲(extravasation)”的一種過程。結(jié)果，必須給藥更高劑量的脂質(zhì)體包封的藥物以便達(dá)到所需的治療效果。
標(biāo)靶的給藥途徑，例如使用抗體輸送藥物如抗癌劑，已經(jīng)用于一些疾病如癌癥的定位治療。不幸地，標(biāo)靶在腫瘤細(xì)胞上的受體常常同樣存在于健康細(xì)胞上。因此，抗體標(biāo)靶措施常常缺乏為了提供輸送生物活性劑的最佳方法所需要的特異性或選擇性。
還有其它措施已經(jīng)建議用于輸送藥物。例如，水溶性聚合物如聚(乙二醇)已經(jīng)以共價鍵連接于藥物上而形成聚合物-藥物結(jié)合物(conjugate)。與未結(jié)合的或自然的藥物相比，此類結(jié)合物常常具有改進(jìn)的水溶性，增強(qiáng)的活體內(nèi)穩(wěn)定性，和改進(jìn)的治療指數(shù)。不幸地，單官能的PEG如單甲氧基PEG只能以每個聚合物鏈攜帶一個藥物分子，因此缺乏在輸送生物活性劑時常常尋求的高度藥物攜帶能力。
因此，在現(xiàn)有技術(shù)中仍然需要以治療有效方式同時輸送親水性和疏水性藥物的改進(jìn)方法。也就是說，需要組合物和藥物輸送方法，它們有足夠的靈活性可用于不僅輸送水不溶性藥物，而且是可調(diào)整的，同樣可用于輸送親水性和帶電荷的生物活性劑。本發(fā)明設(shè)法解決在現(xiàn)有技術(shù)中的這些和其它需要。
本發(fā)明的概述本發(fā)明提供單分子的多分支嵌段共聚物，它包括為共價鍵連接提供至少三個連接位點(diǎn)的中心核分子，和以共價鍵連接于中心核分子的每一連接位點(diǎn)上的共聚物分支。各共聚物分支包括以共價鍵連接于中心核分子的內(nèi)部多肽鏈段和以共價鍵連接于多肽鏈段的外部親水性聚合物鏈段。中心核分子和多肽鏈段一起構(gòu)成了內(nèi)核區(qū)域且親水性聚合物鏈段構(gòu)成了親水性外區(qū)域。生物活性劑能夠截留在共聚物結(jié)構(gòu)內(nèi)，優(yōu)選在嵌段共聚物的內(nèi)核區(qū)域之內(nèi)。取決于生物活性劑和嵌段共聚物的結(jié)構(gòu)和性能，該截留能夠由各種鍵接或吸引力所引起，如共價鍵連接或基于共享的疏水性的吸引或電荷吸引。
中心核分子優(yōu)選是多胺。舉例性的多胺包括經(jīng)醚鍵連接于小分子量親水性低聚物如PEG低聚物上的多元醇核的殘基，各低聚物具有末端胺基。
多肽鏈段優(yōu)選包括疏水性氨基酸殘基，帶電荷的氨基酸殘基，或具有適宜共價鍵連接于藥物分子上的側(cè)掛官能團(tuán)的氨基酸殘基。舉例性的氨基酸殘基包括甘氨酸，丙氨酸，纈氨酸，亮氨酸，異亮氨酸，蛋氨酸，脯氨酸，苯基丙氨酸，色氨酸，絲氨酸，蘇氨酸，天冬酰胺，谷氨酰胺，酪氨酸，半胱氨酸，賴氨酸，精氨酸，組氨酸，天冬氨酸，谷氨酸，和它們的結(jié)合物的殘基。
該親水性聚合物鏈段優(yōu)選是聚(乙二醇)(“PEG”)，任選被封端基團(tuán)如烷氧基或官能團(tuán)所終端，官能團(tuán)例如有羥基，活性酯，活性碳酸酯，縮醛，醛，水合醛，烷基或芳基磺酸鹽，鹵素，二硫化物，鏈烯基，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，丙烯酰胺，活性砜，胺，酰肼，硫醇，羧酸，異氰酸酯，異硫氰酸酯，馬來酰亞胺，乙烯基砜，二硫代吡啶，乙烯基吡啶，碘乙酰胺，環(huán)氧基，二醛(glyoxal)，二酮，甲磺酸鹽，甲苯磺酸鹽，或三氟乙基磺酸酯(tresylate)。如果需要，該官能團(tuán)可用于以共價鍵方式連接藥物分子。在一個特定的實施方案中，PEG聚合物鏈段攜帶一個標(biāo)靶結(jié)構(gòu)部分，該結(jié)構(gòu)部分能夠引導(dǎo)共聚物到體內(nèi)特殊位點(diǎn)以使物理方式截留的藥物實現(xiàn)靶位釋放。標(biāo)靶結(jié)構(gòu)部分的例子包括蛋白質(zhì)，抗體，抗體片段，肽，碳水化合物，脂質(zhì)，低聚核苷酸，DNA，RNA，或分子量低于2,000道爾頓的小分子。
當(dāng)使用疏水性多肽鏈段時，嵌段共聚物形成單分子膠束結(jié)構(gòu)，其中中心核心和多肽鏈段構(gòu)成疏水性核區(qū)域。通過在這一疏水性核區(qū)域中截留一個或多個疏水性生物活性劑，疏水性藥劑增溶化。用這種方法有可能提供了給藥具有疏水性-限制溶解度的以前無法給藥的藥物的方法。因此，疏水性藥劑的改進(jìn)輸送能夠通過給藥含有本發(fā)明的多分支嵌段共聚物(有藥物截留在其疏水性核區(qū)域內(nèi))的藥物組合物來實現(xiàn)。
本發(fā)明進(jìn)一步包括，尤其，包含此類嵌段共聚物的藥物組合物，該共聚物的制造方法，和使用嵌段共聚物作為例如藥物輸送媒介物的方法。
附圖的簡述已用一般術(shù)語描述了本發(fā)明，現(xiàn)在請參見附圖，其中

圖1是本發(fā)明的單分子的多分支嵌段共聚物的總體結(jié)構(gòu)的圖解；圖2是具有帶電荷的內(nèi)核區(qū)域的單分子的多分支嵌段共聚物的一個實例的結(jié)構(gòu)的圖解；圖3是具有以共價鍵連接于共聚物的多肽鏈段上的生物活性劑的單分子型多分支嵌段共聚物的實例的結(jié)構(gòu)的圖解；和圖4說明了在含有本發(fā)明的8分支單分子型嵌段共聚物的溶液中幾種濃度的順-二氯化二氨鉑的隨時間推移的吸收率變化。
發(fā)明的詳細(xì)說明本發(fā)明現(xiàn)在更完全地描述。然而本發(fā)明能夠以許多不同的形式實施并不應(yīng)該認(rèn)為限于這里所述的實施方案；相反地，提供這些實施方案以使這一公開物是徹底的和完全的，并且充分地將本發(fā)明的范圍表達(dá)給本領(lǐng)域中技術(shù)人員。
I.定義應(yīng)該指出的是，在本說明書和權(quán)利要求中使用的單數(shù)形式“a”、“an”和“the”包括復(fù)數(shù)指代物，除非本文另外清楚地指明。因此，例如，對于“藥物”的指代包括單種藥物以及兩種或多種相同或不同的藥物，對于“單分子型多分支嵌段共聚物”的指代包括單個單分子型多分支嵌段共聚物和兩種或多種相同或不同的單分子型多分支嵌段共聚物，對于“賦形劑”的指代包括單種賦形劑以及兩種或多種相同或不同的賦形劑，等等。
該術(shù)語“官能團(tuán)”、“活性結(jié)構(gòu)部分”、“活化基團(tuán)”、“反應(yīng)活性部位”、“化學(xué)反應(yīng)活性基團(tuán)”和“化學(xué)反應(yīng)活性結(jié)構(gòu)部分”在現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域中和在這里指分子的不同的、可確定的部分或單元。這些術(shù)語在化學(xué)領(lǐng)域中多少有些是同義的并在這里用于表示分子的發(fā)揮一些功能或活性并可與其它分子反應(yīng)的各個部分。該術(shù)語“活性”，當(dāng)與官能團(tuán)相結(jié)合使用時，在意義上包括容易與在其它分子上的親電或親核基團(tuán)反應(yīng)的那些官能團(tuán)，與為了反應(yīng)而需要強(qiáng)催化劑或非常不切實際的反應(yīng)條件的那些基團(tuán)(即，“非反應(yīng)活性”或“惰性”基團(tuán))不同。例如，本領(lǐng)域中技術(shù)人員會理解，該術(shù)語“活性酯”包括容易與親核基團(tuán)如胺反應(yīng)的那些酯。舉例的活性酯包括N-羥基琥珀酰亞胺基酯或1-苯并三唑基酯。典型地，活性酯將在數(shù)分鐘內(nèi)與在含水介質(zhì)中的胺反應(yīng)，而某些酯，如甲基或乙基酯，為了與親核基團(tuán)而需要強(qiáng)催化劑。在這里使用的術(shù)語“官能團(tuán)”包括被保護(hù)的官能團(tuán)。
該術(shù)語“被保護(hù)的官能團(tuán)”指防止化學(xué)反應(yīng)活性官能團(tuán)在某些反應(yīng)條件下的反應(yīng)的保護(hù)基團(tuán)或結(jié)構(gòu)部分的存在。保護(hù)基團(tuán)將根據(jù)所要保護(hù)的化學(xué)反應(yīng)活性基團(tuán)的類型和所使用的反應(yīng)條件來變化。例如，如果化學(xué)反應(yīng)活性基團(tuán)是胺或酰肼，則保護(hù)基能夠選自叔丁氧基羰基(t-Boc)和9-芴基甲氧基羰基(Fmoc)。如果化學(xué)反應(yīng)活性基團(tuán)是硫醇，則保護(hù)基團(tuán)能夠是鄰吡啶基二硫化物(orthopyridyldisulfide)。如果化學(xué)反應(yīng)活性基團(tuán)是羧酸，如丁酸或丙酸，或羥基，則保護(hù)基團(tuán)能夠是芐基或烷基如甲基，乙基，或叔丁基。現(xiàn)有技術(shù)中已知的其它保護(hù)基團(tuán)也可用于本發(fā)明中，參見例如Greene，T.W.等人，PROTECTIVE GROUPS IN ORGANICSYNTHESIS，第三版，John Wiley & Sons，New York，NY(1999)。
該術(shù)語“連接鍵(linkage)”和“連接基(linker)”在這里用于指原子，原子基團(tuán)或通常由于化學(xué)反應(yīng)所形成的鍵。本發(fā)明的連接基典型地經(jīng)由一個或多個共價鍵連接相鄰的結(jié)構(gòu)部分如兩個聚合物鏈段。水解穩(wěn)定的連接鍵是在水中充分穩(wěn)定的并且在有用的pH例如生理pH下在相當(dāng)長的時間內(nèi)，也許甚至在長時期內(nèi)，不與水發(fā)生任何顯著程度的反應(yīng)的連接鍵。水解不穩(wěn)定的或可降解的連接鍵是在水中或在包括例如血液、血漿或其它生理性液體在內(nèi)的水溶液中可降解的連接鍵。酶催不穩(wěn)定的或可降解的連接鍵包括能夠由一種或多種酶降解的那些連接鍵。
該術(shù)語“烷基”指典型地具有約1-約12個碳原子長度，優(yōu)選約1-約6個原子長度的烴鏈，并且包括直鏈和支鏈。該烴鏈可以是飽和或不飽和的。
“環(huán)烷基”指飽和或不飽和環(huán)烴鏈，包括橋連的、稠合的或螺環(huán)狀化合物，優(yōu)選包括3-約12個碳原子，更優(yōu)選3-約8個碳原子。
該術(shù)語“取代的烷基”或“取代的環(huán)烷基”指被一個或多個互不干擾的取代基取代的烷基或環(huán)烷基，此類取代基例如是，但不限于，C3-8環(huán)烷基，例如，環(huán)丙基，環(huán)丁基等；乙炔；氰基；烷氧基，例如，甲氧基，乙氧基等；低級鏈烷?；趸?，乙酰氧基；羥基；羧基；氨基；低級烷基氨基，例如，甲基氨基；酮；鹵素，例如氯或溴；苯基；取代的苯基等。
“烷氧基”指-O-R基團(tuán)，其中R是烷基或取代的烷基，優(yōu)選C1-6烷基(例如，甲氧基或乙氧基)。
“芳基”指一個或多個芳族環(huán)，每一個環(huán)具有5或6個在核上的碳原子。多個芳基環(huán)可以是稠合的，如在萘基中或是未稠合的，如在聯(lián)苯基中。芳基環(huán)也可以與一個或多個環(huán)烴，雜芳基或雜環(huán)稠合或不稠合。
“取代的芳基”是有一個或多個不干擾的基團(tuán)作為取代基的芳基。對于在苯基環(huán)上的取代，取代基可以是任何取向(即，鄰，間或?qū)?。
“雜芳基”是含有1至4個雜原子(優(yōu)選硫、氧、氮或它們的結(jié)合)的芳基，該雜芳基任選在碳或氮原子上被C1-6烷基，-CF3，苯基，芐基，或噻吩基取代，或在雜芳基中的碳原子與氧原子一起形成羰基，或該雜芳基任選與苯基環(huán)稠合。雜芳基環(huán)也可以與一個或多個環(huán)烴，雜環(huán)，芳基，或雜芳基環(huán)稠合。雜芳基包括，但不限于，具有一個雜原子的5員雜芳基(例如，噻吩，吡咯，呋喃)；在1，2或1，3位上具有兩個雜原子5員雜芳基(例如，噁唑，吡唑，咪唑，噻唑，嘌呤)；具有三個雜原子5員雜芳基(例如，三唑，噻二唑)；具有3個雜原子的5-員雜芳基；具有一個雜原子的6員雜芳基(例如，吡啶，喹啉，異喹啉，菲，5，6-環(huán)庚烯并吡啶)；具有兩個雜原子的6員雜芳基(例如，噠嗪，噌啉，酞嗪，吡嗪，嘧啶，喹唑啉)；具有三個雜原子的6員雜芳基(例如，1，3，5-三嗪)；和具有四個雜原子的6員雜芳基。
“取代的雜芳基”是有一個或多個不干擾的基團(tuán)作為取代基的雜芳基。
“雜環(huán)”或“雜環(huán)的”意指具有5-12個原子、優(yōu)選5-7個原子的一個或多個環(huán)，有或者沒有不飽和度或芳族屬性和具有不是碳的至少一個在環(huán)上的原子。優(yōu)選的雜原子包括硫，氧，和氮。多環(huán)可以是稠合的，與在喹啉或苯并呋喃中一樣。
“雜原子”指在烴類似物化合物中的任何非碳原子。實例包括氧，硫，氮，磷，砷，硅，硒，碲，錫，和硼。
“取代的雜環(huán)”是具有從不干擾的取代基形成的一個或多個側(cè)鏈的雜環(huán)。
“不干擾的取代基”是得到穩(wěn)定化合物的那些基團(tuán)。合適的不干擾的取代基或基團(tuán)包括，但不限于，鹵素，C1-10烷基，C2-20鏈烯基，C2-10炔基，C1-10烷氧基，C7-12芳烷基，C7-12烷芳基，C3-10環(huán)烷基，C3-10環(huán)鏈烯基，苯基，取代的苯基，甲苯基，二甲苯基，聯(lián)苯基，C2-12烷氧基烷基，C7-12烷氧基芳基，C7-12芳氧基烷基，C6-12氧基芳基，C1-6烷基亞磺?；?，C1-10烷基磺酰基，-(CH2)m″-O-(C1-10烷基)，其中(m″)是1-8，芳基，取代的芳基，取代的烷氧基，氟烷基，雜環(huán)基團(tuán)，取代的雜環(huán)基，硝基烷基，-NO2，-CN，-NRC(O)-(C1-10烷基)，-C(O)-(C1-10烷基)，C2-10硫代烷基，-C(O)O-(C1-10烷基)，-OH，-SO2，＝S，-COOH，-NR，羰基，-C(O)-(C1-10烷基)-CF3，-C(O)-CF3，-C(O)NR2，-(C1-10烷基)-S-(C6-12芳基)，-C(O)-(C6-12芳基)，-(CH2)m″-O-(CH2)m″-O-(C1-10烷基)，其中各(m″)獨(dú)立地選自1-8，-C(O)NR，-C(S)NR，-SO2NR，-NRC(O)NR，-NRC(S)NR，它們的鹽，等。在這里使用的各R獨(dú)立地選自H，未取代的烷基，取代的烷基，未取代的芳基，取代的芳基，芳烷基，和烷芳基。
術(shù)語“藥物”，“生物活性分子”，“生物活性結(jié)構(gòu)部分”，“生物活性劑”，“活性劑”等在這里可以互換使用，并指能夠影響生物有機(jī)體的任何物理或生化特性的任何物質(zhì)，此類有機(jī)體包括但不限于病毒，細(xì)菌，真菌，植物，動物，和人。尤其，在這里使用的“生物活性分子”包括預(yù)計用于人或其它動物的疾病的診斷，醫(yī)治，緩解，治療或預(yù)防，或另外增強(qiáng)人或動物的身體或精神健康的任何物質(zhì)。生物活性分子的例子包括，但不限于，肽，蛋白質(zhì)，酶，小分子藥物(例如，非肽藥物)，染料，脂質(zhì)，核苷，低聚核苷酸，多核苷酸，核酸，細(xì)胞，病毒，脂質(zhì)體，微粒和膠束。適合為本發(fā)明所使用的生物活性劑的類型包括，但不限于，抗生素，殺真菌劑，抗病毒劑，消炎藥，抗腫瘤藥，心血管藥，抗憂慮藥，激素，生長因子，甾族試劑等。
“聚烯烴醇”指包括烯烴聚合物骨架如聚乙烯的聚合物，且有多個側(cè)掛羥基連接于聚合物骨架上。舉例性的聚烯烴醇是聚乙烯醇。
在這里使用的“非肽”指基本上不含經(jīng)由肽鍵連接的氨基酸的結(jié)構(gòu)。因此，例如，當(dāng)非肽用于表示聚合物骨架時，聚合物骨架基本上不含經(jīng)由肽鍵連接的氨基酸。然而，聚合物骨架可以包括少量的沿著骨架長度方向的肽鍵，例如不超過約1個肽鍵/約50個單體單元。
“多肽”或“聚(氨基酸)”是指包括了通過沿著α碳骨架的酰胺鍵連接的一系列氨基酸殘基的任何分子。肽側(cè)鏈的改性也可以采用，還有糖基化，羥基化等。另外，其它非肽分子，包括脂質(zhì)和小的藥物分子，可以連接于多肽上。該多肽可以包括氨基酸殘基的任何結(jié)合物或序列。
“氨基酸”指同時含有堿性胺基和酸性羧基的有機(jī)酸。該術(shù)語包括必需的和非必需的氨基酸并且既是天然的和又是合成或改性的氨基酸。最普通的氨基酸以它們的全名或以三個字母或單個字母縮寫在這里列出甘氨酸(Gly，G)；丙氨酸(Ala，A)；纈氨酸(Val，V)；亮氨酸(Leu，L)；異亮氨酸(Ile，I)；蛋氨酸(Met，M)；脯氨酸(Pro，P)；苯基丙氨酸(Phe，F(xiàn))；色氨酸(Trp，W)；絲氨酸(Ser，S)；蘇氨酸(Thr，T)；天冬酰胺(Asn，N)；谷氨酰胺(Gln，Q)；酪氨酸(Tyr，Y)；半胱氨酸(Cys，C)；賴氨酸(Lys，K)；精氨酸(Arg，R)；組氨酸(His，H)；天冬氨酸(Asp，D)；和谷氨酸(Glu，E)。對于氨基酸的表述是無需考慮絕對構(gòu)型的并且該敘述包括L或D形式的氨基酸。
“殘基”是指一個分子在與一個或多個分子反應(yīng)后所剩余的部分。例如，在多肽鏈中的氨基酸殘基是氨基酸在與相鄰的氨基酸殘基形成肽鍵之后所剩余的部分。
“疏水性”指在辛醇中比在水中具有更大溶解度的，典型地在辛醇中具有大得多的溶解度的分子。相反地，“親水性”指在水中比在辛醇中具有更大溶解度的分子。
“低聚物”指包括2-約20個單體單元，優(yōu)選2-約10個單體單元的短單體鏈。
“單分子”指以共價鍵結(jié)合在單個分子結(jié)構(gòu)中的整個分子，而不是依賴于與在傳統(tǒng)膠束中一樣的其它非共價鍵鍵接或吸引力。
術(shù)語“患者”指遭受或傾向于一種癥狀的活有機(jī)體，該癥狀能夠通過藥物的給藥來防止或治療，并且既包括人和又包括動物。
“任選的”或“任選地”指后面描述的事件可以發(fā)生或不發(fā)生，因此該敘述包括事件發(fā)生的情況和事件不發(fā)生的情況。
II.單分子型多分支嵌段共聚物本發(fā)明提供單分子型多分支嵌段共聚物，它具有由中心核分子(有多肽鏈段以共價鍵連接于其上)確定的內(nèi)核區(qū)域和由以共價鍵連接于每一多肽聚合物鏈段上的親水性聚合物鏈段所確定的外部親水性區(qū)域。因此，多分支結(jié)構(gòu)的每一分支是一種嵌段共聚物，它包括內(nèi)部(即接近或鄰近于中心核分子)多肽聚合物鏈段和外部(即遠(yuǎn)離中心核分子)親水性聚合物鏈段。
本發(fā)明的單分子型多分支嵌段共聚物特別適合于生物活性分子在內(nèi)核區(qū)域之內(nèi)的包封或截留。在這里使用的“包封”或“截留”是指藥物分子在共聚物的內(nèi)核區(qū)域內(nèi)的物理圍限，不論通過共價鍵連接，電荷相互作用，金屬-酸配合物，范德華力，或其它吸引或鍵合力。
單分子型多分支嵌段共聚物典型地具有約5,000Da到約120,000Da，優(yōu)選約10,000Da到約100,000Da，以及更優(yōu)選約20,000Da到約80,000Da的總數(shù)均分子量。本發(fā)明嵌段共聚物的一般結(jié)構(gòu)的圖解示于圖1。
外部親水性聚合物鏈段優(yōu)選是聚(乙二醇)，雖然其它親水性聚合物鏈段也可以使用。在某些實施方案中，能夠?qū)⒐簿畚锝Y(jié)構(gòu)引導(dǎo)至身體內(nèi)的特定位點(diǎn)的標(biāo)靶結(jié)構(gòu)部分可以連接到一個或多個親水性聚合物鏈段上以使所截留藥物實現(xiàn)靶釋放。
多肽聚合物鏈段作為單分子型多分支結(jié)構(gòu)的內(nèi)核區(qū)域的一部分可以在設(shè)計和調(diào)節(jié)多分支結(jié)構(gòu)的藥物輸送性能上提供巨大的靈活性。在藥物與單分子型多分支結(jié)構(gòu)多分支結(jié)構(gòu)的核區(qū)域之間的相互作用能夠大大地影響藥物荷載和藥物釋放特性。在本發(fā)明中，取決于多肽聚合物鏈段的結(jié)構(gòu)，單分子型多分支結(jié)構(gòu)的內(nèi)核區(qū)域能夠是疏水性的，帶電荷的，適合以共價鍵連接到藥物分子上，或它們的任何結(jié)合。
疏水性核區(qū)域多肽能夠顯示出寬范圍的疏水性。當(dāng)使用疏水性多肽時，可以相信該多分支嵌段共聚物在水溶液中用作單分子型膠束，該膠束結(jié)構(gòu)包括被親水性外區(qū)域包圍的中心疏水性核區(qū)域。結(jié)果，在這一實施方案中，本發(fā)明的多分支嵌段共聚物能夠通過將疏水性生物活性劑包封或物理截留在多分支嵌段共聚物結(jié)構(gòu)的疏水性核區(qū)域之內(nèi)來提高疏水性生物活性劑的水溶性。多肽的具體結(jié)構(gòu)和因此它的疏水性能夠根據(jù)需要來進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使對于特定藥物分子的親合性最大化。
與普通的線性膠束結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明的多分支嵌段共聚物的單分子性質(zhì)導(dǎo)致了對濃度的低敏感性，使得本發(fā)明的嵌段共聚物不太可能在不希望的快速速率下釋放所截留的藥物分子。本發(fā)明的多分支嵌段共聚物是以共價鍵鍵接的分子單元而不是單個分子的聚集體。結(jié)果，由于形成膠束用材料的不足夠濃度所導(dǎo)致的在活體內(nèi)結(jié)構(gòu)的不希望有的拆散將可以在這里描述的多分支嵌段共聚物的情況下加以避免。然而，通過在聚合物鏈段內(nèi)包括一個或多個水解不穩(wěn)定的連接鍵，多分支嵌段共聚物的有意的拆散能夠在活體內(nèi)發(fā)生。不同于與分子的聚集體有關(guān)的自發(fā)的濃度依賴性拆散，具有一個或多個水解不穩(wěn)定的連接鍵的本發(fā)明多分支嵌段共聚物理想地根據(jù)水解速率以可預(yù)見的方式隨時間推移而拆散。此外，因為無需活性劑的化學(xué)改性以獲得溶解度的提高，所以共聚物降低所截留藥物的功效的可能性大大地降低。
雖然不希望受任何特殊理論的束縛，但是可以相信疏水性多肽的疏水性和尺寸影響多分支嵌段共聚物的藥物荷載和藥物釋放特性。一般可以相信，較大的疏水性多肽鏈段和從具有較大疏水性的氨基酸形成的疏水性多肽鏈段將導(dǎo)致在溶液中更高的藥物荷載和更緩慢的藥物釋放曲線。相反地，較小疏水性多肽鏈段和從具有較低疏水性的氨基酸形成的疏水性多肽鏈段將導(dǎo)致減少的藥物荷載和更快速的藥物釋放。通過使用常規(guī)實驗，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員能夠測定對于任何給定的藥物的合適多肽鏈段組成和尺寸。例如，一系列的含有藥物的多分支嵌段共聚物能夠按照在這里的討論來制備，每一種具有不同尺寸的多肽鏈段。在給藥于患者之后具有最大功效的多分支嵌段共聚物應(yīng)該具有合適尺寸的多肽鏈段。類似的方法可用于測定合適的多肽鏈段含量(即，存在于多肽鏈段中的氨基酸殘基)。然而，這里，對在多肽鏈段中有不同氨基酸殘基的一系列含有藥物的多分支嵌段共聚物進(jìn)行試驗。
帶電荷的核區(qū)域在另一個實施方案中，在含水介質(zhì)中攜帶電荷的親水性生物活性劑能夠通過選擇具有相反電荷的多肽鏈段而截留在本發(fā)明的單分子型多分支嵌段共聚物的內(nèi)核區(qū)域之內(nèi)。相反的電荷導(dǎo)致在多分支結(jié)構(gòu)的核區(qū)域與藥物之間的吸引作用。例如，如果具有正電荷的內(nèi)核區(qū)域需要截留帶負(fù)電荷的活性劑，則多肽鏈段能夠由帶正電荷的氨基酸殘基形成，優(yōu)選在生理pH下或接近pH(即，約7.4的pH)。賴氨酸(具有約10.0的pK)和精氨酸(具有約12.0的pK)在生理pH下或接近生理pH下帶正電荷。其它氨基酸也可以帶正電荷，取決于環(huán)境的pH。例如，組氨酸的咪唑環(huán)能夠帶正電荷。
如果具有負(fù)電荷的內(nèi)核區(qū)域是攜帶正電荷的活性劑所需要的，則多肽鏈段能夠由帶負(fù)電荷的氨基酸殘基形成，優(yōu)選在生理pH下或接近pH(即，約7.4的pH)。谷氨酸和天冬氨酸(兩者具有約4.4的pK)在生理pH或接近生理pH下是帶負(fù)電荷的。取決于環(huán)境的pH，其它氨基酸如半胱氨酸也可以提供負(fù)電荷。
電荷吸引作用截留生物活性分子對于截留DNA、RNA或低聚核苷酸是特別理想的。截留的藥物以持續(xù)和延長的方式從帶電荷的內(nèi)核區(qū)域中釋放。本發(fā)明的嵌段共聚物的帶電荷的核實例的圖解示于圖2中。其中氨基酸殘基攜帶負(fù)電荷的多肽鏈段的區(qū)域是用負(fù)(“-”)符號描繪的。
適合共價鍵連接到藥物的核區(qū)域在又一個實施方案中，通過以共價鍵將生物活性劑連接到在多肽鏈內(nèi)間隔分布的側(cè)掛官能團(tuán)上，該生物活性劑能夠以共價鍵連接到本發(fā)明多分支嵌段共聚物的內(nèi)核區(qū)域中。例如，由許多不同的氨基酸，如天冬氨酸和谷氨酸形成的多肽包括在它們的側(cè)鏈上的側(cè)掛羧酸基團(tuán)。這些酸基能夠容易地與例如攜帶胺基的生物活性劑反應(yīng)，由此經(jīng)由酰胺鍵將生物活性劑連接到多肽鏈上。另外，包括含胺的賴氨酸殘基的多肽鏈段能夠與攜帶羧酸基團(tuán)的生物活性劑反應(yīng)，由此形成酰胺鍵。藥物分子共價鍵連接到本發(fā)明嵌段共聚物上的圖解示于圖3中。
如果需要，在多肽和生物活性劑之間的連接鍵能夠是可降解的連接鍵，如酯鍵，碳酸酯鍵，亞胺鍵，腙鍵，縮醛鍵，或原酯鍵。如此，嵌段共聚物能夠主要用作前體藥物，通過可降解的連接鍵在溶液中的水解釋放該藥物分子。
在任何以上實施方案中，與線性嵌段共聚物相比，本發(fā)明的多分支嵌段共聚物可通過將藥物掩蔽在內(nèi)核區(qū)域內(nèi)來更好地防止藥物分子發(fā)生酶催降解。同樣，在引入了標(biāo)靶結(jié)構(gòu)部分的實施方案中，該標(biāo)靶結(jié)構(gòu)部分能夠比線性嵌段共聚物更有效地使用。在本申請中，連接于僅僅幾個共聚物分支上的標(biāo)靶結(jié)構(gòu)部分能夠有效地輸送被截留在多分支結(jié)構(gòu)的核區(qū)域內(nèi)的許多藥物分子，由此，相對于僅僅有一個或兩個藥物結(jié)構(gòu)部分以共價鍵連接于其上面的標(biāo)靶的線性聚合物，提高了所輸送藥物“有效載荷”。
可以相信，多分支嵌段共聚物的分支的數(shù)量對于具有疏水性或帶電荷的核區(qū)域的共聚物實例的藥物荷載和藥物釋放特性有影響。一般，較少數(shù)量共聚物分支的存在會導(dǎo)致降低的藥物荷載和更快速的藥物釋放。具有非常大數(shù)量的分支的共聚物的使用也能夠降低藥物荷載，歸因于密度的顯著增長和與之伴隨的在共聚物結(jié)構(gòu)的核區(qū)域內(nèi)孔隙空間的減少。然而，具有較高數(shù)量的分支的共聚物不太可能具有取決于濃度的藥物釋放特性。鑒于上述情況，嵌段共聚物的分支數(shù)量的最佳范圍能夠在確定之后使得對于任何特定的疏水性藥物可獲得所需的藥物荷載和藥物釋放特性。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員能夠通過常規(guī)實驗確定在任何給定的情形下多少數(shù)量的分支是合適的。例如，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員能夠制備一系列的有不同數(shù)量分支的含有藥物的多分支嵌段共聚物，監(jiān)測在該系列中每一種共聚物在注入患者體內(nèi)之后的功效，和隨后鑒定與在具有最佳功效的共聚物中分支的數(shù)量相關(guān)的合適數(shù)量的分支。然而，在大多數(shù)的實施方案中，分支的數(shù)量是在3到約25范圍內(nèi)，和因此能夠是3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，21，22，23，24或25。然而，優(yōu)選的是，在這里所述的多分支嵌段共聚物中分支的數(shù)量是至少5，更優(yōu)選至少約8，和最優(yōu)選至少約10。
該多肽和親水性聚合物鏈段優(yōu)選不是“高度支化的”或樹枝狀屬性，如描述在US專利No.5,830,986中的樹枝形聚合物，其中支化的化合物在很多相繼的層中連接于中心核。相反，兩種聚合物鏈段優(yōu)選在性質(zhì)上是基本上線型的，如在圖1中所描繪。然而，在任一聚合物鏈段中的一些支化可以存在。例如，包括連接于賴氨酸連接基上的兩個聚合物骨架的支化聚(乙二醇)聚合物能夠用作該親水性聚合物。
雖然在所附實驗部分中多分支嵌段共聚物的特定例子對于每一共聚物分支采用相同的嵌段共聚物結(jié)構(gòu)，但是有可能在同一多分支結(jié)構(gòu)內(nèi)采用不同的共聚物結(jié)構(gòu)。換句話說，本發(fā)明包括其中一個以上的多肽/親水性聚合物結(jié)合物連接于同一核分子上的實施方案。
A.中心核中心核分子從提供與所需共聚物分支數(shù)量相等的數(shù)量的聚合物連接位點(diǎn)的分子派生而來?！斑B接位點(diǎn)”是指能夠與另一個分子如氨基酸反應(yīng)形成共價鍵的官能團(tuán)。優(yōu)選，中心核分子是具有至少三個攜帶氨基的末端基的多胺的殘基?！岸喟贰笔侵负锌勺鳛閷⒐簿畚锓种нB接于核分子上的連接位點(diǎn)的多個末端氨基的支化分子。多胺核的使用是優(yōu)選的，因為核的氨基容易與氨基酸的羧酸基團(tuán)反應(yīng)形成酰胺鍵。然而，具有可連接于共聚物分支上的其它官能團(tuán)的核分子也可以使用。
在利用多胺核的實施方案中，氨基的數(shù)量將決定了在多分支結(jié)構(gòu)中共聚物分支的數(shù)量。優(yōu)選，該多胺包括3到約25個氨基。在各種實施方案中，該多胺包括至少約5個氨基，至少約8個氨基，或至少約10個氨基。
該核分子典型地具有約250Da到約15,000Da，優(yōu)選約500Da到約10,000Da，和更優(yōu)選約1,000Da到約5,000Da的總數(shù)均分子量。因此，核分子的舉例性的總數(shù)平均分子量包括下列約250Da；約300Da；約350Da；約400Da；約450Da；約500Da；約550Da；約600Da；約650Da；約700Da；約750Da；約800Da；約850Da；約900Da；約950Da；約1,000Da；約1,500Da；約2,000Da；約2,500Da；約3,000Da；約3,500Da；約4,000Da；約4,500Da；約5,000Da；約5,500Da；約6,000Da；約6,500Da；約7,000Da；約7,500Da；約8,000Da；約8,500Da；約9,000Da；約9,500Da；約10,000Da；約10,500Da；約11,000Da；約11,500Da；約12,000Da；約12,500Da；約13,000Da；約13,500Da；約14,000Da；約14,500Da；和約15,000Da。在所附實驗部分中舉例的實施方案中，多胺核分子的分子量是大約2,000Da。
在優(yōu)選的實施方案中，多胺核分子是由攜帶氨基的小分子量親水性低聚物以共價鍵連接于多元醇核上所形成的。在這一實施方案中，中心核分子包括具有供聚合物連接用的至少三個羥基的多元醇的殘基?！岸嘣肌笔前ǘ鄠€可用羥基的分子。取決于所需數(shù)量的共聚物分支，多元醇典型地包括約3到約25個羥基，優(yōu)選至少5個，更優(yōu)選至少約8個，和最優(yōu)選至少約10個。多元醇可以包括其它受保護(hù)的或未保護(hù)的官能團(tuán)，同樣沒有脫離本發(fā)明。雖然在羥基之間的間距將因多元醇而異，但是典型地在各羥基之間有約1到約20個原子碳原子，優(yōu)選1到約5個。優(yōu)選的多元醇包括甘油，還原糖如山梨糖醇，季戊四醇，和甘油低聚物，如六甘油。例如，環(huán)糊精如羥丙基-β-環(huán)糊精，它具有21個可用的羥基，能夠形成21-分支嵌段共聚物。所選擇的具體多元醇將取決于在多分支共聚物結(jié)構(gòu)中共聚物分支的所需數(shù)量，其中在多元醇中的羥基數(shù)目將對應(yīng)于共聚物分支的總數(shù)。
當(dāng)以共價鍵將小分子量親水性低聚物連接到核分子上時，各親水性低聚物應(yīng)該具有足夠小的分子量以避免顯著地影響多分支結(jié)構(gòu)的內(nèi)核區(qū)域的疏水性大小。典型地，使用具有約88Da到約1,000Da，優(yōu)選約100Da到約1,000Da，更優(yōu)選約100Da到約500Da的分子量的乙二醇低聚物鏈。在一個實施方案中，該乙二醇低聚物具有約200到約300Da的數(shù)均分子量。
低聚物鏈段能夠通過使用具有適合與多元醇的可用羥基反應(yīng)的官能團(tuán)的低聚物來容易地連接于多元醇核上。例如，在一端上具有甲磺酸酯基團(tuán)和在另一末端上具有氨基的雙官能的乙二醇低聚物能夠與多元醇反應(yīng)，在該乙二醇低聚物和該多元醇之間形成酯鍵。乙二醇低聚物的氨基則用于與氨基反應(yīng)形成共聚物分支的多肽鏈段。另外地，乙二醇低聚物能夠直接聚合成多元醇核，如在例如US專利No.6,046,305中所述，隨后將PEG低聚物的端基衍生化以形成氨基。
優(yōu)選的多胺中心核分子的一般結(jié)構(gòu)顯示如下。
A′(-O-PEGo-NH2)n式I其中A′是多元醇，如甘油，山梨糖醇，季戊四醇，甘油低聚物，或含有多元醇的環(huán)糊精，例如，羥丙基-β-環(huán)糊精的殘基；PEGo是具有約100Da到約1,000Da的分子量的PEG低聚物；和(n)是3到約25，并用于表示連接到中心核分子上的(-O-PEGo-NH2)結(jié)構(gòu)部分。
根據(jù)式I的多胺結(jié)構(gòu)是從NOF Corporation(Tokyo，Japan)獲得的商品多分支乙二醇制備的或能夠通過使用如上所述的商購試劑來容易地制備。
也適合用作中心核的是支化多胺，如如上所述的那些，但不存在乙二醇組分。
B.多肽鏈段該多肽應(yīng)該一般是無毒的和生物相容性的，意思指由于它被建議用于生命組織(例如，給藥于患者)所帶來的益處勝過由臨床醫(yī)生例如大夫所評價的任何有害效果。在優(yōu)選實施方案中，多肽鏈段包括氨基酸的殘基，氨基酸例如有甘氨酸，丙氨酸，纈氨酸，亮氨酸，異亮氨酸，蛋氨酸，脯氨酸，苯基丙氨酸，色氨酸，絲氨酸，蘇氨酸，天冬酰胺，谷氨酰胺，酪氨酸，半胱氨酸，賴氨酸，精氨酸，組氨酸，天冬氨酸，谷氨酸，或它們的結(jié)合物。增強(qiáng)多肽鏈段的疏水性質(zhì)的特別優(yōu)選的氨基酸選自纈氨酸，亮氨酸，異亮氨酸，苯基丙氨酸，色氨酸，酪氨酸，蛋氨酸，和半胱氨酸。如果帶電荷的內(nèi)核區(qū)域是所想望的，則多肽優(yōu)選包括帶電荷的或可以帶電荷的氨基酸如精氨酸、賴氨酸、組氨酸、谷氨酸、天冬氨酸或它們的結(jié)合物的殘基。
嵌段共聚物的多肽鏈段典型地具有約100Da約20,000Da，優(yōu)選約500Da到約10,000Da的數(shù)均分子量。例如，具有約100Da，約200Da，約300Da，約500Da，約800Da，約1,000Da，約2,000Da，約3,000Da，約4,000Da，和約5,000Da的分子量的多肽鏈段可用于本發(fā)明中。
當(dāng)使用多胺核時，多肽鏈段典型地由酰胺鍵連接于中心核分子上。該多肽也優(yōu)選由酰胺鍵連接于親水性聚合物鏈段上。在優(yōu)選實施方案中，多肽鏈段具有下面的結(jié)構(gòu)(-C(O)-CHR-NH-)m通式II其中R是氫，烷基(例如，C1-6烷基)，其中烷基鏈的一個或多個碳原子能夠任選被雜原子(例如，O，S或N)所替代，或取代的烷基；和(m)是大約3到約100，優(yōu)選約3到約50，和更優(yōu)選約3到約30。
R烷基鏈的優(yōu)選取代基包括芳基，取代的芳基，雜芳基，取代的雜芳基，和官能團(tuán)，如硫醇，胺，羧酸，羧酸的酯，等等。正如所指出的那樣，沿著多肽骨架間隔分布的側(cè)掛官能團(tuán)能夠用于以共價鍵將生物活性劑連接于多肽鏈段上。舉例性的官能團(tuán)包括羥基，活性酯(例如N-羥基琥珀酰亞胺基酯或1-苯并三唑基酯)，活性碳酸酯(例如N-羥基琥珀酰亞胺基碳酸酯和1-苯并三唑基碳酸酯)，縮醛，醛，水合醛，鏈烯基，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，丙烯酰胺，活性砜，胺，酰肼，硫醇，羧酸，異氰酸酯，異硫氰酸酯，馬來酰亞胺，乙烯基砜，二硫代吡啶，乙烯基吡啶，碘乙酰胺，環(huán)氧基，二醛，二酮，甲磺酸酯，甲苯磺酸酯，或三氟乙基磺酸酯(tresylate)。
多肽鏈段典型地是酶催可降解的。可降解的多肽的使用使得多分支嵌段共聚物在活體內(nèi)隨時間推移發(fā)生降解，因此增加了共聚物的腎清除率。另外，多肽的降解提供了這些聚合物的輔助特征，即，控制所截留藥物的釋放速率的能力。
C.親水性聚合物該親水性聚合物鏈段能夠包括任何親水性聚合物和本發(fā)明在這方面不受限制。與多肽一樣，親水性聚合物應(yīng)該一般是無毒的和生物相容性的。優(yōu)選地，聚(乙二醇)(“PEG”)用作親水性聚合物鏈段。該術(shù)語PEG包括其線性、支化或多分支形式中的任何一種的聚(乙二醇)，其中包括烷氧基PEG，雙官能的PEG，分岔的PEG，支化的PEG，側(cè)掛的PEG，或具有可降解的連接鍵的PEG，它們在下面更完全地描述。
在它的最簡單形式，PEG具有通式-CH2CH2O-(CH2CH2O)n″-CH2CH2-OH通式III其中(n″)是約2-約4,000，典型地約10-約4,000，和更典型地約20到約500。
雖然PEG聚合物骨架的數(shù)均分子量能夠變化，但是具有約100Da到約20,000Da，優(yōu)選約500Da到約10,000Da的數(shù)均分子量的PEG特別可用作親水性聚合物鏈段。例如，具有約100Da，約200Da，約300Da，約500Da，約800Da，約1,000Da，約2,000Da，約3,000Da，約4,000Da，約5,000Da，約6,000Da，約7,000Da，約8,000Da，約9,000Da，約10,000Da，約11,000Da，約12,000Da，約13,000Da，約14,000Da，約15,000Da，約16,000Da，約17,000Da，約18,000Da，約19,000Da，和約20,000Da的分子量的PEG聚合物鏈段可用于本發(fā)明中。
在用于本發(fā)明中的一種形式中，游離的或未鍵接的PEG是在一端被羥基終端的線性聚合物HO-CH2CH2O-(CH2CH2O)n″-CH2CH2-OH
通式IV其中(n”)的定義與對于通式結(jié)構(gòu)式III所提供的相同。
以上聚合物，α-，ω-二羥基聚(乙二醇)能夠以簡單形式表示為HO-PEG-OH，其中應(yīng)當(dāng)理解，-PEG-符號表示以上結(jié)構(gòu)式III的結(jié)構(gòu)。
用于本發(fā)明中的另一類型PEG是甲氧基-PEG-OH，更簡單地，mPEG，其中一個端基是相對惰性的甲氧基，而另一個端基是發(fā)生容易的化學(xué)改性的羥基。mPEG的結(jié)構(gòu)在下面給出。
CH3O-CH2CH2O(CH2CH2O)n″-CH2CH2-OH通式V其中(n”)的定義與對于通式結(jié)構(gòu)式III所提供的相同。
多分支或支化PEG分子，如在US專利No.5,932,462中描述的那些，它以全部內(nèi)容被引入這里供參考，也可以用作該P(yáng)EG聚合物。例如，親水性PEG鏈段能夠具有以下結(jié)構(gòu) 通式VI其中polya和polyb是PEG骨架，如甲氧基聚(乙二醇)；R″是非反應(yīng)活性結(jié)構(gòu)部分，如H，甲基或PEG骨架；和P和Q是非反應(yīng)活性的連接鍵。在優(yōu)選的實施方案中，該支化PEG聚合物是甲氧基聚(乙二醇)二取代的賴氨酸。
換之，該P(yáng)EG聚合物可以包括分岔PEG。分岔PEG的例子是由PEG-YCHZ2表示，其中Y是連接基團(tuán)和Z是由所定義長度的原子鏈連接于CH的活化端基。國際申請No.PCT/US99/05333，它的內(nèi)容被引入這里供參考，公開了能夠用于本發(fā)明中的各種分岔PEG結(jié)構(gòu)。將Z官能團(tuán)連接于支化碳原子上的原子鏈用作系繩(tethering)基團(tuán)并可以包括，例如，烷基鏈，醚鍵，酯鍵，酰胺鍵，或它們的結(jié)合物。
PEG聚合物可以包括側(cè)掛PEG分子，后者具有沿著PEG骨架長度而不是在PEG鏈的末端上以共價鍵連接的反應(yīng)活性基團(tuán)如羧基。側(cè)掛反應(yīng)活性基團(tuán)能夠直接或通過連接用結(jié)構(gòu)部分如亞烷基連接于PEG骨架上。
除了PEG的上述形式之外，該聚合物也能夠以在聚合物骨架(包括上述聚合物中的任何一種)中一個或多個弱的或可降解的連接鍵來制備。例如，PEG能夠以發(fā)生水解的在聚合物骨架中的酯鍵來制備。正如所示，這一水解會導(dǎo)致聚合物分裂成較低分子量的片段
其它水解方式可降解的連接鍵，可用作在聚合物骨架內(nèi)的可降解的連接鍵，包括碳酸酯連接鍵；例如從胺和醛的反應(yīng)得到的亞胺連接鍵(參見，例如，Ouchi等人(1997)Polymer Preprints 38(1)582-3，它被引入這里供參考)；例如通過醇與磷酸基團(tuán)反應(yīng)形成的磷酸酯連接鍵；典型地通過在酰肼和醛之間的反應(yīng)形成的腙連接鍵；典型地通過在醛和醇之間的反應(yīng)形成的縮醛鍵；例如通過在甲酸酯和醇之間的反應(yīng)形成的原酯鍵；和例如通過在低聚核苷酸的亞磷酰胺基團(tuán)(例如在聚合物的末端上)與5’羥基之間的反應(yīng)形成的低聚核苷酸連接鍵。
本領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)該理解，術(shù)語聚(乙二醇)或PEG表示或包括全部以上形式的PEG。
許多其它聚合物也適合于本發(fā)明。非肽的和水溶性的，具有2到約300個端基的聚合物骨架特別可用于本發(fā)明中。合適聚合物的例子包括，但不限于，其它聚(亞烷基二醇)，乙二醇和丙二醇的共聚物，聚(烯醇)，聚(乙烯基吡硌烷酮)，聚(羥烷基甲基丙烯酰胺)，聚(甲基丙烯酸羥烷基酯)，聚(糖類)，聚(α-羥基酸)，聚(乙烯醇)，聚磷腈，聚噁唑啉，聚(N-丙烯?；鶈徇?，如在US專利No.5,629,384中所述，它以全部內(nèi)容被引入這里供參考，以及它們的共聚物，三元共聚物，和它們的混合物。這些聚合物可以是線性，或可以是任何上述形式(例如，支化，分岔，等)。
本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將會認(rèn)識到，親水性聚合物骨架的前面列舉決不是窮舉但僅僅是舉例而已，并且考慮具有所述質(zhì)量的所有聚合物材料。
標(biāo)靶結(jié)構(gòu)部分或藥物分子能夠任選地以共價鍵連接于親水性聚合物鏈段上。在這里使用的“標(biāo)靶結(jié)構(gòu)部分”包括能夠結(jié)合于特定的受體，配體，組織類型或任何這些的組分上或另外對它們顯示出親合性的任何化學(xué)結(jié)構(gòu)部分。標(biāo)靶結(jié)構(gòu)部分在共聚物結(jié)構(gòu)上的加成能夠?qū)⒐簿畚镆龑?dǎo)至身體內(nèi)的特定位點(diǎn)，以使物理方式截留的藥物實現(xiàn)靶釋放。例如，某些結(jié)構(gòu)部分已知對于羥磷灰石表面(即，磷酸鈣)，如骨，顯示出親合性。舉例性的羥磷灰石-標(biāo)靶結(jié)構(gòu)部分包括四環(huán)素，calcein，雙膦酸鹽，如4-氨基-1-羥基丁烷-1，1-二膦酸，它的雙四丁基銨鹽(AHBDP)或衍生物，聚天冬氨酸，聚谷氨酸，和氨基磷酸糖。另外的標(biāo)靶結(jié)構(gòu)部分包括蛋白質(zhì)，抗體，抗體片段，肽，碳水化合物，脂質(zhì)，低聚核苷酸，DNA，RNA，或分子量低于2,000道爾頓的小分子。在優(yōu)選的實施方案中，該標(biāo)靶結(jié)構(gòu)部分是單-葉酸或anti-EGFr Fab。葉酸對于抗癌劑的標(biāo)靶輸送是尤其優(yōu)選的，后者通過連接于這里所述的多分支共聚物輸送載體上。葉酸，作為標(biāo)靶劑，可用于標(biāo)靶那些過表達(dá)葉酸鹽受體的腫瘤。屬于這一類型的舉例性的腫瘤包括卵巢癌，和實體瘤如頭和頸部腫瘤，肺癌和結(jié)腸直腸癌。因此，本發(fā)明的多分支嵌段共聚物，當(dāng)連接于葉酸上時，對于可用于防治任何上述癌癥的抗癌劑的輸送是特別優(yōu)選的。
該P(yáng)EG聚合物鏈段可以進(jìn)一步包括以共價鍵連接于PEG分子上(如在PEG鏈段的遠(yuǎn)離與多肽連接的點(diǎn)的那一末端上)的一個或多個封端基團(tuán)或官能團(tuán)。封端基團(tuán)典型地是相對惰性的基團(tuán)，如烷氧基(例如甲氧基或乙氧基)或芐氧基。在一個實施方案中，一個或多個該P(yáng)EG聚合物鏈段攜帶能夠與標(biāo)靶結(jié)構(gòu)部分或藥物分子反應(yīng)的官能團(tuán)，這樣該分子能夠連接于PEG聚合物上。舉例性的官能團(tuán)包括羥基，活性酯(例如N-羥基琥珀酰亞胺基酯或1-苯并三唑基酯)，活性碳酸酯(例如N-羥基琥珀酰亞胺基碳酸酯和1-苯并三唑基碳酸酯)，縮醛(在這里使用的術(shù)語“縮醛”同樣包括酮縮醇)，醛，水合醛，鏈烯基，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，丙烯酰胺，活性砜，胺，酰肼，硫醇，羧酸，異氰酸酯，異硫氰酸酯，馬來酰亞胺，乙烯基砜，二硫代吡啶，乙烯基吡啶，碘乙酰胺，環(huán)氧基，二醛，二酮，甲磺酸酯，甲苯磺酸酯，和三氟乙基磺酸酯(tresylate)。
本發(fā)明聚合物骨架的末端官能團(tuán)的特定例子包括N-琥珀酰亞胺基碳酸酯(參見，例如US專利No5,281,698，和5,468,478)；胺(參見，例如，Buckmann等人(1981)Makromol.Chem.1821379，和Zalipsky等人(1983)Eur.Polym.J.191177)；酰肼(參見，例如，Andresz等人(1978)Makromol.Chem.179301)；琥珀酰亞胺基丙酸酯和琥珀酰亞胺基丁酸酯(參見，例如，Olson等人，Poly(ethylene glycol)Chemistry & Biological Applications，pp170-181，Harris & ZalipskyEds.，ACS，Washington，DC，1997，和US專利No.5,672,662)；琥珀酰亞胺基琥珀酸酯(參見例如Abuchowski等人(1984)CancerBiochem.Biophys.7175，和Joppich等人(1979)Makromol.Chem.1801381)；琥珀酰亞胺基酯(參見例如US專利No.4,670,417)；苯并三唑碳酸酯(參見例如US專利No.5,650,234)；縮水甘油基醚(參見例如Pitha等人(1979)Eur.J.Biochem.9411，和Elling等人(1991)Biotech.Appl.Biochem.13354)；氧羰基咪唑(參見例如，Beauchamp等人(1983)Anal.Biochem.13125，和Tondelli等人(1985)J.Controlled Release1251)；對-硝基苯基碳酸酯(參見例如Veronese等人(1985)Appl.Biochem.Biotech.ll141，和Sartore等人(1991)Appl.Biochem.Biotech.2745)；醛(參見例如Harris等人(1984)J.Polym.Sci.Chem.Ed.22341，和US專利No.5,824,784，和5,252,714)；馬來酰亞胺(參見例如Goodson等人(1990)Biol/Technology8343，Romani等人(1984)Chemistry ofPeptides and Proteins 229)，和Kogan(1992)Synthetic Comm.222417)；鄰吡啶基-二硫化物(參見例如Woghiren等人(1993)Bioconj.Chem.4314)；acrylol(參見例如Sawhney等人(1993)Macromolecules26581)；和乙烯基砜(參見例如US專利No.5,900,461)。所有上述參考文獻(xiàn)被引入這里供參考。
D.舉例性的單分子型多分支嵌段共聚物結(jié)構(gòu)現(xiàn)在描述本發(fā)明的嵌段共聚物的更具體的結(jié)構(gòu)實例。下面示出的具體結(jié)構(gòu)是僅僅作為舉例性的結(jié)構(gòu)給出的，不認(rèn)為限制本發(fā)明的范圍。
在一個實施方案中，本發(fā)明的嵌段共聚物具有以下結(jié)構(gòu)A(-O-B-L1-C)m′-(L2-D-E)n′通式VII其中A是包括多元醇如甘油，山梨糖醇，季戊四醇，甘油低聚物，或含有環(huán)糊精的多元醇如羥丙基-β-環(huán)糊精的殘基的中心核分子；O是氧；B是親水性低聚物，如PEG低聚物；C是多肽鏈段；D是親水性聚合物鏈段，如PEG聚合物；E是封端基團(tuán)(例如，烷氧基)或官能團(tuán)(例如，羥基，活性酯，等等)；L1和L2是連接鍵，如酰胺鍵；(m′)是3-約25和用于表示連接到中心核分子上的(-O-B-L1-C)結(jié)構(gòu)部分的數(shù)量；(n′)是2-約25和用于表示連接到(m′)數(shù)量的(-O-B-L1-C)結(jié)構(gòu)部分上的(L2-D-E結(jié)構(gòu)部分的數(shù)量，各(-O-B-L1-C)結(jié)構(gòu)部分?jǐn)y帶單個(L2-D-E)結(jié)構(gòu)部分；和(n′)≤(m′)。
包括標(biāo)靶結(jié)構(gòu)部分的優(yōu)選實例具有以下結(jié)構(gòu)(T-D-L2-C-L1-B-O-)pA(-O-B-L1-C-L2-D-E)k通式VIII其中各A，O，B，C，D，E，L1和L2獨(dú)立地與以上對于結(jié)構(gòu)式VII所述相同；T是標(biāo)靶結(jié)構(gòu)部分；(p)是至少1或更大的正整數(shù)并表示連接于中心核分子上的(T-D-L2-C-L1-B-O-)結(jié)構(gòu)部分的數(shù)量；
(k)是至少1或更大的正整數(shù)并表示連接于中心核分子上的(-O-B-L1-C-L2-D-E)結(jié)構(gòu)部分的數(shù)量；和(k)和(p)的總和是3到約25。在一個實施方案中，(p)是1到約5，優(yōu)選1到約3，以及(k)和(p)的總和是大約6到約21，優(yōu)選約8到約15。
下面的通式IX是根據(jù)本發(fā)明制備的舉例性單分子型8-分支多肽-PEG嵌段共聚物。
通式IX其中各POLYPEPTIDB(多肽)是多肽鏈段，優(yōu)選由天冬氨酸，谷氨酸或賴氨酸的殘基形成的多肽；和各PEG是聚(乙二醇)，優(yōu)選包括如以上所述的封端基或官能團(tuán)。在通式IX中多肽的特別優(yōu)選的結(jié)構(gòu)示于以下 聚(天冬氨酸) 聚(谷氨酸)聚(賴氨酸)其中(m)如以上對于結(jié)構(gòu)式II所定義。
E.生物活性劑在本發(fā)明的單分子型多分支嵌段共聚物內(nèi)攜帶的生物活性結(jié)構(gòu)部分或藥物可以是能夠以物理方式截留在嵌段共聚物結(jié)構(gòu)內(nèi)的任何生物活性劑。截留或包封的藥物可以以本身使用或以可藥用的鹽形式使用。如果使用，藥物化合物的鹽應(yīng)該在藥理學(xué)和藥物學(xué)兩方面都是可接受的，但是非藥物學(xué)方面可接受的鹽可方便地用于制備游離的活性化合物而不從本發(fā)明的范圍中排除。在藥理學(xué)和藥物學(xué)上可接受的鹽能夠通過藥物與有機(jī)或無機(jī)酸的反應(yīng)來制備，使用在文獻(xiàn)中詳細(xì)描述的標(biāo)準(zhǔn)方法。有用的鹽的例子包括，但不限于，從下列酸制備的那些鹽酸，氫溴酸，硫酸，硝酸，磷酸，馬來酸，乙酸，水楊酸，對甲苯磺酸，酒石酸，檸檬酸，甲烷磺酸，甲酸，丙二酸，琥珀酸，萘-2-磺酸和苯磺酸，等等。同樣，藥物學(xué)上可接受的鹽能夠作為堿金屬或堿土金屬鹽制得，如羧酸基團(tuán)的鈉，鉀，或鈣鹽。
可以包封在包括疏水性核區(qū)域的實例中的多分支嵌段共聚物之內(nèi)的疏水性藥物分子的例子包括，但不限于，樅酸，醋葡內(nèi)酯，二氫苊，硝芐香豆素，乙酰苯磺酰環(huán)己脲，乙酰汞辛酚，acetoxolone，乙?；蟮攸S毒苷，二溴乙炔，二氯乙炔，乙酰水楊酸，土木香內(nèi)酯，艾氏劑，alexitol鈉，丙烯除蟲菊酯，烯丙雌烯醇，烯丙基硫化物，阿普唑侖，雙(乙酰水楊酸)鋁，氨布醋胺，aminochlothenoxazin，氨魯米特，戊基氯，雄烯二醇，茴三硫，anilazine，蒽地酚，抗霉素A，除瘧霉素，偶砷乙酸，亞細(xì)亞皂苷，asternizole，aurodox，金硫醋苯胺，8-氮鳥嘌呤，偶氮苯，黃芩黃素，秘魯香脂，塔魯香脂，燕麥靈，baxtrobin，芐吲酸，地巴唑，芐氟噻嗪，benomyl，芐星(benzathine)，苯雌酚，芐替派，benzoxiquinone，芐甲苯丙胺，苯硫噻嗪，苯甲酸芐酯，肉桂酸芐酯，鉍溴鄰二酚，治草醚(bifenox)，樂殺螨，除蟲菊酯，沒藥醇，比沙可啶，雙(氯苯氧基)甲烷，堿式?jīng)]食子酸碘鉍，堿式?jīng)]食子酸鉍，鞣酸鉍，雙酚A，硫氯酚，冰片基，溴異戊酸酯，冰片基氯，異戊酸冰片酯，水楊酸冰片酯，溴鼠隆(brodifacoum)，溴鼠胺(bromethalin)，溴羥喹啉，丁苯羥酸，布他米酯，正丁巴比妥，丁硫啶(buthiobate)，丁羥茴醚，丁羥甲苯，碘硬脂酸鈣，糖二酸鈣，硬脂酸鈣，卡泊酸，克菌丹，卡馬西平，氯醛尿烷，三硫磷，卡巴醌，胡蘿卜素，香芹酚，吐根酚堿，腦磷酯，晁模酸(chaulmoogric acid)，鵝脫氧膽酸，甲殼質(zhì)，氯丹，伐草克(chlorfenac)，殺螨醇(chlorfenethol)，四氯二氰苯，氯烯雌醚，氯丙硫蒽，二氯甲羥喹(chlorquinaldol)，延痛心，西洛他唑，辛可尼丁，檸檬醛，環(huán)雙苯氧酸(clinofibrate)，氯苯芬嗪，氯苯丁酯，氯氟苯脲，氯硝甘油，二氯二甲吡啶酚，氯苯茚二酮，氯噁唑侖，香豆磷，皮質(zhì)酮，cournachlor，庫馬磷，coumithoate乙酸間甲苯酯，殺鼠嘧啶，克蘆磷酯，殺菌威(cuprobam)，氰甲丙嗪，環(huán)扁桃酯，環(huán)戊芬加拿大麻甙，環(huán)孢菌素A，cypermethril，氨苯砜，地磷氨酰胺，溴氰菊酯，乙酸去氧皮甾酮，去羥米松，嗎散痛，雙醋胺偶氮甲苯(diacetazoto)，氯亞磷(dialifor)，麝酚砜，decapthon，dichlofluani，二氯芬，二氯磺胺，三氯殺螨醇(dicofol)，地快樂除草劑(dicryl)，雙香豆素，雙烯雌酚，己烯雌酚，二苯酰胺吡唑，dihydrocodeinone enol乙酸鹽，雙氫麥角胺，二氫嗎啡，二氫速甾醇，甲己烯雌酚，二甲炔睪酮，二惡磷，diphenane，N-(1，2-二苯基乙基)煙酰胺，3，4-二-[1-甲基6-硝基-3-吲哚基]-1H-吡咯-2，5-二酮(MNIPD)，雙醋氧苯酸，氯甲苯二磺胺，二硫二氰蒽醌，二苯咪唑啉酮，敵菌酮(drazoxolon)，多晶型磷灰石(durapatite)，克瘟散(edifenphos)，大黃素(emodin)，苯乙氨茴酸，抑草蓬(erbon)，麥角異柯寧堿，赤鮮醇四硝酸酯，紅霉素硬脂酸酯，雌三醇，乙基罌粟堿，乙炔睪酮，雙香豆素乙酯，乙基氫化叩卜林(ethylhydrocupreine)，乙基孟烷羧酰胺(ethyl menthane carboxamide)，丁香酚，優(yōu)庫平，exalamide，胺酯苯巴比妥，苯丙酰胺酯，苯硫噠唑，苯戊醇，殺螟松，非諾貝特，苯喹唑酮，倍硫磷，戊烯保泰松，菲里平(flilpin)，綿馬酸，氟喹氨苯酯，氟茴哌丁酮，氟甲喹，氟考丁酯，氟烴甲基睪酮，三氟乙醚，氟太唑侖，煙曲霉素，5-糠基(furftiryl)-5-異丙基巴比土酸，fusaftmgine，苯胺喹啉，果開康，導(dǎo)眠能，氨磺丁唑，灰黃霉素，愈創(chuàng)木酚碳酸酯，愈創(chuàng)木酚磷酸酯，氯氟舒松，血卟啉，六氯酚，己烷雌酚，雙辛氫啶，環(huán)己烯巴比妥，雙氫氯噻嗪，氫可酮，異丁普生，艾地苯醌，吲哚美辛，煙酸肌醇酯，碘苯酰氨酸，碘醋胺酸，膽影酸，碘漫酸，胺碘苯丙酸，握克丁，isonoxin，2-異戊酰二氫化茚-1，3-二酮，交沙霉素，11-ketoprogesterone，月桂氮酮，3-O-lauroylpyridoxol雙乙酸酯，利多卡因，林丹，亞麻酸，三碘甲腺氨酸，魯斯霉素，代森錳(mancozeb)，扁桃酸，異戊基酯，氯苯咪吲哚，甲苯咪唑，美海洛林，甲鉍喹，硫胂密胺，苯丙氨酸氮芥，亞硫酸氫鈉甲萘醌，戊酸薄荷酯，甲苯噁酮，甲苯丁胺，甲妥因，甲丙卡因，美雄諾龍，美雌醇，二甲硫蒽，麥角芐酯，烯丁硫比妥，甲雄烯二醇，安眠酮，甲基膽蒽，哌甲酯，17-甲基睪丸酮，三甲苯心安，米那普林，金硫乙酸鈣，萘酞磷，萘哌地爾，萘，2-乳酸萘酯，2-(2-萘氧基)乙醇，萘基水楊酸酯，naproxen，烯丙新戊巴比妥，nemadectin，氯硝柳胺，煙氯苯丁酯，二煙酰嗎啡，硝呋喹酸，硝呋酚酰肼，二胺硝吖啶，硝甲酚汞，諾加霉素，去甲安定，乙諾酮，三烯炔諾酮，奧他維林，夾竹桃苷，油酸，去甲羥安定，噁唑侖，沃克拉丁，oxwthazaine，羥氫可待酮，羥甲睪酮，雙醋酚丁，紫杉醇，paraherquamide，對硫磷，匹莫林，硝酸季戊四醇酯，戊基苯酚，羥哌氯丙嗪，苯卡巴胺(phencarbamide)，屈米通，2-苯基-6-氯苯酚，phenthnethylbarbituric酸，苯妥英，伏殺磷，O-酞磺胺噻唑，葉綠醌，picadex，哌法寧，吡酮洛芬，哌普唑林，吡扎地爾，丁酸特戊酰氧甲酯，普拉貝脲，普勞諾托，聚普瑞鋅，多噻嗪，丙磺舒，黃體酮，普美孕酮，丙泮尼地，可螨特(propargite)，苯胺靈(propham)，普羅喹宗，丙硫異煙胺，乙胺嘧啶，嘧硫磷，撲蟯喹，槲皮素，奎勃龍，quizalofo-乙基，雷復(fù)尼特，瑞西那明，羅西維林，皮蠅磷，薩倫(salen)，猩紅，西卡寧，西瑪三嗪(simazine)，西美曲特，辛伐他汀，索布佐生，solan，螺內(nèi)酯，角鯊烯，二氫睪酮，硫糖鋁，磺胺苯，磺胺胍諾，柳氮磺吡啶，亞砜，舒必利，琥布宗，他布比妥，特麥角脲(terguide)，睪酮，四溴鄰甲酚，粉防己堿，氨硫脲，硫秋水仙堿，硫辛酸，三硫喹噁啉，硫利達(dá)嗪，塞侖，麝酚異戊胺酯，噻昔達(dá)唑，噻克索酮，生育酚，托西拉酯，托萘酯，三氟生，三氟柳，曲帕拉醇，熊果酸，纈氨霉素，維拉帕米，長春堿，維生素A，維生素D，維生素E，聯(lián)苯丁酸，賽拉嗪，扎托洛芬，和玉米赤霉烯酮。
能夠截留在具有帶電荷的內(nèi)核區(qū)域的多分支嵌段共聚物實例內(nèi)的帶電荷的生物活性劑的例子包括順鉑，利多卡因和它的類似物，托特羅定，米托蒽醌，和imatinib(Gleevec)。
在多肽鏈段或PEG鏈段內(nèi)具有可供共價鍵連接于藥物分子上的官能團(tuán)的本發(fā)明嵌段共聚物的一些實例中，可以使用具有能夠與嵌段共聚物的官能團(tuán)反應(yīng)的可用官能團(tuán)的任何藥物分子。此類藥物分子包括紫杉醇和它的類似物，5-氟尿嘧啶，依托泊苷，喜樹堿和它的類似物，維諾利賓和多柔比星。
III.包括多分支嵌段共聚物的藥物組合物在另一個方面，本發(fā)明提供獸醫(yī)用和人醫(yī)用的藥物配制劑或組合物，它包括如上所述的多分支嵌段共聚物和截留在多分支嵌段共聚物內(nèi)、優(yōu)選截留在由多肽鏈段的核分子所確定的內(nèi)核區(qū)域內(nèi)的至少一種生物活性劑。正如前面所指出，疏水性藥物在具有疏水性核的嵌段共聚物結(jié)構(gòu)中的引入使得能夠增溶疏水性藥物，這能夠延長藥物在給藥給患者之后的循環(huán)停留時間。
該藥物配制劑能夠包括一種或多種藥物學(xué)上可接受的載體，和任選的任何其它的治療學(xué)成分，穩(wěn)定劑，等等。該載體必須在與配制劑的其它成分相容并且對它的接受者無過度傷害的意義上是藥物學(xué)上可接受的。本發(fā)明的組合物也可以包括聚合物賦形劑/添加劑或載體，例如，聚乙烯吡咯烷酮，衍生化纖維素如羥甲基纖維素，羥乙基纖維素，和羥丙基甲基纖維素，F(xiàn)icolls(一種聚合糖)，羥乙基淀粉(HES)，葡萄糖結(jié)合劑(例如，環(huán)糊精，如2-羥丙基-β-環(huán)糊精和磺基丁基醚-β-環(huán)糊精)，聚乙二醇，和果膠。組合物可以進(jìn)一步包括稀釋劑，緩沖劑，粘結(jié)劑，崩解劑，增稠劑，潤滑劑，防腐劑(包括抗氧化劑)，調(diào)味劑，味道掩蔽劑，無機(jī)鹽(例如，氯化鈉)，抗微生物劑(例如，苯扎氯銨)，增甜劑，抗靜電劑，表面活性劑(例如，聚山梨醇酯如“TWEEN 20”和“TWEEN 80”，和pluronics如F68和F88，可以從BASF獲得)，山梨聚糖，脂質(zhì)(例如，磷脂如卵磷脂和其它磷脂酰膽堿，磷脂酰乙醇胺，脂肪酸和脂肪酸酯，甾類[例如，膽固醇])，和螯合劑(例如，EDTA，鋅和其它此類合適陽離子)。適合用于根據(jù)本發(fā)明的組合物中的其它藥物賦形劑和/或添加劑已列出在“RemingtonThe Science & Practice of Pharmacy”，第十九版，Williams & Williams(1995)，“Physician′s DeskReference”，第52版，Medical Economics，Montvale，NJ(1998)，以及“Handbook of Pharmaceutical Excipients”，第三版，Ed.A.H.Kibbe，Pharmaceutical Press，2000中。
本發(fā)明的嵌段共聚物可以配制在組合物中，此類組合物包括適合于口服，經(jīng)頰，經(jīng)直腸，體表，經(jīng)鼻，經(jīng)眼，或胃腸外(包括腹膜內(nèi)注射，靜脈注射，皮下注射，和肌內(nèi)注射)給藥的那些。嵌段共聚物也可以用于適合吸入的配制劑中。組合物能夠方便地以單位劑型存在并能夠通過在藥物領(lǐng)域中眾所周知的任何方法來制備。全部的方法包括將嵌段共聚物和截留在其中的藥物與載體相結(jié)合的步驟。一般說來，通過將嵌段共聚物/藥物配制劑與液體載體相結(jié)合形成溶液或懸浮液，或換之通過將嵌段共聚物/藥物配制劑與適合形成固體(任選為顆粒狀產(chǎn)物)的配制用組分相結(jié)合，和任選地將該產(chǎn)物成形或壓縮成成形或壓縮的輸送形式，來制備組合物。本發(fā)明的固體配制劑，當(dāng)呈現(xiàn)顆粒狀時，典型地包括粒度為約1納米到約500微米的顆粒物。一般說來，對于靜脈內(nèi)給藥的固體配制劑，顆粒典型地具有約1nm到約10微米的直徑。一般，用于吸入的顆粒典型地具有約0.1微米到10微米，優(yōu)選約1微米到約5微米的直徑。
在配制劑中生物活性劑或藥物的量將根據(jù)所使用的具體藥物，它的分子量，和其它因素如劑型，目標(biāo)患者群體，和其它一些考慮來變化，并且一般可由本領(lǐng)域中技術(shù)人員容易地確定。在共聚物配制劑中生物活性劑的量將是為了輸送治療有效量的藥物到需要它的患者以實現(xiàn)與藥物有關(guān)的治療效果的至少一種所需要的用量。在實踐中，這一用量將根據(jù)具體的藥物，它的活性，需要治療的癥狀的嚴(yán)重性，患者群體，配制劑的穩(wěn)定性等來變化。組合物一般含有約1％重量到約30％重量藥物，典型地約2％到約20％重量藥物，和更典型地約3％到約15％重量藥物，并且也取決于在組合物中所含的賦形劑/添加劑的相對量。更具體地說，組合物將典型地含有下列所截留藥物的百分?jǐn)?shù)中的至少大約一種0.5％，1％，2％，3％，4％，5％，6％，7％，8％，9％，10％，12％，14％，16％，18％，20％，或更多(按重量)。
IV.制造嵌段共聚物的方法本發(fā)明的多分支嵌段共聚物能夠通過預(yù)先形成的多肽鏈段以共價鍵連接于核分子上，隨后讓預(yù)先形成的親水性聚合物鏈段以共價鍵連接于多肽鏈段的末端而制得。在兩個聚合物鏈段之間和在多肽鏈段和核分子之間的連接鍵將取決于所使用的官能團(tuán)。典型地，該連接鍵是酰胺鍵。然而，其它類型的連接鍵，如氨基甲酸酯，酯，碳酸酯，和縮醛也可以在使用，而沒有脫離本發(fā)明范圍。
換之，多肽或親水性聚合物鏈段中的一種或多種能夠通過使用例如開環(huán)聚合技術(shù)直接聚合聚合物的單體單元來制備。例如，為了將多肽連接到多胺核分子上，能夠形成氨基酸的N-羧基酸酐并通過在合適溶劑中的開環(huán)聚合反應(yīng)直接聚合成多胺核。合適的溶劑包括二甲基甲酰胺(DMF)，四氫呋喃(THF)，二噁烷等等。形成氨基酸的N-羧基酸酐的舉例性方法在實施例1-3中進(jìn)行說明。將多肽連接到多胺核上的舉例性開環(huán)聚合技術(shù)在實施例4-5中進(jìn)行說明。氨基酸試劑，包括具有被保護(hù)的β-羧酸基團(tuán)的氨基酸，可從Sigma-Aldrich Corporation(St.Louis，MO)商購。
在第二個步驟中，第一反應(yīng)的產(chǎn)物與環(huán)氧乙烷在堿如萘鉀，氫化鈉，鈉或鉀醇鹽或其它強(qiáng)堿存在下進(jìn)行反應(yīng)，讓聚(乙二醇)鏈段連接到多肽鏈段上。對于第二步驟，能夠使用溶劑如四氫呋喃，二噁烷或甲苯。
以上方法的結(jié)合也能夠用于形成本發(fā)明的嵌段共聚物。例如，開環(huán)聚合反應(yīng)可用于形成多肽鏈段，隨后是預(yù)先形成的PEG聚合物的共價鍵連接，如在實施例6中所舉例說明。典型地，如果氨基酸殘基具有沿著多肽鏈段的α碳鏈的側(cè)掛官能團(tuán)，則該官能團(tuán)以保護(hù)的形式存在而多肽連接于中心核分子上和親水性聚合物連接于多肽鏈的末端上。其后，任何側(cè)掛官能團(tuán)能夠去保護(hù)和用于將該多肽偶聯(lián)于生物活性劑(參見實施例7-8)。如實施例7中所示，芐基保護(hù)基能夠從天冬氨酸殘基上除去以提供沿著多肽鏈的游離羧酸基團(tuán)。該羧酸基團(tuán)然后能夠與生物活性劑如5-氟尿嘧啶反應(yīng)(如在實施例8中所舉例說明)，在多肽鏈段和生物活性劑之間形成共價鍵。
V.將藥物荷載到多分支嵌段共聚物中的方法有多種方法可用于將生物活性劑或藥物截留在本發(fā)明的嵌段共聚物的內(nèi)核區(qū)域之內(nèi)。顯然，如上所述，該藥物能夠通過藥物以共價鍵連接于多肽或PEG鏈上而被截留。
對于藥物荷載依賴于其它吸引或結(jié)合力的實施方案，如疏水性或在電荷上的差異，有多種截留藥物的方法。為了荷載攜帶電荷的藥物或含有金屬如鉑的藥物，共聚物和藥物能夠簡單地在水溶液中混合以促使在藥物與共聚物的多肽鏈段之間的電荷吸引或金屬-酸配位。
有三種荷載疏水性藥物的一般方法。在第一種方法，藥物和共聚物共同溶于有機(jī)溶劑中，然后干燥形成固體產(chǎn)物。固體產(chǎn)物再溶解在水溶液中并過濾除去不溶性顆粒，之后使用。在第二種方法中，該藥物懸浮于共聚物的水溶液中并進(jìn)行超聲波處理幾個小時以便讓藥物分子和共聚物結(jié)構(gòu)的疏水性核實現(xiàn)緊密接觸。溶液然后過濾除去不溶性顆粒。在第三種方法，藥物和聚合物以固體形式混合，加熱到約60℃形成熔體。將該熔體攪拌幾個小時以促進(jìn)藥物和共聚物的精細(xì)混合。在冷卻到室溫之后，該配制劑即可立即使用，進(jìn)一步加工，或儲存。
VI.使用多分支嵌段共聚物的方法正如所指出的那樣，本發(fā)明的多分支嵌段共聚物能夠用于將疏水性藥物分子增溶在水溶液中或用于截留和保護(hù)帶電荷的藥物分子或任何能夠以共價鍵連接于多肽或PEG鏈上的藥物分子。結(jié)果，本發(fā)明的共聚物結(jié)構(gòu)能夠通過將各種藥物截留在共聚物結(jié)構(gòu)內(nèi)，尤其在共聚物的內(nèi)核區(qū)域之內(nèi)，并將治療有效量的多分支嵌段共聚物與截留在其中的生物活性劑給藥于哺乳動物，而能夠用作藥物輸送媒介物。
本發(fā)明的嵌段共聚物能夠作為藥物輸送媒介物用于對能夠截留在共聚物結(jié)構(gòu)內(nèi)的藥物分子有響應(yīng)的任何癥狀。因此，本發(fā)明的嵌段共聚物能夠用于藥物配制劑中，后者可用于治療對在哺乳動物(包括人)體內(nèi)的截留藥物有響應(yīng)的任何癥狀。優(yōu)選的治療癥狀是癌癥。治療方法包括對哺乳動物給藥治療有效量的含有多分支嵌段共聚物和截留在多分支嵌段共聚物中的藥物的組合物或配制劑。任何具體的配制劑的治療有效劑量將因藥物、因患者而多少有些變化，并取決于諸如患者的癥狀，嵌段共聚物的裝載能力，和輸送的途徑之類的因素。作為一般建議，約0.5-約20mg/kg體重，優(yōu)選約1.0-約5.0mg/kg的劑量將具有治療功效。當(dāng)與其它藥物活性劑一起給藥時，甚至更少的嵌段共聚物/藥物組合物可以是治療有效的。
嵌段共聚物/藥物組合物可以一天給藥一次或若干次。治療的持續(xù)時間可以是每天一次達(dá)到兩個到三個星期并可以持續(xù)幾個月或甚至幾年的一段時間。每日劑量能夠以單個劑量單位或幾個更小劑量單位的形式通過一次劑量來給藥或通過在一定時間間隔的劃分劑量的多次給藥來給藥?？赡艿妮斔屯緩桨ń?jīng)頰，皮下，經(jīng)皮，肌內(nèi)注射，靜脈注射，口服，和吸入。
VII.實驗給出下列實施例來說明本發(fā)明，但不應(yīng)該認(rèn)為限制本發(fā)明。實施例1-3舉例說明了形成具有芐基-保護(hù)的羧酸基團(tuán)的氨基酸的N-羧基酸酐的方法。實施例4-5舉例說明將多肽鏈連接于多胺核分子上的開環(huán)聚合技術(shù)。實施例6舉例說明將PEG聚合物鏈段連接于各多肽鏈上以形成連接于中心多胺核分子上的嵌段共聚物分支的方法。實施例7舉例說明了將沿著嵌段共聚物分支的多肽鏈段間隔分布的側(cè)掛羧酸基團(tuán)去保護(hù)的技術(shù)。實施例8舉例說明了將生物活性劑結(jié)合(conjugate)到嵌段共聚物分支的多肽鏈段的側(cè)掛羧酸基團(tuán)上的方法。實施例9舉例說明在含金屬的藥物，順鉑，和聚(天冬氨酸)鏈段的羧酸基團(tuán)之間形成金屬-酸絡(luò)合物的方法。實施例10舉例說明了生物活性劑從實施例8中形成的結(jié)合物上釋放的速率。
除非另有說明，否則全部PEG試劑是從Shearwater Corporation ofHuntsville，Alabama商購。全部NMR數(shù)據(jù)是由Bruker制造的300MHz NMR譜儀得到。
實施例1L-天冬氨酸β-芐基酯的N-羧基酸酐(NCA)的合成 將L-天冬氨酸β-芐基酯(Sigma-Aldrich)懸浮于225ml的四氫呋喃(THF)中。向該懸浮液中添加大約13g的已溶于25ml THF中的雙(三氯甲基)碳酸酯中，然后混合物在50℃攪拌，直到獲得溶液為止。溶劑在真空下被除去。將THF逐漸地添加到處于65℃下的固體殘留物中，直到該物質(zhì)完全溶解為止。添加己烷，且溶液逐漸被冷卻到-15℃。所得粉末被過濾出來，產(chǎn)物再結(jié)晶兩次，并在室溫下在真空中干燥。1HNMR(DMSO-d6)δ2.98(dxd，-CHCH2COO-)，4.69(t，-CHCH2COO-)，5.13(s，CH2-C6H5-)，7.35(m，芳族H)。
實施例2L-谷氨酸γ-芐基酯的N-羧基酸酐(NCA)的合成 將25克的L-谷氨酸γ-芐基酯(Sigma-Aldrich)懸浮于250ml的THF中。在該懸浮液中添加大約12.3g的已溶于25ml THF中的雙(三氯甲基)碳酸酯。混合物在50℃下攪拌，直到獲得透明溶液為止，然后溶劑在真空下被除去。固體殘留物從THF/己烷的混合物中重結(jié)晶兩次，產(chǎn)物在室溫下在真空下干燥。1H NMR(DMSO-d6)δ1.94(m，-CHCH2CH2COO-)，2.07(m，-CHCH2CH2COO-)，4.45(t，-CHCH2CH2COO-)，5.1(s，CH2-C6H5-)，7.35(m，芳族H)。
實施例3N-ε-Cbz-賴氨酸的N-羧基酸酐的合成 將N-ε-芐氧基羰基-賴氨酸(“N-ε-Cbz-賴氨酸”，50g，Sigma-Aldrich)懸浮于500ml的THF中。在該懸浮液中添加21.2g的已溶于50ml THF中的雙(三氯甲基)碳酸酯。反應(yīng)混合物被加熱至50℃，同時進(jìn)行攪拌。在反應(yīng)混合物變成透明(約15至45分鐘)，溶液在50℃下攪拌另一個小時。溶液冷卻到室溫，過濾和將濾液添加到1,500ml的己烷中。該己烷溶液在-20℃下冷卻2-3小時，所得沉淀物通過過濾來收集，進(jìn)一步通過從THF/己烷中重結(jié)晶來提純。產(chǎn)物在真空下干燥。1H NMR(DMSO-d6)δ1.33(m，-CHCH2CH2CH2CH2COO-)，1.68(m，CHCH2CH2CH2CH2COO-)，4.42(t，-CHCH2CH2-)，5.0(s，CH2-C6H5-)，7.31(m，芳族H)。
實施例48-分支聚(天冬氨酸鹽芐基酯)的合成
8-分支PEG250-胺(0.5g，總MW 2,000，NOF Corporation(東京，日本))在真空中于60℃干燥2小時，然后溶于10ml的無水二甲基甲酰胺(“DMF”)中。向該溶液中添加天冬氨酸芐基酯的N-羧基酸酐(10g)在10ml的DMF中的溶液。混合物在40℃在N2氣氛中攪拌一夜?；旌衔镞^濾，該濾液被添加到200ml的乙醚中。沉淀物過濾收集，真空干燥。1H NMR(DMSO-d6)δ3.5(m，PEG)，δ2.7(dxd，-CHCH2COO-)，4.60(t，-CHCH2COO-)，5.10(s，CH2-C6H5-)，7.3(m，芳族H)。
實施例58-分支聚(谷氨酸芐基酯)的合成 8-分支PEG250-胺(0.2g，總MW 2,000，NOF Corporation(東京，日本))用200ml CHCl3共沸干燥，通過在真空下餾出全部溶劑來實現(xiàn)。然后將固體殘留物溶于10ml的無水DMF中。向該溶液中添加天冬氨酸芐基酯的N-羧基酸酐(5.56g)在20ml的DMF中的溶液。混合物在40℃下在N2氣氛中攪拌一夜。產(chǎn)物用200ml的乙醚沉淀。過濾收集沉淀物，用DMF/乙醚再沉淀，和在真空下干燥。1H NMR(DMSO-d6)δ3.5(m，PEG)，2.0(m，-CHCH2CH2COO-)，4.45(t，-CHCH2CH2COO-)，5.1(s，CH2-C6H5-)，7.35(m，芳族H)。
實施例68-分支聚(天冬氨酸芐基酯)-PEG5000的合成 將8-分支聚(天冬氨酸芐基酯)(3g，來自實施例4)，mPEG5000-CM(3g，MW 5,000Da)，二環(huán)己基碳二亞胺(“DCC”，1.3g)，N，N-二甲基氨基吡啶(“DMAP”，0.3g)，和1-羥基苯并三唑(“HOBT”，0.3g)溶于30ml的無水氯仿中。向溶液中添加新蒸鎦過的三乙胺(“TEA”，1ml)，然后該反應(yīng)攪拌一夜。溶劑在真空下被除去。在強(qiáng)烈攪拌下向殘留物中添加60ml的異丙醇(“IPA”)。過濾收集固體，用乙醚洗滌兩次。產(chǎn)物在真空下干燥。1H NMR(DMSO-d6)δ3.5(m，PEG)，δ2.7(dxd，-CHCH2COO-)，4.60(t，-CHCH2COO-)，5.10(s，CH2-C6H5-)，7.3(m，芳族H)。
實施例78-分支聚(天冬氨酸)-PEG5000的制備 將8-分支聚(天冬氨酸芐基)-PEG5000(4.5g，MW 5,000Da，來自實施例6)溶于0.1N氫氧化鈉溶液中，所得溶液在室溫下攪拌一個小時。在調(diào)節(jié)pH到2-3后，溶液對水進(jìn)行滲析一夜以除去鹽，用MWCO 50,000薄膜超濾除去未反應(yīng)的PEG，用水洗滌一次，然后凍干。1H NMR(D2O-d2)δ3.5(m，PEG)，2.6(b，-CHCH2COO-)，4.36(b，-CHCH2COO-)。
實施例85-氟尿嘧啶(5FU)結(jié)合到8-分支聚(天冬氨酸)-PEG5000上
5-氟尿嘧啶(“5-FU”，1.51g，Aldrich)溶于10ml的福爾馬林(～40％甲醛)中并在60℃下攪拌1小時。溶劑在真空下經(jīng)過1周被除去。向殘留物中添加10ml的蒸鎦過的DMF，溶液在-15℃下貯存，直到使用前為止。
8-分支聚(天門冬氨酸)-PEG5000(0.44g，來自實施例7)在50℃下真空干燥一夜，添加20ml的蒸鎦過的氯仿。二環(huán)己基碳二亞胺1.98g，4-二甲基氨基吡啶0.276g和1-羥基苯并三唑0.153g在圓底燒瓶中在室溫下真空干燥一夜，然后添加10ml的蒸鎦過的DMF。兩溶液都保持在-15℃下，直到使用前為止。將5FU溶液(3ml，3.46mmol)添加到8-分支聚(天門冬氨酸)-PEG5000溶液，隨后添加碳二亞胺溶液，然后混合物在-15℃下攪拌5天。樣品沉淀在異丙醇中。在過濾之后，樣品在苯中冷凍干燥。
1H NMR(DMSO-d6)δ3.5(m，PEG)，2.6(b，-CHCH2COO-)，4.4(b，-CHCH2COO-)，6.67(s，-NCH2O-)，8.12(s，在氟尿嘧啶中的CH)。
實施例9順-二氯化二氨鉑在8-分支聚(天冬氨酸)-PEG5000中的引入將順-二氯化二氨鉑(0.012g，Aldrich)溶于20ml的水中。將8-分支聚(天門冬氨酸)-PEG5000(0.056g，來自實施例7)溶于20ml的水中。溶液被稀釋到10mM的天冬氨酸根最終濃度。將順-二氯化二氨鉑溶液添加到共聚物溶液中形成鉑與天冬氨酸鹽的不同濃度比的三種配制劑。所制備的三種配制劑所具有的鉑與天冬氨酸根比率是1∶1(在圖4中指定為“1∶1”)，1∶1.5(在圖4中指定為“1∶1.5”)，和1∶2(在圖4中指定為“1∶2”)。對于每一種配制劑描繪在249nm下UV吸收率隨時間的變化，并示于圖4中。如圖4中所示，在249nm下的吸收率隨著在室溫下的誘導(dǎo)時間延長而提高，表明順-二氯化二氨鉑與在8-分支聚(天門冬氨酸)-PEG5000中的聚(天冬氨酸)鏈段配合。
實施例105-氟尿嘧啶(5FU)和8-分支聚(天冬氨酸)-PEG5000的結(jié)合物的水解研究將5-氟尿嘧啶(“5-FU”)和8-分支聚(天門冬氨酸)-PEG5000(來自實施例8)的結(jié)合物溶于磷酸鹽緩沖液(0.1M，pH7.4)中。溶液在室溫和37℃下貯存。在計時的間隔中，溶液由HPLC(Ultrahydrogel 250，Waters)分析。釋放50％的5-FU的時間(t1/2)是在室溫下的58小時和在37℃下的13小時。
得益于在前面的敘述和相關(guān)的表中給出的教導(dǎo)，本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員能夠想到本發(fā)明的許多改進(jìn)和其它實施方案。因此，可以理解的是本發(fā)明不限于這里所公開的特定實施方案，并且這些改進(jìn)和其它實施方案被認(rèn)為包括在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。雖然在這里使用了特定術(shù)語，但是它們僅僅在通用和敘述性意義上使用，并且沒有限制意義。
權(quán)利要求
1.可用作藥物輸送媒介物的單分子型多分支嵌段共聚物，包括提供至少三個能以共價鍵連接于共聚物分支上的連接位點(diǎn)的中心核分子；和以共價鍵連接于所述中心核分子的所述至少三個連接位點(diǎn)中的每一個位點(diǎn)上的共聚物分支，各共聚物分支包括以共價鍵連接于所述中心核分子的所述連接位點(diǎn)上的內(nèi)部多肽鏈段和以共價鍵連接于所述多肽鏈段上的外部親水性聚合物鏈段。
2.權(quán)利要求1的單分子型多分支嵌段共聚物，其中所述中心核分子是具有至少三個攜帶氨基的端基的多胺的殘基。
3.權(quán)利要求1的單分子型多分支嵌段共聚物，其中所述中心核分子包括具有至少三個攜帶羥基的端基的多元醇的殘基。
4.權(quán)利要求3的單分子型多分支嵌段共聚物，其中多元醇選自甘油，山梨糖醇，季戊四醇，和甘油低聚物。
5.權(quán)利要求3的單分子型多分支嵌段共聚物，其中多元醇是六甘油。
6.權(quán)利要求3的單分子型多分支嵌段共聚物，其中該多元醇是羥丙基-β-環(huán)糊精。
7.權(quán)利要求3的該單分子型多分支嵌段共聚物，其中所述中心核分子進(jìn)一步包括連接到所述多元醇?xì)埢拿恳欢嘶系挠H水性低聚物鏈。
8.權(quán)利要求7的單分子型多分支嵌段共聚物，其中該親水性低聚物鏈?zhǔn)蔷哂屑s100Da到約5,000Da的分子量的乙二醇低聚物鏈。
9.權(quán)利要求7的單分子型多分支嵌段共聚物，其中各親水性低聚物鏈通過酰胺鍵以共價鍵連接于多肽鏈段上。
10.權(quán)利要求1的單分子型多分支嵌段共聚物，其中該多肽鏈段包括選自甘氨酸，丙氨酸，纈氨酸，亮氨酸，異亮氨酸，蛋氨酸，脯氨酸，苯基丙氨酸，色氨酸，絲氨酸，蘇氨酸，天冬酰胺，谷氨酰胺，酪氨酸，半胱氨酸，賴氨酸，精氨酸，組氨酸，天冬氨酸，谷氨酸，和它們的結(jié)合物中的氨基酸的殘基。
11.權(quán)利要求1的單分子型多分支嵌段共聚物，其中所述多肽鏈段包括帶電荷的氨基酸的殘基。
12.權(quán)利要求11的單分子型多分支嵌段共聚物，其中帶電荷的氨基酸選自精氨酸，賴氨酸，組氨酸，谷氨酸，天冬氨酸，和它們的結(jié)合物。
13.權(quán)利要求1的單分子型多分支嵌段共聚物，其中所述多肽鏈段包括至少一種攜帶官能團(tuán)的氨基酸殘基。
14.權(quán)利要求13的單分子型多分支嵌段共聚物，其中該官能團(tuán)選自羥基，活性酯，活性碳酸酯，縮醛，醛，水合醛，烷基或芳基磺酸酯，鹵化物，二硫化物，鏈烯基，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，丙烯酰胺，活性砜，胺，酰肼，硫醇，羧酸，異氰酸酯，異硫氰酸酯，馬來酰亞胺，乙烯基砜，二硫代吡啶，乙烯基吡啶，碘乙酰胺，環(huán)氧基，二醛，二酮，甲磺酸酯，甲苯磺酸酯，和三氟乙基磺酸酯。
15.權(quán)利要求1的單分子型多分支嵌段共聚物，其中該外部親水性聚合物鏈段包括聚(乙二醇)。
16.權(quán)利要求1的單分子型多分支嵌段共聚物，其中各多肽鏈段具有約100Da到約20,000Da的分子量。
17.權(quán)利要求16的單分子型多分支嵌段共聚物，其中各多肽鏈段具有約500Da到約10,000Da的分子量。
18.權(quán)利要求1的單分子型多分支嵌段共聚物，其中該外部親水性聚合物鏈段具有約100Da到約20,000Da的分子量。
19.權(quán)利要求18的單分子型多分支嵌段共聚物，其中該外部親水性聚合物鏈段具有約500Da到約10,000Da的分子量。
20.權(quán)利要求1的單分子型多分支嵌段共聚物，其中該單分子型多分支嵌段共聚物具有約10,000Da到約200,000Da的總分子量。
21.權(quán)利要求20的單分子型多分支嵌段共聚物，其中該單分子型多分支嵌段共聚物具有約20,000Da到約80,000Da的總分子量。
22.權(quán)利要求1的單分子型多分支嵌段共聚物，其中所述中心核分子具有至少四個能夠以共價鍵連接于共聚物分支上的連接位點(diǎn)。
23.權(quán)利要求1的單分子型多分支嵌段共聚物，其中所述中心核分子具有至少八個能夠以共價鍵連接于共聚物分支上的連接位點(diǎn)。
24.權(quán)利要求1的單分子型多分支嵌段共聚物，其中所述中心核分子具有3-約25個能夠以共價鍵連接于共聚物分支上的連接位點(diǎn)。
25.權(quán)利要求1的單分子型多分支嵌段共聚物，其中至少一種標(biāo)靶結(jié)構(gòu)部分以共價鍵連接于至少一親水性聚合物鏈段上。
26.權(quán)利要求25的單分子型多分支嵌段共聚物，其中該標(biāo)靶結(jié)構(gòu)部分選自蛋白質(zhì)，抗體，抗體片段，肽，碳水化合物，脂質(zhì)，低聚核苷酸，DNA，RNA，和分子量低于2,000Da的小分子。
27.權(quán)利要求25的單分子型多分支嵌段共聚物，其中標(biāo)靶結(jié)構(gòu)部分是單葉酸或anti-EGFr Fab。
28.權(quán)利要求1的單分子型多分支嵌段共聚物，其中至少一種封端基團(tuán)或官能團(tuán)以共價鍵連接于至少一親水性聚合物鏈段上。
29.權(quán)利要求28的單分子型多分支嵌段共聚物，其中該封端基團(tuán)或官能團(tuán)選自烷氧基，羥基，活性酯，活性碳酸酯，縮醛，醛，水合醛，烷基或芳基磺酸酯，鹵化物，二硫化物，鏈烯基，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，丙烯酰胺，活性砜，胺，酰肼，硫醇，羧酸，異氰酸酯，異硫氰酸酯，馬來酰亞胺，乙烯基砜，二硫代吡啶，乙烯基吡啶，碘乙酰胺，環(huán)氧基，二醛，二酮，甲磺酸酯，甲苯磺酸酯，或三氟乙基磺酸酯。
30.權(quán)利要求1的單分子型多分支嵌段共聚物，具有以下結(jié)構(gòu)A(-O-B-L1-C)m′-(L2-D-E)n′其中A是包括多元醇的殘基的中心核分子，O是氧，B是親水性低聚物，C是多肽鏈段，D是親水性聚合物鏈段，E是封端基團(tuán)或官能團(tuán)，L1和L2是連接鍵，(m′)是3-約25，(n′)是2-約25，和(n′)≤(m′)。
31.權(quán)利要求30的單分子型多分支嵌段共聚物，其中各E是烷氧基。
32.權(quán)利要求30的單分子型多分支嵌段共聚物，其中各E是羥基。
33.權(quán)利要求30的單分子型多分支嵌段共聚物，其中各E選自烷氧基，羥基，活性酯，活性碳酸酯，縮醛，醛，水合醛，烷基或芳基磺酸酯，鹵化物，二硫化物，鏈烯基，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，丙烯酰胺，活性砜，胺，酰肼，硫醇，羧酸，異氰酸酯，異硫氰酸酯，馬來酰亞胺，乙烯基砜，二硫代吡啶，乙烯基吡啶，碘乙酰胺，環(huán)氧基，二醛，二酮，甲磺酸酯，甲苯磺酸酯，或三氟乙基磺酸酯。
34.權(quán)利要求30的單分子型多分支嵌段共聚物，其中A是選自甘油，山梨糖醇，季戊四醇，羥丙基-β-環(huán)糊精，和甘油低聚物中的多元醇的殘基。
35.權(quán)利要求30的單分子型多分支嵌段共聚物，其中D包括聚(乙二醇)。
36.權(quán)利要求30的單分子型多分支嵌段共聚物，其中C包括選自甘氨酸，丙氨酸，纈氨酸，亮氨酸，異亮氨酸，蛋氨酸，脯氨酸，苯基丙氨酸，色氨酸，絲氨酸，蘇氨酸，天冬酰胺，谷氨酰胺，酪氨酸，半胱氨酸，賴氨酸，精氨酸，組氨酸，天冬氨酸，谷氨酸，和它們的結(jié)合物中的氨基酸的殘基。
37.權(quán)利要求30的單分子型多分支嵌段共聚物，其中C的至少一種氨基酸殘基攜帶官能團(tuán)。
38.權(quán)利要求30的單分子型多分支嵌段共聚物，其中B是乙二醇低聚物。
39.權(quán)利要求1的單分子型多分支嵌段共聚物，具有以下結(jié)構(gòu)(T-D-L2-C-L1-B-O-)pA(-O-B-L1-C-L2-D-E)k其中A是包括多元醇的殘基的中心核分子，O是氧，B是親水性低聚物，C是多肽鏈段，D是親水性聚合物鏈段，E是封端基團(tuán)或官能團(tuán)，T是標(biāo)靶結(jié)構(gòu)部分，L1和L2是連接鍵，(p)是至少1，(k)是至少1，以及(p)和(k)的總和是3-約25。
40.藥物組合物，包括單分子型多分支嵌段共聚物，它包括具有至少三個能以共價鍵連接于共聚物分支上的連接位點(diǎn)的中心核分子和以共價鍵連接于所述中心核分子的所述至少三個連接位點(diǎn)中的每一個上的共聚物分支，各共聚物分支包括以共價鍵連接于所述中心核分子的所述連接位點(diǎn)上的內(nèi)部多肽鏈段和以共價鍵連接于所述多肽鏈段上的外部親水性聚合物鏈段，其中該中心核分子和該多肽鏈段確定內(nèi)核區(qū)域而該多肽鏈段確定疏水性外區(qū)域；和截留在單分子型多分支嵌段共聚物的內(nèi)部區(qū)域內(nèi)的生物活性劑。
41.根據(jù)權(quán)利要求40的藥物組合物，其中該多肽鏈段包括一種或多種帶電荷的氨基酸殘基，和其中截留在內(nèi)核區(qū)域內(nèi)的生物活性劑帶有與該一種或多種帶電荷的氨基酸殘基的電荷相反的電荷。
42.根據(jù)權(quán)利要求40的藥物組合物，其中該生物活性劑以共價鍵連接于多肽鏈段的氨基酸殘基上。
43.根據(jù)權(quán)利要求40的藥物組合物，其中內(nèi)核區(qū)域和生物活性劑都是疏水性的。
44.根據(jù)權(quán)利要求40的藥物組合物，進(jìn)一步包括藥物學(xué)上可接受的載體。
全文摘要
本發(fā)明提供了可用于各種生物活性劑的輸送的多分支嵌段共聚物。本發(fā)明的共聚物含有中心核，從該中心核延伸出多個(3個或更多個)共聚物分支。各共聚物分支具有內(nèi)部多肽鏈段和外部親水性聚合物鏈段。因此，共聚物的整體結(jié)構(gòu)包括包含中心核和內(nèi)部多肽鏈段的內(nèi)核區(qū)域，而外核區(qū)域是親水性質(zhì)的。本發(fā)明的多分支共聚物特別可用于能夠截留在內(nèi)核區(qū)域內(nèi)的生物活性劑的輸送。
文檔編號A61K9/51GK1732212SQ200380107984
公開日2006年2月8日 申請日期2003年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月30日
發(fā)明者X·S·趙, 任忠旭, K·江本 申請人:尼克塔治療亞拉巴馬公司