專利名稱：低分子量聚乳酸聚合物的制作方法
技術領域：
概括而言，本發(fā)明涉及生物相容的、可生物降解的聚合物領域。更加具體地，本發(fā)明描述了一種用于純化低分子量聚合物的方法，所述方法利用聚合物溶液的降低溫度的液-液相分離，其中溶劑由甲醇、乙醇和/或異丙醇組成。用于所述方法的合適聚合物包括聚乳酸(PLA)。本發(fā)明經(jīng)純化的聚合物的獨特之處在于它們的高純度，其部分地通過具有比粗聚合物更窄的分子量分布表現(xiàn)出來，從而它們特別適合用于持續(xù)釋放制劑或生物相容聚合物。
背景技術：
診斷劑和藥物，不管是蛋白質或是小分子，在患者體內(nèi)各自具有確定的半衰期。很多時候，通過延長其半衰期可以使所述試劑或藥物的效果最大化。一種方法就是將所述試劑或藥物包裹于與受用者相容的材料中，所述材料在受用者體內(nèi)緩慢破壞或溶解，從而試劑或藥物在比單獨的試劑或藥物的半衰期長的時間內(nèi)持續(xù)釋放。
已經(jīng)證明，可以將生物活性的或者藥學活性的試劑包裹在生物相容的、可生物降解的成壁材料例如聚合物中，以提供持續(xù)釋放或緩釋。在這些方法中，典型地使用攪拌器、混合器或其它動態(tài)混合技術將試劑或藥物溶解、分散或乳化于一種或多種含成壁材料的溶劑中。然后除去溶劑，形成包括所述試劑或藥物的微粒。然后可以將這些微粒給予患者。
可生物降解的聚合物早已被廣泛用于控制藥物遞送。它們的優(yōu)點是在完成它們的目標任務之后不需要外科手術除去，因為它們或者酶降解掉或者化學降解掉，例如水解。對于各種藥學和生物醫(yī)學應用，已經(jīng)對聚酯例如聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)和乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)進行了廣泛研究。PGA、PLA和特別是它們的共聚物PLGA是最常用的聚合物族。這些聚合物的每一種都展示出期望的生物相容性特性并且當注入患者中時是可生物降解的，因此它們已被廣泛地被接受作為藥物組分并特別用于持續(xù)釋放制劑中。Chaubal，Drug DeliveryTechnology，2002，234-36和Anderson et a1.，Adv.Drug Deliv.Rev.，1997，285-24。
包裹于PLA微粒中的藥物通過水性環(huán)境的擴散作用或者通過上面提及的聚合物的降解釋放。影響由聚合物制成的微粒的體外和體內(nèi)藥物釋放速率的一個變量是其分子量。特別地，聚合物的分子量影響生物降解速率。對于活性劑釋放的擴散機理，聚合物應該保持完整直到所有的活性劑從微粒釋放，然后才降解。隨著聚合物基體材料的生物侵蝕，活性劑也可以從微粒釋放。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，與高分子量聚合物相比，低分子量聚合物傾向于以更快的方式釋放活性劑(Asano et al.，Biomaterials，1989，vol.10569)。因此，通過選擇較低分子量的聚合物，可以制造其中所得到的微粒顯示出加速釋放的制劑。當活性劑需要在更短的時間內(nèi)或者以更高的濃度進行遞送時，這是合乎需要的。但是，目前沒有相應的技術來制造具有低多分散性的相對純的低分子量聚合物(Asano et al.，Biomaterials，1989，vol.10569；Hyon et al.，Biomaterials，1997，vol.181503)。
用于持續(xù)釋放制劑中的聚合物制備中的另一個因素是聚合物混合物的多分散性。目前沒有相應的方法可以制造或純化具有相對低多分散性的小分子量聚合物。因此，本領域中存在對制造用于持續(xù)釋放藥物制品(例如微粒、棒、膜等等)的聚合物微粒的改進方法的需求，其中所述方法得到具有低多分散性的低分子量聚合物。
發(fā)明概述本發(fā)明教導了一種用于純化低分子量聚合物的方法，所述方法利用聚合物溶液的降低溫度的液-液相分離，其中溶劑由甲醇、乙醇和/或異丙醇的混合物組成。在具體的實施方案中，溶劑是甲醇、乙醇或異丙醇。
本發(fā)明涉及一種制造低分子量和低多分散聚合物的方法。更加特別地，本發(fā)明提供一種在單相溶劑中利用聚合物的降低溫度的相分離作用純化低分子量聚合物的方法，其中溶劑選自甲醇、乙醇和異丙醇。更加具體地，所述方法包括以下步驟將粗聚合物與甲醇、乙醇或異丙醇混合直到聚合物溶解，降低溶液的溫度直到形成兩層，將上層液體與下層分離并分離聚合物。所述溶劑也可以是甲醇、乙醇或異丙醇相互之間的或是與其它液體的混合物，只要所使用的溶液能作為本發(fā)明聚合物(例如PLA)的溶劑并且能夠如本文所述發(fā)生相分離。
在一個實施方案中，溶劑主要是甲醇、乙醇或異丙醇。主溶劑還可以與其它溶劑混合。例如，根據(jù)本發(fā)明的方法甲醇和乙醇可以混合并使用，或者甲醇可以與另一種溶劑例如二氯甲烷混合，其中所述溶劑混合物仍然允許純化低分子量、低多分散的聚合物。
在某些實施方案中，聚合物的選擇是聚乳酸，也稱為PLA。在特定實施方案中，使用本發(fā)明的方法進行純化后，通過Mw除以Mn測量的低分子量聚合物的P值小于1.6。因此，本發(fā)明的一個實施方案是通過本發(fā)明的方法純化的聚合物與常規(guī)制造的聚合物相比具有更窄的分子量分布。
聚合物可以經(jīng)控制而形成適于注入需要它們的患者中的微粒、棒、膜等等。因此，本發(fā)明還涉及本發(fā)明純化的聚合物的藥學可接受制劑以及使用所述聚合物的方法。
發(fā)明詳述本發(fā)明涉及一種純化低分子量聚合物的方法，所述方法利用在甲醇、乙醇或異丙醇中所述聚合物的降低溫度的液-液相分離，涉及包含所述聚合物的組合物和涉及使用所述組合物的方法。在一個實施方案中，聚合物的選擇是聚乳酸，也稱為PLA。所得到的聚合物具有更窄的分子量范圍，并且比使用當前的方法得到的那些聚合物顯著更純。因此，本發(fā)明還涉及經(jīng)純化的PLA聚合物的新組合物，以及它們在標準藥物組合物例如微粒中的用途。所述經(jīng)純化的低分子量、低多分散聚合物可以用于制造包裹試劑和/或藥物的微粒，所述微粒用于注入需要它們的患者中。本發(fā)明的所述經(jīng)純化的低分子量、低多分散聚合物當被制成微粒時將提供試劑和/或藥物的持續(xù)釋放。
如在本文中使用的那樣，應該理解術語“低分子量”是指其中平均分子量低于5000道爾頓的分子量范圍。在可選擇的實施方案中，低分子量表示低于3000道爾頓的平均分子量。當該術語與聚合物聯(lián)用時，應該理解的是優(yōu)選的實施方案是聚乳酸，也稱為PLA。在一個實施方案中，PLA聚合物基本由含乳酸酯的部分組成。
在一個實施方案中，本發(fā)明的純化方法產(chǎn)生低分子量聚合物，所述聚合物與先前公開的聚合物純化步驟相比具有更低的多分散性。在一個實施方案中，通過Mw除以Mn測量的聚合物的P值小于1.6。更優(yōu)選地，P值低于1.55，更優(yōu)選P值低于1.5，更優(yōu)選P值低于1.45，更優(yōu)選P值低于1.4，最優(yōu)選P值低于1.3。此外，本發(fā)明的方法得到了自由流動細白色粉末的聚合物形式。在另一個實施方案中，本發(fā)明經(jīng)分級的聚合物當干燥后是非常白的，具有雪白色的外觀。
在另一個實施方案中，根據(jù)本發(fā)明制造的聚合物具有800-10000，800-5000，800-4000，800-3000，800-2000，800-1500，800-1200，或1000-2000，或1000-1500，或1000-1200的重均分子量。
雖然代表性的實施例使用甲醇、乙醇或異丙醇，但是本領域技術人員很容易理解，也可以使用這三種醇的混合物或者含有低于100％的任一種這三種醇的溶劑。例如，可以用另一種溶劑例如異丙醇稀釋乙醇以得到90％乙醇、10％異丙醇溶劑，其根據(jù)本發(fā)明的教導也能夠實現(xiàn)本發(fā)明。還可以加入除這三種主要溶劑以外的溶劑以得到溶劑混合物，例如二氯甲烷。本領域的技術人員能夠確定用其它溶劑稀釋主要溶劑即甲醇、乙醇和異丙醇的適當限度，從而所得到的混合溶劑可以根據(jù)本發(fā)明的教導進行使用。
在進一步的實施方案中，本領域的技術人員將會理解未經(jīng)純化的聚合物在本發(fā)明溶劑中的初始溶解將取決于聚合物的溶解度。因此，溶劑-聚合物混合物可能需要升溫到室溫以上以使聚合物溶解。后續(xù)的相分離步驟，其是通過溫度的降低促進的，可以在更低的溫度進行，例如在室溫或者接近室溫的溫度。因此，其中聚合物溶解于溶劑中的起始溫度可以是約60℃，相分離可以在室溫或接近室溫的溫度(例如18℃-28℃)。在另一個實施例中，其中聚合物溶解于溶劑中的起始溫度可以是室溫，相分離可以在約10℃或更低的溫度進行。
本領域的技術人員，使用本文的教導利用常規(guī)實驗，即可以容易地確定合適的溶解溫度和相分離溫度。因此，在進一步的實施方案中，開始溫度可以比相分離溫度高約10℃。在一個實施例中，如果聚合物在室溫溶解，那么相分離溫度比溶解溫度低至少約10℃，例如約10℃，或者可選擇的約5℃，約0℃，約-5℃，約-10℃，約-15℃，約-20℃，約-30℃，約-40℃，約-50℃，約-60℃或更低，從而發(fā)生相分離?；诒景l(fā)明的教導，本領域的技術人員利用常規(guī)實驗即可以容易地確定最佳聚合物溶解溫度和最佳引起相分離的溫度。
如在本文中所使用的那樣，術語“約”是指高達列舉值20％的可變性，不論列舉值是上面描述的溫度還是其它值。
最佳溶解度需要通過實驗確定，因為溶解度太高將導致不能實施液-液相分離，而溶解度太低將是不實用的。方便地，可以使用USP溶解度定義，其中微溶是1份聚合物對100-1000份溶劑，溶解度增加是30-100份溶劑，溶解度進一步增加是10-30份溶劑，溶解度繼續(xù)增加是1-10份溶劑，非?？扇苁?份聚合物對不足1份溶劑。
如在本文中所使用的那樣，術語“微?！笔侵阁w積平均顆粒尺寸為約1-1000微米的顆粒。此外，術語“非溶劑”是指基本不溶解材料的物質，“溶劑”是指溶解本發(fā)明聚合物的液體。如在本文中所使用的那樣，試劑和/或藥物的“持續(xù)釋放”是從本發(fā)明組合物的釋放，其中該釋放發(fā)生在比直接給藥而能得到試劑和/或藥物的期間長的期間內(nèi)。
據(jù)設想，包裹在由根據(jù)本發(fā)明純化的聚合物制成的微粒中的試劑的持續(xù)釋放，在大于1天的期間內(nèi)發(fā)生。持續(xù)釋放可以是連續(xù)或不連續(xù)的釋放，具有相對恒定的或變化的釋放速率。釋放的連續(xù)性和釋放的水平可受下列因素影響使用的聚合物組合物的類型(例如單體比率、分子量、嵌段組成和聚合物的不同組合)、蛋白質負載和/或制造期望效果的賦形劑的選擇。
可根據(jù)本發(fā)明的方法純化的合適生物相容聚合物，可以是可生物降解的聚合物或非生物可降解的聚合物，或者是它們的共混物或共聚物。如果聚合物和任何降解產(chǎn)物對接受者都是非毒性的，那么聚合物是生物相容的。更加具體地，非毒性包括在本發(fā)明聚合物的正常使用期間對接受者的身體沒有顯著的有害或不利(untoward)作用，例如由于聚合物導致的對注入的顯著免疫反應。
可根據(jù)本發(fā)明純化和使用的一種合適生物相容、可生物降解聚合物包括例如聚乳酸(PLA)。適合根據(jù)與本發(fā)明的方法類似的方法進行純化的本領域已知的其它聚合物包括聚乙交酯(PGA)，乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)，聚乳酸，聚乙醇酸，聚碳酸酯，聚酯酰胺，polyanydrides，聚氨基酸，聚原酸酯，poly(dioxanone)s，poly(alkylene alkylate)s，共聚物或聚乙二醇和聚原酸酯，可生物降解聚氨酯，它們的共混物，和它們的共聚物。
術語“可生物降解”是指組合物將體內(nèi)降解或侵蝕而形成更小的化學物種。降解可以由例如酶、水解或其它化學機理，和/或物理方法產(chǎn)生。經(jīng)包裹的生物活性劑從本發(fā)明的可生物降解的PLA制劑的釋放是通過擴散和聚合物組合物的降解(即酶降解或水解降解)的結合實現(xiàn)的。
如本文中所使用的那樣，術語“生物活性劑”是一種試劑或其藥學可接受的鹽，其當在體內(nèi)釋放時，具有期望的生物活性，例如體內(nèi)治療、診斷和/或預防性質。本發(fā)明的持續(xù)釋放組合物可以含有約0.01％(w/w)-約90％(w/w)的活性劑(組合物的干重)。試劑的數(shù)量可取決于試劑的期望效果、計劃的釋放水平和試劑被釋放的時間跨度而發(fā)生變化。合適的生物活性劑的例子包括蛋白質、肽、突變蛋白質(muteins)和它們的活性片段，以及小分子，下面將進行更充分地描述。
如在本發(fā)明中所使用的那樣，術語“蛋白質”和“肽”應理解為包括酰胺鍵連接的氨基酸聚合物。典型地，肽由少于約50個氨基酸組成，更加典型地少于約30個氨基酸殘基，甚至更加典型地少于約20個氨基酸殘基。而蛋白質典型地由多于50個氨基酸組成，并具有結構和生物活性。蛋白質的生物活性可以是酶性質的或者其可以是賦予構想變化的結合活性。這些術語進一步包括模仿蛋白質或肽的組分的化學結構的類似物和衍生物。類似物的例子包括含一個或多個非天然氨基酸的肽或蛋白質。衍生物的例子包括含已經(jīng)被衍生的氨基酸側鏈、肽主鏈和/或端-氨基或-羧基的肽或蛋白質。
適合用于本發(fā)明制劑的肽包括但不限于enfuvirtide(Trimerisand Roche as Fuzeon銷售)、血管緊張素、Amylin、ACTH、血管緊張素原、Ceropin A-蜂毒肽酰胺、Cecropin B、Magainin 1、腎素抑制劑肽、鈴蟾肽、Osteocalcin、緩激肽、B1抑制劑肽、胰激肽、降鈣素、膽囊收縮素、促腎上腺皮質激素釋放因子、強啡肽A、Endomorphin、Sarafotoxin、腦啡肽、Exendin、血纖肽、促生長激素神經(jīng)肽、促胃液素、促胃液素釋放肽、類似高血糖素的肽、生長激素釋放因子、OVA肽、黃體化激素-釋放激素、心房肽、黑色素濃縮激素、腦鈉素、Vasonatrin、神經(jīng)激肽、神經(jīng)介素、神經(jīng)肽Y、神經(jīng)降壓肽、Orexin、催產(chǎn)素、后葉加壓素、副甲狀腺激素肽、催乳素釋放肽、生長激素抑制素、生長激素抑制素瘤抑制類似物、促甲狀腺激素釋放激素，以及它們的變體和衍生物(可參見Latham，(1999)Nat.Biotech.，17755)。
合適的蛋白質、突變蛋白質和它們的活性片段的例子包括但不限于免疫球蛋白、抗體、細胞因子(例如淋巴因子、單核因子、趨化因子)、白細胞介素、干擾素(β-IFN，α-IFN和γ-IFN)、促紅細胞生成素、核酸酶、腫瘤壞死因子、集落(colony)刺激因子、胰島素、酶(例如超氧化物歧化酶、組織纖維蛋白溶酶原激活劑)、腫瘤抑制劑、血蛋白質、激素和激素類似物(例如生長激素、促腎上腺皮質激素和黃體化激素釋放激素(LHRH))、疫苗(例如瘤的(tumoral)、細菌和病毒抗原)、抗原、血液凝結因子；生長因子；肽例如蛋白質抑制劑、蛋白質拮抗劑和蛋白質激動劑；核酸，例如反義分子；寡核苷酸；和核酶。
適合用于本發(fā)明的小分子量試劑包括抗腫瘤試劑例如鹽酸博來霉素、卡鉑、甲氨蝶呤和阿霉素；抗生素例如慶大霉素、鹽酸四環(huán)素和氨芐西林；解熱劑、止痛劑和抗炎劑；鹽酸甲麻黃堿、鹽酸那可丁和磷酸可待因；鎮(zhèn)靜劑例如鹽酸氯丙嗪、鹽酸prochloperazine和硫酸阿托品；肌肉松弛劑例如氯筒箭毒堿；抗癲癇劑例如苯妥英鈉和乙琥胺；抗?jié)儎├缂籽趼绕瞻?；抗抑郁劑例如氯米帕明；抗過敏劑例如苯海拉明；強心劑例如theophillol；抗心律不齊劑例如鹽酸普萘洛爾；血管舒張劑例如鹽酸地爾硫卓和硫酸巴美生；hypotensive diuretics例如潘托銨和鹽酸乙肼苯噠嗪；抗利尿劑例如二甲雙胍；抗凝血劑例如檸檬酸鈉和肝素鈉；止血劑例如凝血酶、亞硫酸氫鈉甲萘醌和維生素K4；抗結核劑例如異煙肼和ethanbutol；激素例如強的松龍磷酸鈉和甲巰咪唑；抗緊張劑例如利培酮；和麻醉拮抗劑例如鹽酸烯丙嗎啡。
“穩(wěn)定劑”，如該術語在本文中使用的那樣，是指以共價或非共價方式與生物活性劑結合或發(fā)生相互作用或者被包含的任何試劑。適合用于本發(fā)明中的穩(wěn)定劑描述于美國專利5716644、5674534、5654010、5667808和5711968中。
此外，可以加入賦形劑以保持生物活性劑在釋放期間內(nèi)的效力(potency)和改變聚合物降解。所述賦形劑可以加入到經(jīng)分散的體系中，該經(jīng)分散的體系然后被粉化，或者可以加入到混合物中，該混合物在干燥物質碎裂之前或之后進行碎裂化以得到生物活性劑的顆粒。合適的賦形劑包括例如碳水化合物、氨基酸、脂肪酸、表面活性劑和填充劑，是本領域技術人員公知的。酸性或堿性的賦形劑也是合適的。使用的賦形劑的數(shù)量是基于按重量計其與生物活性劑的比率。對于氨基酸、脂肪酸和碳水化合物，例如蔗糖、海藻糖、乳糖、甘露糖醇、葡聚糖和肝素，碳水化合物對生物活性劑的比率典型地在約1∶10-約20∶1。對于表面活性劑，表面活性劑對生物活性劑的比率典型地是約1∶1000-約2∶1。典型地，填充劑包括惰性材料。合適的填充劑是本領域技術人員公知的。
賦形劑也可以是單獨地分散在聚合物基體內(nèi)的金屬陽離子組分。該金屬陽離子組分用于調(diào)節(jié)生物活性劑的釋放，并不與生物活性劑絡合。如果存在的話，金屬陽離子組分可任選含有與包含于金屬陽離子穩(wěn)定的生物活性劑中的金屬陽離子相同種類的金屬陽離子，和/或可含有一種或多種不同種類的金屬陽離子。金屬陽離子組分用于調(diào)節(jié)生物活性劑從持續(xù)釋放組合物的聚合物基體的釋放并且可以增強生物活性劑在組合物中的穩(wěn)定性。使用調(diào)節(jié)釋放的金屬陽離子組分的例子包括或包含，例如，Na、K、Mg、Zn和Ca。陽離子對聚合物的最佳比率取決于所使用的聚合物和金屬陽離子組分，可以容易地由本領域的技術人員確定。含有分散的金屬陽離子組分以調(diào)節(jié)生物活性劑從聚合物基體的釋放的聚合物基體進一步描述于美國專利5656297中。
在另一個實施方案中，在持續(xù)釋放組合物中可以包括至少一種成孔劑，例如水溶性鹽，以改變微結構，例如如美國專利6531154中教導的那樣。加入到懸浮液中的成孔劑的比例是約1％(w/w)-約30％(w/w)，其中所述懸浮液包含分散于含至少一種生物相容聚合物和至少一種聚合物溶劑的溶液中的生物活性劑的亞微粒。
已知有多種方法可以用于形成聚合物/活性劑基體。在很多這些方法中，待包裹的物質被分散到含成壁材料的溶劑中。在所述方法的一個單獨階段，從微粒除去溶劑從而得到微粒產(chǎn)品。例如，用于形成持續(xù)釋放生物活性劑的組合物的方法描述于美國專利5019400和5922253中。雖然對本發(fā)明的方法而言最合適的聚合物是PLA，但是本領域的技術人員將認識到在持續(xù)釋放制劑的制造中，通過本發(fā)明的方法純化的PLA聚合物可以與其它聚合物進行混合。這些聚合物共混物可以用于形成適于藥物遞送的基體。還將理解的是，這些共混物因而與本發(fā)明使用的PLA分子的純形式相比通常將具有不同的性質。
適于凍結小滴的方法包括將小滴引導進入或靠近液化氣體，例如液體氬氣或液體氮氣，以形成冷凍微滴，然后從液體氣體分離所述凍結微滴。然后將所述凍結微滴暴露于液體或固體非溶劑，例如乙醇、己烷、與己烷混合的乙醇、庚烷、與庚烷混合的乙醇、戊烷或油。作為固體和/液體，凍結微滴中的溶劑被提取進入非溶劑中，形成包含生物相容聚合物和生物活性劑的聚合物/活性劑基體。將甲醇、乙醇或異丙醇與其它非溶劑例如己烷、庚烷或戊烷混合，可以增加從某些聚合物萃取溶劑的速率，高于單獨使用甲醇、乙醇或異丙醇能實現(xiàn)的速率。
通過改變小滴尺寸，例如，通過改變超聲噴嘴直徑，可以制造各種尺寸范圍的持續(xù)釋放組合物。如果持續(xù)釋放組合物是微粒形式，并且希望得到非常大的微粒，那么可將微粒例如通過注射器直接擠到冷液體中。增加聚合物溶液的粘度也可以增加微粒的尺寸?？梢酝ㄟ^該方法制造的微粒尺寸的范圍是例如直徑從大于約1000微米到約1微米。
從含生物相容聚合物和生物活性劑的懸浮液形成持續(xù)釋放組合物的另一種方法包括例如在模具中的薄膜注塑，以形成膜或形狀。例如，在將懸浮液放入模具之后，通過本領域中公知的方式除去聚合物溶劑，或者降低聚合物懸浮液的溫度直到得到具有一致的干重的膜或形狀。
常規(guī)微囊化方法及其制備的微粒的進一步的例子公開于美國專利3737337中，其中制備了成壁或成殼聚合物材料在溶劑中的溶液。所述溶劑在水中只是部分可混溶的。固體或核芯物質被溶解或分散于含聚合物的混合物中，然后含核芯物質的混合物被分散于在所述有機溶劑中不混溶的水性液體中以從微粒除去溶劑。
其中溶劑被從含有物質的微粒除去的方法的另一個例子公開于美國專利3523906中。在該方法中，待包裹的物質在溶液中乳化，其中所述溶液是聚合物材料在與水不混溶的溶劑中的溶液，然后所述乳液在含有親水膠體的水溶液中乳化。然后通過蒸發(fā)實現(xiàn)從微粒除去溶劑，得到產(chǎn)品。
在美國專利3691090所公開的另一個方法中，優(yōu)選地在減壓下，從在水性介質中的微粒分散體蒸發(fā)有機溶劑。類似地，美國專利3891570的公開給出了一種方法，其中通過施加熱或通過使微粒置于降低的壓力之下，使來自在多元醇介質中的微粒分散體的溶劑從微粒蒸發(fā)。溶劑去除方法的另一個例子示于美國專利3960757中。
Tice等人在美國專利4389330中描述通過包含如下步驟的方法制造含有活性劑的微粒(a)將活性劑溶解或分散于溶劑中并將成壁材料溶解于該溶劑中；(b)將含活性劑和成壁材料的溶劑分散于連續(xù)相加工介質中；(c)從步驟(b)的分散體蒸發(fā)一部分溶劑，從而在分散體中形成含活性劑的微粒；和(d)從微粒提取剩余的溶劑。
不擬囿于特定的理論，據(jù)信生物活性劑的釋放可以通過兩種不同的機理進行。第一，生物活性劑可以經(jīng)由在聚合物基體內(nèi)產(chǎn)生的水溶液填充的通道通過擴散釋放，例如通過生物活性劑的溶解或者通過由在持續(xù)釋放組合物制造期間聚合物溶劑的除去產(chǎn)生的孔隙。第二機理是由于聚合物的降解導致的生物活性劑的釋放。降解速率可以通過改變影響聚合物水合速率的聚合物性質而進行控制。這些性質包括，例如，交酯與乙交酯的比率，包括聚合物；單體L-異構體而不是外消旋混合物的使用；和聚合物的分子量。這些性質可影響親水性和結晶性，而親水性和結晶性控制聚合物的水合速率。
本發(fā)明的聚合物及其藥學可接受的變體可以通過注入、植入(例如皮下、肌肉內(nèi)、腹膜內(nèi)、顱內(nèi)和真皮內(nèi))、給藥到粘膜(例如鼻內(nèi)、肺內(nèi)、含服或通過栓劑)或者原位遞送(例如通過灌腸法或氣溶膠噴霧劑)體內(nèi)給藥到例如人或動物，以基于已知的治療參數(shù)提供期望劑量的生物活性劑用于利用特定的試劑治療各種醫(yī)療病癥。如在本文中所使用的那樣，“治療有效量”、“預防有效量”或“診斷有效量”是給藥后引出希望的生物、預防或診斷響應所需的生物活性劑的量或生物活性劑的持續(xù)釋放組合物的量。
下面的實施例應理解為是代表性的實施例，并不是限制本發(fā)明要求保護的整個范圍。下述的PLA聚合物的數(shù)均和重均分子量(Mn，Mw)通過端基滴定和凝膠滲透色譜法(GPC；普適標定)測定。
實施例低分子量聚乳酸(PLA)聚合物的合成通過乳酸單體縮聚合成PLA是在沒有任何催化劑存在的情況下通過在高溫和降低的壓力下從85wt％的乳酸水溶液蒸餾出水進行。例如，將412g乳酸水溶液加入500ml三口燒瓶中，所述燒瓶配有內(nèi)攪拌棒、通過帶有穩(wěn)定劑的蒸餾頭配有水冷冷凝器、針狀入口(連接有氣體鼓泡器并插入橡膠隔片中以通過干燥氮氣)。在大氣壓下，氮氣速率大約是每分鐘280泡。
冷凝器連接到接管，接管連接到氣體鼓泡器和接收瓶。燒瓶上部纏繞有玻璃纖維。燒瓶浸入油浴中直到液體平面與油平面持平?？勺冏儔浩饕恢痹O定為70和140v。加熱板的攪拌位置是8。在50分鐘內(nèi)燒瓶在油浴上從室溫加熱到140℃。當水開始冷凝時，溫度在約2小時時間內(nèi)逐漸升至160℃。然后接管連接到Buchi Rotavapor泵系統(tǒng)而不是連接到氣體鼓泡器，并且用干冰浴冷卻接收瓶。在40分鐘時間內(nèi)，壓力從大氣壓降低到400毫巴(mbar)并且油浴溫度逐漸增加到170℃。氮氣速率降低到每分鐘2-10泡。在大于55分鐘內(nèi)，系統(tǒng)壓力進一步降低到100毫巴并且油浴溫度逐漸增加到188℃。以防止蒸餾暴沸降低壓力必須是漸進的，并且蒸餾頭溫度不超過120℃。
反應在這些條件下攪拌1、3、5和7小時，分別制備Mn約為700、1000、1500和2000的PLA。除去油浴，用氮氣吹掃燒瓶并冷卻至室溫。燒瓶存儲在冷凍箱(-40℃)中以備第二天純化。
表1.DL-乳酸直接縮合條件

低PLA聚合物的純化Mn約700在100毫巴真空下在188℃1小時制備的聚合物方法B使用一種現(xiàn)有方法制備聚合物。向燒瓶中加入220ml二氯甲烷，混合物在溫和回流下在油浴上在55℃加熱，直到聚合物完全溶解(約2-3小時)。然后將溶液倒入在1升燒杯中的400ml去離子(DI)水中，攪拌混合物0.5小時。加入額外的二氯甲烷(180ml)以幫助漏斗中分層。在分液漏斗中分離有機層(約450ml)。通過減壓旋轉蒸發(fā)除去二氯甲烷。凝膠狀的聚合物在真空下進一步干燥三天。得到153g凝膠PLA(Mn；670)。
Mn約1000在100毫巴真空下在188℃3小時制備的聚合物方法E向燒瓶中加入220ml二氯甲烷，混合物在溫和回流下在油浴上在55℃加熱，直到聚合物完全溶解(約2-3小時)。然后將溶液倒入在1升燒杯中的400ml去離子(DI)水中，攪拌混合物0.5小時。加入額外的二氯甲烷(180ml)。在分液漏斗中分離有機層(約450ml)。通過減壓旋轉蒸發(fā)除去二氯甲烷。凝膠狀的聚合物在35℃水浴溫度通過低于2mmHg真空的旋轉蒸發(fā)進一步干燥3小時。
將粗聚合物轉移到500ml塑料容器中，在室溫混合到320ml乙醇中并在-40℃存儲4小時。形成兩層混合物。快速除去上層液體。在室溫將另外200ml乙醇與在剩余底層中的聚合物混合，然后在-78℃冷卻。形成白色固體，通過潷析溶液分離白色固體。在-78℃用200ml戊烷洗滌聚合物并冷凍干燥5天。得到136.4g白色固體PLA(Mn1042)。將上層溶液和洗滌液體合并。通過減壓旋轉蒸發(fā)除去上層的乙醇溶劑，殘余物真空干燥5天。得到27.1g凝膠狀PLA(Mn679)。
Mn約1500在100毫巴真空下在188℃5小時制備的聚合物方法E向燒瓶中加入220ml二氯甲烷，混合物在溫和回流下在油浴上在55℃加熱，直到聚合物完全溶解(約2-3小時)。然后將溶液倒入在1升燒杯中的400ml的60℃DI水中，攪拌混合物0.5小時。加入額外的二氯甲烷(130ml)。在分液漏斗中分離有機層。在2.5小時內(nèi)，PLA溶液的二氯甲烷(約440ml)在機械攪拌下通過注射泵滴加入在4升燒杯中的3400ml乙醇中，所述燒杯用干冰/丙酮浴冷卻。一種白色固體沉淀出來。在完全加入之后，將混合物靜置1-2小時并將絕大部分溶液倒掉。將聚合物分開放進兩個500ml的容器中并再次在-78℃冷卻。固體形成，除去溶液。
在室溫向每一個容器混入200ml乙醇?；旌衔镌?40℃存儲4小時。形成兩個渾濁的層。除去上層(在該溫度底層輕微固化)。將底層在-78℃冷卻以除去更多的剩余乙醇并在78℃用2×200ml戊烷洗滌。
聚合物在真空下干燥10天得到白色固體(119g，Mn1589PLA)。
Mn約2000在100毫巴真空下在188℃7小時制備的聚合物方法E本過程與上述過程(Mn約1500)相似，得到白色固體(112g，Mn約2000)。結果示于表2中。
表2.不同方法純化的PLA聚合物的低分子量參數(shù)的額外實驗

通過聚合物溶液的相分離純化的低分子量PLA在文獻中甲醇和乙醇被報道為是PLA(Mn＞800)的非溶劑。下面的實施例證明取決于聚合物的MW在室溫和升高的溫度(約40-50℃)，低分子量(MW)PLA(Mn＜2000)可以溶于MeOH(甲醇)和EtOH(乙醇)中。而且，取決于PLA起始材料的MW，異丙醇(IPA)顯示出在室溫至高達50℃的溫度溶解PLA。普通PLA材料溶解度的比較顯示在這些溶劑中PLA溶解性的一般順序是MeOH＞EtOH＞IPA。換言之，測試的PLA聚合物在甲醇中溶解性更大，乙醇次之，在異丙醇中的溶解性最小。
通過降低溫度在醇溶劑系統(tǒng)中觀察到聚合物溶液的液-液相分離，所述醇溶劑系統(tǒng)例如MeOH、IPA和MeOH-甘油(表3)。在單一溶劑系統(tǒng)中PLA溶液此類相分離的臨界溫度并不限于低于室溫；也可以在室溫進行，例如在PLA-IPA系統(tǒng)中在室溫相分離。
通過在這些醇溶劑系統(tǒng)中的相分離方法的連續(xù)純化，在相分離以后在上部相(較低MW)和底部相(較高MW)中的低MW PLA的分子量分布可以進一步變窄。通過結合有在線雙檢測器(RI和粘度測定)的GPC分析的結果列在表3中。
在具有強溶解力(solubilizing power)的溶劑例如二氯甲烷(DCM)、丙酮、乙腈(ACN)和乙酸乙酯中沒有觀察到溫度降低導致的PLA溶液相分離。雖然通過向這些溶劑中加入非溶劑來降低它們的溶解力可以導致聚合物沉淀，但是因為聚合物在底部相中幾乎完全沉淀，所以在這些系統(tǒng)中聚合物分級非常差(表3)。
表3.從二次相分離分級得到的低MW PLA聚合物的分子量和多分散性(Mw/Mn)

注1)通過GPC使用普適標定確定分子量。
2)在MeOH系統(tǒng)中的PLA在-20℃進行相分離。
3)在EtOH系統(tǒng)中的PLA在4℃進行相分離。
4)在IPA系統(tǒng)中的PLA在RT進行相分離。
5)在雙溶劑/非溶劑(1∶1)混合物例如DCM/己烷和乙酸乙酯/己烷中的PLA在RT分離，在上層相中幾乎沒有發(fā)現(xiàn)PLA，也就是說PLA幾乎完全沉淀在底部相中。
雖然已經(jīng)用優(yōu)選實施方案對本發(fā)明進行了描述，但是應該理解對本領域的技術人員來說存在變化和改變。因此，后附的權利要求函蓋所有在保護范圍內(nèi)的此類等價變化。
權利要求
1.一種分級低分子量聚乳酸(PLA)聚合物的方法，包括以下步驟A)將PLA聚合物溶解在溶劑中，其中所述溶劑是含有甲醇、乙醇或異丙醇的混合物；B)冷卻步驟A的溶液以引起液-液相分離；和C)分離步驟B的上層和下層。
2.權利要求1的方法，進一步包括以下步驟D)向分離的上部和/或底部層中加入溶劑；E)使步驟D的混合物形成固體，和F)從每一層分離固體。
3.權利要求1的方法，其中所述溶劑由選自甲醇、乙醇或異丙醇的溶劑組成。
4.權利要求1的方法，其中所述溶劑由甲醇組成。
5.權利要求1的方法，其中所述溶劑由乙醇組成。
6.權利要求1的方法，其中所述溶劑由異丙醇組成。
7.權利要求3、4、5或6的方法，進一步包括重復步驟A-C的步驟。
8.從權利要求1或2任一項的層分離的固體聚合物。
9.由權利要求7的方法制備的固體聚合物。
10.權利要求9的聚合物，其中多分散性小于1.6。
11.權利要求10的聚合物，其中多分散性小于1.3。
12.權利要求8的聚合物，其中聚合物的數(shù)均分子量是800-2500。
13.包含權利要求2所述經(jīng)純化的聚合物的藥學可接受組合物。
14.固體PLA聚合物，其中多分散性小于1.6。
15.權利要求14的聚合物，其中多分散性小于1.3。
16.一種治療病癥的方法，包括給藥有效量的包含微粒的藥學組合物，其中所述微粒由權利要求14的PLA聚合物制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種純化低分子量聚乳酸聚合物的方法，其中所述方法利用在甲醇、乙醇或異丙醇基溶劑中的所述聚合物的低溫相分離，涉及包含所述聚合物的組合物和涉及使用所述聚合物的方法。
文檔編號A61K31/765GK1980974SQ200580021158
公開日2007年6月13日 申請日期2005年4月25日 優(yōu)先權日2004年4月23日
發(fā)明者Y·黃, M·S·戈登伯格, 顧建華 申請人:安姆根有限公司