专利名称：固态线性的低聚-或聚-(ε-己内酯)衍生物的制作方法固态线性的低聚-或聚-(ε -己内酯)衍生物本发明涉及一种包含含有单烷基低聚乙二醇残基的低聚-或聚-(ε -己内酯)二嵌段共聚物的室温固体材料。本发明还涉及包含上述材料的药物递送制剂以及药物递送制剂的制备方法。在药物递送中持续需要在分子量、形态、熔点和粘度方面具有某些性能的新材料。 还需要能够容易地调整极性、熔点、快速相变速率和长期释药性能的可生物相容材料。但是在现有技术中难以找到具有上述性能的可生物相容材料。从 Moon Suk Kim 等"Preparation of methoxy poly (ethyleneglycol) -block-poly (caprolactone)via activated monomer mechanism and examination of micellar characterization", polymer bulletin 55,149-156(2005)中已知在水性介质中包含单烷基低聚乙二醇残基的线性低聚-或聚-(ε-己内酯)二嵌段共聚物。该出版物公开了甲氧基聚(乙二醇)_聚(ε-己内酯)二嵌段共聚物和在水性介质中由其制成的具有核壳结构的胶束。这些胶束看起来是药物递送用的潜在载体。该出版物教导了 MPEG的Mw和PCL嵌段对临界胶束浓度的影响。MPEG的Mw在550-2000g/mol之间变化，并且随MPEG嵌段Mw的增大，胶束的直径显示出降低。这种胶束的缺点是由于其释放性能依赖于其形式，所以它们不能提供长期释放。本发明的目标是提供一种新型的可生物相容和可生物降解材料，其可以用于人体或生物体内的药物长期释放，特别是用于眼睛。眼睛后段的多种疾病和症状都威胁到视力。几种实例为老年性黄斑变性(AMD)、 脉络膜新生血管(CNV)、视网膜病变(例如糖尿病视网膜病、玻璃体视网膜病变)、视网膜炎 (例如巨细胞病毒(CMV)视网膜炎)、葡萄膜炎、黄斑水肿、青光眼和神经变性病。这几种疾病和其他疾病都可以通过将药物注射到眼中来治疗。所述注射通常是使用常规注射器和针头手动进行的。使用所述注射器时，外科医生需要用针头刺穿眼组织，保持注射器平稳，然后推动注射器柱塞将药物注射到眼中。可能由于“不稳定注射”产生组织损伤。当针头从眼部移出时，也可能发生药物回流。当药物被注射到眼中时，期望注射的次数最小化。因而需要基于可以熔融、可以注射到例如眼中并且注射之后在体温下变成固体同时能在一段时间内控制药物递送的可生物相容和可生物降解的材料的持续药物释放系统。因此，本发明的目标是找到一种室温下为固体形式且在分子量、结晶度、熔点和粘度方面具有特定性能的材料。本发明的更具体的目标是找到一种室温下为固体形式的可生物相容和可生物降解的材料，其是结晶的，熔点在40-80°C的范围内，并且熔融温度下的粘度在l-500mPa. s的范围内。本发明的目标通过包含含有分子量< 550g/mol的单烷基低聚乙二醇残基的线性低聚-或聚_( ε -己内酯)二嵌段共聚物的新型室温固体材料实现了。“室温”在此处和下文中被定义为20°C的温度。业已出人意料地发现这种包含含有分子量< 550g/mol的单烷基低聚乙二醇残基的线性低聚-或聚_( ε -己内酯)二嵌段共聚物的室温固体材料满足生物相容性、可生物降解性、熔点、粘度的材料要求，特别是满足提供长期释放性的要求。本发明的线性低聚-或聚_( ε -己内酯)二嵌段共聚物在室温下为固体形式，并且是可生物相容和可生物降解的。优选地，该固体材料的熔点在40-80°C的范围内，熔融温度下的粘度在l-500mPa. s的范围内。该线性低聚-或聚己内酯)二嵌段共聚物可以进行灭菌并且灭菌之后保持稳定。此外，通过引入各种不同分子量和结构的单烷基低聚乙二醇残基，非常易于调整其极性、生物溶蚀、熔点、相变速率和药物释放性能。通过聚合度也可以进一步调整线性低聚-或聚_( ε -己内酯)二嵌段共聚物的性能。单烷基低聚乙二醇残基的实例为单烷基二乙二醇、单烷基三乙二醇、单烷基四乙二醇或单烷基五乙二醇。烷基残基选自由包含1-10个碳原子的线性或支化烷基组成的组。 所述线性或支化烷基的实例为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基或异丁基。优选的烷基为甲基或乙基。优选的单烷基低聚乙二醇是甲基二乙二醇、甲基三乙二醇或甲基四乙二醇。单烷基低聚乙二醇残基的分子量< 550g/mol，优选低于455g/mol，更优选低于 400g/mol，最优选低于250g/mol。Mw是通过DSC测量的在20°C下等温3分钟，随后以 IO0C /min的扫描速度加热到80°C。业已发现包含分子量< 550g/mol的单烷基低聚乙二醇残基的低聚-或聚_( ε -己内酯)衍生物仍将保持足够的疏水性从而提供例如疏水性生物活性剂的长期释放。此外，这些材料没有溶胀的倾向，这对于眼内注射来说很重要。如果单烷基低聚乙二醇残基的分子量高于550g/mol，材料将更加溶胀，这对于某些药物递送应用(例如眼内注射)来说是不优选的。优选地，线性低聚-或聚-(ε -己内酯)二嵌段共聚物在熔融温度下的粘度在l-500mPa. s之间，优选在l_200mPa. s之间，更优选在5_100mPa. s之间，最优选在 10-30mPa. s之间(熔融温度下)。优选地，线性低聚-或聚-(ε -己内酯)二嵌段共聚物的熔点在45-65°C的范围内，更优选在50-55 °C的范围内。本发明还涉及包含线性低聚-或聚-(ε -己内酯)二嵌段共聚物和另一种可生物降解聚合物的室温固体材料。可生物降解的聚合物可以选自由下列物质组成的组中选择的聚合物和/或低聚物和/或嵌段共聚物聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚(丙交酯)_共-聚(乙交酯) (PLGA)、聚酯、聚酯酰胺、聚(原酸酯)、聚(膦嗪)、聚(磷酸酯)、低聚-或聚_(ε-己内酯)、聚乙二醇(PEG)、明胶、胶原质、聚(D，L-赖氨酸)或它们的衍生物和组合物。可生物降解的聚合物还可以选自由脂质通过酰胺键、脲键或氨基甲酸酯键官能化的赖氨酸二异氰酸酯(LDI)。赖氨酸二异氰酸酯的酸官能团被例如选自乙基、丙基、丁基、低聚(氧化乙烯) 或聚(氧化乙烯)的基团保护。脂质可以选自饱和脂肪醇、脂肪胺、脂肪酸、胆固醇或固醇。饱和脂肪醇的实例为 1-十二烷醇、1-癸醇和1-十四烷醇。脂肪胺的实例为1-癸胺、1-十二胺、1-十四胺。月旨肪酸的实例为癸酸、1-十二酸(月桂酸)、1-十四酸(豆蔻酸)。优选地，脂质选自包含至少10个碳原子的饱和脂肪醇、脂肪胺或脂肪酸。更优选地，选自包含12-14个碳原子的饱和脂肪醇、脂肪胺或脂肪酸。优选地，可生物降解的聚合物选自用脂质官能化的赖氨酸二异氰酸酯(LDI)。业已出人意料地发现通过使本发明的低聚-或聚-(ε -己内酯)二嵌段共聚物与另一种可生物降解的聚合物共混，共混物的生物降解性与各单独化合物的生物降解性相比得到改善。这表示通过使低聚-或聚_( ε -己内酯)二嵌段共聚物与另一种可生物降解聚合物共混可以影响或调整其生物降解性。在药物递送中，易于调整的低聚-或聚_( ε -己内酯)二嵌段共聚物的生物降解性很重要。对于一些药物递送应用来说，可能需要具有不同生物降解速度的低聚-或聚-(ε -己内酯)二嵌段共聚物。基于组合物的总重量，线性低聚-或聚_( ε -己内酯)二嵌段共聚物的量可以在 10-90重量％之间变化，可生物降解聚合物的量可以在90-10重量％之间变化。优选地，基于组合物的总重量，线性低聚-或聚_( ε -己内酯)二嵌段共聚物的量可以在30-70重量％ 之间变化，而可生物降解聚合物的量可以在70-30重量％之间变化。明显的是可以选择线性低聚-或聚-(ε -己内酯)二嵌段共聚物的量和可生物降解聚合物的量，从而使组合物满足熔融下低粘度、快速相变和熔点为40-80°C的上述要求。本发明的共混物可以有利地用于药物递送装置(例如眼科用的注射装置)。此外， 可以用颗粒、胶囊或纳米球来加载药物递送装置。颗粒、胶囊或纳米球的形式可以在多孔、 中空、涂布的或未涂布的形式中变化。本发明的室温固体材料还可以包含其他可生物相容的添加剂或表面活性剂。可生物相容的表面活性剂的非限制性实例为泊洛沙姆(poloxamer)和聚山梨酸酯。如果用于例如眼科学，还很重要的是所述二嵌段共聚物是生物溶蚀的，这表示它们响应于眼内环境而通过一个或更多个物理或化学降解过程(例如酶作用、水解、离子交换、通过增溶或乳液形成的溶解)在较长一段时间后应该分解。同样，术语“生物溶蚀”定义为所述分解进行的方法；它将以可控的速度释放生物活性剂，同时防止嵌段共聚物残留在眼腔的组织中。本发明的低聚-或聚己内酯)二嵌段共聚物是通过单-羟基-低聚(乙二醇)与己内酯的反应制备的。单-羟基-低聚(乙二醇)充当启动聚合反应的引发剂。 下面给出该反应的实例OΛοη其中η在5-50的范围内，优选在7_42的范围内。低聚-或聚-(ε -己内酯)二嵌段共聚物的物理性能(例如熔点、熔融温度下的粘度、生物相容性和亲水性)可以通过聚合度很容易地调整。低聚-或聚-(ε -己内酯)二嵌段共聚物的分子量在例如500-10000g/mol的范围内，优选地在1000-5000g/mol的范围内，更优选在1200_1900g/mol的范围内。本发明还涉及包含生物活性剂和至少一种本发明的低聚-或聚-(ε -己内酯)二嵌段共聚物的药物递送制剂。业已出人意料地发现可以提供显示出长期释放的药物递送制剂。“长期释放”表示生物活性剂的释放为至少一个月，优选至少2个月，更优选至少3个月。生物活性剂的实例为营养品、医药品、蛋白质和多肽、疫苗、遗传物质(诸如多聚核苷酸、寡聚核苷酸、质粒、DNA和RNA)、诊断试剂和成像试剂。生物活性剂也可以选自生长因子(VEGF、FGF、MCP-U PIGF)、抗生素(例如盘尼西林，诸如B-内酰胺、氯霉素)、抗炎化合物、抗凝血化合物、抗跛行药、抗心律失常药、抗动脉粥样硬化药、抗增殖药物、抗组胺药、 抗癌药物、血管药、眼科用药、氨基酸、维生素、激素、神经递质、神经激素、酶、信号分子和精神药物。具体的生物活性剂或药物的实例为神经性药物(安非他明(amphetamine)，哌醋甲酯(methylphenidate)), α 1肾上腺素受体拮抗剂(哌唑嗪(prazosin)，特拉唑嗪 (terazosin)(doxazosin),(ketenserin), 4 /^ (urapidil)) > α 2 阻断剂(精氨酸，硝酸甘油)、降压药(可乐定(clonidine)，甲基多巴(methyldopa)，莫索尼定(moxonidine)，胼苯哒嗪(hydralazine)，米诺地尔(minoxidil))、缓激肽、血管紧张素受体阻断剂(贝那普利(benaz印ril)，卡托普利(captopril)，西拉普利(cilaz印ril)， 依那普利(enalapril)，福辛普利(fosinopril)，赖诺普利(Iisinopril)，培哚普利 (perindopril)，喹那普利(quinapril)，雷米普利(ramipril)，群多普利(trandolapril)， 佐芬普利(zofenopril))、血管紧张素-1阻断剂(坎地沙坦(candesartan)，依普罗沙坦 (eprosartan)，厄贝沙坦(irbesartan)，氣沙坦(Iosartan)， 替米沙坦(telmisartan)， 缬沙坦(valsartan))、肽链内切酶(血管肽酶抑制剂(omapatri late))、β 2激动剂 (醋丁洛尔(acebutolol)，阿替洛尔(atenolol),比索洛尔(bisoprolol)，塞利洛尔 (celiprolol)，艾司洛尔(esmodol)，美托洛尔(metoprolol)，奈必洛尔(nebivolol), 倍他洛尔(betaxolol))、β 2阻断剂(卡维地洛(carvedilol)，拉贝洛尔(Iabetalol)， 氧烯洛尔(oxprenolol)，吲哚洛尔(pindolol)，心得安(propanolol))、利尿活性剂 (氯酞酮(chlortalidon)，氯噻嗪(chlorothiazide)，依匹噻嗪(印itizide)，氢氯噻嗪(hydrochlorthiazide),吲达帕胺(indapamide)，阿米洛利(amiloride)，氨苯蝶啶 (triamterene))、钙通道阻断剂(氨氯地平(amlodipin)，巴尼地平(barnidipin)，地尔硫(diltiazem)，非洛地平(felodipin)，伊拉地平(isradipin)，拉西地平(Iacidipin)， 乐卡地平(Iercanidipin)，尼卡地平(nicardipin)，尼非地平(nifedipin)，尼莫地平 (nimodipin)，尼群地平(nitrendipin)，维拉帕米(verapamil))、抗心律失常活性剂(胺碘酮(amiodarone)，索他洛尔(solatol)，双氯芬酸(diclofenac)，依那普利(enalapril), 氟卡尼(fIecainide))或环丙沙星(ciprofloxacin)、拉坦前列素(Iatanoprost) > M 氯西林(flucloxacillin)、雷帕霉素(rapamycin)及其类似物和Limus衍生物、紫杉醇 (paclitaxel)、紫杉酚(taxol)、环孢霉素(cyclosporine)、肝素(h印arin)、皮质类固醇 (corticosteroid)(曲安奈德(triamcinolone, acetonide)，地塞米松(dexamethasone)， 氟轻松(f luocinolone. acetonide))、抗血管生成剂(iRNA，VEGF拮抗剂贝伐单抗 (bevacizumab)，兰尼单抗(ranibizumab)，哌加他尼(pegaptanib))、生长因子、锌指转录因子、三氯生、胰岛素、沙丁胺醇(salbutamol)、雌激素、去甲斑蝥素(norcantharidin)、 Microlidil类似物、前列腺素、他汀类、硫酸软骨素裂解酶(chondroitinase)、二酮基哌嗪、大环化合物、神经调节因子(neuregulins)、骨桥蛋白、生物碱、免疫抑制剂、抗体、抗生物素蛋白、生物素、氯硝西泮(clonaz印am)。具体的眼科用活性剂为碘苷(idoxuridine)、苯福林(phenyl印hrine)、匹鲁卡品(pilocarpine)、依色林(eserine)、卡巴胆碱(cartachol)、碘化磷酰胆碱、地美溴铵(demecarium bromide)、环喷托酉旨(cyclopentolate)、后马托品(homatropine)、 东莨菪碱(scopolamine)、肾上腺素、氢化可的松(hydrocortisone)、醋酸氢化可的松 (hydrocortisone acetate)、地塞米松(dexamethasone)、地塞米松强的松龙21-磷酸酯 (dexamethasone prednisole21_phosphate)、醋酸拨尼松龙(prednisolone acetate)、 氟米龙(fluorometholone)、倍他米松(beta-methasone)、曲安西龙(triamicinolone) 和抗生素(选自由四环素、金霉素、杆菌肽(bacitracin)、新霉素、多粘菌素、短杆菌肽 (gramicidin)、土霉素、氯霉素、庆大霉素、青霉素和红霉素组成的组)。本发明的药物递送制剂优选包含Mw在1000-5000g/mol之间的聚己内酯-三乙二醇二嵌段共聚物。本发明还涉及一种用于制备所述药物递送制剂的方法，其包括下列步骤使包含单烷基低聚乙二醇残基的低聚-或聚_( ε -己内酯)二嵌段共聚物熔融；将熔体与生物活性剂混合；并在模具中使混合物成形为某一形状。低聚-或聚_( ε -己内酯)二嵌段共聚物在40-80°C之间的温度下熔融。熔体与基于制剂的总重量1-40重量％的生物活性剂混合，并成形为例如药片、颗粒、球或棒。优选地，熔体与基于制剂的总重量5-35重量％的生物活性剂混合。所产生的药片、颗粒、球或棒可以用在药物递送用的医疗装置(例如注射装置)中。当用在注射装置时，药片或颗粒刚好在注射之前被熔融，注射之后它们在体温下将固化。当然还可以将本发明的固体材料挤出。此外，颗粒或药片可以结合到例如(快速成型的)支架、涂层、补片(patch)、复合材料、凝胶或膏药中。颗粒或药物还可以被喷涂、植入或吸收。颗粒(例如微粒、纳米颗粒) 通常被认为是平均直径范围为约IOnm到1000 μ m的球形颗粒。优选的平均直径取决于期望的用途。例如，如果颗粒想用于注射药物递送系统(特别是血管内药物递送系统)，可能期望平均直径为至多10 μ m，特别地期望平均直径为1-10 μ m。预期平均直径小于800nm、 特别是平均直径为500nm或更小的颗粒适用于细胞内应用。在其他应用中，可能期望较更大的尺寸，例如直径在1-ΙΟΟμπι或ΙΟ-ΙΟΟμπι的范围内。特别地，本文中所用的“颗粒直径”是可以通过 LST 230 系列 Laser Diffraction Particle Size Analyzer(Beckmann Coulter)测量的直径，使用UHMW-PE (0. 02-0. 04 μ m)作为标准。颗粒尺寸分布是用夫琅和费(Fraimhofer)衍射数据估算的并以体积(％ )的形式给出。如果颗粒过小或者因为其光学性能无法通过光扫描来分析，那么可以使用扫描电子显微镜(SEM)或透射电子显微镜 (TEM)。本发明还涉及包含根据本发明的低聚-或聚_( ε -己内酯)二嵌段共聚物或药物递送制剂的涂层或可植入装置。现在通过下面的实施例来解释本发明，但本发明并不限于此。-熔点通过精确称量材料的重量，然后将它们置于铝盘中来测量。使用Mettler 822e热回流的示差扫描量热仪用下列方法来评估热行为-20°C到 85°C，以 10°C /min 的速度，等温;3min (加热 1)85°C到-20°C，以 10°C /min 的速度，等温!3min (冷却)-20°C到 85°C，以 10°C /min 的速度，等温 ^iin (加热 2)-粘度测量是用熔融的样品在WiysicaMCR501-1流变仪使用DoubleGAP几何体 (DG26，7直径为26. 66，同心度为7 μ m)进行的。实施例1 :PCL的合成-三乙二醇单甲基醚(TEGMME)引发的PCL-1600-TEGMME的合成将称重后的10. 81g三乙二醇单甲基醚和90. 04g ε -己内酯加入250ml圆底烧瓶中。329mg.将惰性气氛引入烧瓶中，加热至150°C并搅拌直到形成均相混合物。此时，加入新制备的在己烷中的辛酸锡(II) (C(催化剂)=33g/L)催化剂溶液。继续搅拌并再加热 16小时以便进行反应。完成之后，将反应混合物冷却至室温。原样使用材料而不需要额外的纯化。在⑶Cl3中制备IH-NMR样品，没有检测到明显的杂质。Mw (NMR) = 1590g/mol熔点51.2°C (1590g/mol)实施例2 荧光黄和分散红从PCL-1600-TEGMME中的释放通过将UV-VIS吸收染料混入实施例1合成的PCL-1600-TEGMME的熔体中来制备测试制品，随后冷却固化。使用荧光黄(Fluorescein)和分散红作为染料，它们以占总质量 0. 5-30wt%的量与材料混合。将所得到的重量约为12mg的药片置于1毫升磷酸盐缓冲盐水中(对于含荧光黄的材料来说)和具有0.4%十二烷基硫酸钠的磷酸盐缓冲盐水中(对于含分散红的材料来说)。在给定的时间点，除去缓冲溶液，通过UV光谱测量染料含量。将药片置于新鲜的缓冲溶液中直到用于调换的下一个时间点。图1和2提供了所得到的释放曲线。实施例3 生物活性剂从PCL-1600-TEGMME中的释放通过将生物活性剂混入PCL-1600-TEGMME的熔体中，之后混合物在模具中冷却固化来制备药片。治疗剂与PCL-1600-TEGMME的比例为10重量％。将所产生的重量约为12mg 的药片置于5毫升磷酸盐缓冲盐水中，并在37°C下以IOOrpm的速度摇动。在特定的时间点，完全调换缓冲液。体积为900 μ 1的缓冲液与600 μ 1乙腈在HPLC小瓶中混合，并通过 HPLC分析来测定药物浓度。图3提供了所得到的释放曲线。实施例4 :PCL-1600-TEGMME的体外溶烛在37°C下流速为7. 5ml/min的PBS的连续流动系统中，观察PCL-1600-TEGMME药片的重量损失。其中，将10个药片置于玻璃过滤器(直径为10mm，孔隙度为1)中，并且从底部施加温和的流动。体积为1升的PBS循环流动一星期，之后样品从玻璃过滤器中移出， 在去离子水中冲洗三次，并在30°C的真空下干燥40小时。记录重量，并再次将样品转移到溶蚀测试用的流动系统中。图4提供了所得到的曲线图。实施例5 :PCL-1300-TEGMME的稳态剪切速率扫描和温度扫描PCL-1300-TEGMME的粘度是使用熔融的样品在Wiysica MCR501-1流变仪上使用 DoubleGAP几何体(DG26，7直径为26. 66，同心度为7 μ m)测量的。进行下列测试在65°C下的稳态速率扫描(0. 1-lOOOOs-l)。随后是从65°C到30°C的温度扫描，以及从30°C到65°C的往回温度扫描(在振动下以0. 的应变和lOrad/s的频率以及1°C /min的冷却/加热速度)。结果显示在图5和6中。实施例6 :PCL-TEG/C12-LDI共混物的制备将0. 9g PCL-TEG和2. Ig C12-LDI称重后放入样品瓶中，并加热至80°C直到材料熔融。熔体在旋涡混合器中混合1分钟，然后倒入进行固化的模具中。实施例7将2. Ig PCL-TEG和0. 9g C12-LDI称重后放入样品瓶中，并加热至80°C直到材料熔融。熔体在旋涡混合器中混合1分钟，然后倒入进行固化的模具中。实施例8 :PCL-TEG/C12-LDI共混物的体外溶饨测试测量C12-LDI 和 PCL-TEG 的纯物质以及比例为 30/70)和 70/30 / w%)的纯物质的共混物在体外流动下的溶蚀。与PCL-TEG相比，纯的C12-LDI的溶蚀非常慢，70天之后PCL-TEG损失28w%，而相同时间之后C12-LDI仅损失。两种物质的共混物显示出介于纯物质和各自的PCL-TEG含量之间的溶蚀。结果显示在图7中。图1 荧光黄(n = 3)在PCL1600-TEGMME中的平均释放图2 分散红(n = 3)在PCL1600-TEGMME中的平均释放图3 生物活性剂从PCL1600-TEGMME中的释放图 4 :PCL-1600-TEGMME 在体外的溶蚀图5 :PCL1300-TEGMME的稳态剪切速率扫描图6 :PCL1300-TEGMME的温度扫描中的动态粘度、结晶和熔融图7 :PCL-TEG/C12-LDI共混物的体外溶蚀测试。


本发明涉及一种线性的低聚-或聚-(ε-己内酯)二嵌段共聚物，其在室温下为固体形式，其包含单烷基低聚乙二醇残基。本发明还涉及包含上述材料的药物递送制剂以及所述药物递送制剂的制备方法。低聚乙二醇残基优选地选自由甲基二乙二醇、甲基三乙二醇或甲基四乙二醇组成的组。低聚-或聚-(ε-己内酯)衍生物是通过单-羟基-低聚(乙二醇)与ε-己内酯的反应制备的，其中单-羟基-低聚(乙二醇)充当引发剂。