控释制剂的制作方法

专利名称：控释制剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及活性化合物，特别是药物活性化合物的控释。具体地讲，它涉及应用复合试剂与药物活性化合物或其它活性化合物作用，并与阴离子聚合物载药骨架结合的释放控制机理，改善药物活性化合物对所需化合物作用位点的靶向性。
广义来讲，本发明的范围可延伸至在工业或农业以及医药和兽药领域具有特别活性的任何化合物的控释制剂。
在此以细胞毒或细胞生长抑制药物，特别是抗肿瘤药物阿霉素(DOX)及顺铂(CDDP)对人或动物患者肿瘤位点的靶向性来详尽描述本发明，但应理解本发明并不仅限于这些特别的抗肿瘤药物的给药，某种意义上讲，它的范围延伸至任何药物活性化合物的给药。如上所述，广义来讲，本发明的范围总体上可延伸至活性化合物的控释。
现已表明将活性细胞毒药物加入到控释骨架中对肿瘤的治疗极有应用价值。这些药物-聚合物复合物可通过直接注射到肿瘤内或通过以微球体的形式栓塞到肿瘤靶器官的动脉循环中给药。栓塞动脉循环及直接给固体肿瘤病灶注射都是局部肿瘤治疗的已知方式1，2。当药物-聚合物复合物栓塞患肿瘤的器官的动脉循环时，药物-聚合物复合物被制成小颗粒或微球体的形式，通常其粒度以直径表示为10-200微米。当药物-聚合物复合物直接对肿瘤给药时，可使用相同的制剂形式但不用形成微球体。
为保证这种形式治疗的疗效需两个基本的要求。首先，需要在靶位点集中足够量的药物以取得预期的细胞毒作用。其次，需要控制药物进入肿瘤周围环境的速度，这样可引起最大限度的细胞破坏。为此，需要设计或完善一种聚合物骨架系统，它能提供较高的细胞毒药物载药量以及控释或缓释特性。
但对缓释骨架的形成却经常出现问题。经常观察到高药载骨架会快速释放药物，即所谓的“突发性释放”作用。这极可能是在高药载骨架制备过程中导致键合弱或药物位于表层的结果。常规使用的包衣技术会减缓药物的释放，但常常降低了系统的药载3。
在癌症患者的局部化疗中，要求药物-聚合物复合物可降解以便可重复给药。因此，也需要制备在体内组织中可降解的药物-聚合物复合物。
对于缓释/控释系统，药物的释放速度在很大程度上决定于药物和聚合物骨架之间的作用，这受药物加入的方法的影响。通常药物可通过以下简化的方法掺入控释系统物理包藏、离子作用及共价结合。物理包藏可获得中等至高药载但通常药物的释放太快。离子作用也能得到较好的药载但突发性释放仍是个问题。共价结合得到低药载及低的释放速度。对于聚合物骨架，降解的速度也会影响体内的药物释放速度。
阿霉素(DOX)，一种蒽环类抗生素，是治疗癌症使用得最广泛的药物之一。但是，这种制剂的系统给药会导致心脏毒性或其它组织损伤，这迫使人们致力于研制更加直接地针对肿瘤位点的靶向性DOX给药系统。其中最有前途的是将含DOX的微球体注射入为肿瘤供给的脉管系统以期这些微球体形成栓塞并随后在长时间内向肿瘤的环境中释放药物。
最初的研究是使用在DOX4-8存在下聚合白蛋白制备的微球体，但这些颗粒的缺点是药载能力低(1-13％)以及固有的突发性释放的特性。在白蛋白微球体制备时加入聚阴离子化合物如聚α-L-谷氨酸9、聚β-L-精氨酸10或肝素11在一定程度上改善了其药载及释放特性。另一个研究中使用市场销售的含磺酸基团的阴离子交换树脂结合DOX12，13。这些颗粒具有高药载量和优异的释放特性并被认为在小鼠肝癌和后肢肿瘤的治疗方面很有前景14，15。但是，即使无毒，在体外或体内这些微球体也不能降解，这限制了它们在需要进行进一步药物治疗的病人中的应用。
本发明目的之一是提供具有高药载、缓释、最小的突发性释放作用和可生物降解性的给药系统。在该工作的一方面，本发明者开发了一种可生物降解的阴离子聚合物骨架并使用离子作用作为药物-聚合物结合机理，这能得到高药载。本发明者也应用药物金属离子复合物的形成来抑制突发性释放。其结果是载体骨架具有临床应用所需的所有性质。
本发明提供了含有阴离子聚合物骨架并载有活性化合物，例如药物活性化合物的一种控释制剂，所述活性化合物与螯合剂螯合从而改善了活性化合物从聚合物骨架中的释放。
在整个说明书和后面的权利要求书中，术语“药物活性化合物”应视为具有治疗作用并用于人类药物和兽药领域的化合物。
有利的是，阴离子聚合物骨架以微球体的形式提供，如粒度以直径表示为10-200微米的微球体，并优选直径为20-70微米。这样的微球体特别适于控释制剂含有药物活性化合物并非肠道给药，如静脉内、动脉内或直接注射。但是，应当理解本发明的控释制剂可用于或掺入其它类型的制剂或给药系统如混悬剂、乳剂、脂质体、微颗粒、微胶囊/微颗粒、结合物/凝集物、埋置剂、片剂、薄膜及膜给药系统中。
简言之，本发明应用了活性化合物与载药阴离子结合物骨架复合的机理来控制活性化合物的释放。使用活性化合物的试验结果表明相对于其它药物-骨架制剂这种复合带来很多优点，包括高药载、降低了活性化合物的起初的突发性释放、活性化合物的控释及可生物降解性。
按照本发明的一个特别的内容，药物-金属离子复合作用使突发性释放降至最小并不影响系统高药载的优点。已知某种金属对药物及结合物具有亲和性16。在一些例子中，药物-金属复合物可以有生物活性。DOX-离子就是一例17。但是，药物-金属复合作用以前并未用作药物的控释机理。就此而言，应当注意到本发明并不仅仅是直接针对DOX-离子的控释，而是使用DOX-金属离子形成及DOX-金属离子-聚合物复合物作为控释机理以提供原有DOX按适当/所需速度释放的系统。基于本文的试验数据，显然金属离子与DOX的复合作用，特别是与DOX弱结合，在聚合物骨架内形成一种大分子网状结构。这导致DOX的缓释。因为形成复合物所需的金属离子的量非常小，这种技术并不影响原来的药载。使用不同比率及不同类型的金属离子使形成的骨架系统具有多方面的及药物缓释的特性，而同时保持高水平的药载量。
在本发明的优选的内容中，胶联的白蛋白和硫酸葡聚糖的微球体用作离子药物如DOX和CDDP的聚合物骨架，提供载药结构并为阳离子药物DOX和CDDP提供阴离子位点以得到高药载。在此实施例中，白蛋白和硫酸葡聚糖代表聚合物的两个基团，一个提供药载网状结构，另一个为强离子交换剂。白蛋白和硫酸葡聚糖都可用具有相似性质的其它聚合物代替，如分别以转铁蛋白和硫酸软骨素。在一些例子中，这两个聚合物也可被一个同时提供药载和离子结合功能的聚合物系统代替，如某种离子交换树脂，例如以聚苯乙烯二乙烯苯为基础的离子交换树脂或SP-Sephadex。对于阴离子药物，可应用相同的原理通过使用含阳离子基团的聚合物形成聚合物骨架。
本发明控释制剂的离子聚合物骨架可以是可生物降解或不可生物降解的。不可生物降解的聚合物骨架的例子为离子交换树脂如上述以聚苯乙烯-二乙烯苯为基础的离子交换树脂。
上述含胶联白蛋白和硫酸葡聚糖的聚合物骨架是可生物降解的聚合物骨架的例子之一。在这样的骨架中，硫酸葡聚糖用作离子试剂形成离子聚合物骨架与含有阳离子基团的活性化合物作用并控制其释放。可用来代替硫酸葡聚糖的其它离子试剂的例子包括硫酸支链淀粉、角叉菜胶、硫酸软骨素、硫酸肝素、肝素、岩藻多糖、聚精氨酸、聚谷氨酸、聚肌苷酸、聚乳酸、多价聚合酸、SP-Sephadex、CM-Sephadex、硫酸葡聚糖纤维素、硫酸葡聚糖琼脂糖、阳离子交换树脂及任何其它含有酸性/阴离子基团的试剂。
白蛋白如小牛或人血清白蛋白可用于可生物降解离子聚合物骨架作为载药物质。在这些骨架中多种其它载药物质可用来代替白蛋白，包括如酪蛋白、明胶、血红蛋白、转铁蛋白、胶原蛋白、纤维蛋白原、纤维蛋白、玉米蛋白、铁蛋白、肌动蛋白及任何其它性质相似并能与硫酸葡聚糖或上述任何离子试剂形成离子聚合物骨架的试剂。
优选金属离子用于复合载于离子聚合物骨架上的活性化合物并因此控制活性化合物的释放特性。可用作复合试剂的金属离子的例子包括铁、铜、锌、钴、铬、镍、钯、锆、钛及钒离子。也可使用能与活性化合物形成复合物的其它试剂，如CDDP及其它金属-活性化合物例子中的聚氨基葡糖。
优选可延迟活性化合物释放的复合试剂。优选其中活性化合物是DOX，复合试剂为铁离子。
如前所述，按照本发明离子聚合物骨架中可装入任何适当的活性化合物，包括药物活性化合物，如细胞毒或细胞生长抑制药物如阿霉素、正定霉素和顺铂。
现已发现，含有白蛋白-硫酸葡聚糖微球体(A-DMS)的聚合物骨架对DOX具有高的载药量。可通过微球体的不同程度的载药量及用不同浓度的铁离子处理载药的微球体以与DOX形成复合物从而改变DOX对微球体的结合控制由这些微球体中释放DOX的速度17，18。
另一方面，本发明提供了一种药物组合物，包括上面充分描述的控释制剂与药用载体和/或稀释剂，其中活性化合物为药物活性化合物。
这种药物组合物的制备是本领域技术人员已知的。适当的药用载体和/稀释剂包括任何及所有常规溶剂、分散介质、水溶液、抗细菌及抗真菌试剂、等渗及吸收延迟试剂等。对药物活性化合物使用这样的介质及试剂是本领域已知的，并描述于，例如，Remington′s Pharmaceutical Science，18th，Mack PublishingCompany，Pennsylvania，USA。除了任何常规介质或试剂要与活性成分相容这一点外，将其用于本发明的药物组合物是经仔细考虑的。附加的活性成分也可掺入该组合物中。
在进一步的内容中，本发明提供了人类或动物患者的治疗方法，它包括给患者使用上面详细描述的控释制剂的治疗有效剂量，其中活性化合物为药物活性化合物。就此而言，本发明范围也延伸至上述控释制剂在制备用于治疗人类或动物患者的药物组合物中的用途，其中活性化合物为药物活性化合物。
在用于治疗人类或动物患者时，可使用多种给药途径。当然，所选特定的方式依赖于治疗的特定症状及有效治疗所需的剂量。总之，本发明的方法可用于医用的任何给药方式，即达到药物活性化合物的治疗水平而不引起临床不能接受的副作用的任何方式。这样的给药方式包括非肠道给药(如皮下、肌肉、动脉及静脉)途径。
适于非肠道给药的组合物常包含活性化合物的无菌水溶液制剂，优选与受者的血液等渗。无菌注射制剂可以是存在于无毒非肠道可接受的稀释剂或溶剂中的无菌注射溶液或混悬剂。在可接受的载体和溶剂中，可以选用水、格林溶液及等渗氯化钠溶液。
药物活性化合物以治疗有效的剂量给药。治疗有效剂量是指至少部分达到所需效果或延缓被治疗的疾病的发作、抑制其进展、或同时抑制其发作或进展所需的剂量。当然，这样的剂量依赖于所治疗的特定疾病、疾病的严重程度及病人的个体参数如年龄、身体状况、身高、体重及同时进行的其它治疗。这些因素对本领域技术人员是熟知的并且它们的确定并不难于常规试验。一般优选使用最大剂量，即按照正确的医疗诊断确定的最大安全剂量。但本领域技术人员应理解出于医疗原因、心理原因或其它任何原因可使用较低的剂量或耐受剂量。
本文的详尽描述表明通过将白蛋白乳液和高分子量硫酸葡聚糖交联制备的可生物降解的微球体颗粒具有强的离子交换性质。这些微球体对阳离子药物DOX和CDDP具有高载药量。可通过改变载药百分率或用Fe(III)处理载药微球体改变DOX从这些微球体中的释放特性，而CDDP的释放特性可通过用聚氨基葡糖处理载药微球体改变。这种释放特性的多样性为在临床肿瘤治疗中使用这些微球体提供了保证。
在整个说明书及后面的权利要求书中，除非本文中另有需要，“包含”一词或它的其它变化的说法应理解为指包括所述的整体或整体的一部分但并不排除任何其它的整体或整体的一部分。
本发明的进一步的特征在下列实施例中充分描述。但应理解这种详细的描述只是出于举例说明本发明的目的，而不应理解为对本发明的上述描述的任何限制。在附图中

图1表明使用连续方法且用PBS洗脱时，最大药载A-DMS(DOX有效载药量78％)与离子交联树脂(DOX有效载药量63％)和游离药物的释放性质比较。每个方法使用1mg DOX。
图2表明用PBS洗脱使用不连续方法时，最大药载A-DMS(DOX有效药载量80％)与离子交换树脂(DOX有效载药量61％)释放性质的比较。每个方法中使用1mg DOX。
图3表明使用连续方法用PBS洗脱由微球体中DOX的累积释放。通过UV吸收测定浓度。
图4表明次最大药载A-DMS(DOX有效药载量20-60％)用PBS洗脱的释放性质，图中显示了通过不连续方法测定的降低载药量对“突发性释放”的影响。每个方法中使用1mg DOX。
图5表明在铁离子处理前后最大药载A-DMS(DOC有效载药量80％)的释放性质。微球体用PBS使用连续方法洗脱。每个方法使用1mg DOX。
图6表明A-DMS(DOX有效载药量50％)用PBS洗脱用不连续方法测定的释放性质，图中显示了以Fe(III)与DOX的不同比率处理的效果。每个方法使用1mg DOX。
图7表明接受游离DOX及载DOX的铁离子处理A-DMS(1mg/kg病人体重)治疗的病人体内阿霉素的血浆浓度。
图8表明Fe-及Cu-处理载DOX的离子交换树脂用含EDTA的PBS作释放介质时的释放性质。
实施例1本实施例说明制备掺入阿霉素的可降解的药物-复合物系统的技术。A.材料和方法小牛血清由Commonwealth Serum Laboratories，Melbourne，Australia制备。葡聚糖硫酸钠盐(分子量500000)得自Sigma(Ohio，USA)。阿霉素由Farmitalia，Sydney，Australia无偿提供。离子交换树脂Aminex AG50WX4(直径32.5±2.5μm)自Bio-Rad，将它通过用HCl和NaOH及蒸馏水洗涤纯化。使用的所有其它化学品为分析纯。白蛋白-硫酸葡聚糖微球体(A-MDS)的合成将小牛血清白蛋白(0.4g)溶于含有1％十二烷基磺酸钠的1.6ml 1mM磷酸缓冲液(pH7.5)中，然后与2ml 20％(w/v)葡聚糖硫酸钠混合形成分散相。用Silverson Mixer(SilversonMachines，Chesham，bucks，UK)在100ml橄榄油中以720rpm的转速在室温将该分散相乳化。向乳液中加入戊二醛水溶液(10％w/v，400μl)，乳液搅拌1小时交联白蛋白并固化微球体。将微球体分离并用石油醚(×3)、异丙醇(×2)及含有0.1％土温80的蒸馏水(×2)洗涤。离心后通过尼龙筛(63μm)及不锈钢筛(20μm)将微球体过滤。将20-63μm粒度范围的微球体用异丙醇(×2)洗涤后在37℃孵育箱干燥48小时。使用前将它保持在4℃的干燥器中。载药为了得到最大药载，用100μl乙醇处理A-MDS(一般20mg)并用3ml水洗涤使微球体膨胀。然后将膨胀的微球体与2ml DOX(10mg/ml)在4℃黑暗中混合18小时。用2ml水将微球体洗涤3次并通过DOX溶液中的吸收量及清洗液中的DOX量确定载药量。为了少于最大药载(20-60％)，计量的DOX与膨胀的微球体混合的时间为10分钟至1小时，其间吸收量大于99％，红色载药溶液变得几乎无色。通过在495nm的UV吸收值测定DOX水平。用铁离子处理载DOX的A-DMS与铁离子得到最大复合作用的典型方法如下。含10mg DOX的载DOX的A-DMS悬浮与1ml水中并加入200μl 0.1mol/l Hepes缓冲液(pH7.0)再加入200μl 0.1mol/l FeSO4·7H2O。将混悬液混合5分钟，微球体的颜色由深红色变成棕黑色，然后用水(3×3ml)洗涤处理后的颗粒除去缓冲液及过量的FeSO4。也用Fe与DOX的不同比率范围(1∶1，1∶3，1∶6，1∶9，1∶12)制备铁离子处理的DOX微球体以便测定复合程度对释放速度的作用。释放研究用连续流动系统及不连续系统评价A-DMS中DOX在体外的释放。对于流动系统，将含DOX或铁离子处理的DOX(通常1mg药物)的微球体固定在玻璃柱上并以5ml/h的速度用磷酸盐水缓冲液(PBS，成分为0.15mol/l氯化钠，0.05mol/l磷酸二氢钠，pH7.0)在37℃洗涤。洗脱液中DOX的浓度由495nm UV吸收连续监控。对于不连续系统，载DOX的A-DMS与3.5ml PBS在摇动混合器上混合20分钟。通过离心沉积微球体并将上清液抽出，通过495nm的UV吸收值测定其中DOX的含量。加入新鲜的PBS，此循环重复6小时。保留由两种方法得到的洗脱液的馏分并进行HPLC、UV光谱法及原子吸收测定。HPLC按照以前描述的条件进行13。B.结果和讨论A-DMS的合成由重量相等的白蛋白和硫酸葡聚糖制得的微球体为流动自由的棕色粉末，产率32-40％，直径20-63μm(由光学显微术测定)。载药A-MDS具有强离子交换性质及与市售含磺酸官能团所阴离子交换树脂相近的DOX载药量。这些载药量(以药载的克数/100克空微球体计算)比以前报道的以白蛋白为基础的微球体大(见表1)。用较低比率的DOX与微球体制得的次最大药载量通过大大降低混合时间实现。本研究中所用最低药载量(20-25％)的完成时间少于5分钟，可见其载药溶液起初的深红色完全消失。表1以白蛋白(alb)为基础的微球体有效药载量的比较来源 ％药载 比较本发明 78-99a alb-硫酸葡聚糖Goldberg等921-46a，balb-聚谷氨酸Cremers等1125-30a，balb-肝素Cremers等117a，balbChen等104b alb-聚精氨酸Chen等1367-86a 离子交换树脂a制备后DOX载于微球体中b载药量以百分含量计算％[药物/(药物＋微球体)]最大药载A-DMS中DOX的释放最大药载A-DMS中DOX的释放特性及其与离子交换微球体的比较见图1及图2，分别为连续及不连续方法。对此及进行的其它所有释放研究，两种方法的结果在量上很相近。A-DMS释放形式的特征为开始由微球体中快速释放DOX，而后释放速度较稳定。在开始阶段43％所含药物被释放(由不连续研究计算)。而相较而言离子交换颗粒具有更均一的释放速度(在相同的时间内释放12％)。在那些试验中，载药颗粒被反复提取直到不再有DOX释放，这样由A-DMS中回收DOX85-95％(按495nm UV吸收值计算)。见表3的载DOX的A-DMS中药物的累积释放图。改变有效载药量对释放速度的影响由于突发性释放特性增加了毒性故一般是临床不希望的，因此进行试验的目的在于降低由A-DMS中开始的高释放速度。降低药载的作用见图4。当药载由60％降至20％时，突发性释放现象有某种程度的降低。这导致试验后期观察到最低药载的微球体实际上比较高药载的以更高的速度释放，因为较高药载的微球体中的药物已完全释放。虽然20及30％药载的A-DMS以稳定的速度释放DOX，但是其可能的缺点是临床上使用这些载药量药物时给同样药量需要更多的微球体。但这些低药载的药物仍比以前公开的以白蛋白为基础的微球体优越，因其具有更好的释放特性。临床上使用的最合适的载药量需要用试验来确定。
对这些所观察到的药载量对释放速度的影响的合理的解释为A-DMS含有不同强度的结合位点。当药载量低时，强的位点优先被占据，这样就会以低的速度释放其结合的药物。当载药量大到即使最弱的位点也被占据时，这些位点上的药物会快速释放，导致“突发性释放”。铁离子处理对A-DMS的释放速度的影响已知在溶液中DOX能与一些金属包括铁(一分子Fe(III)结合三分子DOX)形成复合物，并且已表明用铁或铜溶液处理载药微球体后DOX由离子交换微球体中的释放速度降低(见后面的实施例4)。特别是由于已知铁离子也可与葡聚糖形成复合物，因此，决定研究铁离子处理的载DOX的A-DMS是否具有相似的结果。虽然本研究中以Fe(II)的形式加入微球体，但是在试验条件下很快将其氧化成Fe(III)，在这种价态的铁一定会与DOX复合。使用连续流动方法研究用1份铁与1份DOX(按照化学计算铁过量6倍)的比率处理最大DOX药载的A-DMS对释放速度的影响(见图5)。用铁与DOX比率范围(1∶1至1∶12)处理50％药载的A-DMS的作用以不连续系统测定，结果见图6。两个试验都表明与未处理的微球体相比用铁与DOX 1∶3或更大比率处理对克服突发性释放现象有显著作用并降低了释放速度。铁处理DOX A-DMS与未处理DOX离子交换微球体的释放特性非常接近(比较图1和5或2和6)。
为了测定由铁处理微球体中释放的DOX的量，将它们用PBS提取2小时。提取过程中有78％的所载药物被回收(见图3)，用木瓜蛋白酶部分消化的提取后微球体中还可提供4-9％的药物。释放产品的特征(a)由载DOX的A-DMS中释放馏分的DOX浓度通过UV吸收检测在495nm的所有发色团以及一般的HPLC方法测定，后者解决了UV吸收的代谢物的问题。虽然没有任何已知的DOX代谢物引起这种不一致的证据，但HPLC的DOX值为用UV吸收测定值的85-95％。既然微球体上的5-15％的DOX不易提取，原有效药载量的72-90％应是治疗中可利用的活性DOX。(b)由铁处理的载DOX的A-DMS中为确定DOX是以1∶3铁-DOX复合物还是以游离的DOX释放，除上述试验外，还检测释放的馏分中铁的含量。虽然铁已被检测，但化学计算量不足实际复合物预测值的三分之一。复合物在612nm也报道有强吸收但在此波长未观察到任何释放馏分。即使DOX是以铁-DOX螯合物的形式释放，在本研究中达到的浓度，预计它会解离，正如以前表明此复合物会因稀释解离成其组成成分17。因此推断铁处理的载DOX的A-DMS以游离形式释放大部分的“DOX”。
使用HPLC可确定70-85％的在495nm有UV吸收的物质为游离的DOX。因此，考虑到铁处理后可由微球体中提取的DOX的量，52-66％的所载药物可以是容易被利用的活性DOX，同时还可能有近9％的药物在微球体生物降解时释放。贮存时A-DMS的稳定性在4℃干燥器中贮存4个月A-DMS与新制备的微球体有相近的载药量和释放特性。贮存于-20℃的水的冰冻悬液中的载DOX的A-DMS一个月后在用于释放研究时无降解。
实施例2为了表明按照上述实施例1中描述制备的铁处理的载DOX的A-DMS的体内使用结果，给四个肝癌病人(病人R、F、C及M)使用微球体。微球体的给药剂量为1mg/kg病人体重并将它注射入每个病人的肝动脉。在注射60分钟内检测系统血浆水平。结果见图7。它表明将载DOX的A-DMS注射进肝动脉后在系统循环中根本检测不到阿霉素。一个病人(病人C)也进行了游离的阿霉素肝脏动脉注射，此后在系统循环中发现高水平的药物。这些结果表明A-DMS结合阿霉素保持在微球体给药的靶向器官中。
实施例3此实施例说明了用DOX制备可降解及不可降解的药物-复合物的技术，以及载DOX复合物疗效的评价。
聚苯乙烯-二乙烯苯的离子交换树脂(IE树脂，32.5±2.5μm)及白蛋白-硫酸葡聚糖微球体(A-DMS，29.4±8.0μm)作为DOX的药物载体。通过用HCl和NaOH及去离子水洗涤将IE树脂纯化。使用批量制备方法将DOX载入离子交换微球体树脂中。简言之，纯化的离子交换树脂与纯DOX溶液(10mg/ml)以重量比1∶1在室温混合过夜。然后通过离心将载DOX的IE树脂微球体与药物上清液分离并用去离子水洗涤两次，再悬浮于已知体积的去离子水中。
实施例1描述的技术用于制备载DOX的A-DMS微球体。
IE树脂与经或不经金属离子复合的A-DMS的药物释放研究，可通过用固定洗脱液的连续系统或用批量洗脱液的不连续系统进行，释放介质是磷酸盐水缓冲液(PBS)。
为了评价作用微球体的疗效，用肝脏植入结肠肉瘤的WAG雄性小鼠进行试验。肿瘤植入8天后，将小鼠随机分为几组，每组最少5只小鼠。通过以2.5mg/kg剂量肝脏动脉给药，小鼠接受游离DOX溶液或不同微球体系统治疗。治疗一周后，将所有的小鼠处死，将其肝脏移出并测肿瘤的重量。在治疗期间，有规律地控制动物的体重。用方差分析比较多个同样大小样品进行两组之间的显著性差异的统计学分析。
IE树脂及A-DMS都有利于DOX的高载药量，其中最大载药量分别为67-86％(mg DOX/100mg空微球体)及75-100％。这是由于两种微球体具有相近的官能团，即IE树脂具有磺酸基团而A-DMS有硫酸基团。因此，它们与DOX分子中的阳离子胺基形成离子结合产生高的载药量。
尽管IE树脂和A-DMS具有相近的载药容量，但它们的释放特性有很大不同。IE树脂提供了慢而稳定的药物释放，而尽管其水平比溶液中游离的DOX低得多，A-DMS还有突发性释放。这可能是由于DOX与A-DMS中的硫酸基团的弱离子作用产生的。但是，同样的微球体用铁离子(铁∶DOX的摩尔比＝3∶1)处理后，它释放DOX更慢并且几乎没有突发性释放。铁处理的DOX A-DMS与未处理的IE树脂的释放特性很相近。
已发现铁和铜可与载DOX的IE树脂微球体形成复合物，从而在释放介质为含EDTA的PBS中产生较慢且多方面的药物释放，见表1。这样，铁处理提供了降低突发性释放的手段并提供了多方面的控释特性而不影响载药量。
对这些微球体的FTIR研究表明DOX与金属离子之间的产生的化学作用导致形成降低DOX释放的复合物。比较铁处理的DOX A-DMS的释放馏分的UV和HPLC检测结果表明70-85％的DOX以其游离形式释放。AA分析只检测到痕量的铁，与3-6％的实际复合物相当。假设解离的铁可与硫酸基团作用更强，因此保留在微球体中，而DOX释放到介质中。
表2总结了检测三种类型的微球体的DOX转运所得的结果。可见三种类型的最大载药量相近，但它们在药物释放方面有极大的不同，A-DMS比其它两种类型的药物释放快3-4倍。IE树脂和FE处理的A-DMS释放都较慢并相对稳定，但是IE树脂是不可生物降解的。在降低肿瘤的生长方面，与游离的DOX治疗相比Fe处理的A-DMS最有疗效，显著性差异p＜0.05。表2微球体系统的总结微球体 ％载药量药物释放 生物降解性 肿瘤生长(mg/100mg (％)微球微球体) 体/游离DOXIE树脂 67-86％ + -60％A-DMS75-100％++++102％Fe-A-75-100％+ +38％DMS此研究清楚地表明在改进DOX的疗效方面缓释药物的重要性。使用铁与DOX复合显著改善了对药物释放的控制程度并抑制了药物由微球体中的突发性释放同时保持了有利的载药量。这导致了DOX疗效的显著提高，表明当药物复合物用于局部化疗时，应用药物-金属离子作用的原理使肿瘤的治疗最有疗效。
实施例4本实施例是药物-金属离子复合作用原理的应用，制备以金属为基础的药物的缓释系统。在此以金属为基础的药物顺铂与聚合物骨架白蛋白-硫酸葡聚糖及聚氨基葡糖复合。
除了以1mg/ml纯顺铂溶液与树脂混合外，使用与实施例3描述相同的批量制备的方法将顺铂载到以聚苯乙烯-二乙烯苯为基础的离子交换树脂(IE树脂)上。
为了得到载顺铂的A-DMS，将实施例1描述的方法制备的白蛋白/葡聚糖-SO4微球体用2％乙醇润湿后在与等量的顺铂溶液(1mg/ml)室温混合过夜。通过离心将未结合的药物由微球体中分离并随后用去离子水洗涤微球体来完成顺铂向A-DMS中的掺入。
载CDDP的IE树脂和A-DMS与1.5％聚氨基葡糖溶液(在5％乙酸中)以1∶5的重量比率(顺铂∶聚氨基葡糖)室温混合过夜。然后用去离子水洗涤微球体、离心并立即用于释放研究。
虽然两种微球体制剂相近的CDDP载药量(分别为45.7±8.7％和46.1±12.4％)，但它们的释放特性有很大差别。IE树脂释放药物的速度明显较快，在头5个小时释放了约60％的顺铂。相较而言，A-DMS在相同的时间内只有近20％的CDDP释放。用聚氨基葡糖处理微球体在释放的后期延迟了CDDP由IE树脂中的释放，但对开始的释放几乎没有影响。然而，用连续流动通过释放系统检测时，A-DMS的动力学数据表明它抑制了起始阶段顺铂从封闭释放系统中的A-DMS中的突发性释放。
本领域技术人员会意识到在不脱离本发明的精神和范围的特别描述的前提下，对本文全面描述的本发明可进行多种改变及修饰。应当理解本发明的保护范围延伸至包括所有这样的变化及修饰的形式。
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权利要求
1.一种包含载有某种活性化合物的离子聚合物骨架的控释制剂，其中所述活性化合物与某种复合试剂复合，以改善活性化合物由聚合物骨架中的释放。
2.权利要求1所述的制剂，其中离子聚合物骨架是以微球体的形式。
3.权利要求2的制剂，其中微球体的直径范围为10-200微米，优选20-70微米。
4.权利要求1的制剂，其中活性化合物是药物活性化合物。
5.权利要求4的制剂，其中药物活性化合物是细胞毒或细胞生长抑制药物。
6.权利要求5的制剂，其中细胞毒或细胞生长抑制药物是阿霉素、正定霉素或顺铂。
7.权利要求1的制剂，其中离子聚合物骨架包括可生物降解的交联白蛋白/硫酸葡聚糖骨架。
8.权利要求1的制剂，其中复合试剂是金属离子。
9.权利要求8的制剂，其中金属离子是铁离子。
10.权利要求1的制剂，其中离子聚合物骨架选自交联白蛋白/硫酸葡聚糖骨架和以聚苯乙烯-二乙烯苯为基础的离子交换树脂，且离子聚合物骨架载有与铁复合的阿霉素。
11.权利要求1的制剂，其中离子聚合物骨架选自交联白蛋白/硫酸葡聚糖骨架和以聚苯乙烯-二乙烯苯为基础的离子交换树脂，且离子聚合物骨架载有与聚氨基葡糖复合的顺铂。
12.一种含有权利要求1至11中任意一项的控释制剂的药物组合物及某种药用载体和/或稀释剂，其中活性化合物是药物活性化合物。
13.一种治疗人类或动物患者的方法，其中包括给病人使用权利要求1至11中任意一项的控释制剂的治疗有效剂量，其中活性化合物为药物活性化合物。
14.权利要求13的方法，其中所述控释制剂以非肠道途径使用，优选动脉或静脉内给药。
15.权利要求1至11任意一项的控释制剂在制备用于治疗人类或动物患者的药物组合物中的用途，其中活性化合物是药物活性化合物。
全文摘要
一种包括离子聚合物骨架的控释制剂，骨架上载有活性化合物，特别是药物活性化合物如阿霉素或其它细胞毒或细胞生长抑制药物，该活性化合物与复合试剂如金属离子复合以改善活性化合物由聚合物骨架中的释放。该离子聚合物骨架可以提供以微球体的形式，如交联白蛋白/硫酸葡聚糖的微球体。
文档编号A61K9/16GK1139380SQ94194617
公开日1997年1月1日 申请日期1994年11月17日 优先权日1993年11月18日
发明者Y.陈, B.N.格雷 申请人:癌症研究所