药剂的靶向颊内递送的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明大体上属于用于将药剂靶向递送到口腔粘膜的调配物的领域，例如递送用 于治疗口腔癌的抗肿瘤药剂。
[0002] 相关申请案的夺叉参考
[0003] 本申请案要求2013年2月21日提交的U. S. S. N. 61/767, 589的优先权。
[0004] 关于联邦咨助研究的声明
[0005] 美国政府对本发明无权利。
【背景技术】
[0006] 根据口腔癌（OC)基金会，仅是今年便将有约40, 000美国人被诊断患有口腔和咽 部癌症，导致8, 000人死亡，每天24小时大致每小时杀死一个人。所述问题在全球更加显 著；每年超过640, 000个新病例。尽管许多癌症的发病率正在不断减少，但OC的发病率已 连续增长五年。目前，顺铂（cisplatin)、顺二氯二氨铂（II) (CIS)是最常见抗肿瘤OC治疗 剂。
[0007] 全身药剂递送问题是众所周知的。归因于较高剂量需求的副作用和对身体不需要 治疗的区域的无意治疗，尤其针对癌症在药剂几乎与疾病一样有害的情况下，产生对药剂 的局部投与的强烈需求。
[0008] 这些OC患者中仅一半将在确诊后存活五年。在某些国家，如斯里兰卡、印度、巴基 斯坦和孟加拉国，OC是最常见的癌症。在印度部分地区，其表示超过所有癌症的50%。仅 在美国，OC发病率在2002与2007之间增长了 11%。到2020年，预测全世界每年发病率增 长到超过840, 000,升高了 30%，并且每年死亡率增长到几乎480, 000,大致提高了 37%。
[0009] 根据OC基金会，持续超过三周的任何口腔病变都需要由临床医师进行检查并且 治疗。患者无法得到安全、有效并且适宜的治疗。如果化疗药物毒性显著降低，那么临床医 师将更可能尽早地以较低剂量治疗患者。
[0010] 将治疗剂局部递送到口腔极其困难。粘膜形成粘附的强大屏障并且极少物质可以 穿透这一粘性、光滑材料到达下部口腔上皮细胞，更少物质与细胞保持连接持续足够长的 时间以递送有效量的治疗剂。
[0011] 如赖（Lai)等人，先进药物递送评论（Adv Agent Deliv Rev. )，27:61 (2) : 158-171 (2009)所报道，粘液是粘弹性凝胶层，其保护原本暴露于外部 环境中的组织。粘液主要由杯形细胞和粘膜下腺分泌的交联并且缠结的粘蛋白纤维构 成。粘蛋白是大分子，通常通过诸多粘蛋白单体的连接形成〇.5-40MDa的尺寸，每个约 0. 3-0. 5MDa，并且涂布有一系列复杂并高度不同的蛋白多糖。至少二十个粘蛋白类型糖蛋 白已分到MUC基因家族，其中若干粘蛋白类型在每个粘膜表面表达。粘蛋白一般可以分成 两个家族：长度范围在IOOnm与500nm之间的细胞结合粘蛋白，其含有跨膜结构域，以及分 泌粘蛋白，其长度长达几微米。个别粘蛋白纤维直径大致是3-10nm，如生物化学和电子显微 研究所测定。它们是高度柔性分子，持续长度为大致15nm。除特定疾病病况（如COB)和 CF)外，对于子宫颈、鼻部和肺脏粘液来说，粘蛋白含量范围在2重量％与5重量％之间，糖 基化寡醣代表粘蛋白质量的40%-80%。大多数粘液类型（即，肺脏、胃、子宫颈阴道）中 的水含量通常在90% -98%范围内。除粘蛋白外，粘液凝胶还载有细胞、细菌、脂质、盐、蛋 白质、大分子以及细胞碎片。粘液PH可以取决于粘膜表面而大大变化，其中强酸性环境能 够聚集粘蛋白纤维并且大大增加粘液粘弹性。肺脏和鼻部粘液一般是PH中性的，并且眼睛 粘液是略碱性，pH约7. 8。相比之下，胃粘液暴露于广泛范围的pH下：在相同粘液横截面内 存在较大pH梯度，pH从内腔约1-2的pH上升到上皮表面处约7的pH。阴道分泌物通常展 现在3. 5到4. 5范围内的pH，这归因于在厌氧条件下乳杆菌所产生的乳酸的酸化。除生物 化学差异外，粘液覆盖层的厚度还因不同粘膜表面而变化。鼻腔具有有限厚度的粘液层，相 比于其它粘膜表面其是容易接近并且视为高度可渗透的。在人类GI道中，粘液层在胃和结 肠中最厚，但展现显著变化。
[0012] 粘液连续分泌，接着被排出和丢弃或消化和回收。其寿命较短，常常在几分钟到几 小时来度量。对各种粘膜表面处的粘液层厚度和清除时间的理解对于研发经设计以克服粘 膜清除机制的粒子来说是重要的，因为其必须以比粘液更新和清除显著更快的速率穿透粘 液以克服障碍。关于口腔粘膜所知甚少。
[0013] 在口腔粘膜腔内递送药剂被分成三种类别：（i)舌下递送，用于全身药剂递送通 过粘膜里层，口腔底部，（ii)颊内递送，其通过颊部里层（颊内粘膜）用于药剂递送，以及 (iii)局部口腔递送，其将药剂递送到口腔中。
[0014] 递送到口腔组织中是困难的，因为未直接施加到上皮细胞中的治疗剂经吞咽而损 失。仅接触面积可以形成用于药剂到达口腔上皮细胞的有效导槽。味道也是药剂递送到这 一区域的主要挑战。药剂的味道掩蔽是设计递送手段时的重要因素。相较于其它粘膜（如 肠内部），递送治疗剂通过口腔粘膜的另一个主要困难是口腔上皮为约40到50个细胞层 深，具有阻止药剂渗透的紧密连接。相比之下，肠上皮仅为单个细胞层。
[0015] 因此，本发明的一个目标为提供用于局部和全身投与通过口腔上皮细胞的治疗剂 或诊断剂递送装置，其可以渗透较厚的紧密口腔上皮。
[0016] 本发明的一个目标还提供掩蔽待递送治疗剂或诊断剂味道的治疗剂或诊断剂递 送装置。
[0017] 本发明的另一个目标为提供尽管存在与口腔递送相关的持续唾液和清除问题仍 有效的治疗剂或诊断剂递送装置。
[0018] 本发明的另一个目标为提供一种用于将治疗剂或诊断剂投与到口腔上皮特定区 域的方法。
【发明内容】
[0019] 已研发出一种用于将药剂局部和全身递送到靶向口腔位置（如口腔癌细胞）的递 送装置。调配物包括粘膜粘附聚合基质，其含有一种或多种治疗剂和/或诊断剂、味道掩蔽 剂、渗透增强剂以及药剂囊封纳米粒子。纳米粒子由粘膜粘附聚合物（如壳聚糖或环糊精， 其任选地与如RGD肽、叶酸、抗体或葡萄糖类似物的靶向分子组合）；待递送治疗剂或诊断 剂；以及亲水性聚合涂层（如聚乙二醇（"PEG"），其增强通过粘膜到达递送部位的渗透） 形成。在一个实施例中，调配物包括用于递送顺铂（"CIS"）或其它化学治疗剂或抗炎剂 的壳聚糖或环糊精纳米粒子；聚乙二醇（PEG)涂层以增强纳米粒子的粘膜渗透；以及与PEG 连接的靶向基序（RGD肽或葡萄糖类似物）以提高对靶向细胞的生物粘附。粘膜粘附聚合 物用于掩蔽治疗剂味道同时使其保留在癌细胞部位处。可以实现较大负载剂量，例如20% 顺铂的负载量。
[0020] 在优选实施例中，使基质调配有具有PEG粘膜粘附聚合物的一侧，其中PEG粘膜粘 附聚合物是暴露的以便局部放置于口腔或其它粘膜区域中的上皮或癌细胞上，以及面对口 腔内部、覆盖有对待递送治疗剂和/或诊断剂来说不可渗透的生物相容性惰性膜的侧面。 基质可以包括额外组分，如味道掩蔽剂以阻止治疗剂的苦味和令人不愉快的味道，例如柠 檬酸或其它果味调味剂；渗透增强剂，例如PEG、胆汁盐、柠檬酸或其它；以及抗炎剂或抗氧 化剂，例如姜黄素。
【附图说明】
[0021] 图1是递送装置、制造和使用的图式。
[0022] 图2是示出了顺铂负载纳米粒子的不同百分比负载容量的囊封效率的图。
[0023] 图3是示出了顺钼负载纳米粒子在不同pH下的尺寸和电荷的图。
[0024] 图4是示出了顺铂负载纳米粒子在pH 6下的活体外释放曲线的图。
[0025] 图5是示出了顺铂囊封纳米粒子随时间推移从壳聚糖海绵释放的图。
[0026] 图6A示出了 FaDu细胞响应于不同浓度顺钼负载纳米粒子（·）、空白纳米粒子 ()、游离顺铂（▲)或无治疗（▼ )24小时的生存力。图6B示出了 FaDu细胞响应于不 同浓度顺铂负载纳米粒子（鲁）、空白纳米粒子（)、游离顺铂（▲)或无治疗（▼ )48 小时的生存力。图6C示出了 HCPCl细胞响应于不同浓度顺铂负载纳米粒子（鲁）、空白纳 米粒子（)或游离顺铂（▲ )48小时的生存力。
[0027] 图7A和7B示出了暴露于顺铂负载纳米粒子（15% ) 24小时（图7A)或72小时 (图7B)的KB细胞的生存力。
[0028] 图8示出了使用FaDu细胞异种移植小鼠模型顺铂负载纳米粒子的活体内疗效研 究。
[0029] 图9A和9B是经CIS-NP嵌入海绵局部处理和游离顺铂腹膜内处理的仓鼠颊囊癌 瘤（HCPCl)细胞系同种异体移植仓鼠的肿瘤抑制研究。结果显示经CIS-NP嵌入海绵处理 的仓鼠在四次处理后肿瘤完全消除（图9A)。在处理过程期间HCPCl同种异体移植仓鼠的 重量改变曲线图示出了相比于健康群组的不显著的重量损失；而游离顺铂腹膜内群组示出 了显著的重量损失（图9B)。
[0030] 图10是TR-146细胞的np的细胞摄取图。
[0031] 图11是硫醇改性的壳聚糖聚合物。
[0032] 图12是荧光团结合的壳聚糖。
【具体实施方式】
[0033] 已研发出一种递送装置，其尤其用于口腔内到达口腔粘膜的递送。对递送装置的 要求包括：
[0034] 装置不管生物膜必须粘着于颊内组织
[0035] 装置必须具有强大的味道掩蔽元件以便患者顺应性
[0036] 装置必须阻止药剂被洗涤下到咽喉
[0037] 对于全身递送，装置必须具有足够的渗透能力以在到达全身循环之前渗透通过大 致50层细胞。
[0038] 对于局部递送，必须可根据所需深度调节渗透。
[0039] I.定义
[0040] "每秒千计数"(Kcps)意指计数率（以每秒千计数计（kcps))。如果样品的计数率 低于100,那么应中止测量，意指样品浓度对于测量来说过低。具有适合的Kcps的样品可以 视为具有对于测量来说理想浓度的稳定样品。
[0041] 本文中使用"多分散指数"（PDI)或简称"分散度"来指混合物中的粒子尺寸的不 均匀性的量度。PDI测量纳米粒子的尺寸分散度。
[0042] 本文中使用" ζ电位"（ZP)来指在特定介质中采集的纳米粒子的总电荷并且可以 在泽塔塞泽纳米仪器（Zetasizer Nano instrument)上测量。
[0043] "粘膜粘附"是具有粘着于人体中的粘膜的能力的材料的特性。
[0044] "生物相容性"是指生物材料在医学疗法方面执行其所需功能的能力，而不会在所 述疗法接受者或受益人中引发任何显著非所需局部或全身作用，而在所述特定情形下产生 最适当的有利的细胞或组织反应，并且优化所述疗法的临床上相关表现。
[0045] "生物可降解"是指材料能够通过活物的作用尤其分解成无害产物的特性。
[0046] I.药剂递送装置
[0047] 图1中示出了代表性递送装置。
[0048] 装置10包括纳米粒子负载粘膜粘附基质12和不可渗透的背层14。纳米粒子16 分散于粘膜粘附基质12中。纳米粒子16包括聚合物18,其具有分散或囊封于其中的治疗 剂、防治剂、诊断剂或营养药剂20。任选地，纳米粒子16可以包括化学连接剂22,其可以将 靶向配体24和/或额外药剂20偶合到纳米粒子16。粘膜粘附基质12可以包括一种或多 种渗透增强剂26a、26b。
[0049] 将装置10的粘膜粘附基质12施加到口腔，优选于粘