用于口服药物递送的新型核-壳纳米颗粒的制作方法_2

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由于视黄醇是 吸湿的粘性粉末,所W将视黄醇封装在纳米颗粒中能够克服与视黄醇有关的难于操作和处 理的问题。
[0067] 口服药物施用是递送对于儿童最为重要药物的最受欢迎的途径。已知超过330万 的HIV患者是儿童,大多数儿童HIV患者无法获得适当的药物。由于在发达国家主要是母婴 传播和哺乳,儿童HIV是非常难W消除的。最近的World化alth Assembly(WHA)已经认识到 儿科患者的权益,在'使药物成为儿童规格'的全球性保护下促进对安全且有效的药物的需 要。沙奎那韦是在HIV的治疗中使用的高度亲脂的蛋白酶抑制剂并被归类于生物药剂分类 系统(Bio地armaceutic Classification System,BCS)的II类。但是,沙奎那韦有从味苦到 溶解度和渗透性差的问题,导致约(0.7-4%)的低生物可利用度。最近纳米技术的进步已引 起用于诊断及治疗目的的基于纳米颗粒的口服制剂的发展。
[0068] 乳铁蛋白化f)属于运铁蛋白(Tf)家族的哺乳动物阳离子的铁结合糖蛋白,其已经 被广泛地用于不同领域,范围从治疗婴儿腹泻和维持新生儿生长到食物和其他应用。乳铁 蛋白有助于铁转运并增加铁的生物可利用度。
[0069] 对于蛋白-蛋白口服纳米颗粒的核-壳结构,0酪蛋白和乳铁蛋白是稳定玉米醇溶 蛋白核,导致较小尺寸的纳米颗粒的亲水性蛋白。另外,核-壳结构提供更好的蛋白水解稳 定性,如通过本文公开的体外稳定性研究所证明的。乳铁蛋白的阳离子电荷有助于进一步 稳定玉米醇溶蛋白-乳铁蛋白纳米颗粒。另外,表面上的阳离子电荷可被用于吸附其他阴离 子化合物,所述阴离子化合物包括药物、基因或带负电荷的蛋白。
[0070] 在阳G-玉米醇溶蛋白的情况下,通过喷雾干燥来制备纳米颗粒,本文已经显示阳G 的不同分子量是有用的,所述不同分子量包括3000化、10,OOODa和20,000化。
[0071] 纳米颗粒制剂超越常规制剂的优势是显著的,包括药物可溶性增加、持续的释放、 保护货物免于严苛的酸性或酶环境W及特异性递送同时使药物的毒性作用最小化。被广泛 地用于产生纳米颗粒的聚合物是丙締酸树脂化U化ag i t )、明胶和PLGA。
[0072] 被用作纳米颗粒的平台的蛋白具有许多优势,它们可生物降解、可得、自然界丰 富、化学上可修饰、有成本效益且与目前市场上的合成赋形剂相比生态友好。另一方面,阳 离子聚合物,诸如壳聚糖、溶菌酶和多聚赖氨酸显示出潜在的粘膜粘着剂性质W及细胞内 化功效。此类性质有助于在GI道的表面上丰富的粘液和阴离子糖蛋白的静电作用。玉米醇 溶蛋白是来自玉米的疏水性水不溶性蛋白。它的可食用性、味道掩蔽和疏水性质使其成为 用于口服递送系统的良好候选物。在实施方案中,为了开发完全天然且可生物降解的递送 系统,使用利用乳蛋白稳定化的玉米醇溶蛋白纳米颗粒。例如,乳铁蛋白是乳汁中的铁结合 蛋白。它具有营养和生物性质,特别地对于代乳品喂养的婴儿是重要的。在实施方案中,描 述了具有核壳结构的纳米颗粒,包括它们的物理化学特征和构象特征。在相关方面,公开了 基于玉米醇溶蛋白的纳米颗粒,其提高BSC II/IV类药物的溶解性和渗透性,所述BSC 11/ IV类药物包括但不限于沙奎那韦。
[0073] 定义
[0074] 如本文使用的,引述的术语具有W下意义。在本说明书中使用的所有其他术语和 短语具有如本领域技术人员应理解的其普通意义。此类普通意义可W通过参考技术辞典获 得,所述技术词典诸如化wley's Condensed 畑emical DictionaiT第14版,R.J^Lewis, John Wil巧&Sons,化W York,N.Y.,2001。
[0075] 在说明书中提及"一个实施方案"、"实施方案"等,指所描述的实施方案可W包括 特定的方面、特点、结构、部分或特征,但并非每个实施方案必然包括该方面、特点、结构、部 分或特征。此外,此类短语可W,但不是必然地,指在说明书的其他部分所指的相同的实施 方案。另外,当与实施方案相联系地描述特定的方面、特点、结构、部分或特征时,无论是否 明确地描述,此类方面、特点、结构、部分或特征与其他实施方案的影响或联系在本领域技 术人员的知识范围内。
[0076] 术语。包含(comprising)"、。包括(including)"、。具有"、。含有(containing)"、 "w...为特征"及其语法上的同义词,是包括性或开放式术语,不排斥另外的、未引用的元 素或方法步骤,但也包括更限制性的术语"由...组成"和"基本上由...组成"。
[0077] 除非上下文另有明确指示,单数形式"一 (a)"、"一 (an)"和"该(the)"包括复数指 代物。因此,例如,提及"化合物(a compound)"(例如,药物)包括多个此类化合物,因此化合 物X(a compound X)可包括多个化合物X。另外的实例,提及"纳米颗粒(a nanoparticle)" 可包括多个此类纳米颗粒,并且提及"分子"(a"molecule")可包括多个分子,及其等同物。 还要注意权利要求可被起草为排除了任何任选的要素。如此,本声明意图作为排他性术语 诸如"仅仅(solely)"、"仅(only)"等与权利要求要素的引用或"否定性"限制的使用联合的 在先基础。
[0078] 术语"和/或"意指该术语与之相关的事物的任一个、事物的任何组合、或所有事 物。短语"一个或更多个(one or more)"容易地被本领域技术人员所理解,特别地在其使用 的上下文中被读到时。例如,在苯环上的一个或更多个取代基指巧化个、或巧Ij4个,例如如 果苯环被双取代。
[0079] 术语"约(about)"或"大约(approximately)"意指相当接近、或稍大于或稍小于所 弓化的数字或量。因此,术语"约(about)"可意指所指定的值的±5%、±10%、±20%或+ 25 %的变化。例如,在一些实施方案中百分之"约50"可含有从百分之45到百分之55变化的 意思。对于整数范围,术语"约"可包括比所引述的整数大和/或小的一个或两个整数。除非 本文另行说明,术语"约"意图包括接近所引述的范围的在个体成分、组合物或实施方案的 功能性方面是等价的多个值,例如重量百分数。另外,除非本文另行说明,所引述的范围(例 如,重量百分数或碳基团)包括范围内的每个具体的值或身份(identity)。
[0080] 如本领域技术人员将理解的,所有数字,包括表示成分的数量、性质诸如分子量、 反应条件等的那些数字都是近似值,并且应被理解为在所有情况下可选地被术语"约"修 饰。根据本领域技术人员利用本文的说明的教导寻求获得的期望的性质,运些值可W变化。 还应理解此类值固有地包含变化性,所述变化性必然地由在它们各自的测试测量中发现的 标准偏差导致。
[0081 ]如本领域技术人员将理解的,对于任何和所有目的,特别地在提供书面说明方面, 本文引述的所有范围还包括任何和所有可能的子范围及其子范围的组合,W及组成范围的 个体值,尤其是整数值。所引述的范围(例如,重量百分数或碳基团)包括范围内的每个具体 值、整数、小数或身份。任何列举的范围可被容易地认为充分地描述了并且促使该范围被分 成至少相等的两分之一、=分之一、四分之一、五分之一或十分之一。作为非限制性实例,本 文讨论的每个范围可被容易地分解为下=分之一、中=分之一和上=分之一等。
[0082] 如本领域技术人员还将理解的,所有语言文字诸如"多达(up t〇r、"至少"、"大 于"、''少于"、''多于"、''或更多"等包括所引述的数字并且此类术语指随后可被分成如W上 讨论的子范围的范围。W相同的方式,本文引述的所有比率也包括落入较宽比率的所有子 比率。因此,针对自由基、取代基引述的具体值和范围仅用于说明;他们不排除其他的限定 的值或针对基团和取代基限定的范围内的其他值。
[0083] 本领域技术人员还将容易地认识到,在成员W-般方式诸如W马库什群组 (Markush group)的方式集合在一起的情况下,本发明不仅包括作为整体列出的整个组,还 包括组的每个个体成员和主组(main group)的所有可能的亚组。另外,为了所有目的,本发 明不仅包括主组,还包括不存在一个或更多个组成员的主组。因此本发明构思到明确排除 所引述的组的任何一个或更多个成员。因此,限制性条款可W应用到公开的类别或实施方 案的任一个,从而,例如,如在明确的否定性限制中使用的,所引述的元素、种类或实施方案 的任何一个或更多个可被从此类类别或实施方案排除。
[0084] 术语"玉米醇溶蛋白"指谷醇溶蛋白类的成员。在多种谷物诸如玉米、小麦、大麦、 水稻和高梁中,W及在其他植物和动物中发现了谷醇溶蛋白。谷醇溶蛋白的其他实例包括 麦醇溶蛋白、大麦醇溶蛋白和高梁醇溶蛋白。在本文描述的多种实施方案中,运些谷醇溶蛋 白可替换玉米醇溶蛋白。玉米醇溶蛋白包含高比例的非极性氨基酸,诸如脯氨酸、谷氨酷胺 和天冬酷胺,并具有约22-2化Da的分子量(Shukla,Zein:the industrial protein from corn,Ind Crops Prod 13,171-92;2001),且可W是具有不同分子量的S种不同蛋白质的 混合物。玉米醇溶蛋白的典型样品可具有大约20%的亮氨酸、10%的脯氨酸、21~26%的谷 氨酷胺、5%的天冬酷胺和10%的丙氨酸,因此玉米醇溶蛋白的氨基酸组成的至少约61%是 疏水性氨基酸。运些疏水性氨基酸使得蛋白质不溶于水。玉米醇溶蛋白是US-抑A批准的可 生物降解的GRAS聚合物(Fed Register( 1985)50:8997-8999)。
[0085] 玉米醇溶蛋白可从玉米面筋粉作为粉末被制造。纯的玉米醇溶蛋白是无气味 (odorless)、无味道(tasteless)、不溶于水且可食用的,运些性质使其成为加工食品和药 物的重要成分。用于分离、加工和使用玉米醇溶蛋白的方法在本领域中是已知的。参见例如 Lawton,Cereal Chem 2002,79( 1): 1-18,和W02009/137112(化圳111日1 等人),通过引用将其 W其全文并入本文。玉米醇溶蛋白的"级"指玉米醇溶蛋白的多种类型或形式,包括通过诸 如在美国专利号5,254,673(Cook等人)(通过引用将其内容W其全文并入)中公开的多种手 段得到的白玉米醇溶蛋白和黄玉米醇溶蛋白。
[0086] 酪蛋白是相关的憐蛋白家族(aSl、aS2、e、K)的名称。运些蛋白通常被发现于哺乳 动物的乳汁中,构成80%的牛乳中的蛋白质并且构成20 %和45%之间的人乳中的蛋白质。 酪蛋白具有很多种用途,从为乳酪的主要成分,到用作食品添加剂,到安全火柴的粘合剂。 作为食品来源,酪蛋白提供氨基酸、碳水化合物W及两种无机元素巧和憐。
[0087] 0-酪蛋白是在乳汁中发现的主要的蛋白。该蛋白在其憐酸化区域与巧结合,所述 憐酸化区域继而是高度保守的。然后巧将酪蛋白结合在一起并形成微团,所述微团使巧较 好地被婴儿消化。在人类中,它还对新生儿的睡眠模式具有阿片类的影响。该蛋白作为一个 整体是无序的并且W随机卷曲蛋白为特征。e-酪蛋白可W作为W下两种主要的遗传变体中 的一种存在:Al和A2dA1和A20-酪蛋白之间的主要区别是在209个氨基酸的链中的位置67处 的单个氨基酸。Aie-酪蛋白在位置67处具有氨基酸组氨酸,而A20-酪蛋白在相同的位置中 具有脯氨酸。牛乳中的Aie-酪蛋白与其他哺乳动物0-酪蛋白不同,因为其在位置67处为组 氨酸。人乳、山羊乳、绵羊乳和其他物种的乳汁包含为'A2样'的0-酪蛋白,因为它们在其0-酪蛋白链的同等位置处具有脯氨酸。
[0088] 乳铁蛋白,也被称为乳运铁蛋白化TF),是运铁蛋白家族的多功能蛋白。乳铁蛋白 是具有约SOkDa的分子量的球状糖蛋白,其广泛存在于多种分泌液中,诸如乳汁、唾液、泪和 鼻腔分泌物。乳铁蛋白还存在于的二级颗粒中并由一些腺泡细胞分泌。乳铁蛋白可从乳 汁中被纯化或重组地产生。人初乳(colos化um)("最初的乳汁(first milk)")具有最高的 浓度,然后是人乳,然后是牛乳(150mg/L)。
[0089] 乳铁蛋白是机体免疫系统的组分之一;它具有抗微生物活性(杀细菌剂、杀真菌 剂)并且是主要在粘膜处的先天性防御的一部分。特别地,乳铁蛋白为人类婴儿提供抗细菌 活性。
[0090] 乳铁蛋白与DNA和RNA、多糖和肝素相互作用,并且在与运些配体的复合物中显示 出其生物功能中的一些。
[0091] 术语"可生物相容的"意为当所指的聚合物或缀合物被体内施用到受试者时不引 起或引发显著的不利影响。可能的不良影响的实例包括,但不限于,过度的炎症和/或过度 或不利的免疫响应,W及毒性。例如,玉米醇溶蛋白和e-酪蛋白是可生物相容的组分。
[0092] 术语"纳米颗粒"通常被认知为指在至少一个维度上不大于1000 nm的颗粒。但是, 通过本发明的方法形成的纳米颗粒将具有如本文定义的指定值的直径。另外,术语"纳米颗 粒"的使用还意图一般性地指空白纳米颗粒和装载有分子并通过本发明的方法形成的纳米 颗粒。如本文所使用的,除非另行定义,"空白纳米颗粒"指不具有与纳米颗粒一起形成的选 择的颗粒、分子或材料或与纳米颗粒缀合的选择的颗粒、分子或材料的纳米颗粒。
[0093] 术语"直径",当被用于纳米颗粒维度的上下文中时,指穿过颗粒体的中屯、的线的 颗粒的平均线性维度。可W例如通过,沿着坐标系的=个正交轴(坐标轴之一与颗粒的最长 维度对齐)取颗粒厚度的平均值,来提供非球体颗粒的直径的可接受的近似值。
[0094] 术语"水醇溶剂"指包含水和醇溶剂两者的溶剂系统,所述醇溶剂诸如甲醇、乙醇、 正丙醇、异丙醇或下醇(包括1-下醇、2-下醇(仲下醇)、异下醇和叔下醇)。常见的水醇溶剂 系统包括在水中的50 %、70 %、90 %和92 %的乙醇。
[0095] 术语"接触"指在例如溶液中、在反应混合物中、在体外或在体内触碰、进行接触或 使得紧接着或靠近(包括在细胞或分子水平上)W例如引起生理反应、化学反应或物理变 化。
[0096] 术语"体内"意指受试者的身体或受试者的身体内,诸如患者的身体或患者的身体 内,并且包括通过多种方式施用纳米颗粒,所述多种方式包括,但不限于,口腔、静脉、瘤内、 瘤周、腹膜内、肠胃外、皮下、局部、眼、肺和鼻途径施用。
[0097] 术语"体外"指受试者或患者的身体外的环境。
[0098] 术语"原位"指原始位置;尚未被移动或转移到另一个位置。
[0099] 术语"缔合"指货物或货物分子与本公开内容的纳米颗粒复合,且包括但不限于, 缀合(共价或非共价)到颗粒的表面或内部区域、吸附和封装。
[0100] 术语"复合",包括其语法上的变形,指多种细胞或分子实体与本公开内容的纳米 颗粒的组合。
[0101] 术语"施用的"或"施用",当在纳米颗粒的治疗和诊断用途的上下文中被使用时, 指并包括将选择的量的纳米颗粒引入体内或体外环境,用于例如将治疗剂递送到祀向的位 点的目的。
[0102] "有效量"指有效治疗疾病、素乱和/或状况,或引起所引述的作用的量。例如,有效 量可W是有效减少被治疗的状况或症状的进展或严重程度的量。治疗有效量的确定完全在 本领域技术人员的能力范围内。术语"有效量"意图包括本文描述的空白纳米载体或装载药 物的纳米载体(即,纳米颗粒)的例如对治疗或预防宿主的疾病或素乱,或对治疗疾病或素 乱的症状是有效的量。因此,"有效量"通常意指提供所期望的作用的量。
[0103]术语。治疗(treating)"、。治疗(treat)"和。治疗(treatment)"可包括(i )预防 (preventing)疾病、病理或医疗状况免于发生(例如,预防(91'〇地如日《13)); (ii)抑制疾病、 病理或医疗状况或中止其发展;(iii)缓解疾病、病理或医疗状况;和/或(iv)减少与疾病、 病理或医疗状况相关的症状。因此,术语"治疗(treat)"、"治疗(treatment)"和"治疗 (treating)"可延伸至预防(prophylaxis),并可W包括预防(prevent)、预防 (prevention)、预防(preventing)、降低、停止或逆转被治疗的状况或症状的进展或严重程 度。就其本身而言,术语"治疗"可W视情况包括医疗性、治疗性和/或预防性施用。
[0104] 在实施方案中,本公开内容的纳米颗粒可被用于治疗多种疾病,包括,但不限于, 哮喘、C0PD、肺纤维化疾病、HIV、癌症、脑肿瘤、肺肿瘤、血液的癌症(例如白血病、骨髓瘤)、 炎性疾病、癒痛、糖尿病、痴呆、神经变性疾病、关节素乱、屯、脏病、传染病、呼吸系统疾病、肝 病及自身免疫性疾病。
[0105] 术语"受试者"或"患者"两者均指或意指个体复杂生物体,例如,人类或非人类动 物。
[0106] 术语"抑制(inWbit)"、"抑制(inWbiting)"和"抑制(inMbition
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