专利名称：包含水溶性差的药物的聚合胶束纳米粒子组合物的制备方法
技术领域：
本发明涉及制备包含水溶性差的药物的聚合胶束纳米粒子组合物的方法。
背景技术：
为了药物的静脉给药的目的，人们已经对利用可生物降解的聚合物的亚微粒药物递送体系进行了研究。近来，已有报道称利用可生物降解的聚合物的纳米粒子体系和聚合胶束体系是有用的技术体系，这些体系改变经静脉给药的药物的体内分布以减少不期望的副作用并提供改善的效率。此外，由于这样的体系能够进行靶向药物递送，因此它们实现了药物向靶器官、靶组织或靶细胞中的控制释放。实际上，已知这样的体系具有与体液优异的相容性，并且改善了水溶性差的药物的溶解能力和药物的生物利用度。近来，已报道了通过药物化学键合到含有亲水链段和疏水链段的嵌段共聚物上以制备嵌段共聚物胶束的方法。嵌段共聚物是由亲水链段(A)和疏水链段(B)聚合而成的A-B 型二嵌段共聚物。在此嵌段共聚物中，使用聚环氧乙烷作为亲水嵌段(A)，并使用聚氨基酸或与疏水基团结合的聚氨基酸作为疏水嵌段(B)。可将诸如阿霉素或吲哚美辛的药物物理包封入由所述嵌段共聚物形成的聚合胶束的核内，以便将所述嵌段共聚物胶束用作药物递送体系。然而，由嵌段共聚物形成的聚合胶束在体内施用时引发了许多问题，因为它们无法水解而仅仅在体内被酶分解，而且它们通过引起免疫应答而具有较差的生物相容性等等。因此，人们千方百计地开发具有改善的生物可降解性和生物相容性的核-壳型药物递送体系。例如，包含作为亲水性聚合物的聚亚烷基二醇(polyalkylene glycol)和作为疏水性聚合物的聚乳酸的二嵌段或多嵌段共聚物是本领域技术人员所熟知的。更具体地，将丙烯酸衍生物键合到这样的二嵌段或多嵌段共聚物的端基上以形成共聚物。使所得的共聚物交联以将聚合胶束稳定化。然而，制备这样的二嵌段或多嵌段共聚物的方法在将交联剂引入A-B或A-B-A型二嵌段或三嵌段共聚物的疏水链段以使聚合物经交联而处于稳定结构中遇到了困难。此外，由于没有在人体内施用交联剂的实例，因此不能确保上述方法中使用的交联剂在人体内是安全的。而且，交联聚合物在体内不能分解，因此无法在体内施用。除以上所述外，已知的制备聚合纳米粒子组合物的方法还包括乳化工艺、透析工艺和溶剂蒸发工艺。乳化工艺包括将生物相容的水不溶性聚合物(如聚乳酸)溶于与水不混溶的溶剂(如二氯甲烷或者其它氯化脂族或芳族溶剂)中，将药物加入到聚合物溶液中以使药物在其中完全溶解，再向其中加入表面活性剂以利用适合的系统(如高压乳化系统或超声系统)形成水包油乳液，并在真空条件下逐渐蒸发该乳液。由于乳化工艺需要形成乳液的设备，因此设定工艺条件是困难且复杂的。此外，由于乳化工艺包括有机溶剂的蒸发，因此其需要很长的处理时间。同时，透析工艺需要消耗大量的水并需要很长的处理时间。此外，溶剂蒸发工艺需要用于移除溶剂的设备(如减压旋转蒸发仪)，并需要花费很长的时间来完全移除溶剂。而且，溶剂蒸发工艺基本上包括将试剂长时间暴露于高温下的操作，因此其可能导致诸如药物活性成分分解或药理作用降低的问题。
发明内容
技术问题本发明提供了制备包含药物的聚合胶束纳米粒子组合物的方法。技术方案本发明公开了制备包含水溶性差的药物的聚合胶束纳米粒子组合物的方法，其包括将水溶性差的药物、聚乳酸或聚乳酸衍生物的盐(其羧酸端与碱金属离子结合)以及两亲嵌段共聚物溶于有机溶剂中；以及将水溶液加入到在所述有机溶剂中所得的混合物中以形成胶束，其中所述方法不需要在胶束形成前移除所述有机溶剂的单独操作。有益效果本文所公开的制备包含水溶性差的药物的聚合胶束纳米粒子组合物的方法简单、 缩短了处理时间、并且适于大规模生产。此外，本方法使得能够在低温或室温下制备包含水溶性差的药物的聚合胶束纳米粒子组合物，因此改善了药物的稳定性。发明实施方式现在会在下文中参考附图
来更全面地描述示例性实施方案，所述附图中示出了示例性实施方案。然而，本发明能够以多种不同形式实施，并不应解释为受限于本文所述的示例性实施方案。相反，提供这些示例性实施方案使得本发明全面而完整，并向本领域技术人员充分表述了本发明的范围。在本说明书中，可能省略公知的特征和技术的细节以避免对所提供的实施方案造成不必要的干扰。本文所使用的术语仅是为了描述具体实施方案而并非意图限制本发明。除非上下文中另外清楚地指明，本文所用的单数形式“a”、“an”和“the”意图包括复数形式。此外， 术语“a”、“an”等的使用并不表示对数量的限制，而是表示存在至少一个所提及的项目。还应当理解，在本说明书中使用时，术语“包含”或“包括”指存在所述的特征、区域、整数、步骤、操作、元素和/或组分，但并未排除一种或多种其它特征、区域、整数、步骤、操作、元素、 组分和/或其群组的存在或添加。除非另外指明，本文所用的所有术语(包括技术术语和科学术语)的含义与本领域技术人员通常所理解的相同。还应理解，这些术语(例如在常用字典中所定义的那些术语)应解释为具有与其在相关领域和本发明的上下文中的含义一致的含义，而且除非在本文中明确定义，不应将其理想化地或过度形式化地加以解释。一方面，本方面提供制备包含药物的聚合胶束纳米粒子组合物的方法，其包括将水溶性差的药物、聚乳酸或聚乳酸衍生物的盐(其羧酸端与碱金属离子结合) 以及两亲嵌段共聚物溶于有机溶剂中；以及将水溶液加入到在所述有机溶剂中所得的混合物中以形成胶束，其中所述方法不需要在胶束形成前移除所述有机溶剂的单独操作。更具体地，根据本文所公开的制备包含药物的聚合胶束纳米粒子组合物的方法， 将药物和聚合物溶于与水混溶的有机溶剂中，然后将水溶液加入其中，以在该混合的有机溶剂/水中形成聚合胶束。因此，从本文所公开的方法得到的聚合胶束纳米粒子组合物包含药物、聚乳酸或聚乳酸衍生物的盐(其羧酸端与碱金属离子结合)以及两亲嵌段共聚物。 此外，所述方法不需要在胶束形成之前移除用于制备的有机溶剂的单独操作。在本文所公开方法的一实施方案中，该制备包含药物的胶束纳米粒子组合物的方法还可以包括在形成所述胶束后加入二价或三价金属离子。本发明的胶束纳米粒子的直径为约10-1000纳米，大部分粒子的直径为100纳米以下。这种小粒度使得能够通过0.2微米过滤器。在本文所公开方法的另一实施方案中，该制备包含药物的胶束纳米粒子组合物的方法还可以包括在形成所述胶束后加入冻干助剂进行冻干。由于两亲聚合胶束的疏水部分对有机溶剂的高亲和性，因此在胶束形成期间胶束溶液中所述有机溶剂的存在促使胶束解离(de-association)，从而加速了疏水性药物分子的析出。为此，迄今为止已知的制备聚合胶束的方法包括将药物和聚合物溶于有机溶剂中， 移除所述有机溶剂，以及向其中加入水溶液以形成胶束。然而，这样的方法需要很长的处理时间来移除所述有机溶剂，并需要诸如减压蒸馏器的辅助设备。此外，即使在移除所述有机溶剂后，在反应系统中仍残留部分有机溶剂。而且，在移除所述有机溶剂的过程中，由于药物长时间暴露于高温下，因此可能导致其分解。根据本文所公开方法的一实施方案，可以在低温下形成胶束，而不是在胶束形成过程中在高温下移除所述有机溶剂。通常，当加热聚合胶束时，由于两亲聚合物的单聚体 (unimer)获得增加的动能，因此缔合两亲聚合物(associated amphiphilic polymer)变得易于解离。其结果是，存在于胶束疏水核中的疏水性药物分子易于与水相接触，因此导致药物结晶的形成和析出。相反，本文所公开的方法不需要蒸发分离溶剂，从而简化了整个工艺并防止了药物的分解。而且，本文所公开的方法是在低温下进行的，从而保持了所得聚合胶束的稳定性。在一实施方案中，通过在0_60°C，特别是0_50°C，更特别是0_40°C的温度下，将水溶液加入到在有机溶剂中的药物/两亲聚合物混合物中以形成聚合胶束。然而，如在本文所公开的方法中，即使没有将所述有机溶剂移除而是以特定浓度或更高浓度存在，在维持低温的同时形成胶束也可以防止药物析出。这是因为所述聚合物和有机溶剂分子在这样的低温下具有降低的动能，因此存在于所述聚合胶束的疏水链段中的药物可能不易暴露于水相中。在一实施方案中，所述药物可以选自水溶解度为lOOmg/mL或更低的水溶性差的药物。在又一实施方案中，所述水溶性差的药物可选自抗癌剂。具体而言，所述水溶性差的药物可选自紫杉烷抗癌剂。所述紫杉烷抗癌剂的具体实例可包括紫杉醇、多西紫杉醇、7-表紫杉醇(7-印ipaclitaxel)、t-乙酰基紫杉醇、10-去乙酰基紫杉醇、10-去乙酰基-7-表紫杉醇、7-木糖基紫杉醇、10-去乙酰基-7-戊二酰基紫杉醇、7-N，N- 二甲基甘氨酰基紫杉醇，7-L-丙氨酰基紫杉醇或其混合物。更具体地，所述紫杉烷抗癌剂可以是紫杉醇或多西紫杉醇。在该方法的一实施方案中，所述两亲嵌段共聚物包括具有以A-B结构的形式彼此连接的亲水嵌段(A)和疏水嵌段(B)的二嵌段聚合物，并且所述两亲嵌段共聚物为非离子型的。此外，所述两亲嵌段共聚物在水性环境中形成核-壳型聚合胶束，其中所述疏水嵌段(B)形成核且所述亲水嵌段(A)形成壳。在该方法的另一实施方案中，所述两亲嵌段共聚物的亲水嵌段(A)是水溶性聚合物，并包括选自聚亚烷基二醇、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酰胺及其衍生物中的至少一种。具体而言，所述亲水嵌段(A)可以是选自聚亚烷基二醇、单甲氧基聚亚烷基二醇、单乙酰氧基聚亚烷基二醇、聚乙烯-丙二醇共聚物和聚乙烯基吡咯烷酮中的至少一种。 更具体地，所述亲水嵌段(A)可以是选自聚乙二醇、单甲氧基聚乙二醇、单乙酰氧基聚乙二醇禾口聚乙二醇-丙二醇共聚物(polyethylene-co-propylene glycol)中的至少一种。此外，用于该方法的亲水嵌段(A)的数均分子量为500-50，000道尔顿，特别是 1，000-20, 000道尔顿，更特别是1，000-10, 000道尔顿。所述两亲嵌段共聚物的疏水嵌段⑶不溶于水，并且可以是具有高生物相容性的生物可降解聚合物。例如，所述疏水嵌段⑶可以是至少一种选自聚酯、 聚酐、聚氨基酸、聚原酸酯、聚膦嗪(polyphosphazine)等的聚合物。更具体地，所述疏水嵌段⑶可以是选自聚丙交酯、聚乙交酯、聚己内酯、聚二氧杂环己-2-酮 (polydioxan-2-one)> 聚丙交酉旨一乙交酉旨共聚物(polylactic_co_glycolide)、 聚丙交酯-二氧杂环己-2-酮共聚物(polylactic-co-dioxane-2-one)、聚丙交酯-己内酯共聚物(polylactic-co-caprolactone)和聚乙交酯-己内酯共聚物 (polyglycolic-co-caprolactone)中的至少一种。此外，所述疏水嵌段(B)的羟基端基可以用脂肪酸基团取代。所述脂肪酸基团可以选自是丁酸基、丙酸基、乙酸基、硬脂酸基、棕榈酸基、胆固醇基和生育酚基中的至少一种。同时，所述两亲嵌段共聚物的疏水嵌段(B)的数均分子量为500-50，000道尔顿， 特别是1，000-20, 000道尔顿，更特别是1，000-10, 000道尔顿。在另一实施方案中，为了在水溶液中形成稳定的聚合胶束，所述两亲嵌段共聚物可以以3 7至8 2(亲水嵌段(A)疏水嵌段(B))，特别是4 6至7 3的重量比包含所述亲水嵌段(A)和所述疏水嵌段(B)。当所述亲水嵌段(A)的比例低于上述范围时，所述聚合物不能在水溶液中形成聚合胶束。另一方面，当所述亲水嵌段(A)的比例高于上述范围时，所述聚合物由于过于亲水而不能保持其稳定性。此外，在所述聚乳酸或聚乳酸衍生物的盐(其羧酸端与碱金属离子结合)中，所述聚乳酸或聚乳酸衍生物可以是选自聚乳酸、聚丙交酯、聚乙交酯、聚扁桃酸(polymandelic acid)、聚己内酯、聚二氧杂环己-2-酮、聚氨基酸、聚原酸酯、聚酐及其共聚物中的至少一种。具体而言，所述聚乳酸或聚乳酸衍生物是聚乳酸、聚丙交酯、聚乙交酯、聚己内酯或聚二氧杂环己-2-酮。更具体地，所述聚乳酸或聚乳酸衍生物可以是选自聚乳酸、聚丙交酯、聚己内酯、聚乳酸-扁桃酸共聚物(polylactic-co-mandelic acid)、聚丙交酯-乙交酯共聚物、聚丙交酯-己内酯共聚物和聚丙交酯-1，4- 二氧杂环己-2酮共聚物中的至少一种。在一实施方案中，所述聚乳酸或聚乳酸衍生物的盐(其羧酸端与碱金属离子结合)在一端包含至少一个羧酸盐，并且在另一端包含选自羟基、乙酰基、苯甲酰氧基、癸酰氧基、棕榈酰氧基和烷氧基中的至少一个。此外，所述羧酸盐在PH为4或更高的水溶液中充当亲水基团，从而在水溶液中形成聚合胶束。在一实施方案中，所述碱金属离子可以是一价金属离子，如钠、钾或锂。此外，所述聚乳酸或聚乳酸衍生物的盐在室温下以固态存在，并且由于其在水溶液中PH呈中性，因此即使在其暴露在空气中的湿气中的情况下也十分稳定。将所述聚乳酸或聚乳酸衍生物的盐(其羧酸端与碱金属离子结合)加入到由所述两亲嵌段共聚物形成的胶束中以使所述胶束的内部硬化，从而改善了所述胶束内的药物包封率。当所述聚乳酸或聚乳酸衍生物的盐溶于水溶液中时，存在于该分子中的亲水链段和疏水链段相互平衡而形成胶束。因此，当疏水性酯链段具有增加的分子量时，亲水端羧酸阴离子几乎无法缔合，使得难以形成胶束。另一方面，当疏水性酯链段具有过低的分子量时， 所述聚合物的盐完全溶于水中，使得难以形成胶束。例如，能够在PH为4或更高pH下形成胶束的聚乳酸或聚乳酸衍生物的数均分子量为500-5，000，特别是500-2，500。如果分子量低于500道尔顿，则所述聚乳酸或聚乳酸衍生物的盐完全溶于水中，使得难以形成胶束。如果分子量高于5，000道尔顿，则所述聚乳酸或聚乳酸衍生物的盐具有过高的疏水性并难溶于水溶液，从而阻碍胶束的形成。可以在聚乳酸或聚乳酸衍生物的制备期间，通过调节反应温度和时间等来控制其分子量。在一具体实施方案中，可以用化学式1表示聚乳酸或聚乳酸衍生物的盐(其羧基端与碱金属离子结合)
权利要求
1.制备包含药物的聚合胶束纳米粒子组合物的方法，其包括将水溶性差的药物、聚乳酸或聚乳酸衍生物的盐以及两亲嵌段共聚物溶于有机溶剂中；以及将水溶液加入到在所述有机溶剂中所得的混合物中以形成胶束，其中所述聚乳酸或聚乳酸衍生物的盐的羧酸端与碱金属离子结合，其中所述方法不需要在胶束形成前移除所述有机溶剂的单独操作。
2.根据权利要求1的制备包含药物的聚合胶束纳米粒子组合物的方法，其中所述将水溶性差的药物、聚乳酸或聚乳酸衍生物的盐以及两亲嵌段共聚物溶于有机溶剂中包括将所述聚乳酸或聚乳酸衍生物的盐和所述两亲嵌段共聚物溶于有机溶剂中；以及将所述水溶性差的药物溶于在所述有机溶剂中所得的聚合物溶液中。
3.根据权利要求1的制备包含药物的聚合胶束纳米粒子组合物的方法，其还包括在形成所述胶束后加入二价或三价金属离子。
4.根据权利要求1至3中任意一项的制备包含药物的聚合胶束纳米粒子组合物的方法，其还包括在根据权利要求1或2形成所述胶束后，或者在根据权利要求3加入所述金属离子后，加入冻干助剂进行冻干。
5.根据权利要求1的制备包含药物的聚合胶束纳米粒子组合物的方法，其中所述将水溶液加入到在有机溶剂中所得的混合物中以形成胶束是在0°c至60°C下进行的。
6.根据权利要求1的制备包含药物的聚合胶束纳米粒子组合物的方法，其中所述水溶性差的药物的水溶解度为lOOmg/mL或更低。
7.根据权利要求6的制备包含药物的聚合胶束纳米粒子组合物的方法，其中所述水溶性差的药物是紫杉烷抗癌剂。
8.根据权利要求7的制备包含药物的聚合胶束纳米粒子组合物的方法，其中所述紫杉烷抗癌剂为选自紫杉醇、多西紫杉醇、7-表紫杉醇、t-乙酰基紫杉醇、10-去乙酰基紫杉醇、 10"去乙酰基-7-表紫杉醇、7-木糖基紫杉醇、10-去乙酰基-7-戊二酰基紫杉醇、7-N, N- 二甲基甘氨酰基紫杉醇、7-L-丙氨酰基紫杉醇及其混合物中的至少一种。
9.根据权利要求1的制备包含药物的聚合胶束纳米粒子组合物的方法，其中所述两亲嵌段共聚物包含亲水嵌段(A)和疏水嵌段(B)，所述亲水嵌段(A)为选自聚亚烷基二醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇和聚丙烯酰胺中的至少一种，所述疏水嵌段(B)为选自聚丙交酯、聚乙交酯、聚二氧杂环己-2-酮、聚己内酯、聚丙交酯-乙交酯共聚物、聚丙交酯-己内酯共聚物、聚丙交酯-二氧杂环己-2-酮共聚物、以及其在羟基端基用脂肪酸取代的衍生物中的至少一种。
10.根据权利要求9的制备包含药物的聚合胶束纳米粒子组合物的方法，其中所述亲水嵌段(A)的数均分子量为500-50，000道尔顿，并且所述疏水嵌段(B)的数均分子量为 500-50, 000 道尔顿。
11.根据权利要求9的制备包含药物的聚合胶束纳米粒子组合物的方法，其中所述两亲嵌段共聚物以3 7至8 2的重量比(A B)包含所述亲水嵌段(A)和所述疏水嵌段 ⑶。
12.根据权利要求1的制备包含药物的聚合胶束纳米粒子组合物的方法，其中所述聚乳酸或聚乳酸衍生物的盐中的聚乳酸或聚乳酸衍生物为选自聚乳酸、聚丙交酯、聚乙交酯、 聚扁桃酸、聚己内酯、聚二氧杂环己-2-酮、聚氨基酸、聚原酸酯、聚酐及其共聚物中的至少一种。
13.根据权利要求12的制备包含药物的聚合胶束纳米粒子组合物的方法，其中所述聚乳酸或聚乳酸衍生物的数均分子量为500-5，000道尔顿。
14.根据权利要求1的制备包含药物的聚合胶束纳米粒子组合物的方法，其中所述有机溶剂为选自醇、丙酮、四氢呋喃、乙酸、乙腈和二噁烷中的至少一种。
15.根据权利要求14的制备包含药物的聚合胶束纳米粒子组合物的方法，其中所述醇为选自甲醇、乙醇、丙醇和丁醇中的至少一种。
16.根据权利要求3的制备包含药物的聚合胶束纳米粒子组合物的方法，其中所述二价或三价金属离子选自钙(Ca2+)、镁(Mg2+)、钡(Ba2+)、锰(Mn2+)、镍(Ni2+)、铜(Cu2+)、锌 (Zn2+)、铬(Cr3+)、铁(Fe3+)和铝(Al3+)。
17.根据权利要求4的制备包含药物的聚合胶束纳米粒子组合物的方法，其中所述冻干助剂是糖、糖醇或其混合物。
18.根据权利要求1的制备包含药物的聚合胶束纳米粒子组合物的方法，其中基于所述聚合物的总重量，所述包含水溶性差的药物的聚合胶束纳米粒子组合物以 0.1-50.0 50. 0-99. 9的重量比包含所述水溶性差的药物；并且基于包括所述两亲嵌段共聚物和所述聚乳酸或聚乳酸衍生物的盐的总重量，其包含0. 1-99. 9wt%的所述两亲嵌段共聚物和0. 1-99. 9wt%的所述聚乳酸或聚乳酸衍生物的盐。
19.根据权利要求3的制备包含药物的聚合胶束纳米粒子组合物的方法，其中基于所述聚乳酸或聚乳酸衍生物的盐的羧基端基的总当量，所述二价或三价金属离子的用量为 0. 5-2. 0 当量。
全文摘要
本发明提供了制备包含水溶性差的药物的聚合胶束纳米粒子组合物的方法，其包括将水溶性差的药物、聚乳酸或聚乳酸衍生物的盐以及两亲嵌段共聚物溶于有机溶剂中；以及将水溶液加入到在所述有机溶剂中所得的混合物中以形成胶束，其中所述聚乳酸或聚乳酸衍生物的盐的羧酸端与碱金属离子结合，其中所述方法不需要在胶束形成前移除所述有机溶剂的单独操作。所述制备包含水溶性差的药物的聚合胶束纳米粒子组合物的方法简单、缩短了处理时间、并且适于大规模生产。
文档编号A61K9/127GK102264350SQ200980152889
公开日2011年11月30日 申请日期2009年6月29日 优先权日2008年12月26日
发明者徐敏孝, 李思元 申请人:株式会社三养社