基于透明质酸的药物递送系统的制作方法
【专利说明】基于透明质酸的药物递送系统
[0001] 相关申请的交叉参考
[0002] 依据35U. S. C. § 119 (e)，本申请要求于2012年9月6日提交的名称为 "Hyaluronic Acid-Based Drug Delivery Systems(基于透明质酸的药物递送系统）"的美 国临时申请号61/697, 296的优先权权益，将其整个公开内容通过引用以其整体结合在本 文中用于所有的目的。 发明领域
[0003] 本发明涉及透明质酸（HA)水凝胶用于以可控的速率递送药物（如小分子或蛋白 质或肽或核酸）用于多种临床和外科手术应用的用途，所述临床或手术应用包括但不限 于，眼科学（例如，青光眼，角膜，眼部炎症，玻璃体视网膜和医学视网膜疾病）和皮肤病学 病症。具体地，本发明涉及HA水凝胶，其包含分散在所述HA水凝胶中的加载的囊泡（loaded vesicle)，其中所述囊泡加载有一种或多种药物，一种或多种蛋白质，或一种或多种核酸。 所述药物或蛋白质或核酸以可控方式释放。另外，本发明涉及用于制备包含加载有药物或 蛋白质或核酸的囊泡的HA水凝胶的多种方式。本发明涉及用于制备包含分散在其中的加 载的囊泡的HA水凝胶的方法。
[0004] 发明背景
[0005] 公知的是，透明质酸（HA)，作为一种天然存在的糖胺聚糖（GAG)，在伤口愈合中起 关键作用。HA具有100至10, 000, OOODa的天然存在的分子大小范围。HA参与组织的水体 内稳态，参与通过空间排阻现象调节其他物质的渗透性，并且参与关节的润滑。HA还特异性 地结合细胞外基质中、细胞表面上和细胞胞质溶胶内的蛋白质，由此在软骨基质稳定、细胞 运动性、生长因子活动、形态发生以及胚胎发育和炎症中起作用。未改性的HA在药物递送 和手术中具有多种重要的应用。例如，其用作眼科药物递送的辅药。另外，HA在粘性手术、 粘度补充和伤口愈合领域具有重要的应用。HA还是用于药物递送、组织改造和粘度补充的 生物相容性和生物可降解聚合物的结构单元。
[0006] 水凝胶由交联的聚合物形成，并且能够吸收大量的水而不被溶解。HA水凝胶是物 理或共价交联的HA凝胶。HA分子通常被官能化，以允许与交联剂反应。例如，已经通过与 诸如双环氧丁烷、乙二醇二缩水甘油醚（EGDGE)或聚乙二醇二缩水甘油醚（PEGDE)的分子 交联而制备了交联的HA水凝胶。
[0007] HA水凝胶已经用于一些应用，包括药物递送应用。它们能够提供多种治疗剂的持 续的、局部递送。由于HA水凝胶的生物相容性、低毒性、缺少免疫反应和生物可降解性，已 经研究了 HA在水凝胶中作为构架材料的用途。
[0008] 尽管已经关于药物递送应用研究了 HA水凝胶，但是递送速率是难以控制的。如果 将亲水药物结合在水凝胶中，则结合是容易的（可以加载大量），但是释放也是快速的。另 一方面，由于溶解度原因，难以将大量的疏水药物结合在所述水凝胶中。任何未溶解的药物 将迁移到水凝胶表面并且爆发式释放（在一天或两天内释放）。
[0009] 因此，需要提供避免上文提及的缺点、允许疏水和亲水药物、蛋白质或核酸的有效 且局部化的可控的释放的另外的改善的药物/蛋白质/核酸持续不变的递送制剂。
[0010] 发明概述
[0011] 本发明通过提供新型和改善的可控释放的药物或蛋白质或核酸制剂及制备其的 方法解决了此需要。
[0012] 在第一方面，本发明涉及透明质酸（HA)水凝胶，其包含分散在其中的加载的囊 泡，其中所述囊泡加载有药物或蛋白质和肽或核酸（"加载的囊泡"）。
[0013] 所述加载的囊泡选自胶束（micelle)、脂质体和/或颗粒如微粒（microparticle) 或纳米颗粒（nanoparticle)。优选地，所述胶束由两性自组装分子制成。两性自组装分子 优选地选自聚合物（包括嵌段共聚物）和表面活性剂。优选地，所述颗粒选自脱乙酰壳聚 糖（chitosan)纳米颗粒或微粒以及聚（乳酸-共-乙醇酸）（PLGA)纳米颗粒或微粒。优 选地，加载的囊泡的量是整个HA水凝胶系统（包括加载的囊泡的HA水凝胶）的1重量％ 至40重量％。更优选地，整个HA水凝胶系统的1-20重量％。
[0014] 药物优选地选自疏水或亲水药物，更优选地其选自抗生素药物如环丙沙星，化学 治疗药物如紫杉醇（paclitaxel)或多柔比星或5-氟尿啼陡,用于治疗青光眼或高眼压的 药物，如拉坦前列素，以及抗瘢痕药物，如5-氟尿嘧啶。
[0015] 蛋白质优选地选自单克隆抗体的组，如贝伐珠单抗（Avastin)和雷珠单抗 (Lucentis)，或类似的治疗性蛋白质。
[0016] 肽优选地是利钠肽（natriuretic peptide)，包括C-型利钠肽（C-NP)，A-型利钠 肽（A-NP)，嵌合型利钠肽（CD-NP)，突变型心房利钠肽（M-ANP)。
[0017] 核酸优选地选自RNA、siRNA、DNA、cDNA和质粒DNA的组。
[0018] 本发明所述的HA水凝胶优选是共价交联的HA水凝胶的HA水凝胶。形成水凝胶 的HA部分（骨架）用要与交联剂连接的官能团官能化。所述交联剂是在HA水凝胶制备中 适于充当交联剂的任意分子。交联在加载的囊泡存在下进行，以提供本发明的HA水凝胶。 官能团是与HA连接、优选共价连接的且能够与交联剂分子反应以交联官能化的HA并且用 于HA凝胶的任意分子或部分或基团。备选地，所述官能团是与HA连接、优选共价连接的且 本身能够充当交联剂以形成HA水凝胶的任意分子或部分或基团。优选地，HA用甲基丙烯 酸或酸酐官能化以产生甲基丙烯酸酯-HA (HA-MA)，HA用己二酸二酰肼（ADH)官能化以产生 HA-ADH，或者HA用乳酸官能化以产生MeLAHA，或用己内酯官能化以产生MeCLHA。优选地， 交联剂分子是聚乙二醇二缩水甘油醚（PEGDE)。在加载的囊泡存在下，HA-MA用PEGDE的交 联提供根据本发明的包含分散在其中的加载的囊泡的HA水凝胶。备选地，在加载的囊泡存 在下，HA-ADH用PEGDE的交联提供根据本发明的包含分散在其中的加载的囊泡的HA水凝 胶。
[0019] 备选地，在官能化的HA中，官能化基团是交联剂。优选地，官能化的HA选自HA-MA 和HA-ADH。官能团MA可以充当交联剂而形成HA-MA水凝胶。官能团ADH可以充当交联剂 而形成HA-ADH水凝月父。
[0020] 优选地，HA水凝胶选自HA-MA水凝胶，HA-ADH水凝胶，用PE⑶E交联的HA-ADH水 凝胶，用P⑶E交联的HA-MA水凝胶。
[0021] 优选地，被有效官能化的HA与交联剂的摩尔比（其中交联剂不是官能团本身）的 范围为1 : 20至1 : 1，优选I : 10至1 : 2,更优选1 : 5至1 : 2。因此，优选地，力口 入的交联剂的量是被有效官能化的HA的摩尔数的2-10倍。例如，对于如HA-ADH体系的体 系，使用交联剂（其不是ADH本身）。例如，对于HA-ADH，使用交联剂PE⑶E。通常，PE⑶E 以是被有效官能化的HA-ADH的摩尔数的2-10倍的比率使用。例如，如果HA-ADH的官能化 程度为50% ( S卩，整个HA分子的50%具有ADH)，那么可以加入该量的2-10倍的PE⑶E。
[0022] 在第二方面，本发明提供用于制备根据本发明的包含分散在其中的加载的囊泡的 HA水凝胶的方法。
[0023] 所述方法包括：a)提供具有适于与交联剂连接的官能团/部分的官能化的HA，和 b)任选地在交联剂存在下，交联所述官能化的HA部分，其中交联在加载的囊泡存在下发 生，并且其中当不存在交联剂时，HA上的官能团/部分充当