含有阳离子羟乙基纤维素的组合物的制作方法

文档序号:13078320阅读:198来源:国知局
粘膜表面衬在活体中的各种腔体内,包括暴露于外部大气的那些腔体。粘膜表面涉及将化合物吸收于身体中。因此,将生理活性剂引入身体中的适用方法是将含有生理活性剂的组合物施用到粘膜表面。当将这类组合物施用到粘膜表面时,期望的是所述组合物在粘膜表面上停留相对较长时间。还期望的是组合物允许生理活性剂容易地渗透通过粘膜表面,使得生理活性剂可进入活体的组织和/或血流中。含有生理活性剂的组合物常常还含有一种或多种称作“赋形剂”的额外化合物。期望的是赋形剂提高组合物的停留时间和/或提高生理活性剂通过粘膜表面的渗透。人体中用于引入生理活性剂的重要的粘膜表面是鼻腔内部的粘膜表面。us3,472,840描述了某些特定的阳离子多糖聚合物。期望提供与us3,472,840所描述的那些聚合物相比使通过粘膜表面的渗透得到提高的阳离子多糖聚合物。在过去,已使用壳聚糖作为赋形剂。壳聚糖来源于天然产物并且因此在质量和特征方面经历了变异;同样,壳聚糖的有用性受到不当限制,因为壳聚糖在某些所期望的ph值下不可溶。期望提供一种作为赋形剂表现良好和/或在期望宽的ph值范围内可溶的合成聚合物。以下是本发明的陈述。本发明的第一方面是一种包含溶解于水中的阳离子聚合物的水溶液,其中阳离子聚合物包含共价连接到羟乙基纤维素聚合物主链的疏水性季铵基团。本发明的第二方面是一种将药物递送到活体中的粘膜表面的方法,所述方法包含将第一方面的水溶液施用到所述粘膜表面,其中第一方面的所述水溶液包含所述药物。以下是本发明的详细说明。如本文所使用,除非上下文另外明确指示,否则以下术语具有指定定义。粘膜表面发现于动物和人类的活体中。粘膜表面含有上皮,其产生并且分泌粘液。粘膜表面的实例发现于鼻腔、口、眼睛、耳、阴道、食道、胃、肠和身体的其它部分中。如果带有正电荷的原子或化学基团共价键结到化合物,那么化合物在本文中视为阳离子的。阳离子官能团是带有正电荷的原子或化学基团。阳离子官能团在包括4到11范围的范围内的所有ph值下带有正电荷。如果一定量的聚合物与水的混合物形成在25℃下均质并且在25℃下不显示聚合物与水的相分离的组合物,那么所述量的聚合物在本文中视为溶解于水中。如本文所使用,药物是当向个体给药时具有有益的预防和/或治疗特性的化合物,所述个体通常是哺乳动物,尤其是人类个体。如本文所使用,疏水性基团是含有具8个或更多个碳原子的基团的化学基团,其中碳原子以直链、环状、分支链或其组合的方式彼此连接,并且其中疏水性基团中的仅有的原子是碳和氢。如本文所使用,疏水性季铵基团是具有结构i的化学基团其中-r2和-r3是各自含有一个或多个碳原子的被取代或未被取代的烃基,并且-r4含有一个或多个疏水性基团。非疏水性季铵基团是具有其中-r2、-r3和-r4均不含有疏水性基团的结构i的化学基团。本发明涉及一种阳离子聚合物,其含有连接到羟乙基纤维素聚合物主链的阳离子官能团。也就是说,阳离子聚合物具有如下结构,其将导致羟乙基纤维素聚合物(“主链”聚合物)的分子是否经历一种或多种化学反应以替代具有阳离子官能团的羟乙基纤维素聚合物上的一个或多个羟基。与制备阳离子聚合物的方法无关,阳离子聚合物可通过主链聚合物的特性来表征。羟乙基纤维素(hec)聚合物具有结构ii的重复单元:在结构ii中,重复单元显示在方括号内。聚合度(n)是10或更高,并且足够大使得结构ii是聚合物;也就是说,当n足够大时,hec的2%标准溶液粘度(如下文所定义)将是10mpa*s或更高。-ra、-rb和-rc各自是-[ch2ch2o]x-h,其中每一x选自0、1、2、3或4。-ra、-rb和-rc的选择可在每一重复单元中相同,或不同重复单元可具有-ra、-rb和-rc的不同选择。一个或多个重复单元具有-ra、-rb和-rc中的一个或多个,其中x是1到4。本发明的阳离子聚合物具有结构ii的重复单元,在结构ii中-ra、-rb和-rc中的一个或多个具有结构-[ch2ch2o]x-r1,其中r1具有结构iii:其中-rd-是二价有机基团,并且-re是氢原子或羟基。优选地,-rd-是具有0到8个碳原子;更优选具有1到2个碳原子;更优选具有1个碳原子的烃基。优选地,-re是羟基。-r2、-r3和-r4各自独立地是被取代或未被取代的烃基。优选地,-r2和-r3是未被取代的烃基;更优选地,-r2和-r3是烷基。优选地,-r2和-r3各自独立地是具有3个或更少个碳原子的烷基;更优选并且具有2个或更少个碳原子的烷基;更优选是甲基。-r4是含有疏水性基团的化学基团。优选地,-r4是烷基。优选地,-r4具有10个或更多个碳原子;更优选12个或更多个碳原子。优选地,-r4具有18个或更少个碳原子;更优选16个或更少个碳原子;更优选14个或更少个碳原子;更优选12个或更少个碳原子。优选地,一个或多个-rb或-rc基团具有结构ii。x-v是v价阴离子。预期如果v大于1,那么结构iii的v个基团将与每个v价阴离子相关。优选的阴离子是卤离子;更优选的是氯离子。优选地,本发明的阳离子聚合物不具有非疏水性季铵基团,或者如果存在任何非疏水性季铵基团,也是存在非常少的非疏水性季铵基团。具体地说,非疏水性季铵基团与疏水性季铵基团的摩尔比优选是0:1到0.1:1;更优选0:1到0.01:1;更优选0:1。本发明的阳离子聚合物可通过25℃下1重量%或2重量%阳离子聚合物于水中的溶液的粘度来表征。使用配备有不锈钢锥体和板传感器(60mm直径和0.5°锥角)或同心圆柱体杯子和浮子传感器(concentriccylindercupandbobsensor)的tainstrumentsdhr-3流变仪,在25.0℃和6.31sec-1的剪切速率下测量粘度。如果2%溶液的粘度大于18,000mpa*s,那么制备1重量%阳离子聚合物于水中的溶液并且在25℃下通过相同方法测试。这一粘度测试的结果在本文中按“标准溶液粘度”报道。优选地,本发明的阳离子聚合物于2重量%溶液中的标准溶液粘度是50mpa*s或更高;更优选100mpa*s或更高。优选地,本发明的阳离子聚合物于1重量%溶液中的标准溶液粘度是30,000mpa*s或更低。优选地,本发明的阳离子聚合物于2重量%溶液中的标准溶液粘度是18,000mpa*s或更低;更优选10,000mpa*s或更低。本发明的阳离子聚合物可通过重量平均分子量(mw)表征,所述mw通过凝胶渗透色谱法测量。mw优选是50,000或更高;更优选100,000或更高;更优选200,000或更高。mw优选是1,000,000或更低;更优选500,000或更低。本发明的阳离子聚合物可通过阳离子取代度(cds)表征,所述cds定义为具有结构iii的重复脱水葡萄糖单元比总重复脱水葡萄糖单元的摩尔比。测量cds并且由凯氏定氮分析(kjeldahlnitrogenanalysis)计算。阳离子取代度优选是0.01或更高;更优选0.02或更高;更优选0.05或更高。制备阳离子聚合物的优选方法是使羟乙基纤维素聚合物与结构iv、v或vi的化合物反应:其中rd、r2、r3、r4、x和v如上文所定义。本发明涉及一种含有溶解于水中的阳离子聚合物的溶液。优选地,以溶液中挥发性组分的总重量计按重量计,溶液中水的量是50%或更大;更优选75%或更大;更优选90%或更大。以溶液的重量计按重量计,溶液中阳离子聚合物的量优选是0.01%或更大;更优选0.1%或更大。以溶液的重量计按重量计,溶液中聚合物的量优选是10%或更小;5%或更小;更优选2%或更小;更优选1%或更小。溶液任选地含有额外成分,例如表面活性剂、增稠剂、缓冲剂、ph调节剂、防腐剂以及其混合物。溶液优选是含有无机盐的缓冲溶液。一种优选的缓冲溶液是磷酸盐缓冲盐水(pbs)溶液,其含有氯化钠和含磷阴离子的钠盐,并且任选地还含有氯化钾和含磷阴离子的钾盐。溶液可以是液体、凝胶、洗液、乳膏或其它形式。优选的是液体。如在25℃下在10sec-1下使用锥体和板通过稳定剪切粘度测定法所测量,溶液的粘度优选是1,000mpa-s或更小;更优选300mpa-s或更小;更优选100mpa-s或更小;更优选30mpa-s或更小;更优选10mpa-s或更小。优选的粘膜表面是鼻腔、口、眼睛、耳、阴道、食道、胃、肠的粘膜表面和其组合;更优选的是鼻腔的粘膜表面。优选地,本发明组合物含有一种或多种生理活性剂,优选地一种或多种选自以下的生理活性剂:一种或多种药物;一种或多种诊断剂;或一种或多种精油;或一种或多种适用于化妆或营养目的的生理活性剂。优选的生理活性剂是药物。优选的药物是在15℃到40℃下以治疗有用的浓度可溶或可分散于水中。在不存在有效赋形剂的情况下,优选的药物具有通过粘膜表面进入身体中的不当的低吸收能力。适用于鼻内递送的生理活性剂在所属领域中是已知的。一些生理活性剂和一些鼻内递送的方法描述于wo2015/009799中。本发明组合物尤其适用于鼻内递送一种或多种生理活性剂或用于通过位于鼻腔中的粘膜递送,如在用于过敏性鼻炎、鼻塞和感染的疗法中,在糖尿病、偏头痛、恶心、戒烟、急性疼痛缓解、夜尿症、骨质疏松、维生素b-12缺乏症的治疗中以及用于给予鼻内疫苗所采用的药物,例如流感疫苗;但是,生理活性剂不限于这些实例。尤其优选的药物是对乙酰氨基酚(acetaminophen)、盐酸氮拉斯汀(azelastinehydrochloride)、二丙酸倍氯米松一水合物(beclomethasonedipropionatemonohydrate)、琥珀酸舒马曲坦(sumatriptansuccinate,ss)、甲磺酸双氢麦角胺(dihydroergotaminemesylate)、丙酸氟替卡松(fluticasonepropionate)、曲安奈德(triamcinoloneacetonide)、布地奈德(budesonide)、柠檬酸芬太尼(fentanylcitrate)、酒石酸布托啡诺(butorphanoltartrate)、佐米曲坦(zolmitriptan)、乙酸去氨加压素水合物(desmopressinacetatehydrate)、鲑降血钙素(salmoncalcitonin)、乙酸那法瑞林(nafarelinacetate)、乙酸布舍瑞林(buserelinacetate)、依降钙素(elcatonin)、催产素、胰岛素、糠酸莫米松(mometasonefuroate)、雌二醇、甲氧氯普胺(metoclopramide)、盐酸赛洛唑啉(xylometazolinehydrochloride)、异丙托溴铵水合物(ipratropiumbromidehydrate)、盐酸奥洛他定(olopatadinehydrochloride)、盐酸羟甲唑啉(oxymetazolinehydrochloride)、右泛醇(dexpanthenol)、氢皮质酮(hydrocortisone)、盐酸萘唑啉(naphazolinehydrochloride)、盐酸苯肾上腺素(phenylephrinehydrochloride)、马来酸美吡拉明(mepyraminemaleate)、盐酸苯肾上腺素(phenylephrinehydrochloride)、色甘酸钠(cromolynsodium)、盐酸左卡巴斯汀(levocabastinehydrochloride)、维生素b12、泼尼松龙间磺基苯酸钠(prednisolonesodiummetasulphobenzoate)、硝酸萘唑啉(naphazolinenitrate)、盐酸四氢唑啉(tetrahydrozolinehydrochloride)、马来酸氯芬尼拉明(chlorpheniraminemaleate)、苄索氯铵(benzethoniumchloride)、富马酸酮替芬(ketotifenfumarate)、二盐酸组胺(histaminedihydrochloride)、夫沙芬净(fusafungine)或其组合。精油的实例是薄荷醇、水杨酸甲酯、百里酚(thymol)、桉树油、樟脑、茴芹、甜橙或其组合。以下是本发明的实例。开始于“c”的实例编号指代比较实例。测试以下比较聚合物:comp1=softcattmsx-1300h,来自陶氏化学公司(dowchemicalcompany),含有疏水性和非疏水性阳离子基团。非疏水性阳离子基团与疏水性阳离子基团的摩尔比大于5:1。comp2=ucaretmkg-30m,季铵化hec,来自陶氏化学公司;不具有疏水性基团。comp3=ucaretmjr-400聚合物,来自陶氏化学公司的阳离子hec;不具有疏水性基团。壳聚糖=天然衍生的胺官能聚合物;不具有疏水性基团。使用以下缩写。teer=跨内皮电阻api=活性医药成分,一种生理活性剂类型ss=琥珀酸舒马曲坦(一种药物)pbs=磷酸盐缓冲盐水溶液使用以下实例聚合物。通过上文结构ii描述每种实例聚合物,其中-ra和-rb是-h;其中-rc是-[ch2ch2o]x-r1,其中一些重复单元具有x=1或2;其中-r1具有上文结构iii,其中-rd是-ch2-,其中-r2和-r3是甲基,并且其中-r4是烷基疏水性基团。实例聚合物如下:实例聚合物聚合物mwcds(3)粘度(4)%(5)phobe(6)p1275,0000.07848617212p2275,0000.01918833218p31,000,0000.1316719212p41,600,0000.02576035118p51,600,0000.07917058212p61,000,0000.07511634112p7280,0000.078207212p81,600,0000.146400112(3)阳离子取代度(4)25℃下水中的溶液的粘度,mpa*s(5)粘度测试溶液中的聚合物的浓度,重量%(6)-r4中的碳原子数epiairwaytm组织模型、0.2%tritontmx-100表面活性剂和溴化3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯基四唑(mtt)分析获自mattekcorporation。根据产品信息,在接收组织(24种)后,将其从琼脂培养基中移出,移动到含有0.9ml新鲜分析培养基的干净6孔板,并且在无菌环境中培养过夜(十八小时)。分析培养基由碱培养基(达尔伯克改良伊格尔培养基(dulbecco'smodifiedeagle'smedium))、生长因子/激素(表皮生长因子、胰岛素、氢皮质酮和表皮分化的其它刺激剂)、抗生素(庆大霉素5μg/ml)和抗真菌剂(两性霉素b0.25μg/ml)构成。从培育箱(37℃,5%co2)中移出组织并且准备进行培养基交换。在返回到培育箱之前对所有组织进行培养基交换。再培育1-2小时后,从培育箱中移出十二种组织,丢弃培养基,并且用磷酸盐缓冲盐水(pbs)(来自达尔伯克)冲洗组织,并且在用于api)渗透的时间依赖性研究之前测试其teer。使用来自worldprecisioninstrumentscompany的与evom2tm电阻计耦合的endohm室进行teer测量。简单来说,将每种组织放置于endohm腔室中并且被具有电极的杯子覆盖,并且记录显示在电阻计上的读数。在teer之后,将组织移动到每个孔中含有250μl新鲜培养基的预标记的干净24孔板(每板4或6种组织以能够进行完全渗透研究)。将其余十二种组织留在培育箱中再培育24小时,以在第二天用于其它渗透研究。在使用之前制备供体溶液16-20小时。按以下方式制备供体溶液:将预定浓度/量的赋形剂(表面活性剂或聚合物)以分析方式称量于50ml锥形管中,用适当量的pbs稀释,在室温(约23℃)下置于摇摆的振荡器上,持续约4小时,并且使其水合。水合后,使用来自密理博(millipore)的过滤器单元无菌过滤供体溶液并且在使用之前将其储存在4℃下。除了比较实例1使用50mg/ml的ss以外,所有供体溶液具有2mg/mlss。按以下方式进行渗透研究:将供体溶液(100μl)小心地吸取于其对应组织的顶部表面上并且在37℃、5%co2下培育5分钟(5分钟时间点)。培育后,将每种组织移动到具有新鲜培养基的新孔。收集来自先前孔的接收溶液并且置于干冰上的预标记waterstotalrecoverylc/gc小瓶中。随后使组织返回到培育箱再经历10分钟培育期(15分钟时间点)培育后,重复将组织移动到下一孔、收集渗透的接收溶液并且培育的过程,持续多达240分钟的额外时间点。240分钟实验期后,收集组织的顶部表面上的剩余供体溶液并且置于干冰上,用pbs冲洗组织,并且获得最终teer测量。最终teer测量后,使用mtt分析测量组织的存活百分比。这一试剂盒用以通过在570nm下测量甲腊的光密度来间接测量细胞产生的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nadph)的量。已知nadph量与细胞活力(cellviability)正相关。仅将用pbs缓冲液处理的细胞设定为100%,其用于归一化所有其它样品。针对同一光程长度,所报道的结果(“存活%”)是通过样品在570nm下的光密度除以仅pbs缓冲液在570nm下的光密度所获得的商。从-80℃下的储存中移出供体和接收溶液样品,在冰上融化,并且使用经过开发用于琥珀酸舒马曲坦的hplc方法分析。使用安捷伦(agilent)1100连续二元梯度液体色谱仪系统。细节如下:柱:waterssunfirec18,3.5μm,3.0×100mm,批号150331961uv检测器波长:280nm洗脱剂a:含0.1%三氟乙酸的di水洗脱剂b:含0.1%三氟乙酸的1-丙醇梯度:20分钟内2%b到100%b,维持100%b1分钟,1分钟内100%b到2%b。运行后时间:5分钟流动速率:0.4ml/min柱温度设定:27℃根据各个时刻收集的溶液,由以下等式计算有效渗透系数(peff)peff=(tss)/[(ma)*(dc)*(pt)]其中tss=渗透的ss的总量(以mg为单位)ma=膜面积(等于0.6cm2)dc=供体浓度(以mg/cm3为单位)pt=渗透时间(等于14400sec)比较实例1:使用于溶液中的各种比较阳离子聚合物,pbs缓冲液中的琥珀酸舒马曲坦(ss)的渗透。结果如下:ss的渗透(1)基于溶液的总重量聚合物的重量%(2)所测试的重复样品的数目。所显示的结果是重复的平均值(3)以总ss计供体溶液中剩余的ss的重量%(4)以总ss计渗透通过组织的重量%或ss(5)单位是10-6cm/sec(例如,c1-1的peff是0.23×10-6cm/sec)所有所测试的合成聚合物(比较实例c1到c6)显示远比壳聚糖(比较实例c7)更坏的表现。实例2:使用实例聚合物p7的ss在两个不同组织样品上的渗透。如比较实例1中进行渗透测试。结果如下。ss的渗透实例:c2-8c2-92-102-11聚合物:无壳聚糖p7p7conc(1)00.1%0.5%0.5%剩余(3)10263.531.953.6perm(4)330.322.328.5peff(5)0.353.52.63.3(1)基于溶液的总重量聚合物的重量%(3)以总ss计供体溶液中剩余的ss的重量%(4)以总ss计渗透通过组织的重量%或ss(5)单位是10-6cm/sec实例聚合物p7表现得远比比较聚合物comp1、comp2和comp3更好。同样,p7表现得与壳聚糖相当。实例3:teer测试对上文实例2中所报道的样品进行teer测试。电阻从渗透测试之前的初始值下降到渗透测试结束时的最终值;越大的下降指示越高的渗透性。结果如下:teer测试(1)基于溶液的总重量聚合物的重量%p7和壳聚糖显示电阻远比单独缓冲溶液的电阻下降得更大(并且因此显示更大的辅助渗透的倾向)。实例4:组织存活力测试在进行如上文所描述的渗透测试后,对组织进行如上文所描述的存活力测试。样品含有ss。一个样品具有含量是0.2重量%的tritontmx-100表面活性剂。结果如下:存活力测试实例:c4-84-104-12赋形剂:pbsp7表面活性剂conc(1)00.5%0.2%存活力(%)1001101(1)基于溶液的总重量聚合物的重量%具有表面活性剂的样品具有低存活力。认为表面活性剂有可能增强渗透但导致细胞活力下降。具有p7的样品显示良好的渗透性(如上文在先前实例中所展现)和良好的存活力。实例5:通过teer方法的膜回收.还在teer方法中测试样品的回收。样品具有2mg/lss。结果如下:teer回收测试实例:c5-12c5-135-14赋形剂:表面活性剂(6)无p7conc(1)0.2%00.2%电阻(欧姆)初始8007105104小时渗透下158080渗透后24小时2530610(1)基于溶液的总重量聚合物的重量%(6)上文所描述的tritontmx-100表面活性剂在实例5中,仅具有聚合物p7的实例5-14均显示(1)4小时渗透下teer的下降(其证实良好的渗透性),和24小时后teer的良好回收(其证实膜从处理中回收而无持久性损害)。实例6:使用实例聚合物p7的配制物的渗透测试如比较实例1中进行渗透测试。使用实例聚合物p7的两个不同批次,经过标记的p7-1和p7-2。结果如下。ss的渗透实例:6-156-166-176-186-196-206-216-226-23聚合物:p7-2p7-2p7-1p7-1p7-1p7-1p7-2p7-2p7-1组织(7)s1s2s1s2s1s2s1s2--conc(1)0.50.50.20.20.20.20.20.20.02天数112233333剩余(3)31.953.660.088.715.516.715.511.944.2perm(4)22.328.537.514.173.655.672.572.544.2peff(5)2.63.34.31.68.56.48.48.45.1(1)基于溶液的总重量聚合物的重量%(3)以总ss计供体溶液中剩余的ss的重量%(4)以总ss计渗透通过组织的重量%或ss(5)单位是10-6cm/sec(7)除了“组织”以外均相同的实例对(如6-15和6-16)是在彼此不同的两个组织样品上进行的重复实例。每个实例在单独的个体组织样品上进行;因此,例如,6-15的组织“s1”不是与6-17的“s1”相同的组织样品。实例7:各种实例聚合物的渗透测试。如在比较实例1中进一步进行渗透测试。使用p7的两个批次:p7-1和p7-2。结果如下:ss的渗透实例:7-247-257-267-277-287-29聚合物:p1p2p3p4p5p6conc(1)0.20.20.20.20.20.2剩余(3)20.236.516.538.322.533.8perm(4)56.644.239.540.434.923.1peff(5)6.65.14.64.74.02.7ss的渗透实例:7-307-317-32c7-33c7-34聚合物:p7-1p8p7-2壳聚糖无conc(1)0.20.020.20.20剩余(3)16.742.511.951.686.4perm(4)55.637.972.532.41.7peff(5)6.44.48.43.80.19(1)基于溶液的总重量聚合物的重量%(2)所测试的重复样品的数目。所显示的结果是重复的平均值(3)以总ss计供体溶液中剩余的ss的重量%(4)以总ss计渗透通过组织的重量%或ss(5)单位是10-6cm/sec在渗透性方面,所有的实例聚合物p1到p8显示优于不具有聚合物的对照样品的显著的提高。当前第1页12
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