含有具有硫酯键的聚合物的颗粒 本发明涉及一种含有具有硫酯键的聚合物的颗粒，用于制备这种颗粒的方法以 及这种颗粒在医药领域的用途。
含 有 硫 酯 键 的 聚 合 物 是 本 领 域 已 知 的， 例 如 公 开 在 US2002/071822 中。 US2002/071822 描述了一种聚硫酯聚合物，其通过缩聚反应合成，并且包含含有例如硫 酯链接键的主链、生物活性化合物和烃链接基团。 生物活性化合物是该聚合物主链的一 部分，在聚合物水解时释放出来。 该聚合物以及由其衍生得到的器械的性质与药物直接 相关，因为药物是聚合物主链的一部分。 聚合物的性质变化在一定程度上受药物性质限 制。 该申请还描述了一种基于聚合物和药物之间的共价键的合成方案。 这引起了多个限 制，诸如聚合物必须进行水解以释放纯药物。 因此，存在部分聚合物药物片段释放或者 变得生物可利用的风险。 必须了解所得药物片段的半衰期和生物分配的期限。 为了修饰 药物释放而进行的药物改良包括合成步骤，这与配制方案不同，在配制方案中，可以通 过与所用的常见赋形剂一起配制来设计释放性能。
被进一步公开的是可由聚硫酯制造颗粒。 然而，缺点在于 ：活性剂存在于颗粒 由其制造的聚硫酯主链中。 结果，活性剂在聚合物水解时释放出来，这不仅导致活性剂 释放，同时还导致聚合物降解。 由此不能将药物释放和降解分开，因此也不能制造药物 释放完全基于扩散不需降解的颗粒。 此外，不是每种药物都允许共价结合到聚合物主链 上。 另一个缺点是，不能将药物加装和微粒制造分开。 在一些情况下，希望能够提供 可以在聚合后加装活性剂的颗粒，因为这样允许颗粒的制造工艺大规模化，从而提供大 批对具体目的而言可行数量的如果需要不同部分可加装不同活性剂的颗粒。 在其他案例 中，期望提供可以在聚合后加装的颗粒，因为要从颗粒中释放出来的活性剂在颗粒的制 备期间可能被不利地影响，例如降解、变性或以其他方式失活。 还要进一步的缺点是， 在聚合物的降解期间，含有活性成分以及烃链接剂的片段可能变得可用，这种组合可能 不利的影响药物的治疗性质和 / 或迁移性。
因此，本发明的目的在于克服上述缺点，并提供适于运送活性剂并且至少可以 用作已知颗粒的替代品的颗粒。
本发明的目的是提供含有硫酯聚合物和活性剂的颗粒，其中，聚合物的降解、 药物加装和药物释放可以容易地调节，因为药物或活性剂并未共价结合到聚合物主链 上。
本发明进一步的目的是提供一种含有硫酯聚合物的颗粒，该颗粒可以在微粒形 成期间和 / 或在微粒制备之后充分加装活性剂。
本发明的还要进一步的目的是提供一种可高效加装活性剂的微粒。
本发明的还要进一步的目的是提供一种聚硫酯颗粒，其中在基本上未改变组成 的情况下通过改变聚合物的分子量实现变化的降解时间，尽管这总是作为替代选项。 这 点是显著的益处，因为改变聚合物的组成实际上包括改变极性，从而会影响聚合物药物 的相容性。
本发明的目的通过提供适于运送活性剂的颗粒得以实现，所述颗粒包含含有硫
酯键的聚合物，该聚合物通过硫代酸官能团和不饱和基团的反应得到。
业已发现，由这些聚硫酯制成的颗粒提供了若干相对于上述颗粒的优点，诸如 更好的控制降解、提供将聚合物降解和药物释放分开的选项、提供加装不能共价结合到 聚合物上的药物的选项。 本发明的颗粒在微粒形成期间和 / 或在微粒制备之后可高效加 装活性剂。
此外，业已发现，根据本发明的颗粒似乎对剧烈加工条件具有高耐受性。 “剧 烈的加工条件” 被理解为，引起要被处理的颗粒受到物理冲击 (physical shock) 的条件， 诸如温度 ( 快速 ) 变化，例如在冻干工艺中发生的每秒至少 1℃的变化 ；或者压力的突然 变化，例如 ( 反复的 ) 加压和 / 或泄压。 例如，在制丸机中，使用 0.5T 每 cm2 每秒的压 力。
本发明中使用的聚硫酯公开在 WO-A-2007028612 中。 但是并未公开由这种聚 硫酯制成的颗粒，也未公开本发明微粒的优点。
本文中使用的聚硫酯通过硫代酸官能团和不饱和基团的加成聚合反应得到。 加 成聚合允许无需催化剂或引发剂来制备聚硫酯。 这在用于医药应用和食品应用的可生物 降解聚合物中非常有益，因为引发剂片段通常是在体内无法自然代谢或存在的材料。 使 用这些聚硫酯避免了任何额外的测定引发剂分子的生物 / 代谢速率的测试。 在优选的实施方式中，颗粒包含含有硫酯键的聚合物，该聚合物通过含有至少 一个烯属不饱和基团的组分 X 与含有至少两个硫代酸的组分 Y 的反应获得，其中 X 和 / 或 Y 是低分子片段、低聚物或聚合物 ；并且 X 或 Y 中的至少一个是允许该组分形成具有 至少两个硫酯键的聚合物的低聚物或聚合物。
组分 X 由结构式 1 表示 ：
其中 W1、 W2 和 W3 可选自由 C、 H、 O、 N、 S、 P、烷基、芳基、酯和醚组成 的组。 优选地， W1、 W2 和 W3 是氢。
组分 Y 由式 2 表示 ：
含有硫酯键的聚合物的合成方法需要组分 X 和 Y 的反应。 该反应可以是聚合反 应，可以通过光线 ( 具体为 UV 光 ) 来诱发，也可以通过诸如体热的热量在诸如 AIBN 的 引发剂的协助下来诱发，或者可以自发发生。 当光线特别是 UV 用于该反应时，需要光引发剂。 在式 1 和 2 中，组分 X 和 Y 在化学上可以具有多样性，它们都可以是可降解的、 部分可降解的或不可降解的。 在需要额外性质的情况下，通常可利用这一点。 X 和 / 或 Y 优选是可降解的，更优选是可生物降解的，甚至更优选是可代谢的。 X 和 Y 可以基于 相同的低聚物或聚合物，然而，当它们基于不同的低聚物或聚合物时，可以更有效地控 制所得包含含有硫酯键的聚合物的颗粒的性质以及诸如药物的活性剂的分布，并且可以 以更可控的方式驾驭该反应。 X 和 Y 还可以基于低分子片段，它们可以是相同的或不同 的片段。
X 和 Y 的分子量可以变化，这取决于所得聚合物及其制成的颗粒的哪种性质是 需要的。 更具体地，X 和 Y 的分子量可以在约 28Da 至大于约 50000Da 的范围内。 在聚 合物和颗粒形成之前，合成含有硫代酸基团或烯属不饱和基团的 X 和 Y，使得它们可以 参与硫代 - 烯聚合。 为了原位应用使用， X 和 Y 优选具有较高分子量以限制任何未反应 材料的迁移。
在可降解聚硫酯的情况下， X 和 / 或 Y 选自聚 ( 丙交酯 )(PLA)、聚 ( 乙交酯 ) (PGA)、 PLA 和 PGA 的共聚低聚物或共聚物 (PLGA)、聚 ( 酸酐 )、聚 ( 碳酸三亚甲基 酯 )、聚 ( 原酸酯 )、聚 ( 对二氧环己酮 )、聚 (ε- 己内酯 )(PCL)、聚氨酯、聚酸酐、聚 ( 羟基酸 )、聚碳酸酯、聚氨基碳酸酯、聚偶磷氮、聚 ( 亚丙基 ) 富马酸酯、聚酯酰胺、 聚氧杂酯、聚 ( 马来酸 )、聚缩醛、聚缩酮、淀粉和天然聚合物，诸如多肽、聚羟基烷酸 酯、纤维蛋白、壳多糖、脱乙酰壳多糖、多糖或糖类，诸如聚蔗糖、透明质酸、右旋糖 苷及其衍生物、硫酸乙酰肝素、硫酸软骨素、肝磷脂或藻酸盐，和蛋白质，诸如明胶、 胶原质或卵清蛋白，或共聚低聚物或共聚物，或其共混物。
在特别优选的实施方式中，X 和 / 或 Y 选自聚 ( 丙交酯 )(PLA)、聚 ( 酸酐 )、聚 ( 三亚甲基碳酸酯 )、聚 ( 对二氧环己酮 )、聚 (ε- 己内酯 )(PCL)、聚 ( 丙交酯 - 共 - 乙 交酯 ) 或其共聚低聚物或共聚物或共混物。
在不可降解聚硫酯需要具有诸如亲水性、疏水性或机械强度的额外性质的情 况下，组分 X 和 / 或 Y 可以选自由聚 ( 乙烯醇 )(PVA)、聚 ( 氧化乙烯 )、聚 ( 氧化乙 烯 )- 共 - 聚 ( 氧化丙烯 ) 嵌段共聚低聚物或共聚物 ( 泊洛沙姆 (poloxamers)、美罗沙波 (meroxapols))、聚奥沙明 (poloxamines)、聚氨酯、聚 ( 聚 ( 氧化乙烯 )- 共 - 聚 ( 对苯二 甲酸丁二醇酯 ))、聚 ( 乙烯基吡咯烷酮 )、聚 ( 乙基噁唑啉 )、羧甲基纤维素、和羟基烷 基化纤维素 ( 诸如羟乙基纤维素和甲基羟丙基纤维素的 ) 的组。
当组分 X 和 / 或 Y 选自由聚 ( 氧化乙烯 )- 共 - 聚 ( 氧化丙烯 )、泊洛沙姆、聚 奥沙明和美罗沙波组成的组时，得到特别优良的两亲性。
当使用聚氨酯作为组分 X 和 / 或 Y 时，得到特别优良的机械强度。
组分 X 和 / 或 Y 选自由聚 ( 乙烯基吡咯烷酮 ) 和聚 ( 乙基噁唑啉 ) 组成的组时， 得到特别优良的亲水性。
组分 X 中存在的烯属不饱和基团可以选自由乙烯基、炔、烯、乙烯基醚、乙 烯基砜、乙烯基磷酸酯、烯丙基、丙烯酸酯、丙烯酰胺、富马酸酯、马来酸酯、衣康酸 酯、柠康酸酯、中康酸酯、甲基丙烯酸酯、马来酰亚胺、异戊二烯和降冰片烯及其衍生 物 ( 诸如酯和酰胺 ) 组成的组。
烯属不饱和基团优选选自由乙烯基、烯丙基、丙烯酸酯或富马酸酯组成的组。
组分 Y 的实例是二硫代己二酸 (DTAA)、三 [(6- 氧代 -6- 硫烷基己酰基 ) 氧 ] 聚 ( 丙交酯 - 共 - 乙交酯 )2000(PLGTTA)、 α， ω- 双 [(6- 氧代 - 硫烷基己酰基 ) 氧 ] 聚 ( 丙交酯 - 共 - 乙交酯 )1300(PLGDTA) 或 6-{2，3- 双 [(6- 氧代 -6- 硫烷基己酰基 ) 氧 ] 丙氧基 }-6- 氧代己烷硫代 S- 酸 (GTTA)。
本文中的术语 “低聚物” 具体指这样的分子，其基本上由少数实际上或概念上 由相对低分子量的分子衍生的单元组成。 应当注意到，如果当除去一个或几个单元不会 使性质发生显著变化，则该分子被认为具有相对中等的分子量。 还应注意到，如果部分 或全部分子具有相对中等的分子量，并且基本上包括少数实际上或概念上由相对低分子 量的分子衍生的单元，那么该分子可被描述为低聚物的或低聚的。 通常，低聚物的分子 量大于 200Da，例如大于 400，800，1000，1200，2000，3000 或大于 4000。 上限由聚合 物质量的下限决定 ( 参见下一段 )。
相应地，术语 “聚合物” 指这样的结构，其基本包括多种实际上或概念上由相 对低分子量的分子衍生的重复单元。 上述聚合物包括支化聚合物和线性聚合物。 应当注 意到，在一些情况下，尤其对于合成聚合物，如果添加或除去一个或几个单元对分子性 质的影响可以忽略，则该分子被认为具有相对高的分子量。 这种陈述不包括某些大分子 的性质主要依赖于分子结构的细节的情况。 还应注意到，如果部分或全部分子具有相对 高的分子量，并且基本上包括多种实际上或概念上由相对低分子量的分子衍生的重复单 元，那么该分子可被描述为大分子的或聚合物的或聚合的。 通常，聚合物的分子量大于 8000Da，例如大于 10000，12000，15000，25000，40000，100000 或大于 1000000Da。 术语 “低分子片段” 是指 Mw 低于 1000Da 的分子，诸如具有例如 2 至 18 个 C 原子的脂族分子、脂环族分子或芳族分子。
本发明的颗粒还包含含有硫酯键的线性、支化或交联聚合物。
在线性聚合物的情况下，可能有利的是，组分 X 包括最多 2 个烯属不饱和基团且 组分 Y 包括最多 2 个硫代酸基团。 每个组分中，烯属不饱和基团和硫代酸基团的最小平 均数优选大于 1.2。 在线性聚合物的情况下，重要的是所形成的聚合物具有高于 40℃的熔 融温度，这是因为它在低于该温度下将是固体。 这些线性聚合物是最优选的。
在交联聚合物或网络的情况下，需要组分 X 包括至少 2 个烯属不饱和基团，组分 Y 包括至少 2 个硫代酸基团，并且烯属不饱和基团和硫代酸基团的总数大于 4。
聚硫代酯的性质受交联度的影响。 这可以通过选择适当链长的组分 X 和 Y 来实 现。 或者，可以通过选择组分 X 中的烯属不饱和基团和 / 或组分 Y 中的硫代酸基团的适 当数量，来影响交联度。 在另一实施方式中，可以通过防止聚合完成，即通过防止在最 高程度上完成反应，来影响交联度。 然而，优选反应进行至最高程度。 当需要经交联基 质具有一些反应性残基的情况下，例如在交联后进行改性，诸如使官能团或共价附属物 连接到组织或其它生物材料上的情况下，尤其希望发生部分反应。
交联可以采用任何适当的已知用于含有乙烯基的交联化合物的方式实施，具 体通过热引发 ( 由热引发剂协助，诸如过氧化物或偶氮引发剂，例如偶氮二异丁腈 AIBN)、通过光引发 ( 由光引发剂协助，诸如 Norrish I 型或 II 型引发剂 )、通过氧化还原 引发、或者通过使用化合物和 / 或电磁辐射产生自由基的任意 ( 其他 ) 机理。 适当交联剂
的实例是三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯或羟乙基丙烯酸酯。
在交联特别强的聚合物或网络的情况下，需要组分 X 包括至少 3 个烯属不饱和基 团和 / 或组分 Y 包括至少 3 个硫代酸基团，并且烯属不饱和基团和硫代酸基团的总数大于 5。
在支化聚合物或非凝胶聚合物的情况下，需要包含组分 X 和 Y 的组合物满 足如下 Durand 和 Bruneau 所报道的对于含有支化、非凝胶聚合物的组合物的临界条 件 ：D.Durand， C-M.Bruneau， Makromol.Chem.1982，183，1007-1020 和 D.Durand， C-M.Bruneau ， The British Polymer Journal，1979 ， 11 ， 194-198 ；D.Durand ， C - M. Bruneau， The British Polymer Journal 1981，13，33-40 ；D.Durand， C-M.Bruneau， Polymer，1982，23，69-72 ；D.Durand， C-M.Bruneau， Makromol.Chem.，1982，183， 1021-1035 ；D.Durand， C-M.Bruneau， Polymer，1983，24，587-591。
在进一步优选的实施方式中，聚硫酯包含式 3 和 / 或式 4 的片段。
其中 ：
-X 和 / 或 Y 是低分子片段、低聚物或聚合物 ；并且 X 或 Y 中的至少一个是低聚 物或聚合物 ；
-W1、W2 和 W3 选自由 C、H、O、N、S、P、烷基、芳基、酯和醚组成的组。
优选地， W1、 W2 和 W3 是氢。
聚硫酯还可以包含式 5 片段 ：
其中 ：
-W1、W2 和 W3 选自由 H、C、O、N、S、P、烷基、芳基、酯和醚组成的组，
-Y 可以为低分子量片段、低聚物或聚合物， X 可以为相同的或不同的低分子量 片段、低聚物或聚合物，其中 X 或 Y 中的至少一个是低聚物或聚合物 ；
-m 和 n 为整数，其总和表示与 Y 相连的硫酯连接键的数量，并且 m 和 n 的总和 至少为 2。
根据 X 或 Y 所选择的低聚物或聚合物的具体种类，可能影响颗粒的降解能力。 例如，由包含不可降解的三乙二醇二乙烯基醚 (TEGDVE) 作为组分 X 的聚合物制造的颗 粒当与基于如下含有烯属不饱和基团的可降解组分 X 的聚合物制造的颗粒相比显示更低 的降解速率，这些可降解组分 X 诸如为聚 ( 丙交酯 - 共 - 乙交酯 )1200 二 (4- 戊烯酸酯 ) (PLGDP) 或聚 ( 丙交酯 - 共 - 乙交酯 )2600 三 (4- 戊烯酸酯 )(PLGTP)。 疏水性组分聚 (ε- 己内酯 )2100 二 (4- 戊烯酸酯 )(PCLDP) 被设计成降解多年。
含有硫酯键的聚合物具有可以水解降解的有利性质。 在组分 X 和 Y 也是可降解 的或可生物降解的情况下，聚合物可被合成为更完全地降解没有残渣留下。 在组分 X 和 Y 是甚至完全降解的或生物降解的情况下，聚合物可被合成为可以降解而没有留下任何 残余组分。
本发明的颗粒适用于医药领域，具体适于作为活性剂诸如药物、诊断助剂或成 像助剂的输送体系。 该颗粒还可用于通过高压填充胶囊或管子，或者可被压制成小球， 而基本上不会损害该颗粒。 其还可以以可注射形式或可喷射形式作为游离形式的悬浮液 使用或者可以用在原位形成的凝胶制剂中。 此外，该颗粒还可以掺入例如 ( 快速成型 的 ) 支架、涂层、补丁、复合材料、凝胶、石膏或气溶胶中。 本发明的颗粒可以注射、 喷射、植入或吸收。
已采用各种不同的方式对颗粒进行了定义和分类，这取决于它们的具体结构、 尺寸或组成。 例如参见 Encyclopaedia of Controlled drug delivery Vol2 M-Z Index，章节 ： Microencapsulation Wiley Interscience，从 493 页开始，具体参见第 495 至 496 页。
本发明中使用的术语 “颗粒” 包括微米尺度的颗粒或纳米尺度的颗粒，它们 通常由能够运载活性剂的固体或半固体材料组成。 通常，颗粒的平均直径在 10nm 至 1000μm 的范围内，优选在 10nm 至 500μm 的范围内，更优选在 10nm 至 100μm 的范围 内。 实际上，最优选的平均直径取决于最终用途。
根据本发明的微米颗粒通常具有在 1μm 至 1000μm 范围内的平均直径。 在该 颗粒意欲用作可注射的药物输送体系时，具体作为血管内药物输送体系时，期望平均直
径为至多 10μm，具体在 1 至 10μm 的范围内，优选在 1 至 5μm 的范围内。
根据本发明的纳米颗粒通常具有低于 1000nm 的平均直径，例如平均直径在 10nm 至 999nm 的范围内，优选在 20 至 800nm 的范围内，更优选在 30 至 500nm 的范围 内。 对于血管内用途，平均直径优选在 10 至 100nm 的范围内。 在其他应用中，其他尺 寸也行，例如平均直径在 10nm 至 500nm 的范围内，优选在 10nm 至 300nm 的范围内。
具体地，本文中使用的颗粒直径是 Z- 均直径 (Z-average diameter)，其可通过 Malvem Zetasizer NanoZS 动态光散射 (Malvem Instrument Inc.) 利用 60nm 的经 ASTM 认证 的聚合物乳胶尺寸标样作为对照测定。 Z- 均直径由所测定的相关函数直接计算，因此并 不依赖于颗粒物理性质的输出结果。 接着进行颗粒尺寸分析，如果由于颗粒的光学性质 可能通过光散射分析，那么可以使用扫描电子显微镜 (SEM) 或透射电子显微镜 (TEM)。
微米颗粒通常具有大于 1μm 的平均直径。 具体地，所用颗粒直径是基于体积 的尺寸分布的 D50 或中值 ( 独立模型 )，其可通过 Coulter LS-230 系列的激光衍射颗粒分 级计利用细粉状 UHMwPE 粉末 (70-150μm) 作为对照样品测定。 假定 Fraunhofer- 模型 ( 各材料的折射率没有相关性 )，由衍射数据计算颗粒尺寸分布
根据本发明可以制备若干类型的颗粒结构。 这包括基本上均匀的结构，包括纳 米颗粒和微米颗粒等。 然而，在必须释放一种以上活性剂的情况下或者在需要一个或多 个官能团的情况下，优选提供具有内核和外壳结构的颗粒。 核 / 壳结构使得能够例如在 不相容化合物的药物运输中或者在成像中进行更多样的作用方式。 可以在利用喷雾干 燥器形成核后涂覆壳。 核和壳可以包含具有不同活性剂的相同的或不同的含硫酯键聚合 物。 在这种情况下，可能以不同速率释放活性剂。 还可能的是，活性剂仅存在于核中， 壳由含有硫酯键的可水解聚合物组成。
在进一步的实施方式中，颗粒所包含的核包含含有硫酯键的的聚合物，壳包含 磁性或可磁化的材料。
在还要进一步的实施方式中，颗粒可以包含磁性或可磁化的核，并且该颗粒所 包含的壳包含含有硫酯键的聚合物。 适当的磁性或可磁化材料是本领域已知的。 这种颗 粒具有能够被含有金属 ( 具体为钢 ) 的物体吸引的能力，所述物体例如为被植入的物体， 诸如移植物或支架。 上述颗粒还可用于纯化或用于分析目的。
在还要进一步的实施方式中，颗粒可以通过特殊技术成像。 适当的成像技术是 MRI、 CT、 X 射线。 成像试剂可以掺入颗粒内部，或者可以偶联到颗粒的表面上。 这 些颗粒可用于显示颗粒例如在血液或在细胞中如何迁移。 适当的成像试剂是例如钆。
根据本发明的颗粒可以运载一种或多种活性剂或药物。 活性剂可以或多或少地 均匀分散在颗粒中或者微米颗粒的核中。 活性剂还可以位于微米颗粒的壳中。
具体地，活性剂可以选自由营养品、医药品、蛋白质和多肽、疫苗、遗传物质 ( 诸如多聚核苷酸、寡聚核苷酸、质粒、DNA 和 RNA)、诊断试剂和成像试剂组成的组。 活性剂 ( 诸如活性药理成分 API) 可以展示任意种类的活性，这取决于所需用途。
活性剂能够刺激或抑制生物应答。 活性剂例如可以选自生长因子 (VEGF、 FGF、 MCP-1、 PIGF、 PDGF、 TGF-B)、生长因子抑制化合物、抗生素 ( 例如盘尼西 林，诸如 B- 内酰胺、氯霉素 )、非甾类抗炎药，包括基于水杨酸盐的药物，如乙酰基水 杨酸、阿司匹林、阿莫西林 (Amoxiprin)、贝诺酯 (Benorylate/Benorilate)、胆碱水杨酸镁、二氟尼柳 (Diflunisal)、乙柳酰胺 (Ethenzamide)、 Faislamine、水杨酸甲酯、水杨酸 镁、水杨酸水杨酰基酯、水杨酰胺 ；基于芳基烷酸的药物，诸如双氯芬酸 (Diclofenac)、 醋氯芬酸 (Aceclofenac) ；基于 2- 芳基丙酸的药物 ( 普鲁芬胺 )，诸如布洛芬 (lbuprofen) 或阿明洛芬 (Alminoprofen) ；基于 N- 芳基邻氨基苯甲酸的药物 ( 芬那酸 )，如甲芬那 酸、氟芬那酸、氨基安替比林和 COX-2 抑制剂，如塞来昔布 (celecoxib)、 Eetoricoxib、 罗美昔布 (lumiracoxib)、被 TGA 取消注册的哟无，如哌瑞昔布 (parecoxib)、罗非昔布 (rofecoxib)、戊地昔布 (valdecoxib) 和苯磺酰胺 (Sulphonanilides)，还可以选自其他抗炎 化合物、抗凝血剂、抗跛行药、抗心律失常药、抗动脉粥样硬化药、抗组胺药、抗癌药 物、血管药、眼科用药、氨基酸、维生素、激素、神经递质、神经激素、酶，信号分子 和精神药物。
具 体 活 性 剂 或 药 物 的 实 例 是 神 经 药 物 ( 安 非 他 明 amphetamine， 哌 甲 酯 methylphenidate)、 α1 肾 上 腺 受 体 受 体 阻 断 剂 ( 哌 唑 嗪 (prazosin)， 特 拉 唑 嗪 (terazosin)，多沙唑嗪 (doxazosin)，酮色林 (ketenserin)，乌拉地尔 (urapidil))、 α2 阻 断 剂 ( 精 氨 酸， 硝 酸 甘 油 )、 降 压 药 ( 可 乐 定 (clonidine)， 甲 基 多 巴 (methyldopa)， 莫 索 尼 定 (moxonidine)， 肼 苯 哒 嗪 (hydralazine)， 米 诺 地 儿 (minoxidil))、 缓 激 肽、 血 管 紧 张 素 受 体 阻 断 剂 ( 贝 那 普 利 (benazepril)， 卡 托 普 利 (captopril)， 西 拉 普 利 (cilazepril)，依那普利 (enalapril)，福辛普利 (fosinopril)，赖诺普利 (lisinopril)，培哚普 利 (perindopril)，喹那普利 (quinapril)，雷米普利 (ramipril)，群多普利 (trandolapril)， 佐芬普利 (zofenopril))、血管紧张素 -1 阻断剂 ( 坎地沙坦 (candesartan)，依普罗沙坦 (eprosartan)，厄贝沙坦 (irbesartan)，氯沙坦 (losartan)，替米沙坦 (telmisartan)，缬沙坦 (valsartan))、血管肽酶抑制剂 (omapatrilate)、 β2 激动剂 ( 醋丁洛尔 (acebutolol)，阿 替洛尔 (atenolol)，比索洛尔 (bisoprolol)，塞利洛尔 (celiprolol)，艾司洛尔 (esmodol)， 美 托 洛 尔 (metoprolol)， 奈 必 洛 尔 (nebivolol)， 倍 他 洛 尔 (betaxolol))、 β2 阻 断 剂 ( 卡 维 地 洛 (carvedilol)， 拉 贝 洛 尔 (labetalol)， 氧 烯 洛 尔 (oxprenolol)， 吲 哚 洛 尔 (pindolol)，心得安 )，利尿活性剂 ( 氯酞酮 (chlortalidon)，氯噻嗪 (chlorothiazide)，依 匹噻嗪 (epitizide)，氢氯噻嗪 (hydrochlorthiazide)，吲达帕胺 (indapamide)，阿米洛利 (amiloride)，氨苯蝶啶 (triamterene))、钙通道阻断剂 ( 氨氯地平 (amlodipin)，巴尼地平 (barnidipin)，地尔硫 (diltiazem)，非洛地平 (felodipin)，伊拉地平 (isradipin)，拉西地 平 (lacidipin)，乐卡地平 (lercanidipin)，尼卡地平 (nicardipin)，尼非地平 (nifedipin)， 尼莫地平，尼群地平 (nitrendipin)，维拉帕米 (verapamil))、抗心律失常活性剂 ( 胺碘酮 (amiodarone)，索他洛尔 (solatol)，阿替洛尔 (atenolol)，双氯芬酸 (diclofenac)，依那普 利 (enalapril)，氟卡尼 (flecainide) 或环丙沙星 (ciprofloxacin)，拉坦前列素 (latanoprost)， 氟氯西林 (flucloxacillin)，雷帕霉素 (rapamycin) 及其类似物和 Limus 衍生物，紫杉醇 (paclitaxel)， 紫 杉 酚 (taxol)， 环 孢 霉 素 (cyclosporine)， 肝 磷 脂 (heparin)， 皮 质 类 固 醇 (corticosteroid)， 曲 安 奈 德 (triamcinolone.acetonide)， 地 塞 米 松 (dexamethasone)， 氟 轻 松 (fluocinolone.acetonide))、 抗 血 管 生 成 剂 (iRNA， VEGF 拮 抗 剂 ：贝 伐 单 抗 (bevacizumab)，兰尼单抗 (ranibizumab)，哌加他尼 (pegaptanib))、生长因子、锌指转录 因子、三氯生、胰岛素、沙丁胺醇 (salbutamol)、雌激素、去甲斑蝥素 (norcantharidin)、 microlidil 类似物、前列腺素、他汀类、硫酸软骨素裂解酶 (chondroitinase)、二酮基哌嗪、大环化合物、神经调节因子 (neuregulins)、骨桥蛋白、生物碱、免疫抑制剂、抗 体、抗生物素蛋白、生物素、氯硝西泮 (clonazepam)。
活性剂可被输送用于局部输送或者作为术前或术后治疗以处理疼痛、骨髓炎、 骨肉瘤、关节感染、黄斑变性、糖尿病眼、糖尿病 (diabetes mellitus)、牛皮癣、溃疡、 动脉粥样硬化、跛行、血栓病毒感染、癌症，或者治疗疝气。
根据本发明，如果存在活性剂，那么一种或多种活性剂在颗粒中的浓度基于颗 粒的总重优选为至少 5wt％，具体为至少 10wt％，更具体为至少 20wt％。 如果需要，浓 度可以高达 90wt％、高达 70wt％、高达 50wt％、或高达 30wt％。
本发明的颗粒可以使用的领域包括皮肤、肌肉骨骼、肿瘤、血管、整形外科领 域、眼科、脊髓、肠、肺部、鼻部或耳部。
除了在药物应用中以外，本发明的颗粒还可以用在农业应用中。 具体地，这些 颗粒可以包括杀虫剂或植物营养。
还可以通过如下至少使颗粒的表面功能化 ：至少为表面提供官能团，具体提供 信号分子、酶或受体分子，诸如抗体。 受体分子例如可以是感兴趣组分的受体分子，感 兴趣的组分将要利用本发明的颗粒被纯化或被检测，例如作为诊断测试的一部分。 适当 的官能方法可以基于本领域已知的方法。 具体地，受体分子可以结合到颗粒或纳米颗粒 由其构成的聚合物上。
为了偶联含有酰胺基的目标官能片段，可以使用 N- 羟基琥珀酰亚胺 (NHS)。具 体地，如果颗粒含有聚亚烷基二醇片段 ( 诸如 PEG 片段 )，那么 NHS 可以偶联的该颗粒 上。
目标官能片段还可以包含 -SH 基团，例如半胱氨酸残基，该基团可以通过首先 使颗粒与乙烯基砜反应而偶联到颗粒上。 具体地，如果颗粒包含聚亚烷基二醇片段， 诸如 PEG 片段，那么乙烯基砜可以偶联到该颗粒上。 各种其他偶联剂是已知的。 参见 Fisher 等人的 Journal of Controlled release1 11(2006)135-144 和 Kasturi 等人的 Journal of Controlled release 113(2006)261-270。
除了含有硫酯键的聚合物以外，本发明的微米颗粒或纳米颗粒还可以包含一种 或多种其他化合物，这些化合物选自由聚合物和可交联的或可聚合物的化合物组成的 组。 聚合物可以是诸如上述的聚合物。 可交联的或可聚合的化合物具体是选自如下的化 合物 ：丙烯酸类化合物和其他烯属不饱和化合物，例如乙烯基醚、烯丙基醚、烯丙基氨 基甲酸酯、富马酸酯、马来酸酯、衣康酸酯或不饱和丙烯酸酯单元。 适当的不饱和丙烯 酸酯例如为不饱和的氨基甲酸酯丙烯酸酯、不饱和的聚酯丙烯酸酯、不饱和的环氧丙烯 酸酯和不饱和的聚醚丙烯酸酯。
其他聚合物或可聚合化合物可被用于调节颗粒的性质，例如调节活性剂的释放 谱、或者获得完全聚合 ( 即没有具有细胞毒性的残余反应性不饱和键 )、或者为了缩窄微 米颗粒的尺寸分布。
可以通过在活性剂的存在下形成颗粒从而实现对颗粒的加装，或者可以在颗粒 形成后实现对颗粒的加装。 为了获得具有大量活性剂的颗粒，通常优选在活性剂的存在 下制备颗粒。 具体地，在活性剂对交联敏感或者可能直接地或间接地受交联的不利影响 或干扰的情况下，优选在颗粒形成后加装活性剂。 这可以通过如下实现 ：使颗粒与活性剂接触，然后使试剂扩散到颗粒中和 / 或粘附 / 吸附到颗粒表面。
原则上，颗粒可以以本领域已知的方式制备，附加条件是现有技术中使用的聚 合物 ( 至少部分 ) 被含有硫酯键的聚合物替代。 本发明的微米颗粒 / 纳米颗粒优选通过 如下步骤制备 ：将含有硫酯键的聚合物溶解在至少一种与水混溶或部分与水混溶的有机 溶剂中，随后添加药物，并使其溶解或分散。 然后，将所得有机溶液加入含有表面活性 剂或表面活性试剂的水溶液中，并搅拌。 有机溶剂可以通过蒸发或萃取除去。 然后干燥 颗粒，以获得加装药物的颗粒。 对这个方法中使用的有机溶剂的原则取决于药物或活性 剂的溶解性。 可以使用有机溶剂的共混物以改善活性剂的溶解性。
制备本发明的含有药物的微米颗粒 / 纳米颗粒的另一个途径是 ：例如将聚合物 溶解在与水混溶的或部分与水混溶的有机溶剂中，将其加入含有表面活性剂或表面活性 试剂的水溶液中。 搅拌所得混合物，并使聚合物组分交联，此时通过萃取或蒸发除去有 机溶剂。 在洗涤和干燥经交联的颗粒后，将药物分子加入有机溶剂中，然后蒸发该溶 剂。 随后，洗涤颗粒，并干燥，从而得到加装药物的颗粒，并蒸发有机溶剂。
然而，还可以通过如下方法制备本发明的颗粒 ：将药物溶解在水性溶液中， 将其加入包含含有硫酯键的聚合物的有机溶液中，混合所得混合物，将所得混合物加入 含有表面活性剂或表面活性试剂的水溶液中，并搅拌，然后通过蒸发和萃取去除有机溶 剂，并干燥颗粒。
根据本发明，可以提供具有一种或多种活性剂并具有令人满意的封装效率 ( 即 颗粒中的活性剂量与活性剂用量的商值 ) 的颗粒。 根据加装条件，至少约 50％、至少约 75％、或至少 90％的效率是可行的。
现在通过以下实施例阐述本发明，但本发明并不局限于此。
材料和方法
核磁共振 (NMR) 实验在 Varian Inova 300 光谱仪上进行。
红外实验在 Perkin Elmer Spectrum One 光谱仪 1760×，1720× 上进行。 聚合物 样品置于两片 KBr 片之间。
体积排斥色谱 (SEC) 使用 Waters 515 HPLC 泵、Waters 410 示差折射仪和安装有 Waters styragel HR 2、3 和 4 柱的 Sevem Analytical SA6503 可编程吸收率检测器，在 1ml/ min 的流速下，利用四氢呋喃 (THF) 作为洗脱液来进行。 使用 IR 检测器获得 SEC 数据。 该系统采用窄分布的聚苯乙烯标样 ( 得自 Polymer Laboratories， Heerlen 的 EasyCal PS2) 校准。
LST 230 系列的激光衍射颗粒尺寸分析仪 (Beckman Coulter) 用于测量颗粒的尺 寸分布。 标样是 UHMWPE(0.02-0.04μm)。
Leica DMLB 显微镜 ( 放大倍数 ×50 至 ×400) 被用于分析颗粒的形态。
加速电压为 5 和 10kV 的 Philips， CP SEM XL30 被用于检测颗粒。 样品放置在 SEM 样品台上，并涂覆导电 Au 层 (2*60s，20mA)。
Malvern Zeta-sizer NanoZS 动态光散射仪 (Malvern Instrument Inc.) 被用于测定纳 米颗粒的 Z 均直径。 这个仪器使用 60nm 的经 ASTM 认证的聚合物乳胶尺寸标样作为对 照。Z 均直径由所测定的相关函数直接计算，因此并不依赖于颗粒物理性质的输出结果。
实施例 1 ：在未添加聚合催化剂的情况下合成聚硫酯将 0.83g(4.64mmol) 的二硫代己二酸 (DTAA) 加入 15ml 新蒸馏的无水 THF 中。 向其中添加 1 当量的三乙二醇二乙烯基醚 (0.938g，4.64mmol)。 将该溶液在氮气下加热 至 80℃并保持 12 小时。
实施例 2 ：采用聚合催化剂 (AIBN) 合成聚硫酯
将 0.83g(4.64mmol) 的 二 硫 代 己 二 酸 (DTAA) 加 入 15ml 新 蒸 馏 的 无 水 THF 中。 向其中添加 1 当量的三乙二醇二乙烯基醚 (0.938g，4.64mmol) 和 0.4mmol(0.07g) 的 AIBN。 将该溶液在氮气下加热至 80℃并保持 12 小时。
实施例 3 ：采用过氧引发剂合成聚硫酯
将 0.83g(4.64mmol) 的二硫代己二酸 (DTAA) 加入 15ml 新蒸馏的无水 THF 中。 向其中添加 1 当量的三乙二醇二乙烯基醚 (0.938g，4.64mmol) 和 0.4mmol(0.01g) 的过氧 化苯甲酰。 将该溶液在氮气下加热至 80℃并保持 12 小时。
实施例 4 ：采用聚合催化剂 (AIBN) 在溶液中合成具有聚酯大分子构成嵌段的聚 硫酯
将 0.83g(4.64mmol) 的 二 硫 代 己 二 酸 (DTAA) 加 入 100ml 的 无 水 甲 苯 中， 向 其 中 添 加 1 当 量 (4.64mmol，46.4g) 的 PLGA 75/25 10.000 二 烯。 向 该 溶 液 中 添 加 0.13g(0.8mmol) 的 AIBN。 将混合物在氮气下 80℃下回流 8 小时。 所得聚合物溶液在冷己烷中沉淀。
实施例 5 ：采用聚合催化剂 ( 过氧化苯甲酰 ) 在溶液中合成具有聚酯大分子构成 嵌段的聚硫酯
将 0.83g(4.64mmol) 的 二 硫 代 己 二 酸 (DTAA) 加 入 100ml 的 无 水 THF 中， 向其中添加 1 当量 (4.64mmol，46.4g) 的 PLGA 75/25 10.000 二烯。 向该溶液中添加 0.05g(0.2mmol) 的过氧化苯甲酰。 将混合物在氮气下 90℃下回流 8 小时。
所得聚合物溶液在冷己烷中沉淀。
实施例 6 ：合成 PLGAl0000 二烯
可降解的低聚物聚 ( 丙交酯 - 共 - 乙交酯 )10000 二 (4- 戊烯酸酯 ) 由聚 ( 丙 交 酯 - 共 - 乙 交 酯 )10000 二 醇 合 成。 其 中， 将 38.39g(265.80mmol)dl- 丙 交 酯、 10.39g(88.69mmol) 乙交酯和 0.5316g(5.00mmol) 二乙二醇在 150℃下熔融。 加入 500μl 含有 15mg 二辛酸锡 (tindioctoate) 的己烷溶液。 该反应进行 24 小时，然后，将反应混合 物冷却至室温以得到产率为 98％淡黄色固体产物。
接着，将聚 ( 丙交酯 - 共 - 乙交酯 )10000 二醇 (49g，49mmol) 溶于 THF(300ml) 中，加入三乙胺 (1.22ml，12mmol)，并将反应混合物冷却至 0℃，然后，加入戊烯酰氯 (1.26g，11mmol) 并将温度维持在 0℃下 1 小时。 将混合物在室温下搅拌。 然后将反应 混合物在 0℃下搅拌 20 分钟，以将在该反应过程中形成的三乙胺盐酸盐沉淀出来。 将混 合物过滤并真空浓缩。 将残余物再次溶于氯仿中，并采用饱和的 NaCl 水溶液和去离子 水萃取。 有机层通过 Na2SO4 进行干燥，溶剂真空除去。 得到产率为 81％灰白色固体产 物。
实施例 7 ：合成含有至少两个硫酯键的 PLGA
组合物采用等摩尔比的 PLGAl0000 二烯和二硫代己酸、1wt％的 Darocure 1173 和作为溶剂的乙酸乙酯 (15wt％ ) 制成。 将该组合物涂覆到玻璃板上，并暴露于 UV 光
(D-bulb，15J/cm2) 下。 所得聚合物在烘箱中干燥，从而得到灰白色固体。
实施例 8 ：微粒的制备
将 730mg 实施例 7 中合成的含有两个硫酯键的 PLGA 溶于 7ml 的 DMSO/ 乙酸 乙酯混合物 (10/90v/v) 中，并在 800rpm 下机械搅拌的同时添加到 21ml 的聚乙烯醇水溶 液 (1wt％ ) 中。
获得平均直径为 50 微米的微粒。
实施例 9 ：微粒的制备
将 730mg 实施例 7 中合成的含有两个硫酯键的 PLGA 溶于 7ml 的二氯甲烷中， 并在 800rpm 下机械搅拌的同时添加到 21ml 的聚乙烯醇水溶液 (1wt％ ) 中。
获得平均直径为 100 微米的微粒。
实施例 10 ：通过水 / 油 / 水 (W/O/W) 工艺制备微粒
将 100mg 由 PLGA8000 二烯和 DTAA 制备的聚合物溶解在 DCM(4mL) 中，并将 11mg 肌球素溶解在 15 微升的 H2O 中。当二者都溶解了，将两种溶液组合并在最高速度下 剧烈搅拌 30 秒。 此步骤后，立即将漩涡状乳液加入 20mL 的 1％ PVA 溶液中，将所得混 合物在每分钟 800 转下机械搅拌 4 小时。 当颗粒形成完成后，将 w/o/w 乳液在 3000rpm 下离心 3×4 分钟，并在每个离心步骤后用 H2O 洗涤。 将 50％的肌球素封装在该微粒中。 该颗粒具有 70-80 微米的平均直径。
实施例 11 ：基于含有至少两个硫酯键的 PLGA 冻干 w/o/w 微球
为了储存，利用 Christ Alpha 1-2LD Plus 冷冻干燥器对实施例 10 的微球进行冷冻 干燥。 样品首先在液氮中冷冻，并用织物替代盖子，以允许冰蒸发。 将样品置于冷冻干 燥器中过夜。 第二天早上，将样品置于 4℃的冰箱中。 SEC 分析表明冷冻干燥过程没有 造成破裂或任何损害。
对比例 A
由商品 PLGA RG502 替代含有至少两个硫酯键的 PLGA 如实施例 11 所述制造类 似微粒。 SEM 分析表明，冷冻干燥后出现破裂。
实施例 12 通过水 / 油 / 水 (W/O/W) 工艺制备微球
将 100mg 由 PLGA8000 二烯和式 6 所示二乙二醇二硫代酸 (DEGDTA) 制备的聚 合物溶解在二氯甲烷 (DCM)(4mL) 中，并将 11mg 肌球素溶解在 15 微升的 H2O 中。 当 二者都溶解了，将两种溶液组合并在最高速度下混合 30 秒。 此步骤后，立即将所得乳液 加入 20mL 的 1％ PVA 溶液中，将所得混合物在每分钟 800 转下机械搅拌 4 小时。 当颗 粒形成完成后，将 w/o/w 乳液在 3000rpm 下离心 3×4 分钟，并在每个离心步骤后用 H2O 洗涤。 将 40％的肌球素封装在该微粒中。 该颗粒具有 85 微米的平均直径。
实施例 13 ：基于含有至少两个硫酯键的 PLGA 的纳米球的制备 将如实施例 7 合成的含有两个硫酯键的 PLGA 在丙酮中的 1.9wt％溶液注射到表面活性剂 (Pluronic F127) 在无矿物水中的 0.5wt％溶液中。 纳米颗粒悬浮液的 DLS 表面， 该纳米颗粒具有 143nm 的平均直径。
实施例 14 ：含有药物的含至少两个硫酯键的 PLGA(PLGA-PTE) 的纳米颗粒的 制备
如实施例 7 合成的含有至少两个硫酯键的 PLGA(PLGA-PTE) 用于制备含有雷帕 霉素 (Rapa)、地塞米松 (Dex) 和荧光黄 (Flu) 的纳米颗粒。 在如下表 1 中给出了药物的 量、聚合物的量、溶剂的量、表面活性剂的量和类型以及水性介质的量。
纳米颗粒如下制备 ：将含有硫酯键的 PLGA-PTE 20K 溶解在与水混溶或与水部 分混溶的丙酮中，随后添加药物，并使其溶解或分散在其中。 然后，将所得有机溶液加 入含有表面活性剂或表面活性试剂的水中。 通过注射进行添加。 在添加后，用手搅拌混 合物 2 秒以获得适当均匀性。 此后，通过蒸发或萃取除去有机溶剂，并干燥颗粒。
制备纳米颗粒后立即在 Malvem Zetasizer Nano ZS 中测定 Z 均尺寸 ( 水力直径 )。
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