本发明涉及控制血液中胆固醇的治疗用组合物及其控制方法。具体说本发明涉及在消化道中螯合胆汁酸并防止其再次被血液吸收的化学组合物，并涉及使用这类组合物治疗血胆固醇过多的方法。 众所周知，血清胆固醇含量与动脉粥样硬化的发病率及冠状心脏疾病之间有着直接的关系。数年来，已采取了多种方法来控制哺乳动物血液中的胆固醇含量。从饮食中减少或消除产生胆固醇的食品来改变饮食的方法能使胆固醇含量有所下降。但除了日常摄取量之外，胆固醇还产生于肝脏，治疗血胆固醇过多的最先进的方法就是服用能影响此过程的药品。
一种对比有效的药品是Lovastatin，是某些真菌产生的代谢产物的通称，公开于US4，231，938。Lovastatin由Merck and Co.出售，商标为MEVACOR。系列化的Lovastatin可能是破坏了产生人体胆固醇总量的约70-80%的肝部的生物合成胆固醇的作用。该胆固醇的合成作用已证明与一系列起始于乙酸酯地酶-催化处理步骤有关。Lovastatin通过抑制HMG（人绝经期促性腺激素）辅酶A还原酶，而使该过程的第5步中断。由于肝内的合成受到抑制，肝细胞必须从血液中获得胆固醇，为此，就要通过增加细胞表面LDL（低密度脂蛋白）-胆固醇受体的形成来实现。Lovastatin能降低血清胆固醇含量在约30-40%。
而治疗血胆固醇过多，甚至希望血清胆固醇含量下降更多。因此，仅使用Lovastatin所达到的效果也是有限的。
肝脏不仅产生胆固醇，在产生胆汁酸时还要消耗胆固醇。胆汁酸是甾类化合物，是以胆酸和脱氧胆酸与甘氨酸和牛磺酸的共轭酸形式来输送的。除非另外说明，本文所用“胆汁酸”一词为方便起见都是指这类共轭酸。胆法酸贮存于胆囊中，可进入十二指肠帮助消化肠内的脂肪。如此使用之后，胆汁酸被内部血液吸收并返回肝脏。依次除去消化道中的胆汁酸，就可通过强迫肝从血液中获取更多的胆固醇来产生胆汁酸，从而降低血液中胆固醇的浓度。本发明就涉及提供能与消化道中的胆汁酸结合并使它们排出体外不能再度吸收的物质。
两种已知的对消化道中的胆汁酸起作用而有效地降低血液胆固醇含量的物质是消胆胺和降胆宁（Cholestipol）。
消胆胺公开于US3，383，281，在使用Lovastatin之前若干年就已在商业上得到应用。消胆胺是一种用二乙烯基苯轻度交联并用季铵基官能化的聚苯乙烯树脂。作用与消胆胺类似的另一树脂是降胆宁（Cholestipol）（见US3，692，895）。它是一种聚胺与表氯醇缩合产生的交联聚合物。
消胆胺和降胆宁（Cholestipol）在消化道中作为非水溶性阴离子交换树脂来分离胆汁酸阴离子，并将它们带出溶液。分离的胆汁酸随粪便一道排出体外。应用这种树脂可降低血液胆固醇含量在25-30%。但消胆胺和降胆宁（Cholestipol）等研磨的离子交换树脂是多砂质的，吞咽很不舒服。与使用这些物质有关的另一缺陷是效力差。研究表明，消胆胺中的可键联点实际仅有约5%与胆汁酸起作用。因此，日常树脂的治疗剂量必然很大（12-15克/天），这是不受欢迎的。此外，使用消胆胺和降胆宁（Cholestipol）一般还伴随有不利的副作用，诸如浮肿、胀气、便秘和腹泻。
本发明涉及提供用于分离消化道中胆汁酸的改进的治疗用组合物。在实现此功能方面，本发明与消胆胺和降胆宁（Cholestipol）相似，但本发明具有更高的效力。
本发明的一个目的是要提供一种比现有树脂更有效的胆汁酸螯合剂。同理，本发明的另一目的是要提供一种所用剂量比消胆胺或降胆宁（Cholestipol）都低的胆汁酸螯合剂。再一目的是要提供一种服用时不那么难受的螯合剂（含有水溶性多价螯合剂）。
上述及其它目的可通过提供不同于现有技术树脂的聚合物来实现，该聚合物由连接有侧基的主链构成，具有能与胆汁酸与甘氨酸及与牛磺酸进行反应形成的共轭酸的阴离子上的相应的活性位置形成离子键及形成氢键的键联点。我们已发现具有这些性能的聚合物具有下列结构：
式中，A分别选自氧烷基-（CHR4）b-O-，
硫烷基-（CHR5）c-S或
氨烷基-（CHR6）d-NR7-，
且烷基与酰胺的氮相连;a是-0至约10的整数，b、c和d分别是1至约10的整数;R1是氢或C1-C8烃基，R2和R7分别是氢、烃基或含杂原子烃基，R4、R5和R6分别是氢、烃基或含杂原子的烃基;及
R3是
式中e是1至6的整数和R8、R9及R10分别是氢、烃基或含杂原子的烃基。
这些聚合物的分子大小分布众数为约80000道尔顿或更大，为约250000道尔顿或更大更适宜，约5%（重量）以下的聚合物的尺寸为约50000道尔顿或更小。本发明用于人体治疗的聚合物组合物所含制造该聚合物的单体量不超过约1000ppm（重量），单体量越少越好（见下文）。
我们还发现一种从使用者消化道除去胆汁酸并降低其血液胆固醇浓度的方法，该法包括令使用者摄入用量能有效地将胆汁酸从其消化道中除去的含有一种或多种式Ⅰ聚合物的无毒组合物。
与仅通过离子键合起作用的现有技术的化合物，如消胆胺和降胆宁相比，本发明的聚合物明显地比其更具效力之处在于，以聚合物的剂量为基准计，它们能明显螯合更多量的胆汁酸。下文列举的试验结果表明，在剂量给定的条件下，本发明的聚合物比上述现有技术的化合物降低血液胆固醇含量更有效。
为解释起见，本发明范围内的聚合物形式可描述为具有由单体单元构成的柔性主链，至少某些单元具有与其键连的柔性、高活动性链，为便于讨论，这些链可认为是含有能与胆汁酸或其阴离子形成氢键和离子键的原子或原子齐聚基团的触角。代表性聚合物可示意如下：
其中各M至Q单元可是相同或不同的单体单元，部分或所有这些单元含有带键合点的触角，即m至q可以是0或1。
而且，胆汁酸分子的甾环系上3位和12位（有时是7位）上的羟基全是轴向的，均从甾环结构的同侧或正面伸出。因此，在触角上这些羟基极易接近（接受）而与适宜的基团形成氢键。
以上示范仅是举例说明。例如，触角还可包括附加的氢键合点，并在相应于离子键合点的位置也可有不同于上述示范的键合。在触角上也可有不止一个离子键合点。如以上示范所示，本发明范围内的树脂中可具有与其相连的触角的单体单元数要略少于全部单元数，并且树脂中的单体单元和/或触角可有所不同，例如，在树脂为含有两种或多种单体的共聚物的情况下就是这样。
如上所述，本发明优选的聚合物是那些分子大小分布众数为至少约80000道尔顿（优选至少约为250000道尔顿）的聚合物，而5%（重量）以下的聚合物的分子大小为约50000道尔顿或更少。本发明用于人体治疗的聚合物组合物所含制备该聚合物的单体量不超过约1000ppm（重量），如下文所述，含更少量的单体更好。一组优选的实施本发明的聚合物包括聚酰胺类，水溶性聚酰胺或胶态分散体更佳，最好是水溶性聚合物。
本发明另一方面还包括药用组合物用于治疗哺乳动物的血胆固醇过多，该组合物含有无毒阴离子交换树脂，树脂中含有分别与存在于胆汁酸与甘氨酸及胆汁酸与牛磺酸反应形成的共轭酸分子中的羟基及其阴离子键合的氢键和离子键。
本发明再一方面还包括一种能有效降低使用者血液中胆固醇浓度的组合物，该组合物含有上文述及类型的与能抑制使用者肝脏合成胆固醇作用的物质（如Lovastatin）相混合的无毒聚合物。本文所用“使用者”一词是指生存的脊椎动物。
本发明的聚合物组合物除在螯合消化道中的胆汁酸及降低血液中胆固醇浓度等方面具有高效外，还具有其它效益，这可从使用本发明聚合物的过程中体现出来。例如，本发明的聚合物能以可口的方式取用，且使用时不会伴随有多种不良的副作用，而在使用现有技术中的聚合物时则会遇到这种问题。
如上所述，胆汁酸分子含有作为形成氢键的接受点的羟基。而且，胆汁酸分子还含有能形成离子键的基团。甘氨胆酸和甘氨脱氢胆酸的羧酸基团能离子化形成留在分子上的负价羧酸酯基（COO-）。而就牛磺胆酸和牛磺脱氧胆酸而言，这些酸都有与分子相连的能离子化形成负价磺酸酯基（SO-3）的-SO3H。
本发明的聚合物所含侧基具有能与上述胆汁酸分子的羟基受体形成氢键的第一活性点和能与胆汁酸分子的负价羧酸酯基和磺酸酯基形成离子键的第二活性点。使用线性聚合物所获得的结果特别好。
关于式1中说明的R2和R4至R10，“烃基”一词的含意是指芳基或含1至约20碳原子的线性、支化或环状脂基。这类基团的例子有烷基、环烷基、芳基、烷芳基和芳烷基。就本发明的目的而言，烷基包括在1-20碳原子之间的直链或支化烷基，含1-6个碳原子的烷基更佳，并称之为“低级”烷基;具体例子包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基和正己基。就本发明的目的而言，环烷基包括环状或二环状3-约10个碳原子的环;优选不超过约6个碳原子的环，并称之为“低级”环烷基;具体例子包括环戊基和环己基。就本发明的目的而言，芳基包括芳香烃如苯;烷基取代的芳烃（即烷芳基）如甲苯;芳基取代的烷烃（即芳烷基）如苄基;芳基取代的芳烃如联苯;以及稠环芳烃如萘、蒽和菲及它们的烷基化衍生物。本文所用的“含杂原子烃基”一词是指上述烃基还含有1至5个选自氮、氧或硫的杂原子的烃基。在含杂原子的烃基中所含杂原子可作为原子链的键连原子或作为连接链中某一原子的取代基;因此，杂原子可作为例如氨基（伯、仲或叔氨）、羟基、醚基或硫代基出现。
上述聚酰胺是其主链上联有带从酰胺氮上伸出的触角状侧基的酰胺基的聚合物，所述触角含有可离子化的氨基。这种氨基能与胆汁酸分子的负价羧酸酯基和/或磺酸酯基形成离子键。当式1中的“a”不为0时，所述触角还带有可极化的含氧、硫或氮的基团“A”，能与胆汁酸分子中的轴向羟基形成氢键。
聚酰胺可包含有与上述相同的“A”基团或两种或三种上述含氧、硫或氮基团的混合物。优选的“A”基团是低级烷基的氧烷基、硫烷基或氨烷基。
式1中的基团R1可以是氢或C1至C8烃基;优选的是氢或烷基，尤以低级烷基或氢为宜，最好是甲基或氢。由丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺单体单元构成的聚酰胺主链也是受欢迎的，因为这些单体是易于得到的。“C1-C8烃基”一词是指具有1至8个碳原子的线性或支化脂族烃、芳烃、烷芳基或芳烷基烃的基团。
同样，R2基也可是如上所述的氢、烃基或含杂原子的烃基;优选的是其R2为氢的聚酰胺，原因是它易于获得。
当“A”基团存在时，亦即a不为0时，每一单元“A”包含有一线性亚烷基部分或取代亚烷基部分，即（CHR4）b、（CHR5）c或（CHR6）d，各含1-约10个亚甲基或取代亚甲基单元。第一个“A”基团的亚烷基部分与酰胺的氮原子相连，最后一个“A”基团的杂原子与亚烷基部分R3的（CH2）e相接。这些亚烷基部分的例子包括亚甲基、亚乙基、正亚丙基、正亚丁基、正亚辛基和正亚癸基，其中每个碳可任意带有一烃取代基R4、R5和R6。如果R4、R5和R6不是氢，优选为低级烷基（如上所述）。
此外，每一单元“A”中，线性亚烷基或取代亚烷基部分与一氧、硫或氮原子相键连。在（A）a基内部，氧和硫原子将以醚键或硫醚键的形式出现。内部氮原子也将以仲胺或叔胺键的形式出现。
式1聚合物的侧基由如上所述能离子化并与胆汁酸分子的离子基团离子键合的含氮基团封端。
当端基是氨基时，较大比例的氨基（例如氨基总量的50-70%）实质上被质子化，其PH值一般为约7.2至约7.5。质子化的氨基是正价，能与胆汁酸的负价基团形成离子键。
当端基是季铵基时，这些基团总带正价，能与上述胆汁酸分子的负价基团形成离子键。
其中的R3是氨基时，则可为伯胺基（-NH2）、仲胺基或叔胺基。仲基或叔基的取代基可以是上述烃基或含杂原子的烃基。对叔基来说，取代基可以相同或不同。
当R3为季铵基，即时，取代基可为如上所述的烃基或含有杂原子的烃基。这些取代基可以相同或不同。例如，这些取代基可为环氧乙烷、2-甲基环氧乙烷、氮丙啶、2-甲基氮丙啶、硫杂丙环以及2-甲基硫杂丙环的齐聚物。优选的烃取代基为低级烷基以及环氧乙烷和氮丙啶的齐聚物，且取代基完全相同或不同。
式Ⅰ的末端R3基团的氮原子上也连接有一烃键接基团，它将季铵基的氨基上的氮原子与相邻侧基上的杂原子相连，例如，当“A”基团存在时，与氧原子、硫原子或氮原子相连;当“A”基团不存在时，与酰胺基的氮原子相连，烃连接基团为由1-6个亚甲基组成的烷基，亚甲基的数目由式Ⅰ的“e”表示。
如上所述，本发明范围之内的聚合物包括共聚物，它可由两种或多种单体的混合物聚合，且进一步包括其中具有侧基的主链碳原子小于聚合物主链总碳原子数的聚合物，或其中侧基不是式Ⅰ所述即不是侧基基团的聚合物，或这两种聚合物。这类共聚物可通过例如将含有式Ⅰ的结构的单体与一种或多种不同单体共聚而制得，其中该不同单体或者无侧基或者具有不同于的侧基或二者共存。优选的是本发明聚合物在其主链的约30%或30%以上的碳原子上具有侧基，更优选的是在约50%或50%以上的聚合物主链碳原子上具有该侧基。能够与含有式1结构的单体共聚的单体的例子包括：羟甲基异丁烯酰胺，羟甲基丙烯酰胺，甲基丙烯酸甲酯和其它甲基丙烯酸低级烷基酯，丙烯酸低级烷基酯，丙烯酰胺，异丁烯酰胺和烯烃，如乙烯和异丁烯。
本发明优选如下限定的聚合物：“a”为0-约5;当“a”不是0时，“A”为氧烷基;“b”为1-约5，R4为氢原子，或“A”为氨烷基，“d”为1-约5，且R6为氢;当“a”为0或1-约5时，则R1为氢或低级烷基，R2为氢或低级烷基，且R3的氮原子为被低级烷基所取代的叔胺或季铵基。优选的聚合物可溶于水或可形成胶态分散体。具有至少为约80，000道尔顿的分子量众数且不交联或很少交联。
本发明最优选的是如下限定的聚合物：“a”为0或1;当“a”为1时，“A”为氨烷基，“d”为1-约5，且R6为氢;当“a”为0或1时，R1为氢或甲基，R2为氢或甲基，R3的氮原子与“A”的氮原子或酰胺基的氮原子之间的连接基团为含3-约5个碳原子的直链亚烷基，优选的是正丙烯和正丁烯，且R3的氮原子为被两甲基所取代的叔胺。最优选的一类组分可溶于水、具有至少约为250，000的分子量众数且不交联或很少交联。
这里所用的术语“不交联或很少交联”指的是交联程度，及相应地，交联单体聚合为聚合物的程度为单体总重量的0-约0.5%。优选的是有0-约0.05%单体交联的聚合物，最优选的是无交联的聚合物。当交联程度大于约0.5%时，聚合物的粘度太大，从而给按本文所例举的方法制备聚合物带来困难。
式1聚合物中最优选的是二甲基氨基丙基异丁烯酰胺（DMAPMA）和二甲基氨丙基丙烯酰胺（DMAPA）的均聚物，它们具有如下结构式：
用于实施本发明的树脂的具体例子如下：
聚（氨基甲基丙烯酰胺）;
聚（氨基甲基异丁烯酰胺）;
聚（甲基氨基甲基丙烯酰胺）;
聚（甲基氨基甲基异丁烯酰胺）;
聚（二甲基氨基甲基丙烯酰胺）;
聚（二甲基氨基甲基异丁烯酰胺）;
聚（氨基乙基丙烯酰胺）;
聚（氨基乙基异丁烯酰胺）;
聚（甲基氨基乙基丙烯酰胺）;
聚（甲基氨基乙基异丁烯酰胺）;
聚（二甲基氨基乙基丙烯酰胺）;
聚（二甲基氨基乙基异丁烯酰胺）;
聚（氨基丙基丙烯酰胺）;
聚（氨基丙基异丁烯酰胺）;
聚（甲基氨基丙基丙烯酰胺）;
聚（甲基氨基丙基异丁烯酰胺）;
聚（二甲基氨基丙基丙烯酰胺）;
聚（二甲基氨基丙基异丁烯酰胺）;
聚（氨基丁基丙烯酰胺）;
聚（甲基氨基丁基丙烯酰胺）;
聚（二甲基氨基丁基丙烯酰胺）;
聚（氨基丁基异丁烯酰胺）;
聚（甲基氨基丁基异丁烯酰胺）;
聚（二甲基氨基丁基异丁烯酰胺）;
聚（氨基戊基丙烯酰胺）;
聚（甲基氨基戊基丙烯酰胺）;
聚（二甲基氨基戊基丙烯酰胺）;
聚（氨基戊基异丁烯酰胺）;
聚（甲基氨基戊基异丁烯酰胺）;
聚（二甲基氨基戊基异丁烯酰胺）;
（二甲基氨基丙基异丁烯酰胺）-（丙烯酰胺）共聚物;
（二甲基氨基丙基异丁烯酰胺）-（异丁烯酰胺）共聚物;
聚（1-氨基-3，6-二氮杂庚基丙烯酰胺）;和
聚（1-氨基-3，6-二氮杂庚基异丁烯酰胺）。
本发明的聚酰胺可用几种不同的方法制备。合成该产品时，最好避免聚合物有大量的交联。一些讫今已知的合成方法可用于制备本发明的聚合物。已知方法的例子是在美国专利4，359，540和4，382，853中公开的工业生产聚（二甲基氨基丙基异丁烯酰胺）。
在优选的方法中，合成应使单体以高转化率转化成聚合物且聚合产物应有至少约2.5×105道尔顿的分子量众数值（术语“分子量众数值”是指分子量不同的聚合物中，统计的聚合物链最可几的分子量）。由于聚合物尺寸较小时，可能倾向于在肠内膜吸收，这有诱发炎症之虞，因而优选分子量约50000道尔顿的聚合物约小于5wt%或更小。
出于治疗的目的，聚合物必须无毒性物质如对人体有毒性影响的单体化合物或低聚化合物。在聚合物合成时，借助高转化率可达到高纯度，但为了满足生理学上的使用必须在聚合后进行严格的纯化。为了治疗哺乳动物（包括人类）血胆固醇过多症，优选聚酰胺含不大于约1000ppm制备该聚合物的单体，更好为不大于约100ppm，再好为不大于约30ppm（重量）的单体。
一种制备本发明聚酰胺的常用方法是用合乎要求的低聚物“（A）”（可单独合成）处理适当的丙烯酸聚合物如聚（丙烯酰胺）或聚（异丁烯酰胺）。该低聚物“（A）”通过酰胺氮原子的羟甲基化，随后在酰胺的羟甲基基团上用低聚物末端的亲核试剂进行亲核取代经甲醛接到酰胺氮上。借助这种方法，甲醛可用于将所需的触角接到聚酰胺的主链上。这样的经酰胺氮将触角接到线形聚合物主链上的化学方法属于本发明的范围。
另外，适当活性和结构的酰胺可在本方法最后一步聚合。这一技术通常是优选的，因为在最后一步进行聚合反应时能够获得高转化率的纯产物。因此在本发明范围内合成各种聚酰胺可以从制备适当的单体开始。
一些丙烯酰胺用于实施本发明特别有吸引力，因为它们可以商购且它们的聚合可得到性能较好的聚酰胺。例如二甲基氨基丙基丙烯酰胺和二甲基氨基丙基异丁烯酰胺可商购且在自由基引发剂存在下聚合分别得到高分子量的聚（二甲基氨基丙基丙烯酰胺）和聚（二甲基氨基丙基异丁烯酰胺），且单体高转化率转化成聚合物。这些聚合物（分别为聚（DMAPA）和聚（DMAPMA）是目前在本发明中特别优选的聚酰胺。
本发明的树脂可以游离碱或酸成盐的形式使用，最好以药用盐形式使用，即以药用剂量使用时，该盐的阴离子对所涉及生物体无毒性，使得游离碱固有的有利的药理学性质不受阴离子副作用的破坏。所有这些使用形式都属于本发明范围。这些树脂或其盐或其碱以其本身或以包含药用载体的药物组合物形式使用，以治疗哺乳动物（包括人）。
因为本发明树脂其游离碱倾向于从胃中除去氯离子，导致所治疗动物体内电解质失调，因而树脂部分转化为氯化物盐是所希望的。作为例子优选的聚（二甲基氨基丙基异丁烯酰胺）的形式是盐，其中85%的胺位通过盐酸部分中和转化为氯化物，而15%的胺位仍维持游离碱形式。这个部分中和的树脂的1-3%的水溶液PH是6.5-7.5，而游离碱树脂本身的PH为10.5。这个配方在三种不同动物：狗、猴子和大鼠实验表明即使在剂量高达600mg/kg/天时，对血清电解质值基本没有影响。
虽然优选树脂药用盐，但所有加成盐都可作为游离碱形式的来源，甚至作为中间产品的个别盐本身也满足这一要求，如当仅仅为了纯化和鉴定时生成的盐或当其用作通过离子交换方法制备药用盐时的中间产物。
用于实施本发明的化合物的药用盐包括如衍生自下列酸的盐：无机酸如盐酸、硫酸、磷酸和氨基磺酸和有机酸如乙酸、柠檬酸、乳酸、酒石酸、马来酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、环己基氨基磺酸、奎尼酸等。
本发明树脂的酸加成盐即可通过将游离碱溶解在含水或含水-乙酸溶液或其它合适的含适当酸的溶剂中，通过蒸发该溶液分离出盐;也可以使游离碱与一种酸在有机溶剂中反应，在这种情况下，可直接分离出盐或通过浓缩该溶液得盐。
上述的聚酰胺是特别有吸引力的胆汁酸多价螯合剂。优选的这些聚酰胺比聚多价螯合剂（如在已有技术中描述的消胆胺和降胆宁）效果好3-6倍，因而，这些化合物的有效治疗剂量也相应降低，再者这类聚酰胺相对更易溶于水，这一点使其对病人的服用更方便。
下面的解释不是为限制，本发明聚合物，包括上述的聚酰胺被认为比已知的树脂更有效，这是由于联到该聚合物的主链上的类似触角的线形链的开放性和柔性及键合部位（包括氢键合部位和离子键合部位）的易接近性的缘故。本发明聚合物的几何形状使胆汁酸阴离子也更容易被其周围的水合壳层进入和接纳。此外，在柔性接触角上的键合部位的易接近性使得胆汁酸阴离子在这些部位与在肠内存在的较小的Cl-、HCO-3、HSO-4和HPO-3等阴离子竞争时更有效。
本发明聚合物用于治疗的最适宜剂量依服用方式、所选择的具体聚合物和所治疗的使用者的生理特征而变化。根据利用狗作的生理研究，治疗人的剂量通常约2-125mg/kg体重/天或0.2-10g/天左右。更常用的剂量是约35-50mg/kg体重/天或3-4g/天左右。本发明的聚合物不是从消化道吸收到血液或淋巴浆中，因此对哺乳动物毒性很低或无毒性作用。
本发明聚合物可以任一适宜的方式服用。因为它们在消化道发生作用，所以推荐口服。这些聚合物也可以各种形式摄入包括纯粹形式摄入或与药用载体一起制成治疗剂服用。聚合物的治疗有效量将依制剂类型而变化，一般为100mg-10gm/单体剂量。
在一定程度上，本发明的聚合物是水可溶的，药用稀释剂、载体或赋形剂，该赋形剂与聚合物一起混合以制备治剂包括一些不同的食物类型像植物产品如植物汁和甜植物，果品如果汁、苹果酱和甜果品及谷类制食品等。这些聚合物基本上是无味的且这样的食品是优选的药用载体。
然而，一些通常的药物制剂也可使用，制成片剂、胶囊、糖浆、酏剂和悬浮液使用也很有效。在片剂中单体剂量达1g是适宜的。
本发明的聚合物也可与其它的旨在降低血液中的胆固醇值的疗法一起混合使用。优选的是本发明聚合物与一种有效地抑制使用者的肝中胆固醇合成的药物一起使用。当使用任一可得到的有这样特性的药物时，优选的一种药物是通过抑制HMG辅酶A还原酶而有效地抑制肝内胆固醇的生成。对于该目的特别优选的药物是Lovastatin（如参见U.S.4，231，938）。可使用的其它类型药物的例子是simvastatin和prevastatin（如分别参见美国专利4，444，784和4，346，227）。其它类型的抑制肝内生物合成胆固醇的抑制制也可与本发明聚合物一起使用。
本发明聚合物与上述类型的胆固醇抑制药物可以分阶段治疗使用或以含上述抑制药物的组合物形式使用。虽然含有该组合物的组分的量可以在很宽范围内变化，但对于治疗血胆固醇过多症有较宽使用性的组合物被认为是含有约95-99.5wt%的本发明聚合物和约0.5-5wt%胆固醇抑制药物。优选的组合物是含约97-98.5wt.%的本发明的聚合物和约1.5-3wt%的胆固醇抑制药物。这样组合物的剂量可以是约0.5-4.5g/天，优选约1-2g/天。
下面的实施例是对实施本发明的解释。除非另有说明，所有百分数和比值皆用重量表示，所有使用的试剂都是优质商品。
实施例1-22
这些实施例用来说明在不同条件下制备本发明的聚（二甲基氨基丙基异丁烯酰胺）聚合物。
将溶于700.0g（4.111mole）二甲基氨基丙基异丁烯酰胺（DMAPMA）单体中的1.2254g（4.9337×10-3mole）Vazo52引发剂[2，2′-偶氮（2，4-二甲基戊腈）]形成的混合物倾到五升四颈圆底玻璃烧瓶中，Vazo52引发剂与单体摩尔比为1.2×10-3-1。向烧瓶中加入2800g（155.4mole）的去离子水。烧瓶装有加热包，它接到控制时间-温度分布曲线的微机上;搅拌器;对温度敏感的热敏电阻;冷却水（2℃）冷却的冷凝器;氮气进口（鼓入氮气以除去系统中的氧气）;用橡胶塞堵住的取样口，经过该口用大针孔注射器进行取样。连到微机上的热敏电阻输出的温度输入到微机中。搅拌速度定在65-100rpm后，开始搅拌。氮气经烧结多孔玻璃鼓泡管以1.10升/分的流速通过液体2小时，以对液体和气体周围进行完全脱氧合作用。在聚合阶段氮气流速降为0.2升/分，以使得在脱氧合阶段反应体积循环量为0.220升/分而在聚合阶段为0.040升/分。
用上述的方法，通过下述的改变反应参数和进行22次DMAPMA聚合制备22种不同的树脂。微机程序控制将反应混合物从环境温度加热到反应混合物进行反应的温度。如下表1所示某一具体的速度是预先设定的每分钟上升摄氏度数。这样的速度称为“上升速度”。下表1表明了每一个聚合反应中的上升速度、混合物进行聚合的温度和加热反应混合物的时间（从达到聚合的温度始至冷却混合物至环境温度止）。
在25℃下，20%聚合物水溶液的粘度为约6000-12000厘泊。用这种方法制成的最终产品的性能列于表1。表头项内“转化率%”表示单体转化为聚合物的转化百分数。
表1
DMAEMA聚合物及性能
从上表1可以看出，聚（DMAPMA）树脂的分子量众数值在约2.3×105-4.4×105道尔顿之间。分子大小分布是较宽的且聚合分散度值（Mw/Mn）在约2.9-4.0之间变化。在52℃下经约100小时后单体转化为聚合物的理论转化率达97-98%（用毛细管-GLC测量值估定）。
为了降低仍留在聚合物中的单体的量，加入去离子水将该聚合物溶液浓度从约20%稀释到约5%。然后稀释溶液经过一个超过滤设备。超过滤后单体含量从约25000-30000ppm降到了低于约1000ppm、超过滤步骤也可用以提供一种聚合物组合物，其中含有分子量为50000道尔顿或更小的聚合物约小于5wt.%。
这些聚合物可用下列任一方法有效地脱水得白色粉末：转鼓式干燥、喷雾干燥或冷冻干燥。在动物喂养研究中下述的大多数物质在转鼓干燥器上脱水，但冷冻干燥物质有着最令人满意的质量，因而冷冻干燥是优选的方法。脱水聚合物粉末湿含量为约0-6wt.%。
实施例23和24
这些实施例解释附加的聚（二甲基氨基丙基异丁烯酰胺）样品的制备。
如实施例1所述，按照类似的方法进行6次五升的DMAPMA聚合反应，区别在于引发剂、聚合温度曲线和含水相。Vazo67引发剂（2，2′-偶氮（2-甲基丁腈））代替Vazo52，引发剂与单体的摩尔比同上仍为1.2×10-3。反应温度曲线为1℃/分钟，从25-70℃，70℃时维持4小时，以1℃/分升温至95℃，在95℃维持4小时。含水相是用由4.0wt.%氯化钠和1.33wt.%Triton X-405表面活性剂组成的去离子水溶液代替单一的去离子水。用所述的温度-时间曲线，总的反应时间是9.17小时，这时单体向聚合物的转化率近似于90%的理论值。测量的转化率和分子尺寸特征给出在表2，其中所述6批树脂分别以实施例23-A、-B、-C和实施例24-A、-B、-C表示。3批五升的“23”被合并成一个总的产品在此称为“实施例23”，3批五升的“24”被合并成一个总的产品在此称为“实施例24”。几批合并后用超过滤除去单体和低分子量低聚物，随后浓缩并在转鼓干燥器上脱水，提供一种深褐色的粉末用于效率的评估。
表2实施例的每一个聚合组合物都可以用超过滤辅助处理以进一步降低分子量聚合物的含量，即使其含有分子量为50000道尔顿的聚合物约小于5wt.%或更小。
实施例25
该实施例说明本发明聚（二甲基氨基丙基异丁烯酰胺）聚合物的另一种制备方法。
按与实施例所述的类似方法，在52℃下，用0.396g（2.5347×10-3mole）2，2′-偶氮（2，4-二甲基戊腈）引发剂与330.0g（2.112mole）DMAPA反应101小时，将DMAPA单体转化成其聚合物。聚合反应是在装有溶于1320.0g（73.271mole）去离子水中的20%（重量）的单体水溶液的2升四颈圆底烧瓶中进行的。如实施例1在环境温度下，鼓入氮气2小时以除去液体中的氧气，氮气流速为0.44升/分搅拌速度约为60rpm。在聚合阶段，氮气流速降为0.08升/分，使得在脱氧合阶段反应器的体积循环量为0.220升/分而在聚合阶段为0.04升/分。温度曲线由实施例1所述的微机按如下方式控制：在4.5小时内以0.1℃/分将温度由25℃加热到52℃并在52±1℃下恒温101小时。将聚合组分的水溶液冷却到环境温度并评估分子量和单体向聚合物的转化率。转化率为94.6%，分子量分布实测值如下：
分子量大小
范围 35000-2409000
分子量众数值 127876
Mn 56900
Mw 162500
Mw/Mn 2.86
分子量＜50000 20.5wt.%
实施例25的聚合物组合物可以进一步用超过滤处理，以进一步降低低分子量聚合物的含量，使其分子量为50000道尔顿或更小的聚合物的含量约小于5wt.%。
实施例26
本实施例说明本发明聚合物降低使用者的血浆胆固醇值的效率。
为了评估本发明树脂降低血浆胆固醇值方面的效率，将树脂试样在警犬的体内实验评估。每一个体重10-13kg的警犬被喂以树脂与半合成的低胆固醇饮食的混合物（如下所述）。每天喂一次。对每一条犬在喂以无胆汁多价螯合剂的半合成饮食6个月前测量其正常的血浆胆固醇值，同时每周测量二次血样中血浆胆固醇值。血样在星期二和星期四取。对每一条狗跟踪实验6个月后，将消胆胺（作为比较）以3g，6g和12g与每日的饮食混合对每一条狗连续服用四周，以确定对剂量作用大小的反应。在跟踪实验确定了对消胆胺剂量反应后，使狗每天服用12g消胆胺直到用本发明的树脂试样取代为止。该树脂试样的剂量以每天3g或6g服用，监测血浆胆固醇值21天。
对于更有效的药物，血浆胆固醇值下降和维持在同样低的值。对于效果较差的药物，血浆胆固醇值增加且维持在同一较高的血浆浓度值上。达到不变的浓度与每天服用12g消胆胺有关，效率因子按下列公式计算：
效率因子＝（ (N-B)/(N-A) ）（ 12/(X) ）
式中N为在喂以无胆汁酸多价螯合剂的半合成饮食时血浆胆固醇值（mg/dl）
A为在喂以每天掺有12g消胆胺的半合成饮食情况下血浆胆固醇值（mg/dl）
B为在喂以每天掺入X克本发明树脂的半合成饮食下，血浆胆固醇值（mg/dl）
下表3将从喂食研究测量值及效率因子计算值一道给出。效率因子越高，表明树脂试样比每天服用12g消胆胺药效越好。效率因子为1表明比较试样与消胆胺等效，效率因子为5表明，在降低血浆胆固醇方面比较试样以1/5的剂量就等效于每天服用12g消胆胺。
半合成食品饮食组分如下及对狗的喂入量（每条狗每天200-300g）使其体重保持稳定
半合成饮食组分
1.除去酪蛋白的维生素 32.01%
2.葡萄糖 43.14%
3.猪油 12.42%
4.鳕鱼肝油 2.39%
5.磷酸钙 2.72%
6.纤维素粉 4.92%
7.Hegsted盐和维生素
14号混合物 2.39
从狗的喂养研究中测量的结果列于表3。
从上面实施例可以看出，本发明聚合物可作为控制哺乳动物血液胆固醇值的有效治剂。
实施例27
本实施例说明本发明聚合物的制备，该聚合物终止于季铵基团。
在400升的反应器中按比例放大实施例1的反应剂比例制备聚（DMAPMA）。将反应混合物以约0.5℃/分速度加热到52℃并在该温度下维持90小时。然后将混合物冷却。所得聚合物的分子量众数值是327000道尔顿，Mw/Mn比值为3.70，单体向聚合物的转化率为96.01%，含分子量小于50000的物料的百分数是5.29%。将聚（DMAPMA）通过一个超过滤设备（置换10次）将其纯化，并将其稀释成含本实施例制备的聚合物即聚（DMAPMA）4.75%的水溶液。聚（DMAPMA）含有小于50ppm残余单体。
将1831.1g聚（DMAPMA）水溶液试样加到2升的不锈钢帕尔高压釜中，该釜装有温度传感器和两个用针阀堵塞的孔。将压力釜密封，以100rpm的速度搅拌溶液同时将其以0.75℃/分速度加热到60℃。当高压釜内物料在60℃下平衡后，经针阀将加压氯代甲烷鼓入到高压釜中，直到高压釜内树脂压力达380kPa为止。在380-210kPa下使溶液与氯代甲烷反应，补充加入氯代甲烷以补偿降压，直到加入氯代甲烷的重量与其同聚（DMAPMA）反应的理论量相等为止。当这些量的氯化甲烷加毕后，让高压釜内的物料发生反应直到压力降至0为止，总的反应时间为40小时，加入氯代甲烷的总量为26.0g或0.515mole。对反应后的高压釜内的物料进行氯气分析表明初始的聚（DMAPMA）已有82.41%转化为季铵形式。聚合物产品的性能列于下表4：
表4a
分子量小于50000 1.71±0.03
的聚合物百分数
分子量众数值 553000±1000
数均分子量（Mn） 280233±4143
重均分子量（Mw） 731867±7257
Z均分子量（Mz） 1432667±32331
Mw/Mn 2.61±0.03
表4b
元素分析
元素 测定值 理论值
%C 53.30 54.41
%H 9.56 9.588
%N 12.03 12.691
%O 10.91 7.248
%cl 13.79 16.06
实施例28
本实施例介绍的是制备本发明的另一种聚合物，即聚（DMAPMA）的氧化胺衍生物。该衍生物具有如下的末端含氮基团：
将3000.7克（0.8370当量氨基）的实例27的聚（DMAPMA）水溶液加入到装有搅拌器、冷凝器、温度探测器及液体入口的容量为5升的4颈圆底烧瓶中。以155rpm的速度搅拌该溶液，同时于室温下在90分钟内滴加95.05克30%过氧化氢水溶液（0.8383mole），将该混合物于室温下搅拌2小时，然后在2小时内将其加热至40℃并于40℃维持2小时，所得聚合产物的红外光谱表明已基本完成向胺氧化物的转化。对聚合物产物的性质进行了测定，其结果示于下面的表5。
表5a
分子量低于50，000
的聚合物的百分数：3.52
分子量众数：373000
数均分子量（Mn）：187100
重均分子量（Mw）：487900
Z-均分子量（Mz）：926700
Mw/Mn 2.61
表5b
元素分析
元素 测定量 理论值
%C 55.21 58.04
%H 9.66 9.74
%N 13.97 15.04
%O 19.59 17.18
实施例29
本实施例说明了本发明的低分子量聚（DMAPMA）聚合物的制备方法，该聚合物的分子量众数约为80，000道尔顿。
将100.69克DMAPMA单体加入500ml烧瓶并搅拌加入1.8389克（7.4×10-3mole）2，2-偶氮二（2，4-二甲基戊腈）引发剂，从而制备出单体溶液。另向一装有搅拌器、冷凝器、温度探测器及用于氮气喷射及液体加料的入口的2升4颈圆底烧瓶中加入450.10克DMAPMA单体，并向其中搅拌加入975.6克去离子水。向500ml的烧瓶及反应瓶中喷射氮气，其喷射量至少为烧瓶容量的10倍，并将两个烧瓶中的内容物维持在正氮气压力下。以1℃/分钟的速度将反应烧瓶中的内容物加热至88℃并维持在这一温度。然后将引发剂溶液全部从500ml烧瓶中迅速转移至反应瓶中。引发剂加入之后将反应瓶中的内容物于88℃维持15分钟，然后在冰浴中冷却至52℃，在该温度下维持20小时后再冷却。测定聚（DMAPMA）的性质，其结果示于表6。
表6
分子量小于50，000
的聚合物的百分数 33.28±0.83
分子量众数：76000
数均分子量（Mn）：42000
重均分子量（Mw）：141000
Z-均分子量（Mz）：485000
Mw/Mn：3.40
由单体向聚合物的转化率：73.56%
实施例30
本实施例说明由二甲基氨基己基甲基丙烯酰胺（DMAHMA制备本发明聚合物的方法。该方法需要两部分反应，首先由二甲基氨基己胺制备DMAHMA，然后聚合DMAHMA。
向装有冷凝器及液体加料口的100ml圆底烧瓶中加入14.53克异丁烯酰氯（纯度为90%，0.1251mole异丁烯酰氯）。用10倍于烧瓶容积的氮气吹扫烧瓶，然后在搅拌条件下向烧瓶内容物中滴加16.40克二甲基氨己胺（DMAHA;纯度95%，0.1080mole DMAHA），在加料过程中，通过在冰浴中冷却及调节DMAHA的加入速度将温度维持在20-25℃。放热中止后可认为反应已经完全。然后打开烧瓶，将其内容物与30.8克去离子水混合;所产生的单体混合物含有43.53%DMAHMA盐酸盐。
用于聚合的反应器为250ml三颈圆底烧瓶，它装有搅拌器、温度探测器、冷凝器及喷气口。向该烧瓶中加入20.83克上面制备的DMAHMA盐酸盐混合物（0.08373mole DMAHMA单体）及0.1003克2，2-偶氮二（2，4-二甲基戊腈）引发剂。加入去离子水以将混合物稀释成20%的固含量，并用50%氢氧化钠水溶液将混合物的PH值调至8.5。用10倍于烧瓶容积的氮气吹扫烧瓶，并在整个反应过程中将烧瓶维持在正氮气压力下，以1℃/分钟的速度将烧瓶内容物加热至60℃，并维持这一温度20小时。对产生的聚合物溶液进行超滤。未处理过的聚合物和经过超滤处理的聚合物的分子大小参数分别示于表7和表8：
表7
未经过处理的聚（DMAHMA）
分子量小于50，000
的聚合物的百分数：16.22±0.46
分子量众数：191000±3606
数均分子量（Mn）：80953±1652
重均分子量（Mw）：308867±49533
Z-均分子量（Mz）：755100±153725
Mw/Mn：3.81±0.57
表8
经过超滤处理的聚（DMAHMA）
分子量小于50，000
的聚合物百分数：17.23±0.69
分子量众数：189667±577
数均分子量（Mn）：75107±5299
重均分子量（Mw）：273367±3177
Z-均分子量（Mz） 681167±4631
Mw/Mn：3.65±0.22
实施例31
本实施例说明由以0.05mole%亚乙基双（丙烯酰胺）交联的DMAPMA单体制备的本发明的轻度交联聚合物的制法。
将0.2224克（1.32×10-3mole）亚乙基双（丙烯酰胺）交联剂加入到装有搅拌器、冷凝器、温度探测器及气体和液体加料入口的250ml四颈圆底烧瓶中。通过搅拌将交联剂溶于51.83克DMAPMA。
将3.1436克（1.27×10-2mole）2，2-偶氮二（2，4-二甲基戊腈）引发剂加入装有搅拌器、冷凝器、温度探测器及气体和液体进料口的2升四颈圆底烧瓶中。向其中加入423.1克DMAPMA单体;将混合物搅拌45分钟以溶解引发剂。然后向烧瓶中加入1029.0克去离子水。
用至少10倍于烧瓶容积的氮气吹扫两个烧瓶，并在整个反应过程中将反应瓶保持在轻度正氮气压力下。以1℃/分钟的速度将2升烧瓶的内容物从25℃加热至60℃并维持这一温度。立即开始以约0.13ml/分钟的速度从250ml烧瓶中向2升烧瓶中加入交联剂溶剂，并持续6.7小时，将该反应于60℃继续进行，从交联剂的加入开始共持续20小时。所加DMAPMA总量表示为2.657mole纯DMAPMA，亚乙基双（丙烯酰胺）为1.32×10-3摩尔。测定所产生的交联聚（DMAPMA）的性质，其结果示于表9。
表9
实际交联剂百分数：0.0497
分子量小于50，000
的聚合物百分数：9.81±0.19
分子量众数：255667±577
数均分子量（Mn）：110300±2646
重均分子量（Mw）：340267±5345
Z-均分子量（Mz）：713967±30974
Mw/Mn：3.09±0.03
实施例32
本实施例说明由以0.5mole%亚乙基双（丙烯酰胺）交联的DMAPMA单体制备的本发明轻度交联聚合物的制法。
使用实例31的设备及方法，不同之处在于：用2.2214克（1.32×10-2mole）亚乙基双（丙烯酰胺）和101.79克DMAPMA单体制备引发剂溶液，且加入到2升反应瓶中的DMAPMA单体的量为423.5克;DMAPMA的总量为2.939mole纯DMAPMA单体。经过20小时的反应期后观察到反应瓶中的内容物出现胶凝，因此用450克去离子水对其进行稀释，再加热至60℃，以有利于将其从烧瓶中取出。反应混合物最后用去离子水稀释为15.67%固含量。测定聚合物的性质，所得结果示于表10。
表10
实际交联剂百分数：0.449
分子量大于50，000 8.79±0.06
的聚合物百分数：
分子量众数：304000
数均分子量（Mn）：131700±2650
重均分子量（Mw）：778366±1069
Z-均分子量（Mz）：2624333±29501
Mw/Mn：5.91±0.14