PL205127B1 - Wodna biodegradowalna polimerowa kompozycja dostarczania leków i sposób zwiększania rozpuszczalności leku - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wodna biodegradowalna polimerowa kompozycja dostarczania leków i sposób zwiększania rozpuszczalności leku. Rozpuszczalne w wodzie, małocząsteczkowe, wrażliwe na podwyższoną temperaturę, biodegradowalne blokowe kopolimery zawierające co najmniej 50% wagowych bloków hydrofobowych mają zastosowanie do pozajelitowego, ocznego, miejscowego, przezskórnego, dopochwowego, policzkowego, przezśluzówkowego, płucnego, przezcewkowego, odbytniczego, nosowego, doustnego lub auralnego podawania leków. Wynalazek ten umożliwia zastosowanie wrażliwych na podwyższoną temperaturę, biodegradowalnych trójblokowych kopolimerów na podstawie biodegradowalnych bloków poliestrowych i bloków poli(glikolu etylenowego) (PEG), które poniżej opisano szczegółowo. Układ opiera się na odkryciu, że tylko podgrupa takich stosunkowo małocząsteczkowych blokowych kopolimerów o stosunkowo dużej zawartości silnie hydrofobowego blokowego polimeru może istnieć w postaci klarownych roztworów w wodzie w temperaturze od 5°C do 25°C, ale jeśli ich temperaturę podnieść do temperatury w pobliżu temperatury ciała (dla ludzi - zwykle do temperatury 37°C), to ulegają one samorzutnemu oddział ywaniu z utworzeniem pół stał ych hydrożeli (to jest żeli, które zawierają dużą ilość wody zamkniętej w sieci żelu) i przy tym są zasadniczo nierozpuszczalne w wodzie.

Ostatnio opracowano wiele leków peptydowych i białkowych skutecznych w różnych zastosowaniach terapeutycznych dzięki postępom w dziedzinie technologii rekombinacyjnego DNA i tym podobnych. Jednak polipeptydy lub białka o dużym ciężarze cząsteczkowym, degradowane przez enzymy przewodu żołądkowo-jelitowego i o krótkim półokresie trwania w ciele są ograniczone tylko do podawania pozajelitowego takimi sposobami, jak zastrzyki dożylne lub domięśniowe i podskórne. Wiele leków peptydowych ma ograniczoną rozpuszczalność i/lub stabilność w zwykłych ciekłych nośnikach i dlatego trudne jest przygotowywanie i podawanie ich kompozycji. Ponadto w wielu przypadkach konieczne jest ich wielokrotne podawanie dla uzyskania pożądanego efektu terapeutycznego w ciągu dłuższego czasu. Długotrwałe kontrolowane podawanie takich polipeptydów lub białek ma zasadnicze znaczenie dla praktycznego stosowania tych sposobów leczenia i wykorzystania leków według najnowszej technologii. Inną trudnością jest podatność chorego. Często trudno jest uzyskać ze strony chorego przestrzegania ustalonego reżimu leczenia, zwłaszcza, jeśli recepta dotyczy przewlekłego zaburzenia, a lek wywiera silne działania uboczne. Dlatego bardzo pożądane jest dysponowanie układem dostarczania leków, zwłaszcza leków polipeptydowych i białkowych, o regulowanej szybkości przedłużonego uwalniania bez wymienionych trudności dla uzyskania najlepszej skuteczności leczenia, ograniczenia efektów ubocznych i toksyczności oraz zwiększenia w ten sposób skuteczności działania leku i poprawy podatności chorego.

Urządzenia polimerowe i postacie dawkowania zawierające lek są badane w długotrwałym leczeniu różnych chorób. Ważną właściwością polimeru jest jego biodegradowalność, to znaczy, że polimer może ulegać rozkładowi i degradacji w ciele na nietoksyczne składniki równocześnie z uwalnianiem leku albo po jego uwolnieniu. Ponadto, techniki, procedury, rozpuszczalniki i inne dodatki stosowane do wytwarzania urządzenia i do obciążenia leku powinny dawać postacie dawkowania bezpieczne dla chorego, ograniczać do minimum podrażnienie otaczającej tkanki i dawać zgodne środowisko leku. Obecnie biodegradowalne wszczepialne urządzenia regulowanego uwalniania wytwarza się ze stałych polimerów, takich jak poli(kwas glikolowy), poli(kwas mlekowy) lub kopolimery kwasu glikolowego i mlekowego. Z powodu hydrofobowych właściwości tych polimerów obciążanie lekiem i wyrób urządzeń z zastosowaniem tych materiałów wymaga użycia rozpuszczalników organicznych, na przykład chlorku metylenu, chloroformu, kwasu octowego lub dimetyloformamidu. Z powodu toksycznych właściwości niektórych rozpuszczalników konieczne jest zwykle dokładne suszenie po sposobie w celu usunięcia nadmiaru rozpuszczalnika. W większości przypadków końcowe urządzenie polimerowe wytwarza się w postaci określonego stałego kształtu (na przykład kuli, płyty lub pręta) wymagającego zastosowania procedury wszczepiania, która często powoduje uraz tkanki.

Obecnie znane są nieliczne syntetyczne lub naturalne materiały polimerowe, które można stosować do kontrolowanego dostarczania leków, włącznie z lekami peptydowymi i białkowymi, ze względu na ostre przepisy dotyczące wymagań zgodności, takie jak zgodności biologicznej, które mają jasno określoną drogę degradacji i bezpieczeństwo produktów degradacji. Najdokładniej zbadanymi spośród opracowanych biodegradowalnych polimerów pod względem dostępnych danych toksykologicznych i klinicznych są alifatyczne poli(kwasy α-hydroksylowe), jak poli(kwas D,L- lub L-mlekowy) (PLA) i poli(kwas glikolowy) (PGA) oraz ich kopolimery (PLGA). Polimery te są produkowane

PL 205 127 B1 przemysłowo i są stosowane obecnie jako bioresorbowalne materiały do szycia. Aprobowany przez FDA układ kontrolowanego uwalniania octanu leuprolidu - Lupron™ także opiera się na kopolimerach PLGA. Lupron Depot™ składa się z wstrzykiwalnych mikrokulek, które uwalniają octan leuprolidu w ciągu długiego czasu (na przykład w cią gu około 30 dni) w leczeniu raka prostaty. Na podstawie tej historii stosowania wybrano kopolimery PLGA jako materiały dla wstępnego opracowania układów leków z kontrolowanym dostarczaniem przy użyciu biodegradowalnego nośnika.

Jakkolwiek uzyskano pewne ograniczone wyniki, to polimery te stwarzają trudności związane z ich wł aś ciwoś ciami fizykochemicznymi i ze sposobami wytwarzania. Hydrofilowe makroczą steczki, takie jak polipeptydy, nie mogą z łatwością dyfundować przez hydrofobowe matryce lub membrany polilaktydów. Obciążanie lekiem i produkcja urządzeń przy użyciu PLA i PLGA często wymaga zastosowania toksycznych rozpuszczalników organicznych, a stałe postacie dawkowania mogą powodować mechaniczne podrażnienia tkanki.

A.S. Sawhney i J.A. Hubbell, J. Biomed. Mat. Res., 24, 1197-1411 (1990), otrzymali terpolimery

D,L-laktydu, glikolidu i ε-kaprolaktonu, które ulegają szybkiej degradacji in vitro. Na przykład terpolimerowa kompozycja 60% wagowych glikolidu, 30% wagowych laktydu i 10% wagowych ε-kaprolaktonu miała 17-dniowy półokres trwania. Hydrofilowość materiału poprawiono przez kopolimeryzację z poloksamerowym surfaktantem Pluronic F-68. Tym poloksamerem był kopolimer zawierający 80% wagowych stosunkowo hydrofobowego bloku poli(tlenku propylenu) i 20% wagowych hydrofilowego bloku poli(tlenku etylenu). Kopolimeryzacja z poloksamerem dała materiał bardziej wytrzymały i częściowo krystaliczny, który był mechanicznie stabilny w temperaturze fizjologicznej (na przykład w temperaturze 37°C) w wodzie. Półokres trwania tego kopolimeru był nieznacznie większy niż polimeru wyjściowego. Jednak wiadomo, że poloksamerowe środki powierzchniowo-czynne nie są biodegradowalne.

Najlepszy materiał do zastosowania jako wstrzykiwalne lub wszczepialne urządzenie polimerowe dostarczania leków powinien być biodegradowalny, zgodny z lekami hydrofilowymi lub hydrofobowymi i możliwy do wytwarzania przy użyciu prostych i bezpiecznych rozpuszczalników, takich jak woda i powinien nie wymagać dodatkowej polimeryzacji lub innych reakcji tworzenia wiązań kowalencyjnych po podawaniu.

Układem, który może być wytwarzany w roztworze wodnym, jest klasa wymienionych powyżej blokowych kopolimerów o nazwie handlowej Pluronic™. Te kopolimery składają się z dwóch różnych bloków polimerowych, to jest z hydrofilowych bloków poli(tlenku etylenu) i z hydrofobowych bloków poli(tlenku propylenu) tworzących trójblokowy poli(tlenek etylenu)-poli(tlenek propylenu)-poli(tlenek etylenu). Te trójblokowe kopolimery absorbują wodę z wytworzeniem żelów, które wykazują właściwości odwracalnego żelowania termicznego. Jednak układ Pluronic™ nie jest biodegradowalny i właściwości tego żelu (żel rozpuszczalny w wodzie) i kinetyka uwalniania leku (bardzo duża szybkość) z tych żeli okazały się niekorzystne i wymagają zasadniczej poprawy.

Bardzo potrzebne są hydrofilowe materiały biodegradowalne, które można by stosować do włączania rozpuszczalnych w wodzie polipeptydowych leków w roztworze. A.S.Sawhney i inni, Macromolecules, t. 26, nr 4, 581-589 (1993) otrzymali makromery mające środkowy blok poli(glikolu etylenowego) przedłużony oligomerami kwasów α-hydroksylowych, takich jak oligo(kwas D,L-mlekowy) lub oligo(kwas glikolowy) i zakończony grupami akrylanowymi. Przy zastosowaniu nietoksycznych fotoinicjatorów można te makromery szybko polimeryzować przy użyciu widzialnego światła. Z powodu wielofunkcyjności tych makromerów podczas polimeryzacji otrzymuje się usieciowane żele. W wyniku hydrolizy obszary oligo(kwasu α-hydroksylowego) w żelu ulegają degradacji do poli(glikolu etylenowego), kwasu α-hydroksylowego i oligo(kwasu akrylowego) i szybkości ich degradacji można nastawiać od poniżej jednego dnia do 4 miesięcy przez odpowiedni wybór oligo(kwasu α-hydroksylowego). Jednak w tym układzie stosuje się fotoinicjator jako dodatkowy składnik, a także dodatkową reakcję fotosieciowania z utworzeniem wiązania kowalencyjnego. Różne właściwości użytkowe dla różnych osób mogą wynikać z indywidualnych różnic w grubości skóry i jej nieprzejrzystości.

Okada i inni, patent japoński nr 2-78629 (1990), otrzymali materiały biodegradowalnych blokowych kopolimerów przez transestryfikację poli(kwasu mlekowego) (PAL) lub poli(kwasu mlekowego)/kwasu glikolowego (PLGA) i poli(glikolu etylenowego) (PEG). Ciężar cząsteczkowy PLGA był w zakresie od 400 do 5000 i PEG w zakresie od 200 do 2000. Mieszaninę ogrzewano w temperaturze od 100°C do 250°C w ciągu od 1 h do 20 h w atmosferze azotu. Produkt był mieszalny z wodą i tworzył hydrożel, który strącał się powyżej temperatury pokojowej. Innymi słowy, rozpuszczalność w wodzie i oddziaływania między łańcuchami polimeru zmieniały się ze zmianą temperatury. Polimer

PL 205 127 B1 ten był podobny do polimerów opisanych w omówionych poniżej patentach Churchilla i był stosowany jako wodna suspensja lub prasowany w postaci stałego bloku do wszczepiania. Brak informacji, czy polimer wykazywał właściwości odwracalnego żelowania termicznego i czy powinien być wstrzykiwany w postaci roztworu zamiast koloidalnej suspensji polimeru.

T. Matsuda, ASAIO Journal, M512-M517 (1993) zastosował biodegradowalny żel polimerowy do dostarczania silnego peptydylowego czynnika antyproliferacyjnego - angiopeptyny, w celu zapobiegania wewnątrzmięśniowemu rozrostowi, który występuje, jeśli chore naczynie jest zastąpione przez sztuczny przeszczep lub jest leczone urządzeniem wewnątrznaczyniowym. Ciekły blokowy kopolimer o bardzo dużej lepkości składający się z blokowych segmentów poli(kwasu mlekowego) i poli(glikolu etylenowego) (PLA-PEG) zastosowano jako powlekany in situ noś nik leku. Materiał y dostarczyła firma Taki Chemical Co., Ltd., Hyogo, Japonia. Stwierdzono przedłużone powolne uwalnianie angiopeptyny z żelu polimerowego zawierającego 0,5 g PLA-PEG i 0,5 mg angiopeptyny w ciągu kilku tygodni, jeśli żel znajdował się w roztworze buforowym o temperaturze 37°C. Nie stwierdzono wczesnego nagłego uwalniania angiopeptyny. Na podstawie tych wyników oceniono, że występuje miejscowe przedłużone uwalnianie angiopeptyny z biodegradowalnego żelu polimerowego, którym powleczono in vivo uszkodzone naczynie.

L. Martini i inni, J. Chem. Soc. Faraday Trans., 90(13), 1961-1966 (1994) otrzymali małocząsteczkowe trójblokowe kopolimery typu ABA przez wprowadzenie hydrofobowego polife-kaprolaktonu), o którym wiadomo, że in vivo ulega hydrolitycznemu rozszczepieniu łańcucha obejmującego wiązania estrowe i podali oni właściwości roztworów blokowych kopolimerów PCL-PEG-PCL. Stwierdzono wzrokowo występowanie zmętnienia wodnych roztworów blokowych kopolimerów podczas ich powolnego ogrzewania. Punkty zmętnienia 2-proc. wodnych roztworów kopolimerów wynosiły 65°C i 55°C, odpowiednio, dla PCL-PEG-PCL (450:4000:450) i dla PCL-PEG-PCL (680:4000:680). Odwracalne żelowanie podczas chłodzenia roztworów PCL-PEG-PCL (680:4000:680) stwierdzono przy krytycznych stężeniach i temperaturach w zakresie od 13% w temperaturze 25°C do 30% w temperaturze 80°C. Podczas dalszego chłodzenia roztworów do temperatury 0°C nie stwierdzono występowania dolnej przemiany żel/zol. Szybkość degradacji in vivo PCL-PEG-PCL (680:4000:680) była bardzo mała. W ciągu 16 tygodni stwierdzono (na podstawie GPC) tylko około 20-procentowe zmniejszenie masy molowej. Tak powolna degradacja nie wystarcza w praktyce dla nośnika dostarczania leku.

Churchill i inni, opisy patentowe US 4 526 938 i US 4 745 160, przedstawili kopolimery, które albo są albo mogą być samodyspergowalne w roztworach wodnych. Tymi kopolimerami są trójblokowe kopolimery ABA lub blokowe kopolimery AB, zawierające hydrofobowe bloki A, takie jak polilaktyd (PLA) lub poli(laktyd-co-glikolid) (PLGA), przy czym odpowiednie są polimery o ciężarze cząsteczkowym poniżej 5000. Ponadto nie podano przykładów polimerów typu ABA innych niż polimery wielkocząsteczkowe bez zastosowania rozpuszczalników organicznych i hydrofilowych bloków B, takich jak poli(glikol etylenowy) (PEG) lub poliwinylopirolidon. Korzystnie, aby uzyskać samodyspergowalność w wodzie bez użycia rozpuszczalników organicznych, polimery te muszą zawierać powyżej 50% wagowych składnika hydrofilowego (bloku B) w porównaniu do składnika hydrofobowego (bloku A) lub być kopolimerami, w których składnik hydrofobowy (blok A) ma średni ciężar cząsteczkowy powyżej 5000. Chociaż wspomniano o polimerach o średnim ciężarze cząsteczkowym tylko 1000, to nie podano bezpośrednio zastosowania takich polimerów, albo polimerów typu ABA będących wielkocząsteczkowymi polimerami zawierającymi co najmniej 50% wagowych grup hydrofobowych. Nie podano, czy bez użycia rozpuszczalników organicznych te blokowe polimery są rozpuszczalne w roztworach wodnych w dowolnej temperaturze, a także nie podano, czy lek/polimery można podawać jako roztwór. Natomiast ujawniono podawanie w postaci koloidalnej suspensji polimeru lub ujawniono, że dyspersje lek/polimer suszy się w stanie zamrożenia na proszek i przerabia przez prasowanie tłoczne z wytwarzaniem ciała stałego odpowiedniego jako wszczepialna kompozycja typu depot. Wodnymi suspensjami lub dyspersjami typu lek/polimer są układy dwufazowe, w których zdyspergowana faza polimerowa jest zawieszona w ciągłej fazie wodnej. Takie dyspersje nie nadają się do użycia w sytuacjach, jeśli potrzebne są sterylne sposoby filtrowania dla usunięcia bakterii lub innych cząstek toksycznych, ponieważ dowolny taki sposób spowodowałby także usunięcie cząstek lek/polimer i zmniejszenie dawek do dawek subterapeutycznych. Patenty Churchilla i innych nie dotyczą blokowych kopolimerów typu ABA, które są rozpuszczalne w wodzie i które żelują termicznie.

Na podstawie powyższego omówienia można stwierdzić, że znane odwracalne termicznie żele (na przykład Pluronics™) zasadniczo nie są użyteczne jako układy dostarczania leków. Chociaż istnieją blokowe kopolimery, które wykazują właściwości odwracalnego żelowania termicznego, to żele te

PL 205 127 B1 nie mają istotnej właściwości potrzebnej do kontrolowania uwalniania leków w ciągu dłuższego czasu i są toksyczne lub sprawiają trudności zwią zane ze zgodnością biologiczną wynikają ce z braku biodegradowalności. Tak więc, chociaż ogólnie uznano, że właściwość odwracalnego żelowania termicznego jest unikalna i potencjalnie bardzo przydatna w zakresie dostarczanie leków, to dotychczas nie opracowano układu, który miałby właściwości odpowiednie dla zastosowania takiego układu.

Przedmiotem wynalazku jest wodna biodegradowalna polimerowa kompozycja dostarczania leków mająca właściwości odwracalnego termicznego żelowania zawierająca wodną fazę zawierającą równomiernie rozdzieloną w niej skuteczną ilość leku; i zawierająca biodegradowalny trójblokowy polimer typu ABA lub BAB, która zawiera od 3% wagowych do 50% wagowych trójblokowego polimeru zawierającego:

i) od 51% wagowych do 83% wagowych biodegradowalnego hydrofobowego bloku polimerowego A zawierającego biodegradowalny poliester zsyntetyzowany z monomerów wybranych spośród grupy obejmującej D,L-laktyd, D-laktyd, L-laktyd, kwas D,L-mlekowy, kwas D-mlekowy, kwas

L-mlekowy, glikolid, kwas glikolowy, ε-kaprolakton, kwas ε-hydroksy-heksonowy, γ-butyrolakton, kwas γ-hydroksymasłowy, δ-walerolakton, kwas δ-hydroksywalerianowy, kwasy hydroksymasłowe, kwas jabłkowy i ich kopolimery i ii) od 17% wagowych do 49% wagowych biodegradowalnego hydrofilowego bloku polimerowego B zawierającego poli(glikol etylenowy) PEG, przy czym trójblokowy kopolimer ma średni ciężar cząsteczkowy od 2000 do 4990, przy czym wodna kompozycja biodegradowalnego polimeru trójblokowego typu ABA lub BAB ma właściwości odwracalnego termicznego żelowania i ma postać wodnego roztworu w temperaturze od 5 do 25°C i ma postać hydrożelu w temperaturze 37°C.

Korzystnie polimer jest polimerem typu BAB.

Korzystnie polimer jest polimerem typu ABA.

Korzystnie biodegradowalny poliester wytwarza się z monomerów wybranych z grupy zawierającej D,L-laktyd, D-laktyd, L-laktyd, kwas D,L-mlekowy, kwas D-mlekowy, kwas L-mlekowy, glikolid, kwas glikolowy, ε-kaprolakton, kwas ε-hydroksyheksonowy i ich kopolimery.

Korzystnie biodegradowalny poliester wytwarza się z monomerów wybranych z grupy zawierającej D,L-laktyd, D-laktyd, L-laktyd, kwas D,L-mlekowy, kwas D-mlekowy, kwas L-mlekowy, glikolid, kwas glikolowy i ich kopolimery.

Korzystnie blok polimerowy A zawiera od 100% molowych do 20% molowych laktydu i od 0 do 80% molowych glikolidu.

Korzystnie biodegradowalny poliester wytwarza się z monomerów wybranych z grupy zawierającej D,L-laktyd, D-laktyd, L-laktyd, kwas D,L-mlekowy, kwas D-mlekowy, kwas L-mlekowy, glikolid, kwas glikolowy, ε-kaprolakton, kwas ε-hydroksyheksonowy i ich kopolimery.

Korzystnie biodegradowalny poliester wytwarza się z monomerów wybranych z grupy zawierającej D,L-laktyd, D-laktyd, L-laktyd, kwas D,L-mlekowy, kwas D-mlekowy, kwas L-mlekowy, glikolid, kwas glikolowy i ich kopolimery.

Korzystnie blok polimerowy A zawiera od 100% molowych do 20% molowych laktydu i od 0 do 80% molowych glikolidu.

Korzystnie w trójblokowym polimerze każdy hydrofobowy blok polimerowy A ma średni ciężar cząsteczkowy od 600 do 3000 i każdy hydrofilowy blok polimerowy B ma średni ciężar cząsteczkowy od 500 do 2200.

Korzystnie w trójblokowym polimerze każdy hydrofobowy blok polimerowy A ma średni ciężar cząsteczkowy od 600 do 3000 i każdy hydrofilowy blok polimerowy B ma średni ciężar cząsteczkowy od 500 do 2200.

Korzystnie lek jest polipeptydem lub białkiem, kwasem nukleinowym lub genem, hormonem, czynnikiem przeciwrakowym lub czynnikiem antyproliferacyjnym.

Korzystnie lek jest polipeptydem lub białkiem wybranym z grupy zawierającej oksytocynę, wazopresynę, hormon adrenokortykotropowy, czynnik wzrostu naskórka, płytkowy czynnik wzrostu PDGF, prolaktynę, luliberynę, hormon uwalniający hormon luteinizujący LHRH, agonisty LHRH, antagonisty LHRH, hormony wzrostu: ludzki, świński, bydlęcy i tym podobne, czynnik uwalniający hormon wzrostu, insulinę, erytropojetynę, somatostatinę, glukagon, interleukinę-2 IL-2, α, β lub γ interferon, gastrynę, tetragastrynę, pentagastrynę, urogastron, sekretynę, kalcytoninę, enkefaliny, endorfiny, angiotensyny, hormon uwalniający tyrotropinę TRH, czynnik martwicy guza TNF, czynnik wzrostu nerwu NGF, czynnik stymulujący kolonię granulocytów G-CSF, czynnik stymulujący makrofagową kolonię granulocytów GM-CSF, czynnik stymulujący kolonię makrofagów M-CSF heparynazę, morfotyczne

PL 205 127 B1 białko kości BMP, ludzki przedsionkowy peptyd sodopędny hANP, peptyd glukagonowy GLP-1, interleukinę 11 IL-11, reninę, bradykininę, bacytracyny, polimiksiny, kolistyny, tyrocydynę, gramicydyny, cyklosporyny i ich syntetyczne analogi, modyfikacje i farmakologicznie aktywne fragmenty, enzymy, cytokiny, przeciwciała i szczepionki.

Korzystnie kompozycja zawiera od 0,01% wagowych do 20% wagowych leku.

Korzystnie polipeptyd lub białko jest członem wybranym z grupy zawierającej erytropojetynę, hormon uwalniający hormon luteinizujący LHRH, agonisty LHRH, antagonisty LHRH, hormony wzrostu: ludzki, świński, bydlęcy i tym podobne, czynnik martwicy guza TNF, czynnik wzrostu nerwu NGF, czynnik uwalniający hormon wzrostu, czynnik stymulujący kolonię granulocytów G-CSF, czynnik stymulujący makrofagową kolonię granulocytów GM-CSF, czynnik powierzchniowo-stymulujący kolonię makrofagów M-CSF, peptyd glukagonowy GLP-1, interleukinę 11 IL-11, cyklosporyny i ich syntetyczne analogi, modyfikacje i farmakologicznie aktywne fragmenty.

Korzystnie polipeptyd lub białko jest szczepionką zapalenia wątroby i jej syntetycznymi analogami, modyfikacjami i farmakologicznie aktywnymi fragmentami.

Korzystnie lek jest hormonem wybranym z grupy zawierającej testosteron, estradiol, progesteron, prostaglandyny i ich syntetyczne analogi, modyfikacje i farmaceutyczne równoważniki.

Korzystnie lek jest czynnikiem przeciwnowotworowym, takim jak mitomycyna, bleomycyna, N, N'-bis(2-chloroetylo)-N-nitrozomocznik BCNU, karboplatyna, doksorubicyna, daunorubicyna, metotreksat, paklitaksel, taksoter, aktynomycina D i kamptotecyna i ich syntetyczne analogi, modyfikacje i farmaceutyczne równoważ niki.

Przedmiotem wynalazku jest sposób zwiększania rozpuszczalności leku obejmujący równomierne rozdzielenie skutecznej ilości leku w wodnej biodegradowalnej polimerowej kompozycji dostarczania leków o właściwości odwracalnego termicznego żelowania, przy czym wodna kompozycja zawiera wodną fazę zawierającą równomiernie rozdzielony w niej biodegradowalny trójblokowy polimer typu ABA lub BAB, w którym stosuje się trójblokowy kopolimer typu ABA lub BAB, przy czym polimer trójblokowy zawiera:

i) od 51% wagowych do 83% wagowych biodegradowalnego hydrofobowego bloku polimerowego A zawierającego biodegradowalny poliester zsyntetyzowany z monomerów wybranych spośród grupy obejmującej D,L-laktyd, D-laktyd, L-laktyd, kwas D,L-mlekowy, kwas D-mlekowy, kwas

L-mlekowy, glikolid, kwas glikolowy, ε-kaprolakton, kwas ε-hydroksy-heksonowy, γ-butyrolakton, kwas γ-hydroksymasłowy, δ-walerolakton, kwas δ-hydroksywalerianowy, kwasy hydroksymasłowe, kwas jabłkowy i ich kopolimery i ii) od 17% wagowych do 49% wagowych biodegradowalnego hydrofilowego bloku polimerowego B zawierającego poli(glikol etylenowy) PEG, przy czym trójblokowy kopolimer ma średni ciężar cząsteczkowy od 2000 do 4990, przy czym trójblokowy kopolimer w kompozycji stosuje się w ilości od 3% wagowych do 50% wagowych, przy czym wodna kompozycja biodegradowalnego polimeru trójblokowego typu ABA lub BAB ma właściwości odwracalnego termicznego żelowania i ma postać wodnego roztworu w temperaturze od 5 do 25°C i ma postać hydrożelu w temperaturze 37°C.

Korzystnie jako lek stosuje się polipeptyd lub białko, kwas nukleinowy lub gen, hormon, czynnik przeciwrakowy lub czynnik antyproliferacyjny.

Korzystnie jako lek stosuje się polipeptyd lub białko wybrane z grupy zawierającej erytropojetynę, oksytocynę, wazopresynę, hormon adrenokortykotropowy, czynnik wzrostu naskórka, płytkowy czynnik wzrostu PDGF, prolaktynę, luliberynę, hormon uwalniający hormon luteinizujący LHRH, agonisty LHRH, antagonisty LHRH, hormony wzrostu: ludzki, świński, bydlęcy i tym podobne, czynnik uwalniający hormon wzrostu, insulinę, somatostatinę, glukagon, interleukinę-2 IL-2, α, β lub γ interferon, gastrynę, tetragastrynę, pentagastrynę, urogastron, sekretynę, kalcytoninę, enkefaliny, endorfiny, angiotensyny, hormon uwalniający tyrotropinę TRH, czynnik martwicy guza TNF, czynnik wzrostu nerwu NGF, czynnik stymulujący kolonię granulocytów G-CSF, czynnik stymulujący makrofagową kolonię granulocytów GM-CSF, czynnik powierzchniowo-stymulujący kolonię makrofagów M-CSF, heparynazę, morfotyczne białko kości BMP, ludzki przedsionkowy peptyd sodopędny hANP, peptyd glukagonowy GLP-1, interleukinę 11 IL-11, reninę, bradykininę, bacytracyny, polimiksiny, kolistyny, tyrocydynę, gramicydyny, cyklosporyny i ich syntetyczne analogi, modyfikacje i farmakologicznie aktywne fragmenty, enzymy, cytokiny, przeciwciała i korzystnie stosuje się kompozycję zawierającą od 0,01% wagowych do 20% wagowych leku.

PL 205 127 B1

Korzystnie polipeptyd lub białko jest członem wybranym z grupy zawierającej erytropojetynę, hormon uwalniający hormon luteinizujący LHRH, agonisty LHRH, antagonisty LHRH, hormony wzrostu: ludzki, świński, bydlęcy i tym podobne, czynnik martwicy guza TNF, czynnik wzrostu nerwu NGF, czynnik stymulujący kolonię granulocytów G-CSF, czynnik stymulujący makrofagową kolonię granulocytów GM-CSF, czynnik powierzchniowo-stymulujący kolonię makrofagów M-CSF, peptyd glukagonowy GLP-1, interleukinę 11 IL-11, cyklosporyny i ich syntetyczne analogi, modyfikacje i farmakologicznie aktywne fragmenty.

Korzystnie polipeptyd lub białko jest szczepionką zapalenia wątroby i jej syntetycznymi analogami, modyfikacjami i farmakologicznie aktywnymi fragmentami.

Korzystnie lek jest hormonem wybranym z grupy zawierającej testosteron, estradiol, progesteron, prostaglandyny i ich syntetyczne analogi, modyfikacje i farmaceutyczne równoważniki.

Korzystnie lek jest czynnikiem przeciwnowotworowym, takim jak mitomycyna, bleomycyna, N,N'-bis(2-chloroetylo)-N-nitrozomocznik BCNU, karboplatyna, doksorubicyna, daunorubicyna, metotreksat, paklitaksel, taksoter, aktynomycina D i kamptotecyna i ich syntetyczne analogi, modyfikacje i farmaceutyczne równoważ niki.

Układy dostarczania leków z małocząsteczkowych trójblokowych kopolimerów są biodegradowalne, wykazują właściwości odwracalnego żelowania termicznego, a mianowicie istnieją jako ciekły roztwór w niskich temperaturach, odwracalnie tworzą żele w zakresie ważnych fizjologicznie temperatur i mają dobre właściwości uwalniania leków.

Wynalazek realizuje się za pomocą biodegradowalnych blokowych kopolimerów typu ABA lub BAB, mających średni ciężar cząsteczkowy od 2000 do 4990 i zawierających od 51% wagowych do 83% wagowych bloku hydrofobowego polimeru A zawierającego biodegradowalny poliester i od 17% wagowych do 49% wagowych bloku hydrofiłowego polimeru B zawierającego poli(glikol etylenowy). Biodegradowalny poliester wytwarza się korzystnie z monomerów wybranych z grupy zawierającej

D,L-laktyd, D-laktyd, L-laktyd, kwas D,L-mlekowy, kwas D-mlekowy, kwas L-mlekowy, glikolid, kwas glikolowy, ε-kaprolakton, kwas ε-hydroksyheksonowy, γ-butyrolakton, kwas γ-hydroksymasłowy, δ-walerolakton, kwas δ-hydroksywalerianowy, kwasy hydroksymasłowe, kwas jabłkowy i ich kopolimery. Biodegradowalny poliester wytwarza się korzystniej z monomerów wybranych z grupy zawierającej D,L-laktyd, D-laktyd, L-laktyd, kwas D,L-mlekowy, kwas D-mlekowy, kwas L-mlekowy, glikolid, kwas glikolowy, ε-kaprolakton, kwas ε-hydroksyheksonowy i ich kopolimery.

Biodegradowalny poliester wytwarza się najkorzystniej z monomerów wybranych z grupy zawierającej D,L-laktyd, D-laktyd, L-laktyd, kwas D,L-mlekowy, kwas D-mlekowy, kwas L-mlekowy, glikolid, kwas glikolowy i ich kopolimery.

Poli(glikol etylenowy) (PEG) jest czasem określany jako poli(tlenek etylenu) (PEO) lub poli(oksyetylen) i terminy te można stosować zamiennie.

W hydrofobowym bloku A zawartość mleczanu jest w zakresie od 20% molowych do 100% molowych, korzystnie od 20% molowych do 80% molowych i najkorzystniej od 50% molowych do 80% molowych. Zawartość glikolanu wynosi od 0 do 80% molowych, korzystnie od 20 do 80% molowych i najkorzystniej od 20 do 50% molowych.

Następujące terminy mają mieć następujące znaczenia: Termin „pozajelitowy” oznacza domięśniowy, wewnątrzotrzewnowy, wewnątrzbrzuszny, podskórny i w odpowiednim zakresie - dożylny i wewnątrztętniczy.

Termin „temperatura żelowania” oznacza temperaturę, w której biodegradowalny blokowy kopolimer ulega odwracalnemu żelowaniu termicznemu, to jest temperaturę, poniżej której blokowy kopolimer jest rozpuszczalny w wodzie, a powyżej której blokowy kopolimer ulega przemianie fazowej ze zwiększeniem lepkości lub z utworzeniem półstałego żelu.

Terminy „temperatura żelowania” i „temperatura odwracalnego żelowania termicznego” i tym podobne mogą być stosowane zamiennie i dotyczą temperatury żelowania.

Terminy „roztwór polimerowy”, „roztwór wodny”, stosowane w odniesieniu do biodegradowalnego blokowego kopolimeru znajdującego się w takim roztworze oznaczają wodny roztwór zawierający taki blokowy kopolimer rozpuszczony w nim w funkcyjnym stężeniu i znajdujący się w temperaturze poniżej temperatury żelowania blokowego kopolimeru.

Termin „odwracalne żelowanie termiczne” oznacza zjawisko, w którym roztwór blokowego kopolimeru samorzutnie zwiększa lepkość i w wielu przypadkach zmienia się w półstały żel, jeśli temperatura roztworu podniesie się powyżej temperatury żelowania kopolimeru. Termin „żel” obejmuje zarówno stan półstałego żelu, jak również stan dużej lepkości powyżej temperatury żelowania. Podczas ochłodzenia

PL 205 127 B1 poniżej temperatury żelowania, żel samorzutnie przechodzi w postać roztworu o mniejszej lepkości. Ten cykl od roztworu do żelu i z powrotem można powtarzać dowolną liczbę razy, ponieważ przemiana zol/żel nie obejmuje żadnej zmiany składu chemicznego. Wszystkie oddziaływania powodujące utworzenie żelu mają charakter fizyczny i nie obejmują tworzenia się lub pękania wiązań kowalencyjnych.

Termin „ciecz dostarczania leków” lub „ciecz dostarczania leków mająca właściwość odwracalnego żelowania termicznego” oznacza roztwór polimeru, który zawiera lek (sam lek może być albo rozpuszczony albo koloidalny), odpowiedni do podawania zwierzęciu ciepłokrwistemu, który tworzy żelowy depot, jeśli temperatura podniesie się do lub powyżej temperatury żelowania blokowego kopolimeru.

Termin „depot” oznacza ciecz dostarczania leku po podaniu jej zwierzęciu ciepłokrwistemu, która tworzy żel, jeśli temperatura podniesie się do lub powyżej temperatury żelowania. Termin „żel” oznacza półstałą fazę, która występuje spontanicznie, gdy temperatura „roztworu polimeru” lub „ciecz dostarczania leków” podnosi się do lub jest powyżej temperatury żelowania kopolimeru blokowego.

Termin „wodna kompozycja polimerowa” oznacza albo ciecz dostarczania leku albo żel zawarty w fazie wodnej, która zawiera równomiernie rozdzielony w niej lek i biodegradowalny blokowy kopolimer. W temperaturze poniżej temperatury żelowania kopolimer może być rozpuszczalny w fazie wodnej, a kompozycja jest roztworem. W temperaturze żelowania lub powyżej temperatury żelowania kopolimer zestala się z utworzeniem żelu z fazą wodną, a kompozycja jest żelem lub ciałem półstałym.

Termin „biodegradowalny” oznacza, że blokowy kopolimer może ulegać rozkładowi lub degradacji chemicznej w ciele z utworzeniem nietoksycznych składników. Szybkość degradacji może być taka sama, jak szybkość uwalniania leku lub różna od niej.

Termin „lek” oznacza związek lub substancję organiczną lub nieorganiczną wykazującą aktywność biologiczną i dostosowaną lub stosowaną w celu terapeutycznym. Szeroka definicja leku obejmuje białka, hormony, środki przeciwrakowe, oligonukleotydy, DNA, RNA i terapie genowe.

Terminy „peptyd”, „polipeptyd”, „oligopeptyd” i „białko” są stosowane zamiennie, jeśli odnoszą się do leków peptydowych lub białkowych i nie są ograniczone do dowolnego szczególnego ciężaru cząsteczkowego, sekwencji lub długości peptydów, dziedziny aktywności biologicznej lub zastosowania terapeutycznego, o ile nie stwierdzono, że jest inaczej.

Termin „poli(laktyd-co-glikolid)” czyli „PLGA” oznacza kopolimer otrzymywany w kopolimeryzacji kondensacyjnej kwasu mlekowego z kwasem glikolowym lub w polimeryzacji z otwarciem pierścienia prekursorów kwasu α-hydroksylowego, takich jak laktyd lub glikolid. Terminy „laktyd”, „mleczan”, glikolid” i „glikolan” stosuje się zamiennie.

Termin „polilaktyd” czyli „PLA” oznacza polimer otrzymywany w kondensacji kwasu mlekowego lub w polimeryzacji z otwarciem pierścienia laktydu. Terminy „laktyd” i „mleczan stosuje się zamiennie.

Termin „biodegradowalne poliestry” odnosi się do dowolnych biodegradowalnych poliestrów, które korzystnie wytwarza się z monomerów wybranych z grupy zawierającej D,L-laktyd, D-laktyd, L-laktyd, kwas D,L-mlekowy, kwas D-mlekowy, kwas L-mlekowy, glikolid, kwas glikolowy, ε-kaprolakton, kwas ε-hydroksyheksonowy, γ-butyrolakton, kwas γ-hydroksymasłowy, δ-walerolakton, kwas δ-hydroksywalerianowy, kwasy hydroksymasłowe, kwas jabłkowy i ich kopolimery.

Tak więc, niniejszy wynalazek opiera się na odkryciu blokowych kopolimerów typu ABA lub BAB, w których bloki A są stosunkowo hydrofobowymi polimerowymi blokami A zawierającymi biodegradowalny poliester, a bloki B są stosunkowo hydrofilowymi polimerowymi blokami B zawierającymi poli(glikol etylenowy) (PEG), zawierającymi od 51% wagowych do 83% wagowych grup hydrofobowych i mającymi łączny ciężar cząsteczkowy blokowego kopolimeru od 2000 do 4990, które są rozpuszczalne w wodzie w niskiej temperaturze i ulegają odwracalnemu żelowaniu termicznemu w fizjologicznej temperaturze ciała ssaków. Nieoczekiwanie stwierdzono, że mimo tak dużej zawartości grup hydrofobowych takie blokowe kopolimery są rozpuszczalne w wodzie. Ogólnie przyjmuje się, że dowolny polimer zawierający powyżej 50% wagowych grup hydrofobowych będzie zasadniczo nierozpuszczalny w wodzie i ewentualnie może być zamieniony w polimer dość dobrze rozpuszczalny w układach wodnych pod warunkiem wprowadzenia pewnej ilości korozpuszczalnika organicznego.

Dlatego istotę wynalazku stanowi zastosowanie blokowego kopolimeru mającego segmenty hydrofobowe, czyli segmenty „A” oraz segmenty hydrofilowe, czyli segmenty „B”. Ogólnie blokowym kopolimerem są trójblokowe kopolimery typu ABA lub typu BAB. Jednak blokowym kopolimerem może być także multiblokowy kopolimer zawierający powtarzalne jednostki BA lub AB, takie jak kopolimery A(BA)n lub kopolimery B(AB)n, w których n oznacza liczbę całkowitą o wartości od 2 do 5.

PL 205 127 B1

Trójblokowe kopolimery zarówno typu ABA jak i typu BAB można otrzymywać w polimeryzacji z otwarciem pierścienia lub w polimeryzacji kondensacyjnej według schematów reakcji ujawnionych w patencie US 570217 i w zgłoszeniu patentowym US 08/943,167 zarejestrowanym w dniu 03.10.1997 i w zgłoszeniu patentowym US nr 09/164,865 zarejestrowanym w dniu 01.10.1998.

Blokowe kopolimery stosowane w kompozycji według wynalazku spełniają kryteria zebrane w Tabeli 1, a mianowicie mają składy w podanych zakresach, które dają blokowe kopolimery wykazujące pożądane właściwości odwracalnego żelowania termicznego. Ujawnione parametry ciężaru cząsteczkowego, jako wartości ciężaru cząsteczkowego otrzymano na podstawie pomiarów metodami analitycznymi NMR lub GPC (chromatografii żelowej). Podane średnie ciężary cząsteczkowe i liczbowo średnie ciężary cząsteczkowe oznaczano, odpowiednio, metodami GPC i NMR. Podany stosunek laktyd/glikolid obliczono na podstawie danych NMR. Analizę GPC wykonywano na kolumnie Styragel HR-3 kalibrowanej za pomocą PEG i stosując detekcję RI oraz chloroform jako eluent, albo za pomocą połączenia kolumn Phenogel z mieszanym złożem z kolumnami Phenogel 500 A kalibrowanych za pomocą PEG i stosując detekcję RI oraz tetrahydrofuran jako eluent. Widma NMR wykonywano w CDCl3 aparatem Bruker 200 MHz.

T a b e l a 1

łączny średni ciężar cząsteczkowy	od 2000 do 4999
zawartość PEG	od 17% wag. do 49% wag.
łączna zawartość poliestru	od 51% wag. do 83% wag.
zawartość mleczanu	od 20 do 100% molowych
zawartość glikolanu	od 0 do 80% molowych
właściwości	rozpuszczalny w wodzie poniżej temperatury żelowania;
	żele powyżej temperatury żelowania

Biodegradowalny, hydrofobowy blok polimerowy A zawiera poliestry wytwarzane z monomerów wybranych z grupy zawierającej D,L-laktyd, D-laktyd, L-laktyd, kwas D,L-mlekowy, kwas D-mlekowy, kwas L-mlekowy, glikolid, kwas glikolowy, ε-kaprolakton, kwas ε-hydroksyheksonowy, γ-butyrolakton, kwas γ-hydroksymasłowy, δ-walerolakton, kwas δ-hydroksywalerianowy, kwasy hydro ksymasłowe, kwas jabłkowy i ich kopolimery. Na podstawie wartości łącznego średniego ciężaru cząsteczkowego i podanych w Tabeli 1 procentów wagowych polimerowych bloków A i B, i przyjmując, że średni ciężar cząsteczkowy każdego z bloków A w trójblokowym kopolimerze ABA lub bloków B w kopolimerze trójblokowym BAB jest zasadniczo taki sam, to średni ciężar cząsteczkowy polimerowego bloku A wynosi od 600 do 3000.

Na podstawie podobnych obliczeń otrzymano, że segment hydrofilowego bloku B jest korzystnie poli(glikolem etylenowym) (PEG) o ciężarze cząsteczkowym od 500 do 2200.

Kopolimery trójblokowe zarówno typu ABA, jak i typu BAB można otrzymywać w polimeryzacji z otwarciem pierścienia lub w polimeryzacji kondensacyjnej według schematów reakcji ujawnionych w patencie US 5702717 i w zgłoszeniu patentowym US 08/943,167. Na przykład bloki B(PEG) można sprzęgać z poliestrowymi blokami A za pomocą wiązań poliestrowych lub uretanowych i tym podobnie. Można stosować procedury polimeryzacji kondensacyjnej i polimeryzacji z otwarciem pierścienia, takie jak sprzęganie monofunkcyjnego hydrofilowego bloku B z obu końcami difunkcyjnego hydrofobowego bloku A w obecności środków sprzęgających, takich jak izocyjaniany. Ponadto, reakcje sprzęgania mogą następować po aktywacji grup funkcyjnych takimi środkami aktywującymi, jak diimidazol karbonylu, bezwodnik kwasu bursztynowego, imid kwasu N-hydroksybursztynowego i chloromrówczan pnitrofenylu i tym podobne.

Hydrofilowy blok B wytwarza się z PEG o odpowiednim ciężarze cząsteczkowym. Jako hydrofilowy, rozpuszczalny w wodzie blok wybrano PEG z powodu jego unikalnej zgodności biologicznej, nietoksyczności, hydrofilowości, właściwości solubilizacyjnych i szybkiego oczyszczania z ciała chorego.

Hydrofobowe bloki A stosuje się z powodu ich biodegradowalności, zgodności biologicznej i ich właściwości solubilizacyjnych. Degradacja in vitro i in vivo tych hydrofobowych, biodegradowalnych poliestrowych bloków A jest znana, a produkty degradacji są związkami występującymi w naturze, które z łatwością ulegają metabolizie i/lub są usuwane z ciała chorego.

PL 205 127 B1

Nieoczekiwanie, łączna procentowa zawartość wagowa hydrofobowego poliestrowego bloku A w stosunku do hydrofilowego PEG-bloku B jest wysoka, na przykład od 51% wagowych do 83% wagowych, a najkorzystniej od 65% wagowych do 78% wagowych, ale mimo tego otrzymany polimer trójblokowy zachowuje pożądaną rozpuszczalność w wodzie i właściwości odwracalnego żelowania termicznego. Jest nieoczekiwanym odkryciem, że kopolimer blokowy z tak dużą zawartością składnika hydrofobowego jest rozpuszczalny w wodzie poniżej zwykłej temperatury pokojowej, jak temperatura w lodówce (5°C). Sądzi się, że uzyskanie takich pożądanych właściwości rozpuszczalności jest możliwe z powodu zachowania nieznacznego łącznego ciężaru cząsteczkowego całego kopolimeru trójblokowego w zakresie od 2000 do 4900. Tak więc, otrzymuje się takie rozpuszczalne w wodzie, biodegradowalne kopolimery blokowe mające właściwości odwracalnego żelowania termicznego, które mają hydrofilowy blok lub hydrofilowe bloki B stanowiące od 17% wagowych do 49% wagowych kopolimeru oraz hydrofobowy blok lub bloki hydrofobowe A stanowiące od 51% wagowych do 83% wagowych kopolimeru. W korzystnej odmianie wykonania wynalazku (poliestrowe) bloki A mogą stanowić od 65% wagowych do 78% wagowych kopolimeru, a bloki B (PEG) mogą stanowić od 22% wagowych do 35% wagowych kopolimeru. Ponadto, korzystny łączny średni ciężar cząsteczkowy całego kopolimeru trój blokowego jest w zakresie od 2800 do 4990.

Stężenie, przy którym kopolimery blokowe są rozpuszczalne w temperaturze poniżej temperatury żelowania, można nazwać stężeniem funkcjonalnym. Mówiąc ogólnie, kopolimer blokowy można stosować w stężeniach od 3% wagowych do 50% wagowych i nadal jest on funkcjonalny. Jednak korzystne są stężenia w zakresie od 5% wagowych do 40% wagowych, a najkorzystniejsze w zakresie od 10% wagowych do 30% wagowych. Dla otrzymywania korzystnej przemiany fazy żelowej kopolimeru wymagane jest pewne minimalne stężenie, na przykład 3% wagowych. W dolnych zakresach stężenia funkcyjnego przemiana fazowa może spowodować otrzymywanie słabego żelu. Przy wyższych stężeniach powstaje silna sieć żelowa.

Mieszaninę biodegradowalnego kopolimeru z lekami peptydowymi/białkowymi i/lub z innymi typami leków można wytwarzać w postaci wodnego roztworu kopolimeru poniżej temperatury żelowania dla otrzymania cieczy dostarczania leku, w której lek może być częściowo lub całkowicie rozpuszczony. Jeśli lek jest rozpuszczony częściowo lub jeśli lek jest zasadniczo nierozpuszczalny, to lek istnieje w stanie koloidalnym, jak suspensja lub emulsja. Tę ciecz dostarczania leku wprowadza się następnie pozajelitowo, miejscowo, przezskórnie, przezśluzówkowo, poprzez inhalację lub przez wprowadzenie do jamy ciała sposobem ocznego, dopochwowego, przezcewkowego, odbytniczego, nosowego, doustnego, policzkowego, płucnego, lub auralnego podawania leków choremu, po czym ciecz ulega odwracalnemu żelowaniu termicznemu, ponieważ temperatura ciała jest wyższa od temperatury żelowania.

Układ ten daje bardzo małą toksyczność i powoduje bardzo małe podrażnienie mechaniczne sąsiedniej tkanki z powodu zgodności biologicznej materiałów i elastyczności żelu i układ ten ulega całkowitej biodegradacji w ciągu określonego czasu do kwasu mlekowego, do kwasu glikolowego i do innych odpowiadających monomerów. Uwalnianie leku, wytrzymałość żelu, temperaturę żelowania i szybkość degradacji można kontrolować przez odpowiednie projektowanie i wytwarzanie różnych bloków kopolimerowych, a mianowicie przez zmiany procentowej zawartości bloków A i bloków B, przez molowe udziały zawartości mleczanu i glikolanu oraz przez ciężar cząsteczkowy i polidyspersyjność kopolimerów trój blokowych ABA lub BAB. Uwalnianie leku można kontrolować także przez dobranie stężenia polimeru w cieczy dostarczania leku.

Postacią dawkowania leku jest roztwór kopolimeru blokowego, który zawiera albo rozpuszczony lek albo lek w postaci suspensji lub emulsji podawany do ciała. Taka kompozycja ulega następnie samorzutnemu żelowaniu dzięki właściwości odwracalnego żelowania termicznego kopolimeru blokowego, z wytworzeniem depotu leku, gdy temperatura kompozycji wzrośnie do temperatury ciała. Jedynym ograniczeniem ilości leku, jaką można wprowadzić do kompozycji, jest jego funkcjonalność, to znaczy, że obciążenie lekiem można zwiększać dopóki właściwości żelowania termicznego kopolimeru nie ulegną niekorzystnej zmianie w stopniu nie do przyjęcia lub dopóki właściwości kompozycji nie ulegną zmianie w takim stopniu, że podawanie kompozycji stanie się zbyt utrudnione. Mówiąc ogólnie, przewiduje się, że w większości przypadków lek będzie stanowił od 0,01% wagowych do 20% wagowych kompozycji, przy czym najczęściej stosuje się zakresy obciążenia lekiem od 0,01% wagowych do 10% wagowych. Te zakresy obciążenia lekiem nie ograniczają niniejszego wynalazku. Pod warunkiem zachowania funkcjonalności obciążenia lekiem poza tym zakresem są także objęte zakresem wynalazku.

PL 205 127 B1

Wyraźną zaletą kompozycji według wynalazku jest zdolność kopolimeru blokowego do zwiększania rozpuszczalności wielu substancji leków. Połączenie hydrofobowego bloku A lub hydrofobowych bloków A z hydrofilowym blokiem B lub z hydrofilowymi blokami B nadaje kopolimerowi blokowemu charakter amfifilowy. Pod tym względem funkcjonuje on bardzo podobnie do mydła lub środka powierzchniowo-czynnego, ponieważ ma zarówno właściwości hydrofilowe, jak również właściwości hydrofobowe. Jest to szczególnie korzystne w odniesieniu do solubilizowania leków hydrofobowych lub źle rozpuszczalnych w wodzie, takich jak cyklosporyna i paklitaksel. Nieoczekiwany jest stopień solubilizacji większości, jeśli nie wszystkich leków, ponieważ głównym składnikiem kopolimeru blokowego jest jego hydrofobowy blok A. Jednak, jak już wspomniano, chociaż głównym składnikiem jest blok hydrofobowy lub są bloki hydrofobowe, to kopolimer blokowy jest rozpuszczalny w wodzie i stwierdzono, że występuje dodatkowy wzrost rozpuszczalności leku po połączeniu go z fazą wodną kopolimeru blokowego.

Inną zaletą kompozycji według wynalazku jest zdolność kopolimerów blokowych do zwiększania stabilności chemicznej wielu substancji lekowych. Stwierdzono, że różne mechanizmy degradacji leków, które powodują chemiczną niestabilność leków, można zahamować, jeśli lek znajduje się w obecności kopolimeru blokowego. Na przykład paklitaksel i cyklosporyna A są zasadniczo stabilizowane w wodnej kompozycji polimerowej według wynalazku w porównaniu do pewnych wodnych roztworów tych samych leków w obecności korozpuszczalników organicznych. Ten efekt stabilizacji paklitakselu i cyklosporyny A jest tylko przykładem efektu, jaki można uzyskać w przypadku wielu innych substancji lekowych.

W pewnych sytuacjach można podawać polimer obciążony lekiem w postaci żelu zamiast jako roztwór. Żelowanie może być wynikiem podniesienia temperatury roztworu polimeru obciążonego lekiem powyżej temperatury żelowania polimeru przed podawaniem, lub może być spowodowane zwiększeniem stężenia polimeru w roztworze powyżej stężenia nasycenia w temperaturze podawania, lub też może być spowodowane przez wprowadzenie dodatków do roztworu polimeru, które spowodują żelowanie roztworu. W każdym wypadku żel wytworzony w ten sposób można podawać pozajelitowo, miejscowo, przezskórnie, przezśluzówkowo, poprzez inhalację lub przez wprowadzenie do jamy ciała sposobem podawania ocznego, dopochwowego, policzkowego, przezcewkowego, odbytniczego, nosowego, doustnego, płucnego lub auralnego.

Kompozycję według wynalazku można stosować do biologicznie aktywnych czynników i leków wszelkich typów, włącznie z kwasami nukleinowymi, hormonami, środkami przeciwrakowymi i często jest on bardzo skutecznym sposobem dostarczania polipeptydów i białek. Wiele nietrwałych leków peptydowych i białkowych można otrzymać przez wprowadzenie ich do kopolimerów blokowych i można przy tym wykorzystać opisany powyżej sposób odwracalnego żelowania termicznego. Chociaż nie ogranicza się poniższego, to przykłady użytecznych farmaceutycznie polipeptydów i białek można wybrać z grupy zawierającej erytropojetynę, oksytocynę, wazopresynę, hormon adrenokortykotropowy, czynnik wzrostu naskórka, płytkowy czynnik wzrostu (PDGF), prolaktynę, luliberynę, hormon uwalniający hormon luteinizujący (LHRH), agonisty LHRH, antagonisty LHRH, hormony wzrostu (ludzki, świński, bydlęcy i tym podobne), czynnik uwalniający hormon wzrostu, insulinę, somatostatinę, gluka-gon, interleukinę-2 (IL-2), α, β lub γ interferon, gastrynę, tetragastrynę, pentagastrynę, urogastron, sekretynę, kalcytoninę, enkefaliny, endorfiny, angiotensyny, hormon uwalniający tyrotropinę (TRH), czynnik martwicy guza (TNF), czynnik wzrostu nerwu (NGF), czynnik stymulujący kolonię granulocytów (G-CSF), czynnik stymulujący makrofagową kolonię granulocytów (GM-CSF), czynnik stymulujący makrofagową kolonię granulocytów (M-CSF), heparynazę, morfotyczne białko kości (BMP), ludzki przedsionkowy peptyd sodopędny hANP, peptyd glukagonowy (GLP-1), interleukinę 11 (IL-11), reninę, bradykininę, bacytracyny, polimiksiny, kolistyny, tyrocydynę, gramicydyny, cyklosporyny i ich syntetyczne analogi, modyfikacje i farmakologicznie aktywne fragmenty, enzymy, cytokiny, przeciwciała i szczepionki.

Jedynym ograniczeniem możliwości stosowania leku polipeptydowego i białkowego jest ograniczenie jego funkcjonalności. W pewnych przypadkach można poprawić funkcjonalność lub stabilność fizyczną polipeptydów i białek przez wprowadzenie różnych dodatków do wodnych roztworów lub suspensji leku polipeptydowego lub białkowego. Można stosować takie dodatki, jak poliole (włącznie z cukrami), aminokwasy, środki powierzchniowo-czynne, polimery, inne białka i pewne sole. Dodatki można z łatwością wprowadzać do kopolimerów blokowych, które następnie są poddawane odwracalnemu żelowaniu termicznemu.

PL 205 127 B1

Nowe opracowania inżynierii białek mogą umożliwić poprawę właściwej stabilności peptydów lub białek. Jakkolwiek takie otrzymywane inżynieryjnie lub modyfikowane białka można uważać za nowe jednostki ze względu na implikacje regulacyjne, to fakt ten nie zmienia przydatności wynalazku. Jednym z typowych przykładów jest PEGilacja [zastosowanie poli(glikolu etylenowego)], w której można znacznie poprawić stabilność leków polipeptydowych przez kowalencyjne sprzęganie z polipeptydem rozpuszczalnych w wodzie polimerów, takich jak poli(glikol etylenowy). Innym przykładem jest modyfikacja sekwencji aminokwasów pod względem tożsamości lub umieszczenie jednej lub kilku reszt aminokwasowych w wyniku terminalnego i/lub końcowego wprowadzenia, usunięcia lub podstawienia. Dowolna poprawa stabilności umożliwia uwalnianie w sposób ciągły skutecznego polipeptydu lub białka w ciągu długiego czasu terapeutycznie od jednorazowego podania choremu cieczy dostarczania leku.

Oprócz leków na podstawie peptydów lub białek można stosować także inne leki ze wszystkich użytecznych terapeutycznie lub medycznie kategorii. Leki te opisano w znanych źródłach literaturowych, jak Merck Index, The Physicians Desk Reference i The Pharmacological Basis of Therapeutics. Jedynie dla zilustrowania podano krótki spis specyficznych czynników, którego nie można uważać za spis ograniczający: czynniki przeciwnowotworowe, takie jak mitomycyna, bleomycyna, N,N'-bis(2-chloroetylo)-N-nitrozomocznik BCNU, karboplatyna, doksorubicyna, daunorubicyna, metotreksat, paklitaksel, taksoter, aktynomycina D i kamptotecyna; środki przeciwpsychotyczne, takie jak olanzapina i ziprasidon; środki przeciwbakteryjne, takie jak cefoksytyna; środki robakobójcze, takie jak iwermektyna; środki przeciwwirusowe, takie jak acyklowir; środki immunosupresyjne, takie jak cyklosporyna A (czynnik typu polipeptydu pierścieniowego), steroidy i prostaglandyny.

Fig. 1 jest wykresem fazowym przedstawiającym właściwości żelowania wodnych roztworów trójblokowego kopolimeru PLGA-PEG-PLGA w różnych stężeniach i temperaturach.

Fig. 2a - 2c są profilami degradacji przedstawiającymi degradację in vitro trójblokowego kopolimeru PLGA-PEG-PLGA inkubowanego w różnych temperaturach i przy różnych wartościach pH.

Fig. 3 jest wykresem przedstawiającym ciągłe uwalnianie insuliny podczas dłuższego czasu z termicznego żelu trójblokowego kopolimeru PLGA-PEG-PLGA.

Fig. 4 jest profilem uwalniania paklitakselu z kompozycji termicznego żelu trójblokowego kopolimeru PLGA-PEG-PLGA przedstawiającym łączne kontrolowane uwalnianie paklitakselu w ciągu 50 dni.

W celu przedstawienia korzystnych kompozycji według wynalazku wykonano syntezę różnych małocząsteczkowych blokowych kopolimerów ABA zawierających od 51% wagowych do 83% wagowych hydrofobowych bloków A (poliestry) i od 17% wagowych do 49% wagowych hydrofilowych bloków B [poli(glikol etylenowy) „PEG”]. Przedmiotem było wytwarzanie trójblokowych kopolimerów ABA lub BAB o średnim ciężarze cząsteczkowym od 2000 do 4990, z których każdy zawierał po 2 bloki A o średnim ciężarze cząsteczkowym od 600 do 2000 i jeden blok B o średnim ciężarze cząsteczkowym od 600 do 2200. Każdy blok A zawierał od 20% molowych do 100% molowych mleczanu i od 0% molowych do 80% molowych glikolanu.

P r z y k ł a d 1.

Synteza trójblokowego kopolimeru PLGA-PEG-PLGA metodą kopolimeryzacji z otwarciem pierścienia.

Stosując podano powyżej schemat reakcji suszono PEG (Mw = 1000) przez destylację w kolbie z dwiema porcjami po 75 ml toluenu w atmosferze azotu i następnie suszono w temperaturze 130°C pod zmniejszonym ciśnieniem 6,67 hPa. Do kolby wprowadzono monomery laktydowy i glikolidowy, odpowiednio, w stosunku molowym 3:1, następnie wprowadzono 0,1% wagowych oktanianu cynawego i mieszaninę reakcyjną ogrzewano w temperaturze 150°C pod zmniejszonym ciśnieniem 6,67 hPa. Postęp reakcji monitorowano metodą GPC (chromatografii żelowej). Po odpowiednim czasie przerwano reakcję i ochłodzono kolbę do temperatury pokojowej. Pozostałość rozpuszczono w zimnej wodzie i ogrzewano w temperaturze od 70°C do 80°C w celu strącenia utworzonego polimeru. Zdekantowano ciecz znad osadu i pozostałość polimeru ponownie rozpuszczono w zimnej wodzie i ogrzewano w celu strącenia. Ten sposób rozpuszczania z następnym strącaniem powtarzano trzykrotnie. W końcu rozpuszczono polimer w bardzo małej ilości wody i liofilizowano.

Otrzymany kopolimer PLGA-PEG-PLGA miał średni ciężar cząsteczkowy Mw 3737, liczbowo średni ciężar cząsteczkowy Mn 2928 i stosunek Mw/Mn 1,3. Kopolimer wykazywał właściwości odwracalnego termicznego żelowania, co opisano dokładniej w przykładzie 4.

PL 205 127 B1

P r z y k ł a d 2.

Zasadniczym sposobem postępowania przedstawionym w przykładzie 1 otrzymywano inne trójblokowe kopolimery, stosując ten sam PEG o Mw = 1000 lecz zmieniając zawartość laktydu i/lub glikolidu. Właściwości tych trójblokowych kopolimerów podano w następującej Tabeli:

Przykład blokowych kopolimerów ABA o właściwościach odwracalnego termicznego żelowania

Wagowo średni ciężar cząsteczkowy GPC	Bloki A, % wagowych	Stosunek molowy LA: GA	Odwracalne żelowanie termiczne
2052	67	75:25	tak
2800	64	30:70	tak
3672	73	75:25	tak
4000	75	100:0	tak
4133	76	75:25	tak
4323	77	50:50	tak
4920	80	75:25	tak
4990	80	40:60	tak

Należy zauważyć, że wszystkie polimery wymienione w powyższej Tabeli miały właściwości odwracalnego termicznego żelowania, nawet jeśli zawartość laktydu (LA) zmieniała się w zakresie od 30% molowych do 100% molowych i zawartość glikolidu (GA) zmieniała się w zakresie od 0% molowych do 70% molowych. W przykładzie tym przedstawiono trójbloki PLGA-PEG-PLGA i trójbloki PLA-PEG-PLA.

P r z y k ł a d 3.

Synteza trójblokowego kopolimeru PLGA-PEG-PLGA metodą kopolimeryzacji kondensacyjnej.

Do kolby trójszyjnej wyposażonej w doprowadzenie azotu i nasadkę destylacyjną do usuwania wody wprowadzono kwas DL-mlekowy i kwas glikolowy, odpowiednio, w stosunku molowym 3:1. Mieszaninę reakcyjną ogrzewano w temperaturze 160°C w atmosferze azotu, z jednoczesnym mieszaniem, pod ciśnieniem atmosferycznym, w ciągu 3 h i następnie pod zmniejszonym ciśnieniem 6,67 hPa. Postęp reakcji monitorowano metodą GPC. Po odpowiednim czasie przerwano reakcję i wytworzony polimer oczyszczono za pomocą wytracania z roztworu dichlorometanu w dużym nadmiarze metanolu. Pozostałość poddano działaniu metanolu i wysuszono pod próżnią (6,67 Pa) przy 23°C. Oligomer PLGA charakteryzowano metodami GPC, IR i NMR. Otrzymany oligomer PLGA miał wagowo średni ciężar cząsteczkowy Mw 9900, liczbowo średni ciężar cząsteczkowy Mn 5500 i stosunek Mw/Mn 1,8.

PLGA zmieszano z PEG, Mw = 1000, i ogrzewano w kolbie w temperaturze 160°C w atmosferze azotu. Postęp reakcji monitorowano metodą GPC (chromatografii żelowej). Po odpowiednim czasie reakcję przerwano i ochłodzono kolbę do temperatury pokojowej. Pozostałość rozpuszczono w zimnej wodzie i ogrzewano w temperaturze od 70°C do 80°C w celu strącenia utworzonego polimeru. Zdekantowano ciecz znad osadu, pozostałość polimeru ponownie rozpuszczono w zimnej wodzie i ogrzewano w celu strącenia. Tę procedurę rozpuszczania z następnym strącaniem powtarzano trzykrotnie. W końcu rozpuszczono polimer w bardzo małej ilości wody i liofilizowano.

Otrzymany kopolimer blokowy PLGA-PEG-PLGA miał średni ciężar cząsteczkowy Mw 4043, liczbowo średni ciężar cząsteczkowy Mn 2905 i stosunek Mw/Mn 1,4. Wagowo średnie ciężary cząsteczkowe Mw i liczbowo średnie ciężary cząsteczkowe oznaczano, odpowiednio, metodą GPC i NMR. Stosunek laktyd/glikolid obliczono na podstawie danych NMR. Analizę GPC wykonano na kolumnie Styragel HR-3 kalibrowanej za pomocą PEG, stosując detekcję RI oraz chloroform jako eluent. Widma NMR wykonywano w CDCl3 aparatem Bruker 200 MHz. Położenia pików NMP potwierdziły trójblokową strukturę ABA.

P r z y k ł a d 4.

Badano w różnych stężeniach właściwości żelowania wodnych roztworów blokowego kopolimeru ABA z przykładu 1. Wytwarzano wodne roztwory polimerowe o stężeniach od 9% wagowych do 30% wagowych i obserwowano zmianę lepkości w temperaturze w zakresie od 10°C do 60°C.

PL 205 127 B1

Żelowanie określono jako stan fizyczny, w którym roztwór polimeru nie płynął z łatwością po odwróceniu ampułki z roztworem polimeru. Sporządzono wykres fazowy (Fig. 1) polimeru z przykładu 1 w funkcji temperatury i stężenia trójblokowego kopolimeru. Były wyraźnie widoczne nowe właściwości odwracalnego termicznego żelowania, które występowały podczas ogrzewania roztworów trójblokowych kopolimerów. Występowało w szczególności żelowanie w temperaturach ważnych fizjologicznie (na przykład w temperaturze 37°C), co dało podstawę zasadniczej użyteczności układów medycznego dostarczania leków.

P r z y k ł a d 5.

Degradację in vitro trójblokowego kopolimeru PLGA-PEG-PLGA z przykładu 1 oznaczono dla ml roztworu lub żelu kopolimeru o stężeniu 23% wagowych inkubowanego w kilku temperaturach (-10°C, 5°C, 23°C i 37°C) i przy różnych wartościach początkowego pH (3,0, 5,0 i 7,4) w ciągu 30 tygodni. Hydroliza powodowała degradację i biodegradację tego trójblokowego kopolimeru, przy czym jako końcowe produkty degradacji otrzymano kwas mlekowy, kwas glikolowy i PEG.

Co tydzień pobierano 50 μl próbki. Próbki te liofilizowano, rozpuszczano w chloroformie i metodą GPC oznaczano ciężary cząsteczkowe, jak opisano powyżej. Degradacja polimeru zasadniczo nie zależała od początkowej wartości pH w zakresie od 3,0 do 7,4, co przypisano zakwaszaniu środowiska w wyniku hydrolizy polimeru z utworzeniem kwasu mlekowego i kwasu glikolowego. Właściwości żelowania termicznego w tym samym zakresie pH nie zależały od wartości pH. Otrzymane profile degradacji przedstawiono na Fig. 2a, 2b i 2c.

P r z y k ł a d 6.

Oznaczano w ciągu 4 tygodni biodegradację in vivo polimeru z przykładu 1. Próbkę objętości od 0,04 ml do 0,45 ml zimnego wodnego roztworu zawierającego 23% wagowych trójblokowego kopolimeru wstrzykiwano podskórnie szczurom. Po osiągnięciu temperatury ciała, będącej powyżej temperatury żelowania polimeru, natychmiast utworzyła się wyraźnie widoczna bryłka żelu. Próbki odzyskiwano chirurgicznie i stwierdzono, że żel malał stopniowo w funkcji czasu w ciągu 2 tygodni. Pomiędzy tygodniami a 4 tygodniami stan fizyczny kopolimeru zmienił się z żelu w mieszaninę żelu w lepkiej cieczy i w końcu w lepką ciecz nie zawierającą żelu. Ta ciecz stopniowo ulegała całkowitej resorpcji. Pod koniec tych 4 tygodni nie było w ogóle widać kompozycji od strony wstrzykiwania. Obserwowano mikroskopowe porcje lepkiej cieczy, które także zostały całkowicie resorbowane w ciągu następnych 2 tygodni.

P r z y k ł a d 7.

Paklitaksel i cyklosporyna A są hydrofobowymi lekami bardzo źle rozpuszczalnymi w wodzie (ich rozpuszczalności wynoszą około 4 μg/ml). Jednak leki te wykazywały znacznie lepsze rozpuszczalności podczas rozpuszczania w wodnych roztworach trójblokowych kopolimerów PLGA-PEG-PLGA. Na przykład w 20-proc. wodnym roztworze kopolimeru (polimeru z przykładu 3) rozpuszczalność paklitakselu wynosiła do 5 mg/ml, a cyklosporyny A do 2 mg/ml.

Paklitaksel i cyklosporyna A były bardzo niestabilne w roztworach w wodnym korozpuszczalniku (na przykład w roztworach woda/acetonitryl). Paklitaksel zawarty albo w wodnych roztworach trójblokowego kopolimeru PLGA-PEG-PLGA o stężeniu 20% wagowych (to jest poniżej temperatury żelowania kopolimeru) albo w żelach (to jest powyżej temperatury żelowania kopolimeru) był niezmieniony w ilości >85% po 120 dniach przechowywania (w temperaturze 5°C i 37°C), podczas gdy cyklosporyna A była stabilna w ciągu 100 dni (w temperaturze 5°C).

P r z y k ł a d 8.

Wytworzono wodny roztwór trójblokowego kopolimeru PLGA-PEG-PLGA z przykładu 1, o stężeniu 28% wagowych. Insulinę (niezawierającą cynku), czyli podawane pozajelitowo białko o znanym korzystnym działaniu w leczeniu cukrzycy, zawieszono w wodnym roztworze trójblokowego kopolimeru do uzyskania stężenia końcowego 5 mg/ml. Około 2 ml tej kompozycji umieszczono na termostatowanym w temperaturze 37°C szkiełku zegarkowym. Kompozycja natychmiast żelowała i przywarła do szkiełka, po czym umieszczono ją bezpośrednio w 10 mM buforze solanki fosforanowej, pH 7,4, 37°C, i monitorowane kinetykę uwalniania z żelu insuliny metodą HPLC z odwróconą fazą, stosując detekcję UV i elucję gradientową (faza ruchoma TFA/acetonitryl/woda). Wyniki przedstawiono graficznie na Fig. 3. Insulina była uwalniana w sposób ciągły w ciągu około jednego tygodnia. Przykład ten wyraźnie pokazuje przydatność trójblokowego kopolimeru do kontrolowanego dostarczania białek i peptydów w ciągu długiego czasu.

PL 205 127 B1

P r z y k ł a d 9.

Do wodnego roztworu trójblokowego kopolimeru PLGA-PEG-PLGA z przykładu 1, o stężeniu 23% wagowych, wprowadzono paklitaksel dla otrzymania leku o stężeniu około 2,0 mg/ml. 2 ml próbkę tego roztworu umieszczono na szkiełku zegarkowym i termostatowano w temperaturze 37°C. Na szkiełku zegarkowym utworzył się żel, ponieważ temperatura ta była wyższa od temperatury żelowania kopolimeru. Szkiełko zegarkowe umieszczono w 200 ml zlewce zawierającej czynniki uwalniania w postaci 150 ml PBS (pH 7,4) zawierającego 2,4% wagowych Tween-80 i 4% wagowych produktu Cremophor EL, termostatowanego w temperaturze 37°C. Roztwór w zlewce mieszano. Zlewkę zamknięto od góry, aby zapobiec odparowaniu. Cały zestaw umieszczono w inkubatorze w temperaturze 37°C. Badanie uwalniania powtórzono trzykrotnie. Po różnych czasach pobierano 5 ml część próbki środka uwalnianego i analizowano ją na zawartość paklitakselu. Roztwór PBS zastępowano świeżym PBS po każdym pobraniu części próbki. Próbki pobierano po 1, 2, 4, 8, 18 i 24 h, a potem w odstępach co 24 h, i analizowano je metodą HPLC. Profil uwalniania paklitakselu z żelu przedstawiono na Fig. 4. Kompozycja żelowa zapewniała doskonałą kontrolę uwalniania paklitakselu w ciągu około 50 dni.

P r z y k ł a d 10.

Wytwarzano trójblokowe kopolimery BAB, stosując na obu końcach taki sam blok B z PEG (Mw = 550), lecz zmieniając zawartość polilaktydu i/lub poliglikolidu. PEG sprzęgano z PLGA wiązaniami estrowymi, uretanowymi lub mieszaniną wiązań estrowych i uretanowych. Właściwości tych trójblokowych kopolimerów podano w poniższej tabeli.

Przykład blokowych kopolimerów BAB o właściwościach odwracalnego termicznego żelowania

Wagowo średni ciężar cząsteczkowy GPC	Bloki A, % wagowych	Stosunek molowy PLA:PGA	Odwracalne żelowanie termiczne
4140	70	78:22	tak
4270	72	78:22	tak
4580	73	78:22	tak
4510	73	72:28	tak

Wszystkie trójblokowe kopolimery PLGA-PEG-PLGA wymienione w powyższej tabeli miały właściwości odwracalnego termicznego żelowania. Temperatury przemiany zol/żel powyższych trójblokowych polimerów wynosiły, odpowiednio, 36°C, 34°C, 30°C i 26°C.

Powyższy opis umożliwi fachowcowi wytwarzanie trójblokowych kopolimerów typu ABA (na przykład PLGA-PEG-PLGA i PLA-PEG-PLA) lub typu BAB (na przykład PEG-PLGA-PEG i PEG-PLA-PEG), które tworzą wodne roztwory mające właściwości odwracalnego termicznego żelowania, i zastosować je w dziedzinie dostarczania leków. W przykładach podano zarówno kontrolowane dostarczanie zwykłego leku (paklitakselu), jak i białkowego leku (insuliny) w celu pokazania funkcjonalności hydrożeli wytworzonych z wodnych roztworów trójblokowych kopolimerów.

Claims (26)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Wodna biodegradowalna polimerowa kompozycja dostarczania leków mająca właściwości odwracalnego termicznego żelowania zawierająca wodną fazę zawierającą równomiernie rozdzieloną w niej skuteczną ilość leku; i zawierająca biodegradowalny trójblokowy polimer typu ABA lub BAB, znamienna tym, że zawiera od 3% wagowych do 50% wagowych trójblokowego polimeru zawierającego:

   i) od 51% wagowych do 83% wagowych biodegradowalnego hydrofobowego bloku polimerowego A zawierającego biodegradowalny poliester zsyntetyzowany z monomerów wybranych spośród grupy obejmującej D,L-laktyd, D-laktyd, L-laktyd, kwas D,L-mlekowy, kwas D-mlekowy, kwas L-mlekowy, glikolid, kwas glikolowy, ε -kaprolakton, kwas ε-hydroksyheksonowy, γ-butyrolakton, kwas γ-hydroksymasłowy, δ-walerolakton, kwas δ-hydroksywalerianowy, kwasy hydroksymasłowe, kwas jabłkowy i ich kopolimery i ii) od 17% wagowych do 49% wagowych biodegradowalnego hydrofilowego bloku polimerowego B zawierającego poli(glikol etylenowy) PEG, przy czym trójblokowy kopolimer ma średni ciężar

   PL 205 127 B1 cząsteczkowy od 2000 do 4990, przy czym wodna kompozycja biodegradowalnego polimeru trójblokowego typu ABA lub BAB ma właściwości odwracalnego termicznego żelowania i ma postać wodnego roztworu w temperaturze od 5 do 2 5°C i ma postać hydrożelu w temperaturze 37°C.
2. 2. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że polimer jest polimerem typu BAB.
3. 3. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że polimer jest polimerem typu ABA.
4. 4. Kompozycja według zastrz. 2, znamienna tym, że biodegradowalny poliester wytwarza się z monomerów wybranych z grupy zawierającej D,L-laktyd, D-laktyd, L-laktyd, kwas D,L-mlekowy, kwas D-mlekowy, kwas L-mlekowy, glikolid, kwas glikolowy, ε-kaprolakton, kwas ε-hydroksyheksonowy i ich kopolimery.
5. 5. Kompozycja według zastrz. 4, znamienna tym, że biodegradowalny poliester wytwarza się z monomerów wybranych z grupy zawierającej D,L-laktyd, D-laktyd, L-laktyd, kwas D,L-mlekowy, kwas D-mlekowy, kwas L-mlekowy, glikolid, kwas glikolowy i ich kopolimery.
6. 6. Kompozycja według zastrz. 5, znamienna tym, że blok polimerowy A zawiera od 100% molowych do 2 0% molowych laktydu i od 0 do 80% molowych glikolidu.
7. 7. Kompozycja według zastrz. 3, znamienna tym, że biodegradowalny poliester wytwarza się z monomerów wybranych z grupy zawierającej D,L-laktyd, D-laktyd, L-laktyd, kwas D,L-mlekowy, kwas D-mlekowy, kwas L-mlekowy, glikolid, kwas glikolowy, ε-kaprolakton, kwas ε-hydroksyheksonowy i ich kopolimery.
8. 8. Kompozycja według zastrz. 7, znamienna tym, że biodegradowalny poliester wytwarza się z monomerów wybranych z grupy zawierającej D,L-laktyd, D-laktyd, L-laktyd, kwas D,L-mlekowy, kwas D-mlekowy, kwas L-mlekowy, glikolid, kwas glikolowy i ich kopolimery.
9. 9. Kompozycja według zastrz. 8, znamienna tym, że blok polimerowy A zawiera od 100% molowych do 20% molowych laktydu i od 0 do 80% molowych glikolidu.
10. 10. Kompozycja według zastrz. 2, znamienna tym, że w trójblokowym polimerze każdy hydrofobowy blok polimerowy A ma średni ciężar cząsteczkowy od 600 do 3000 i każdy hydrofilowy blok polimerowy B ma średni ciężar cząsteczkowy od 500 do 2200.
11. 11. Kompozycja według zastrz. 3, znamienna tym, że w trójblokowym polimerze każdy hydrofobowy blok polimerowy A ma średni ciężar cząsteczkowy od 600 do 3000 i każdy hydrofilowy blok polimerowy B ma średni ciężar cząsteczkowy od 500 do 2200.
12. 12. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że lek jest polipeptydem lub białkiem, kwasem nukleinowym lub genem, hormonem, czynnikiem przeciwrakowym lub czynnikiem antyproliferacyjnym.
13. 13. Kompozycja według zastrz. 12, znamienna tym, że lek jest polipeptydem lub białkiem wybranym z grupy zawierającej oksytocynę, wazopresynę, hormon adrenokortykotropowy, czynnik wzrostu naskórka, płytkowy czynnik wzrostu PDGF, prolaktynę, luliberynę, hormon uwalniający hormon luteinizujący LHRH, agonisty LHRH, antagonisty LHRH, hormony wzrostu: ludzki, świński, bydlęcy i tym podobne, czynnik uwalniający hormon wzrostu, insulinę, erytropojetynę, somatostatinę, glukagon, interleukinę-2 IL-2, α, β lub γ interferon, gastrynę, tetragastrynę, pentagastrynę, urogastron, sekretynę, kalcytoninę, enkefaliny, endorfiny, angiotensyny, hormon uwalniający tyrotropinę TRH, czynnik martwicy guza TNF, czynnik wzrostu nerwu NGF, czynnik stymulujący kolonię granulocytów G-CSF, czynnik stymulujący makrofagową kolonię granulocytów GM-CSF, czynnik stymulujący kolonię makrofagów M-CSF heparynazę, morfotyczne białko kości BMP, ludzki przedsionkowy peptyd sodopędny hANP, peptyd glukagonowy GLP-1, interleukinę 11 IL-11, reninę, bradykininę, bacytracyny, polimiksiny, kolistyny, tyrocydynę, gramicydyny, cyklosporyny i ich syntetyczne analogi, modyfikacje i farmakologicznie aktywne fragmenty, enzymy, cytokiny, przeciwciała i szczepionki.
14. 14. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera od 0,01% wagowych do 20% wagowych leku.
15. 15. Kompozycja według zastrz. 12, znamienna tym, że polipeptyd lub białko jest członem wybranym z grupy zawierającej erytropojetynę, hormon uwalniający hormon luteinizujący LHRH, agonisty LHRH, antagonisty LHRH, hormony wzrostu: ludzki, świński, bydlęcy i tym podobne, czynnik martwicy guza TNF, czynnik wzrostu nerwu NGF, czynnik uwalniający hormon wzrostu, czynnik stymulujący kolonię granulocytów G-CSF, czynnik stymulujący makrofagową kolonię granulocytów GM-CSF, czynnik powierzchniowo-stymulujący kolonię makrofagów M-CSF, peptyd glukagonowy GLP-1, interleukinę 11 IL-11, cyklosporyny i ich syntetyczne analogi, modyfikacje i farmakologicznie aktywne fragmenty.

    PL 205 127 B1
16. 16. Kompozycja według zastrz. 12, znamienna tym, że polipeptyd lub białko jest szczepionką zapalenia wątroby i jej syntetycznymi analogami, modyfikacjami i farmakologicznie aktywnymi fragmentami.
17. 17. Kompozycja według zastrz. 12, znamienna tym, że lek jest hormonem wybranym z grupy zawierającej testosteron, estradiol, progesteron, prostaglandyny i ich syntetyczne analogi, modyfikacje i farmaceutyczne równoważniki.
18. 18. Kompozycja według zastrz. 12, znamienna tym, że lek jest czynnikiem przeciwnowotworowym, takim jak mitomycyna, bleomycyna, N,N'-bis(2-chloroetylo)-N-nitrozomocznik BCNU, karboplatyna, doksorubicyna, daunorubicyna, metotreksat, paklitaksel, taksoter, aktynomycina D i kamptotecyna i ich syntetyczne analogi, modyfikacje i farmaceutyczne równoważniki.
19. 19. Sposób zwiększania rozpuszczalności leku obejmujący równomierne rozdzielenie skutecznej ilości leku w wodnej biodegradowalnej polimerowej kompozycji dostarczania leków o właściwości odwracalnego termicznego żelowania, przy czym wodna kompozycja zawiera wodną fazę zawierającą równomiernie rozdzielony w niej biodegradowalny trójblokowy polimer typu ABA lub BAB, znamienny tym, że stosuje się trójblokowy kopolimer typu ABA lub BAB, przy czym polimer trójblokowy zawiera:

    i) od 51% wagowych do 83% wagowych biodegradowalnego hydrofobowego bloku polimerowego A zawierającego biodegradowalny poliester zsyntetyzowany z monomerów wybranych spośród grupy obejmującej D,L-laktyd, D-laktyd, L-laktyd, kwas D,L-mlekowy, kwas D-mlekowy, kwas L-mlekowy, glikolid, kwas glikolowy, ε-kaprolakton, kwas ε-hydroksyheksonowy, γ-butyrolakton, kwas γ-hydroksymasłowy, δ-walerolakton, kwas δ-hydroksywalerianowy, kwasy hydroksymasłowe, kwas jabłkowy i ich kopolimery i ii) od 17% wagowych do 49% wagowych biodegradowalnego hydrofilowego bloku polimerowego B zawierającego poli(glikol etylenowy) PEG, przy czym trójblokowy kopolimer ma średni ciężar cząsteczkowy od 2000 do 4990, przy czym trójblokowy kopolimer w kompozycji stosuje się w ilości od 3% wagowych do 50% wagowych, przy czym wodna kompozycja biodegradowalnego polimeru trójblokowego typu ABA lub BAB ma właściwości odwracalnego termicznego żelowania i ma postać wodnego roztworu w temperaturze od 5 do 25°C i ma postać hydrożelu w temperaturze 37°C.
20. 20. Sposób według zastrz. 19, znamienny tym, że jako lek stosuje się polipeptyd lub białko, kwas nukleinowy lub gen, hormon, czynnik przeciwrakowy lub czynnik antyproliferacyjny.
21. 21. Sposób według zastrz. 20, znamienny tym, że jako lek stosuje się polipeptyd lub białko wybrane z grupy zawierającej erytropojetynę, oksytocynę, wazopresynę, hormon adrenokortykotropowy, czynnik wzrostu naskórka, płytkowy czynnik wzrostu PDGF, prolaktynę, luliberynę, hormon uwalniający hormon luteinizujący LHRH, agonisty LHRH, antagonisty LHRH, hormony wzrostu: ludzki, świński, bydlęcy i tym podobne, czynnik uwalniający hormon wzrostu, insulinę, somatostatinę, glukagon, interleukinę-2 IL-2, α, β lub γ interferon, gastrynę, tetragastrynę, pentagastrynę, urogastron, sekretynę, kalcytoninę, enkefaliny, endorfiny, angiotensyny, hormon uwalniający tyrotropinę TRH, czynnik martwicy guza TNF, czynnik wzrostu nerwu NGF, czynnik stymulujący kolonię granulocytów G-CSF, czynnik stymulujący makrofagową kolonię granulocytów GM-CSF, czynnik powierzchniowo-stymulujący kolonię makrofagów M-CSF, heparynazę, morfotyczne białko kości BMP, ludzki przedsionkowy peptyd sodopędny hANP, peptyd glukagonowy GLP-1, interleukinę 11 IL-11, reninę, bradykininę, bacytracyny, polimiksiny, kolistyny, tyrocydynę, gramicydyny, cyklosporyny i ich syntetyczne analogi, modyfikacje i farmakologicznie aktywne fragmenty, enzymy, cytokiny, przeciwciała i szczepionki.
22. 22. Sposób według zastrz. 19, znamienny tym, że stosuje się kompozycję zawierającą od 0,01% wagowych do 20% wagowych leku.
23. 23. Sposób według zastrz. 20, znamienny tym, że polipeptyd lub białko jest członem wybranym z grupy zawierającej erytropojetynę, hormon uwalniający hormon luteinizujący LHRH, agonisty LHRH, antagonisty LHRH, hormony wzrostu: ludzki, świński, bydlęcy i tym podobne, czynnik martwicy guza TNF, czynnik wzrostu nerwu NGF, czynnik stymulujący kolonię granulocytów G-CSF, czynnik stymulujący makrofagową kolonię granulocytów GM-CSF, czynnik powierzchniowo-stymulujący kolonię makrofagów M-CSF, peptyd glukagonowy GLP-1, interleukinę 11 IL-11, cyklosporyny i ich syntetyczne analogi, modyfikacje i farmakologicznie aktywne fragmenty.
24. 24. Sposób według zastrz. 20, znamienny tym, że polipeptyd lub białko jest szczepionką zapalenia wątroby i jej syntetycznymi analogami, modyfikacjami i farmakologicznie aktywnymi fragmentami.

    PL 205 127 B1
25. 25. Sposób według zastrz. 20, znamienny tym, że lek jest hormonem wybranym z grupy zawierającej testosteron, estradiol, progesteron, prostaglandyny i ich syntetyczne analogi, modyfikacje i farmaceutyczne równoważniki.
26. 26. Sposób według zastrz. 20, znamienny tym, że lek jest czynnikiem przeciwnowotworowym, takim jak mitomycyna, bleomycyna, N,N'-bis(2-chloroetylo)-N-nitrozomocznik BCNU, karboplatyna, doksorubicyna, daunorubicyna, metotreksat, paklitaksel, taksoter, aktynomycina D i kamptotecyna i ich syntetyczne analogi, modyfikacje i farmaceutyczne równoważniki.