專(zhuān)利名稱(chēng)：：可生物降解的三嵌段共聚物,它們的合成方法和從它制得的水凝膠和生物材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及合成具有聚(羥基鏈烷酸酯)聚合物嵌段和聚(烯化氧)聚合物嵌段的兩親性共聚物的方法，由該聚合物與環(huán)糊精形成的水凝膠，以及包括以該聚合物和水凝膠為基礎(chǔ)的可注射的水凝膠藥物輸送體系的生物材料。本發(fā)明的背景許多藥物由一些方法配混來(lái)用于輸送，該方法導(dǎo)致了在人或其它哺乳動(dòng)物的體內(nèi)中的治療效果，它隨著時(shí)間推移而顯著變化。由靜脈途徑輸送的藥物會(huì)在血漿藥物濃度中導(dǎo)致幾乎瞬時(shí)峰，隨后，隨著藥物被新陳代謝，在血漿水平中有逐漸的衰退。由口服或肌注途徑輸送的藥物會(huì)導(dǎo)致藥物的血漿濃度在該藥物的系統(tǒng)吸收過(guò)程中慢慢地提高，隨后從峰值血漿藥物水平下降。藥物按劑量給藥可能需要在頻繁的間隔，如每日，加以重復(fù)，但是這最多僅僅接近連續(xù)或恒定的治療水平。有益的是將許多類(lèi)型的治療劑輸送在輸送體系中，以使該治療劑在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)持續(xù)釋放。用于藥物的控制釋放和輸送的各種聚合物已經(jīng)在過(guò)去20年中開(kāi)發(fā)出來(lái)。大多數(shù)的聚合物形成為植入物或可注射的微球粒。此類(lèi)聚合物是，和必須是，可生物降解的和生物相容的。為了生產(chǎn)合適形式的聚合物，需要復(fù)雜的制造過(guò)程，它典型地牽涉到有機(jī)溶劑。然而，有機(jī)溶劑的使用會(huì)引起一些蛋白質(zhì)藥物的變性，和甚至痕量的有機(jī)溶劑是有毒的。已經(jīng)探索將聚合物水凝膠用于藥物輸送和控制釋放。例如，化學(xué)交聯(lián)的聚合物水凝膠已經(jīng)用作植入物。一些可注射的藥物輸送體系在注射之后在體內(nèi)形成化學(xué)交聯(lián)的水凝膠，提供了藥物儲(chǔ)藏庫(kù)。然而，由于這些聚合物中的一些的存在和/或斷裂而在體內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)會(huì)引起組織刺激和損壞。物理聚合物水凝膠已經(jīng)廣泛地探索用于生物材料應(yīng)用。實(shí)例包括由對(duì)映異構(gòu)化聚合物或多肽鏈段的絡(luò)合所形成的水凝膠，和具有溫度-或pH-敏感性能的水凝膠。它們引起了對(duì)于控制藥物輸送的特別關(guān)注，因?yàn)樵诓东@精細(xì)生物活性試劑如蛋白質(zhì)中所牽涉到的溫和和含水性條件。例如，從熱敏性嵌段共聚物形成的現(xiàn)場(chǎng)所形成水凝膠也已經(jīng)被推薦作為藥物的持續(xù)釋放基質(zhì)。它們有下列優(yōu)點(diǎn)，即沒(méi)有在凝膠形成中所牽涉的化學(xué)反應(yīng)。這些共聚物水凝膠通常為高分子藥物如蛋白質(zhì)和激素所設(shè)計(jì)。此類(lèi)溫度敏感凝膠的缺點(diǎn)是在注射中使用該凝膠的實(shí)踐性。新近，兩親性嵌段共聚物對(duì)于基礎(chǔ)研究和應(yīng)用已吸引了特殊關(guān)注，因?yàn)樗鼈兊莫?dú)特的鏈層次結(jié)構(gòu)和在固態(tài)下以及在溶液中的物理性能。Forster，S.等人，Adv.Mater.10195-217(1998)；Alexandridis，P.Curr.0pin.ColloidInterfaceSci.1490-501(1996)。它們因?yàn)楦叨扔行虻淖越M合結(jié)構(gòu)而已經(jīng)廣泛地作為在超分子的聚合物化學(xué)中的結(jié)構(gòu)單元。Forster(1998)，Alexandridis(1996)；Vanhest，J.等人，W.Science2681592-1595(1995)；Jenekhe，S.等人，Science283372-375(1999)；Kukula，H.等人，J.Am.Chem.Soc.1241658-1663(2002)。兩親性嵌段共聚物已經(jīng)被認(rèn)為利用這一自組合的生物材料的優(yōu)點(diǎn)。該研究已經(jīng)導(dǎo)致獲得了具有新型的宏觀特性的生物材料，它們用于控制的藥物輸送和組織工程技術(shù)。Jeong，B等人，Adv.DrugDeliveryRev.5427-51(2002)；Kissel，T.等人，Adv.DrugDeliveryRev.5499-134(2002)。聚(環(huán)氧乙烷)(PEO)廣泛被用作親水性和生物相容的聚醚。Herold，D等人，Biochem.Pharmacol.3873-76(1989)。包括PEO作為親水性鏈段的兩親性ABA三嵌段共聚物以前進(jìn)行了研究和被描述為用作生物材料。該術(shù)語(yǔ)ABA在這里用于指一種聚合物，它包括第一聚合物的中心鏈段，稱(chēng)作B嵌段共聚物，和第二聚合物的第一和第二端鏈段，稱(chēng)為A嵌段共聚物。作為典型的實(shí)例，商購(gòu)的聚(環(huán)氧乙烷)-聚(環(huán)氧丙烷)-聚(環(huán)氧乙烷)(PEO-PPO-PEO，PluronicTM)三嵌段共聚物已經(jīng)廣泛地就它們的相特性和藥物輸送的潛在應(yīng)用進(jìn)行研究。Alexandridis，P等人，ColloidsSurf.961-46(1995)；Bromberg，L.等人，Adv.DrugDelRev.31197-221(1998)。最近，更多的關(guān)注已經(jīng)集中于具有可生物降解性聚酯的PEO的兩親性ABA三嵌段共聚物。由PEO和聚酯如聚(L-乳酸)(PLLA)，聚(乙醇酸)或它們的共聚酯組成的三嵌段共聚物的合成和表征已進(jìn)行了報(bào)導(dǎo)。Jeong，B等人，Nature388860-862(1997)；Jeong，B.等人，Macrorrzolecules327064-7069(1999)；US專(zhuān)利5,384,333；US專(zhuān)利5,702,717；US專(zhuān)利4,716,203；US專(zhuān)利5,476,909。此類(lèi)兩親性嵌段共聚物傾向于在水中形成膠束或甚至凝膠劑，它們潛在地可用于可注射的藥物輸送體系。另一種有益的水凝膠體系是由線性聚合物如聚(環(huán)氧乙烷)(PEO)穿透環(huán)糊精(CD)的內(nèi)腔而形成具有項(xiàng)鏈狀超分子結(jié)構(gòu)的包含配合物所產(chǎn)生的polyrotaxanes組成。HaradaA.等人，Nature356325(1992)；LiJ.等人，Polym.J.261019(1994)。然而，僅僅高分子量PEO能夠與α-CD形成水凝膠，和水凝膠在水溶液中的離解是快速的，因?yàn)镻EO的親水性質(zhì)。使用相關(guān)的水凝膠的可注射的藥物輸送體系公開(kāi)于US專(zhuān)利申請(qǐng)2002/0019369A1中，以發(fā)明人Li等人的名義，標(biāo)題為InjectableDrugDeliverySystemswithCyclodextrin-PolymerBasedHydrogels，它的公開(kāi)內(nèi)容被引入這里供參考。本申請(qǐng)公開(kāi)了從CD，一種聚合物即聚(乙二醇)(PEG)，PEG衍生物，或PEG共聚物，和藥物形成的環(huán)糊精聚合物基可注射的組合物。它涉及到將聚(丙二醇)或其它聚(亞烷基二醇)用作該體系中的聚合物。盡管在這一出版物中公開(kāi)的聚合物水凝膠提供了有希望的持續(xù)釋放體系，但是它們還沒(méi)有表明對(duì)于長(zhǎng)于一個(gè)星期的持續(xù)釋放提供優(yōu)化的釋放動(dòng)力學(xué)。聚[(R)-3-羥基丁酸酯](PHB)是由許多微生物作為碳和能量?jī)?chǔ)存材料所合成的旋光活性可生物降解的聚酯。Doi，Y.MicrobialPolyesters；VCHPublisher，NewYork(1990)。授權(quán)于Cha等人的US專(zhuān)利5,702,717公開(kāi)了由疏水性A聚合物嵌段(它是聚(α-羥基酸)或聚(碳酸亞乙酯))，和親水性B聚合物嵌段(它是聚(乙二醇))組成的熱敏的可生物降解的共聚物。這些聚合物被公開(kāi)用于藥物輸送，并表征為顯示出反轉(zhuǎn)熱凝膠化行為。聚(α-羥基酸)聚合物嵌段的潛在例子的所公開(kāi)目錄包括羥丁酸；然而這是聚(β-羥基鏈烷酸酯)，和不落在由Cha等人教導(dǎo)的聚合物種類(lèi)之中，也不可能顯示出由Cha等人尋求的全部特征。此外，Cha等人利用了實(shí)施環(huán)狀單體的開(kāi)環(huán)聚合的合成過(guò)程，這導(dǎo)致了聚(α-羥基酸)的潛在地不希望有的外消旋作用。本發(fā)明概述本發(fā)明提供了藥物輸送體系，它包括從環(huán)糊精和兩親性共聚物形成的水凝膠，和治療有效量的緊密地含在水凝膠中的至少一種治療劑，該共聚物包括包含聚(烯化氧)的A聚合物嵌段和包含聚(羥基鏈烷酸酯)的B聚合物嵌段。本發(fā)明還提供了合成兩親性ABA三嵌段共聚物的方法，其中包括作為A嵌段聚合物的聚(環(huán)氧乙烷)和作為B嵌段聚合物的聚(3-羥基丁酸酯)。該方法要求將聚(3-羥基丁酸酯)轉(zhuǎn)化成具有低分子量的鏈端有官能基的聚(3-羥基丁酸酯)-二醇；從甲氧基-聚(環(huán)氧乙烷)生產(chǎn)甲氧基-聚(環(huán)氧乙烷)-單羧酸；使用1，3-二環(huán)己基碳二亞胺讓聚(3-羥基丁酸酯)-二醇與甲氧基-聚(環(huán)氧乙烷)-單羧酸偶聯(lián)，得到ABA三嵌段共聚物。本發(fā)明還提供了通過(guò)將環(huán)糊精，治療有效量的在含水堿液(aqueousbasefluid)中的至少一種治療劑，和兩親性共聚物相摻混來(lái)形成水凝膠藥物輸送體系的方法，其中該共聚物包括含有聚(烯化氧)的A聚合物嵌段和包含聚(羥基鏈烷酸酯)的B聚合物嵌段。在本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了用至少一種治療劑治療人或需要治療的其它哺乳動(dòng)物的方法。該方法用于將至少一種治療劑施加在藥物輸送體系中，該藥物輸送體系包括從環(huán)糊精和兩親性共聚物形成的水凝膠，其中共聚物包括含有聚(烯化氧)的A聚合物嵌段和含有聚(羥基鏈烷酸酯)的B聚合物嵌段，其中治療有效量的至少一種治療劑緊密地包含在該水凝膠內(nèi)。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，A聚合物嵌段是聚(環(huán)氧乙烷)(PEO)和B聚合物嵌段是聚[(R)-3-羥基丁酸酯](PHB)。在本實(shí)施方案中用于與α-環(huán)糊精(α-CD)形成水凝膠的共聚物是三嵌段PEO-PHB-PEO共聚物。本發(fā)明的實(shí)施方案的兩親性三嵌段共聚物，通過(guò)使用PEO作為端鏈段和PHB作為中間鏈段，具有有益的性能，因?yàn)镻HB是高度結(jié)晶性的和疏水性的。另外，PHB比PLLA和許多其它常用生物聚酯有更低的活體內(nèi)降解速率。Gogolewski，S.等人，J.Bionzed.Mat.Res.271135-1148(1993)。因此，PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物對(duì)于長(zhǎng)期植入或藥物的控制輸送而言比以前開(kāi)發(fā)的聚合物更具前景。除了在α-CD和PEO嵌段之間的配合物的自組裝外，在PHB中間鏈嵌段之間的疏水性-疏水性相互作用進(jìn)一步增強(qiáng)了該水凝膠網(wǎng)絡(luò)。水凝膠的性能能夠通過(guò)調(diào)節(jié)分子量以及PHB和PEO的摩爾比率來(lái)進(jìn)行微調(diào)，使得它們更有潛力地用于各種生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，如用于蛋白質(zhì)，肽，基因，小分子，抗體和它們的片段和人重組蛋白質(zhì)，抗原，DNA，RNA或DNA納米顆粒的輸送，和用于組織工程技術(shù)。本發(fā)明的PEO-PHB-PEO水凝膠具有相對(duì)于其它已知水凝膠而言大大提高的持續(xù)釋放特性，部分地歸因于中間部分的增加的疏水性，到了令人吃驚的程度。這些水凝膠也顯示出增強(qiáng)的穩(wěn)定性，更快速地形成凝膠，和需要使用更少的環(huán)糊精，最大程度地減少了任何不希望有的副作用，如潛在的炎癥(如果使用過(guò)量的環(huán)糊精的話可能會(huì)發(fā)生)。本發(fā)明的PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物具有在含水介質(zhì)中膠束形成的強(qiáng)烈趨勢(shì)。從本發(fā)明的共聚物的膠束形成是對(duì)溫度不太敏感的。當(dāng)與從其它聚(α-羥基鏈烷酸)如PLLA或PGA形成的膠束的相對(duì)溫度不穩(wěn)定性(Jeong(2002)；Kissel(2002)；Jeong(1997)；Jeong(1999))相比時(shí)，這一溫度不敏感性是出乎意外的，假定PHB和PLLA具有相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的膠束因此很適合于藥物輸送，如在15到45℃的范圍內(nèi)，因?yàn)樗鼈冊(cè)谶@一范圍內(nèi)的較高溫度下不傾向于過(guò)早地破裂，并且在這一范圍內(nèi)的較低溫度下不易聚集到較大尺寸。附圖的簡(jiǎn)述當(dāng)結(jié)合附圖時(shí)通過(guò)閱讀下列詳細(xì)說(shuō)明能夠更容易地理解本發(fā)明的上述方面和許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)，其中圖1提供了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的用于聚(環(huán)氧乙烷)-聚[(R)-3-羥基丁酸酯]-聚(環(huán)氧乙烷)(PEO-PHB-PEO)共聚物的合成的化學(xué)反應(yīng)歷程；圖2提供了在實(shí)施例1中生產(chǎn)的PEO-PHB-PEO共聚物和相應(yīng)預(yù)聚物的凝膠滲透色譜法(GPC)色譜圖；圖3提供了在實(shí)施例1中生產(chǎn)的PEO-PHB-PEO共聚物和相應(yīng)預(yù)聚物的1HNMR譜；圖4提供了根據(jù)實(shí)施例1的過(guò)程生產(chǎn)的PEO-PHB-PEO(2000-3900-2000)共聚物和相應(yīng)預(yù)聚物的FTIR譜；圖5提供了在根據(jù)實(shí)施例1的過(guò)程生產(chǎn)的PEO-PHB-PEO共聚物和相應(yīng)預(yù)聚物的熱重分析(TGA)過(guò)程中的失重曲線；圖6和7提供了根據(jù)實(shí)施例1的過(guò)程生產(chǎn)的不同分子量的PEO-PHB-PEO共聚物以及相應(yīng)預(yù)聚物的差示掃描量熱法(DSC)溫譜圖；圖8和9提供了根據(jù)實(shí)施例1的過(guò)程生產(chǎn)的不同分子量的PEO-PHB-PEO共聚物以及相應(yīng)預(yù)聚物的廣角X射線衍射(XRD)圖；圖10說(shuō)明了實(shí)施例2的從下列水凝膠中釋放的BSA-FITC(填裝了1.0mgBSA-FITC的300mg水凝膠)的活體外釋放分布圖α-CD-PEO(10000)水凝膠(●)(先有技術(shù))；α-CD-PEO(20000)水凝膠(◆)(先有技術(shù))；根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的α-CD-PEO-PHB-PEO(5000-2350-5000)水凝膠(▲)；和根據(jù)本發(fā)明的α-CD-PEO-PHB-PEO(5000-3850-5000)水凝膠(■)；圖11說(shuō)明了實(shí)施例3的從下列水凝膠中釋放的葡聚糖-FITC(填充1.0mg葡聚糖-FITC(Mn20,000)的300mg水凝膠)的活體外釋放分布圖PEO-PHB-PEO(5000-5500-5000)水凝膠(■)；根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的α-CD-PEO-PHB-PEO(5000-5500-5000)水凝膠(●)；和根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的α-CD-PEO-PHB-PEO(5000-3800-5000)水凝膠(▲)。圖12和13提供了未配合PEO-PHB-PEO共聚物的XRD圖，相比于與α-CD(圖12)或γ-CD(圖13)配合的各種分子量的PEO-PHB-PEO共聚物；圖14和15提供了未配合PEO-PHB-PEO共聚物的DSC溫譜圖，相比于與α-CD(圖14)或γ-CD(圖15)配合的各種分子量的PEO-PHB-PEO共聚物；圖16提供了未配合α-CD和與PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)共聚物配合的α-CD的13CCP/MASNMR譜，其中箭頭顯示了與單個(gè)構(gòu)象應(yīng)變的配糖鍵相鄰的C-1和C-4的分辨共振；圖17提供了在DMSO-d6中與PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)共聚物配合的α-CD的4001HNMR譜；圖18和19提供了未配合PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)共聚物的不同分辯率的FTIR譜，相比于與α-CD或γ-CD配合的這一共聚物和與純?chǔ)?CD對(duì)比；圖20提供了純?chǔ)?CD，純PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)共聚物和這一共聚物與α-CD的配合物的熱重分析(TGA)曲線；圖21提供了在實(shí)施例5的PEO-PHB-PEO共聚物的水溶液中，在各種濃度和23℃下，芘探針(6.0×10-7M)的在373nm處監(jiān)測(cè)的穩(wěn)態(tài)熒光激發(fā)光譜；圖22說(shuō)明了在23℃下，實(shí)施例5的PEO-PHB-PEO共聚物的濃度對(duì)于在共聚物溶液中芘的I337/I334比率的影響；圖22說(shuō)明了在不同的濃度下，溫度對(duì)于在實(shí)施例5的PEO-PHB-PEO共聚物的水溶液中芘的I337/I334比率的影響；圖24a提供了在磷酸鹽緩沖鹽水的關(guān)節(jié)內(nèi)注射之后的一周過(guò)后，顯示兔膝關(guān)節(jié)的顯微解剖圖的圖像(最初的放大倍數(shù)×10)；和圖24b提供了在α-CD-PEO-PHB-PEO(5000-2000-5000)水凝膠的關(guān)節(jié)內(nèi)注射之后的一周過(guò)后，顯示兔膝關(guān)節(jié)的顯微解剖圖的圖像(最初的放大倍數(shù)×10)。優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明提供了藥物輸送體系，它包括從環(huán)糊精和兩親性共聚物形成的水凝膠，和治療有效量的緊密地含在水凝膠中的至少一種治療劑，該共聚物包括包含聚(烯化氧)的A聚合物嵌段和包含聚(羥基鏈烷酸酯)的B聚合物嵌段。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，A聚合物嵌段是聚(環(huán)氧乙烷)(PEO)和B聚合物嵌段是聚[(R)-3-羥基丁酸酯](PHB)，和共聚物是三嵌段ABA共聚物PEO-PHB-PEO?，F(xiàn)在描述本發(fā)明的聚(烯化氧)-聚(羥基鏈烷酸酯)-聚(烯化氧)共聚物的A和B嵌段共聚物組分。聚(烯化氧)親水性聚(烯化氧)末端鏈段結(jié)構(gòu)(A嵌段聚合物)用于本發(fā)明的三嵌段共聚物中。聚(烯化氧)適宜地選自聚(環(huán)氧乙烷)，聚(四亞甲基氧化物)和聚(四氫呋喃)。用于本發(fā)明的優(yōu)選的聚(烯化氧)是聚(環(huán)氧乙烷)(PEO)或它的衍生物，和最優(yōu)選是PEO。PEO也被稱(chēng)為聚(乙二醇)，和在這里使用的術(shù)語(yǔ)聚(環(huán)氧乙烷)(和該縮寫(xiě)PEO)意圖希望也指聚(乙二醇)(PEG)。該聚(烯化氧)可具有不同的形式和不同的端基。例如，對(duì)于PEO，PEO衍生物可具有不同的結(jié)構(gòu)，例如星形PEO，梳形PEO等。該聚(環(huán)氧乙烷)可以是改性分子的形式，例如PEG化的多糖，PEG化的聚(氨基酸)，PEG化的蛋白質(zhì)，等等。另外，PEO的多胺衍生物，例如PEG化的聚(亞乙基亞胺)或PEG化的聚賴(lài)氨酸，都可以使用。在本發(fā)明的共聚物中用作A嵌段共聚物的PEO或其它聚(烯化氧)的相對(duì)分子量(Mr)適宜是500到2,000，和優(yōu)選是2,000到10,000。聚(羥基鏈烷酸酯)高度疏水性聚(羥基鏈烷酸酯)中間段結(jié)構(gòu)(B嵌段聚合物)用于本發(fā)明的三嵌段共聚物中。合適的聚(羥基鏈烷酸酯)是a)相對(duì)疏水性的，因此在聚合物鏈之間的疏水性-疏水性相互作用促進(jìn)高分子組裝和降低所需CD的濃度；b)可生物降解的；和c)無(wú)毒的和生物相容的。用于本發(fā)明的合適的疏水性B聚合物嵌段是聚(羥基鏈烷酸酯)。用于本發(fā)明的合適聚(羥基鏈烷酸酯)的例子包括聚[(R)-3-羥基丁酸酯](PHB)，也稱(chēng)為聚[(R)-3-羥基丁酸]或聚(β-羥基酸)；聚[(R)-4-羥基丁酸酯](PGHB)；聚[(R)-3-羥基戊酸酯](PHV)；聚[(R)-3-羥基丁酸酯]-co-聚[(R)-3-羥基戊酸酯](PHB/HV)；聚[(R)-3-羥基己酸酯](PHHx)；聚[(R)-3-羥基庚酸酯](PHHp)；以上(R)對(duì)映異構(gòu)體的每一種的(S)對(duì)映異構(gòu)體；以上(S)和(R)對(duì)映異構(gòu)體的外消旋混合物；和以上聚(羥基鏈烷酸酯)的混合物。優(yōu)選的聚(羥基鏈烷酸酯)是聚(β-羥基鏈烷酸酯)，和更具體地說(shuō)，是聚[(R)-3-羥基丁酸酯](PHB)和相關(guān)的聚[(R)-3-羥基鏈烷酸酯]。用于本發(fā)明的最優(yōu)選的聚(羥基鏈烷酸酯)是PHB。在本發(fā)明的共聚物中用作B嵌段聚合物的PHB或其它聚(羥基鏈烷酸酯)的相對(duì)分子量(Mr)適宜是500到2,000，優(yōu)選是2,000到10,000，更優(yōu)選2,500到7,500和最優(yōu)選是3,000到5,000。共聚物本發(fā)明提供了用下面進(jìn)一步描述的獨(dú)特的合成工藝生產(chǎn)的聚(烯化氧)和聚(羥基鏈烷酸酯)的兩親性共聚物。優(yōu)選地，這些共聚物是ABA三嵌段共聚物，例如PEO-PHB-PEO。本發(fā)明的此類(lèi)三嵌段共聚物與環(huán)糊精形成水凝膠，和可用于持續(xù)釋放藥物輸送和其它生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。本發(fā)明還涉及聚(烯化氧)和聚(羥基鏈烷酸酯)的AB嵌段共聚物，例如PEO-PHB?？梢韵嘈?，此類(lèi)AB嵌段共聚物也與環(huán)糊精形成有用的水凝膠。因此，盡管三嵌段ABA聚合物是優(yōu)選的，這里描述的本發(fā)明的全部實(shí)施方案應(yīng)該理解為同樣適用于聚(烯化氧)和聚(羥基鏈烷酸酯)的AB嵌段共聚物。本發(fā)明的聚合物的其它變化形式也是可能的。例如，龐大的保護(hù)基團(tuán)可以經(jīng)由可生物降解的連接基例如L-苯基丙氨酸，L-色氨酸，煙堿基團(tuán)等共軛到聚合物鏈的末端。本發(fā)明的PEO-PHB-PEO聚合物的分子量適宜在1,000和50,000之間，和優(yōu)選在5,000和35,000之間。本發(fā)明的共聚物能夠配制成可生物吸收的，可生物降解的，生物相容的，并且能夠與環(huán)糊精形成水凝膠。可生物吸收的是指該聚合物能夠從身體內(nèi)它的最初施用位置上消失，有或者沒(méi)有該分散聚合物分子的降解?？缮锝到獾氖侵冈摼酆衔锬軌蚶盟饣蛎复呓到庾饔迷谏眢w內(nèi)斷裂或降解。生物相容的是指全部的組分在身體內(nèi)是無(wú)毒的。環(huán)糊精環(huán)糊精(即，cylcodextrin)在本發(fā)明中用作配位劑，與三嵌段共聚物的鏈段配合。這些環(huán)糊精穿線連接的聚合物的簇聚作用然后形成水凝膠。環(huán)糊精是由α1，4連接基所連接的六個(gè)，七個(gè)，八個(gè)或更多個(gè)D(+)葡糖吡喃糖單元組成的一系列天然環(huán)狀低聚糖。環(huán)糊精是可生物降解的和生物相容的和可以是天然的或人工合成的。環(huán)糊精可以由例如微生物自然地合成。環(huán)糊精可以人工地改性以調(diào)控它的性能，如改進(jìn)溶解度，配合物-形成能力，和特異性。這里使用的環(huán)糊精指全部天然形式和人工改性的形式。合適的環(huán)糊精包括α-環(huán)糊精，β-環(huán)糊精，γ-環(huán)糊精和它們的衍生物，其中包括疏水性衍生物，親水性衍生物，帶電荷的環(huán)糊精等。優(yōu)選的環(huán)糊精是α-環(huán)糊精。聚合物合成PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物的合成程序在圖1的反應(yīng)歷程中給出。為了合成根據(jù)本發(fā)明的PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物，首先使用普通方法制備聚合物前體。天然來(lái)源PHB具有高分子量，并且具有一個(gè)羥基端基和一個(gè)羧基端基。天然來(lái)源PHB在光學(xué)活性上也是純的。高分子量天然來(lái)源PHB通過(guò)使用已知的技術(shù)與乙二醇進(jìn)行酯交換反應(yīng)而被轉(zhuǎn)化成較低分子量的鏈端羥基終端PHB(PHB-二醇)。例如，該酯交換反應(yīng)可以在二甘醇二甲醚中進(jìn)行，其中二月桂酸二丁錫作為催化劑。該酯交換反應(yīng)進(jìn)行幾個(gè)小時(shí)到一夜，生產(chǎn)出具有幾百到幾千的平均分子量的PHB-二醇，由凝膠滲透色譜法(GPC)測(cè)定。甲氧基-PEO-單羧酸(M-PEO-A)預(yù)聚物適宜使用已知的技術(shù)由甲氧基-PEO與琥珀酸酐在4-(二甲基氨基)吡啶(DMAP)和三乙胺存在下在1，4-二噁烷中的反應(yīng)來(lái)制備。這些聚合物前體即預(yù)聚物然后根據(jù)本發(fā)明的方法被偶聯(lián)，得到所需的三嵌段共聚物。該預(yù)聚物(PHB-二醇和M-PEO-A)優(yōu)選首先加以干燥，因?yàn)榕悸?lián)反應(yīng)是濕度敏感的。該雙官能化PHB-二醇與M-PEO-A通過(guò)使用1，3-二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)作為偶聯(lián)劑進(jìn)行偶合，得到PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物。再次，因?yàn)闈穸让舾卸?，偶?lián)反應(yīng)是在干燥二氯甲烷中在氮?dú)夥障逻M(jìn)行。M-PEO-A應(yīng)該在偶聯(lián)反應(yīng)中是過(guò)量的，以確保全部的PHB-二醇轉(zhuǎn)化成該三嵌段共聚物。目標(biāo)三嵌段共聚物然后通過(guò)一次或多次沉淀和用混合溶劑(適宜為甲醇/乙醚或氯仿/乙醚)的小心分級(jí)來(lái)分離和提純。聚合物的PHB嵌段保持了清晰的(R)外消旋構(gòu)型。除PHB的(R)對(duì)映異構(gòu)體生產(chǎn)三嵌段共聚物之外，這一合成工藝也預(yù)計(jì)可用于PHB的(S)對(duì)映異構(gòu)體以及(S)和(R)對(duì)映異構(gòu)體的外消旋混合物和其它相關(guān)聚(3-羥基鏈烷酸酯)和它們的共聚物的生產(chǎn)。水凝膠組裝在本發(fā)明的兩親性三嵌段共聚物和環(huán)糊精之間的超分子自組裝(supramolecularself-assembly)會(huì)形成物理交聯(lián)的可注射水凝膠。超分子自組裝涉及到多個(gè)分子組分的自發(fā)締合成具有清晰的微觀組織和宏觀特性的特定相。在本發(fā)明的水凝膠中，PEO(例如)鏈段彼此自組裝，而在PHB(例如)中間鏈段之間發(fā)生疏水性相互作用。藥物能夠以持續(xù)方式從由本發(fā)明的環(huán)糊精-聚合物基可注射水凝膠形成的活體內(nèi)基質(zhì)或載體中輸送出來(lái)。該環(huán)糊精-聚合物基可注射水凝膠組合物能夠以任何合適的方式制備。對(duì)于沒(méi)有藥物的水凝膠的形成，環(huán)糊精與含水載液(例如，去離子水或鹽水)相結(jié)合。該環(huán)糊精溶液進(jìn)行混合，然后添加兩親性共聚物組分(例如，PEO-PHB-PEO)?；旌衔镆话惚焕鋮s到0℃到25℃的溫度，和優(yōu)選冷卻到冷凍溫度如4℃。所獲得的產(chǎn)物是白色粘性的水凝膠。如果該水凝膠被制備用于藥物的輸送，則在水溶液中的藥物適宜最初與環(huán)糊精相結(jié)合，隨后添加共聚物。另外地，該藥物溶液首先與共聚物混合。藥物最初包含在其中的水溶液是可藥用的可注射含水流體?？伤幱玫目勺⑸浜黧w可以是，但不限于，可注射的鹽水。如果需要，該含水流體也可含有緩沖劑和/或防腐劑。合適的緩沖劑包括，但不限于，堿金屬或堿土金屬碳酸鹽，磷酸鹽，碳酸氫鹽，檸檬酸鹽，硼酸鹽，乙酸鹽，和琥珀酸鹽。合適的防腐劑包括，但不限于，亞硫酸氫鈉，硫代硫酸鈉，抗壞血酸，潔爾滅，偕三氯叔丁醇，thimersol，硼酸苯汞，對(duì)羥基苯甲酸酯類(lèi)，芐醇和苯基乙醇。如果使用，防腐劑和緩沖劑將部分地根據(jù)與所使用的治療劑的相容性來(lái)進(jìn)行選擇。優(yōu)選地，聚合物是在水溶液中，它與環(huán)糊精形成水凝膠。例如，合適的含水聚合物溶液含有約1％到約80％聚合物，優(yōu)選約10％到約40％。合適的水凝膠含有約1.0％到20％環(huán)糊精(w/w)(基于總?cè)芤旱闹亓?，優(yōu)選約5％到15％環(huán)糊精。正如所指出，該水凝膠典型地通過(guò)使用含水的載液來(lái)形成。例如，典型的水溶液含有約1％到約80％聚合物，優(yōu)選約10％約40％。根據(jù)本發(fā)明，環(huán)糊精和聚合物以足夠的量和相對(duì)比例進(jìn)行混合，得到了具有所需釋放動(dòng)力學(xué)(用于藥物輸送應(yīng)用)和滿足特殊應(yīng)用需求的物理性能(即，溶膠粘度和凝膠-溶膠轉(zhuǎn)變特性)的可注射水凝膠。當(dāng)用于可注射的藥物輸送體系時(shí)，環(huán)糊精的用量足以得到一種凝膠，它作為溶膠(由于剪切誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)變)可通過(guò)皮下注射針來(lái)注射。合適地，環(huán)糊精與聚合物的重量比是0.05∶1.0到0.5∶1.0(即，該環(huán)糊精以聚合物重量的5％-80％量包含)。優(yōu)選地，該環(huán)糊精是以聚合物重量的5％-50％重量包含。希望使用為了達(dá)到所想望的釋放動(dòng)力學(xué)(藥物輸送)和物理特性所必需的最低量的環(huán)糊精，以避免在活體內(nèi)導(dǎo)致發(fā)炎響應(yīng)的那一水平的環(huán)糊精。本發(fā)明的水凝膠被認(rèn)為需要低得多的環(huán)糊精來(lái)形成凝膠，如50％以下，與由環(huán)糊精和均聚PEO形成的普通水凝膠相比。作為一個(gè)極端的例子，具有某些PEO/PHB結(jié)合物的一些共聚物能夠在沒(méi)有CD的情況下形成凝膠。然而，對(duì)于CD，凝膠獲得顯著地改進(jìn)的釋放動(dòng)力學(xué)。這是重要的，因?yàn)镃D的量能夠選擇以調(diào)節(jié)凝膠的釋放動(dòng)力學(xué)。水凝膠性能和附加組分本發(fā)明的水凝膠是可生物吸收的和可生物降解的，并且是生物相容的。它被認(rèn)為是熱敏的，是觸變的，和在某些條件下在凝膠和溶膠之間回復(fù)。凝膠-溶膠轉(zhuǎn)變溫度一般高于室溫，這取決于凝膠的組成，以及取決于共聚物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和分子量。從包括PEO作為A嵌段和PHB作為B嵌段的本發(fā)明的三嵌段ABA聚合物形成水凝膠已經(jīng)被認(rèn)為是對(duì)溫度相對(duì)不敏感的。在10到45℃范圍內(nèi)的溫度下，凝膠和膠束的形成主要取決于濃度，而不是溫度。用這一聚合物形成的水凝膠和膠束，它在低溫下難以離解和在高溫下難于聚集成較大尺寸，因此是穩(wěn)定的和容易處置以供藥物輸送用。由于它的觸變性質(zhì)，該水凝膠在受到足夠的剪切力時(shí)轉(zhuǎn)變成溶膠，使得該水凝膠(和其中所含的任何藥物)變成可注射的。例如，該水凝膠能夠穿過(guò)小到27G的針。水凝膠的pH一般是約6.5到約7.8，它是注入人體的合適的pH水平范圍。該pH水平可以利用任何合適的酸或堿，如氫氯酸或氫氧化鈉來(lái)調(diào)節(jié)。該水凝膠組合物也可含有二級(jí)(secondary)聚合物，它可以與藥物配合，與藥物共軛，或兩者。該二級(jí)聚合物適宜是聚酯，聚氨酯，聚酰胺，聚醚，多糖，聚(氨基酸)，多肽，或蛋白質(zhì)。優(yōu)選該二級(jí)聚合物是二-或單-官能化聚合物或具有(聚乙二醇)鏈段的聚離子聚合物。對(duì)于藥物與水凝膠發(fā)生共軛或配合的情況，該水凝膠配制料不僅用作基質(zhì)而且用作藥物的載體。這意味著該藥物不僅僅以物理方式夾含在該水凝膠中，而且配合或共軛到構(gòu)成該水凝膠的分子上。該二級(jí)聚合物也可用于改變水凝膠基質(zhì)的性能，如孔隙度和粘度。二級(jí)聚合物的量應(yīng)該足以達(dá)到所想望的結(jié)果，例如，與藥物配合和/或共軛的足夠量。水凝膠的性能可通過(guò)使用不同聚合物嵌段分子量，通過(guò)調(diào)節(jié)環(huán)糊精含量，和通過(guò)二級(jí)聚合物的使用來(lái)調(diào)整。例如，水凝膠可以調(diào)節(jié)成更柔性的水凝膠或更剛性的水凝膠。該水凝膠結(jié)構(gòu)能夠經(jīng)過(guò)調(diào)整而具有可變的粘度和更長(zhǎng)久的或更短的藥物釋放速度，正如下面所討論。該聚(羥基鏈烷酸酯)的疏水度也可以為所想望的持續(xù)釋放速度來(lái)進(jìn)行選擇。該水凝膠也可攜帶DNA納米球。DNA納米球是由DNA的鹽誘導(dǎo)的配合凝聚所合成的納米顆粒和作為基因送遞媒介物的聚陽(yáng)離子如明膠和脫乙酰殼多糖。Leong，K.等人，JournalofControlledRelease53183-193(1998)。有DNA縮合或結(jié)合鏈段的PEG共聚物可以與環(huán)糊精形成水凝膠，而聚合物縮合或結(jié)合DNA并在該水凝膠內(nèi)形成DNA納米球。治療劑和持續(xù)藥物釋放的方法本發(fā)明的水凝膠適合于用作藥物的持續(xù)、控制釋放基質(zhì)。當(dāng)這一水凝膠基質(zhì)與緊密包含在其中的一種或多種治療劑偶合時(shí)，得到了可生物降解的持續(xù)釋放藥物輸送體系。該術(shù)語(yǔ)“持續(xù)釋放”(即，延長(zhǎng)的釋放或控制釋放)在這里用于指藥物輸送體系或組合物，它被引入到人或其它哺乳動(dòng)物的體內(nèi)，或它應(yīng)用于開(kāi)放性創(chuàng)傷、燒傷或組織表面或引入到體腔或潛在體內(nèi)空間，以及它經(jīng)過(guò)預(yù)定的一段時(shí)間和在足以在整個(gè)預(yù)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到所想望的治療效果的治療水平下連續(xù)地釋放出一種或多種治療劑的料流。對(duì)于連續(xù)釋放料流的理解應(yīng)該包括由于組合物或它的基質(zhì)或組分的活體內(nèi)生物降解，或由于治療劑的代謝轉(zhuǎn)化或溶解或治療劑的共軛所引起的釋放。延長(zhǎng)的釋放持續(xù)時(shí)間取決于嵌段共聚物的分子量，尤其疏水性聚(羥基鏈烷酸酯)段(例如，PHB)的分子量。該釋放速度可以根據(jù)本發(fā)明來(lái)改變以達(dá)到治療響應(yīng)的想望持續(xù)時(shí)間，這通過(guò)作以下選擇來(lái)實(shí)現(xiàn)特殊的聚(羥基鏈烷酸酯)；所選擇的聚(羥基鏈烷酸酯)的立體異構(gòu)狀態(tài)；所選擇的聚(羥基鏈烷酸酯)的分子量；和用于該水凝膠中的環(huán)糊精的相對(duì)量，以實(shí)現(xiàn)持續(xù)釋放的所想望的持續(xù)時(shí)間和速率。該親水性聚(烯化氧)的分子量和選擇也影響持續(xù)釋放動(dòng)力學(xué)，但在比疏水性聚(羥基鏈烷酸酯)組分更低的程度上。二級(jí)聚合物也可用于改變釋放動(dòng)力學(xué)，正如以上所討論。本發(fā)明的水凝膠能夠提供在一天或多天的時(shí)間內(nèi)的持續(xù)釋放，并且適宜地通過(guò)嵌段聚合物和共聚物的分子量以及在本發(fā)明的水凝膠內(nèi)環(huán)糊精含量，和二級(jí)聚合物的有潛力的應(yīng)用的調(diào)節(jié)，而提供了大于5天，更優(yōu)選大于一個(gè)星期，再更優(yōu)選兩周或更長(zhǎng)時(shí)間，和潛在地一個(gè)月或更長(zhǎng)時(shí)間的延續(xù)釋放。各種治療劑，即藥物，可以在本發(fā)明的水凝膠中被輸送。在這里使用的術(shù)語(yǔ)“治療劑”和“藥物”希望包括生物學(xué)上活性分子，其中包括肽，蛋白質(zhì)(例如，細(xì)胞活素，生長(zhǎng)因子，血管生成因子，可溶性受體，抗體和它們的片段和人重組蛋白質(zhì))，小分子，基因，抗原(例如，疫苗)，DNA，RNA和DNA納米顆粒。這里使用的術(shù)語(yǔ)“藥物”和“治療劑”也希望不僅包括固有地藥物學(xué)或生物學(xué)活性的化合物或物質(zhì)，而且包括了包含一種或多種這些活性化合物或物質(zhì)，以及它們的共軛物，改性物，和藥理學(xué)活性鏈段和抗體衍生物的一些材料。本發(fā)明還提供了從這里所述的兩親性三嵌段共聚物與環(huán)糊精和一種或多種治療劑形成的藥物的制造方法。本發(fā)明因此提供了以在環(huán)糊精和三嵌段共聚物之間的包含絡(luò)合作用為基礎(chǔ)的超分子水凝膠，在其中緊密地包含了一種或多種治療劑。這些水凝膠有希望用于蛋白質(zhì)或肽藥物的控制輸送。對(duì)于藥物輸送體系，該治療劑適宜在可藥用的可注射的含水堿(aqueousbase)中配混，和該治療劑可以是適合于注射或其它給藥模式的任何藥物，或此類(lèi)藥物的結(jié)合物。合適的藥物包括，但不限于，鎮(zhèn)痛藥，麻醉劑，抗關(guān)節(jié)炎藥，疾病改性抗風(fēng)濕病藥物(DMARDS)，抗哮喘藥物，抗凝血?jiǎng)?，抗驚厥藥，抗抑郁藥，抗糖尿病藥，抗腫瘤藥，抗精神病藥，抗高血壓藥，抗生素，抗組胺劑，解充血藥，抗炎藥，肌肉松弛藥，防寄生的藥物，抗病毒藥物，抗再狹窄劑，抗痙攣劑，軟骨保護(hù)劑，防粘劑，抗腫瘤細(xì)胞侵入劑，血管舒張劑，血管收縮劑，免疫抑制劑和其它生物學(xué)上活性分子，其中包括肽，蛋白質(zhì)(例如，細(xì)胞活素，生長(zhǎng)因子，血管生成因子，可溶性受體，抗體和它們的片段和人重組蛋白質(zhì))，小分子，基因，抗原(例如，疫苗)，DNA，RNA和DNA納米顆粒。該藥物適宜是高分子形式(即，通常是高分子的藥物或?qū)儆谝呀?jīng)共軛、PEG化或另外轉(zhuǎn)化成高分子的較小分子的藥物)或是低分子量形式。高分子形式非常適合于在本發(fā)明的水凝膠中的輸送。因此高分子如蛋白質(zhì)，它包括生長(zhǎng)因子，細(xì)胞活素，抗體，酶等，可以在本發(fā)明的水凝膠中被輸送。為了有效和均勻的持續(xù)釋放，低分子量藥物可以適宜地共軛于，比如共軛于例如聚(乙二醇)上，而形成高分子，然后被引入該水凝膠中。屬于小分子的藥物適宜包含或連接于微粒和/或納米顆粒內(nèi)，例如，DNA納米球，以便引入到本發(fā)明的水凝膠中。因?yàn)楸景l(fā)明的三嵌段共聚物的疏水性中間部分鏈段能夠形成膠束，該水凝膠也能夠捕獲疏水性藥物，例如，紫杉醇(TaxolTM)，其中包括疏水性小分子。適合在本發(fā)明的水凝膠中被輸送的治療劑的附加例子已公開(kāi)于授權(quán)于Demopulos等，標(biāo)題為SurgicalIrrigationSolutionandMethodforInhibitionofPainandInflammation的US專(zhuān)利6,420,432，和以Demopulos等名義，標(biāo)題為SolutionsandMethodsforInhibitionofPain，InflammationandCartilageDegradation的國(guó)際PCT專(zhuān)利申請(qǐng)WO01/07067中，它們的公開(kāi)內(nèi)容特意地引入這里供參考。US6,420,432公開(kāi)了單獨(dú)被輸送或聯(lián)合被輸送的止痛藥，抗炎藥，抗痙攣藥，和抗再狹窄劑(restenoticagent)，以抑制疼痛，發(fā)炎，平滑肌痙攣或再狹窄。試劑的選擇是為了抑制從任何損傷、癥狀或其它原因引起的所不希望有的機(jī)理的某些給定應(yīng)用來(lái)決定，其中包括外科、手術(shù)、介入或診斷程序，如在關(guān)節(jié)內(nèi)窺程序當(dāng)中抗炎藥/抗痛劑在關(guān)節(jié)內(nèi)的給藥，在泌尿生殖器程序當(dāng)中抗炎/抗痛和/或抗痙攣藥劑給予泌尿生殖道，在心血管程序當(dāng)中抗痛/抗炎、抗痙攣和/或抗再狹窄劑在血管內(nèi)的給藥，或在普通外科、眼科、牙外科或其它普通外科程序當(dāng)中抗痛/消炎藥輸送到傷口。公開(kāi)的抗炎/止痛劑包括血清素受體拮抗劑；血清素受體激動(dòng)劑；組胺受體拮抗劑；血管舒緩激肽受體拮抗劑；激肽釋放酶抑制劑；速激肽受體拮抗劑，包括神經(jīng)激肽，和神經(jīng)激肽2受體亞型拮抗劑；降血鈣素基因-相關(guān)肽(CGRP)受體拮抗劑；白細(xì)胞間介素受體拮抗劑；在花生四烯酸代謝物的合成途徑中的酶活性抑制劑，包括(a)磷脂酶抑制劑，其中包括PLA2對(duì)碘氧基苯甲醚抑制劑和PLCγ對(duì)碘氧基苯甲醚抑制劑，(b)環(huán)加氧酶抑制劑，和(c)脂氧化酶抑制劑；前列腺素類(lèi)受體拮抗劑，其中包括eicosanoidEP-1和EP-4受體亞型拮抗劑和凝血噁烷受體亞型拮抗劑；白細(xì)胞三烯受體拮抗劑，其中包括白細(xì)胞三烯B4受體亞型拮抗劑和白細(xì)胞三烯D4受體亞型拮抗劑；阿片樣物質(zhì)受體激動(dòng)劑，其中包括μ-鴉征樣物質(zhì)，δ-鴉征樣物質(zhì)，和κ-阿片樣物質(zhì)受體亞型激動(dòng)劑；purinoceptor激動(dòng)劑和拮抗劑，其中包括P2X受體拮抗劑和P2γ受體激動(dòng)劑；和三磷酸腺苷(ATP)敏感的鉀通道開(kāi)啟劑。公開(kāi)的抗痙攣劑包括血清素受體拮抗劑；速激肽受體拮抗劑；ATP-敏感的鉀通道開(kāi)啟劑；鈣通道拮抗劑；內(nèi)皮縮血管肽(endothelin)受體拮抗劑；鈣通道拮抗劑；和一氧化一氮給體(酶激活劑)。公開(kāi)的抗再狹窄劑包括抗血小板劑，其中包括(a)凝血酶抑制劑和受體拮抗劑，(b)腺苷二磷酸酯(ADP)受體拮抗劑(又已知為purinoceptor1受體拮抗劑)，(c)凝血噁烷抑制劑和受體拮抗劑和(d)血小板薄膜糖蛋白受體拮抗劑；細(xì)胞粘著分子的抑制劑，其中包括(a)選擇蛋白抑制劑和(b)整聯(lián)蛋白抑制劑；抗趨化性劑；白細(xì)胞間介素受體拮抗劑；和細(xì)胞內(nèi)信號(hào)抑制劑，其中包括(a)蛋白激酶C(PKC)抑制劑和蛋白質(zhì)酪氨酸磷酸酯酶，(b)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)酪氨酸激酶抑制劑的調(diào)節(jié)劑，(c)src同源性2(SH2)疇的抑制劑，和(d)鈣通道拮抗劑。當(dāng)此類(lèi)組合物在泌尿科、普通外科或腫瘤科程序當(dāng)中被輸送時(shí)，抗粘合或抗腫瘤侵入/粘合/轉(zhuǎn)移試劑也可以包括在內(nèi)，單獨(dú)或聯(lián)合，如CD44受體拮抗劑；整聯(lián)蛋白受體拮抗劑和選擇蛋白受體拮抗劑；蛋白酶抑制因子；蛋白質(zhì)酪氨酸激酶抑制劑；蛋白激酶C抑制劑；和促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)抑制劑。這些各種組合物和程序中的每一種可以通過(guò)在本發(fā)明的水凝膠中輸送治療劑來(lái)進(jìn)行，以提供延長(zhǎng)的釋放和作用持續(xù)時(shí)間。WO01/07067公開(kāi)了抑制軟骨分解代謝或促進(jìn)軟骨合成代謝的軟骨保護(hù)劑。公開(kāi)的合成代謝促進(jìn)軟骨保護(hù)劑包括白細(xì)胞間介素(IL)激動(dòng)劑；轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(TGF)-β總科的成員，其中包括TGF-β激動(dòng)劑和骨頭形態(tài)生成型蛋白質(zhì)激動(dòng)劑；胰島素樣生長(zhǎng)因子；和成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子。公開(kāi)的分解代謝抑制性軟骨保護(hù)劑包括IL-1受體拮抗劑；腫瘤壞死因子(TNF)-α受體拮抗劑；環(huán)加氧酶-2特異抑制劑；MAP激酶抑制劑；氧化氮合酶抑制劑；和核因子kB抑制劑；基質(zhì)金屬蛋白酶的抑制劑；細(xì)胞粘著分子，其中包括整聯(lián)蛋白激動(dòng)劑和整聯(lián)蛋白拮抗劑；抗趨化性劑；細(xì)胞內(nèi)信號(hào)抑制劑，其中包括蛋白激酶C抑制劑和蛋白質(zhì)酪氨酸激酶抑制劑；細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)酪氨酸磷酸酯酶的抑制劑；和SH2疇的抑制劑。此類(lèi)軟骨保護(hù)組合物在本發(fā)明的水凝膠中被輸送，如通過(guò)關(guān)節(jié)內(nèi)注射，以提供延長(zhǎng)的釋放和作用持續(xù)時(shí)間。本發(fā)明的水凝膠和治療劑藥物輸送體系適宜注射或另外輸送(例如通過(guò)植入，放置于體腔或潛在空間，涂敷身體的組織表面或涂敷可植入設(shè)備的表面)到患有疾病或癥狀的人或其它哺乳動(dòng)物，包含在該藥物輸送體系中的藥物對(duì)于這些疾病或癥狀是治療有效的。借助于非限制性例子，包括合適的治療劑的藥物輸送體系可以被輸送以治療患有創(chuàng)傷或慢性疼痛，關(guān)節(jié)炎，多發(fā)性硬化癥和其它自免疫病癥，從創(chuàng)傷或外科或其它手術(shù)程序引起的發(fā)炎和/或疼痛，憂慮和/或其它神經(jīng)學(xué)或心理學(xué)病癥，心血管病或癥狀如高血壓，泌尿科病癥或婦科病癥，接受化學(xué)治療的癌癥，機(jī)能性充血，激素病癥或不平衡等等的人或其它哺乳動(dòng)物。用于水凝膠中的特殊藥物是人或其它哺乳動(dòng)物為了人或其它哺乳動(dòng)物所患有的癥狀的藥物處置所需要的類(lèi)型?？勺⑸涞慕M合物能夠以任何合適的方式被注入或植入到人或其它哺乳動(dòng)物的體內(nèi)，和優(yōu)選通過(guò)皮下注射針進(jìn)行注射。例如，該水凝膠可以通過(guò)注射或其它關(guān)節(jié)內(nèi)方式，血管內(nèi)，施用于該泌尿生殖道，皮下注射，肌內(nèi)注射，透皮，顱內(nèi)，心包內(nèi)，胸膜內(nèi)，或施用于任何體腔或潛在空間。另外地，水凝膠可以經(jīng)由導(dǎo)管或注射器被引入到關(guān)節(jié)，如在關(guān)節(jié)內(nèi)窺程序當(dāng)中，或引入到泌尿生殖道，引入到脈管系統(tǒng)，引入到心包或肋膜空間，或引入到任何體腔或在身體內(nèi)的潛在空間中，在手術(shù)、外科、診斷或介入程序當(dāng)中。該水凝膠能夠施用于封閉的區(qū)域或組織以達(dá)到藥物的較高局部濃度，形成持續(xù)釋放儲(chǔ)藏庫(kù)。在其它應(yīng)用中，水凝膠可以局部施用于敞開(kāi)的外科或創(chuàng)傷傷口，施用于燒傷，或施用于皮膚或其它組織表面。附加生物材料應(yīng)用本發(fā)明的三嵌段共聚物將形成膠束，它保留在液體懸浮液中或聚集成凝膠，這取決于濃度。由上述合成方法生產(chǎn)的可生物降解的三嵌段共聚物形成的膠束本身可用于藥物的包封，以實(shí)現(xiàn)控制釋放，特別對(duì)于疏水性藥物。該三嵌段共聚物膠束也可加以干燥而形成微球粒或納米球以用于包封藥物，從而作為持續(xù)釋放配制料?？梢韵嘈牛m合于使用本發(fā)明的三嵌段共聚物的微?；蚣{米顆粒形成的技術(shù)可以采用用于其它聚合物的已知技術(shù)。此類(lèi)技術(shù)的非限制性例子公開(kāi)于Song，C.等人，JournalofControlledRelease43197-212(1997)；Kim，S.等人，JournalofControlledRelease56197-208(1998)；Kim，I.等人，InternationalJournalofPharmaceutics205165-172(2000)；和Jeong，Y.等人，InternationalJournalofPharmaceutics18849-58(1999)，它們的公開(kāi)內(nèi)容被引入這里供參考?？缮锝到獾娜抖喂簿畚锏哪z束(或從其形成的微粒或納米顆粒)因此能夠用于系統(tǒng)給藥，包括，非限制性的例子，血管內(nèi)給藥，吸入，口服，肌注和皮下給藥途徑。由可生物降解的三嵌段共聚物和環(huán)糊精形成的本發(fā)明的水凝膠也能夠用作細(xì)胞培養(yǎng)和包封的介質(zhì)，用于組織工程應(yīng)用。在活體外或在活體內(nèi)在水凝膠中形成的合成組織可以植入人或其它哺乳動(dòng)物(如在合成軟骨)中，或可以外部地施用(如在合成皮中)。治療劑可以包括在使用本發(fā)明的三嵌段共聚物或水凝膠所形成的合成組織內(nèi)，以協(xié)助組織生長(zhǎng)、耐久性或愈合。本發(fā)明的水凝膠也能夠在外科程序中用作涂層用于防止粘合形成。一種或多種治療劑也可包括在此類(lèi)組合物中。本發(fā)明的水凝膠，包括一種或多種治療劑，也可用于涂敷可植入的設(shè)備，例如，支架(stent)，導(dǎo)管，氣管，管，螺桿，板，分流器，人造關(guān)節(jié)，人造心臟或瓣膜，其它修復(fù)術(shù)，等等。此類(lèi)設(shè)備可以由可生物吸收的或不可生物吸收的材料構(gòu)成。其它生物材料和用于這里所述的水凝膠的生物學(xué)應(yīng)用也被認(rèn)為是在本發(fā)明的范圍內(nèi)。實(shí)施例本發(fā)明借助于下列實(shí)施例來(lái)更好地理解，它們說(shuō)明了本發(fā)明的三嵌段聚合物和水凝膠的合成，和它們的性能。這些實(shí)施例僅僅是舉例說(shuō)明而已，不是本發(fā)明的整個(gè)反映。實(shí)施例1三嵌段共聚物的合成和表征a.三嵌段共聚物的合成具有各種分子量的鏈端羥基化PHB(PHB-二醇)預(yù)聚物是從天然PHB和二甘醇與作為催化劑的二月桂酸二丁錫在二甘醇二甲醚中的酯基轉(zhuǎn)移程序制備的，如以前所報(bào)道。Thomas，D.等人，Macron701.Chem.Phys.1971609-1614(1996)。該酯交換反應(yīng)進(jìn)行幾個(gè)小時(shí)到一夜，生產(chǎn)出具有幾百到幾千的平均分子量的PHB-二醇，由GPC測(cè)定。具有1820和4740的Mn的M-PEO-單羧酸(M-PEO-A)預(yù)聚物通過(guò)M-PEO與琥珀酸酐在4-(二甲基氨基)吡啶(DMAP)和三乙胺存在下在1，4-二噁烷中的反應(yīng)來(lái)制備，如以前所報(bào)道。Bae，Y等人，J.ControlledRelease643-13(2000)。然后，作為本發(fā)明的一個(gè)例子，這些雙官能化PHB-二醇預(yù)聚物通過(guò)使用1，3-二環(huán)己基碳二亞胺與M-PEO-A預(yù)聚物(Mn～1820和4740)偶合，得到PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物。因?yàn)檫@一反應(yīng)是濕度敏感的，它在干燥二氯甲烷中在氮?dú)夥障逻M(jìn)行。目標(biāo)三嵌段聚合物然后通過(guò)沉淀和從氯仿/二乙醚或甲醇/乙醚中的小心分級(jí)來(lái)從反應(yīng)混合物中分離和提純。b.三嵌段共聚物的分子表征進(jìn)行凝膠滲透色譜法(GPC)分析來(lái)測(cè)定該三嵌段共聚物的分子量和分子量分布。全部提純?nèi)抖喂簿畚锏腉PC色層分離譜顯示出單模態(tài)的峰。圖2顯示了PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物與相應(yīng)預(yù)聚物一起的典型GPC色譜圖。PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物的分子量高于它的PEO和PHB前體，對(duì)應(yīng)于ABA三嵌段結(jié)構(gòu)。全部該三嵌段共聚物是由1HNMR譜學(xué)來(lái)分析，它證實(shí)了該三嵌段共聚物既含有PEO又含有PHB嵌段，并且給定了共聚物的中間PHB嵌段的長(zhǎng)度。圖3顯示了PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物和它的前體預(yù)聚物的1HNMR譜。因?yàn)橛糜谶@一實(shí)施例中的兩種M-PEG-A預(yù)聚物幾乎是單分散的(平均分子量/數(shù)均(Mw/Mn)＝1.03)，在共聚物中PEO嵌段的分子量被認(rèn)為等于它們的M-PEO-A預(yù)聚物。因此，在共聚物中PHB嵌段的分子量能夠從PHB和PEO鏈段的峰的積分之間的比率確定。該1HNMR譜也提供了PHB-二醇的定量反應(yīng)的強(qiáng)有力證據(jù)。在圖3b中，PHB羥基末端單元的質(zhì)子對(duì)于c′清楚地出現(xiàn)在1.26ppm(雙重線)處和對(duì)于b’出現(xiàn)在4.25ppm(多重線態(tài))處(Li，J.等人，Bull.Chem.Soc.Jpn.701887-1893(1997)；Li，J.等人，Bull.Chem.Soc.Jpn.711683-1689(1998))，而乙二醇端基能夠?qū)τ赿在3.84ppm(三重線態(tài))處和對(duì)于e在4.26ppm(三重線態(tài))處看見(jiàn)(Thomas，D.等人，Macromol.Chem.Phys.1971659-1614(1996))。在圖3c中，PHB羥基末端單元的全部峰消失，和乙二醇端基的那些峰變成在4.32ppm處的單個(gè)峰，證實(shí)了M-PEO-A共軛到PHB-二醇。表1給出了在這一實(shí)施例中合成的全部三嵌段共聚物的分子量，分子量分布，和組成(嵌段長(zhǎng)度和PHB含量(重量))。通過(guò)使用Mn1820和4740的M-PEO-A合成兩個(gè)系列的三嵌段共聚物。各系列的三嵌段共聚物具有從幾百到超過(guò)5000的中間PHB嵌段長(zhǎng)度。三嵌段共聚物的固態(tài)性能取決于隨后在下面部分中描述的在PHB/PEO嵌段長(zhǎng)度之間的組成和比率。表1(a)由GPC測(cè)定。(b)由1HNMR和GPC結(jié)果的結(jié)合來(lái)測(cè)定。(c)從TGA結(jié)果計(jì)算。PEO-PHB-PEO(2000-3900-2000)和它的起始PEO和PHB前體的FTIR譜示于圖4中。PHB和PEO前體的全部特征吸收出現(xiàn)在該三嵌段共聚物的譜中。對(duì)于共聚物和PHB前體，該羰基拉伸發(fā)生在1723cm-1處。對(duì)于共聚物和PEO前體，該醚拉伸發(fā)生在1102cm-1處。在963和843cm-1處的譜帶已知是PEO的結(jié)晶相的特征。Bailey，J.等人，聚(環(huán)氧乙烷)，AcademicPress，NewYork(1976)。該兩個(gè)峰出現(xiàn)在共聚物的譜中，和它們的強(qiáng)度與PEO嵌段含量和它的結(jié)晶度有關(guān)。結(jié)果與從DSC和XRD得到的結(jié)果非常吻合，這些將在下面部分中進(jìn)行討論。c.熱穩(wěn)定性三嵌段共聚物的熱穩(wěn)定性通過(guò)使用熱重分析(TGA)來(lái)評(píng)價(jià)。圖5顯示了三嵌段共聚物以及PEO和PHB前體的重量損失曲線。該P(yáng)EO-PHB-PEO三嵌段共聚物經(jīng)歷分段的熱降解。該P(yáng)HB嵌段首先在大約260℃下開(kāi)始降解，然后該P(yáng)EO嵌段在大約350℃下開(kāi)始降解。應(yīng)該指出，在PHB嵌段已經(jīng)在310-320℃下完成其降解之后，PEO嵌段開(kāi)始降解。因此，三嵌段共聚物的組成和PHB含量能夠從這一兩步驟降解行為計(jì)算，正如對(duì)于在表1中的各種分子量共聚物所列出的。該結(jié)果與從1HNMR獲得的那些非常一致。從TGA測(cè)定的共聚物的每一嵌段發(fā)生10％的質(zhì)量損失的溫度列于表2中。結(jié)果表明該三嵌段共聚物具有比它們的前體更好的熱穩(wěn)定性。表2d.固態(tài)行為進(jìn)行差示掃描量熱法(DSC)和廣角X射線衍射(XRD)研究，以便獲得與共聚物中PEO和PHB嵌段的微相分離和結(jié)晶有關(guān)的信息。圖6和7顯示了具有不同組成的該P(yáng)EO和PHB前體和該P(yáng)EO-PHB-PEO三嵌段共聚物的DSC溫譜圖。另外，與每一嵌段的熱轉(zhuǎn)化和結(jié)晶度對(duì)應(yīng)的數(shù)值列于表3中。PEO和PHB兩者都是結(jié)晶聚合物。對(duì)于具有短PHB嵌段的共聚物PEO-PHB-PEO(2000-0500-2000)和PEO-PHB-PEO(5000-0800-5000)，沒(méi)有觀察到PHB熔化轉(zhuǎn)變峰，表明該P(yáng)HB結(jié)晶相沒(méi)有形成。隨著PHB嵌段長(zhǎng)度的減少，PHB嵌段的熔化轉(zhuǎn)變溫度(Tm)會(huì)下降。PHB嵌段的熔化焓和結(jié)晶度在共聚物中會(huì)顯著地增加，與純PHB-二醇相比，推測(cè)由軟PEO嵌段的存在所引起。相反，在全部三嵌段共聚物中的PEO嵌段具有更低的熔化焓和更低的結(jié)晶度，與純PEO前體相比。隨著在共聚物中PHB嵌段長(zhǎng)度的增加，或PHB的含量的增加，PEO嵌段的全部該熔化溫度、熔化焓和結(jié)晶度都下降。這些可以由硬PHB嵌段所引起，它壓抑了在共聚物中PEO嵌段的結(jié)晶。表3圖8和9顯示了在本研究中合成的該P(yáng)EO和PHB前體和該P(yáng)EO-PHB-PEO三嵌段共聚物的XRD圖解。PHB嵌段的反射峰沒(méi)有在具有短PHB鏈段的共聚物的圖中出現(xiàn)(圖8c和9c)，表明PHB結(jié)晶相沒(méi)有形成。對(duì)于具有較長(zhǎng)PHB鏈段的共聚物，該P(yáng)HB嵌段形成分離的結(jié)晶相，類(lèi)似于它的前體PHB-二醇。PEO嵌段的反射峰表明在共聚物中的PEO結(jié)晶相具有與其均聚物相似的結(jié)構(gòu)。對(duì)于PEO-PHB-PEO(2000-3800-2000)和PEO-PHB-PEO(2000-5500-2000)來(lái)說(shuō)該P(yáng)EO反射峰都沒(méi)有出現(xiàn)，因?yàn)镻EO嵌段的熔化溫度是大約環(huán)境溫度(在該溫度下測(cè)量XRD)(參見(jiàn)表2)。XRD結(jié)果與DSC測(cè)量非常吻合。e.PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物的膠束形成具有較低PHB含量的三嵌段共聚物，如PEO-PHB-PEO(2000-0500-2000)，PEO-PHB-PEO(5000-0800-5000)和PEO-PHB-PEO(5000-3800-5000)，是水溶性的。它們可以在水溶液中在低濃度下形成膠束，這已通過(guò)染料溶解度實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)。膠束形成的驅(qū)動(dòng)力被認(rèn)為是在該P(yáng)HB嵌段之間的強(qiáng)烈疏水性相互作用。在水溶液中嵌段共聚物的臨界膠束濃度(cmc)是由使用芘作為探針?lè)肿拥臒晒饧夹g(shù)來(lái)測(cè)定的。表3列出了三種水溶性三嵌段共聚物在室溫下的cmc值。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，該cmc強(qiáng)烈地取決于在共聚物中PHB嵌段長(zhǎng)度，即，具有較長(zhǎng)PHB嵌段的共聚物具有低得多的cmc，因?yàn)镻HB嵌段強(qiáng)烈地傾向于在水溶液中聚集。實(shí)施例2三嵌段共聚物和環(huán)糊精配合和釋放動(dòng)力學(xué)a.包含配合物的形成下面再次是有關(guān)PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物的合成的圖1的反應(yīng)歷程。簡(jiǎn)單地，高分子量PHB首先轉(zhuǎn)化成較低分子量的PHB-二醇。PHB-二醇然后與PEO-單羧酸(Mr5000)偶合，得到PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物。制備兩種三嵌段共聚物PEO-PHB-PEO(5000-2300-5000)和PEO-PHB-PEO(5000-3850-5000)并由NMR、GPC、FI-IR和DSC表征。兩共聚物在室溫下都是水溶性的。它們可以在水溶液中在低濃度下形成膠束，這已通過(guò)使用1，3，5-二苯基己三烯和芘的染料溶解度實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)。膠束形成的驅(qū)動(dòng)力被認(rèn)為是在該P(yáng)HB嵌段之間的強(qiáng)烈疏水性相互作用所引起的。盡管有膠束的形成，但是兩種聚合物在水中的10wt％溶液以良好的流動(dòng)性保持透明。通過(guò)將9.7wt％的α-CD添加到任一聚合物溶液中，在室溫下發(fā)生凝膠化。對(duì)其它均聚PEO相比，凝膠化能夠用這一共聚物在較低濃度下誘導(dǎo)。盡管不希望受理論的束縛，但可以假定，由α-CD和PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物的PEO嵌段形成的包含配合物(inclusioncomplexes)聚集成微晶，它用作物理交聯(lián)和誘導(dǎo)超分子聚合物網(wǎng)絡(luò)的形成，因此導(dǎo)致水凝膠的形成。PHB嵌段的膠束化被認(rèn)為在共聚物和α-CD溶液的凝膠化中起重要作用。在PHB嵌段之間的疏水性相互作用促進(jìn)聚合物網(wǎng)絡(luò)的形成。因此，PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物和α-CD在水溶液中的凝膠化的驅(qū)動(dòng)力被認(rèn)為是在α-CD和PEO嵌段之間的包合配合以及該三嵌段共聚物的PHB嵌段的膠束化的結(jié)合。在水凝膠中在PEO-PHB-PEO共聚物的PEO嵌段和α-CD之間的包含配合物形成是由水凝膠的廣角X射線衍射研究來(lái)證實(shí)的。水凝膠的衍射圖顯示了α-CD-PEO配合物的圖案，有多個(gè)尖銳的反射峰和在2θ＝19.4°(d＝4.57埃)處的初級(jí)峰，表示了α-CD和PEO的結(jié)晶性項(xiàng)鏈狀配合物的通道型結(jié)構(gòu)。LiJ.等人，Macromolecules347236(2001)；LiJ.等人，Macromolecules348829(2001)。這一圖案提示了α-CD和PEO嵌段的包含配合物的存在。固體PEO-PHB-PEG的圖案顯示了在13.7°(d＝6.46埃)和17.2°(d＝5.16埃)的兩個(gè)尖銳反射峰，它們來(lái)自于該P(yáng)HB結(jié)晶相。有趣地，PHB結(jié)晶相的圖案也出現(xiàn)在α-CD-PEO-PHB-PEO(5000-3850-5000)水凝膠的譜圖中，雖然它是弱的。應(yīng)該指出的是，PEO-PHB-PEO(5000-3850-5000)的10wt％水溶液的X射線衍射圖沒(méi)有顯示銳利的反射峰。結(jié)果表明，該超分子體系變得更高度有序，而α-CD配合物與PEO嵌段的自組合則增強(qiáng)了該P(yáng)HB嵌段的聚集。b.釋放動(dòng)力學(xué)為了說(shuō)明這些水凝膠的穩(wěn)定性和輸送特性，對(duì)作為模型蛋白質(zhì)藥物的異硫氰酸酯熒光素標(biāo)簽的牛血清清蛋白(BSA-FITC，分子量67,000)的活體外釋放進(jìn)行研究(圖10)。本發(fā)明的α-CD-PEO-PHB-PEO水凝膠的釋放特性與已知的(先有技術(shù))α-CD-PEO均聚物水凝膠的釋放特性進(jìn)行對(duì)比。α-CD-PEO均聚物水凝膠，甚至具有20,000的PEOMr，在兩天內(nèi)溶于磷酸鹽緩沖鹽水(PBS)中。相反，α-CD-PEO-PHB-PEO水凝膠對(duì)于BSA-FITC顯示出持續(xù)的釋放動(dòng)力學(xué)。有趣地，PHB嵌段的分子量較小差別(僅僅1500Mr)在釋放速率上引起顯著下降。α-CD-PEO-PHB-PEO(5000-2350-5000)持續(xù)釋放4天，而α-CD-PEO-PHB-PEO(5000-3850-5000)持續(xù)釋放超過(guò)5天的較長(zhǎng)時(shí)間。在兩個(gè)星期之后BSA-FITC沒(méi)有顯著的釋放。這些結(jié)果表明本發(fā)明的超分子水凝膠的各項(xiàng)性能能夠用不同的共聚物來(lái)微調(diào)，擴(kuò)展了應(yīng)用范圍。一些PEG化的蛋白質(zhì)藥物也可以是活性組分，和該P(yáng)EO鏈可以牽涉在與α-CD的配合中，它們可以進(jìn)一步改進(jìn)配制料的控制釋放性能。水凝膠的流變性質(zhì)的進(jìn)一步研究表明，該凝膠是觸變的，即，當(dāng)水凝膠被剪切時(shí)水凝膠的粘度會(huì)下降，使得該控制釋放配制料可通過(guò)注射針注射。實(shí)施例3另一種型號(hào)藥物的水凝膠釋放動(dòng)力學(xué)a.α-CD-PEO-PHB-PEO水凝膠的制備通過(guò)首先將0.090克的PBS添加到在0.6mL比色杯內(nèi)的根據(jù)實(shí)施例1的程序合成的0.060克三嵌段PEO-PHB-PEO共聚物中來(lái)制備共聚物溶液或凝膠。然后含有14.5％的α-CD和0.5％的葡聚糖-FITC(分子量20,000)的0.30克PBS溶液被添加到在比色杯內(nèi)的PBS-共聚物混合物中。該溶液徹底地混合，然后在室溫下靜置一夜?；旌衔镌诒壬行纬伤z，然后它的活體外釋放動(dòng)力學(xué)按下面進(jìn)一步描述的那樣進(jìn)行研究。這一程序通過(guò)一次使用PEO-PHB-PEO(5000-5500-5000)共聚物和一次使用PEO-PHB-PEO(5000-3800-5000)共聚物來(lái)進(jìn)行。b.純PEO-PHB-PEO水凝膠的制備通過(guò)將0.090克的PBS添加到在0.6mL比色杯內(nèi)的根據(jù)實(shí)施例1的程序合成的0.060克三嵌段PEO-PHB-PEO共聚物中來(lái)制備共聚物溶液或凝膠。然后含有0.5％的葡聚糖-FITC(分子量20,000)的0.30克PBS溶液被添加到在比色杯內(nèi)的PBS-共聚物混合物中。該溶液徹底地混合，然后在室溫下靜置一夜?；旌衔镌诒壬行纬伤z，然后它的活體外釋放動(dòng)力學(xué)按下面進(jìn)一步描述的那樣進(jìn)行研究。這一程序通過(guò)一次使用PEO-PHB-PEO(5000-5500-5000)共聚物和一次使用PEO-PHB-PEO(5000-3800-5000)共聚物來(lái)進(jìn)行。c.釋放動(dòng)力學(xué)對(duì)于活體外釋放動(dòng)力學(xué)研究，含有包括葡聚糖-FITC的各自水凝膠的各比色杯被倒置在具有12mLPBS的試管中并在37℃水浴中培養(yǎng)。該P(yáng)BS以預(yù)定的時(shí)間間隔加以改變。在各間隔釋放的葡聚糖-FITC的濃度通過(guò)使用熒光微板讀出器來(lái)分析。當(dāng)按照以上程序時(shí)，發(fā)現(xiàn)PEO-PHB-PEO(5000-5500-5000)在有或沒(méi)有α-CD下形成水凝膠。PEO-PHB-PEO(5000-3800-5000)僅僅與α-CD形成，和沒(méi)有α-CD的PEO-PHB-PEO(5000-3800-5000)的溶液保持為透明溶液，這被認(rèn)為不適合于藥物的持續(xù)釋放。圖11顯示了葡聚糖-FITC從水凝膠中的活體外釋放分布圖。α-CD-PEO-PHB-PEO(5000-5500-5000)和α-CD-PEO-PHB-PEO(5000-3800-5000)水凝膠兩者在幾個(gè)星期中顯示出葡聚糖-FITC的持續(xù)釋放，而純PEO-PHB-PEO(5000-5500-5000)水凝膠在短于一個(gè)星期中釋放葡聚糖-FITC。結(jié)果表明，α-CD不僅協(xié)助該P(yáng)EO-PHB-PEO三嵌段共聚物的凝膠化，而且與三嵌段共聚物形成更穩(wěn)定的水凝膠，以便在多個(gè)星期中實(shí)現(xiàn)藥物的持續(xù)釋放。該α-CD-PEO-PHB-PEO(5000-5500-5000)水凝膠顯示出比α-CD-PEO-PHB-PEO(5000-3800-5000)水凝膠更緩慢的釋放速度，表明該超分子水凝膠的性能能夠根據(jù)本發(fā)明使用不同的PHB長(zhǎng)度來(lái)微調(diào)。實(shí)施例4使用α-和γ-環(huán)糊精的包含配合物形成正如所指出的那樣，環(huán)糊精(CD)是由被α-1，4-配糖鍵連接的六個(gè)到八個(gè)葡萄糖單元組成的環(huán)狀分子，并分別命名為α-，β-和γ-CD。CD系列具有環(huán)形的幾何結(jié)構(gòu)，界定了疏水性空腔。雖然CD類(lèi)的疏水性空腔的深度是相同的(大約7.0埃)，但是空腔的內(nèi)徑是不同的，對(duì)于α-是大約4.5埃，對(duì)于β-是大約7.0埃，和對(duì)于γ-CD是大約8.5埃。Bender，M.等，CyclodextrinChemistry，Springer-VerlagBerlin(1978)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在聚合物鏈的橫截面積和CD類(lèi)的空腔尺寸之間的相互關(guān)系在IC形成中起著重要作用。參見(jiàn)，例如，Harada，A.等人，Nature370126(1994)。在下面描述的實(shí)驗(yàn)中，制備在PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物和α-CD或γ-CD之間的包含配合物(IC)并表征，來(lái)說(shuō)明它們?cè)谛纬杀景l(fā)明的水凝膠中的用處。這些實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，α-CD和γ-CD兩者優(yōu)選包括該P(yáng)EO嵌段，而中心PHB嵌段是僅僅部分地被CD分子覆蓋。a.包含配合物的制備使用以上實(shí)施例1的程序制備PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物。為這一實(shí)驗(yàn)制備的三嵌段共聚物的分子特征提供于表4中。PEO-PHB-PEO三嵌段聚合物(20mg)用0.06mL的H2O在室溫下浸泡一夜。然后，添加3.0ml的α-CD或γ-CD的飽和水溶液，和各混合物在水浴中聲波處理10分鐘，隨后在室溫下靜置2天。沉淀的產(chǎn)物通過(guò)離心作用被收集，然后用水和丙酮洗滌。最后，該產(chǎn)物在真空中在70℃下干燥2星期。表4(a)由GPC測(cè)定。(b)由1HNMR和GPC結(jié)果測(cè)定。(c)在DSC第二升溫輪次中測(cè)定。b.測(cè)量通過(guò)使用SiemensD5005衍射計(jì)和Ni-過(guò)濾的CuKα(1.54051埃)輻射(40kV，40mA)進(jìn)行X射線衍射(XRD)測(cè)量。粉末樣品被裝在試樣容器上并以1秒/每步驟，以0.01步進(jìn)長(zhǎng)度從5°掃描到35°(2θ)。差示掃描量熱法(DSC)測(cè)量通過(guò)使用裝有自冷卻配件的和用銦校正的TA儀器2920差示掃描量熱計(jì)來(lái)進(jìn)行。下列規(guī)程用于各樣品以20℃min-1從室溫加熱到200℃，在200℃下維持2分鐘，以5℃min-1從200℃冷卻至-30℃，和最終以5℃min-1從-30℃再加熱到200℃。在第二加熱輪次中收集數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)變溫度被取作峰頂點(diǎn)。熱重分析(TGA)通過(guò)使用TA儀器SDT2960來(lái)進(jìn)行。樣品在動(dòng)態(tài)氮?dú)夥?流速＝70mlmin-1)中以20℃min-1從室溫加熱至800℃。配合物的1HNMR譜在400MHz下被記錄在BrukerDPX-400NMR譜儀上。配合物的化學(xué)位移參比于DMSO的δ＝2.50ppm。在室溫下在BrukerDPX-400NMR譜儀上獲取13CCP/MASNMR譜，其中樣品紡絲速率為8.0kHz。該譜是以2.75μs質(zhì)子90°脈沖，3毫秒接觸時(shí)間，和3秒重復(fù)時(shí)間來(lái)獲取。傅里葉轉(zhuǎn)換紅外(FTIR)譜是在Bio-Rad165FTIR分光光度計(jì)上記錄的；64次掃描是在室溫下以2cm-1的分辯率作信號(hào)平均的。通過(guò)將配合物分散在KBr中和將混合物壓縮成盤(pán)來(lái)制備樣品。c.結(jié)果和討論當(dāng)α-CD或γ-CD的水溶液被添加到已用水浸泡的PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物中并用聲波處理10分鐘時(shí)，配合物形成為晶狀沉淀。沉淀物的外觀是在共聚物和CD之間晶體包含配合物(IC)的形成的指示。Harada，A.等人，Macromolecules，265698(1993)。比較起來(lái)，甚至在放置2星期之后在β-CD和PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物溶液的混合物中沒(méi)有形成沉淀物。這一觀察表明該P(yáng)EO-PHB-PEO三嵌段聚合物能夠與α-CD和γ-CD形成IC，但不能與β-CD形成IC。IC形成的產(chǎn)量示于表5中。表5CD-PEO-PHB-PEOIC的形成強(qiáng)烈地受到X射線衍射(XRD)研究支持。圖12顯示了純PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)，以及α-CD與全部三種PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物的IC的XRD圖案，與由α-CD和PEO(Mn2000)形成的IC對(duì)比。在圖12e中，在2θ＝19.4°和22.1°處有兩個(gè)主峰的多個(gè)尖銳反射峰提示了α-CD和PEO的結(jié)晶性項(xiàng)鏈狀配合物的通道型結(jié)構(gòu)。參見(jiàn)，例如，Takeo，K.等人，Agric.Biol.Chem.，341787(1970)。α-CD-PEO-PHB-PEOIC的類(lèi)似衍射圖的觀察結(jié)果(圖12b-d)表明該α-CD-PEO-PHB-PEOIC屬于與α-CD-PEOIC的結(jié)構(gòu)類(lèi)似的通道型結(jié)構(gòu)。當(dāng)與α-CD-PEOIC對(duì)比時(shí)，在2θ＝13.6°和17.0°處的兩個(gè)額外的小峰在α-CD-PEO-PHB-PEOIC的圖案中出現(xiàn)。隨著在PEO-PHB-PEO中PHB與PEO的比率提高，兩個(gè)峰的相對(duì)強(qiáng)度會(huì)增大。對(duì)于純PEO-PHB-PEO，如圖12a中所示，在13.6°和17.0°處的峰是結(jié)晶性PHB的特征。因此，兩個(gè)峰的存在被認(rèn)為表示PHB嵌段的一部分聚集成結(jié)晶相，它與IC晶體共存。γ-CD-PEO-PHB-PEOIC的XRD圖案示于圖13中，與純PEO-PHB-PEO和γ-CD-PPOIC的那些對(duì)比。雖然各峰的相對(duì)強(qiáng)度是不同的，但是γ-CD-PEO-PHB-PEOIC的XRD圖案彼此非常類(lèi)似并也類(lèi)似于γ-CD-PPOIC的圖案，其中建立了通道型結(jié)構(gòu)。此外，觀察到在7.6°處的特征峰，它是用作γ-CD-聚合物IC的通道型結(jié)構(gòu)的指紋譜的關(guān)鍵特征。參見(jiàn)，例如，Harada，A.等人，Macromolecules，295611(1996)。因此，γ-CD-PEO-PHB-PEOIC被認(rèn)為屬于通道型結(jié)構(gòu)。歸屬于結(jié)晶性PHB嵌段的在2θ＝13.6°和17.0°處的兩個(gè)峰也在γ-CD-PEO-PHB-PEOIC的XRD圖案中觀察到，與在α-CD-PEO-PHB-PEOIC中一樣。與化學(xué)計(jì)量α-CD-PEO和γ-CD-PPOIC相比α-CD-PEO-PHB-PEO和γ-CD-PEO-PHB-PEOIC的變寬XRD圖案(圖12e和圖13e)應(yīng)歸于IC的較低結(jié)晶度，很可能由未覆蓋的PHB鏈段所引起，該鏈段“破碎”和縮短了在IC中的通道。純PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)和α-CD-PEO-PHB-PEOIC的DSC曲線示于圖14中。如圖14a中所示，在純PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)的DSC曲線中有兩個(gè)分別在23.3℃和153.6℃處的吸熱峰，分別對(duì)應(yīng)于PEO和PHB嵌段的晶體熔化。在IC的形成之后，對(duì)應(yīng)于PEO嵌段的吸熱峰在圖14b-14d中不存在。這是因?yàn)樵揚(yáng)EO嵌段獨(dú)立地包括在宿主α-CD晶格的通道內(nèi)，和不能聚集形成結(jié)晶相。然而，對(duì)應(yīng)于PHB嵌段的吸熱峰仍然看得見(jiàn)(圖14b-14d)。但是，熔化溫度移到較低范圍，和焓變化導(dǎo)致該α-CD-PEO-PHB-PEOIC的顯著下降。結(jié)果表明各PHB嵌段部分地被α-CD覆蓋，和很可能該P(yáng)HB嵌段的中間部分沒(méi)有被α-CD配合。熔化溫度的下降和焓變應(yīng)歸于因PHB嵌段的部分包合所引起的結(jié)晶的干擾。Shuai，X.等人(Macromolecules，353778(2002))已經(jīng)報(bào)導(dǎo)了在DMSO中在聚[(R)-3-羥基丁酸酯]和α-CD之間的IC的形成。它們的結(jié)果表明PHB鏈僅僅部分地被α-CD包括。對(duì)于本發(fā)明的體系，α-CD穿線于PHB嵌段上仍然受到PHB的疏水性妨礙，隨后穿線于PEO嵌段上的CD能夠進(jìn)一步滑動(dòng)到中心PHB嵌段上。在該α-CD-PEO-PHB-PEOIC上，隨著中間PHB嵌段的鏈長(zhǎng)度的增加，熔化溫度和焓變傾向于提高。這是因?yàn)榫哂休^長(zhǎng)PHB嵌段的該α-CD-PEO-PHB-PEOIC具有PHB鏈的較長(zhǎng)未配合部分。圖15顯示純PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)和γ-CD-PEO-PHB-PEOIC的DSC曲線。獲得了與圖14的那些結(jié)果類(lèi)似的結(jié)果。α-CD-PEO-PHB-PEO和γ-CD-PEO-PHB-PEOIC兩者的全部DSC結(jié)果表明，PEO嵌段完全地被CD覆蓋，而中心PHB嵌段部分地被覆蓋，它與XRD結(jié)果一致。圖16顯示α-CD和α-CD-PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)IC的13CCP/MASNMR譜。在未配合狀態(tài)下的α-CD的譜顯示了C1和C4的多個(gè)分辨共振。尤其在該譜中觀察到與單個(gè)構(gòu)象應(yīng)變的配糖鍵鄰近的C1和C4的共振。結(jié)果表明該α-CD在晶體未配合狀態(tài)下具有較少對(duì)稱(chēng)的構(gòu)象。相反地，對(duì)于α-CD-PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)IC，CD的全部C1-C6顯示單個(gè)未分辨的共振，表明α-CD采取了更對(duì)稱(chēng)的構(gòu)象和α-CD的各葡萄糖單元在IC中處于類(lèi)似的環(huán)境中。中心PHB嵌段被α-CD或γ-CD的部分覆蓋也由CD-PEO-PHB-PEOIC的1HNMR譜驗(yàn)證。圖17顯示了在DMSO-d6中α-CD-PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)的1HNMR譜。如圖17中所示，證實(shí)了屬于α-CD和PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)兩者的全部質(zhì)子信號(hào)。在結(jié)晶IC中各成分的比率能夠通過(guò)對(duì)比這些峰的積分來(lái)測(cè)定。如前面所報(bào)導(dǎo)，PEO能夠與α-CD和γ-CD形成包含配合物，其中PEO重復(fù)單元與CD的比率分別是2和4。參見(jiàn)，例如，Harada等人(1994)。然而，對(duì)于α-CD-PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)IC從圖17獲得的PEO重復(fù)單元與α-CD的比率是1.4，表明在α-CD-PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)IC中含有更多的α-CD分子，而不是形成α-CD和PEO嵌段的化學(xué)計(jì)量配合物。另一方面，該固態(tài)13CCP/MASNMR測(cè)量顯示，在IC中的全部α-CD已經(jīng)穿線于聚合物鏈上并采取通道結(jié)構(gòu)。因此，一些α-CD被認(rèn)為滑移到中間PHB嵌段上。對(duì)于全部試驗(yàn)的CD-PEO-PHB-PEOIC的PEO重復(fù)單元與CD的比率總結(jié)于表5中。對(duì)于IC與γ-CD的情況，比率是在2.1和2.6之間，它表明一些γ-CD分子也滑動(dòng)到該中心PHB嵌段之上。這些結(jié)果進(jìn)一步支持了以下假設(shè)PEO嵌段被α-CD或γ-CD完全地覆蓋，而中心PHB嵌段在CD-PEO-PHB-PEOIC中被部分地覆蓋。圖18顯示了該α-CD-PEO-PHB-PEOIC的FTIR譜，與純PEO-PHB-PEO(20-52-20)和α-CD相比。α-CD的譜顯示了由于對(duì)稱(chēng)和反對(duì)稱(chēng)的O-H伸縮方式所引起的在3360cm-1的寬譜帶。在IC的形成之后，在IC的譜中寬的羥基譜帶遷移到在3390cm-1的更高頻率(圖18b和c)，最可能歸因于在通道結(jié)構(gòu)中在CD的羥基之間的氫鍵的形成。純PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)的FTIR譜體現(xiàn)特征于在1723cm-1處的增強(qiáng)的羰基拉伸譜帶(圖18a)，它歸屬于在PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)中PHB部分。該羰基拉伸譜帶被分辨成在1723cm-1的增強(qiáng)的譜帶和在1736cm-1的弱肩峰，分別對(duì)應(yīng)于結(jié)晶性PHB相的羰基拉伸譜帶和無(wú)定形PHB區(qū)域的譜帶。Ikejima，T.等人，Macromol.Chem.Phys.，200413(1999)。圖19顯示了這些FTIR譜的羰基拉伸區(qū)域的擴(kuò)大。與純PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)對(duì)比，在α-CD-PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)和γ-CD-PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)的譜中，在1723cm-1處的峰急劇地降低，與此同時(shí)在1736cm-1處的肩峰急劇地提高。當(dāng)形成IC時(shí)，一些PHB鏈段各個(gè)地位于IC通道中和因此不能聚集形成PHB晶體。在1723cm-1處峰的存在表明僅僅一部分該P(yáng)HB嵌段已經(jīng)被CD覆蓋和剩余PHB鏈段仍然聚集形成結(jié)晶相。這與以上討論的XRD和DSC結(jié)果一致。圖20顯示了α-CD，純PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)和它們的IC一直到450℃的熱重分析(TGA)掃描的結(jié)果。如圖20中所示，α-CD開(kāi)始在279.2℃下分解。純PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)顯示出58.7％的初始重量損失而在加熱時(shí)39.3％的第二次重量損失，其中分別在222.4℃和243.8℃下熱分解開(kāi)始。相信，第一次重量損失應(yīng)歸于PHB嵌段的分解和第二次重量損失應(yīng)歸于PEO嵌段。然而，在α-CD-PEO-PHB-PEOIC中PHB嵌段，PEO嵌段和α-CD的分解的開(kāi)始分別在247.2℃，309.3℃和365.8℃下觀察到。它們?nèi)糠謩e高于在PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)中PHB和PEO嵌段和該純?chǔ)?CD的那些。α-CD-PEO-PHB-PEOIC的較高分解溫度被認(rèn)為應(yīng)歸于配合物形成對(duì)于α-CD和PEO-PHB-PEO兩者的熱穩(wěn)定性的貢獻(xiàn)。對(duì)于γ-CD-PEO-PHB-PEOIC也觀察到類(lèi)似的結(jié)果。實(shí)施例5PEO-PHB-PEO共聚物膠束表征在含水介質(zhì)中從根據(jù)實(shí)施例1的總體程序生產(chǎn)的PEO-PHB-PEO共聚物形成膠束，然后表征，如下所述a.原料天然來(lái)源聚[(R)-3-羥基丁酸酯](PHB)是從Aldrich購(gòu)買(mǎi)的。通過(guò)溶于氯仿中，隨后過(guò)濾和在使用前在石油醚中沉淀，來(lái)提純PHB樣品。該提純PHB的Mn和Mw分別是8.7×104和2.3×105。具有大約5000分子量的甲氧基-聚(環(huán)氧乙烷)單丙酸(M-PEO-A)是從ShearwaterPolymers，Inc.，USA商購(gòu)的。M-PEO-A的Mn和Mw分別被測(cè)得是4740和4880。雙(2-甲氧基乙基)醚(Diglyme，99％)，乙二醇(99％)，二月桂酸二丁錫(95％)，1，3-N，N’-二環(huán)己基碳二亞胺(DCC，99％)，4-(二甲基氨基)吡啶(DMAP，99％)，琥珀酸酐(97％)，和三乙胺(99％)是從Aldrich獲得的。二甘醇二甲醚用分子篩干燥，和二氯甲烷從CaH2中餾出，之后使用。b.純PEO-PHB-PEO水凝膠的制備具有低分子量的鏈端羥基化PHB(PHB-二醇)預(yù)聚物是從天然PHB和二甘醇與作為催化劑的二月桂酸二丁錫在二甘醇二甲醚中的酯基轉(zhuǎn)移程序制備的(產(chǎn)率，80％)。該P(yáng)HB-二醇(0.38g，1.2×10mol，Mn＝3220)，M-PEO-A(1.42g，3.0×10-4mol，Mn＝4740)，和DMAP(12mg，9.8×10-5mol)在50ml兩頸燒瓶中在真空和60℃(油浴)下干燥一夜。無(wú)水二氯甲烷(25-30ml)被添加到該燒瓶中，然后通過(guò)蒸餾(油浴，75℃)被除去，以除去在該體系中的任何痕量水.當(dāng)燒瓶冷卻時(shí)，溶于4mL無(wú)水二氯甲烷中的DCC(0.098g，4.7×10-4mol)被添加進(jìn)去，和混合物在室溫下和在氮?dú)夥諊斜粩嚢枰灰?。沉淀的二環(huán)己脲(DCU)被過(guò)濾除去。聚合物兩次從二乙醚中沉淀。所想望的三嵌段共聚物產(chǎn)物，再溶解在甲醇或氯仿中，進(jìn)一步通過(guò)分餾來(lái)提純。產(chǎn)量0.75g，56％。GPC(THF)Mn＝12720，Mn(PHB嵌段)＝3820，Mn(PEO嵌段)＝4740，Mw＝13770，Mw/Mn＝1.08。Tm＝54℃(對(duì)于PEO嵌段)和140℃(對(duì)于PHB嵌段)。1HNMR(400MHz，CDCl3)δ5.29(m，PHB嵌段的次甲基H)，4.32(s，-COOCH2CH2COO-)，3.68(s，PEO嵌段的-CH2OCH2-)，3.42(s，-OCH3端基)，2.48-2.67(m，PHB嵌段的亞甲基H)，1.31(d，PHB嵌段的甲基H)。IR(KBr)2886，1723，1456，1380，1280，1111，1061，962，842，516cm-1。c.聚合物表征凝膠滲透色譜法(GPC)分析是用裝有串聯(lián)的兩根Phenogelut50和1000A柱(尺寸300×4.6mm)的ShimadzuSCL-10A和LC-8A系統(tǒng)，和ShimadzuRID-10A折光率檢測(cè)器來(lái)進(jìn)行的。THF以0.30mL/分鐘的流速在40℃下用作洗脫劑。單分散的聚(乙二醇)標(biāo)準(zhǔn)物用于獲得校正曲線。該1HNMR譜在室溫下在400MHz下被記錄在BrukerAV-400NMR譜儀上。該1HNMR測(cè)量是以3.2秒的截獲時(shí)間，2.0秒的脈沖重復(fù)時(shí)間，30°脈沖寬度，5208-Hz譜寬，和32K數(shù)據(jù)點(diǎn)來(lái)進(jìn)行的?；瘜W(xué)位移涉及溶劑峰(δ＝7.3ppm，對(duì)于CHCl3)。d.熒光光譜學(xué)穩(wěn)態(tài)熒光光譜記錄在ShimadzuRF-5301PC熒光光譜儀(spectrofluorophotometer)上。在373nm下監(jiān)測(cè)激發(fā)光譜。激發(fā)和發(fā)射側(cè)兩者的隙縫寬度維持在1.5nm。通過(guò)將預(yù)定量的嵌段共聚物溶于已知濃度的芘水溶液中來(lái)制備樣品溶液，和該溶液靜置1天以進(jìn)行平衡。e.結(jié)果和討論使用染料吸收技術(shù)來(lái)研究PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物的膠束形成。在水溶液中PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物的臨界膠束濃度(cmc)值是由使用作為探針?lè)肿拥能诺臒晒饧ぐl(fā)光譜來(lái)測(cè)定的。Wilhelm，M.等人，Macromolecules241033-1040(1991)；Noda，T.等人，Macromolecules333694-3704(2000)。這一方法是，當(dāng)芘溶于膠束相中時(shí)，以在水中的芘的0-0最大吸收從334nm遷移到337nm為基礎(chǔ)的。圖21顯示在各種濃度的PEO-PHB-PEO共聚物下，在水中芘的激發(fā)光譜。隨著共聚物濃度的增加，觀察到0-0吸收譜帶從334到337nm的紅移。圖22顯示了芘激發(fā)光譜的I337/I334的強(qiáng)度比與共聚物濃度的對(duì)數(shù)的關(guān)系。I337/I334vs.LogC描述曲線代表了S形曲線。在低濃度范圍觀察到I337/I334的強(qiáng)度比的可以忽略的改變。隨著共聚物濃度的提高，該強(qiáng)度比在某些濃度下顯示出顯著提高，反映芘引入到膠束的疏水性核心區(qū)域。因此，該cmc值是在圖22中的低濃度范圍下從交叉點(diǎn)測(cè)定的。非常低的cmc值(1.4×10-5g/mL)表明三嵌段共聚物有強(qiáng)烈的趨勢(shì)在含水環(huán)境中形成膠束。膠束的形成出乎意料地被認(rèn)為是對(duì)溫度不太敏感的。如圖23中所示，在15到45℃的溫度范圍，該I337/I334比率主要地取決于共聚物濃度，而不是溫度。因此，PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物的膠束形成是對(duì)溫度不太敏感的。這與具有中間聚(α-羥基鏈烷酸)和側(cè)翼有由PLLA或PGA組成的PEO嵌段的三嵌段共聚物(它們通常是熱敏感的)十分不同。Jeong(2002)；Kissel(2002)；Jeong(1997)；Jeong(1999))。盡管不希望受理論的束縛，該發(fā)明人相信PHB具有比聚(α-羥基鏈烷酸)更高的結(jié)晶度和疏水性，因此在嵌段共聚物中PHB鏈段的自組合的趨勢(shì)是更強(qiáng)的和不取決于該溫度變化?？傊?，已經(jīng)說(shuō)明了新型可生物降解的兩親性PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物的對(duì)溫度不敏感的膠束形成。雖然PHB具有與PLLA相關(guān)的化學(xué)結(jié)構(gòu)，但是PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物的膠束行為完全不同于PEO-PLLA-PEO三嵌段共聚物。用該P(yáng)EO-PHB-PEO三嵌段共聚物形成的該膠束，它在低溫下難以離解和在高溫下不易聚集成較大尺寸，因此是更穩(wěn)定的和容易處置的。實(shí)施例6α-CD-PEO-PHB-PEO水凝膠的活體內(nèi)組織生物相容性根據(jù)實(shí)施例2的程序從α-CD和PEO-PHB-PEO(5000-2000-5000)形成的水凝膠經(jīng)關(guān)節(jié)內(nèi)注入到三個(gè)兔子的膝關(guān)節(jié)中。磷酸鹽緩沖鹽水(PBS)用作負(fù)對(duì)照。該動(dòng)物在注射后的7天被殺死。取下膝關(guān)節(jié)和由顯微解剖學(xué)來(lái)考察。樣品是在遮暗的條件下評(píng)價(jià)。在兔膝關(guān)節(jié)中水凝膠的活體內(nèi)生物相容性試驗(yàn)的代表性結(jié)果示于圖24a(PBS對(duì)照)和24b(α-CD-PEO-PHB-PEO水凝膠)中。雖然如在圖24b中的放映幻燈片中所示，在暴露于α-CD-PEO-PHB-PEO水凝膠的滑膜中有輕微的纖維化，但是在這兩種樣品之間沒(méi)有顯著差異。全面分析表明在水凝膠的注入之后在關(guān)節(jié)滑膜中沒(méi)有明顯地發(fā)炎性滲入。該結(jié)果顯示了水凝膠在兔膝關(guān)節(jié)中的生物相容性。在注射了水凝膠和PBS的膝之間沒(méi)有在組織和形態(tài)上的重大差別。盡管已經(jīng)說(shuō)明和描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，但是應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下能夠有各種變化。權(quán)利要求1.藥物輸送體系，包括從環(huán)糊精和兩親性共聚物形成的水凝膠，其中共聚物包括含有聚(烯化氧)的A聚合物嵌段和含有聚(羥基鏈烷酸酯)的B聚合物嵌段；和治療有效量的緊密地包含在水凝膠中的至少一種治療劑。2.權(quán)利要求1的體系，進(jìn)一步包括可藥用的含水堿。3.權(quán)利要求1的體系，其中該藥物輸送體系是可注射的。4.權(quán)利要求3的體系，其中該水凝膠是觸變的。5.權(quán)利要求1的體系，其中該體系提供了在藥物釋放的起始之后在至少一個(gè)星期的時(shí)間中至少一種治療劑的持續(xù)釋放。6.權(quán)利要求1的體系，其中該體系提供了在藥物釋放的起始之后在至少兩個(gè)星期的時(shí)間中至少一種治療劑的持續(xù)釋放。7.權(quán)利要求1的體系，其中該聚(烯化氧)是選自聚(環(huán)氧乙烷)，聚(四亞甲基氧化物)和聚(四氫呋喃)。8.權(quán)利要求7的體系，其中該聚(烯化氧)是聚(環(huán)氧乙烷)。9.權(quán)利要求1的體系，其中該聚(羥基鏈烷酸酯)選自聚[(R)-3-羥基丁酸酯]；聚[(R)-4-羥基丁酸酯]；聚[(R)-3-羥基戊酸酯]；聚[(R)-3-羥基丁酸酯]-co-聚[(R)-3-羥基戊酸酯]；聚[(R)-3-羥基己酸酯]；聚[(R)-3-羥基庚酸酯]；此類(lèi)(R)對(duì)映異構(gòu)體的每一種的(S)對(duì)映異構(gòu)體；此類(lèi)(S)和(R)對(duì)映異構(gòu)體的外消旋混合物；和它們的混合物。10.權(quán)利要求1的體系，其中該聚(羥基鏈烷酸酯)選自聚[(R)-3-羥基丁酸酯]；聚[(R)-4-羥基丁酸酯]；此類(lèi)(R)對(duì)映異構(gòu)體的每一種的(S)對(duì)映異構(gòu)體；此類(lèi)(S)和(R)對(duì)映異構(gòu)體的外消旋混合物；和它們的混合物。11.權(quán)利要求1的體系，其中該聚(羥基鏈烷酸酯)包括聚[(R)-3-羥基丁酸酯]。12.權(quán)利要求1的體系，其中共聚物是包括B聚合物嵌段中間鏈段和兩個(gè)A聚合物嵌段端鏈段的兩親性三嵌段共聚物。13.權(quán)利要求12的體系，其中該聚(羥基鏈烷酸酯)B嵌段聚合物選自聚[(R)-3-羥基丁酸酯]；聚[(R)-4-羥基丁酸酯]；聚[(R)-3-羥基戊酸酯]；聚[(R)-3-羥基丁酸酯]-co-聚[(R)-3-羥基戊酸酯]；聚[(R)-3-羥基己酸酯]；聚[(R)-3-羥基庚酸酯]；此類(lèi)(R)對(duì)映異構(gòu)體的每一種的(S)對(duì)映異構(gòu)體；此類(lèi)(S)和(R)對(duì)映異構(gòu)體的外消旋混合物；和它們的混合物。14.權(quán)利要求12的體系，其中該聚(烯化氧)A嵌段聚合物是選自聚(環(huán)氧乙烷)，聚(四亞甲基氧化物)和聚(四氫呋喃)。15.權(quán)利要求14的體系，其中該聚(烯化氧)A嵌段聚合物是聚(環(huán)氧乙烷)。16.權(quán)利要求15的體系，其中該聚(羥基鏈烷酸酯)B嵌段聚合物選自聚[(R)-3-羥基丁酸酯]；聚[(R)-4-羥基丁酸酯]；聚[(R)-3-羥基戊酸酯]；聚[(R)-3-羥基丁酸酯]-co-聚[(R)-3-羥基戊酸酯]；聚[(R)-3-羥基己酸酯]；聚[(R)-3-羥基庚酸酯]；此類(lèi)(R)對(duì)映異構(gòu)體的每一種的(S)對(duì)映異構(gòu)體；此類(lèi)(S)和(R)對(duì)映異構(gòu)體的外消旋混合物；和它們的混合物。17.權(quán)利要求1的體系，其中該聚(烯化氧)A嵌段聚合物和該聚(羥基鏈烷酸酯)B嵌段聚合物各具有500到20,000的分子量。18.權(quán)利要求1的體系，其中該聚(烯化氧)A嵌段聚合物和該聚(羥基鏈烷酸酯)B嵌段聚合物各具有2,000到10,000的分子量。19.權(quán)利要求1的體系，其中該聚(羥基鏈烷酸酯)B嵌段聚合物具有3,000到2,500的分子量。20.權(quán)利要求1的體系，其中該環(huán)糊精是以共聚物重量的5％-80％的量包含。21.權(quán)利要求1的體系，其中該環(huán)糊精是以共聚物重量的5％-50％的量包含。22.權(quán)利要求1的體系，其中該水凝膠包括水溶液，該水溶液含有約1％-約80wt％的共聚物。23.權(quán)利要求1的體系，其中該水凝膠包括水溶液，該水溶液含有約10％-約40wt％的共聚物。24.權(quán)利要求1的體系，進(jìn)一步包括與治療劑配合和/或與治療劑共軛的二級(jí)聚合物。25.權(quán)利要求24的體系，其中該二級(jí)聚合物是選自聚酯，聚氨酯，聚酰胺，聚醚，多糖，聚(氨基酸)，多肽，和蛋白質(zhì)中的聚合物。26.權(quán)利要求24的體系，其中該二級(jí)聚合物是具有聚(乙二醇)鏈段的二-或單-官能化聚合物。27.權(quán)利要求1的體系，進(jìn)一步包括DNA納米球。28.權(quán)利要求1的體系，其中共聚物具有在1,000至50,000之間的分子量。29.權(quán)利要求1的體系，其中共聚物具有在5,000至35,000之間的分子量。30.權(quán)利要求1的體系，其中該至少一種治療劑是選自肽，蛋白質(zhì)，小分子，基因，抗原，抗體和它們片段和人重組蛋白質(zhì)，DNA，RNA和DNA納米顆粒。31.權(quán)利要求1的體系，其中該至少一種治療劑是高分子形式。32.權(quán)利要求1的體系，其中至少一種治療劑選自鎮(zhèn)痛藥，麻醉劑，抗關(guān)節(jié)炎藥，疾病改性抗風(fēng)濕病藥物，抗哮喘藥物，抗凝血?jiǎng)?，抗驚厥藥，抗抑郁藥，抗糖尿病藥，抗腫瘤藥，抗精神病藥，抗高血壓藥，抗生素，抗組胺劑，解充血藥，抗炎藥，肌肉松弛藥，防寄生的藥物，抗病毒藥物，抗再狹窄劑，抗痙攣劑，軟骨保護(hù)劑，防粘劑，抗腫瘤細(xì)胞侵入劑，血管舒張劑，血管收縮劑和免疫抑制劑。33.權(quán)利要求1的體系，其中該至少一種治療劑是選自肽；蛋白質(zhì)，其中包括細(xì)胞活素，生長(zhǎng)因子，血管生成因子，可溶性受體，抗體和它們的片段和人重組蛋白質(zhì)；小分子；基因；抗原，其中包括疫苗；DNA；RNA和DNA納米顆粒。34.權(quán)利要求1的體系，其中該水凝膠被應(yīng)用于可植入的設(shè)備中。35.權(quán)利要求34的體系，其中可植入的設(shè)備是選自支架，導(dǎo)管，氣管，管，螺桿，板，分流器，人造關(guān)節(jié)，人造心臟，人工瓣膜，和其它修復(fù)術(shù)。36.藥物輸送體系，它包括從環(huán)糊精和兩親性共聚物形成的水凝膠，其中共聚物包括含有聚(環(huán)氧乙烷)的A聚合物嵌段和含有聚(羥基丁酸酯)的B聚合物嵌段；和治療有效量的緊密地包含在該水凝膠內(nèi)的至少一種治療劑。37.包含環(huán)糊精和兩親性共聚物的水凝膠，其中共聚物包括含有聚(烯化氧)的A聚合物嵌段和含有聚(羥基鏈烷酸酯)的B聚合物嵌段。38.合成兩親性ABA三嵌段共聚物的方法，該共聚物包括作為A嵌段聚合物的聚(環(huán)氧乙烷)和作為B嵌段聚合物的聚(3-羥基鏈烷酸酯)，該方法包括將聚(3-羥基鏈烷酸酯)轉(zhuǎn)化成具有較低分子量的鏈端官能化聚(3-羥基鏈烷酸酯)-二醇。從甲氧基-聚(環(huán)氧乙烷)生產(chǎn)甲氧基-聚(環(huán)氧乙烷)-單羧酸；和使用1，3-二環(huán)己基碳二亞胺讓聚(3-羥基鏈烷酸酯)-二醇與甲氧基-聚(環(huán)氧乙烷)-單羧酸偶聯(lián)，得到ABA三嵌段共聚物。39.權(quán)利要求38的方法，其中該聚(3-羥基鏈烷酸酯)是聚(3-羥基丁酸酯)，和聚(3-羥基鏈烷酸酯)-二醇是聚(3-羥基丁酸酯)-二醇。40.權(quán)利要求38的方法，其中該聚(3-羥基鏈烷酸酯)利用與乙二醇的酯交換反應(yīng)被轉(zhuǎn)化成鏈端官能化的聚(3-羥基鏈烷酸酯)-二醇。41.權(quán)利要求38的方法，其中該甲氧基-聚(環(huán)氧乙烷)-單羧酸是讓甲氧基-聚(環(huán)氧乙烷)與琥珀酸酐在4-(二甲基氨基)吡啶和三乙胺存在下在1，4-二噁烷中反應(yīng)來(lái)生產(chǎn)的。42.權(quán)利要求38的方法，其中聚(3-羥基鏈烷酸酯)-二醇和甲氧基-聚(環(huán)氧乙烷)-單羧酸在偶聯(lián)之前被干燥。43.權(quán)利要求38的方法，其中聚(3-羥基鏈烷酸酯)-二醇和甲氧基-聚(環(huán)氧乙烷)-單羧酸在干燥二氯甲烷中偶聯(lián)。44.權(quán)利要求43的方法，其中聚(3-羥基鏈烷酸酯)-二醇和甲氧基-聚(環(huán)氧乙烷)-單羧酸在干燥二氯甲烷中在氮?dú)夥罩信悸?lián)。45.權(quán)利要求38的方法，其中聚(3-羥基鏈烷酸酯)-二醇和甲氧基-聚(環(huán)氧乙烷)-單羧酸與過(guò)量的甲氧基-聚(環(huán)氧乙烷)-單羧酸偶聯(lián)。46.權(quán)利要求38的方法，進(jìn)一步包括使用選自甲醇/乙醚和氯仿/乙醚中的混合溶劑分離ABA三嵌段共聚物。47.藥物輸送體系，包括從兩親性ABA共聚物形成的膠束，其中共聚物包括含有聚(烯化氧)的A聚合物嵌段和含有聚(羥基鏈烷酸酯)的B聚合物嵌段；該聚(羥基鏈烷酸酯)選自聚[(R)-3-羥基丁酸酯]，聚[(R)-4-羥基丁酸酯]，此類(lèi)(R)對(duì)映異構(gòu)體的每一種的(S)對(duì)映異構(gòu)體，此類(lèi)(S)和(R)對(duì)映異構(gòu)體的外消旋混合物，和它們的混合物；和治療有效量的緊密地包含在膠束中的至少一種治療劑。48.權(quán)利要求47的體系，進(jìn)一步包括可藥用的含水堿。49.權(quán)利要求48的體系，其中該膠束在含水堿中有足夠的濃度而形成水凝膠。50.權(quán)利要求49的體系，其中該水凝膠被應(yīng)用于可植入的設(shè)備中。51.權(quán)利要求50的體系，其中可植入的設(shè)備是選自支架，導(dǎo)管，氣管，管，螺桿，板，分流器，人造關(guān)節(jié)，人造心臟，人工瓣膜，和其它修復(fù)術(shù)。52.權(quán)利要求47的體系，其中該體系提供了在藥物釋放的起始之后在至少大約一個(gè)星期的時(shí)間中至少一種治療劑的持續(xù)釋放。53.權(quán)利要求47的體系，其中該聚(烯化氧)是選自聚(環(huán)氧乙烷)，聚(四亞甲基氧化物)和聚(四氫呋喃)。54.權(quán)利要求53的體系，其中該聚(烯化氧)是聚(環(huán)氧乙烷)。55.權(quán)利要求54的體系，其中該聚(羥基鏈烷酸酯)包括聚[(R)-3-羥基丁酸酯]。56.權(quán)利要求47的體系，其中該聚(羥基鏈烷酸酯)包括聚[(R)-3-羥基丁酸酯]。57.權(quán)利要求47的體系，其中該聚(烯化氧)A嵌段聚合物和該聚(羥基鏈烷酸酯)B嵌段聚合物各具有500到20,000的分子量。8.權(quán)利要求47的體系，其中該聚(烯化氧)A嵌段聚合物和該聚(羥基鏈烷酸酯)B嵌段聚合物各具有2,000到10,000的分子量。59.權(quán)利要求47的體系，其中該聚(羥基鏈烷酸酯)B嵌段聚合物具有3,000到2,500的分子量。60.權(quán)利要求47的體系，進(jìn)一步包括與治療劑配合和/或與治療劑共軛的二級(jí)聚合物。61.權(quán)利要求47的體系，其中該膠束形成了包封至少一種治療劑的納米顆?；蛭⒘?。62.權(quán)利要求47的體系，其中共聚物具有在1,000至50,000之間的分子量。63.權(quán)利要求47的體系，其中共聚物具有在5,000至35,000之間的分子量。64.權(quán)利要求47的體系，其中該至少一種治療劑是選自肽，蛋白質(zhì)，小分子，基因，抗原，抗體和它們片段和人重組蛋白質(zhì)，DNA，RNA和DNA納米顆粒。65.權(quán)利要求47的體系，其中該至少一種治療劑是高分子形式。66.權(quán)利要求47的體系，其中至少一種治療劑選自鎮(zhèn)痛藥，麻醉劑，抗關(guān)節(jié)炎藥，疾病改性抗風(fēng)濕病藥物，抗哮喘藥物，抗凝血?jiǎng)贵@厥藥，抗抑郁藥，抗糖尿病藥，抗腫瘤藥，抗精神病藥，抗高血壓藥，抗生素，抗組胺劑，解充血藥，抗炎藥，肌肉松弛藥，防寄生的藥物，抗病毒藥物，抗再狹窄劑，抗痙攣劑，軟骨保護(hù)劑，防粘劑，抗腫瘤細(xì)胞侵入劑，血管舒張劑，血管收縮劑和免疫抑制劑。67.權(quán)利要求47的體系，其中該至少一種治療劑是選自肽；蛋白質(zhì)，其中包括細(xì)胞活素，生長(zhǎng)因子，血管生成因子，可溶性受體，抗體和它們的片段和人重組蛋白質(zhì)；小分子；基因；抗原，其中包括疫苗；DNA；RNA和DNA納米顆粒。68.權(quán)利要求47的體系，其中該膠束在15℃到45℃的溫度范圍內(nèi)是基本上穩(wěn)定的。全文摘要包括從環(huán)糊精和兩親性共聚物形成的水凝膠和治療有效量的緊密地包含在該水凝膠內(nèi)的至少一種治療劑的藥物輸送體系，該兩親性共聚物包括含有聚(烯化氧)的A聚合物嵌段和含有聚(羥基鏈烷酸酯)的B聚合物嵌段。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，該A聚合物嵌段10是聚(環(huán)氧乙烷)(PEO)和該B聚合物嵌段是聚[(R)－3－羥基丁酸酯](PHB)，和共聚物是三嵌段ABA共聚物PEO－PHB－PEO。還提供了合成兩親性三嵌段共聚物的方法。文檔編號(hào)A61L31/16GK1668257SQ03817257公開(kāi)日2005年9月14日申請(qǐng)日期2003年7月18日優(yōu)先權(quán)日2002年7月19日發(fā)明者J·李,X·李,S·倪,K·W·梁申請(qǐng)人:奧默羅斯公司,材料研究及工程研究所