相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2014年10月2號提交的美國臨時申請No.62/058,864的權(quán)益。該申請的公開內(nèi)容通過引用整體并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

所公開的發(fā)明涉及多孔消化道吸著劑聚合物(porous enteron sorbent polymer)領(lǐng)域。所公開的發(fā)明還涉及減輕、預防和/或治療口腔黏膜炎、食管炎、放射性小腸炎(radiation enteritis)、結(jié)腸炎和胃腸急性放射綜合征(gastrointestinal acute radiation syndrome)的領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

用于治療劑、能量或武器的放射性物質(zhì)的廣泛存在強調(diào)需要用于有效治療意外或故意暴露的醫(yī)療準備。來自癌癥放射治療或來自急性輻射暴露(例如來自水或空氣中放射性物質(zhì)(例如“臟彈”、核能災難或核爆炸)之廣泛散播)的高能量輻射暴露(例如γ輻射或X射線)可穿透身體并引起例如細胞死亡和組織損傷的有害作用。宇宙射線和太陽耀斑是在太陽耀斑期間在高海拔和外太空中發(fā)生的另一種高能量輻射形式，其可導致類似的組織損傷。當胃腸(gastrointestinal，GI)道受影響時，輻射可導致口腔黏膜炎(頭頸部輻射)、食道炎(通常為胸部輻射)、以及放射性小腸炎和結(jié)腸炎(由于腹部和骨盆輻射)，以及更廣泛地，胃腸急性放射綜合征(gastrointestinal acute radiation syndrome，GI-ARS)。除了次級治療和支持治療之外，目前沒有批準任何藥物治療或?qū)Σ哂糜陬A防、治療或減輕暴露后的輻射毒性。

輻射的急性生理效應(yīng)之一是急性放射綜合征(acute radiation syndrome，ARS)，其首先在胃腸道中出現(xiàn)(GI-ARS)。急性期在輻射暴露的幾天內(nèi)發(fā)生，這是由導致上皮隱窩喪失和潰瘍的腸克隆源性細胞(intestinal clonogenic cells)喪失造成的。癥狀和并發(fā)癥包括體重減輕、腹瀉、脫水、對感染敏感以及當腸黏膜屏障受損時細菌和毒素的轉(zhuǎn)移。細菌從腸轉(zhuǎn)移至血液和內(nèi)毒素血癥可導致感染性休克和死亡。

輻射損傷也可導致急性輻射暴露的延遲效應(yīng)(GI-DEARE)。與ARS類似，輻射暴露的延遲效應(yīng)也會對健康造成不利影響。從日本高劑量輻射暴露的幸存者以及從放射腫瘤治療方面可明顯看到這一點。接受癌癥放射治療的患者可在治療后數(shù)月和數(shù)年內(nèi)經(jīng)常發(fā)生急性和延遲性GI腸病。在延遲效應(yīng)中，50％接受治療的盆腔腫瘤患者中存在高發(fā)生率的腹瀉、便秘、阻塞、成瘺、嚴重炎癥應(yīng)答綜合征和膿毒癥的GI癥狀。

GI-ARS的表征與其他綜合征(例如造血系統(tǒng)(H-ARS))有聯(lián)系。誘導GI-ARS的所有輻射劑量都將對骨髓產(chǎn)生重大影響。這將影響GI炎癥和由于通過受損的腸上皮之細菌移位引起的感染的嚴重程度。針對高劑量輻射的主要器官后遺癥也涉及其他器官損傷。例如，肺損傷由DEARE造成的。細胞因子、細菌毒素和其他炎性介質(zhì)在疾病中發(fā)揮重要作用。減輕炎癥可能提供有希望的治療。例如，許多研究將炎癥的減輕與抗癌效力相關(guān)聯(lián)。

這些病癥中的每種通常都與高發(fā)病率和死亡率相關(guān)。因此，迫切需要提出用于預防(稱為輻射防護劑)和減輕(稱為緩解劑)輻射暴露的急性和延遲性不良作用的治療。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

消化道吸著劑聚合物特別適合于預防或治療這些病癥。消化道吸著劑聚合物是新型的經(jīng)胃腸施用(例如，通過經(jīng)口、鼻管或胃管、造口術(shù)或經(jīng)直腸途徑施用)的用于GI道的局部抗炎治療，其使用不可吸收的高度多孔消化道吸著劑聚合物。消化道吸著劑聚合物基于孔捕獲和表面吸附隔離腔內(nèi)細胞因子、細菌毒素和其他介質(zhì)，并將其排出體外。消化道吸著劑聚合物可通過減輕腸炎癥、腸通透性、細菌和毒素從腸腔轉(zhuǎn)移至體循環(huán)、小腸結(jié)腸炎的癥狀(例如腹瀉、全身炎癥反應(yīng)綜合征和敗血癥)而潛在地降低GI-ARS中的死亡風險。

在癌癥放射治療中，消化道吸著劑聚合物是γ穩(wěn)定且射線可透的，并應(yīng)保持穩(wěn)定且不干擾放射治療。通過減輕GI小腸炎和其他相關(guān)病癥，消化道吸著劑聚合物可以能夠使放射治療降級(de-escalation)相關(guān)的不利事件最小化?；蛘?，它可以幫助逐步提高輻射劑量以及旨在改善腫瘤殺傷的同期化學治療。消化道吸著劑聚合物可用作暴露后輻射防護劑和/或輻射緩解劑。

在由于大規(guī)模輻射暴露或在太空任務(wù)期間放射性小腸炎的預防中，消化道吸著劑聚合物可以自我施用。它們也可作為大劑量暴露后的GI輻射緩解劑。

優(yōu)選的消化道吸著劑聚合物包括來自于交聯(lián)劑與一種或更多種以下可聚合單體的反應(yīng)的交聯(lián)聚合物材料：二乙烯基苯、苯乙烯、乙基苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸辛酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸鯨蠟酯、丙烯酸鯨蠟酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸乙酯、乙烯基甲苯、乙烯基萘、乙烯基芐醇、乙烯基甲酰胺、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯。

在某些實施方案中，消化道吸著劑聚合物的固體形式的特征是多孔。一些固體形式的特征在于具有這樣的孔結(jié)構(gòu)：至孔徑的總體積為大于0.3cc/g且小于3.0cc/g干聚合物；其中交聯(lián)聚合物材料的直徑至孔體積與直徑至孔體積之比小于7∶1，并且其中交聯(lián)聚合物材料的直徑至孔體積與直徑至孔體積之比小于2∶1。

在某些實施方案中，消化道吸著劑聚合物可以以直徑為0.1微米至2厘米的珠形式制備。某些聚合物是粉末、珠或其他規(guī)則或不規(guī)則形狀顆粒的形式。

在一些方法中，不期望的分子是炎癥介質(zhì)，并且刺激劑包括細胞因子、超抗原、單核因子、趨化因子、干擾素、自由基、蛋白酶、花生四烯酸代謝物、前列環(huán)素、β內(nèi)啡肽、花生四烯酰乙醇胺(anandimide)、2-花生四烯酰甘油(2-arachadonylglycerol)、四氫生物喋呤、血清素、組胺、緩激肽、可溶性CD40配體、生物活性脂質(zhì)、氧化脂質(zhì)、無細胞血紅蛋白、生長因子、糖蛋白、朊粒(prion)、毒素、細菌和病毒毒素、內(nèi)毒素、藥物、血管活性物質(zhì)、外源抗原和抗體。

可進行本發(fā)明的一些方法使得消化道吸著劑聚合物是經(jīng)胃腸施用的(例如，經(jīng)口、經(jīng)直腸、通過鼻胃管或胃管、或通過人體內(nèi)的造口術(shù))。

在一些實施方案中，消化道吸著劑聚合物的多種固體形式包括直徑為0.1微米至2厘米的顆粒。

優(yōu)選的消化道吸著劑聚合物是生物相容性的。

在另一個實施方案中，本發(fā)明涉及制造消化道吸著劑聚合物的方法，所述消化道吸著劑聚合物包含含有有機相和水相的生物相容性的表面包被的聚合物體系，所述方法包括：形成包含可聚合單體的有機相和至少一種引發(fā)劑；形成含有至少一種分散劑、至少一種自由基抑制劑和至少一種緩沖劑的水相；通過攪拌將有機相分散到水相中以形成有機微滴的混懸液；以及通過加熱涂布有分散劑的有機相微滴的懸浮液來聚合有機相，從而在消化道吸著劑聚合物上形成生物相容性的表面涂層。

在另一個實施方案中，本發(fā)明涉及具有生物相容性涂層的消化道吸著劑聚合物，所述生物相容性涂層包含至少一種用于制造消化道吸著劑聚合物的交聯(lián)劑和至少一種分散劑，由此分散劑在消化道吸著劑聚合物上形成生物相容性表面。

在另一個實施方案中，生物相容性聚合物包含聚(N-乙烯基吡咯烷酮)。在另一個實施方案中，生物相容性聚合物選自包含以下的組：聚(甲基丙烯酸羥乙酯)、聚(丙烯酸羥乙酯)、聚(甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)、聚(丙烯酸)的鹽、聚(甲基丙烯酸)的鹽、聚(甲基丙烯酸二乙氨基乙酯)、聚(甲基丙烯酸羥丙酯)、聚(丙烯酸羥丙酯)、聚(N-乙烯基吡咯烷酮)、聚(乙烯醇)及其混合物。在另一個實施方案中，鹽可以是鈉鹽和鉀鹽，以及在另一個實施方案中，鹽是水溶性鹽。

在另一個實施方案中，分散劑選自包含以下的組：羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、聚(甲基丙烯酸羥乙酯)、聚(丙烯酸羥乙酯)、聚(甲基丙烯酸羥丙酯)、聚(丙烯酸羥丙酯)、聚(甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)、聚(丙烯酸二甲氨基乙酯)、聚(甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯)、聚(丙烯酸二乙基氨基乙基酯)、聚(乙烯醇)、聚(甲基丙烯酸)的鹽和聚(丙烯酸)的鹽及其混合物。

可用于本發(fā)明的某些消化道吸著劑聚合物是由可聚合和可共聚的苯乙烯、二乙烯基苯、乙基乙烯基苯單體以及丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯單體制備的多孔聚合物，例如由制造商下面列出的那些。Rohm and Haas公司(現(xiàn)Dow Chemical公司的一部分)：(i)多孔消化道吸著劑聚合物例如Amberlite^TM XAD-1、Amberlite^TM XAD-2、Amberlite^TM XAD-4、Amberlite^TM XAD-7、Amberlite^TM XAD-7HP、Amberlite^TM XAD-8、Amberlite^TM XAD-16、Amberlite^TM XAD-16HP、Amberlite^TM XAD-18、Amberlite^TM XAD-200、Amberlite^TM XAD-1180、Amberlite^TM XAD-2000、Amberlite^TM XAD-2005、Amberlite^TM XAD-2010、Amberlite^TMXAD-761和Amberlite^TM XE-305以及色譜級消化道吸著劑聚合物，例如Amberchrom^TM CG 71，s，m，c、Amberchrom^TM CG 161，s，m，c、Amberchrom^TM CG 300，s，m，c和Amberchrom^TM CG 1000，s，m，c。DoW Chemical公司：Dowex^TM Optipore^TM L-493、Dowex^TM Optipore^TMV-493、Dowex^TM Optipore^TM V-502、Dowex^TM Optipore^TM L-285、Dowex^TMOptipore^TM L-323和Dowex^TMOptipore^TMV-503。Lanxess(原來的Bayer和Sybron)：Lewatit^TMVPOC 1064MD PH、Lewatit^TMVPOC 1163、Lewatit^TMOC EP 63、Lewatit^TM S 6328A、Lewatit^TM OC 1066和Lewatit^TM60/150MIBK。Mitsubishi Chemical公司：Diaion^TM HP 10、Diaion^TM HP 20、Diaion^TMHP 21、Diaion^TMHP 30、Diaion^TMHP 40、Diaion^TMHP 50、Diaion^TM SP70、Diaion^TM SP 205、Diaion^TM SP 206、Diaion^TM SP 207、Diaion^TM SP 700、Diaion^TM SP 800、Diaion^TM SP 825、Diaion^TM SP 850、Diaion^TM SP 875、Diaion^TM HP 1MG、Diaion^TM HP 2MG、Diaion^TM CHP 55A、Diaion^TM CHP 55Y、Diaion^TM CHP 20A、Diaion^TM CHP 20Y、Diaion^TM CHP 2MGY、Diaion^TM CHP 20P、Diaion^TMHP 20SS、Diaion^TMSP 20SS、Diaion^TM SP 207SS。Purolite公司：Purosorb^TM AP 250和Purosorb^TM AP 400以及Kaneka Corp.Lixelle珠。

一般描述和以下詳細描述僅是示例性和解釋性的，并不限制如在所附權(quán)利要求中限定的本發(fā)明。鑒于本文中提供的本發(fā)明的詳細描述，本發(fā)明的其他方面對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是明顯的。

附圖概述

當結(jié)合附圖閱讀時，將進一步理解發(fā)明內(nèi)容以及以下的詳細描述。出于舉例說明本發(fā)明的目的，在附圖中示出了本發(fā)明的一些示例性實施方案；然而，本發(fā)明不限于所公開的具體方法、組合物和裝置。此外，附圖不一定按比例繪制。在附圖中：

圖1示出了通過氮解吸等溫線測量的吸附劑CY 12030的孔體積對孔直徑的圖(dV/dD對D)；

圖2示出了通過氮解吸等溫線測量的吸附劑CY 12030的孔體積對孔直徑的圖(dV/dlogD對D)；

圖3示出了通過壓汞法測量的吸附劑CY12031的孔體積對孔直徑的圖(dV/dD對D)；

圖4示出了通過壓汞法測量的吸附劑CY 12031的孔體積對孔直徑的圖(dV/dD對D)；

圖5示出了組平均體重的變化。輻照C57BL/6小鼠，每組20只，進行13.5Gy身體局部輻照(5％骨髓屏蔽)。在24小時暴露后，每天兩次用150μL的水(對照)或150μL的50％的消化道吸著劑聚合物漿料(處理)處理小鼠，持續(xù)15天。在第一次管飼后立即向?qū)φ战M和處理組施用具有無菌水的第二次管飼以進行額外的水化和/或從第一次管飼洗下珠。將存活小鼠的平均重量繪圖(頂部)以及示出標準差的相同圖(底部)。

圖6示出了相對體重的變化。輻照C57BL/6小鼠，每組20只，進行13.5Gy身體局部輻照(5％骨髓屏蔽)。每天兩次向小鼠給予150μL的水(對照)或150μL的50％的消化道吸著劑聚合物漿料(處理)，持續(xù)15天。在第一次管飼后立即向?qū)φ战M和處理組施用具有無菌水的第二次管飼以進行額外的水化和/或從第一個管飼洗下珠。將存活小鼠的體重以在第0天輻射時的重量百分比繪圖(上)，以及示出了標準差的相同圖(底部)。

圖7示出了相對于對照仍高于25％體重減輕閾值的經(jīng)處理的動物的百分比(Y軸)作為時間(天)的函數(shù)。體重減輕25％時，處死動物；

圖8：示出了5％骨髓屏蔽下身體局部輻照后的動物存活。輻照每組20只C57BL/6小鼠并以酸化水維持。在24小時暴露后，每天兩次向小鼠給予150μL的水(對照)或150μL的50％消化道吸著劑聚合物漿料(處理)，持續(xù)15天。在第一次管飼后立即向?qū)φ战M和處理組施用具有無菌水的第二次管飼以進行額外的水化和/或從第一次管飼洗下珠。每天檢查小鼠，并在瀕死或超過基線失重25％時進行安樂死；

圖9：描述對照和處理群體中死亡時間的Kaplan-Meier存活曲線；以及

圖10：示出在13.5Gy身體局部輻照之后動物腹瀉的數(shù)據(jù)(5％的骨髓屏蔽)(頂部：載劑，底部：消化道吸著劑聚合物)。該圖示出了從4-8天(在由D4a、D4p、D5a、D5p等顯示的上下午觀察)得分1(輕度)或2(嚴重)的腹瀉的小鼠的數(shù)量?；疑珬l表示研究中剩余的小鼠數(shù)。

具體實施方式

通過參考構(gòu)成本公開內(nèi)容的一部分的結(jié)合附圖和實施例的以下的詳細描述，可更容易地理解本發(fā)明。應(yīng)理解，本發(fā)明不限于本文中描述和/或示出的具體材料、裝置、方法、應(yīng)用、條件或參數(shù)，并且本文中使用的術(shù)語是為了通過示例的方式描述一些特定實施方案的目的并且不旨在限制所要求保護的發(fā)明。本文中使用的術(shù)語“多個”意指多于一個。當表示一定范圍的值時，另一個實施方案包括從一個特定值和/或到另一個特定值。類似地，當通過使用前在詞“約”將數(shù)值表示為近似值時，可理解，特定值構(gòu)成另一個實施方案。所有范圍包括端值并且是可組合的。

應(yīng)理解，為了清楚，在不同的一些實施方案的情況下本文中描述的本發(fā)明的某些特征也可在單個實施方案中組合提供。相反，為了簡潔，在單個實施方案的情況下描述的本發(fā)明的多個特征也可以單獨地或以任何子組合提供。此外，提及的范圍內(nèi)所述的值包括該范圍內(nèi)的每一個值。

以下定義旨在幫助理解本發(fā)明：

術(shù)語“生物相容性”定義為意指在消化道吸著劑聚合物與生理學流體、活組織或生物體接觸時，消化道吸著劑聚合物能夠與生理流體、活組織或生物體接觸而不產(chǎn)生不可接受的臨床變化。在一些實施方案中，它意味著消化道吸著劑聚合物被生物體的腸和消化道所耐受。本發(fā)明的消化道吸著劑聚合物優(yōu)選是無毒的。生物相容性的吸著劑可以是不可生物降解的、可生物降解的或可吸收的聚合物。

本文中使用的術(shù)語“消化道吸著劑聚合物”包括消化道吸附(adenteron)吸著劑聚合物和消化道吸收(abenteron)吸著劑聚合物。

多孔ST/DVB共聚物樹脂上的涂層/分散劑可使材料具有改進的生物相容性。

一些優(yōu)選的消化道吸著劑聚合物包含來自一種或更多種單體或含有單體或其混合物的殘余物，其選自二乙烯基苯和乙基乙烯基苯、苯乙烯、乙基苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸辛酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸鯨蠟酯、丙烯酸鯨蠟酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸乙酯、乙烯基甲苯、乙烯基萘、乙烯基芐醇、乙烯基甲酰胺、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、三乙烯基苯、二乙烯基萘、三乙烯基環(huán)己烷、二乙烯砜、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二丙烯酸酯、季戊四醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇二甲基丙烯酸酯、二季戊四醇三甲基丙烯酸酯、二季戊四醇四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇二丙烯酸酯、二季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯和二乙烯基甲酰胺。

在一些實施方案中，消化道吸著劑聚合物是包含至少一種交聯(lián)劑和至少一種分散劑的涂層聚合物。分散劑可以是生物相容性的。分散劑可選自：化學品、化合物或材料，例如羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、聚(甲基丙烯酸羥乙酯)、聚(丙烯酸羥乙酯)、聚(甲基丙烯酸羥丙酯)、聚(丙烯酸羥丙酯)、聚(甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)、聚(丙烯酸二甲基氨基乙酯)、聚(甲基丙烯酸二乙基二甲基乙酯)、聚(丙烯酸二乙基氨基乙酯)、聚(乙烯醇)、聚(N-乙烯基吡咯烷酮)、聚(甲基丙烯酸)的鹽和聚(丙烯酸)的鹽及其混合物；交聯(lián)劑選自包含以下的組：二乙烯基苯、三乙烯基苯、二乙烯基萘、三乙烯基環(huán)己烷、二乙烯基砜、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二丙烯酸酯、季戊四醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇二甲基丙烯酸酯、二季戊四醇三甲基丙烯酸酯、二季戊四醇四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇二丙烯酸酯、二季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、二乙烯基甲酰胺及其混合物。優(yōu)選地，消化道吸著劑聚合物與涂層的形成同時發(fā)生，其中分散劑與消化道吸著劑聚合物的表面化學結(jié)合。

本發(fā)明的一些實施方案使用有機溶劑和/或聚合物致孔劑作為致孔劑或成孔劑，且在聚合過程中誘導產(chǎn)生的相分離產(chǎn)生多孔聚合物。一些優(yōu)選的致孔劑是芐醇、環(huán)己烷、環(huán)己醇、環(huán)己醇/甲苯混合物、環(huán)己酮、癸烷、癸烷/甲苯混合物、二-2-乙基己基磷酸、二-2-乙基己基鄰苯二甲酸酯、2-乙基-1-己酸、2-乙基-1-己醇、2-乙基-1-己醇/正庚烷混合物、2-乙基-1-己醇/甲苯混合物、異戊醇、正庚烷、正庚烷/乙酸乙酯、正庚烷/乙酸異戊酯、正庚烷/四氫化萘混合物、正庚烷/甲苯混合物、正己烷/甲苯混合物、戊醇、聚(苯乙烯-共-甲基丙烯酸甲酯)/鄰苯二甲酸二丁酯、聚苯乙烯/2-乙基-1-己醇混合物、聚苯乙烯/鄰苯二甲酸二丁酯、聚苯乙烯/正己烷混合物、聚苯乙烯/甲苯混合物、甲苯、磷酸三正丁酯、1，2，3-三氯丙烷/2-乙基-1-己醇混合物、2，2，4-三甲基戊烷(異辛烷)、三甲基戊烷/甲苯混合物、聚(丙二醇)/甲苯混合物、聚(丙二醇)/環(huán)己醇混合物和聚(丙二醇)/2-乙基-1-己醇混合物。

本文中公開了本發(fā)明的一些詳細實施方案；要理解，所公開的實施方案僅僅是可以以多種形式實施的本發(fā)明的示例。因此，本文中公開的特定結(jié)構(gòu)和功能細節(jié)不應(yīng)被解釋為限制，而僅僅是用于教導本領(lǐng)域技術(shù)人員使用本發(fā)明的基礎(chǔ)。下面的一些具體實施例將使得能夠更好地理解本發(fā)明。但是，它們只是以指導的方式給出，并不意味著任何限制。

本發(fā)明的生物相容性的吸著劑組合物包含多個孔。生物相容性的消化道吸著劑聚合物設(shè)計用于吸附小于1kDa至1,000kDa的廣泛范圍的毒素。雖然不希望受理論束縛，但是認為消化道吸著劑聚合物通過在孔內(nèi)隔離預定分子量的分子來起作用?？杀幌牢鴦┚酆衔镂降姆肿拥某叽鐚㈦S消化道吸著劑聚合物的孔徑提高而提高。相反，當孔徑提高超過用于吸附給定分子的最佳孔徑時，所述蛋白質(zhì)的吸附可能降低或?qū)档汀?/p>

本發(fā)明中使用的消化道吸著劑聚合物優(yōu)選具有生物相容性的外表面涂層，但不是絕對必需的，尤其是在某些情況下，例如經(jīng)口或經(jīng)直腸施用。某些這些涂層是通過自由基接枝與消化道吸著劑聚合物顆粒(例如珠)共價結(jié)合。自由基接枝可能在例如將單體微滴轉(zhuǎn)化成聚合物珠期間發(fā)生。當微滴中的單體聚合并轉(zhuǎn)化為聚合物時，涂覆和穩(wěn)定單體微滴的分散劑變?yōu)榕c微滴表面共價結(jié)合。如果懸浮聚合中使用的分散劑不是賦予生物相容性的那種，則生物相容性的外表面涂層可共價接枝到預先形成的聚合物珠上。將生物相容性涂層接枝到預先形成的聚合物珠上是通過在賦予表面涂層生物相容性的消化道吸著劑聚合物的單體或低分子量低聚物的存在下活化自由基引發(fā)劑實施的。

實施例

實施例1：消化道吸著劑聚合物合成

反應(yīng)器設(shè)置：夾套鍋(5L)安裝有頂置式攪拌器、擋板、多級攪拌器葉片、水冷式冷凝器、熱電偶、起泡器和墊圈(在適當?shù)那闆r下)。所有未使用的端口都加上適當?shù)娜?。溫度由加?冷卻單元控制，溫度控制器安裝有上述熱電偶。

聚合：將聚乙烯醇(PVA)在室溫(RT)下分散在水添加物(water charge)中，并隨后加熱至70℃。然后將剩余的鹽(參見表1，MSP、DSP、TSP和亞硝酸鈉)溶解在水添加物中。將PVA和鹽溶液在攪拌下加熱至80℃。將包含引發(fā)劑的預混合有機相倒入反應(yīng)器中的水相上，攪拌速度設(shè)定在形成適當微滴尺寸的rpm。一旦溫度達到80℃，啟動反應(yīng)計時器(16小時)。

表1

分離凈化(work-up)標記溶劑水平。冷卻后，將溶劑虹吸出至珠平面。將反應(yīng)器裝滿室溫(RT)水至標記處并加熱至50℃至70℃并攪拌30分鐘，使靜置3至5分鐘，并隨后虹吸出至珠平面。以這種方式洗滌珠5次。將消化道吸著劑聚合物汽提6小時，并隨后在烘箱中干燥過夜(～100℃)。該過程產(chǎn)生球形二乙烯基苯多孔聚合物珠形式的干凈的干多孔吸著劑。將珠用70％IPA再潤濕，并且在水性條件下將IPA與水交換進一步反應(yīng)。

實施例2：

反應(yīng)器設(shè)置。5L釜式反應(yīng)器安裝有頂置式攪拌器、擋板、水冷式冷凝器、多級攪拌器葉片、熱電偶和起泡器。在頂蓋和釜底之間安裝墊圈。所有未使用的端口都加上適當?shù)娜?。用由安裝有上述熱電偶的溫度控制器調(diào)節(jié)的加熱套控制溫度。

聚合。在室溫(RT)下將聚乙烯醇(“PVA”)分散在一半的水添加物中，并隨后加熱至70℃。然后將剩余的鹽(見表2，MSP、DSP、TSP和亞硝酸鈉)溶解在剩余的水添加物中。將PVA和鹽溶液加添加到反應(yīng)器中并在攪拌下加熱至87℃。將預混合的有機相(包括引發(fā)劑)倒入反應(yīng)器中的水相上，攪拌速度設(shè)定在形成適當微滴尺寸的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(“rpm”)(CY 12030，480rpm)。一旦溫度達到87℃，將反應(yīng)計時器設(shè)定為16小時并啟動以及使反應(yīng)繼續(xù)進行。

表2

分離凈化，標記溶劑水平。冷卻后，將溶劑虹吸出至珠平面。將反應(yīng)器用(RT)水填充至標記處并加熱至50℃至70℃并攪拌30分鐘。然后使其靜置3至5分鐘，并隨后將液體虹吸出至珠平面。以這種方式洗滌珠5次。然后將反應(yīng)器用RT甲醇填充至標記處并在室溫下攪拌5分鐘。使珠靜置3至5分鐘。將珠以這種方法洗滌3次。消化道吸著劑聚合物通過索氏抽提器(soxhlet apparatus)用丙酮過夜提取。將消化道吸著劑聚合物汽提8小時，并隨后在約100℃下在烘箱中干燥過夜。該方法產(chǎn)生球形多孔聚合物珠形式的干凈的干多孔吸附劑。該材料稱為CY12001。

改性反應(yīng)。關(guān)于添加物參見表3。用異丙醇以約每小時約1床體積洗滌聚合物10次，并隨后用純化水以約每小時約1床體積洗滌10次。將消化道吸著劑聚合物篩分至期望的粒徑(CY 12030，-106/+45微米)，并添加至反應(yīng)器設(shè)置。將過量的水虹吸至剛好高于床平面，并隨后添加要加入的水。溫度控制器設(shè)定為40℃，并隨后啟動。也啟動頂置式攪拌器。添加各試劑的同時該系統(tǒng)傾斜升溫至40℃設(shè)定點。當溫度為30℃至34℃時，添加在水中的過硫酸銨(AMPS)。在35℃至36℃，添加NNNN-四甲基乙二胺(TMED)和水。在39℃至40℃，添加乙烯基吡咯烷酮(VP)和水。當溫度達到40℃時，啟動兩小時反應(yīng)計時器；使反應(yīng)繼續(xù)進行。冷卻后，將溶劑虹吸出至珠平面。然后將珠用室溫水以每半小時1床體積的速率洗滌3次。使珠進行6小時的汽提。在異丙醇中使珠再潤濕并在純化H₂O中洗滌10次。然后將消化道吸著劑聚合物在100℃的烘箱中干燥。

該過程產(chǎn)生球形多孔聚合物珠形式的干凈的干吸附劑。該材料稱為CY14149。

表3

實施例3：孔結(jié)構(gòu)表征

使用Micromeritics AutoPore IV 9500 VI.09汞貫入度儀(Hg侵入儀)或Micromeritics ASAP 2010儀器(N2解吸)分析消化道吸著劑聚合物的孔結(jié)構(gòu)。參見圖1-4。

表4：通過氮解吸測量的CY12030的孔體積數(shù)據(jù)。

表5：通過壓汞法測量的CY12031的孔體積數(shù)據(jù)。

另外的實施例和舉例說明性實施方案

暴露于電離輻射導致急性放射綜合征(ARS)。Epistem在調(diào)查對胃腸道綜合征(GI-ARS)的影響有經(jīng)驗，其通常在高于12Gy的輻射劑量(取決于條件/小鼠品系/大小等)下發(fā)生。GI-ARS通常在輻射10天內(nèi)導致嚴重的體重減輕、腹瀉并最終發(fā)病。本研究采用身體局部輻照(PBI)模型。選擇5％骨髓保護水平(PBI BM5)，其中下肢(脛骨、腓骨和足)在輻照期間被鉛屏蔽。認為PBI模型(2.5-5％屏蔽)是意外或恐怖主義引起暴露的現(xiàn)實模型，即在這種情況下，可能以某種方式屏蔽少量骨髓。該模型還具有使一些小鼠存活足夠長的時間從而進入血液學綜合征(H-ARS)的益處，并因此最終可用于評價這兩種綜合征的緩解劑。

在目前的研究中，評價50％的消化道吸著劑聚合物漿料的效力以確定高劑量輻射后對C57BL/6小鼠的存活時間的影響。選擇13.5Gy的LD50₁₀輻射劑量。這是在未給劑量的動物中在第10天引起50％致死的劑量。

目的：為了確定50％的消化道吸著劑聚合物漿料在高劑量(13.5Gy)身體局部輻照后提高C57BL/6小鼠的存活時間的效力。

方法：購買40只雄性8-10周齡的C57BL/6小鼠，并隨后隨機分為2組，每組20只。使其適應(yīng)2周后，使用300kV X射線源將其暴露于13.5Gy身體局部輻照，屏蔽大約5％的骨髓(脛骨、腓骨和兩個下肢的足)。然后從輻照后24小時開始，每天用0.15mL水或0.15mL 50％的消化道吸著劑聚合物的漿料經(jīng)口管飼小鼠兩次。施用后立即向所有小鼠管飼另外0.15mL的水以幫助運送治療(漿料)施用。整個研究中，給藥體積保持不變。在整個研究中持續(xù)15天追蹤動物存活、體重和腹瀉發(fā)生率。

結(jié)果：如預期的那樣，輻照后體重迅速減輕。然后組平均值達到平臺，隨后存活的小鼠中體重恢復。接受消化道吸著劑聚合物的組的體重減輕小于載劑組，在消化道吸著劑聚合物處理組中，最大體重降低為小于約5％。此外，在消化道吸著劑聚合物組中，達到25％體重減輕的時間(安樂死經(jīng)常的固定標準)提高了2天。達到25％體重減輕的中位時間為7.5天，而載劑組為5.5天，并且差異具有統(tǒng)計學顯著性(p＝0.03)。

評估所選擇的輻射劑量遞送LD50₁₀，但實際上已經(jīng)實現(xiàn)了LD85₁₀。這種提高的死亡率可能是與經(jīng)口施用相關(guān)的額外處理/應(yīng)激的結(jié)果(LD50₁₀基于未處理的小鼠中的輻射存活曲線)。消化道吸著劑聚合物的施用改善了GI-ARS期間的存活(即，直到第10天)，將平均值和中位存活時間移動了1天。然而，這沒有統(tǒng)計學顯著性(p＝0.1045)。在第7-9天，即，在GI-ARS期間，活動物比例在各組之間的差異是最大的；特別是到第8天，消化道吸著劑聚合物組的活動物的比例為85％，并且載劑組為55％。然而，這種差異沒有達到統(tǒng)計學顯著性(p＝0.0824)。

在第7-9天對經(jīng)安樂死的處理小鼠的小腸和結(jié)腸二者進行檢查后，沒有觀察到剩余的消化道吸著劑聚合物珠的痕跡。在對照組中，每組腹瀉得分的總和因一只患重病的動物而偏差一點，但在載劑組中為43(如果忽略一只極端小鼠，則為30)，而在消化道吸著劑聚合物組中為14。在載劑組中組平均得分為2.1(如果忽略極端小鼠則為1.6)，而在消化道吸著劑聚合物組中為0.7。載劑組中的14只小鼠經(jīng)歷腹瀉，而消化道吸著劑聚合物組中則為8只。在這些動物中，在載劑組中觀察到有35次事件(如果忽略極端小鼠則為28次)，而在消化道吸著劑聚合物組中有12次。其中包括載劑組中27例輕度和8例重度病例(如果忽略極端小鼠，則為26例和2例)，而在消化道吸著劑聚合物組中10例輕度和2例重度。統(tǒng)計分析證實在消化道吸著劑聚合物組中最大得分和平均得分均較低。此外，消化道吸著劑聚合物組腹瀉時間的平均比例約為7％，而載劑組為約22％。對于最大得分和平均得分，處理之間的差異不是統(tǒng)計學顯著的(分別地，p＝0.08和0.06)。然而，處理之間腹瀉時間比例差異是統(tǒng)計學顯著的(P＝0.02)。

結(jié)論：在概念研究的該初步驗證中，消化道吸著劑聚合物在GI-ARS時間段期間在高劑量身體局部輻照模型中顯示出效力。存活時間提高，可能與消化道吸著劑聚合物處理后體重減輕直接相關(guān)，并且腹瀉嚴重程度和持續(xù)時間也降低。盡管所有這些都沒有達到統(tǒng)計學顯著性，但觀察到的死亡率水平高于非管飼動物中所觀察到的死亡水平(這可能影響實現(xiàn)動物存活數(shù)量顯著改善的能力)，數(shù)據(jù)非常鼓舞人心，并保證進一步調(diào)查使用消化道吸收多孔聚合物作為GI-ARS緩解劑的可能性。

2.方法

2.1動物和籠養(yǎng)

總共購買40只C57BL/6雄性小鼠(Harlan Laboratories，UK)用于研究。供應(yīng)8-10周齡動物，在10-12周齡時使用。將所有小鼠置于SPF(無特異性病原體)屏障單位的單獨通風籠子(IVC)中。動物由編號的籠子和打耳洞(ear punch)鑒定。在籠子外對小鼠的處理總是在無菌層流凈化臺中進行。任何一次最多可打開2個籠子。

2.2飲食和動物福利

隨意喂養(yǎng)動物正常飲食(2918x擠出食物，Harlan UK)。從到達時間開始以及在整個研究期間，將動物靠酸化水維持。酸性水也用于從第4天開始將食物浸濕。室溫恒定為21±2℃，且平均相對濕度為55±10％。晝夜周期不變，光照和黑暗階段各為12小時(07：00hr/19：00hr開關(guān))。每日監(jiān)測動物健康，并定期清潔籠子。

2.3輻射參數(shù)和劑量測定

基于先前的研究，選擇13.5Gy的劑量以旨在實現(xiàn)LD50₁₀劑量。

以15：00hrs+/-1小時輻照動物。使用在300kV、10mA下操作的Xstrahl RS320X射線裝置進行輻照。X射線管具有額外的過濾以提供2.3mm Cu半值層(HVL)的輻射質(zhì)量。將小鼠麻醉，放置在有機玻璃夾具(plexiglass jig)中，后肢下部被屏蔽并放置在距離X射線管的焦點700mm的距離處。以0.812Gy/分鐘的劑量率遞送身體局部輻照(PBI BM5)。

使用放置在小鼠約束裝置內(nèi)的電離室測量在一系列輻照期間X射線輸出檢查，并且顯示對于13.5Gy的預期機器劑量(machine dose)，遞送的實際劑量范圍為13.48-13.58，因此認為在2％變化限值內(nèi)是可以接受的。

2.4載劑的制備和施用

載劑是無菌水，并按照預先制備的等分試樣供應(yīng)。

在給藥前，通過倒置注射器而除去注射器內(nèi)的氣泡，使得氣泡朝向管飼針頭上升，并隨后排出，留下0.15mL水。

在輻照后24-25小時經(jīng)口(p.o.)施用載劑，并隨后在整個研究中每天兩次(間隔10小時)。在整個研究中，該0.15mL的體積沒有進行調(diào)整，不管體重是否減輕。在每個劑量的載劑之后，再次通過經(jīng)口管飼另外施用0.15mL的水。在整個研究中，該體積同樣沒有進行調(diào)整。

2.5消化道吸著劑聚合物的制備和施用

消化道吸著劑多孔聚合物珠按照預先制備的等分試樣供應(yīng)。消化道吸著劑多孔聚合物珠(樣品ID：CY14149)在七十(70)個2mL聚丙烯管中供應(yīng)，并在到達后在4℃下儲存。在給藥前，將管倒置數(shù)次，并隨后將管飼針頭放置在管底部附近，然后吸出(drawing up)混懸液，以避免任何空珠漂浮在表面上。注射器內(nèi)的氣泡通過倒置注射器除去，使得氣泡朝向管飼針頭上升，并隨后排出，留下0.15mL的消化道吸著劑聚合物。

在輻射后24-25小時經(jīng)口(p.o.通過管飼)施用消化道吸著劑聚合物珠，并隨后在整個研究中每天兩次(間隔10小時)。在整個研究中，0.15mL的體積沒有調(diào)整，不管體重是否減輕。在每個劑量的載劑之后，立即再次通過經(jīng)口管飼另外施用0.15mL的水。在整個研究中，該體積同樣沒有再次調(diào)整。

2.6臨床檢查和稱重

每天稱重小鼠，并從第4天起每天注意臨床觀察(腹瀉)。當小鼠瀕死時，將其安樂死。認為任何顯示超過15％體重減輕的動物是不適的并且如果體重減輕大于20％的時間內(nèi)持續(xù)24小時且小鼠也顯示出垂死狀態(tài)的跡象(退縮行為，通過觸摸感覺冷判斷體溫降低、通過持續(xù)的皮膚擠壓后緊縮判斷的缺乏理毛和脫水)，則進行人道安樂死。在第7-9天，隨機選擇來自消化道吸著劑聚合物組的6只垂死小鼠進行尸體剖檢以尋找在腸內(nèi)存在受試物。

3.結(jié)果和討論

3.1體重減輕

如可預期的那樣，在輻照后體重迅速減輕。然后組平均值達到平臺，隨后存活的小鼠中體重恢復。接受消化道吸著劑聚合物的組中體重減輕比載劑組更低，在消化道吸著劑聚合物處理組中最大體重減輕為約5％。

以作為第0天體重百分比作圖的體重和相對體重示于圖5和圖6中。

以與到達死亡時間相類似的方式分析從第0天起直到體重減輕至少25％時的天數(shù)(參見下文)。25％的體重減輕是經(jīng)常用作安樂死標準的水平，并因此可很大程度反映了動物存活圖。在Epistem，它與其他痛苦跡象結(jié)合在一起，因為從廣泛的經(jīng)驗來看，已知動物經(jīng)常在輻照后從該體重減輕水平恢復。通過處理組相對于對照對體重減輕未超過其體重25％的動物進行作圖(圖7)，并總結(jié)了達到25％體重減輕的時間(表1)。這表明在消化道吸著劑聚合物組中達到體重減輕25％的時間提高2天。達到25％的中位時間為7.5天，而載劑組為5.5天。差異是統(tǒng)計學顯著的(p＝0.03；對數(shù)秩檢驗)。

表1：通過處理達到25％體重減輕之時間的估計值

3.2動物存活

所選擇的輻射劑量是基于對未給藥小鼠中LD50劑量的先前估計值。劑量響應(yīng)曲線非常陡峭，所以研究準確發(fā)表這些存活水平的概率很低。目前研究中采用的每日兩次經(jīng)口管飼可能進一步影響致死率水平-因為雖然水將使老鼠水化，處理和給藥應(yīng)激的提高(特別是在患病小鼠中)可顯著提高死亡率。

經(jīng)輻照小鼠中的存活水平在圖8中繪制，并且示出估計遞送LD50₁₀的劑量實際上達到了LD85₁₀。除了一只老鼠(發(fā)現(xiàn)死于載劑組的那只小鼠(小鼠18))之外，所有的小鼠都被安樂死。

通過處理組繪制了達到死亡時間的Kaplan-Meier存活曲線(圖9)，并總結(jié)了存活時間(表2)。這表明在消化道吸著劑聚合物組中到達死亡時間要稍微提高。平均值和中位死亡時間二者均為10天，而載劑組為9天。然而，這種差異沒有統(tǒng)計學顯著性(p＝0.11；對數(shù)秩檢驗)。

表2：通過處理達到死亡之時間的估計值

在約第7-9天，即在GI-ARS期間仍然存活的動物比例在組之間的差異看來最大；特別是在第8天，消化道吸著劑聚合物組的活動物比例為85％，載劑組為55％。然而，這種差異并不達到統(tǒng)計學顯著性(p＝0.08；費希爾精確檢驗(Fisher’s exact test))。

在檢查第7-9天安樂死的經(jīng)處理的小鼠的小腸和結(jié)腸二者后，均沒有觀察到消化道吸著劑聚合物珠的痕跡。

3.3腹瀉

從第4天開始觀察腹瀉并且評分(其中0是正常的糞便稠度，1是稀的糞便，2是嚴重明顯的腹瀉；3分是具有延長的肛門周圍/尾部污穢的液體糞便)。數(shù)據(jù)列在附錄中，如下圖10所示。

在對照組中，每組腹瀉得分的總和因一只患重病的動物有偏差，但是在載劑組中為43(如果忽略一只極端小鼠，則為30)，而在消化道吸著劑聚合物組中為14。在載劑組中組平均得分為2.1(如果忽略極端小鼠則為1.6)，而在消化道吸著劑聚合物組中為0.7。

與消化道吸著劑聚合物組中的8只相比，載體組中的14只小鼠發(fā)生腹瀉。在這些動物中，在載劑組中觀察到有35次事件(如果忽略極端小鼠，則為28)，在消化道吸著劑聚合物組中為12次。其中包括載劑組中27例輕度和8例重度病例(如果忽略極端小鼠則為26例和2例)，且在消化道吸著劑聚合物組中10例輕度和2例重度。

為了進一步的統(tǒng)計分析，使用每日腹瀉評分來得出每只動物的三個概括性測量值：最大腹瀉評分、平均腹瀉評分以及出現(xiàn)腹瀉(即，得分＞0)的時間(在這種情況下為半天)的比例。這些概括性測量值通過處理組(表3)總結(jié)，且處理組使用t檢驗進行比較。這表明消化道吸著劑聚合物組中的最大得分和平均評分較低。此外，消化道吸著劑聚合物組的平均腹瀉時間比例約為7％，且載劑組約為22％。

對于最大得分和平均得分，處理之間的差異不具有明顯統(tǒng)計學顯著性(分別地，p＝0.08和0.06)。然而，處理之間腹瀉時間比例差異有統(tǒng)計學顯著性(P＝0.02)。

表3：通過處理的腹瀉概括性測量值

4.結(jié)論

在這個概念研究的初步驗證中，消化道吸著劑聚合物在GI-ARS時間段期間在高劑量身體局部輻照模型中顯示出效力。存活時間提高可能與消化道吸著劑聚合物處理后體重減輕直接相關(guān)，并且腹瀉嚴重程度和持續(xù)時間也降低。這些數(shù)據(jù)顯示出有利且非常鼓舞人心的統(tǒng)計趨勢，并且保證進一步調(diào)查使用消化道吸著劑聚合物作為GI-ARS緩釋劑或防護劑的可能性。

對于進一步研究有多種選擇，各自的目的為顯示出提高的效力，主要是對給定時間點的動物存活數(shù)(實際時間點可被定義為GI-ARS期間的適當時間-在TBI模型中通常為第6-8天，在PBI BM5模型中延伸至第10天)。因此，應(yīng)證明在第8天由給定的LD(例如LD50)的提高(定義的LD50₈)具有統(tǒng)計學顯著性。在GI-ARS的TBI模型中，由于H-ARS，所有動物即使有所緩減但將最終死亡。因此，設(shè)計PBI模型使得在早期GI-ARS中存活的動物將保持足夠的骨髓功能從而在后期的H-ARS中存活。這是在GI-ARS時間段中顯示效力的適當和可接受的模型。

為了提高效力選擇包括：

1.降低管飼施用的數(shù)目或持續(xù)時間(推斷由于在患病小鼠中處理應(yīng)激而導致死亡率上升)。處理應(yīng)激的嚴重程度可能會通過再水化作用抵消一些，因此需要考慮這兩者。

2.降低輻射劑量(保持在GI毒性范圍內(nèi)，但接受可能更接近LD50_8-10的較低劑量而不是任何有希望的緩解劑“挽救”的挑戰(zhàn))。顯然，對于這種施用方案，動物存活劑量響應(yīng)曲線是未知的，但是我們知道LD曲線很陡，所以小幅降低至13Gy可以是足夠的。

3.從PBI轉(zhuǎn)移到TBI模型-鑒于缺乏免疫學能力(骨髓存活)和敗血癥提高的風險，通常更難以挽救，但消化道吸著劑聚合物珠在該模型中可能表現(xiàn)不同。細胞因子和細菌毒素的隔離譜可不同。

最后，一旦證實進一步的效力，則需要確認作用機制(證明改善的組織病理學、降低細菌毒素、證明改善的細胞因子譜等)。

5.1動物體重

5.2作為第0天百分比的動物重量

5.3腹瀉得分