缀合蛋白的聚合物胶束制造技术

本发明专利技术包含胶束组装物、具有胶束组装物的组合物、和用于制备胶束组装物和其组合物的方法。本发明专利技术还包含缀合至聚合物诸如聚乙二醇（PEG）链的谷醇溶蛋白，该缀合物可被用于制备胶束组装物。本发明专利技术还包含使用本发明专利技术的该缀合物包封分子的方法。该胶束组装物可被用于多种应用，诸如治疗癌症、靶向肿瘤、减少药物的体内毒性、增加被包封的剂的体内效力、保护被包封的剂抗降解、并增强药物或其他剂的水溶解性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术总体涉及药物递送技术，且更具体地涉及纳米胶束药物递送系统，包括用于使用疏水性水不溶性蛋白和水溶性聚合物制备此系统的方法，该胶束可包括聚乙二醇（PEG）或可共价附着至疏水性水不溶性蛋白诸如谷醇溶蛋白的其他亲水性部分以形成用于制备纳米胶束药物递送系统的两亲的缀合物。背景信息约40%的药物化合物具有差的水溶解性，其是新的药物顺利通过临床试验的主要限制因素（Lipinski(2002),Am Pharm Rev5:82-85）。已使用许多方法溶解疏水性药物用于改善它们至患者的递送。此类方法的一些实例包括研磨、与环糊精络合、形成盐、和使用表面活性剂或聚合物胶束。这些方法的每一种都具有某些优势和劣势，因此急切寻求改善的方法溶解药物。聚合物胶束是自组装的两亲的嵌段或接枝共聚物。聚合物胶束作为有前景的胶质药物递送系统已引起人们的重视（Torchilin,J Controlled Release2001,73,137；Allen等人,Colloids and Surfaces B:Biointerfaces1999,16,3；和Otsuka等人,Current Opinion in Colloid&Interface Science2001,6,3）。在这些胶质系统中，疏水性嵌段通常形成核，本质上形成用于亲脂性的货物分子（cargo molecule）的“微容器”（Kataoka等人，Adv.Drug Delivery Rev.2001,47,113）。胶束的亲水性部分形成稳定核与外部水环境之间的界面的外壳。与基于表面活性剂的胶束系统相比，基于聚合物的胶束能够展示明显的优势诸如较低的临界胶束浓度（CMC）和降低的毒性。尽管具备这些优势，因为不适合的生物降解能力、生物相容性、包封率（encapsulation efficiency）、稳定性、制剂的临床副作用、和与制备已知胶束制剂相关的难度与成本，已知胶束系统的使用某种程度上是有限的。因此，对具备与胶束药物递送系统相关的一些已知的优势、但具有增加的生物相容性并是制备更容易的且更便宜的另外的胶束系统有需求。专利技术概述本专利技术提供了用于递送水不溶性化合物的新的纳米胶束平台技术。还提供了用于使用疏水性水不溶性蛋白和水溶性聚合物制备胶束的方法，和使用胶束组合物例如，用于体内（in vivo）药物递送的方法。聚乙二醇（PEG）或其他亲水性部分可共价地附着于疏水性水不溶性蛋白诸如玉米醇溶蛋白，以形成用于制备纳米胶束药物递送系统的非常有用的两亲性缀合物。因此，本专利技术提供了包括生物相容的和生物可降解的共聚物的胶束，其中该共聚物包括疏水性嵌段和亲水性嵌段；疏水性嵌段包括共价缀合至亲水性嵌段的疏水性谷醇溶蛋白且亲水性嵌段包括具有至少约3kDa的分子量的亲水性聚乙二醇部分；两亲的共聚物的谷醇溶蛋白链朝向胶束的内部，且两亲的共聚物的聚乙二醇部分朝向胶束的外部；且胶束的直径为约10nm至约300nm。生物相容的和生物可降解的共聚物可包括接枝共聚物和/或嵌段共聚物。胶束在水中的临界胶束浓度例如在约27℃下可以为约0.015g/L至约0.035g/L、约0.02g/L至约0.03g/L、或约0.25g/L。疏水性药物可具有约1、约2、约3、约4、约5、约6、约7、或约1至约7、或来自从1至7的任何整数的范围的Log P。疏水性谷醇溶蛋白可以是玉米醇溶蛋白、麦醇溶蛋白、大麦醇溶蛋白、高粱醇溶蛋白、或其组合。亲水性聚乙二醇部分可具有约4kDa至约220kDa的分子量。亲水性聚乙二醇部分可具有约4kDa至约20kDa的分子量。胶束还可在胶束的核（core）中包括多个货物分子。货物分子可包括，例如，一种或多种药物、蛋白、核酸、激素、受体、诊断剂、显像剂（imaging agent）、或其组合。药物可以是抗氧化剂、抗炎药物或抗癌药物。在一个实施方案中，药物是姜黄素或阿霉素。在另外的实施方案中，显像剂是尼罗红。在另外的实施方案中，药物是类视黄醇。适合的类视黄醇的实例包括视黄醇、13-反式-视黄酸（维甲酸）、13-顺式-视黄酸（异维甲酸）、9-顺式-视黄酸（阿利维A酸）、视黄醛、阿维A酯（etretnate）、阿维A、α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、γ-胡萝卜素、β-隐黄素、叶黄素、玉米黄质、或其组合。本专利技术还提供了包括多个本文描述的胶束和药学上或美容上可接受的稀释剂、赋形剂、或载体的药物或美容组合物。药物或美容组合物可以，例如，以分散体、片剂、胶囊、注射制剂、气雾剂制剂、凝胶、软膏、乳膏、洗剂、或洗发剂的形式。本专利技术还提供了制备胶束的方法。该方法可包括将缓冲液添加至水悬浮液以从水醇溶剂中沉淀PEG化的谷醇溶蛋白以形成PEG化的谷醇溶蛋白的水分散体，并通过针对去离子水透析去除分散体中的乙醇和未反应的PEG和甘氨酸。本专利技术另外提供了制备胶束的方法，其中该方法包括从PEG化的谷醇溶蛋白的水悬浮液中去除乙醇以形成PEG化的谷醇溶蛋白的干膜；并将PEG-玉米醇溶蛋白膜重悬在水或缓冲液中，之后针对去离子水透析，例如，以去除未包封的疏水性分子，以在例如水和缓冲液组合物诸如分散体中提供多个胶束。在该方法中，玉米醇溶蛋白PEG化后，可通过例如在旋转蒸发器中的蒸发将乙醇去除以形成干膜。随后可将干膜在水中重构并针对去离子水透析，例如，以去除未包封的疏水性化合物，以在水相中形成胶束。因此，本专利技术还提供了通过以下制备本文描述的胶束的方法：将聚乙二醇化合物和谷醇溶蛋白溶解在水醇溶剂中以形成第一混合物；其中聚乙二醇化合物的一个末端是被单烷基取代的且另一个末端包括反应基，且聚乙二醇化合物具有至少约3kDa的分子量；加热第一混合物以在水悬浮液中形成PEG化的谷醇溶蛋白，并任选地猝灭水悬浮液中聚乙二醇化合物的过量的反应基并通过针对去离子水的透析去除分散体中的乙醇和未反应的PEG和甘氨酸，之后冷冻干燥。方法的其余步骤可遵循两个途径之一。在一个实施方案中，该方法包括（a）将PEG-玉米醇溶蛋白添加至水醇溶剂中并通过针对去离子水的透析去除乙醇以在缓冲液和水组合物中形成多个胶束。在另一实施方案中，该方法包括（b）去除水悬浮液的乙醇以形成PEG化的谷醇溶蛋白的干膜；和将PEG化的谷醇溶蛋白的干膜重悬在水或缓冲液中，之后透析，例如，以去除未包封的疏水性化合物、以在水相中形成胶束。因此，在制备后，可将PEG-谷醇溶蛋白以特定的浓度溶解在水醇溶液中。当遵循本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稳定的胶束，包括两亲的共聚物，所述两亲的共聚物包含共价缀合至至少一个亲水性部分的至少一个疏水性部分，其中所述至少一个疏水性部分是选自以下组成的组的谷醇溶蛋白：玉米醇溶蛋白、麦醇溶蛋白、大麦醇溶蛋白、高粱醇溶蛋白、和其组合，其中所述共聚物在水中的临界胶束浓度（CMC）在约0.015g/L至约0.035g/L之间，且其中所述稳定的胶束具有生物可降解的亲水性壳‑疏水性核结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.02.25 US 61/446,9311.一种稳定的胶束，包括两亲的共聚物，所述两亲的共聚物包含共
价缀合至至少一个亲水性部分的至少一个疏水性部分，其中所述至少一个
疏水性部分是选自以下组成的组的谷醇溶蛋白：玉米醇溶蛋白、麦醇溶蛋
白、大麦醇溶蛋白、高粱醇溶蛋白、和其组合，其中所述共聚物在水中的
临界胶束浓度（CMC）在约0.015g/L至约0.035g/L之间，且其中所述稳
定的胶束具有生物可降解的亲水性壳-疏水性核结构。
2.根据权利要求1所述的稳定的胶束，其中所述稳定的胶束从包括
所述两亲的共聚物的膜的水化形成或所述稳定的胶束从包括所述两亲的
共聚物的透析液形成，且其中所述两亲的共聚物为嵌段共聚物或接枝共聚
物。
3.根据权利要求1所述的稳定的胶束，其中所述至少一个疏水性部
分为玉米醇溶蛋白的蛋白且所述至少一个亲水性部分为PEG，且其中所述
玉米醇溶蛋白的蛋白的表面氨基的至少约50%被PEG化。
4.根据权利要求3所述的稳定的胶束，其中所述PEG具有至少3,000
Da的分子量。
5.根据权利要求4所述的稳定的胶束，其中当所述PEG的分子量大
于约2000Da时，所述稳定的胶束的多分散指数（PDI）小于约0.5。
6.根据权利要求3所述的稳定的胶束，其中所述PEG的分子量在约
1kDa和220kDa之间。
7.根据权利要求3所述的稳定的胶束，其中所述胶束的粒径是从约
10nm至约300nm。
8.根据权利要求1所述的稳定的胶束，还包括一个或多个货物分子，
其中所述一个或多个货物分子被包封在所述疏水性核内、共价或非共价络
合至所述疏水性部分、共价或非共价络合至所述亲水性部分、或其组合。
9.根据权利要求8所述的稳定的胶束，其中所述一个或多个货物分

\t子选自以下组成的组：药物、蛋白、核酸、激素、受体、诊断剂、显像剂、
和其组合。
10.根据权利要求9所述的稳定的胶束，其中所述药物是具有约1至
7的Log P的疏水性药物。
11.根据权利要求9所述的稳定的胶束，其中所述药物是抗氧化剂、
抗炎药、或抗癌药物，且其中与所述药物在不存在所述稳定的胶束时的递
送相比，所述药物通过所述稳定的胶束的递送呈现较低的毒性和增强的效
力。
12.根据权利要求11所述的稳定的胶束，其中所述药物是姜黄素或阿
霉素。
13.根据权利要求9所述的稳定的胶束，其中所述显像剂是尼罗红。
14.根据权利要求9所述的稳定的胶束，其中所述药物是类视黄醇。
15.根据权利要求14所述的稳定的胶束，其中所述类视黄醇选自以
下组成的组：视黄醇、13-顺式-视黄酸、13-反式-视黄酸、视黄醛、维甲酸、
异维甲酸、阿维A酯、阿维A、棕榈酸视黄酯、α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、
γ-胡萝卜素、β-隐黄素、叶黄素、玉米黄质、和其组合，且其中与游离的
类视黄醇相比，在所述疏水性核中的所述类视黄醇的光稳定性和水解稳定
性是增强的。
16.根据权利要求14所述的稳定的胶束，还包括丁化羟基甲苯（BHT）、
酪蛋白、或其组合。
17.一种药物或美容组合物，包括根据权利要求1-15中任一项所述的
稳定的胶束和药学上或美容上可接受的稀释剂、赋形剂、或载体，其中所
述药物或美容组合物是非免疫原性的。
18.根据权利要求17所述的药物或美容组合物，其中所述药物或美
容组合物是以分散体、片剂、胶囊、注射制剂、气雾剂制剂、凝胶、软膏、
乳膏、洗剂、或洗发剂的形式。
19.一种制备稳定的胶束的方法，包括：
将谷醇溶蛋白和单烷基取代的聚乙二醇（mPEG）溶解在水醇溶剂中
以形成第一混合物；
加热所述第一混合物以形成共价缀合的PEG化的谷醇溶蛋白且任选
地猝灭水醇悬浮液中所述PEG的过量的反应基团；

【专利技术属性】
技术研发人员：奥玛赞努·P·佩鲁马尔，萨思诗·伯达拉莱，朗吉斯·库马尔·阿夫里内尼，
申请(专利权)人：南达科他州立大学，
类型：发明
国别省市：美国;US