蛋白质的口服释放方法技术

描述了对脊椎动物口服给药的生物活性组分的组合物和方法。该方法包括将组合物口服给药施予脊椎动物的步骤，所述组合物包括可膨胀水凝胶基质和包含在水凝胶基质中的生物活性组分。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及包括可膨胀水凝胶基质和包含在基质中蛋白质的组合物，和该组合物在将生物活性化合物以活性形式经口腔释放到脊椎动物肠中的应用。
技术介绍
在开发蛋白质类化合物(如胰岛素)的口服释放系统的过程中存在两个主要问题。第一个问题是许多蛋白质在胃肠(GI)系统，主要是胃中被消化酶灭活。这个问题可以通过设计一种载体而被克服，所述载体在释放药物进入GI道更适宜区域，特别是肠道低部区域之前保护蛋白质免受胃苛刻环境的破坏。此外，可应用蛋白酶抑制剂以阻滞存在于GI系统中能够分解口服蛋白质的酶的活性。另一问题是将完整的大肽穿过肠道基膜进入血流的缓慢转运。研究者已经尝试借助于吸收增强剂来绕过障碍，所述吸收增强剂可帮助巨分子穿过屏障转运。然而，目前缺乏有效的可利用释放载体。因此，期望有效的和相对低造价制备的口服释放系统。专利技术概述本专利技术涉及包括水凝胶基质载体和生物活性化合物的组合物，以及组合物将化合物以活性形式释入肠道的应用。一种优选的水凝胶基质包括聚(甲基丙烯酸-g-乙二醇)交联二甲基丙烯酸四甘酯共聚物网，即“P(MAA-g-EG)水凝胶”，由于酸性侧基的存在和嫁接链上的醚基团与质子侧基之间互聚络合物的形成，水凝胶显示出pH依赖性膨胀性质。在酸性介质，由于形成互聚络合物，该系统相对不膨胀。在碱性溶液，侧基电离和络合物分离。这些水凝胶的pH依赖性膨胀加之它们的生物粘附特性使得这些水凝胶成为口服释放蛋白质的理想载体。附图简述附图说明图1 P(MAA-g-EG)水凝胶中的可逆络合作用。C代表裹入的生物活性化合物。图2 在37℃时，平衡聚合物体积分率作为样品pH值的函数，所述样品含有MW1000的PEG嫁接物和1∶1摩尔比的MAA∶EG。图3 37℃时，平衡筛孔尺寸作为样品pH值的函数，所述样品含有MW1000的PEG嫁接物和1∶1摩尔比的MAA∶EG。图4 37℃时丙羟茶碱于pH3.2(·)和7.4(●)和维生素B12于pH3.2( )和7.4(◎)的缓冲盐溶液中的控制释放。图5a 37℃时茶硷自P(MAA-g-EG)水凝胶体外搏动性释放。图5b 37℃时万古霉素自P(MAA-g-EG)水凝胶体外搏动性释放。图5c 37℃时胰岛素自P(MAA-g-EG)水凝胶体外搏动性释放。图6 含比值1∶1 MAA/EG和分子量为1000PEG嫁接链的P(MAA-g-EG)水凝胶在pH值3.2和7.4时与牛下颌腺粘蛋白接触时的粘附行为。图7 大鼠口服25U/kg(O)和50U/kg(·)负载于P(MAA-g-EG)水凝胶中的胰岛素和50U/kg胰岛素溶液(●)(N＝5)后的血糖浓度。图8 大鼠口服负载于的P(MAA-g-EG)水凝胶中的胰岛素(25U/kg)在含抑肽酶(O)和不含抑肽酶(·)时及50U/kg胰岛素溶液(●)(N＝5)后的血糖浓度。图9 健康(·)和糖尿病(O)雄性Wistar大鼠口服P(MAA-g-EG)明胶胶囊微球(胰岛素剂量为25IU/kg体重)后的血糖反应。图10 糖尿病雄性大鼠口服P(MAA-g-EG)Eudragit胶囊微球(25IU/kg体重)后的血糖反应。图11 健康犬(25kg)口服P(MAA-g-EG)明胶胶囊微球(胰岛素剂量为10IU/kg体重)后的血糖反应。图12 糖尿病犬(25kg)口服P(MAA-g-EG)明胶胶囊微球(胰岛素剂量为10IU/kg体重)后的血糖反应。专利技术详述本专利技术涉及通过口服给药向脊椎动物释放生物活性蛋白质和药物的组合物。这里使用的术语活性化合物指对生命细胞有效的任何化合物，例如可诱导细胞内生化作用的化合物。根据一个实施例，口服给予的组合物包括可膨胀水凝胶基质，和包含在可膨胀水凝胶基质中的不稳定蛋白质。这里所用的不稳定蛋白质包括暴露于低pH或暴露于恒温动物消化道中的酶之后生物活性被破坏或变小的任何蛋白质。水凝胶是本领域普通技术人员众所周知的水可膨胀性、交-联的聚合物基质。参见例如，Dresback于1980年9月2日提交的美国专利4,220,152，在此特意地在将其公开引入参考。已发现水凝胶是向脊椎动物口服释放蛋白质的有效释放载体。可利用水凝胶的可膨胀特性，当组合物通过消化道时首先保护水凝胶内容物免受胃恶劣环境的影响，然后将水凝胶内容物释入GI道更适宜区域，特别是肠道较低区域。已经发现本专利技术组合物在通过胃时基本不膨胀并定位于小肠，在小肠部位水凝胶膨胀并伴随着其内容物的释放。水凝胶可充满或负载各种生物活性化合物，包括但不限于药物、生长激素、疫苗成分、维生素、类固醇和肽，并可作为此类生物活性化合物的口服释放载体。随着水凝胶在动物消化系统中变成水合物，负载于水凝胶中的化合物以控制方式释放。在一实施例中，本专利技术水凝胶基质是由聚甲基丙烯酸构成的粒状形式，该聚甲基丙烯酸聚合物嫁接了一个离子性长链聚合物如聚乙二醇(PEG)。水凝胶颗粒优选在存在交联剂的条件下通过甲基丙烯酸聚合反应而合成。交联剂可选自本领域人员已知的各种生物适合性交联剂包括二甲基丙烯酸四甘酯、二甲基丙烯酸乙烯酯、二甲基丙烯酸二乙烯酯、二甲基丙烯酸三乙烯酯、二甲基丙烯酸四乙烯酯、二甲基丙烯酸五乙烯酯、相应的二丙烯酸酯，或星形聚合物包括甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯或亚甲基双丙烯酰胺基团。聚合反应由本领域技术人员已知的自由基引发剂如热引发剂包括有机过氧化物或UV自由基引发剂来引发。在一实施例中，水凝胶基质包括与生物适合性交联剂交联的甲基丙烯酸和聚(二醇)单甲基丙烯酸酯(或单丙烯酸酯)的共聚物。本专利技术使用的“聚(二醇)单甲基丙烯酸酯”包括聚(乙二醇)单甲基丙烯酸酯、聚(丙二醇)单甲基丙烯酸酯和聚(乙烯/丙二醇)单甲基丙烯酸酯，其中聚(乙烯/丙烯乙二醇)单甲基丙烯酸酯是由羟基功能性甲基丙烯酸酯引发氧化乙烯和氧化丙烯混合物聚合形成的聚合物。结果聚(二醇)侧基分子量为约200～约4000，更典型的是约200～约2000，在一实施例中为约200～约1200。甲基丙烯酸和聚(二醇)单甲基丙烯酸酯(或单丙烯酸酯)单体比值为约4∶1～约1∶4。在一优选实施例中，水凝胶基质包括甲基丙烯酸和聚(二醇)单甲基丙烯酸酯与二甲基丙烯酸四甘酯交联的聚合物，“P(MAA-g-EG)水凝胶”。为制备所述聚合物，分子量约为200～约2000，更典型地是约200～约1200的聚(乙二醇)单甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸和二甲基丙烯酸四甘酯进行共聚。甲基丙烯酸和聚(乙二醇)单甲基丙烯酸酯单体分子比约为4∶1～约1∶4。在另一实施例中，甲基丙烯酸和聚(乙二醇)单甲基丙烯酸酯单体分子比约为1∶1。交联剂加入量约0.25～约10.00摩尔％，更优选约0.25～约1.00摩尔％，在一实施例中约为0.75摩尔％。水凝胶可以按照本领域技术人员已知的标准技术负载所需的化合物。在一实施例中，P(MAA-g-EG)水凝胶形成大小范围为直径约50μm～约500μm，更优选直径约100-200μm的微粒。根据一实施例，通过形成聚合基质并研磨基质以形成所需平均颗粒大小的水凝胶颗粒从而制得水凝胶微粒。水凝胶微粒可负载所需化合物并使用本领域技术人员已知的标准技术包装为标准片剂或胶囊剂。在一实施例中，水凝胶颗粒包入明胶胶囊。根据一实施例，通过平衡分配使水凝胶负载生物活性化合物。尤其是，水凝胶在pH＞5.8并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种口服给药的药学组合物，所述组合物包括可膨胀水凝胶基质和包含在此基质中的不稳定蛋白质，所述水凝胶基质包括甲基丙烯酸和聚（二醇）单甲基丙烯酸酯的交联共聚物。

【技术特征摘要】
US 1997-4-2 60/042280;US 1997-10-8 60/0613671.一种口服给药的药学组合物，所述组合物包括可膨胀水凝胶基质和包含在此基质中的不稳定蛋白质，所述水凝胶基质包括甲基丙烯酸和聚(二醇)单甲基丙烯酸酯的交联共聚物。2.权利要求1所述组合物，其中聚(二醇)单甲基丙烯酸酯是聚(乙二醇)单甲基丙烯酸酯。3.权利要求1所述组合物，其中水凝胶基质是与二甲基丙烯酸四甘酯交联。4.权利要求2所述组合物，其中甲基丙烯酸和聚(乙二醇)单甲基丙烯酸酯的分子比是约1∶1。5.权利要求4所述组合物，其中蛋白质分子量为约1,000～约20,000。6.权利要求4所述组合物，其中蛋白质是胰岛素。7.权利要求4所述组合物，其中聚(乙二醇)单甲基丙烯酸酯的分子量为约200～约4000。8.权利要求4所述组合物，其中水凝胶是颗粒形...

【专利技术属性】
技术研发人员：NA佩帕斯，AM洛曼，T纳盖，M莫里施塔，
申请(专利权)人：普渡研究基金会，
类型：发明
国别省市：US[美国]