不透射線聚合物的制作方法
【專利說明】不透射線聚合物
[0001] 本發(fā)明設及可成像、不透射線聚合物和用于制造不透射線聚合物的方法。本發(fā)明 尤其適用于制造不透射線水凝膠且具體說來不透射線水凝膠微球，其可在栓塞程序期間成 像。所述微球可負載有藥物或其它治療劑W提供可成像藥物遞送系統(tǒng)。
[0002] 射線不透性或放射密度是指阻塞電磁福射、尤其X射線的通道或使所述通道漸狹 的特性。不透射線材料因此一般阻斷福射且在X射線放射照片中或在X射線成像期間且在巧 光檢查下可見。不透射線材料因而在如計算機斷層掃描(CT)和巧光檢查的放射學和醫(yī)學成 像技術中發(fā)現(xiàn)多種用途。
[0003] 血管栓塞為腫瘤、纖維瘤和血管崎形的治療中的重要醫(yī)學程序，其中栓子引入或 形成于血管中W減慢血流或在血流的頂上且誘導腫瘤和崎形的萎縮。多種栓子材料在臨床 使用中需要輸導管遞送至栓塞位點。此舉可用如聚（乙締醇KPVA)泡沫粒子(例如Ivalon?) 的小粒子實現(xiàn)。然而，懸浮于載液中的非球形粒子具有聚集的傾向，從而使注射困難且不切 實際。
[0004] 微球(本文中還稱作"珠粒"）作為可注射生物材料的用途在過去數(shù)十年來變得更 普遍。對注射粒子的形狀和尺寸的嚴格控制使其理想地適合于其中粒子大小具有關鍵重要 性的治療。微球在注射程序期間具有受控形狀和大小且行為可完全預測。關于臨床使用，微 球需要具有多種特征。微球應為生物相容性、安全、穩(wěn)定的，在患者內(nèi)部展示所需功能性，且 應證明所需且可預測的降解動力學，即其應為非生物可降解的，或如果為生物可降解的，那 么其應優(yōu)選地W可預測模式降解。所有運些參數(shù)均通過合成微球的物理化學性質確定。
[0005] 栓塞程序的成像是重要的，因為其在所述程序期間和之后向臨床醫(yī)師提供視覺反 饋。W運種方式，臨床醫(yī)師可監(jiān)測栓子材料的精確位置且確保其施用于且保留于血管中的 正確位置中，因此改進程序結果且降低程序風險。然而，目前僅在使用固有不透射線栓子材 料時或通過混合非不透射線栓子粒子與不透射線材料才可能成像。
[0006] 例如，艦化聚乙締醇（I-PVA)為在水性條件中沉淀的呈粘性液體形式的不透射線 栓子材料，所述水性條件如體內(nèi)遭遇的那些。然而，使用沉淀液體的栓塞就控制形成栓子的 精確位置來說是不一致的，且始終有在祀?yún)^(qū)域外部的非所需位置中出現(xiàn)沉淀的風險。
[0007] 造影劑為固有不透射線的。常見造影劑包括乙艦油，如El由iodol? (Guerbet Joint Stock Company ,France ; W商標名LipiodkxP在抓銷售）。化hiodol為由艦化磐粟巧油（W 重量計40%艦)構成的艦化油性X射線造影劑。Ethiodor?可直接用作栓塞劑。由于其粘性 性質，乙艦油傾向于在毛細血管床中聚集且減慢血流。因此已經(jīng)將其描述為"微栓子"。然 而，該用途由抑A禁用且無論如何，其無法提供可再現(xiàn)水平的栓塞。結果，使用乙艦油的栓塞 通常后接使用粒子或微球的常規(guī)栓塞W獲得所需程度的順行血流。
[000引其它造影劑包括各種離子和非離子造影劑。如I,掛vue? ( iopamidol ,Bracco Dia即ostics Inc.)和0mnipaque?(i0hexol ,GE Healthcare)的可溶性造影劑通常用于血 管造影術W證明血管解剖學且監(jiān)測血流。當可溶性造影劑與栓子粒子混合時，在所述程序 后的一段短持續(xù)時間內(nèi)可見一些"實質對比染色"，但運種成像反饋快速地消散。
[0009] 然而，如Ethiodor和Isovue?的造影劑按慣例與栓子粒子混合W向可注射組合 物賦予射線不透性。盡管所述組合物為適用的，但栓子粒子的水性懸浮液和造影劑的不同 物理特性導致不同體內(nèi)定位。在施用后，造影劑為可見的，而非栓子粒子，且造影劑和栓子 粒子不可停留于組織中的相同位置處。
[0010] 需要組合栓子微球的可預測性和可再現(xiàn)性益處與造影劑的射線不透性。
[0011] EP1810698描述了一種用于形成穩(wěn)定不透射線栓子珠粒(本文中還稱作RO珠?；?RO微球）的方法，其中PVA水凝膠栓子珠粒負載有艦化油W使其為不透射線的。使所述油保 留于珠粒內(nèi)的機制尚不清楚。此外，由于所述油為乙艦脂肪酸的混合物，所W最終產(chǎn)物未嚴 密地定義且運種方法不提供對于造影劑從珠粒洗脫的控制，其也不涵蓋造影劑對藥物的負 載和洗脫的影響。
[0012] W02011/110589描述了通過將艦苯甲酯氯經(jīng)由醋鍵聯(lián)接枝至聚（乙締醇)來合成艦 化聚（乙締醇）。雖然證明運種聚合物為不透射線的，但所述方法產(chǎn)生水不溶性聚合物，所述 聚合物無法接著通過油包水聚合方法形成微球，所述油包水聚合方法通常用于產(chǎn)生具有所 需栓塞特性的水凝膠微球。同一公布提及微球，但不含關于如何獲得運種微球的掲露內(nèi)容。
[0013] Mawad等人（BiomacromoIe州Ies 2008,9,263-268)描述了基于PVA的可降解水凝 膠的化學修飾，其中共價結合的艦被引入聚合物主鏈中W使所述聚合物為不透射線的。艦 通過使PVA上的0.5%側接醇基與4-艦苯甲酯氯反應而引入。所得聚合物為生物可降解的， 經(jīng)由沉淀栓塞且未形成微球。
[0014] 因此，清楚地需要在單一產(chǎn)品中組合栓子珠粒的栓塞效率和可再現(xiàn)性與如乙艦油 的造影劑的射線不透性的不透射線栓子材料。理想的栓子粒子是固有地不透射線且在大小 和物理特性方面穩(wěn)定且可再現(xiàn)的粒子，使得臨床醫(yī)師可執(zhí)行栓塞程序且成像，從而更確定 由栓子粒子產(chǎn)生可見造影。所述不透射線粒子將允許監(jiān)測其注射和沉積于血管位點中，但 還將極其適用于臨床追蹤W監(jiān)測栓塞的效應并且確保栓子保留于所需位置中且鑒定處于 風險中的區(qū)域W用于進一步處理。其中可獲得追蹤成像的時間窗相對于現(xiàn)有方法顯著增 加。
[0015] 射線不透性（削弱X射線的能力）可根據(jù)亨氏等級化Oimsfield scale)定量。亨氏 單位基于體積(體素)量度射線不透性。CT中的典型體素大約為1mm3且因此約IOOum直徑的 個別微球必須具有高射線不透性，W便其或其在容器中的集合(例如)將增加所述體素的射 線不透性且因此目測。大于100皿且優(yōu)選地大于500皿的射線不透性將為適當?shù)摹?br>[0016] 除了良好的射線不透性，理想的栓子珠粒還將具有使有效藥物負載和洗脫成為可 能的特性，使得可W有把握監(jiān)測化學栓塞程序。
[0017] 本申請人已經(jīng)確定，通過利用相對簡單化學，有可能修飾聚合物W使其為不透射 線的。包含一個或多個共價連接的不透射線面素(如漠或艦)的低分子量醒通過與所述聚合 物的1，3二醇基反應而偶合于所述聚合物。也有可能與1，2二醇反應。運形成與面代基團共 價偶合的環(huán)狀縮醒(在與1，3二醇反應的情況下為二嗯燒環(huán)）。所述面代基團具有小于2000 道爾頓且典型地小于750道爾頓的分子量。最小值為94道爾頓。
[0018] 所述面代基團可包含芳族或非芳族基團，如芳族或飽和碳環(huán)或雜環(huán)；或脂族基團 且典型地具有1個與18個之間的碳，但優(yōu)選地具有最少2個碳;優(yōu)選地5或6個與10個之間的 碳;且任選地一個或兩個雜原子(選自氧和氮）。優(yōu)選地，其包含一個或多個共價連接的不透 射線面素的芳環(huán)。
[0019] 聚合物主鏈可包含1，2或1，3二醇，所述基團可存在于聚合物主鏈中，作為共聚物 的一部分或作為側鏈，或如果聚合物發(fā)生交聯(lián)，那么運些基團可存在于所述聚合物的交聯(lián) 部分中。本發(fā)明尤其適合于包含PVA的聚合物，如PVA、PVA共聚物或具有PVA接枝的聚合物。
[0020] 所述化學W可預測且可控制的方式產(chǎn)生聚合物，所述聚合物具有共價連接于所述 聚合物的規(guī)定的不透射線基團。其可對任何含二醇聚合物執(zhí)行且其尤其適合于水凝膠聚合 物和預形成的微球，使得可使非不透射線微球固有地且永久地不透射線，而不會不利地影 響微球的物理特性（即，大小、球形形狀、高含水量、可溶脹性和可壓縮性）。所述不透射線微 球具有類似于或優(yōu)于形成所述微球的非不透射線珠粒的藥物負載能力和洗脫特性。所述微 球的射線不透性為永久的或充分長壽命W允許在臨床追蹤期間進行監(jiān)測。
[0021] 后加工預形成的珠粒的能力提供在制造方面的靈活性程度，因為相同制造過程可 用于不透射線和非不透射線珠粒和大小選擇或篩分可在后加工之前進行，使得僅特定大小 或大小范圍的珠?？芍茷椴煌干渚€的或必要時可在后加工之后進行，使得定大小(sizing) 會考慮到歸因于射線不透過程的珠粒大小的任何變化。
[0022] 因此，在第一方面，本發(fā)明提供包含用不透射線物質縮醒化的1,2-二醇或1,3-二 醇基團的聚合物。用不透射線物質縮醒化會產(chǎn)生通過環(huán)狀縮醒基團（在1，3二醇聚合物的情 況下為二嗯燒)偶合于聚合物的不透射線物質。所述聚合物的射線不透性因此來源于具有 經(jīng)由環(huán)狀縮醒鍵聯(lián)共價并入聚合物中的不透射線材料。
[0023] 如本文所用，"不透射線物質"和"不透射線材料"是指化學實體或通過所述化學實 體修飾的物質，其在X射線放射照片中可見并且其可使用如計算機斷層掃描的常規(guī)技術從 圍繞所述不透射線材料或物質的介質解析。
[0024] 術語微球或珠粒是指微米大小的球形或接近球形栓子材料。術語粒子或微米粒子 是指形狀不規(guī)則并且一般來源于例如使較大單塊破裂的栓子粒子。
[0025] 其中除非另外規(guī)定，否則本文指出"面素"或"面代"艦為優(yōu)選的。
[0026] 對W冊為單位的射線不透性水平的提及是指通過X射線微計算機斷層掃描，并且 優(yōu)選地當使用0.5mm侶制濾板和65kV的源電壓，優(yōu)選地在如本文所述的瓊脂糖體模(實施例 12)中，優(yōu)選地使用本文所述的儀器和條件(實施例12)測量時進行的測量。對在灰度單位方 面的射線不透性的提及也指通過X射線微計算機斷層掃描在運些條件下進行的測量。
[0027] 對"濕珠粒'或"完全水合珠粒'的提及意指在生理鹽水(0.9 %NaCl ImM憐酸鹽緩沖 液pH7.2至7.4，作為填充體積(例如，如在量筒中所定量)中充分水合的珠粒。
[00%]在運方面，所述聚合物可為包含1,2-二醇或1，3二醇基團或其混合物的任一聚合 物。優(yōu)選地，所述聚合物在聚合物主鏈中包含高程度的二醇基，如聚徑基聚合物。所述聚合 物適合地為水凝膠或其它交聯(lián)聚合物網(wǎng)絡。尤其適合的聚合物為包含聚乙締醇(PVA)或PVA 的共聚物的那些?；赑VA的水凝膠為尤其優(yōu)選的，因為其為所屬領域中眾所周知的并且廣 泛地用于栓塞程序。
[0029]本發(fā)明的聚合物或水凝膠由于通過呈環(huán)狀縮醒形式的聚合物共價連接的不透射 線材料而為不透射線的。用于環(huán)狀縮醒的形成的反應為有機化學中眾所周知的并且因此， 任何能夠形成環(huán)狀縮醒的不透射線物質均預計在本發(fā)明的范圍內(nèi)。已知多種材料為不透射 線的，如艦、祕、粗、禮、金、領和鐵。如面素的電子致密元素為尤其適用的。漠、氯、氣和艦可 容易地并入能夠形成環(huán)狀縮醒鍵聯(lián)的有機分子中并且提供高程度的射線不透性。因而，在 一個特定實施方案中，所述不透射線聚合物包含共價連接的面素，優(yōu)選為艦。所述不透射線 面素可共價連接于芳族或飽和碳環(huán)或雜環(huán)W形成通過環(huán)狀縮醒連接于聚合物的不透射線 物質。因此，所述聚合物便利地包含面代基團（下式中的X)，其包含經(jīng)由環(huán)狀縮醒連接于所 述聚合物的共價結合的不透射線面素，如艦。在一個實施方案中，不透射線部分包含面代芳 基，其包含如此連接的共價結合的不透射線面素。
[0030]用不透射線物質縮醒化會產(chǎn)生通過如下文說明的環(huán)狀縮醒基團偶合于聚合物的 不透射線物質。所述不透射線聚合物具有或包含根據(jù)通式K在PVA中，J為-CH2-)或IK其說 明具有1，2或1，3二醇的其它聚合物)的結構:對所述聚合物中縮醒化的所述基團的數(shù)目（n) 的控制會控制所存在的艦的量并且因此控制射線不透性。每gm材料中二醇的數(shù)目討論如 下。
[0032] 其中X為由一個或多個面素且優(yōu)選地一個或多個漠或艦部分取代的基團并且n至 少為1
[0033] J為基團-C出-或為鍵。
[0034] X優(yōu)選地為下式的基團
[0035] ZQ III
[0036] 其中Z為連接基團或不存在，使得Q直接鍵結于環(huán)狀縮醒；
[0037] Z為