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ES2395732T3 - Composición polimérica multi-bloque biodegradable susceptible de transición sol-gel - Google Patents

Composición polimérica multi-bloque biodegradable susceptible de transición sol-gel Download PDF

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ES2395732T3
ES2395732T3 ES05771162T ES05771162T ES2395732T3 ES 2395732 T3 ES2395732 T3 ES 2395732T3 ES 05771162 T ES05771162 T ES 05771162T ES 05771162 T ES05771162 T ES 05771162T ES 2395732 T3 ES2395732 T3 ES 2395732T3
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ES
Spain
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peo
block
acid
chloride
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ES05771162T
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English (en)
Inventor
Min-Hyo Seo
Bong-Oh Kim
Myung-Seob Shim
Sang-Jun Lee
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samyang Corp
Original Assignee
Samyang Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

Un copolímero multi-bloque que comprende al menos dos copolímeros tri-bloque tipo ABA que están conectados covalentemente a través de una unión dicarboxílica biodegradable, en el que A es un bloque de óxido de polietileno, B es un bloque de óxido de polipropileno, un bloque de óxido de polibutileno o una combinación de los mismos, y en el que dicho copolímero multi-bloque tiene un grupo iónico seleccionado del grupo que consiste en sal de metal monovalente y divalente de -SO3-, -PO32-, y -C(>=O)-R-C (>=O)-O- en ambos extremos terminales.

Description

Composicion polimerica multi-bloque biodegradable susceptible de transicion sol-gel.
Referencia cruzada a la solicitud relacionada
Esta solicitud reivindica prioridad para y el beneficio de la Solicitud de Patente de Corea N° 2004-0060757 presentada el 2 de agosto de 2004, que se incorpora por la presente por referencia para todo proposito como se expone en su totalidad en el presente documento.
Antecedentes de la invencion
Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a un copolimero multi-bloque biodegradable que tiene un perfil de liberacion mejorado y al control de la velocidad de liberacion para diversos farmacos. En particular, la presente invencion proporciona un copolimero multi-bloque que comprende copolimeros tri-bloque tipo ABA en los que el bloque A es oxido de polietileno y el bloque B es un bloque de oxido de polipropileno u oxido de polibutileno, y en el que los bloques PEO-PPO (o PBO)-PEO resultantes estan conectados a traves de uniones dicarboxilicas que pueden hidrolizarse en el cuerpo vivo.
Descripcion de la tecnica relacionada
Los hidrogeles tienen propiedades biocompatibles y, por lo tanto, se han usado ampliamente como vehiculos para farmacos. Un agente terapeutico queda atrapado dentro de la matriz de hidrogel reticulado y, tras la liberacion, pasa a traves de los intersticios en la matriz.
Los primeros sistemas de administracion de farmaco usaban geles que tenian propiedades termoplasticas. El sistema termoplastico implicaba la formacion de una disolucion polimerica en disolventes. Antes de la inyeccion en el cuerpo, se anadia un farmaco a la disolucion polimerica. Despues de la inyeccion de la disolucion polimerica se formaba rapidamente un gel por exposicion a los fluidos corporales. Sin embargo, los primeros sistemas de administracion de farmaco tenian problemas en tanto que podian ser toxicos e irritantes para el cuerpo debido a la presencia del disolvente organico.
Recientemente, se ha desarrollado un sistema de administracion de farmaco en gel usando disoluciones acuosas. El sistema usa un copolimero de bloques que esta compuesto de oxido de polietileno y oxido de polipropileno. Los copolimeros de oxido de polietileno y oxido de polipropileno, cuando estan a una concentracion y temperatura suficientes, absorben agua para formar un gel (Patentes de Estados Unidos N° 4.188.373, 4.478.822 y 4.474.751). Un ejemplo de la disolucion polimerica se conoce como poloxamero y esta disponible en el mercado. El poloxamero es un copolimero tri-bloque de PEO-PPO-PEO en el que PEO es un bloque de oxido de polietileno y PPO es un bloque de oxido de polipropileno (PPO). El poloxamero tiene un peso molecular que varia de 9.840 a 14.600 Dalton. Sin embargo, el gel basado en poloxamero no es biodegradable. Para experimentar transicion de fase en condiciones fisiologicas, es necesaria una disolucion polimerica de poloxamero que tenga una concentracion de mas del 18 al 20%. Sin embargo, tal disolucion concentrada tiene una viscosidad muy alta en la fase liquida y, por lo tanto, puede inducir reacciones desfavorables en el cuerpo vivo. Aunque cuando se inyecta en un cuerpo vivo, se transforma rapidamente en un gel, el estado de gel solo puede mantenerse durante unas horas y, por lo tanto, tiene aplicacion limitada como un sistema de administracion de farmaco.
Para resolver estos problemas, Sosnik et al. sintetizaron el compuesto de formula 1, en el que los bloques de poloxamero 407 se conectan mediante una union uretano haciendo reaccionar poloxamero 407 y diisocianato de hexametileno (Winter Symposium & 11th Internacional Symposium on Recent Advances in Drug Delivery Systems, 2003 Controlled Release Society, N° 117)).
Formula quimica 1 [PEO-PPO-PEO-CO-NH-(CH2)6-NCOlp,
en la que p es 4,
Se describe en Sosnik que el compuesto con la formula quimica 1 tiene una viscosidad varias veces mayor que la del poloxamero 407 en el caso de una disolucion acuosa al 17% y un tiempo significativamente mayor para mantener su estado de gel a altas temperaturas. Sin embargo, hay problemas con el polimero en que no es biodegradable y tiene un peso molecular de mas de 50.000 Dalton y, por lo tanto, es dificil su excrecion del cuerpo.
X. Zhao et al. describen una composicion polimerica biodegradable que incluye el poloxamero 407 de formula quimica 2 (30th annual meeting and exhibition of the controlled release society, Glasgow, Escocia, 19-23 de julio de 2003). Durante la preparacion del polimero, se hace reaccionar un poloxamero 407 con carbonato de disuccincimidilo (DSC), de manera que los bloques de poloxamero 407 se conectan mediante a traves de uniones carbonato como se muestra en la Formula Quimica 2.
Formula quimica 2 HO-[PEO-PPO-PEO-C(=O)-Oln-H, en la que el numero promedio de n es 3.
La Solicitud de Patente de Estados Unidos N° 2003/0187148 se refiere a composiciones polimericas An(BCB)An basadas en multi-bloques de poliester/polieter, y describe composiciones en las que los bloques acido poli(hidroxil carboxilico) se introducen en ambos extremos terminales del poloxamero 407 y la cadena de los penta-bloques resultantes se prolonga a traves de un engarce de HDI (diisocianato de hexametileno). Las composiciones presentan propiedades de gelificacion termica inversa inesperadamente excepcionales y, en ciertos casos, viscosidades relativamente bajas a aproximadamente temperatura ambiente y viscosidades extremadamente altas a temperaturas aproximadamente fisiologicas o a la temperatura corporal (es decir, dentro del intervalo de aproximadamente 3240°C). Sin embargo, los polimeros no son biodegradables porque las uniones uretano no son biodegradables.
La Patente de Estados Unidos N° 6.348.558 describe un polimero biodegradable en el que al menos dos oligomeros de oxido de polialquileno estan conectados a traves de engarces de carbonato hidroliticos.
El documento US-A-6083524 muestra macromeros solubles en agua que incluyen, al menos, una union hidrolizable formada a partir de grupos carbonato o dioxanona, al menos un bloque polimerico soluble en agua, y al menos un grupo polimerizable, junto con metodos de preparacion y uso de los mismos. Los macromeros se polimerizan preferiblemente usando iniciadores de radicales libres bajo la influencia de excitacion con luz ultravioleta de longitud de onda larga o con luz visible. La biodegradacion ocurre en las uniones dentro de los oligomeros de extension y da como resultado fragmentos que no son toxicos y se eliminan facilmente del cuerpo. Pueden usarse macromeros, por ejemplo, para encapsular celulas o suministrar agentes profilacticos, terapeuticos o de diagnostico de una manera controlada.
El documento EP-A-1382628 se refiere a copolimeros segmentados/de bloques que son biodegradables, termoplasticos y de fases separadas, que encuentran uso en diversas aplicaciones biomedicas y farmaceuticas. Los copolimeros comprenden bloques o segmentos de un prepolimero (A) blando que tiene una Tg menor de 37°C, y bloques o segmentos de un prepolimero de poliester (B) duro que tiene una temperatura de transicion de fase de 40100°C.
El documento US-A-5364908 se refiere a composiciones de resina cuyas propiedades de dispersabilidad y mecanicas mejoradas se obtienen polimerizando un compuesto (A) polimerizable, in situ en un resina (B) termoplastica fundida, en presencia de un dispersante (C) reactivo o compatible con al menos uno de la resina (B) y el polimerizado de (A).
Sin embargo, los polimeros descritos anteriormente solo tienen grupos hidroxilo en los extremos terminales y la velocidad de liberacion de un farmaco a partir del gel depende solo de la velocidad de difusion, que se determina mediante la viscosidad del gel. Por lo tanto, es imposible controlar la velocidad de liberacion del farmaco.
Por lo tanto, hay una necesidad de una composicion polimerica biodegradable que tenga baja toxicidad y un perfil de liberacion mejorado, y que pueda controlar la velocidad de liberacion de diversos farmacos.
Compendio de la invencion
La presente invencion proporciona un copolimero multi-bloque que comprende al menos dos copolimeros tri-bloque tipo ABA que estan conectados covalentemente a traves de una union dicarboxilica biodegradable, en el que A es un bloque de oxido de polietileno, B es un bloque de oxido de polipropileno, un bloque de oxido de polibutileno o una combinacion de los mismos, y en el que dicho copolimero multi-bloque tiene un grupo ionico seleccionado del grupo que consiste en sal de metal monovalente y divalente de -SO3-, -PO32-, y -C(=O)-R-C(=O)-O- en ambos extremos terminales.
La presente invencion tambien proporciona una composicion farmaceutica que incluye el copolimero multi-bloque de la presente invencion.
La presente invencion tambien proporciona metodos de fabricacion y uso del copolimero multi-bloque de la presente invencion.
La composicion de copolimero multi-bloque de la presente invencion puede mejorar el mantenimiento del gel en una disolucion acuosa aumentando el peso molecular del copolimero a traves de la formacion de multiples bloques de unidades PEO-PPO (o PBO)-PEO. El copolimero multi-bloque puede aplicarse para su uso como un sistema de administracion de farmaco, de liberacion sostenida, para diversos farmacos.
Las caracteristicas y ventajas adicionales de la invencion resultaran evidentes a partir de la descripcion detallada que sigue que, cuando se toma junto con los dibujos adjuntos, ilustran conjuntamente, a modo de ejemplo, las caracteristicas de la invencion.
Breve descripcion de los dibujos
La Figura 1 es un espectro de RMN de 1H de un poloxamero multi-bloque de acuerdo con el Ejemplo 1.
La Figura 2 es un espectro de RMN de 1H de poloxamero disuccinato (Ejemplo 1 Experimental).
La Figura 3 es un espectro de RMN de 1H de poloxamero + (TMS-Cl/piridina) (Ejemplo 1 Experimental).
La Figura 4 es un espectro de RMN de 1H de poloxamero disuccinato + (TMS-Cl/piridina) (Ejemplo 1 Experimental).
La Figura 5 es un espectro de RMN de 1H de un poloxamero multi-bloque + (TMS-Cl/piridina) (Ejemplo 1 Experimental).
La Figura 6 es un grafico que muestra un perfil de transicion de fase sol-gel de un poloxamero multi-bloque (Ejemplo 13).
La Figura 7 es un grafico que muestra el perfil de liberacion de interferon- del hidrogel de la presente invencion (Ejemplos 14 y 15).
La Figura 8 es un grafico que muestra el perfil de liberacion de la hormona del crecimiento humana a partir del hidrogel de la presente invencion (Ejemplo 16).
La Figura 9 es un grafico que muestra el perfil de liberacion de G-CSF a partir del hidrogel de la presente invencion (Ejemplo 17).
La Figura 10 es un grafico que muestra el perfil de liberacion de G-CSF peegilado a partir del hidrogel de la presente invencion (Ejemplo 18).
Descripcion detallada de las realizaciones ilustradas
Antes de describir y desvelar las presentes composiciones polimericas y metodos de uso y fabricacion de las mismas, debe entenderse que esta invencion no esta limitada a las configuraciones, etapas de proceso, y materiales particulares descritos en este documento, puesto que tales configuraciones, etapas de proceso, y materiales pueden variar algo. Debe entenderse tambien que la terminologia empleada en este documento se usa con el fin de describir realizaciones particulares unicamente y no pretende ser limitante, puesto que el alcance de la presente invencion estara limitado unicamente por las reivindicaciones adjuntas y los equivalentes de las mismas.
Debe observarse que, como se usa en esta memoria descriptiva y en las reivindicaciones adjuntas, las formas singulares "un", "una", "el" y "la" incluyen los referentes plurales a menos que el contexto dicte claramente otra cosa. Por lo tanto, por ejemplo, la referencia a un polimero que contiene "un grupo terminal" incluye la referencia a dos o mas de tales grupos, y la referencia a "un farmaco hidrofobo" incluye la referencia a dos o mas de tales farmacos.
Al describir y reivindicar la presente invencion, se usara la siguiente terminologia de acuerdo con las definiciones expuestas mas adelante.
Como se usa en este documento, el termino "agente bioactivo" o "farmaco" o cualquier otro termino similar significa cualquier material o compuesto quimico o biologico adecuado para administracion por metodos conocidos previamente en la materia y/o por los metodos ensenados en la presente invencion y que inducen un efecto biologico o farmacologico deseado. Tales efectos pueden incluir, sin que ello pretenda ser limitante, (1) tener un efecto profilactico sobre el organismo y evitar un efecto biologico indeseado tal como prevenir una infeccion, (2) aliviar un estado provocado por una enfermedad, por ejemplo, aliviar el dolor o inflamacion provocados como resultado de una enfermedad, y/o (3) aliviar, reducir o eliminar completamente una enfermedad del organismo. El efecto puede ser local, tal como proporcionar un efecto anestesico local, o puede ser sistemico.
Como se usa en este documento, el termino "biodegradable" o "biodegradacion" se define como la conversion de materiales en intermedios menos complejos o productos finales por hidrolisis por solubilizacion, o mediante la accion de entidades formadas biologicamente que pueden ser enzimas u otros productos del organismo.
Como se usa en este documento, el termino "biocompatible" significa materiales o los intermedios o productos finales de los materiales formados por hidrolisis por solubilizacion, o mediante la accion de entidades formadas biologicamente que pueden ser enzimas u otros productos del organismo y que no provocan efectos adversos sobre el cuerpo.
Como se usa en este documento, "cantidad eficaz" significa la cantidad de un agente bioactivo que es suficiente para proporcionar el efecto local o sistemico deseado y que se comporta a una proporcion riesgo/beneficio razonable al ser utilizada en cualquier tratamiento medico.
Como se usa en este documento, "administrar" y terminos similares significan suministrar la composicion al individuo que se esta tratando, de manera que la composicion pueda circular sistemicamente. Preferiblemente, las composiciones de la presente invencion se administran por via subcutanea, intramuscular, transdermica, oral, transmucosa, intravenosa, o intra-peritoneal. Los productos inyectables para tal uso pueden prepararse en formas convencionales, como una disolucion o suspension liquida, o en una forma solida que es adecuada para su preparacion como una disolucion o suspension en un liquido antes de la inyeccion, o como una emulsion. Los
excipientes adecuados que pueden usarse para la administracion incluyen, por ejemplo, agua, solucion salina, dextrosa, glicerol, etanol, y similares� y, si se desea, pueden usarse cantidades minoritarias de sustancias auxiliares tales como agentes humectantes o emulsionantes, tampones, y similares. Para administracion oral, puede formularse de diversas formas, tales como disoluciones, comprimidos, capsulas, etc.
Se hara referencia ahora a las realizaciones ejemplares y en, este documento, se usara un lenguaje especifico para describirlas. No obstante, se entendera que con ello no se pretende limitar el alcance de la invencion. Las alteraciones y modificaciones adicionales de las caracteristicas inventivas ilustradas en este documento, y las aplicaciones adicionales de los principios de la invencion como se ilustra en este documento, que se le pueden ocurrir a un experto en la materia pertinente y que tiene posesion de esta divulgacion, deben considerarse dentro del alcance de la invencion.
Un aspecto de la presente invencion proporciona una composicion de copolimero multi-bloque que, cuando se pone en un medio acuoso, forma una disolucion a bajas temperaturas y gelifica a altas temperaturas. Mas particularmente, la presente invencion proporciona un copolimero multi-bloque biodegradable que tiene un perfil de liberacion y control de la velocidad de liberacion de diversos farmacos mejorados. En particular, la presente invencion proporciona un copolimero multi-bloque que comprende al menos dos copolimeros tri-bloque tipo ABA que estan conectados covalentemente a traves de una union dicarboxilica biodegradable, en la que A es un bloque de oxido de polietileno, B es un bloque de oxido de polipropileno, un bloque de oxido de polibutileno o una combinacion de los mismos, y en la que dicho copolimero multi-bloque tiene un grupo ionico seleccionado del grupo que consiste en sal de metal monovalente y divalente de -SO3-, -PO32-, y - C(=O)-R-C(=O)-O- en ambos extremos terminales.
El copolimero multi-bloque de la presente invencion forma un hidrogel cuando alcanza una concentracion suficiente y/o por encima de una temperatura critica y, de esta manera, muestra una transicion de fase sol-gel y es biodegradable. En el copolimero multi-bloque de la presente invencion, los bloques PEO-PPO (o PBO)-PEO estan conectados a traves de uniones dicarboxilicas biodegradables, y tienen un alto peso molecular que proporciona propiedades de mantenimiento de gel mejoradas. Adicionalmente, el extremo terminal ionico proporciona una liberacion sostenida de farmaco a partir del gel.
Una realizacion de la presente invencion es un copolimero multi-bloque que puede representarse mediante la siguiente formula quimica 3�
Formula quimica 3 M-X-O-[PEO-�-PEO-C(=O)-R-C(=O)-Oln-PEO-�-PEO-O-X-M
En la que PEO es un bloque de oxido de polietileno, � es PPO o PBO o combinaciones de PPO y PBO, siendo PPO un bloque de oxido de polipropileno y PBO un bloque de oxido de polibutileno,
X es un grupo anion seleccionado del grupo que consiste en -SO3-, -PO32-, y -C(=O)-R-C(=O)-O-,
n es un numero entero que varia de 1 a 100,
R es -(CH2)m- o un arilo que tiene Cm�,
donde m es un numero entero que varia de 0 a 20, m� es un numero entero que varia de 6 a 12, y
M es H o un grupo cation.
Preferiblemente, M es un cation seleccionado del grupo que consiste en Li, Na, �, Ag, Au, Ca, Mg, Zn, Fe, Cu, Co, y Ni.
El bloque de oxido de polietileno en el copolimero multi-bloque consiste en unidades oxido de etileno que tienen un numero de unidades que varia de aproximadamente 2 a 2000, preferiblemente de aproximadamente 5 a 500, mas preferiblemente de aproximadamente 80 a 120. En la formula 3 anterior, el numero de unidades de cada oxido de etileno de los dos bloques de PEO puede ser igual o diferente. El numero de unidades de oxidos de propileno u oxidos de butileno en los bloques de oxido de polipropileno u oxido de polibutileno esta dentro del intervalo de 2 a 2000, preferiblemente de aproximadamente 20 a 500, y mas preferiblemente es de aproximadamente 30 a 250.
El copolimero multi-bloque de la presente invencion tiene un peso molecular promedio ponderal que varia de 40.000 Dalton a 1.000.000 Dalton, preferiblemente de 40.000 Dalton a 500.000 Dalton, y mas preferiblemente es de 80.000 Dalton a 130.000 Dalton.
La proporcion de unidades de oxido de etileno a unidades de oxido de propileno u oxido de butileno en un bloque PEO-PPO (o PBO)-PEO puede ajustarse para variar las propiedades del polimero. Por ejemplo, cuando se requiere que el copolimero multi-bloque mantenga su solubilidad en agua, la proporcion de unidades entre PEO y PPO o PBO en el copolimero multi-bloque varia de aproximadamente 0,2�1 a aproximadamente 40�1, preferiblemente de 1�1 a 7,5�1, y mas preferiblemente de 1�1 a 5�1. El bloque de PEO se incluye en una cantidad del 10 al 85% en peso, preferiblemente del 40% al 85% en peso de las unidades PEO-PPO (o PBO)-PEO.
El termino copolimero "multi-bloque" en la presente invencion se refiere a un copolimero en el que un bloque de oxido de polietileno esta unido a un bloque de oxido de polipropileno u oxido de polibutileno que, a su vez, esta unido a un bloque de oxido de polietileno y los bloques de PEO-PPO (o PBO)-PEO resultantes estan conectados a traves de uniones dicarboxilicas biodegradables.
El termino "union dicarboxilica" en la presente invencion se refiere a una union ester formada por la reaccion de un compuesto de alquilo o arilo que tiene dos grupos carboxilicos en una molecula, tales como acido oxalico, acido malonico, acido succinico, acido adipico y similares con un grupo OH terminal de un bloque de PEO-PPO o PBO-PEO. La union dicarboxilica puede proporcionarse mediante un acido alquil dicarboxilico seleccionado del grupo que consiste en acido oxalico, acido malonico, acido malico, acido succinico, acido glutarico, acido adipico, acido pimelico, acido sebacoilico, acido suberico, y acido dodecanoico. La union dicarboxilica puede proporcionarse tambien mediante un acido dicarboxilico insaturado tal como acido fumarico o acido maleico, o mediante un acido aril dicarboxilico tal como acido ftalico, y acido tereftalico.
Como se ha indicado previamente, la union dicarboxilica puede estar unida mediante ester al grupo hidroxilo que esta presente en ambos extremos terminales de los bloques de PEO-PPO (o PBO)-PEO. La union ester puede degradarse en un acido carboxilico y las unidades PEO-PPO (o PBO)-PEO por hidrolisis o enzimaticamente en un cuerpo vivo.
Ambos extremos terminales del copolimero multi-bloque de la presente invencion son grupos anionicos seleccionados de -SO3-, -PO32-y -C(=O)-R-C(=O)-O-. Una sal correspondiente al grupo anionico se forma con un cation de metal monovalente tal como Li, Na, �, Ag, o Au o un cation de metal divalente tal como Ca, Mg, Zn, Fe, Cu, Co o Ni.
En particular, el uno o mas copolimeros multi-bloque de la presente invencion que tienen grupos anionicos en ambos extremos terminales pueden formar un gel mas estable con un metal cationico divalente porque el copolimero multibloque anterior y el metal forman un complejo y, de esta manera, puede ser util como un vehiculo para la liberacion sostenida de farmaco. Cuando el copolimero multi-bloque de la presente invencion, que tiene un grupo anionico, se mezcla con un farmaco cationico en una disolucion acuosa, forma una sal ionica. La sal ionica reduce la velocidad de liberacion inicial del farmaco a partir del gel de copolimero multi-bloque y, de esta manera, mejora la liberacion sostenida de farmaco. Cuando se anade una sal de metal cationico divalente, tal como cloruro de calcio, cloruro de cinc, o cloruro de magnesio, a una disolucion mixta del copolimero multi-bloque de la presente invencion que tiene grupos anionicos en sus extremos terminales y un farmaco que tiene un grupo anionico, el cation de metal divalente forma un complejo con el farmaco y el copolimero multi-bloque, lo que permite la liberacion sostenida de farmacos a partir del gel. Por lo tanto, el copolimero multi-bloque de la presente invencion puede aplicarse como un sistema de administracion de farmaco no ionico y ionico para liberacion controlada de farmaco.
La composicion de copolimero multi-bloque de la presente invencion puede prepararse usando bloques de PEO-PPO (o PBO)-PEO, que estan disponibles en el mercado y se denominan poloxameros. Un poloxamero es un copolimero de bloques en el que un bloque hidrofilo de oxido de polietileno (PEO) y un bloque hidrofobo de oxido de polipropileno (PPO) estan unidos en forma de un tri-bloque PEO-PPO-PEO mediante un enlace eter, y que tiene un peso molecular promedio ponderal de 1.000 Dalton a 20.000 Dalton y tiene un grupo hidroxilo terminal. En la presente invencion, pueden usarse poloxamero 188 (Pluronic� F-68), y poloxamero 407 (Pluronic� F-127). El copolimero multi-bloque de la presente invencion se prepara usando un poloxamero purificado o no purificado. El poloxamero purificado es mas preferible para su uso en la preparacion de copolimeros multi-bloque de gran peso molecular de la presente invencion. La purificacion del poloxamero se realiza mediante uno de los siguientes procesos� se disuelve en cloruro de metileno y se hace precipitar en hexano, o se separa en un disolvente de npropanol/H2O por separacion de las capas, como se describe en la Patente de Estados Unidos N° 5.800.711, que se incorpora en este documento por referencia.
La presente invencion tambien proporciona un metodo para preparar una composicion polimerica multi-bloque en la que un copolimero tribloque de bloques de oxido de polipropileno u oxido de polibutileno se situa entre dos bloques de oxido de polietileno, estando conectados dichos copolimeros tribloque por uniones dicarboxilicas biodegradables.
La presente invencion proporciona un metodo para preparar un polimero multi-bloque, que incluye extremos terminales carboxilicos, que incluye los siguientes procesos�
1) preparar una disolucion de reaccion que contiene una cantidad predeterminada de PEO-�-PEO, anadir lentamente de 0,5 a 1,0 equivalentes de dihaluro de acido dicarboxilico basado en 1 equivalente de los grupos hidroxilo de extremo terminal del PEO-�-PEO a la disolucion de reaccion y permitir que la reaccion transcurra durante un numero de horas predeterminado�
2) anadir mas de 1 equivalente de dihaluro de acido dicarboxilico adicional basado en un equivalente de grupos hidroxilo del extremo terminal de PEO-�-PEO a la disolucion de reaccion para que reaccione hasta que se completa la reaccion�
3) hacer precipitar el copolimero multi-bloque producido en un disolvente de eter o hexano y despues disolver el precipitado en alcohol� y
4) anadir lentamente eter o hexano, de manera que una proporcion en volumen de alcohol/eter o hexano es 1/1 a 1/20, para hacer precipitar el copolimero multi-bloque.
La presente invencion tambien proporciona un metodo para preparar un copolimero multi-bloque que tiene sales de carboxilato metalico en ambos extremos terminales del copolimero multi-bloque, que comprende�
1) disolver un polimero que tiene grupos carboxilicos en ambos extremos terminales en un disolvente que puede mezclarse con agua, tal como acetona, acetonitrilo, o dioxano, y
2) neutralizar la disolucion multi-bloque con carbonato sodico, bicarbonato sodico, cloruro de calcio, cloruro de cinc, cloruro de magnesio, cloruro de hierro, cloruro de cobre, nitrato de plata, cloruro potasico, o cloruro de litio seguido de dialisis.
Como alternativa, un copolimero multi-bloque que tiene sales de carboxilato metalico, excepto la sal carboxilato sodico, en ambos extremos terminales del copolimero multi-bloque puede prepararse como en el siguiente metodo, que comprende�
tratar un polimero que tiene carboxilato sodico en ambos extremos terminales con una disolucion acuosa que contiene cloruro de calcio, cloruro de cinc, cloruro de magnesio, cloruro de hierro, cloruro de cobre, nitrato de plata, cloruro potasico, o cloruro de litio.
La presente invencion tambien proporciona un metodo para preparar un copolimero multi-bloque que tiene un acido sulfurico, acido fosforico, o una sal metalica de los mismos en su extremo terminal del polimero, que comprende�
La presente invencion proporciona un metodo para preparar un polimero multi-bloque que incluye extremos terminales hidroxilo que comprende�
1) preparar una disolucion de reaccion que contiene una cantidad predeterminada de PEO-�-PEO, anadir lentamente de 0,5 a 1,0 equivalentes de dihaluro de acido dicarboxilico basado en 1 equivalente de grupos hidroxilo de extremo terminal del PEO-�-PEO a la disolucion de reaccion y permitir que la reaccion transcurra durante un numero de horas predeterminado�
2) anadir 0,1 equivalentes adicionales de PEO-�-PEO a la disolucion de reaccion anterior para que reaccionen hasta que se complete la reaccion�
3) hacer precipitar el copolimero multi-bloque producido en un disolvente de eter o hexano y despues disolver el precipitado en alcohol�
4) anadir lentamente eter o hexano, de manera que la proporcion en volumen de alcohol/eter o hexano sea de 1/1 a 1/20, para hacer precipitar el copolimero multi-bloque�
5) disolver el polimero multi-bloque obtenido mediante la etapa 4) en un disolvente y hacerlo reaccionar con un complejo de trioxido de sulfato y piridina (C5H5NSO3) u oxicloruro de fosforo (POCl3)� y
2) neutralizar opcionalmente la mezcla de reaccion con carbonato sodico, bicarbonato sodico, cloruro de calcio, cloruro de cinc, cloruro de magnesio, cloruro de hierro, cloruro de cobre, nitrato de plata, cloruro potasico, o cloruro de litio para preparar un copolimero multi-bloque que tiene una sal metalica en su extremo terminal del polimero.
En el caso en el que los extremos terminales del polimero multi-bloque son otro grupo anion, este puede prepararse usando un metodo convencional bien conocido.
En las reacciones anteriores, el dihaluro de acido dicarboxilico puede hacerse reaccionar directamente como un engarce dicarboxilico. Tambien, cuando el propio acido dicarboxilico es un material de partida, el acido dicarboxilico puede activarse con haluro de oxalilo para convertirlo en un dihaluro de acido dicarboxilico que puede usarse despues. La reaccion puede realizarse con disolvente o sin disolvente. Los disolventes de reaccion utilizables incluyen diclorometano, cloroformo, tetrahidrofurano, acetonitrilo, acetona, tolueno, dioxano y similares.
La velocidad de la reaccion de polimerizacion y el grado de polimerizacion, que determinan el peso molecular promedio del polimero, pueden controlarse ajustando la temperatura de reaccion y el tiempo de reaccion. La temperatura de reaccion puede cambiarse dependiendo del punto de ebullicion de los disolventes de reaccion, aunque preferiblemente varia de 60 a 120°C. El tiempo de reaccion preferiblemente varia de aproximadamente 12 horas a 72 horas.
Para aumentar la velocidad de reaccion, puede usarse un catalizador tal como octoato de estano, cloruro de cinc y similares, o puede usarse una amina tal como piridina, dimetilaminopiridina, imidazol, trietilamina y similares en una cantidad dos veces el numero de equivalentes basado en un equivalente del acido dicarboxilico. Sin embargo, para obtener una alta pureza del polimero, es preferible que no se use un catalizador o una amina.
El polimero polimerizado puede purificarse por metodos bien conocidos y, preferiblemente, haciendolo precipitar en un disolvente en el que el material de reaccion se disuelve mientras que un polimero polimerizado no se disuelve.
Un metodo para preparar el copolimero multi-bloque de la presente invencion se ejemplifica como sigue.
En primer lugar, un dicloruro de acido dicarboxilico, que se diluye en un disolvente de reaccion en la cantidad de 0,5 a 1,0 equivalentes basado en un equivalente del grupo hidroxilo del extremo terminal del poloxamero, se anade lentamente a un recipiente de reaccion que contiene un poloxamero durante mas de 6 horas. La reaccion se realiza durante mas de 12 horas. La temperatura de reaccion puede cambiarse dependiendo de la clase de disolvente usado. En el caso de realizar la reaccion sin un disolvente, es preferible que se realice a una temperatura que varia de 40 a 120°C y en 24 horas.
Despues de la reaccion, se anaden de nuevo 0,1 equivalentes de poloxamero disueltos en un disolvente de reaccion a la disolucion de reaccion, y despues se hacen reaccionar durante mas de 2 horas y despues se hacen precipitar en un disolvente de eter para obtener un polimero multi-bloque que tiene extremos terminales hidroxi. El precipitado obtenido se disuelve en metanol, y despues se anade lentamente eter dietilico de manera que la proporcion en volumen mixta de metanol/eter puede variar de 1/1 a 1/20, y preferiblemente de 1/5 a 1/10, para hacer precipitar el polimero de nuevo y purificarlo. El precipitado se disuelve en una disolucion acuosa de acetona, despues se trata con una resina de intercambio de aniones, recuperando un polimero que tiene extremos terminales carboxilo, que despues se dializa usando un tubo de dialisis con un corte de peso molecular de 40.000 Dalton. El dializado se liofiliza despues obteniendose un poloxamero multi-bloque que tiene extremos terminales hidroxilo.
Un copolimero multi-bloque que tiene un extremo terminal carboxilico se obtiene como sigue� un exceso de mas de 1 equivalente de dicloruro de acido dicarboxilico, basado en el numero de equivalentes del grupo hidroxilo del extremo terminal del poloxamero, se anade despues de la reaccion de polimerizacion, que despues se hace reaccionar durante mas de 2 horas y despues se anade eter para hacer precipitar un polimero. El precipitado obtenido se disuelve en metanol, y despues se anade lentamente eter, de manera que la proporcion en volumen mixta de metanol/eter varia de 1/1 a 1/20, preferiblemente de 1/5 a 1/10, para hacer precipitar el polimero de nuevo, y purificarlo. Se obtiene asi un poloxamero multi-bloque que tiene extremos terminales carboxilicos. El copolimero se disuelve en una disolucion acuosa de acetona y se neutraliza con carbonato sodico o bicarbonato sodico para obtener un copolimero en el que las sales carboxilato sodico estan presentes en ambos extremos terminales del poloxamero multi-bloque.
El copolimero multi-bloque que tiene sales carboxilato sodico presentes en ambos extremos terminales se mezcla con un exceso de una disolucion acuosa de cloruro de calcio, cloruro de magnesio, cloruro de cinc, cloruro de hierro, cloruro de cobre, nitrato de plata, cloruro potasico, o cloruro de litio y similares, y despues se dializa para preparar un copoloxamero multi-bloque que tiene una sal de metal monovalente o divalente en su extremo terminal.
Para obtener un copolimero multi-bloque que tenga un grupo sulfato o un grupo fosfato en su extremo terminal, se disuelve un copoloxamero multi-bloque que tenga ambos extremos terminales hidroxilo en dimetilformamida, despues se hace reaccionar con un complejo de trioxido de sulfato y piridina (C5H5NSO3) u oxicloruro de fosforo (POCl3) a 60°C durante 10 horas, el producto obtenido se diluye despues con agua destilada y se dializa. Posteriormente, se anade una disolucion acuosa de sal metalica tal como bicarbonato sodico para neutralizar la disolucion anterior, seguido de liofilizacion.
Ambos extremos terminales del copolimero multi-bloque sintetizado de la presente invencion pueden identificarse usando resonancia magnetica nuclear (RMN). El copolimero multi-bloque sintetizado se hace reaccionar con cloruro de trimetilsililo (TMS-Cl) en presencia de trietilamina y despues su espectro se mide usando resonancia magnetica nuclear. Cuando su grupo terminal es un grupo terminal carboxilo, el pico de la senal se muestra a 0,3 ppm. Usando estos resultados, puede determinarse el grupo terminal del copolimero multi-bloque sintetizado.
El copolimero multi-bloque de la presente invencion forma un hidrogel cuando se pone en un medio acuoso a una concentracion suficiente y por encima de una temperatura critica. El termino "transicion de fase sol-gel" en la presente invencion significa que esta presente como un liquido que puede fluir por debajo de una temperatura critica y se convierte en un gel por encima de una temperatura critica, y si la temperatura se baja por debajo de un punto critico, cambia de modo reversible a un liquido que puede fluir. La temperatura de gelificacion depende del tipo y peso molecular del polimero, la concentracion de la disolucion acuosa de copolimero, la ausencia o presencia de una sal, la concentracion de protones y similares. La temperatura critica varia de 5 a 37°C. El copolimero multibloque de la presente invencion puede disolverse en agua a una concentracion del 2 al 40% en peso y su temperatura de gelificacion varia de 10 a 50°C.
El copolimero multi-bloque de la presente invencion puede formar un gel a una concentracion relativamente baja del 10% en comparacion con un poloxamero y, por lo tanto, tiene una menor toxicidad en el cuerpo vivo. Tambien tiene una mayor temperatura de gelificacion que un poloxamero y, por lo tanto, se inyecta facilmente. El copolimero multibloque de la presente invencion tambien aumenta de peso molecular al anadirle multi-bloques con unidades PEO-PPO (o PBO)-PEO y, por lo tanto, un copolimero multi-bloque con un alto peso molecular puede mantenerse como un gel en un cuerpo vivo o como una disolucion acuosa durante un largo tiempo. Por lo tanto, en el caso en el que el copolimero multi-bloque de la presente invencion se usa como un vehiculo para farmaco, pude liberar el farmaco continuamente durante mas de 24 horas, incluso con una inyeccion cada vez. Por lo tanto, la presente invencion puede superar el problema de usar un poloxamero 407 convencional como un sistema de administracion porque el poloxamero tiene una corta duracion de la liberacion sostenida de farmaco.
El copolimero multi-bloque de la presente invencion tiene propiedades hidroliticas debido al enlace ester de su union dicarboxilica y se degrada en bloques de bajo peso molecular de PEO-PPO (o PBO)-PEO y acidos dicarboxilicos que son solubles en agua y se excretan facilmente del cuerpo vivo. Por lo tanto, pueden evitarse los efectos adversos provocados por la presencia de un polimero grande en el cuerpo. La velocidad de degradacion del copolimero multi-bloque depende del numero de uniones dicarboxilicas y, por lo tanto, el tamano y numero de cada bloque puede ajustarse para controlar la velocidad de hidrolisis y el tamano del producto hidrolizado.
La presente invencion tambien proporciona una composicion farmaceutica que comprende el presente copolimero multi-bloque biodegradable. El polimero multi-bloque de la presente invencion puede ser un vehiculo para el suministro de farmacos. El hidrogel del copolimero multi-bloque de la presente invencion pude suministrar farmacos y puede implantarse o inyectarse en un cuerpo y suministrar farmacos. El hidrogel formado por el copolimero multibloque de la presente invencion se usa preferiblemente para la liberacion sostenida de un farmaco en el cuerpo.
Despues de que un farmaco se anada a una disolucion o suspension que incluye el copolimero multi-bloque de la presente invencion, esta puede inyectarse como una disolucion acuosa en un cuerpo vivo a una baja temperatura, formando la disolucion copolimerica multi-bloque que contiene el farmaco un deposito que contiene farmaco en un estado de gel a la temperatura corporal y libera lentamente el farmaco a partir del gel cuando las uniones dicarboxilicas del copolimero multi-bloque se degradan por hidrolisis. El copolimero multi-bloque de la presente invencion puede mezclarse tambien con un farmaco en una disolucion acuosa o un disolvente organico y, despues, puede usarse como un vehiculo para farmaco en forma de una micro-esfera, nano-particula, tira, pelicula y similares para inyectarlo en un cuerpo vivo.
Los farmacos que pueden usarse en el sistema de administracion de farmaco usando los copolimeros multi-bloque de la presente invencion pueden ser cualquier farmaco, por ejemplo farmacos no ionicos e ionicos. El farmaco puede incluir, sin que ello pretenda ser limitante, moleculas pequenas, peptidos, proteinas, polisacaridos, nucleotidos y similares. El farmaco, preferiblemente, puede ser un farmaco ionico y particularmente un peptido o proteina que tiene un gran numero de grupos carboxilicos y grupos amino ionicos en su molecula. Los peptidos o proteinas ejemplares incluyen hormona del crecimiento (GH), interferon (IFN), factor estimulante de la colonia de granulocitos (G-CSF), factor estimulante de la colonia de macrofagos granulocitos (GMCSF), eritropoyetina (EPO), interleucina (IL), factor de crecimiento de fibroblastos, hormona estimulante del foliculo (FSH), factor estimulante de la colonia de macrofagos (M-CSF), factor de crecimiento nervioso (NGF), octreotida, insulina, factor de crecimiento similar a insulina (IGF), calcitonina, factor de necrosis tumoral (TNF), factor de crecimiento endotelial vascular (�EGF), factor de crecimiento epidermico (EGF), factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF), proteina morfogenetica osea (BMP), activador de plasminogeno tisular (TPA), trombopoyetina (TPO), factor de crecimiento tisular, factor de necrosis tumoral (TNF) y similares. El peptido y la proteina pueden ser naturales, sinteticos, nativos, glicosilados, modificados con un polimero tal como PEG, y fragmentos y analogos biologicamente activos de los mismos.
Por lo tanto, otra realizacion de la presente invencion es una composicion farmaceutica que comprende el copolimero multi-bloque de la presente invencion y una cantidad eficaz de un agente bioactivo. El agente bioactivo puede incluirse dentro de un intervalo del 0,01% al 50%. La disolucion acuosa de copolimero multi-bloque puede usarse como un vehiculo para farmaco si muestra una transicion de fase y puede usarse preferiblemente en una concentracion del 0,5 al 50%.
Para usarlo como un vehiculo para farmaco para peptidos o proteinas, es necesario llevar al copolimero multi-bloque de la presente invencion al estado de una disolucion acuosa. El copolimero multi-bloque de la presente invencion no se disuelve a temperaturas ambiente, tales como aproximadamente 25°C, pero tiene un alta solubilidad a baja temperatura, tal como aproximadamente 4°C. Por lo tanto, el copolimero multi-bloque se disuelve preferiblemente a baja temperatura. La cantidad de polimero multi-bloque que puede disolverse esta limitada dependiendo de su peso molecular. Un copolimero multi-bloque que tiene un peso molecular de 100.000 puede disolverse en agua a un maximo del 30%, preferiblemente del 4 al 20%. Por lo tanto, cuando el peptido, proteina o farmacos solubles en agua se mezclan con la disolucion acuosa de copolimero multi-bloque a una baja temperatura y se administran por via subcutanea u oral, la disolucion acuosa se convierte en un hidrogel a la temperatura corporal, liberando el peptido, proteina o farmaco soluble en agua lentamente.
El copolimero multi-bloque de la presente invencion puede prepararse en forma de micro-esferas o nano-particulas por metodos generalmente bien conocidos. Por ejemplo, el polimero puede disolverse en cloruro de metileno y hacerse precipitar en agua a 37°C, solucion salina normal, disolucion de PBS o una disolucion acuosa con un 0,1% a 2% del polimero de la presente invencion. Como alternativa, puede prepararse una tira o barrita del copolimero multi-bloque de la presente invencion con polimero liofilizado por moldeo por extrusion, compresion, o adherencia. Tambien, pueden prepararse peliculas del copolimero multi-bloque de la presente invencion por calentamiento a una temperatura predeterminada (de 60°C a 120°C).
Puede anadirse PEG, acido hialuronico, dextrano, gelatina, colageno, quitosano, poloxamero 407, poloxamero 188, metilcelulosa (MC), etilcelulosa (EC), hidroxietilcelulosa (HEC), metilhidroxietilcelulosa (MHEC), hidroximetilcelulosa, hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC), hidroxipropilcelulosa y similares al copolimero multi-bloque de la presente invencion en una cantidad del 0,1 al 50%, que se usa como administracion de farmaco de liberacion sostenida preparandolo en forma de un vehiculo para farmaco tipo deposito sol-gel mixto, microesfera, nanoesfera, tira, barrita,
o pelicula. Cuando se prepara en forma del vehiculo para farmaco mixto, la temperatura de gelificacion o resistencia de gel de un polimero de la presente invencion puede cambiarse.
Un metodo de suministro y la cantidad de administracion del farmaco descrito anteriormente pueden variarse dependiendo de la actividad fisiologica del farmaco, su sitio de accion en un cuerpo vivo, sus propiedades fisicoquimicas y similares. Las propiedades fisicoquimicas del polimero de la presente invencion y la hidrofilia/hidrofobia del farmaco pueden controlarse.
Los siguientes ejemplos permitiran a los expertos en la materia entender mas claramente como realizar de forma practica la presente invencion. Debe entenderse que, aunque la invencion se ha descrito junto con las realizaciones especificas preferidas de la misma, se pretende que lo que sigue ilustre y no limite al alcance de la invencion. Otros aspectos de la invencion resultaran evidentes para los expertos en la materia a la que pertenece la invencion.
Ejemplo 1. Sintesis de polimero multi-bloque usando una union de dicloruro de succinilo
Se anadieron 10 g de Pluronic� F127 (BASF� poloxamero 407) con una varilla magnetica en un matraz de 100 ml, el matraz se calento a 120°C en una caldera doble de aceite mientras se reducia la presion a 1 torr durante 2 horas para retirar cualquier humedad contenida en el polimero. La reduccion de presion se libero y la temperatura de reaccion se ajusto a 100°C en atmosfera de nitrogeno fluido y se anadieron 100 ml de acetonitrilo al matraz. El matraz de reaccion se monto con una trampa de Dean Stark y refrigerador para permitir que pasaran 20 ml del acetonitrilo destilado a traves de la trampa de Dean Stark y, de esta manera, retirar cualquier humedad contenida en el material de reaccion. Despues, se anadieron 96 l (correspondiente a 1 equivalente basado en el polimero) de dicloruro de succinilo al deposito de la trampa de Dean Stark y se hicieron reaccionar durante 24 horas. Para sustituir los grupos terminales del poloxamero-407 multi-bloque sintetizado con un grupo carboxilo despues de 24 horas de reaccion, se anadieron 96 l de cloruro de succinilo de nuevo al deposito de la trampa de Dean Stark y se hicieron reaccionar durante 24 horas mas. El poloxamero multi-bloque sintetizado se hizo precipitar en 1 l de eter dietilico y despues se filtro para producir un producto (8,2 g).
El producto obtenido de esta manera se disolvio en 16 ml de metanol, y se purifico dos veces por precipitacion en eter dietilico y filtracion. Despues, se seco al vacio para obtener un poloxamero multi-bloque (5,7 g) con una estrecha distribucion del peso molecular.
Se determino por GPC que el peso molecular promedio ponderal del poloxamero multi-bloque era de 90.700 Dalton y su sintesis se confirmo usando RMN de 1H (Figura 1).
Ejemplo 1 Experimental. Analisis de los extremos terminales del polimero multi-bloque
Para confirmar que el grupo terminal del poloxamero multi-bloque sintetizado de acuerdo con el Ejemplo 1 se habia convertido en un grupo carboxilo, se midio la RMN de 1H despues de hacer reaccionar el grupo terminal del poloxamero multi-bloque sintetizado con cloruro de trimetilsililo (TMS-Cl).
(1)
Sintesis de poloxamero-407 disuccinato
Se anadieron 10 g de Pluronic� F127 (BASF� poloxamero 407) con una varilla magnetica en un matraz de 100 ml, de fondo redondo y 1 boca, y se calento mientras se reducia la presion por debajo de 1 torr en un caldera doble de aceite calentada a 120°C durante 2 horas para retirar la humedad incluida en el polimero. La reduccion de presion se libero y la temperatura de reaccion se ajusto a 50°C en atmosfera de nitrogeno fluido y despues se anadieron 100 ml de acetonitrilo al matraz. Se anadieron 5 ml de dicloruro de succinilo en el recipiente de reaccion y se hicieron reaccionar durante 24 horas. El producto se purifico dos veces haciendolo precipitar en un exceso de hexano y se filtro. Despues se seco al vacio. El poloxamero disuccinato se confirmo midiendo la RMN de 1H (Figura 2).
(2)
Analisis del grupo terminal del polimero multi-bloque
Se hicieron reaccionar 20 mg de poloxamero-407 y 20 mg de poloxamero-407 disuccinato sintetizado en el ejemplo
(1)
anterior con TMS-Cl (10 l), y se realizo el analisis por RMN de 1H. En el analisis, se anadieron 10 l de piridina como un catalizador. Puesto que todos los grupos terminales del poloxamero-407 eran grupos hidroxilo, la presencia del pico (0,12 ppm) del trimetilo de TMS-Cl confirmo que se habia completado la reaccion de todos los grupos -OH (Figura 3). Puesto que todos los grupos terminales del poloxamero-407 disuccinato eran grupos carboxilo, la presencia del pico (0,29 ppm) del trimetilo de TMS-Cl confirmo que se habia completado la reaccion de todos los grupos -COOH (Figura 4).
En base a los datos, el poloxamero multi-bloque sintetizado de acuerdo con el Ejemplo 1 se analizo por el mismo metodo usando RMN de 1H (Figura 5). Haciendo referencia al espectro de RMN de 1H, se muestra justo el pico de la reaccion de TMCS y -COOH, pero el pico de la reaccion de TMCS y -OH no se muestra. A partir de los resultados anteriores, todos los grupos terminales del poloxamero-407 multi-bloque sintetizado de acuerdo con el Ejemplo 1 se sustituyeron con grupos carboxilo.
Ejemplo 2. Sintesis de un polimero multi-bloque usando una union de dicloruro de oxalilo
Un poloxamero multi-bloque conectado a traves de un grupo oxalilo se sintetizo por el mismo metodo que en el Ejemplo 1, excepto que se uso dicloruro de oxalilo como un engarce de acido dicarboxilico.
El copolimero multi-bloque obtenido tiene un peso molecular de 91.300 Dalton.
Ejemplo 3. Sintesis de un polimero multi-bloque usando una union de dicloruro de adipoilo
Un poloxamero multi-bloque conectado a traves de un grupo adipoilo se sintetizo por el mismo metodo que en el Ejemplo 1, excepto que se uso dicloruro de adipoilo como un engarce de acido dicarboxilico. El copolimero multibloque obtenido tiene un peso molecular de 96.300 Dalton.
Ejemplo 4. Sintesis de un polimero multi-bloque usando una union de dicloruro de suberoilo
Un poloxamero multi-bloque conectado mediante un grupo suberoilo se sintetizo por el mismo metodo que en el Ejemplo 1, excepto que se uso dicloruro de suberoilo como un engarce de acido dicarboxilico. El copolimero multibloque obtenido tiene un peso molecular de 97.800 Dalton.
Ejemplo 5. Sintesis de un polimero multi-bloque usando una union de dicloruro de sebacoilo
Un poloxamero multi-bloque conectado mediante un grupo sebacoilo se sintetizo por el mismo metodo que en el Ejemplo 1, excepto que se uso dicloruro de sebacoilo como un engarce de acido dicarboxilico. El copolimero multibloque obtenido tiene un peso molecular de 124.000 Dalton.
Ejemplo 6. Sintesis de un polimero multi-bloque usando una union de dicloruro de dodecanoilo
Un poloxamero multi-bloque conectado mediante un grupo dodecanoilo se sintetizo por el mismo metodo que en el Ejemplo 1, excepto que se uso dicloruro de dodecanoilo como un engarce de acido dicarboxilico. El copolimero multi-bloque obtenido tiene un peso molecular de 104.000 Dalton.
Ejemplo 7. Sintesis de un polimero multi-bloque usando una union de dicloruro de tereftaloilo
Un poloxamero multi-bloque conectado mediante un grupo tereftaloilo se sintetizo por el mismo metodo que en el Ejemplo 1, excepto que se uso dicloruro de tereftaloilo como un engarce de acido dicarboxilico. El copolimero multibloque obtenido tiene un peso molecular de 87.000 Dalton.
Ejemplo 8. Sintesis de un polimero multi-bloque usando una union de acido fumarico
Se hicieron reaccionar 10 g de acido fumarico y 22 g de cloruro de oxalilo (dos veces los equivalentes de acido fumarico) en 50 ml de acetonitrilo a 50°C durante 6 horas. Despues de la reaccion, el exceso de cloruro de oxalilo se retiro por reaccion con dicloruro de fumaroilo al vacio. Se sintetizo un poloxamero multi-bloque conectado mediante grupos acido fumarico usando el cloruro de fumaroilo sintetizado anteriormente como un engarce por el mismo metodo que en el Ejemplo 1. El copolimero multi-bloque obtenido tiene un peso molecular de 85.400 Dalton.
Ejemplo 9. Sintesis de un polimero multi-bloque usando una union de acido maleico
Se preparo un polimero realizando el mismo metodo que en el Ejemplo 8, excepto que se uso acido maleico. El copolimero multi-bloque obtenido tiene un peso molecular de 82.700 Dalton.
Ejemplo 10. Sintesis de un polimero multi-bloque usando una union de acido malico
Se preparo un polimero realizando el mismo metodo que en el Ejemplo 8, excepto que se uso acido malico. El copolimero multi-bloque obtenido tiene un peso molecular de 84.000 Dalton.
Ejemplo 11. Sintesis de un polimero multi-bloque que tiene un grupo carboxilato sodico en su extremo terminal
Se disolvieron 10 g del poloxamero multi-bloque que tiene grupos carboxilo en ambos extremos terminales, que se habia sintetizado en el Ejemplo 1, en 50 ml de una disolucion de acetonitrilo. A la disolucion obtenida, se le anadio lentamente una disolucion acuosa de hidrogenocarbonato sodico en una concentracion de 1 g/ml para neutralizar la disolucion obtenida hasta que su pH alcanzo pH 8. El disolvente se retiro de la disolucion obtenida usando un evaporador rotatorio. Despues, el polimero restante se disolvio en 50 ml de disolucion de cloruro de metileno.
El hidrogenocarbonato sodico no reaccionado se hizo precipitar, y el precipitado se retiro por filtracion. La disolucion de cloruro de metileno filtrada que contiene polimero se hizo precipitar con 500 ml de eter dietilico y se filtro para obtener el polimero multi-bloque que tiene sales carboxilato sodico en su extremo terminal.
Ejemplo 12. Sintesis de un polimero multi-bloque que tiene un grupo S03Na en su extremo terminal
Se pusieron 10 g del polimero multi-bloque que tiene extremos terminales hidroxilo, que se habia obtenido como un intermedio en el Ejemplo 1, en un matraz de 1 boca, y se seco al vacio a 120°C durante 2 horas para retirar la humedad. La temperatura de reaccion se bajo a 60°C, y el producto obtenido se disolvio despues en 50 ml de una disolucion de acetonitrilo. Se disolvieron 0,16 g de un complejo de trioxido de sulfato y piridina en la disolucion obtenida. La disolucion resultante se hizo reaccionar por agitacion con un agitador magnetico durante 10 horas. El disolvente se retiro de la disolucion obtenida polimerica usando un evaporador rotatorio, y el polimero se disolvio despues en 50 ml de disolucion de cloruro de metileno.
El complejo de trioxido de sulfato y piridina no reaccionado se hizo precipitar, y el precipitado se retiro por filtracion. La disolucion de cloruro de metileno filtrada se hizo precipitar con 500 ml de eter dietilico y se filtro para obtener el polimero multi-bloque que tiene un grupo SO3Na en su extremo terminal.
Ejemplo 13. Medicion de la temperatura de transicion de fase de un polimero multi-bloque
Para preparar 3 ml de disoluciones acuosas al 10% p/p, 15% p/p y 20% p/p de copolimero multi-bloque, se anadieron 176 mg, 353 mg y 529 mg de polimeros de acuerdo con el Ejemplo 1 a 3 ml de agua destilada y se agito a 4°C durante 2 horas para disolver el copolimero minuciosamente. La viscosidad de la disolucion acuosa polimerica multi-bloque se midio usando un viscosimetro Brookfield (modelo� R�D� II+) y, de esta manera, se determino una temperatura de transicion de fase (Figura 6). La disolucion acuosa al 15% de poloxamero 407 no gelificaba por encima de 37°C, la temperatura corporal, y la disolucion acuosa al 25% de poloxamero 407 gelificaba a 17°C. Por el contrario, la disolucion acuosa al 10% de polimero multi-bloque (que tiene un peso molecular de aproximadamente
100.000 Dalton) gelificaba a 25,9°C, y la disolucion acuosa al 15% gelificaba a 20,5°C.
Por consiguiente, el polimero de la presente invencion puede gelificar a una concentracion relativamente menor en comparacion con la disolucion de poloxamero 407. Esta temperatura de gelificacion relativamente mayor del polimero multi-bloque hace que sea mas facil inyectarlo en un cuerpo usando una jeringa en comparacion con la disolucion de poloxamero 407.
212 mg (15%p/p) del copolimero multi-bloque (peso molecular 90.700 Dalton) de acuerdo con el Ejemplo 1 a la disolucion del complejo de interferon-cinc y se pusieron a 4°C durante mas de 3 horas preparando una disolucion de interferon y copolimero multi-bloque.
Cuando la disolucion se dejo a temperatura ambiente, solidifico a 21°C cambiando a una forma inyectable.
La disolucion polimerica de interferon-multi-bloque preparada anteriormente se puso en jeringas a 4°C, cada una con 0,4 ml (30 MIU/rata) y se administro por via subcutanea a ratas (rata SD de 7 semanas, 200 g-220 g). Para reducir la temperatura de la piel de las ratas a 25°C, se puso una bolsa de hielo en el sitio de administracion, que se puso en contacto con la bolsa de hielo durante aproximadamente 5-8 segundos.
Despues de la administracion, se recogieron 400 l de sangre entera de la vena de la cola despues de 30 minutos, 1 hora, 2 horas, 4 horas, 8 horas, 1 dia, 2 dias, 3 dias, 4 dias, 5 dias, y 6 dias y se separo el plasma sanguineo. Despues, se analizo la concentracion de interferon-en la sangre usando un kit de ELISA. Como resultado, el gel al 15%p/p del copolimero multi-bloque libero lentamente el interferon-durante mas de 5 dias despues de la administracion (Figura 7).
Ejemplo15. Liberacion in vivo de interferon- a partir de un gel de una disolucion al 20%p/p de copolimero multi-bloque
Se anadieron 0,106 ml disolucion en acetato de cinc de 1 mg/ml a 1,2 ml de disolucion de interferon de 15 MIU/ml y el pH se mantuvo de 5,0 a 8,0 para formar un complejo de interferon-cinc. Se anadieron 300 mg de un copolimero multi-bloque (peso molecular 90.700 Dalton) de acuerdo con el Ejemplo 1 a la disolucion de complejo de interferoncinc y se pusieron a 4°C durante mas de 4 horas para preparar una disolucion polimerica de interferon multi-bloque. La disolucion solidifico a 18°C cambiando a una forma no inyectable. La disolucion se administro a ratas por el mismo metodo que en el Ejemplo 13. Como resultado, se confirmo que se libero tambien interferon durante mas de 5 dias (Figura 7).
Ejemplo 16. Liberacion in vivo de �ormona del crecimiento �umana a partir de un gel de una disolucion al 15%p/p de copolimero multi-bloque
Se disolvieron 2,07 mg de hormona del crecimiento humana en forma de polvo liofilizado en 1,66 ml de agua para inyeccion para preparar 1,25 mg/ml de una disolucion de hormona del crecimiento humana. Se pusieron 293 mg del copolimero multi-bloque (peso molecular 90.700 Dalton) de acuerdo con el Ejemplo 1 a 4°C durante 3 horas para preparar una disolucion copolimerica al 15%p/p que incluia hormona del crecimiento humana. La disolucion se extrajo en jeringas a 4°C con 0,4 ml (6 IU/kg) en cada una y se administro por via subcutanea a ratas (7 semanas, 200 g-220 g) por el mismo metodo que en el Ejemplo 13. Como resultado, se confirmo que la hormona del crecimiento humana se liberaba durante mas de 6 dias (Figura 8).
Ejemplo 17. Liberacion in vivo de �-CS� a partir del gel de una disolucion al 15%p/p de copolimero multibloque
Se diluyo una disolucion de G-CSF con una concentracion de 100 g/ml con solucion salina normal o agua para inyeccion. Se pusieron 176 mg del copolimero multi-bloque (peso molecular 90.700 Dalton) del Ejemplo 1 a 4°C durante 3 horas para preparar una disolucion copolimerica al 15%p/p que incluia G-CSF. La disolucion se extrajo en jeringas a 4°C, cada una con 0,4 ml y se administro a ratas por el mismo metodo que en el Ejemplo 13. Como resultado, se confirmo que G-CSF se liberaba durante aproximadamente 6 dias (Figura 9).
Ejemplo 18. Liberacion in vivo de �-CS� peegilado a partir del gel de una disolucion al 15%p/p de copolimero multi-bloque
Se diluyeron 9 mg/ml de PEG-G-CSF a 125 g/ml. Esta disolucion y 317 mg del copolimero multi-bloque (peso molecular 90.700 Dalton) del Ejemplo 1 se mezclaron a 4°C durante 3 horas para preparar una disolucion polimerica de G-CSF peegilado que muestra transicion de gel dependiendo de la temperatura. La disolucion se extrajo en jeringas a 4°C, cada con 0,4 ml y se administro a ratas por el mismo metodo que en el Ejemplo 13. Como resultado, se confirmo que G-CSF se liberaba durante aproximadamente 8 dias (Figura 10).
Debe apreciarse que las realizaciones descritas anteriormente solo son ilustrativas de las aplicaciones de los principios de la presente invencion. Pueden obtenerse numerosas modificaciones y realizaciones alternativas sin alejarse el espiritu y alcance de la presente invencion y las reivindicaciones adjuntas pretenden cubrir tales modificaciones y disposiciones. Por lo tanto, aunque la presente invencion se ha mostrado en los dibujos y se ha descrito completamente anteriormente con particularidad y detalle en relacion con lo que actualmente se considera que es la realizacion o realizaciones mas practicas y preferidas de la invencion, resultara evidente para los expertos en la materia que pueden realizar numerosas modificaciones sin alejarse de los principios y conceptos de la invencion como se expone en las reivindicaciones.

Claims (23)

  1. REIvINDICACIoNES
    1.
    Un copolimero multi-bloque que comprende al menos dos copolimeros tri-bloque tipo ABA que estan conectados covalentemente a traves de una union dicarboxilica biodegradable, en el que A es un bloque de oxido de polietileno, B es un bloque de oxido de polipropileno, un bloque de oxido de polibutileno o una combinacion de los mismos, y en el que dicho copolimero multi-bloque tiene un grupo ionico seleccionado del grupo que consiste en sal de metal monovalente y divalente de -SO3-, -PO32-, y -C(=O)-R-C (=O)-O- en ambos extremos terminales.
  2. 2.
    La composicion de copolimero multi-bloque de acuerdo con la reivindicacion 1, en la que el numero de unidades de oxido de etileno, y oxido de propileno u oxido de butileno esta dentro del intervalo de 2 a 2000, respectivamente.
  3. 3.
    La composicion de copolimero multi-bloque de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en la que la proporcion de unidades entre intervalos de los bloques A y B varia de 0,2�1 a 40�1.
  4. 4.
    El copolimero multi-bloque de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que tiene un peso molecular promedio ponderal que varia de 40.000 a 1.000.000 Dalton.
  5. 5.
    La composicion de copolimero multi-bloque de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la union dicarboxilica biodegradable se deriva de un miembro seleccionado del grupo que consiste en acido oxalico, acido malonico, acido malico, acido succinico, acido glutarico, acido adipico, acido pimelico, acido sebacoilico, acido suberico, y acido dodecanoico, acido fumarico, acido maleico, acido ftalico y acido tereftalico.
  6. 6.
    El copolimero multi-bloque de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores que esta representado por la siguiente formula�
    M-X-O-[PEO-�-PEO-C(=O)-R-C(=O)-Oln-PEO-�-PEO-O-X-M
    en la que PEO es un bloque de oxido de polietileno,
    � es PPO o PBO o combinaciones de PPO y PBO, siendo PPO un bloque de oxido de polipropileno y PBO un bloque de oxido de polibutileno,
    X es un grupo anion seleccionado del grupo que consiste en -SO3-, -PO32-, y - C(=O)-R-C(=O)-O-,
    n es un numero entero que varia de 1 a 100,
    R es -(CH2)m-o un arilo que tiene Cm�, donde m es un numero entero que varia de 0 a 20, m� es un numero entero que varia de 6 a 12, y M es H o un grupo cation.
  7. 7.
    El copolimero multi-bloque de acuerdo con la reivindicacion 6, en el que M es un cation seleccionado del grupo que consiste en Li, Na, �, Ag, Au, Ca, Mg, Zn, Fe, Cu, Co y Ni.
  8. 8.
    El copolimero multi-bloque de acuerdo con la reivindicacion 6 o 7, en el que � tiene un peso molecular promedio ponderal que varia de 1.000 a 20.000 Dalton.
  9. 9.
    El copolimero multi-bloque de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en el que � es un poloxamero.
  10. 10.
    Una composicion que comprende un copolimero multi-bloque de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.
  11. 11.
    Una composicion farmaceutica que comprende la composicion de acuerdo con la reivindicacion 10 y una cantidad eficaz de un agente bioactivo.
  12. 12.
    Una composicion farmaceutica de acuerdo con la reivindicacion 11, en la que el agente bioactivo esta dentro del intervalo del 0,01% al 50%.
  13. 13.
    La composicion farmaceutica de acuerdo con la reivindicacion 11 o 12, en la que el agente bioactivo es una proteina o un peptido.
  14. 14.
    La composicion farmaceutica de acuerdo con la reivindicacion 13, en la que la proteina o peptido esta en su forma natural o esta modificado por un polimero.
  15. 15.
    La composicion farmaceutica de acuerdo con la reivindicacion 13 o 14, en la que la proteina se selecciona del grupo que consiste en hormona del crecimiento (GH), interferon (IFN), factor estimulante de la colonia de granulocitos (G-CSF), factor estimulante de la colonia de macrofagos granulocitos (GMCSF), eritropoyetina (EPO), interleucina (IL), factor de crecimiento de fibroblastos, hormona estimulante del foliculo (FSH), factor estimulante de la colonia de macrofagos (M-CSF), factor de crecimiento nervioso (NGF), octreotida, insulina, factor de crecimiento similar a insulina (IGF), calcitonina, factor de necrosis tumoral (TNF), factor de crecimiento endotelial vascular (�EGF), factor de crecimiento epidermico (EGF), factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF), proteina
    morfogenetica osea (BMP), activador de plasminogeno tisular (TPA), trombopoyetina (TPO), factor de crecimiento tisular y factor de necrosis tumoral (TNF).
  16. 16.
    La composicion farmaceutica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 15, que comprende del 0,5 al 50% de dicha composicion en un medio acuoso.
  17. 17.
    La composicion farmaceutica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 16, en la que la composicion comprende adicionalmente al menos un miembro seleccionado del grupo que consiste en PEG, acido hialuronico, dextrano, gelatina, colageno, quitosano, poloxamero 407, poloxamero 188, metilcelulosa (MC), etilcelulosa (EC), hidroxietilcelulosa (HEC), metilhidroxietilcelulosa (MHEC), hidroximetilcelulosa, hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) e hidroxipropilcelulosa.
  18. 18.
    La composicion farmaceutica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 17, en la que la composicion esta en una forma seleccionada entre el grupo que consiste en geles, microesferas, nanoparticulas, tiras, barritas y peliculas.
  19. 19.
    Un metodo para preparar el copolimero multi-bloque de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9 que tiene extremos terminales carboxilicos que comprende�
    1) preparar una disolucion de reaccion que contiene una cantidad predeterminada de PEO-�-PEO, anadir lentamente de 0,5 a 1,0 equivalentes de dihaluro de acido dicarboxilico basado en 1 equivalente de los grupos hidroxilo de extremo terminal del PEO-�-PEO a la disolucion de reaccion y permitir que la reaccion transcurra durante un numero de horas predeterminado�
    2) anadir mas de 1 equivalente de dihaluro de acido dicarboxilico adicional basado en un equivalente de grupos hidroxilo del extremo terminal de PEO-�-PEO a la disolucion de reaccion para que reaccione hasta que se completa la reaccion�
    3) hacer precipitar el copolimero multi-bloque producido en un disolvente de eter o hexano y disolver despues el precipitado en alcohol� y
    4) anadir lentamente eter o hexano de manera que una proporcion en volumen de alcohol/eter o hexano es de 1/1 a 1/20 para hacer precipitar el copolimero multi-bloque.
  20. 20. Un metodo para preparar un copolimero multi-bloque de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9 que tiene sales carboxilato metalico en ambos extremos terminales del copolimero multi-bloque que comprende�
    1) disolver el copolimero multi-bloque producido de la reivindicacion 21 en un disolvente que puede mezclarse con agua, y
    2) neutralizar la disolucion multi-bloque con carbonato sodico, bicarbonato sodico, cloruro de calcio, cloruro de cinc, cloruro de magnesio, cloruro de hierro, cloruro de cobre, nitrato de plata, cloruro potasico, o cloruro de litio.
  21. 21. Un metodo para preparar el copolimero multibloque de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9 que tiene un acido sulfurico, acido fosforico, o una sal metalica de los mismos en su extremo terminal del polimero, que comprende�
    1) preparar una disolucion de reaccion que contiene una cantidad predeterminada de PEO-�-PEO, anadir lentamente de 0,5 a 1,0 equivalentes de dihaluro de acido dicarboxilico basado en 1 equivalente de grupos hidroxilo de extremo terminal del PEO-�-PEO a la disolucion de reaccion y permitir que la reaccion transcurra durante un numero de horas predeterminado�
    2) anadir 0,1 equivalentes adicionales de PEO-�-PEO a la disolucion de reaccion anterior para que reaccione hasta que se complete la reaccion�
    3) hacer precipitar el copolimero multi-bloque producido en un disolvente de eter o hexano y despues disolver el precipitado en alcohol� y
    4) anadir lentamente eter o hexano de manera que la proporcion en volumen de alcohol/eter o hexano es de 1/1 a 1/20 para hacer precipitar el copolimero multi-bloque�
    5) disolver el copolimero multi-bloque obtenido en la etapa 4) en un disolvente y hacer reaccionar la disolucion con un complejo de trioxido de sulfato y piridina, C5H5NSO3, u oxicloruro de fosforo, POCl3� y
    6) neutralizar opcionalmente la mezcla de reaccion con carbonato sodico, bicarbonato sodico, cloruro de calcio, cloruro de cinc, cloruro de magnesio, cloruro de hierro, cloruro de cobre, nitrato de plata, cloruro potasico, o cloruro de litio para preparar un copolimero multi-bloque que tiene una sal metalica en su extremo terminal del polimero.
  22. 22.
    El metodo de acuerdo con la reivindicacion 19, en el que PEO-�-PEO es un poloxamero.
  23. 23.
    El metodo de acuerdo con la reivindicacion 19 o 22 en el que PEO-�-PEO se purifica disolviendolo en cloruro de metileno seguido de precipitacion en hexano, o separandolo por separacion de las capas en un disolvente de npropanol/H2O.
    FIG. 5
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