Copolímeros de injerto como sistemas de suministro de fármacos.

Un copolímero de injerto de poli(vinilsulfónico-co-alcohol vinílico)-g-poli(lactida-co-glicolida) (P(VS-VA)-g-PLGA)con propiedades de electrolito negativamente cargado.

Copolímeros de injerto como sistemas de suministro de fármacos

Campo de la invención

La presente invención se refiere al campo de sistemas de suministro de fármacos. Describe copolímeros de injerto de poli (vinilsulfónico-co-alcohol vinílico) -g-poli (lactida-co-glicolida) (abreviados como P (VS-VA) -g-PLGA, con propiedades de electrolito negativamente cargado, su método de preparación y su uso. Estos copolímeros de injerto cargados negativamente son adecuados para la carga eficaz y la liberación sostenida de especialmente fármacos, proteínas y péptidos cargados positivamente; y las partículas de estos copolímeros injertados cargadas con fármacos son especialmente útiles como sistemas de suministro parenteral o mucosal de fármacos para aplicaciones farmacéuticas.

Antecedentes de la invención

La protección frente a la desnaturalización y la degradación enzimática de sustancias biológica y/o farmacéuticamente activas como fármacos y especialmente proteínas destinadas a ser aplicadas para usos médicos es una cuestión importante para todos los sistemas de suministro de fármacos. También, la liberación controlada de tales compuestos activos, incluyendo pequeñas moléculas, después de la aplicación, y la mejora del transporte a través de las superficies mucosales, siguen siendo cuestiones importantes.

Los excipientes poliméricos como posibles sistemas de suministro de fármacos son en principio conocidos en el estado de la técnica. Las posibles estrategias basadas en vehículos poliméricos para el suministro mucosal y parenteral de proteínas incluyen, por ejemplo, (a) la modificación de compuestos biológicamente activos con polímeros, (b) el encapsulamiento de las macromoléculas hidrófilas en micro- o nanoesferas o micro-o nanopartículas, y (c) la carga de forma adsorbente del fármaco sobre la superficie de micro- o nanoesferas o micro

o nanopartículas. Debido a su uso médico, es necesario que estos sistemas también sean biodegradables.

Este reto es especialmente importante para sistemas orales, mucosales y parenterales, diseñados para ingredientes hidrófilos, especialmente macromoleculares. Adicionalmente, cada requisito difiere con respecto a la aplicación pretendida específica, lo que motiva una búsqueda de polímeros químicamente diversos. Ya se han desarrollado algunos polímeros para satisfacer estos requisitos, pero todavía queda un reto formidable puesto que todavía son escasas las relaciones de estructura/función de polímeros adecuados. Un cierto enfoque tiene como objetivo la identificación de polímeros cargados negativamente, especialmente poliésteres como vehículos para sustancias farmacológicamente activas, debido a que se espera que estos sean particularmente adecuados para la carga eficaz y para mostrar propiedades de liberación sostenida de fármacos, proteínas y péptidos cargados positivamente.

En el documento US 3773919 ya se han descrito polímeros de matrices biodegradables para embeber ingredientes activos. Se propusieron polímeros de ácidos hidroxicarboxílicos, especialmente ácido láctico y/o glicólico. Sin embargo, las formas de depósito de poliácido láctico (PLA) o poliácido láctico-co-glicólico (PLGA) , especialmente micropartículas, generalmente muestran una tendencia a la liberación de múltiples fases, e inicialmente presentan una liberación acusadamente incrementada debido al ingrediente activo presente sobre la superficie. A esto le sigue una fase de liberación acusadamente reducida o no existente, especialmente en ingredientes activos peptídicos, que entonces es seguida por la liberación tardía del ingrediente activo apoyado por la degradación de la masa polimérica.

El documento EP 058481 A1 describe el uso de una mezcla de PLGA que tiene diferentes pesos moleculares. Se supone que la liberación de fármaco es lineal por esto, y la velocidad de degradación se ajusta al período de liberación. Sin embargo, el uso de tales mezclas poliméricas impone enormes requisitos sobre la estabilidad hidrolítica del ingrediente activo, y generalmente no son muy adecuadas para la producción de micropartículas.

El documento DE 3430852 A1 describe ésteres de polioles con poliácido o copoliácido láctico, que también se proponen como polímeros de matriz para formas de depósito. El Ejemplo 26 supone la liberación in vitro de micropartículas lavadas que contienen mesilato de bromocriptina producidas mediante secado por pulverización. A pesar de la eliminación del ingrediente activo que se adhiere a la superficie de las micropartículas, después de 24 horas el 62% de la carga de ingrediente activo ya se había liberado.

El documento EP 407617 A1 describe un poliéster biocompatible con una velocidad de hidrólisis incrementada, que consiste en sacáridos enlazados a PLA o PLGA. Los poliésteres se proponen como material de matriz para formas de depósito. Sin embargo, parecen estar asociados con el problema de la liberación no uniforme de ingrediente activo, y especialmente el problema del efecto de estallido inicial.

Adicionalmente, los poliésteres que consisten en una cadena principal de polisacárido no son térmicamente muy estables durante la reacción de injerto, y también son menos solubles en la masa fundida monomérica en comparación con los poliésteres con una cadena principal polivinílica. Además, la presencia del sacárido de origen natural puede implicar el riesgo de posibles reacciones inmunógenas in vivo. Además, estos polímeros muestran erosión a gran escala.

El documento DE 19839515 A1 describe la asociación coloidal de un agente activo, como un péptido, un constructo de ADN o una vacuna, con un éster de poliol que, juntos, en forma de un coloide, se usarán como una preparación farmacéutica para la administración transmucosal controlada. Los polímeros descritos para tal uso son ésteres de polioles ramificados que consisten en una molécula central a la que se unen grupos éster de ácido hidroxicarboxílico

de cadena corta, biodegradable.

Los polímeros basados en la cadena principal de polialcohol vinílico se describen en la publicación “Biodegradable comb polyesters: Part 1; synthesis, characterization and structural analysis of poly (lactide) and poly (lactide-coglycolide) grafted onto water-soluble poly (vinyl alcohol) as backbone” de Breitenbach y Kissel, Polymer, 39 (14) : 3261-3271 (1998) . Basándose en un análisis de sus propiedades fisicoquímicas, tienen un potencial considerable

como un sistema de suministro parenteral de fármacos para péptidos y proteínas.

La solicitud de patente EP 1132416 A1 describe vehículos coloidales en forma de nanopartículas que comprenden polímeros de tipo peine solubles en agua cargados y no cargados, y su uso en aplicaciones mucosales. Se caracterizan por una cadena principal formada por un poliol o polioles solubles en agua injertados con cadenas laterales hidrófobas, que proporcionan un carácter anfifílico, y opcionalmente grupos iónicos, en los que el polímero

de la cadena principal tiene un peso molecular medio ponderal (Mw) de 10.000-30.000 g/mol, y las cadenas laterales tienen preferiblemente un Mw combinado de 45.000-100.000 g/mol. Se afirma que tales vehículos coloidales en forma de nanopartículas son útiles como sistemas de suministro de fármacos para biomoléculas especialmente grandes, como proteínas y ácidos nucleicos. Desafortunadamente, debido a su capacidad para unirse a membranas mucosales (bioadhesión) , se espera que induzcan una respuesta inmunitaria sistémica.

La solicitud de patente US 2001/0047074 A1 (concedida como US 6616944 B2) describe sistemas de suministro a base de polímeros, que se autoensamblan, para proteínas. Los sistemas de suministro comprenden un agente activo y un éster de poliol, que tiene un poliol lineal que contiene seis o más grupos hidroxilo como cadena principal central, y grupos éster hidroxicarboxílicos biodegradables unidos a la cadena principal central; como característica adicional de estos sistemas, el poliol lineal contiene grupos cargados, grupos dadores de protones, y/o grupos

aceptores de protones, que están unidos vía un grupo espaciador o un enlace de éter, éster o uretano al poliol lineal. Se describe que tales sistemas de suministro forman complejos estables con proteínas, y por lo tanto son útiles como vehículos farmacéuticos para uso terapéutico o vacunas.

Desafortunadamente,... [Seguir leyendo]

1. Un copolímero de injerto de poli (vinilsulfónico-co-alcohol vinílico) -g-poli (lactida-co-glicolida) (P (VS-VA) -g-PLGA) con propiedades de electrolito negativamente cargado.

2. Un copolímero de injerto según la reivindicación 1, como se describe mediante esta fórmula (I) :

en la que A+ se selecciona de un catión monovalente, el número de unidades monoméricas (x1 + x2 + x3 + y) es igual o inferior a 1000, la relación molar (x1 + x2 + x3) frente a y es de 0, 1 a 10, la relación molar x2 frente a x3 es de 0 a 0, 1, la relación molar x1 frente a x3 es de 0 a 0, 1, y “Poliésteres” es un homo- o copolímero al azar descrito mediante esta fórmula (II) :

- (CO-CR-O-CO-CR) m-OH (II) , en la que R es H o CH3, y m es un número entero de 1 a 100.

3. Un copolímero de injerto según la reivindicación 2, en el que A+ se selecciona de Na+, K+, Li+, o NH4+, preferiblemente Na+.

4. Un copolímero de injerto según una de las reivindicaciones 2 a 3, en el que el número de unidades monoméricas (x1 + x2 + x3 + y) es igual o está por debajo de 300, preferiblemente de 20 a 100.

5. Un copolímero de injerto según una de las reivindicaciones 2 a 4, en el que la relación en moles (x1 + x2 + x3) frente a y es de 0, 2 a 5, preferiblemente de 0, 5 a 1.

6. Un copolímero de injerto según una de las reivindicaciones 2 a 5, en el que la relación en moles x2 frente a x3 es de 0 a 0, 05, preferiblemente de 0 a 0, 01.

7. Un copolímero de injerto según una de las reivindicaciones 2 a 6, en el que la relación en moles x1 frente a x3 es de 0 a 0, 05, preferiblemente de 0 a 0, 01.

8. Un copolímero de injerto según una de las reivindicaciones 2 a 7, en el que la relación ponderal en moles de la cadena principal de poli (vinilsulfónico-co-alcohol vinílico) , que consiste en todos los grupos x1 y x2 y x3 sin “Poliésteres” e y según la fórmula (I) , a PLGA injertado, que consiste en todos los grupos “Poliésteres” según las fórmulas (I) y (II) , (expresada como P (VS-VA) :PLGA) está entre 1:2 y 1:30, preferiblemente entre 1:3 y 1:20, más preferible entre 1:5 y 1:15, incluso más preferible entre 1:8 y 1:12, y lo más preferible 1:10.

9. Un copolímero de injerto según una de las reivindicaciones 2 a 8, en el que m es un número entero de 5 a 60, preferiblemente de 10 a 30.

10. Un copolímero de injerto según una de las reivindicaciones 2 a 9, en el que la relación en moles de LA (R = CH3) frente a GA (R = H) está entre 0 a 100 y 100 a 0, preferiblemente entre 1 a 99 y 99 a 1, más preferiblemente entre 10 a 90 y 90 a 10, incluso más preferiblemente entre 30 a 70 y 70 a 30, y lo más preferible entre 45 a 55 y 55 a 45.

11. Un copolímero de injerto según una de las reivindicaciones 1 a 10, que tiene una temperatura de transición vítrea (Tg) entre 10 y 50ºC, preferiblemente entre 20 y 40ºC, lo más preferible entre 25 y 38ºC.

12. Un copolímero de injerto según una de las reivindicaciones 1 a 11, que tiene una viscosidad intrínseca entre 0, 01 y 1, 0, preferiblemente entre 0, 02 y 0, 2, lo más preferible entre 0, 04 y 0, 18 dl/g.

13. Un copolímero de injerto según una de las reivindicaciones 1 a 12, que tiene un tiempo de degradación del 50% entre 2 y 28 días, preferiblemente entre 2 y 18 días, más preferible entre 2 y 10 días, medido en las siguientes condiciones:

a) captura de una película polimérica a partir de una disolución al 5% (p/v) del copolímero de injerto según unas de las reivindicaciones 1 a 11 en diclorometano, dando como resultado un conjunto de muestras iguales para ser tratadas en las siguientes etapas;

b) secado durante 72 h a una temperatura de 4ºC; c) eliminación de disolventes residuales a vacío a 25ºC hasta peso constante; d) incubación en disolución salina tamponada con fosfato (PBS) 0, 15 M, pH 7, 4, a 37ºC y agitación suave una

vez al día; e) recuperación de las muestras en varios puntos en el tiempo durante el transcurso de tiempo monitorizado; f) liofilización de las muestras recuperadas durante aprox. 72 h a vacío a 25ºC hasta que se alcance una

masa constante; g) y el siguiente cálculo: Pérdida de masa (%) = 100 – (masa (seca) x 100/masa original) , con masa (seca) = peso después de la etapa (f) , y masa original = peso después de la etapa (c) .

14. Un copolímero de injerto según una de las reivindicaciones 1 a 13, que forma nanopartículas con un tamaño medio de partículas entre 50 y 500 nm, preferiblemente entre 100 y 250 nm, más preferible entre 120 y 160 nm.

15. Método de síntesis de un copolímero de injerto de poli (vinilsulfónico-co-alcohol vinílico) -g-poli (lactida-co-glicolida) (P (VS-VA) -g-PLGA) con propiedades de electrolito cargado negativamente, que comprende las etapas de:

a) sintetizar una cadena principal polielectrolítica mediante copolimerización radicálica de acetato de vinilo y una sal de ácido vinilsulfónico en presencia de un disolvente polar y un catalizador, opcionalmente seguido del aislamiento y/o purificación y/o secado del producto,

b) hidrolizar total o parcialmente o producir la alcoholisis del poli (vinilsulfónico-co-acetato de vinilo) (producto de (a) ) en condiciones alcalinas en presencia de un disolvente, opcionalmente seguido del aislamiento y/o purificación y/o secado del producto, y

c) injertar poli (lactida-co-glicolida) (PLGA) al poli (alcohol vinílico) modificado con sulfónico (producto de b) mediante polimerización de apertura de anillo en presencia de un catalizador, opcionalmente seguido del aislamiento y/o purificación y/o secado del producto.

16. Método de síntesis de un copolímero de injerto según la reivindicación 15 con un disolvente polar en la etapa (a) , preferiblemente aquel que se selecciona de agua, metanol, etanol y/o isopropanol, más preferiblemente una mezcla de metanol y agua.

17. Método de síntesis de un copolímero de injerto según la reivindicación 15 ó 16 con un iniciador de la polimerización radicálica como catalizador en la etapa (a) .

18. Método de síntesis de un copolímero de injerto según una de las reivindicaciones 15 a 17 con KOH/CH3CH2OH/H2O o NaOH/CH3CH2OH/H2O como reactivos en la etapa (b) .

19. Método de síntesis de un copolímero de injerto según una de las reivindicaciones 15 a 18 con octoato estannoso (Sn (Oct) 2) como catalizador en la etapa (c) .

20. Método de síntesis de un copolímero de injerto según una de las reivindicaciones 15 a 19, que comprende las etapas de:

a) La copolimerización radicálica de sal sódica del ácido vinilsulfónico y acetato de vinilo, según el siguiente esquema de reacción:

b) Hidrólisis para obtener poli (vinilsulfónico-co-alcohol vinílico) , según el siguiente esquema de reacción:

y c) Injerto de PLGA (LA:GA = 50:50) , según el siguiente esquema de reacción:

con

R = H (GA) o CH3 (LA)

21. Método de síntesis de un copolímero de injerto según una de las reivindicaciones 15 a 20 con una relación de

alimentación de monómeros de vinilsulfónico frente a acetato de vinilo (VSA:VAc) en la etapa (a) entre 2:8 y 8:2, preferiblemente entre 4:6 y 6:4% en moles.

22. Método de síntesis de un copolímero de injerto según una de las reivindicaciones 15 a 21 con una relación de monómeros de injerto de ácido láctico frente a ácido glicólico (LA:GA) en la etapa (c) entre 1 a 99 y 99 a 1, preferiblemente entre 10 a 90 y 90 a 10, más preferiblemente entre 30 a 70 y 70 a 30, y lo más preferible entre 45 a

55 y 55 a 45.

23. Método de síntesis de un copolímero de injerto según una de las reivindicaciones 15 a 22 con una relación en peso de cadena principal a injerto (P (VS-VA) :PLGA) en la alimentación en la etapa (c) entre 1:2 y 1:30, preferiblemente entre 1:3 y 1:20, más preferiblemente entre 1:5 y 1:15, incluso más preferiblemente entre 1:8 y 1:12, y lo más preferible 1:10.

24. Un vehículo farmacéutico coloidal, que comprende un copolímero de injerto según una de las reivindicaciones 1 a 14.

25. Un vehículo farmacéutico coloidal, que comprende un copolímero de injerto, sintetizado según una de las reivindicaciones 15 a 23.

26. Un vehículo farmacéutico coloidal según la reivindicación 24 ó 25, que está sustancialmente libre de 25 tensioactivos.

27. Nanopartículas que comprenden un copolímero de injerto según una de las reivindicaciones 1 a 14 con un tamaño medio de partículas entre 50 y 500 nm, preferiblemente entre 100 y 250 nm, más preferible entre 120 y 160

nm.

28. Nanopartículas según la reivindicación 27 con un índice de polidispersidad entre 0, 05 y 0, 1.

29. Nanopartículas según la reivindicación 27 ó 28 con un potencial zeta entre -15 y -60 mV.

30. Método de síntesis de nanopartículas según una de las reivindicaciones 27 a 29, que comprende las etapas de:

a) disolver en un disolvente orgánico un copolímero de injerto según una de las reivindicaciones 1 a 14 y/o un copolímero de injerto sintetizado según una de las reivindicaciones 15 a 23,

b) inyectar la disolución resultante de la etapa (a) en una fase acuosa, y

c) eliminar el disolvente orgánico.

31. Método según la reivindicación 30 con acetona como disolvente orgánico y de agua con una conductividad por debajo de 0, 1 ∀S/cm como fase acuosa.

32. Una composición que comprende (a) un fármaco biológica y/o farmacéuticamente activo, y (b) un copolímero de injerto según una de las reivindicaciones 1 a 14 y/o un copolímero de injerto sintetizado según una de las reivindicaciones 15 a 23 y/o un vehículo farmacéutico coloidal como se define en una de las reivindicaciones 24 a 26 y/o con nanopartículas de un copolímero de injerto según una de las reivindicaciones 27 a 29 y/o con nanopartículas sintetizadas según una de las reivindicaciones 30 a 31.

33. Una composición según la reivindicación 32, que es una composición farmacéutica, especialmente para el tratamiento o profilaxis de una neumopatía, o para la administración mediante inhalación de fármacos que actúan sistémicamente, especialmente para pacientes humanos.

34. Una composición según la reivindicación 32 ó 33, administrada parenteralmente, mucosalmente o mediante inhalación, preferiblemente mediante inhalación.

35. Una composición según una de las reivindicaciones 32 a 34, en la que el fármaco se selecciona de proteínas, péptidos, especialmente hormonas peptídicas, y/o moléculas orgánicas de pequeño peso molecular, especialmente con grupos más cargados positivamente que grupos cargados negativamente sobre la superficie de la molécula farmacéutica.

36. Una composición según la reivindicación 35, en la que la hormona peptídica se selecciona de interleucinas (IL-1 a IL-15) , interferones (IFN) , neutrotrofinas (NT-1 a NT-3) , factores estimulantes de colonias (CSF) , factores de crecimiento epidérmico (EGF) , factores de crecimiento neuronal, prolactina, hormona liberadora de la hormona luteinizante (LH-RH) , insulina, somatostatina, glucagón, gastrina, pentagastrina, urogastrona, calcitonina, seretina, encefalinas, endorfinas, angiotensinas, renina, bradiquinina, tirocidina, gramicidinas, eritropoyetina (EPO) , angiopeptina, hirudina, oxitocina, vasopresina, péptido relacionado con el gen de calcitonina (CGRP) , factores de crecimiento derivados de cerebro (BDGF) , sus análogos sintéticos y modificaciones, y/o sus fragmentos farmacológicamente activos.

37. Una composición según la reivindicación 35, en la que la molécula orgánica de pequeño peso molecular se selecciona de salbutamol, salmeterol, fenoterol, indacaterol, formoterol, carmoterol, aclidinio, bromuro de ipratropio,

o bromuro de tiotropio, opcionalmente en forma de una sal de adición de ácidos.

38. Uso de un copolímero de injerto según una de las reivindicaciones 1 a 14, para la preparación de un vehículo farmacéutico coloidal.

39. Uso de un copolímero de injerto según una de las reivindicaciones 1 a 14, para la preparación de nanopartículas y/o composiciones coloidales autoagregantes que comprenden además un ingrediente activo.

40. Uso de un copolímero de injerto según una de las reivindicaciones 1 a 14 y/o copolímero de injerto sintetizado según una de las reivindicaciones 15 a 23 y/o un vehículo farmacéutico coloidal como se define en una de las reivindicaciones 24 a 26 y/o nanopartículas de un copolímero de injerto según una de las reivindicaciones 27 a 29 y/o con nanopartículas sintetizadas según una de las reivindicaciones 30 a 31, para la preparación de una composición que comprende un fármaco biológica y/o farmacéuticamente activo para la liberación controlada de dicho fármaco.

A. Copolimerización radicálica de sal sódica de ácido vinilsulfónico y acetato de vinilo

B. Hidrólisis para obtener poli (vinil sulfónico-co-alcohol vinílico)

C. Reacción de injerto de PLGA (LA:GA=50:50)

Poliésteres =

R = H (GA) o CH3 (LA)