无定形光敏粒子、其制备方法及其使用方法

本公开总的来说涉及光敏剂以及光敏剂在例如基于光化学的治疗和荧光成像中的用途。本公开的实例提供了新型无定形光敏粒子，以及制备此类粒子和将此类粒子用于例如疾病的治疗和成像的方法。在某些实例中，此类粒子可以与无载体、无增溶剂的实施方案相结合使用，以提高临床使用的光敏剂(例如维替泊芬，也被称为bpd)的光物理和光化学稳定性。在某些实例中，此类粒子可用于荧光引导的外科手术、癌症和非癌症疾病的光动力疗法、癌症和非癌症疾病的荧光诊断、血脑屏障打开、药物向脑的递送和/或各种其他类型的治疗和实施方案。

背景技术：

1、光动力疗法(pdt)涉及无毒性光敏剂(ps)的光激活，以通过产生活性氧物质(ros)来调节组织或诱导细胞死亡。这种基于光化学的治疗方式已在从湿性年龄相关性黄斑变性到难治性脑肿瘤和胰腺导管腺癌的不同疾病的治疗中显示出前景。为了改善预后，通常将pdt与常规治疗例如手术、化疗、免疫疗法和放射化疗联合。pdt能够对亚细胞细胞器(例如线粒体、内质网、溶酶体)造成直接损伤，绕过化疗所需的细胞死亡信号传导通路，并且不导致重叠的副作用。pdt还能够使肿瘤血管系统和血脑屏障bbb通透化，增强肿瘤内药物递送。

2、光敏剂是对光学刺激做出响应并产生具有时空精确性的化学反应以诱导靶向生物变化的药物。已经研究并销售了各种光敏剂用于光化性角化病、脉络膜新生血管化、细菌感染和癌症的pdt。自2000年美国食品药品监督管理局(fda)批准了用于黄斑变性的pdt的第一种光敏剂纳米制剂——脂质体维替泊芬以来，在光敏剂递送的开发方面已取得重大进展。维替泊芬(vp，也被称为苯并卟啉衍生物)是一种用于光动力治疗(pdt)的光敏剂，具有优异的单线态氧产率，并且由于主要通过肝脏介导的机制快速清除，具有系统性毒性最小。pdt包括vp的静脉内施用，然后用690nm的非热激光激活vp，以产生高细胞毒性、短寿命的ros。尽管vp已被证明在诸如脉络膜视网膜病症和癌症的多种疾病中具有优势，但该分子相对疏水，并且需要载体系统进行临床递送。

3、此外，尽管脂质体显著提高了水不溶性光敏剂在水性介质中达到临床相关浓度的能力，但它们必然被磷脂双层包裹，这会潜在地阻碍光敏剂在细胞中的摄取和光化学活性。这种在脂质双层中的包封导致负载能力有限，光敏剂自猝灭的风险增加——这是临床上有效pdt的瓶颈。因此，尽管脂质体具有相当大的临床价值，但在用于光敏剂递送时，它们仍然具有重要的局限性。因此，需要提高光敏剂的细胞水平递送。与此相关的是，需要开发一种具有高效光敏剂递送和释放的无载体纳米制剂来增强pdt。

4、除了用于pdt治疗之外，ps还用于各种成像应用。活化的ps发射荧光信号，其可用于肿瘤的荧光引导切除术(fgr)。对于胶质母细胞瘤的fgr来说，一种特别成功的ps是5-ala诱导的原卟啉ix(ppix)。在口服施用前体药物5-ala后，含有ppix的神经胶质瘤在紫外光/蓝光(375-440nm)激发后发射出紫红色荧光，有助于在肿瘤切除过程中指导外科医生。尽管已显示与正常的白光手术相比，使用这种经fda批准的手术技术可以将患者的平均存活期延长3个月，但fgr和ala介导的pdt尚未实现长期存活。因此，需要改进光敏剂的递送机制。

5、已进行了许多尝试来改善化学治疗剂和ps的脂质体递送。在某些情况下，ps与生物分子(例如脂质、聚合物)的共价偶结合可以增强注射后的稳定性，允许靶向不同的细胞器，逃避药物外流，并改善成像。

6、同样，fda批准的抗癌脂质体制剂doxil和onivyde已获得成功，这部分是由于它们独特的固化药物核心(即晶体和凝胶相)，可以最大限度地减小心脏毒性并提高最大耐受剂量。然而，脂质体的显著缺点尚未被克服：已显示治疗剂在脂质体内的包封会通过血清蛋白质吸附而改变药物的生物分布。此外，脂质体倾向于大量积聚在肝脏和脾脏(即含有单核吞噬细胞系统mps的器官)内，在那里它们可导致巨噬细胞耗竭和吞噬能力受损。此外，含有聚乙二醇(peg)的脂质体制剂还可以刺激脾脏内b细胞形成和释放抗peg-igm抗体。聚乙二醇化脂质体的重复施用可能失去其隐身能力，并更快地从血液循环中被清除。这些限制凸显了对疏水性ps递送平台的需求，该平台可以在没有增溶载体或脂质体载体的情况下静脉内施用。

7、已提出将纳米晶体药物制剂作为一种用于克服与水不溶性治疗剂和脂质体递送相关的挑战的潜在解决方案。纳米晶体通常用于生物活性低的疏水性药物例如(灰黄霉素)、(萘普生钠)和(威罗菲尼)的口服施用。无载体纳米分散体也可以静脉内施用。总体而言，纳米晶体制剂允许100％的理论药物负载量，消除了对脂质和共溶剂的依赖，同时也易于通过介质研磨或再沉淀来合成。

8、具有结晶结构的纳米构建体受到了更多关注，因为它们非常稳定，具有高饱和溶解度，并且由于最小化的吉布斯自由能而在静脉内注射后具有高稳定性。此类纳米晶体已被用于抗逆转录病毒疗法、抗癌药物和其他药物的延长释放。然而，特别是在pdt的背景下，纳米晶体延长光敏剂生物可利用度的潜力在皮肤光毒性方面可能是不利的。

9、相比之下，如本文中所述，与同等尺寸的纳米晶体相比，无定形纳米药物通常具有更高的饱和溶解度，并因此具有增加的溶解速度(产生高cmax，降低tmax)，从而允许更快的药物释放。在循环过程中还原成单个分子也有助于使mps对纳米晶体的螯合最小化。本文所述的无定形结构的有效使用是令人吃惊的，至少部分是因为无定形纳米分散体通常在动力学上不稳定，并且通常需要额外的稳定剂(例如聚合物稳定剂)。

10、因此，对于开发稳定的无定形纳米构建体及其制造方法，存在着需求。具体而言，对于设计和表征与vp的临床相关脂质体制剂(l-vp)和游离形式的vp相比表现出等同或优越性能的纯药物vp无定形纳米粒子，存在着需求。此外，对于开发不使用稳定剂的无定形纳米构建体及其制备方法，仍存在着进一步的需求。

11、对于开发能够递送更高水平的疏水性光敏剂，并允许100％的理论药物负载能力，消除药物递送对脂质、聚合物和共溶剂的依赖的无载体纳米药物，也存在着更广泛的需求。

12、对于开发用于pdt的无载体、无定形光敏剂产品存在着进一步的需求，所述产品的稳定性可以在产品的整个保质期内维持，同时保持其被光激活以产生ros的能力。

13、从说明书并结合权利要求书，本公开的这些和其他目的、优点和特点将变得显而易见。

技术实现思路

1、本公开涉及纳米粒子组合物，其包含多个包含光敏剂的无定形纳米粒子。相关地，提供了纳米粒子组合物，其通过包括下述步骤的方法产生：(1)制备包含在溶剂中的光敏剂的第一液相溶液；(2)制备包含反溶剂的第二液相溶液；(3)将所述第一液相溶液逐滴添加到所述第二液相溶液中；和(4)除去任何剩余的溶剂、反溶剂和光敏剂以产生无定形纳米粒子。在一个实施方式中，步骤(3)还包括通过混合、超声处理、均化、逆流均化、微流化或其组合来添加能量。

2、在一个实施方式中，所述光敏剂占所述无定形纳米粒子的100重量％。在另一个实施方式中，所述光敏剂以约100微摩尔(μm)至约100毫摩尔(mm)之间的浓度存在于所述第一液相溶液中。

3、根据某些实施方式，溶剂和反溶剂之间的比例在约1:50至约1:4之间。

4、在某些实施方式中，所述反溶剂包括水或其他水性溶液。在其他实施方式中，所述溶剂包括二甲基亚砜(dmso)、n-甲基-2-吡咯烷酮(nmp)、2-吡咯烷酮、1,3-二甲基咪唑烷酮(dmi)、二甲基乙酰胺(dma)、二甲基甲酰胺(dmf)、二噁烷、丙酮、四氢呋喃(thf)、四亚甲基砜(环丁砜)、乙腈、六甲基磷酰胺(hmpa)、硝基甲烷、乙醇、甲醇或其组合。

5、在一个实施方式中，所述光敏剂可溶于所述溶剂。根据一个实施方式，所述光敏剂可以吸收约400nm至约1200nm范围内的光。在另一个实施方式中，所述光敏剂包括血卟啉、光卟啉、卟吩姆钠、二氢卟酚、二氢卟酚e6、菌绿素、酞菁、苯并卟啉、红紫素、卟啉烯(porphycene)、脱镁叶绿酸、脱镁叶绿酸a、焦脱镁叶绿酸a甲酯(mppa)、原卟啉ix(ppix)、间-四(3-羟基苯基)卟啉(m-thpp)、间-四(3-羟基苯基)二氢卟酚(m-thpc)、verdin、补骨脂素或其组合。在一个优选实施方式中，所述光敏剂包括维替泊芬或其衍生物。在某些实施方式中，所述组合物进一步包含赋形剂、崩解剂、润滑剂、渗透促进剂、ph调节剂、ph缓冲剂、表面活性剂或其组合。

6、本文公开了纳米粒子组合物，其包含多个无定形纳米粒子，所述纳米粒子包含至多100重量％的光敏剂；其中所述无定形纳米粒子具有1000nm或更小的尺寸；并且其中所述无定形纳米粒子不含载体且不含脂质。在一个优选实施方式中，所述光敏剂占所述无定形纳米粒子的100重量％。

7、根据一个实施方式，所述光敏剂可溶于所述溶剂。在另一个实施方式中，所述光敏剂吸收约400nm至约1200nm范围内的光。在又一个实施方式中，所述光敏剂包括血卟啉、光卟啉、卟吩姆钠、二氢卟酚、二氢卟酚e6、菌绿素、酞菁、苯并卟啉、红紫素、卟啉烯、脱镁叶绿酸、脱镁叶绿酸a、焦脱镁叶绿酸a甲酯(mppa)、原卟啉ix(ppix)、间-四(3-羟基苯基)卟啉(m-thpp)、间-四(3-羟基苯基)二氢卟酚(m-thpc)、verdin、补骨脂素或其组合。在一个优选实施方式中，所述光敏剂包括维替泊芬或其衍生物。

8、此外，本文公开了治疗疾病的方法，包括使用光动力疗法，所述方法包括：(1)向靶位置施用包含多个无定形纳米粒子的组合物，所述纳米粒子包含有效促进光动力疗法的量的光敏剂；和(2)将所述无定形纳米粒子暴露于具有能够被所述光敏剂吸收的波长的光活化光下；从而(3)在所述靶位置处产生细胞毒性活性氧物质。

9、还提供了治疗疾病的方法，所述方法包括：向靶施用有效量的包含无定形纳米粒子的组合物，所述无定形纳米粒子含有光敏剂。

10、在一个实施方式中，所述靶位置是肿瘤、组织、细胞、血管或其组合。在另一个实施方式中，所述肿瘤是胶质母细胞瘤。根据某些实施方式，所述疾病是腹膜癌、肝癌、胰腺癌、脑癌、颈癌、脊柱癌、肺癌、前列腺癌、膀胱癌、皮肤癌、眼癌、口腔癌、头颈癌、血癌、骨癌、胃癌、肾癌、乳腺癌、结肠直肠癌、宫颈癌、卵巢癌、中枢神经系统肿瘤或其组合。

11、在一个实施方式中，所述方法还包括施用抗肿瘤药或第二治疗剂的步骤。在某些实施方式中，所述组合物进一步包含抗肿瘤药、第二治疗剂、赋形剂、崩解剂、润滑剂、渗透促进剂、ph调节剂、ph缓冲剂、表面活性剂或其组合。

12、根据一个实施方式，所述施用是口服、黏膜、肠胃外或透皮施用。

13、在一个实施方式中，所述抗肿瘤药包括依马沙尼(emaxanib)、环孢菌素、依那西普、多西环素、硼替佐米、阿西维辛、阿柔比星、盐酸阿考达唑、阿克罗宁、阿多来新、阿地白介素、六甲蜜胺、安波霉素、醋酸阿美蒽醌、安吖啶、阿那曲唑、安曲霉素、天冬酰胺酶、曲林菌素、阿扎胞苷、阿扎替派、阿佐霉素、巴马司他、苯佐替派、比卡鲁胺、盐酸比生群、二甲磺酸双奈法德、比折来新、硫酸博来霉素、布喹那钠、溴匹立明、白消安、放线菌素c、卡鲁睾酮、卡醋胺、卡贝替姆、卡铂、卡莫司汀、盐酸卡柔比星、卡折来新、西地芬戈、塞来昔布、苯丁酸氮芥、西罗霉素、顺铂、克拉屈滨、甲磺酸克瑞托尔(crisnatol)、环磷酰胺、阿糖胞苷、达卡巴嗪、放线菌素d、盐酸柔红霉素、地西他滨、右奥马铂、地扎胍宁、甲磺酸地扎胍宁、亚丝醌、多西他赛、多柔比星、盐酸多柔比星、屈洛昔芬、柠檬酸屈洛昔芬、丙酸屈他雄酮、达佐霉素、依达曲沙、盐酸依氟鸟氨酸、依沙芦星、恩洛铂、恩普氨酯、依匹哌啶、盐酸表柔比星、厄布洛唑、盐酸依索比星、雌莫司汀、雌莫司汀磷酸钠、依他硝唑、依托泊苷、磷酸依托泊苷、依托普林(etoprine)、盐酸法曲唑、法扎拉滨、芬维a胺、氟尿苷、磷酸氟达拉滨、氟尿嘧啶、氟西他滨、磷喹酮、福司曲星钠、吉西他滨、盐酸吉西他滨、羟基脲、盐酸伊达比星、异环磷酰胺、伊莫福新、异丙铂、伊立替康、盐酸伊立替康、醋酸兰瑞肽、来曲唑、醋酸亮丙瑞林、盐酸利阿唑、洛美曲索钠、洛莫司汀、盐酸洛索蒽醌、马索罗酚、美登素、盐酸氮芥、醋酸甲地孕酮、醋酸美伦孕酮、马法兰、美诺立尔、巯嘌呤、甲氨蝶呤、甲氨蝶呤钠、氯苯氨啶、美妥替哌、米丁度胺、米特卡辛、米托罗明(mitocromin)、米托洁林、米托马星、丝裂霉素、米托司培、米托坦、盐酸米托蒽醌、霉酚酸、诺考达唑、诺加霉素、奥马铂、奥昔舒仑、紫杉醇、培门冬酶、培利霉素、戊氮芥、硫酸培洛霉素、培磷酰胺、哌泊溴烷、哌泊舒凡、盐酸吡罗蒽醌、普卡霉素、普洛美坦、卟吩姆钠、泊非罗霉素、泼尼氮芥、盐酸丙卡巴肼、嘌呤霉素、盐酸嘌呤霉素、吡唑呋喃菌素、利波腺苷、沙芬戈、盐酸沙芬戈、司莫司汀、辛曲秦、司帕沙星钠(sparfosatesodium)、司帕索霉素、盐酸螺旋锗、螺莫司汀、螺铂、链黑霉素、链脲佐菌素、磺氯苯脲、他利霉素、替可加兰钠、泰素帝、替加氟、盐酸替洛蒽醌、替莫泊芬、替尼泊苷、替罗昔隆、睾内酯、硫咪嘌呤、硫鸟嘌呤、噻替哌、噻唑呋林、替拉扎明、柠檬酸托瑞米芬、醋酸曲托龙、磷酸曲西立滨、三甲曲沙、葡萄糖醛酸三甲曲沙、曲普瑞林、盐酸妥布氯唑、乌拉莫司汀、乌瑞替派、伐普肽、硫酸长春碱、硫酸长春新碱、长春地辛、硫酸长春地辛、硫酸长春匹定、硫酸长春甘酯、硫酸长春罗新、酒石酸长春瑞滨、硫酸长春罗定、硫酸长春利定、伏氯唑、折尼铂、净司他丁、盐酸佐柔比星或其组合。

14、尽管公开了多个实施方式，但基于示出并描述了本公开的说明性实施方式的详细描述，本公开的其他实施方式将变得显而易见。上述概述仅仅是说明性的，并不旨在以任何方式进行限制。除了上述说明性方面、实施方式和特点之外，本技术的其他方面、实施方式和特点从下面示出并描述了本技术的说明性实施方式的附图和详细描述中是显而易见的。本文描述技术的每个特点可以与本公开的任一个或多个其他特点相结合，例如，所述方法可以与本文描述的任何组合物一起使用。因此，所述附图和详细描述应被视为说明性而非限制性的。