专利名称：：可生物降解的三嵌段共聚物,它们的合成方法和从它制得的水凝胶和生物材料的利记博彩app
技术领域：
：本发明的领域本发明涉及合成具有聚(羟基链烷酸酯)聚合物嵌段和聚(烯化氧)聚合物嵌段的两亲性共聚物的方法，由该聚合物与环糊精形成的水凝胶，以及包括以该聚合物和水凝胶为基础的可注射的水凝胶药物输送体系的生物材料。本发明的背景许多药物由一些方法配混来用于输送，该方法导致了在人或其它哺乳动物的体内中的治疗效果，它随着时间推移而显著变化。由静脉途径输送的药物会在血浆药物浓度中导致几乎瞬时峰，随后，随着药物被新陈代谢，在血浆水平中有逐渐的衰退。由口服或肌注途径输送的药物会导致药物的血浆浓度在该药物的系统吸收过程中慢慢地提高，随后从峰值血浆药物水平下降。药物按剂量给药可能需要在频繁的间隔，如每日，加以重复，但是这最多仅仅接近连续或恒定的治疗水平。有益的是将许多类型的治疗剂输送在输送体系中，以使该治疗剂在较长时间内持续释放。用于药物的控制释放和输送的各种聚合物已经在过去20年中开发出来。大多数的聚合物形成为植入物或可注射的微球粒。此类聚合物是，和必须是，可生物降解的和生物相容的。为了生产合适形式的聚合物，需要复杂的制造过程，它典型地牵涉到有机溶剂。然而，有机溶剂的使用会引起一些蛋白质药物的变性，和甚至痕量的有机溶剂是有毒的。已经探索将聚合物水凝胶用于药物输送和控制释放。例如，化学交联的聚合物水凝胶已经用作植入物。一些可注射的药物输送体系在注射之后在体内形成化学交联的水凝胶，提供了药物储藏库。然而，由于这些聚合物中的一些的存在和/或断裂而在体内发生的化学反应会引起组织刺激和损坏。物理聚合物水凝胶已经广泛地探索用于生物材料应用。实例包括由对映异构化聚合物或多肽链段的络合所形成的水凝胶，和具有温度-或pH-敏感性能的水凝胶。它们引起了对于控制药物输送的特别关注，因为在捕获精细生物活性试剂如蛋白质中所牵涉到的温和和含水性条件。例如，从热敏性嵌段共聚物形成的现场所形成水凝胶也已经被推荐作为药物的持续释放基质。它们有下列优点，即没有在凝胶形成中所牵涉的化学反应。这些共聚物水凝胶通常为高分子药物如蛋白质和激素所设计。此类温度敏感凝胶的缺点是在注射中使用该凝胶的实践性。新近，两亲性嵌段共聚物对于基础研究和应用已吸引了特殊关注，因为它们的独特的链层次结构和在固态下以及在溶液中的物理性能。Forster，S.等人，Adv.Mater.10195-217(1998)；Alexandridis，P.Curr.0pin.ColloidInterfaceSci.1490-501(1996)。它们因为高度有序的自组合结构而已经广泛地作为在超分子的聚合物化学中的结构单元。Forster(1998)，Alexandridis(1996)；Vanhest，J.等人，W.Science2681592-1595(1995)；Jenekhe，S.等人，Science283372-375(1999)；Kukula，H.等人，J.Am.Chem.Soc.1241658-1663(2002)。两亲性嵌段共聚物已经被认为利用这一自组合的生物材料的优点。该研究已经导致获得了具有新型的宏观特性的生物材料，它们用于控制的药物输送和组织工程技术。Jeong，B等人，Adv.DrugDeliveryRev.5427-51(2002)；Kissel，T.等人，Adv.DrugDeliveryRev.5499-134(2002)。聚(环氧乙烷)(PEO)广泛被用作亲水性和生物相容的聚醚。Herold，D等人，Biochem.Pharmacol.3873-76(1989)。包括PEO作为亲水性链段的两亲性ABA三嵌段共聚物以前进行了研究和被描述为用作生物材料。该术语ABA在这里用于指一种聚合物，它包括第一聚合物的中心链段，称作B嵌段共聚物，和第二聚合物的第一和第二端链段，称为A嵌段共聚物。作为典型的实例，商购的聚(环氧乙烷)-聚(环氧丙烷)-聚(环氧乙烷)(PEO-PPO-PEO，PluronicTM)三嵌段共聚物已经广泛地就它们的相特性和药物输送的潜在应用进行研究。Alexandridis，P等人，ColloidsSurf.961-46(1995)；Bromberg，L.等人，Adv.DrugDelRev.31197-221(1998)。最近，更多的关注已经集中于具有可生物降解性聚酯的PEO的两亲性ABA三嵌段共聚物。由PEO和聚酯如聚(L-乳酸)(PLLA)，聚(乙醇酸)或它们的共聚酯组成的三嵌段共聚物的合成和表征已进行了报导。Jeong，B等人，Nature388860-862(1997)；Jeong，B.等人，Macrorrzolecules327064-7069(1999)；US专利5,384,333；US专利5,702,717；US专利4,716,203；US专利5,476,909。此类两亲性嵌段共聚物倾向于在水中形成胶束或甚至凝胶剂，它们潜在地可用于可注射的药物输送体系。另一种有益的水凝胶体系是由线性聚合物如聚(环氧乙烷)(PEO)穿透环糊精(CD)的内腔而形成具有项链状超分子结构的包含配合物所产生的polyrotaxanes组成。HaradaA.等人，Nature356325(1992)；LiJ.等人，Polym.J.261019(1994)。然而，仅仅高分子量PEO能够与α-CD形成水凝胶，和水凝胶在水溶液中的离解是快速的，因为PEO的亲水性质。使用相关的水凝胶的可注射的药物输送体系公开于US专利申请2002/0019369A1中，以发明人Li等人的名义，标题为InjectableDrugDeliverySystemswithCyclodextrin-PolymerBasedHydrogels，它的公开内容被引入这里供参考。本申请公开了从CD，一种聚合物即聚(乙二醇)(PEG)，PEG衍生物，或PEG共聚物，和药物形成的环糊精聚合物基可注射的组合物。它涉及到将聚(丙二醇)或其它聚(亚烷基二醇)用作该体系中的聚合物。尽管在这一出版物中公开的聚合物水凝胶提供了有希望的持续释放体系，但是它们还没有表明对于长于一个星期的持续释放提供优化的释放动力学。聚[(R)-3-羟基丁酸酯](PHB)是由许多微生物作为碳和能量储存材料所合成的旋光活性可生物降解的聚酯。Doi，Y.MicrobialPolyesters；VCHPublisher，NewYork(1990)。授权于Cha等人的US专利5,702,717公开了由疏水性A聚合物嵌段(它是聚(α-羟基酸)或聚(碳酸亚乙酯))，和亲水性B聚合物嵌段(它是聚(乙二醇))组成的热敏的可生物降解的共聚物。这些聚合物被公开用于药物输送，并表征为显示出反转热凝胶化行为。聚(α-羟基酸)聚合物嵌段的潜在例子的所公开目录包括羟丁酸；然而这是聚(β-羟基链烷酸酯)，和不落在由Cha等人教导的聚合物种类之中，也不可能显示出由Cha等人寻求的全部特征。此外，Cha等人利用了实施环状单体的开环聚合的合成过程，这导致了聚(α-羟基酸)的潜在地不希望有的外消旋作用。本发明概述本发明提供了药物输送体系，它包括从环糊精和两亲性共聚物形成的水凝胶，和治疗有效量的紧密地含在水凝胶中的至少一种治疗剂，该共聚物包括包含聚(烯化氧)的A聚合物嵌段和包含聚(羟基链烷酸酯)的B聚合物嵌段。本发明还提供了合成两亲性ABA三嵌段共聚物的方法，其中包括作为A嵌段聚合物的聚(环氧乙烷)和作为B嵌段聚合物的聚(3-羟基丁酸酯)。该方法要求将聚(3-羟基丁酸酯)转化成具有低分子量的链端有官能基的聚(3-羟基丁酸酯)-二醇；从甲氧基-聚(环氧乙烷)生产甲氧基-聚(环氧乙烷)-单羧酸；使用1，3-二环己基碳二亚胺让聚(3-羟基丁酸酯)-二醇与甲氧基-聚(环氧乙烷)-单羧酸偶联，得到ABA三嵌段共聚物。本发明还提供了通过将环糊精，治疗有效量的在含水碱液(aqueousbasefluid)中的至少一种治疗剂，和两亲性共聚物相掺混来形成水凝胶药物输送体系的方法，其中该共聚物包括含有聚(烯化氧)的A聚合物嵌段和包含聚(羟基链烷酸酯)的B聚合物嵌段。在本发明的另一个方面，提供了用至少一种治疗剂治疗人或需要治疗的其它哺乳动物的方法。该方法用于将至少一种治疗剂施加在药物输送体系中，该药物输送体系包括从环糊精和两亲性共聚物形成的水凝胶，其中共聚物包括含有聚(烯化氧)的A聚合物嵌段和含有聚(羟基链烷酸酯)的B聚合物嵌段，其中治疗有效量的至少一种治疗剂紧密地包含在该水凝胶内。在本发明的一个优选实施方案中，A聚合物嵌段是聚(环氧乙烷)(PEO)和B聚合物嵌段是聚[(R)-3-羟基丁酸酯](PHB)。在本实施方案中用于与α-环糊精(α-CD)形成水凝胶的共聚物是三嵌段PEO-PHB-PEO共聚物。本发明的实施方案的两亲性三嵌段共聚物，通过使用PEO作为端链段和PHB作为中间链段，具有有益的性能，因为PHB是高度结晶性的和疏水性的。另外，PHB比PLLA和许多其它常用生物聚酯有更低的活体内降解速率。Gogolewski，S.等人，J.Bionzed.Mat.Res.271135-1148(1993)。因此，PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物对于长期植入或药物的控制输送而言比以前开发的聚合物更具前景。除了在α-CD和PEO嵌段之间的配合物的自组装外，在PHB中间链嵌段之间的疏水性-疏水性相互作用进一步增强了该水凝胶网络。水凝胶的性能能够通过调节分子量以及PHB和PEO的摩尔比率来进行微调，使得它们更有潜力地用于各种生物医学应用，如用于蛋白质，肽，基因，小分子，抗体和它们的片段和人重组蛋白质，抗原，DNA，RNA或DNA纳米颗粒的输送，和用于组织工程技术。本发明的PEO-PHB-PEO水凝胶具有相对于其它已知水凝胶而言大大提高的持续释放特性，部分地归因于中间部分的增加的疏水性，到了令人吃惊的程度。这些水凝胶也显示出增强的稳定性，更快速地形成凝胶，和需要使用更少的环糊精，最大程度地减少了任何不希望有的副作用，如潜在的炎症(如果使用过量的环糊精的话可能会发生)。本发明的PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物具有在含水介质中胶束形成的强烈趋势。从本发明的共聚物的胶束形成是对温度不太敏感的。当与从其它聚(α-羟基链烷酸)如PLLA或PGA形成的胶束的相对温度不稳定性(Jeong(2002)；Kissel(2002)；Jeong(1997)；Jeong(1999))相比时，这一温度不敏感性是出乎意外的，假定PHB和PLLA具有相似的化学结构。本发明的胶束因此很适合于药物输送，如在15到45℃的范围内，因为它们在这一范围内的较高温度下不倾向于过早地破裂，并且在这一范围内的较低温度下不易聚集到较大尺寸。附图的简述当结合附图时通过阅读下列详细说明能够更容易地理解本发明的上述方面和许多伴随的优点，其中图1提供了根据本发明的实施方案的用于聚(环氧乙烷)-聚[(R)-3-羟基丁酸酯]-聚(环氧乙烷)(PEO-PHB-PEO)共聚物的合成的化学反应历程；图2提供了在实施例1中生产的PEO-PHB-PEO共聚物和相应预聚物的凝胶渗透色谱法(GPC)色谱图；图3提供了在实施例1中生产的PEO-PHB-PEO共聚物和相应预聚物的1HNMR谱；图4提供了根据实施例1的过程生产的PEO-PHB-PEO(2000-3900-2000)共聚物和相应预聚物的FTIR谱；图5提供了在根据实施例1的过程生产的PEO-PHB-PEO共聚物和相应预聚物的热重分析(TGA)过程中的失重曲线；图6和7提供了根据实施例1的过程生产的不同分子量的PEO-PHB-PEO共聚物以及相应预聚物的差示扫描量热法(DSC)温谱图；图8和9提供了根据实施例1的过程生产的不同分子量的PEO-PHB-PEO共聚物以及相应预聚物的广角X射线衍射(XRD)图；图10说明了实施例2的从下列水凝胶中释放的BSA-FITC(填装了1.0mgBSA-FITC的300mg水凝胶)的活体外释放分布图α-CD-PEO(10000)水凝胶(●)(先有技术)；α-CD-PEO(20000)水凝胶(◆)(先有技术)；根据本发明的实施方案的α-CD-PEO-PHB-PEO(5000-2350-5000)水凝胶(▲)；和根据本发明的α-CD-PEO-PHB-PEO(5000-3850-5000)水凝胶(■)；图11说明了实施例3的从下列水凝胶中释放的葡聚糖-FITC(填充1.0mg葡聚糖-FITC(Mn20,000)的300mg水凝胶)的活体外释放分布图PEO-PHB-PEO(5000-5500-5000)水凝胶(■)；根据本发明实施方案的α-CD-PEO-PHB-PEO(5000-5500-5000)水凝胶(●)；和根据本发明实施方案的α-CD-PEO-PHB-PEO(5000-3800-5000)水凝胶(▲)。图12和13提供了未配合PEO-PHB-PEO共聚物的XRD图，相比于与α-CD(图12)或γ-CD(图13)配合的各种分子量的PEO-PHB-PEO共聚物；图14和15提供了未配合PEO-PHB-PEO共聚物的DSC温谱图，相比于与α-CD(图14)或γ-CD(图15)配合的各种分子量的PEO-PHB-PEO共聚物；图16提供了未配合α-CD和与PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)共聚物配合的α-CD的13CCP/MASNMR谱，其中箭头显示了与单个构象应变的配糖键相邻的C-1和C-4的分辨共振；图17提供了在DMSO-d6中与PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)共聚物配合的α-CD的4001HNMR谱；图18和19提供了未配合PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)共聚物的不同分辩率的FTIR谱，相比于与α-CD或γ-CD配合的这一共聚物和与纯α-CD对比；图20提供了纯α-CD，纯PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)共聚物和这一共聚物与α-CD的配合物的热重分析(TGA)曲线；图21提供了在实施例5的PEO-PHB-PEO共聚物的水溶液中，在各种浓度和23℃下，芘探针(6.0×10-7M)的在373nm处监测的稳态荧光激发光谱；图22说明了在23℃下，实施例5的PEO-PHB-PEO共聚物的浓度对于在共聚物溶液中芘的I337/I334比率的影响；图22说明了在不同的浓度下，温度对于在实施例5的PEO-PHB-PEO共聚物的水溶液中芘的I337/I334比率的影响；图24a提供了在磷酸盐缓冲盐水的关节内注射之后的一周过后，显示兔膝关节的显微解剖图的图像(最初的放大倍数×10)；和图24b提供了在α-CD-PEO-PHB-PEO(5000-2000-5000)水凝胶的关节内注射之后的一周过后，显示兔膝关节的显微解剖图的图像(最初的放大倍数×10)。优选实施方案的详细说明本发明提供了药物输送体系，它包括从环糊精和两亲性共聚物形成的水凝胶，和治疗有效量的紧密地含在水凝胶中的至少一种治疗剂，该共聚物包括包含聚(烯化氧)的A聚合物嵌段和包含聚(羟基链烷酸酯)的B聚合物嵌段。在本发明的一个优选实施方案中，A聚合物嵌段是聚(环氧乙烷)(PEO)和B聚合物嵌段是聚[(R)-3-羟基丁酸酯](PHB)，和共聚物是三嵌段ABA共聚物PEO-PHB-PEO。现在描述本发明的聚(烯化氧)-聚(羟基链烷酸酯)-聚(烯化氧)共聚物的A和B嵌段共聚物组分。聚(烯化氧)亲水性聚(烯化氧)末端链段结构(A嵌段聚合物)用于本发明的三嵌段共聚物中。聚(烯化氧)适宜地选自聚(环氧乙烷)，聚(四亚甲基氧化物)和聚(四氢呋喃)。用于本发明的优选的聚(烯化氧)是聚(环氧乙烷)(PEO)或它的衍生物，和最优选是PEO。PEO也被称为聚(乙二醇)，和在这里使用的术语聚(环氧乙烷)(和该缩写PEO)意图希望也指聚(乙二醇)(PEG)。该聚(烯化氧)可具有不同的形式和不同的端基。例如，对于PEO，PEO衍生物可具有不同的结构，例如星形PEO，梳形PEO等。该聚(环氧乙烷)可以是改性分子的形式，例如PEG化的多糖，PEG化的聚(氨基酸)，PEG化的蛋白质，等等。另外，PEO的多胺衍生物，例如PEG化的聚(亚乙基亚胺)或PEG化的聚赖氨酸，都可以使用。在本发明的共聚物中用作A嵌段共聚物的PEO或其它聚(烯化氧)的相对分子量(Mr)适宜是500到2,000，和优选是2,000到10,000。聚(羟基链烷酸酯)高度疏水性聚(羟基链烷酸酯)中间段结构(B嵌段聚合物)用于本发明的三嵌段共聚物中。合适的聚(羟基链烷酸酯)是a)相对疏水性的，因此在聚合物链之间的疏水性-疏水性相互作用促进高分子组装和降低所需CD的浓度；b)可生物降解的；和c)无毒的和生物相容的。用于本发明的合适的疏水性B聚合物嵌段是聚(羟基链烷酸酯)。用于本发明的合适聚(羟基链烷酸酯)的例子包括聚[(R)-3-羟基丁酸酯](PHB)，也称为聚[(R)-3-羟基丁酸]或聚(β-羟基酸)；聚[(R)-4-羟基丁酸酯](PGHB)；聚[(R)-3-羟基戊酸酯](PHV)；聚[(R)-3-羟基丁酸酯]-co-聚[(R)-3-羟基戊酸酯](PHB/HV)；聚[(R)-3-羟基己酸酯](PHHx)；聚[(R)-3-羟基庚酸酯](PHHp)；以上(R)对映异构体的每一种的(S)对映异构体；以上(S)和(R)对映异构体的外消旋混合物；和以上聚(羟基链烷酸酯)的混合物。优选的聚(羟基链烷酸酯)是聚(β-羟基链烷酸酯)，和更具体地说，是聚[(R)-3-羟基丁酸酯](PHB)和相关的聚[(R)-3-羟基链烷酸酯]。用于本发明的最优选的聚(羟基链烷酸酯)是PHB。在本发明的共聚物中用作B嵌段聚合物的PHB或其它聚(羟基链烷酸酯)的相对分子量(Mr)适宜是500到2,000，优选是2,000到10,000，更优选2,500到7,500和最优选是3,000到5,000。共聚物本发明提供了用下面进一步描述的独特的合成工艺生产的聚(烯化氧)和聚(羟基链烷酸酯)的两亲性共聚物。优选地，这些共聚物是ABA三嵌段共聚物，例如PEO-PHB-PEO。本发明的此类三嵌段共聚物与环糊精形成水凝胶，和可用于持续释放药物输送和其它生物医学应用。本发明还涉及聚(烯化氧)和聚(羟基链烷酸酯)的AB嵌段共聚物，例如PEO-PHB。可以相信，此类AB嵌段共聚物也与环糊精形成有用的水凝胶。因此，尽管三嵌段ABA聚合物是优选的，这里描述的本发明的全部实施方案应该理解为同样适用于聚(烯化氧)和聚(羟基链烷酸酯)的AB嵌段共聚物。本发明的聚合物的其它变化形式也是可能的。例如，庞大的保护基团可以经由可生物降解的连接基例如L-苯基丙氨酸，L-色氨酸，烟碱基团等共轭到聚合物链的末端。本发明的PEO-PHB-PEO聚合物的分子量适宜在1,000和50,000之间，和优选在5,000和35,000之间。本发明的共聚物能够配制成可生物吸收的，可生物降解的，生物相容的，并且能够与环糊精形成水凝胶。可生物吸收的是指该聚合物能够从身体内它的最初施用位置上消失，有或者没有该分散聚合物分子的降解。可生物降解的是指该聚合物能够利用水解或酶催降解作用在身体内断裂或降解。生物相容的是指全部的组分在身体内是无毒的。环糊精环糊精(即，cylcodextrin)在本发明中用作配位剂，与三嵌段共聚物的链段配合。这些环糊精穿线连接的聚合物的簇聚作用然后形成水凝胶。环糊精是由α1，4连接基所连接的六个，七个，八个或更多个D(+)葡糖吡喃糖单元组成的一系列天然环状低聚糖。环糊精是可生物降解的和生物相容的和可以是天然的或人工合成的。环糊精可以由例如微生物自然地合成。环糊精可以人工地改性以调控它的性能，如改进溶解度，配合物-形成能力，和特异性。这里使用的环糊精指全部天然形式和人工改性的形式。合适的环糊精包括α-环糊精，β-环糊精，γ-环糊精和它们的衍生物，其中包括疏水性衍生物，亲水性衍生物，带电荷的环糊精等。优选的环糊精是α-环糊精。聚合物合成PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物的合成程序在图1的反应历程中给出。为了合成根据本发明的PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物，首先使用普通方法制备聚合物前体。天然来源PHB具有高分子量，并且具有一个羟基端基和一个羧基端基。天然来源PHB在光学活性上也是纯的。高分子量天然来源PHB通过使用已知的技术与乙二醇进行酯交换反应而被转化成较低分子量的链端羟基终端PHB(PHB-二醇)。例如，该酯交换反应可以在二甘醇二甲醚中进行，其中二月桂酸二丁锡作为催化剂。该酯交换反应进行几个小时到一夜，生产出具有几百到几千的平均分子量的PHB-二醇，由凝胶渗透色谱法(GPC)测定。甲氧基-PEO-单羧酸(M-PEO-A)预聚物适宜使用已知的技术由甲氧基-PEO与琥珀酸酐在4-(二甲基氨基)吡啶(DMAP)和三乙胺存在下在1，4-二噁烷中的反应来制备。这些聚合物前体即预聚物然后根据本发明的方法被偶联，得到所需的三嵌段共聚物。该预聚物(PHB-二醇和M-PEO-A)优选首先加以干燥，因为偶联反应是湿度敏感的。该双官能化PHB-二醇与M-PEO-A通过使用1，3-二环己基碳二亚胺(DCC)作为偶联剂进行偶合，得到PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物。再次，因为湿度敏感度，偶联反应是在干燥二氯甲烷中在氮气氛下进行。M-PEO-A应该在偶联反应中是过量的，以确保全部的PHB-二醇转化成该三嵌段共聚物。目标三嵌段共聚物然后通过一次或多次沉淀和用混合溶剂(适宜为甲醇/乙醚或氯仿/乙醚)的小心分级来分离和提纯。聚合物的PHB嵌段保持了清晰的(R)外消旋构型。除PHB的(R)对映异构体生产三嵌段共聚物之外，这一合成工艺也预计可用于PHB的(S)对映异构体以及(S)和(R)对映异构体的外消旋混合物和其它相关聚(3-羟基链烷酸酯)和它们的共聚物的生产。水凝胶组装在本发明的两亲性三嵌段共聚物和环糊精之间的超分子自组装(supramolecularself-assembly)会形成物理交联的可注射水凝胶。超分子自组装涉及到多个分子组分的自发缔合成具有清晰的微观组织和宏观特性的特定相。在本发明的水凝胶中，PEO(例如)链段彼此自组装，而在PHB(例如)中间链段之间发生疏水性相互作用。药物能够以持续方式从由本发明的环糊精-聚合物基可注射水凝胶形成的活体内基质或载体中输送出来。该环糊精-聚合物基可注射水凝胶组合物能够以任何合适的方式制备。对于没有药物的水凝胶的形成，环糊精与含水载液(例如，去离子水或盐水)相结合。该环糊精溶液进行混合，然后添加两亲性共聚物组分(例如，PEO-PHB-PEO)。混合物一般被冷却到0℃到25℃的温度，和优选冷却到冷冻温度如4℃。所获得的产物是白色粘性的水凝胶。如果该水凝胶被制备用于药物的输送，则在水溶液中的药物适宜最初与环糊精相结合，随后添加共聚物。另外地，该药物溶液首先与共聚物混合。药物最初包含在其中的水溶液是可药用的可注射含水流体。可药用的可注射含水流体可以是，但不限于，可注射的盐水。如果需要，该含水流体也可含有缓冲剂和/或防腐剂。合适的缓冲剂包括，但不限于，碱金属或碱土金属碳酸盐，磷酸盐，碳酸氢盐，柠檬酸盐，硼酸盐，乙酸盐，和琥珀酸盐。合适的防腐剂包括，但不限于，亚硫酸氢钠，硫代硫酸钠，抗坏血酸，洁尔灭，偕三氯叔丁醇，thimersol，硼酸苯汞，对羟基苯甲酸酯类，苄醇和苯基乙醇。如果使用，防腐剂和缓冲剂将部分地根据与所使用的治疗剂的相容性来进行选择。优选地，聚合物是在水溶液中，它与环糊精形成水凝胶。例如，合适的含水聚合物溶液含有约1％到约80％聚合物，优选约10％到约40％。合适的水凝胶含有约1.0％到20％环糊精(w/w)(基于总溶液的重量)，优选约5％到15％环糊精。正如所指出，该水凝胶典型地通过使用含水的载液来形成。例如，典型的水溶液含有约1％到约80％聚合物，优选约10％约40％。根据本发明，环糊精和聚合物以足够的量和相对比例进行混合，得到了具有所需释放动力学(用于药物输送应用)和满足特殊应用需求的物理性能(即，溶胶粘度和凝胶-溶胶转变特性)的可注射水凝胶。当用于可注射的药物输送体系时，环糊精的用量足以得到一种凝胶，它作为溶胶(由于剪切诱导的转变)可通过皮下注射针来注射。合适地，环糊精与聚合物的重量比是0.05∶1.0到0.5∶1.0(即，该环糊精以聚合物重量的5％-80％量包含)。优选地，该环糊精是以聚合物重量的5％-50％重量包含。希望使用为了达到所想望的释放动力学(药物输送)和物理特性所必需的最低量的环糊精，以避免在活体内导致发炎响应的那一水平的环糊精。本发明的水凝胶被认为需要低得多的环糊精来形成凝胶，如50％以下，与由环糊精和均聚PEO形成的普通水凝胶相比。作为一个极端的例子，具有某些PEO/PHB结合物的一些共聚物能够在没有CD的情况下形成凝胶。然而，对于CD，凝胶获得显著地改进的释放动力学。这是重要的，因为CD的量能够选择以调节凝胶的释放动力学。水凝胶性能和附加组分本发明的水凝胶是可生物吸收的和可生物降解的，并且是生物相容的。它被认为是热敏的，是触变的，和在某些条件下在凝胶和溶胶之间回复。凝胶-溶胶转变温度一般高于室温，这取决于凝胶的组成，以及取决于共聚物的化学结构和分子量。从包括PEO作为A嵌段和PHB作为B嵌段的本发明的三嵌段ABA聚合物形成水凝胶已经被认为是对温度相对不敏感的。在10到45℃范围内的温度下，凝胶和胶束的形成主要取决于浓度，而不是温度。用这一聚合物形成的水凝胶和胶束，它在低温下难以离解和在高温下难于聚集成较大尺寸，因此是稳定的和容易处置以供药物输送用。由于它的触变性质，该水凝胶在受到足够的剪切力时转变成溶胶，使得该水凝胶(和其中所含的任何药物)变成可注射的。例如，该水凝胶能够穿过小到27G的针。水凝胶的pH一般是约6.5到约7.8，它是注入人体的合适的pH水平范围。该pH水平可以利用任何合适的酸或碱，如氢氯酸或氢氧化钠来调节。该水凝胶组合物也可含有二级(secondary)聚合物，它可以与药物配合，与药物共轭，或两者。该二级聚合物适宜是聚酯，聚氨酯，聚酰胺，聚醚，多糖，聚(氨基酸)，多肽，或蛋白质。优选该二级聚合物是二-或单-官能化聚合物或具有(聚乙二醇)链段的聚离子聚合物。对于药物与水凝胶发生共轭或配合的情况，该水凝胶配制料不仅用作基质而且用作药物的载体。这意味着该药物不仅仅以物理方式夹含在该水凝胶中，而且配合或共轭到构成该水凝胶的分子上。该二级聚合物也可用于改变水凝胶基质的性能，如孔隙度和粘度。二级聚合物的量应该足以达到所想望的结果，例如，与药物配合和/或共轭的足够量。水凝胶的性能可通过使用不同聚合物嵌段分子量，通过调节环糊精含量，和通过二级聚合物的使用来调整。例如，水凝胶可以调节成更柔性的水凝胶或更刚性的水凝胶。该水凝胶结构能够经过调整而具有可变的粘度和更长久的或更短的药物释放速度，正如下面所讨论。该聚(羟基链烷酸酯)的疏水度也可以为所想望的持续释放速度来进行选择。该水凝胶也可携带DNA纳米球。DNA纳米球是由DNA的盐诱导的配合凝聚所合成的纳米颗粒和作为基因送递媒介物的聚阳离子如明胶和脱乙酰壳多糖。Leong，K.等人，JournalofControlledRelease53183-193(1998)。有DNA缩合或结合链段的PEG共聚物可以与环糊精形成水凝胶，而聚合物缩合或结合DNA并在该水凝胶内形成DNA纳米球。治疗剂和持续药物释放的方法本发明的水凝胶适合于用作药物的持续、控制释放基质。当这一水凝胶基质与紧密包含在其中的一种或多种治疗剂偶合时，得到了可生物降解的持续释放药物输送体系。该术语“持续释放”(即，延长的释放或控制释放)在这里用于指药物输送体系或组合物，它被引入到人或其它哺乳动物的体内，或它应用于开放性创伤、烧伤或组织表面或引入到体腔或潜在体内空间，以及它经过预定的一段时间和在足以在整个预定时间内达到所想望的治疗效果的治疗水平下连续地释放出一种或多种治疗剂的料流。对于连续释放料流的理解应该包括由于组合物或它的基质或组分的活体内生物降解，或由于治疗剂的代谢转化或溶解或治疗剂的共轭所引起的释放。延长的释放持续时间取决于嵌段共聚物的分子量，尤其疏水性聚(羟基链烷酸酯)段(例如，PHB)的分子量。该释放速度可以根据本发明来改变以达到治疗响应的想望持续时间，这通过作以下选择来实现特殊的聚(羟基链烷酸酯)；所选择的聚(羟基链烷酸酯)的立体异构状态；所选择的聚(羟基链烷酸酯)的分子量；和用于该水凝胶中的环糊精的相对量，以实现持续释放的所想望的持续时间和速率。该亲水性聚(烯化氧)的分子量和选择也影响持续释放动力学，但在比疏水性聚(羟基链烷酸酯)组分更低的程度上。二级聚合物也可用于改变释放动力学，正如以上所讨论。本发明的水凝胶能够提供在一天或多天的时间内的持续释放，并且适宜地通过嵌段聚合物和共聚物的分子量以及在本发明的水凝胶内环糊精含量，和二级聚合物的有潜力的应用的调节，而提供了大于5天，更优选大于一个星期，再更优选两周或更长时间，和潜在地一个月或更长时间的延续释放。各种治疗剂，即药物，可以在本发明的水凝胶中被输送。在这里使用的术语“治疗剂”和“药物”希望包括生物学上活性分子，其中包括肽，蛋白质(例如，细胞活素，生长因子，血管生成因子，可溶性受体，抗体和它们的片段和人重组蛋白质)，小分子，基因，抗原(例如，疫苗)，DNA，RNA和DNA纳米颗粒。这里使用的术语“药物”和“治疗剂”也希望不仅包括固有地药物学或生物学活性的化合物或物质，而且包括了包含一种或多种这些活性化合物或物质，以及它们的共轭物，改性物，和药理学活性链段和抗体衍生物的一些材料。本发明还提供了从这里所述的两亲性三嵌段共聚物与环糊精和一种或多种治疗剂形成的药物的制造方法。本发明因此提供了以在环糊精和三嵌段共聚物之间的包含络合作用为基础的超分子水凝胶，在其中紧密地包含了一种或多种治疗剂。这些水凝胶有希望用于蛋白质或肽药物的控制输送。对于药物输送体系，该治疗剂适宜在可药用的可注射的含水碱(aqueousbase)中配混，和该治疗剂可以是适合于注射或其它给药模式的任何药物，或此类药物的结合物。合适的药物包括，但不限于，镇痛药，麻醉剂，抗关节炎药，疾病改性抗风湿病药物(DMARDS)，抗哮喘药物，抗凝血剂，抗惊厥药，抗抑郁药，抗糖尿病药，抗肿瘤药，抗精神病药，抗高血压药，抗生素，抗组胺剂，解充血药，抗炎药，肌肉松弛药，防寄生的药物，抗病毒药物，抗再狭窄剂，抗痉挛剂，软骨保护剂，防粘剂，抗肿瘤细胞侵入剂，血管舒张剂，血管收缩剂，免疫抑制剂和其它生物学上活性分子，其中包括肽，蛋白质(例如，细胞活素，生长因子，血管生成因子，可溶性受体，抗体和它们的片段和人重组蛋白质)，小分子，基因，抗原(例如，疫苗)，DNA，RNA和DNA纳米颗粒。该药物适宜是高分子形式(即，通常是高分子的药物或属于已经共轭、PEG化或另外转化成高分子的较小分子的药物)或是低分子量形式。高分子形式非常适合于在本发明的水凝胶中的输送。因此高分子如蛋白质，它包括生长因子，细胞活素，抗体，酶等，可以在本发明的水凝胶中被输送。为了有效和均匀的持续释放，低分子量药物可以适宜地共轭于，比如共轭于例如聚(乙二醇)上，而形成高分子，然后被引入该水凝胶中。属于小分子的药物适宜包含或连接于微粒和/或纳米颗粒内，例如，DNA纳米球，以便引入到本发明的水凝胶中。因为本发明的三嵌段共聚物的疏水性中间部分链段能够形成胶束，该水凝胶也能够捕获疏水性药物，例如，紫杉醇(TaxolTM)，其中包括疏水性小分子。适合在本发明的水凝胶中被输送的治疗剂的附加例子已公开于授权于Demopulos等，标题为SurgicalIrrigationSolutionandMethodforInhibitionofPainandInflammation的US专利6,420,432，和以Demopulos等名义，标题为SolutionsandMethodsforInhibitionofPain，InflammationandCartilageDegradation的国际PCT专利申请WO01/07067中，它们的公开内容特意地引入这里供参考。US6,420,432公开了单独被输送或联合被输送的止痛药，抗炎药，抗痉挛药，和抗再狭窄剂(restenoticagent)，以抑制疼痛，发炎，平滑肌痉挛或再狭窄。试剂的选择是为了抑制从任何损伤、症状或其它原因引起的所不希望有的机理的某些给定应用来决定，其中包括外科、手术、介入或诊断程序，如在关节内窥程序当中抗炎药/抗痛剂在关节内的给药，在泌尿生殖器程序当中抗炎/抗痛和/或抗痉挛药剂给予泌尿生殖道，在心血管程序当中抗痛/抗炎、抗痉挛和/或抗再狭窄剂在血管内的给药，或在普通外科、眼科、牙外科或其它普通外科程序当中抗痛/消炎药输送到伤口。公开的抗炎/止痛剂包括血清素受体拮抗剂；血清素受体激动剂；组胺受体拮抗剂；血管舒缓激肽受体拮抗剂；激肽释放酶抑制剂；速激肽受体拮抗剂，包括神经激肽，和神经激肽2受体亚型拮抗剂；降血钙素基因-相关肽(CGRP)受体拮抗剂；白细胞间介素受体拮抗剂；在花生四烯酸代谢物的合成途径中的酶活性抑制剂，包括(a)磷脂酶抑制剂，其中包括PLA2对碘氧基苯甲醚抑制剂和PLCγ对碘氧基苯甲醚抑制剂，(b)环加氧酶抑制剂，和(c)脂氧化酶抑制剂；前列腺素类受体拮抗剂，其中包括eicosanoidEP-1和EP-4受体亚型拮抗剂和凝血噁烷受体亚型拮抗剂；白细胞三烯受体拮抗剂，其中包括白细胞三烯B4受体亚型拮抗剂和白细胞三烯D4受体亚型拮抗剂；阿片样物质受体激动剂，其中包括μ-鸦征样物质，δ-鸦征样物质，和κ-阿片样物质受体亚型激动剂；purinoceptor激动剂和拮抗剂，其中包括P2X受体拮抗剂和P2γ受体激动剂；和三磷酸腺苷(ATP)敏感的钾通道开启剂。公开的抗痉挛剂包括血清素受体拮抗剂；速激肽受体拮抗剂；ATP-敏感的钾通道开启剂；钙通道拮抗剂；内皮缩血管肽(endothelin)受体拮抗剂；钙通道拮抗剂；和一氧化一氮给体(酶激活剂)。公开的抗再狭窄剂包括抗血小板剂，其中包括(a)凝血酶抑制剂和受体拮抗剂，(b)腺苷二磷酸酯(ADP)受体拮抗剂(又已知为purinoceptor1受体拮抗剂)，(c)凝血噁烷抑制剂和受体拮抗剂和(d)血小板薄膜糖蛋白受体拮抗剂；细胞粘着分子的抑制剂，其中包括(a)选择蛋白抑制剂和(b)整联蛋白抑制剂；抗趋化性剂；白细胞间介素受体拮抗剂；和细胞内信号抑制剂，其中包括(a)蛋白激酶C(PKC)抑制剂和蛋白质酪氨酸磷酸酯酶，(b)细胞内蛋白质酪氨酸激酶抑制剂的调节剂，(c)src同源性2(SH2)畴的抑制剂，和(d)钙通道拮抗剂。当此类组合物在泌尿科、普通外科或肿瘤科程序当中被输送时，抗粘合或抗肿瘤侵入/粘合/转移试剂也可以包括在内，单独或联合，如CD44受体拮抗剂；整联蛋白受体拮抗剂和选择蛋白受体拮抗剂；蛋白酶抑制因子；蛋白质酪氨酸激酶抑制剂；蛋白激酶C抑制剂；和促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)抑制剂。这些各种组合物和程序中的每一种可以通过在本发明的水凝胶中输送治疗剂来进行，以提供延长的释放和作用持续时间。WO01/07067公开了抑制软骨分解代谢或促进软骨合成代谢的软骨保护剂。公开的合成代谢促进软骨保护剂包括白细胞间介素(IL)激动剂；转化生长因子(TGF)-β总科的成员，其中包括TGF-β激动剂和骨头形态生成型蛋白质激动剂；胰岛素样生长因子；和成纤维细胞生长因子。公开的分解代谢抑制性软骨保护剂包括IL-1受体拮抗剂；肿瘤坏死因子(TNF)-α受体拮抗剂；环加氧酶-2特异抑制剂；MAP激酶抑制剂；氧化氮合酶抑制剂；和核因子kB抑制剂；基质金属蛋白酶的抑制剂；细胞粘着分子，其中包括整联蛋白激动剂和整联蛋白拮抗剂；抗趋化性剂；细胞内信号抑制剂，其中包括蛋白激酶C抑制剂和蛋白质酪氨酸激酶抑制剂；细胞内蛋白质酪氨酸磷酸酯酶的抑制剂；和SH2畴的抑制剂。此类软骨保护组合物在本发明的水凝胶中被输送，如通过关节内注射，以提供延长的释放和作用持续时间。本发明的水凝胶和治疗剂药物输送体系适宜注射或另外输送(例如通过植入，放置于体腔或潜在空间，涂敷身体的组织表面或涂敷可植入设备的表面)到患有疾病或症状的人或其它哺乳动物，包含在该药物输送体系中的药物对于这些疾病或症状是治疗有效的。借助于非限制性例子，包括合适的治疗剂的药物输送体系可以被输送以治疗患有创伤或慢性疼痛，关节炎，多发性硬化症和其它自免疫病症，从创伤或外科或其它手术程序引起的发炎和/或疼痛，忧虑和/或其它神经学或心理学病症，心血管病或症状如高血压，泌尿科病症或妇科病症，接受化学治疗的癌症，机能性充血，激素病症或不平衡等等的人或其它哺乳动物。用于水凝胶中的特殊药物是人或其它哺乳动物为了人或其它哺乳动物所患有的症状的药物处置所需要的类型。可注射的组合物能够以任何合适的方式被注入或植入到人或其它哺乳动物的体内，和优选通过皮下注射针进行注射。例如，该水凝胶可以通过注射或其它关节内方式，血管内，施用于该泌尿生殖道，皮下注射，肌内注射，透皮，颅内，心包内，胸膜内，或施用于任何体腔或潜在空间。另外地，水凝胶可以经由导管或注射器被引入到关节，如在关节内窥程序当中，或引入到泌尿生殖道，引入到脉管系统，引入到心包或肋膜空间，或引入到任何体腔或在身体内的潜在空间中，在手术、外科、诊断或介入程序当中。该水凝胶能够施用于封闭的区域或组织以达到药物的较高局部浓度，形成持续释放储藏库。在其它应用中，水凝胶可以局部施用于敞开的外科或创伤伤口，施用于烧伤，或施用于皮肤或其它组织表面。附加生物材料应用本发明的三嵌段共聚物将形成胶束，它保留在液体悬浮液中或聚集成凝胶，这取决于浓度。由上述合成方法生产的可生物降解的三嵌段共聚物形成的胶束本身可用于药物的包封，以实现控制释放，特别对于疏水性药物。该三嵌段共聚物胶束也可加以干燥而形成微球粒或纳米球以用于包封药物，从而作为持续释放配制料。可以相信，适合于使用本发明的三嵌段共聚物的微粒或纳米颗粒形成的技术可以采用用于其它聚合物的已知技术。此类技术的非限制性例子公开于Song，C.等人，JournalofControlledRelease43197-212(1997)；Kim，S.等人，JournalofControlledRelease56197-208(1998)；Kim，I.等人，InternationalJournalofPharmaceutics205165-172(2000)；和Jeong，Y.等人，InternationalJournalofPharmaceutics18849-58(1999)，它们的公开内容被引入这里供参考。可生物降解的三嵌段共聚物的胶束(或从其形成的微粒或纳米颗粒)因此能够用于系统给药，包括，非限制性的例子，血管内给药，吸入，口服，肌注和皮下给药途径。由可生物降解的三嵌段共聚物和环糊精形成的本发明的水凝胶也能够用作细胞培养和包封的介质，用于组织工程应用。在活体外或在活体内在水凝胶中形成的合成组织可以植入人或其它哺乳动物(如在合成软骨)中，或可以外部地施用(如在合成皮中)。治疗剂可以包括在使用本发明的三嵌段共聚物或水凝胶所形成的合成组织内，以协助组织生长、耐久性或愈合。本发明的水凝胶也能够在外科程序中用作涂层用于防止粘合形成。一种或多种治疗剂也可包括在此类组合物中。本发明的水凝胶，包括一种或多种治疗剂，也可用于涂敷可植入的设备，例如，支架(stent)，导管，气管，管，螺杆，板，分流器，人造关节，人造心脏或瓣膜，其它修复术，等等。此类设备可以由可生物吸收的或不可生物吸收的材料构成。其它生物材料和用于这里所述的水凝胶的生物学应用也被认为是在本发明的范围内。实施例本发明借助于下列实施例来更好地理解，它们说明了本发明的三嵌段聚合物和水凝胶的合成，和它们的性能。这些实施例仅仅是举例说明而已，不是本发明的整个反映。实施例1三嵌段共聚物的合成和表征a.三嵌段共聚物的合成具有各种分子量的链端羟基化PHB(PHB-二醇)预聚物是从天然PHB和二甘醇与作为催化剂的二月桂酸二丁锡在二甘醇二甲醚中的酯基转移程序制备的，如以前所报道。Thomas，D.等人，Macron701.Chem.Phys.1971609-1614(1996)。该酯交换反应进行几个小时到一夜，生产出具有几百到几千的平均分子量的PHB-二醇，由GPC测定。具有1820和4740的Mn的M-PEO-单羧酸(M-PEO-A)预聚物通过M-PEO与琥珀酸酐在4-(二甲基氨基)吡啶(DMAP)和三乙胺存在下在1，4-二噁烷中的反应来制备，如以前所报道。Bae，Y等人，J.ControlledRelease643-13(2000)。然后，作为本发明的一个例子，这些双官能化PHB-二醇预聚物通过使用1，3-二环己基碳二亚胺与M-PEO-A预聚物(Mn～1820和4740)偶合，得到PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物。因为这一反应是湿度敏感的，它在干燥二氯甲烷中在氮气氛下进行。目标三嵌段聚合物然后通过沉淀和从氯仿/二乙醚或甲醇/乙醚中的小心分级来从反应混合物中分离和提纯。b.三嵌段共聚物的分子表征进行凝胶渗透色谱法(GPC)分析来测定该三嵌段共聚物的分子量和分子量分布。全部提纯三嵌段共聚物的GPC色层分离谱显示出单模态的峰。图2显示了PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物与相应预聚物一起的典型GPC色谱图。PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物的分子量高于它的PEO和PHB前体，对应于ABA三嵌段结构。全部该三嵌段共聚物是由1HNMR谱学来分析，它证实了该三嵌段共聚物既含有PEO又含有PHB嵌段，并且给定了共聚物的中间PHB嵌段的长度。图3显示了PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物和它的前体预聚物的1HNMR谱。因为用于这一实施例中的两种M-PEG-A预聚物几乎是单分散的(平均分子量/数均(Mw/Mn)＝1.03)，在共聚物中PEO嵌段的分子量被认为等于它们的M-PEO-A预聚物。因此，在共聚物中PHB嵌段的分子量能够从PHB和PEO链段的峰的积分之间的比率确定。该1HNMR谱也提供了PHB-二醇的定量反应的强有力证据。在图3b中，PHB羟基末端单元的质子对于c′清楚地出现在1.26ppm(双重线)处和对于b’出现在4.25ppm(多重线态)处(Li，J.等人，Bull.Chem.Soc.Jpn.701887-1893(1997)；Li，J.等人，Bull.Chem.Soc.Jpn.711683-1689(1998))，而乙二醇端基能够对于d在3.84ppm(三重线态)处和对于e在4.26ppm(三重线态)处看见(Thomas，D.等人，Macromol.Chem.Phys.1971659-1614(1996))。在图3c中，PHB羟基末端单元的全部峰消失，和乙二醇端基的那些峰变成在4.32ppm处的单个峰，证实了M-PEO-A共轭到PHB-二醇。表1给出了在这一实施例中合成的全部三嵌段共聚物的分子量，分子量分布，和组成(嵌段长度和PHB含量(重量))。通过使用Mn1820和4740的M-PEO-A合成两个系列的三嵌段共聚物。各系列的三嵌段共聚物具有从几百到超过5000的中间PHB嵌段长度。三嵌段共聚物的固态性能取决于随后在下面部分中描述的在PHB/PEO嵌段长度之间的组成和比率。表1(a)由GPC测定。(b)由1HNMR和GPC结果的结合来测定。(c)从TGA结果计算。PEO-PHB-PEO(2000-3900-2000)和它的起始PEO和PHB前体的FTIR谱示于图4中。PHB和PEO前体的全部特征吸收出现在该三嵌段共聚物的谱中。对于共聚物和PHB前体，该羰基拉伸发生在1723cm-1处。对于共聚物和PEO前体，该醚拉伸发生在1102cm-1处。在963和843cm-1处的谱带已知是PEO的结晶相的特征。Bailey，J.等人，聚(环氧乙烷)，AcademicPress，NewYork(1976)。该两个峰出现在共聚物的谱中，和它们的强度与PEO嵌段含量和它的结晶度有关。结果与从DSC和XRD得到的结果非常吻合，这些将在下面部分中进行讨论。c.热稳定性三嵌段共聚物的热稳定性通过使用热重分析(TGA)来评价。图5显示了三嵌段共聚物以及PEO和PHB前体的重量损失曲线。该PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物经历分段的热降解。该PHB嵌段首先在大约260℃下开始降解，然后该PEO嵌段在大约350℃下开始降解。应该指出，在PHB嵌段已经在310-320℃下完成其降解之后，PEO嵌段开始降解。因此，三嵌段共聚物的组成和PHB含量能够从这一两步骤降解行为计算，正如对于在表1中的各种分子量共聚物所列出的。该结果与从1HNMR获得的那些非常一致。从TGA测定的共聚物的每一嵌段发生10％的质量损失的温度列于表2中。结果表明该三嵌段共聚物具有比它们的前体更好的热稳定性。表2d.固态行为进行差示扫描量热法(DSC)和广角X射线衍射(XRD)研究，以便获得与共聚物中PEO和PHB嵌段的微相分离和结晶有关的信息。图6和7显示了具有不同组成的该PEO和PHB前体和该PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物的DSC温谱图。另外，与每一嵌段的热转化和结晶度对应的数值列于表3中。PEO和PHB两者都是结晶聚合物。对于具有短PHB嵌段的共聚物PEO-PHB-PEO(2000-0500-2000)和PEO-PHB-PEO(5000-0800-5000)，没有观察到PHB熔化转变峰，表明该PHB结晶相没有形成。随着PHB嵌段长度的减少，PHB嵌段的熔化转变温度(Tm)会下降。PHB嵌段的熔化焓和结晶度在共聚物中会显著地增加，与纯PHB-二醇相比，推测由软PEO嵌段的存在所引起。相反，在全部三嵌段共聚物中的PEO嵌段具有更低的熔化焓和更低的结晶度，与纯PEO前体相比。随着在共聚物中PHB嵌段长度的增加，或PHB的含量的增加，PEO嵌段的全部该熔化温度、熔化焓和结晶度都下降。这些可以由硬PHB嵌段所引起，它压抑了在共聚物中PEO嵌段的结晶。表3图8和9显示了在本研究中合成的该PEO和PHB前体和该PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物的XRD图解。PHB嵌段的反射峰没有在具有短PHB链段的共聚物的图中出现(图8c和9c)，表明PHB结晶相没有形成。对于具有较长PHB链段的共聚物，该PHB嵌段形成分离的结晶相，类似于它的前体PHB-二醇。PEO嵌段的反射峰表明在共聚物中的PEO结晶相具有与其均聚物相似的结构。对于PEO-PHB-PEO(2000-3800-2000)和PEO-PHB-PEO(2000-5500-2000)来说该PEO反射峰都没有出现，因为PEO嵌段的熔化温度是大约环境温度(在该温度下测量XRD)(参见表2)。XRD结果与DSC测量非常吻合。e.PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物的胶束形成具有较低PHB含量的三嵌段共聚物，如PEO-PHB-PEO(2000-0500-2000)，PEO-PHB-PEO(5000-0800-5000)和PEO-PHB-PEO(5000-3800-5000)，是水溶性的。它们可以在水溶液中在低浓度下形成胶束，这已通过染料溶解度实验来证实。胶束形成的驱动力被认为是在该PHB嵌段之间的强烈疏水性相互作用。在水溶液中嵌段共聚物的临界胶束浓度(cmc)是由使用芘作为探针分子的荧光技术来测定的。表3列出了三种水溶性三嵌段共聚物在室温下的cmc值。已经发现，该cmc强烈地取决于在共聚物中PHB嵌段长度，即，具有较长PHB嵌段的共聚物具有低得多的cmc，因为PHB嵌段强烈地倾向于在水溶液中聚集。实施例2三嵌段共聚物和环糊精配合和释放动力学a.包含配合物的形成下面再次是有关PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物的合成的图1的反应历程。简单地，高分子量PHB首先转化成较低分子量的PHB-二醇。PHB-二醇然后与PEO-单羧酸(Mr5000)偶合，得到PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物。制备两种三嵌段共聚物PEO-PHB-PEO(5000-2300-5000)和PEO-PHB-PEO(5000-3850-5000)并由NMR、GPC、FI-IR和DSC表征。两共聚物在室温下都是水溶性的。它们可以在水溶液中在低浓度下形成胶束，这已通过使用1，3，5-二苯基己三烯和芘的染料溶解度实验来证实。胶束形成的驱动力被认为是在该PHB嵌段之间的强烈疏水性相互作用所引起的。尽管有胶束的形成，但是两种聚合物在水中的10wt％溶液以良好的流动性保持透明。通过将9.7wt％的α-CD添加到任一聚合物溶液中，在室温下发生凝胶化。对其它均聚PEO相比，凝胶化能够用这一共聚物在较低浓度下诱导。尽管不希望受理论的束缚，但可以假定，由α-CD和PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物的PEO嵌段形成的包含配合物(inclusioncomplexes)聚集成微晶，它用作物理交联和诱导超分子聚合物网络的形成，因此导致水凝胶的形成。PHB嵌段的胶束化被认为在共聚物和α-CD溶液的凝胶化中起重要作用。在PHB嵌段之间的疏水性相互作用促进聚合物网络的形成。因此，PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物和α-CD在水溶液中的凝胶化的驱动力被认为是在α-CD和PEO嵌段之间的包合配合以及该三嵌段共聚物的PHB嵌段的胶束化的结合。在水凝胶中在PEO-PHB-PEO共聚物的PEO嵌段和α-CD之间的包含配合物形成是由水凝胶的广角X射线衍射研究来证实的。水凝胶的衍射图显示了α-CD-PEO配合物的图案，有多个尖锐的反射峰和在2θ＝19.4°(d＝4.57埃)处的初级峰，表示了α-CD和PEO的结晶性项链状配合物的通道型结构。LiJ.等人，Macromolecules347236(2001)；LiJ.等人，Macromolecules348829(2001)。这一图案提示了α-CD和PEO嵌段的包含配合物的存在。固体PEO-PHB-PEG的图案显示了在13.7°(d＝6.46埃)和17.2°(d＝5.16埃)的两个尖锐反射峰，它们来自于该PHB结晶相。有趣地，PHB结晶相的图案也出现在α-CD-PEO-PHB-PEO(5000-3850-5000)水凝胶的谱图中，虽然它是弱的。应该指出的是，PEO-PHB-PEO(5000-3850-5000)的10wt％水溶液的X射线衍射图没有显示锐利的反射峰。结果表明，该超分子体系变得更高度有序，而α-CD配合物与PEO嵌段的自组合则增强了该PHB嵌段的聚集。b.释放动力学为了说明这些水凝胶的稳定性和输送特性，对作为模型蛋白质药物的异硫氰酸酯荧光素标签的牛血清清蛋白(BSA-FITC，分子量67,000)的活体外释放进行研究(图10)。本发明的α-CD-PEO-PHB-PEO水凝胶的释放特性与已知的(先有技术)α-CD-PEO均聚物水凝胶的释放特性进行对比。α-CD-PEO均聚物水凝胶，甚至具有20,000的PEOMr，在两天内溶于磷酸盐缓冲盐水(PBS)中。相反，α-CD-PEO-PHB-PEO水凝胶对于BSA-FITC显示出持续的释放动力学。有趣地，PHB嵌段的分子量较小差别(仅仅1500Mr)在释放速率上引起显著下降。α-CD-PEO-PHB-PEO(5000-2350-5000)持续释放4天，而α-CD-PEO-PHB-PEO(5000-3850-5000)持续释放超过5天的较长时间。在两个星期之后BSA-FITC没有显著的释放。这些结果表明本发明的超分子水凝胶的各项性能能够用不同的共聚物来微调，扩展了应用范围。一些PEG化的蛋白质药物也可以是活性组分，和该PEO链可以牵涉在与α-CD的配合中，它们可以进一步改进配制料的控制释放性能。水凝胶的流变性质的进一步研究表明，该凝胶是触变的，即，当水凝胶被剪切时水凝胶的粘度会下降，使得该控制释放配制料可通过注射针注射。实施例3另一种型号药物的水凝胶释放动力学a.α-CD-PEO-PHB-PEO水凝胶的制备通过首先将0.090克的PBS添加到在0.6mL比色杯内的根据实施例1的程序合成的0.060克三嵌段PEO-PHB-PEO共聚物中来制备共聚物溶液或凝胶。然后含有14.5％的α-CD和0.5％的葡聚糖-FITC(分子量20,000)的0.30克PBS溶液被添加到在比色杯内的PBS-共聚物混合物中。该溶液彻底地混合，然后在室温下静置一夜。混合物在比色杯中形成水凝胶，然后它的活体外释放动力学按下面进一步描述的那样进行研究。这一程序通过一次使用PEO-PHB-PEO(5000-5500-5000)共聚物和一次使用PEO-PHB-PEO(5000-3800-5000)共聚物来进行。b.纯PEO-PHB-PEO水凝胶的制备通过将0.090克的PBS添加到在0.6mL比色杯内的根据实施例1的程序合成的0.060克三嵌段PEO-PHB-PEO共聚物中来制备共聚物溶液或凝胶。然后含有0.5％的葡聚糖-FITC(分子量20,000)的0.30克PBS溶液被添加到在比色杯内的PBS-共聚物混合物中。该溶液彻底地混合，然后在室温下静置一夜。混合物在比色杯中形成水凝胶，然后它的活体外释放动力学按下面进一步描述的那样进行研究。这一程序通过一次使用PEO-PHB-PEO(5000-5500-5000)共聚物和一次使用PEO-PHB-PEO(5000-3800-5000)共聚物来进行。c.释放动力学对于活体外释放动力学研究，含有包括葡聚糖-FITC的各自水凝胶的各比色杯被倒置在具有12mLPBS的试管中并在37℃水浴中培养。该PBS以预定的时间间隔加以改变。在各间隔释放的葡聚糖-FITC的浓度通过使用荧光微板读出器来分析。当按照以上程序时，发现PEO-PHB-PEO(5000-5500-5000)在有或没有α-CD下形成水凝胶。PEO-PHB-PEO(5000-3800-5000)仅仅与α-CD形成，和没有α-CD的PEO-PHB-PEO(5000-3800-5000)的溶液保持为透明溶液，这被认为不适合于药物的持续释放。图11显示了葡聚糖-FITC从水凝胶中的活体外释放分布图。α-CD-PEO-PHB-PEO(5000-5500-5000)和α-CD-PEO-PHB-PEO(5000-3800-5000)水凝胶两者在几个星期中显示出葡聚糖-FITC的持续释放，而纯PEO-PHB-PEO(5000-5500-5000)水凝胶在短于一个星期中释放葡聚糖-FITC。结果表明，α-CD不仅协助该PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物的凝胶化，而且与三嵌段共聚物形成更稳定的水凝胶，以便在多个星期中实现药物的持续释放。该α-CD-PEO-PHB-PEO(5000-5500-5000)水凝胶显示出比α-CD-PEO-PHB-PEO(5000-3800-5000)水凝胶更缓慢的释放速度，表明该超分子水凝胶的性能能够根据本发明使用不同的PHB长度来微调。实施例4使用α-和γ-环糊精的包含配合物形成正如所指出的那样，环糊精(CD)是由被α-1，4-配糖键连接的六个到八个葡萄糖单元组成的环状分子，并分别命名为α-，β-和γ-CD。CD系列具有环形的几何结构，界定了疏水性空腔。虽然CD类的疏水性空腔的深度是相同的(大约7.0埃)，但是空腔的内径是不同的，对于α-是大约4.5埃，对于β-是大约7.0埃，和对于γ-CD是大约8.5埃。Bender，M.等，CyclodextrinChemistry，Springer-VerlagBerlin(1978)。已经发现在聚合物链的横截面积和CD类的空腔尺寸之间的相互关系在IC形成中起着重要作用。参见，例如，Harada，A.等人，Nature370126(1994)。在下面描述的实验中，制备在PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物和α-CD或γ-CD之间的包含配合物(IC)并表征，来说明它们在形成本发明的水凝胶中的用处。这些实验说明，α-CD和γ-CD两者优选包括该PEO嵌段，而中心PHB嵌段是仅仅部分地被CD分子覆盖。a.包含配合物的制备使用以上实施例1的程序制备PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物。为这一实验制备的三嵌段共聚物的分子特征提供于表4中。PEO-PHB-PEO三嵌段聚合物(20mg)用0.06mL的H2O在室温下浸泡一夜。然后，添加3.0ml的α-CD或γ-CD的饱和水溶液，和各混合物在水浴中声波处理10分钟，随后在室温下静置2天。沉淀的产物通过离心作用被收集，然后用水和丙酮洗涤。最后，该产物在真空中在70℃下干燥2星期。表4(a)由GPC测定。(b)由1HNMR和GPC结果测定。(c)在DSC第二升温轮次中测定。b.测量通过使用SiemensD5005衍射计和Ni-过滤的CuKα(1.54051埃)辐射(40kV，40mA)进行X射线衍射(XRD)测量。粉末样品被装在试样容器上并以1秒/每步骤，以0.01步进长度从5°扫描到35°(2θ)。差示扫描量热法(DSC)测量通过使用装有自冷却配件的和用铟校正的TA仪器2920差示扫描量热计来进行。下列规程用于各样品以20℃min-1从室温加热到200℃，在200℃下维持2分钟，以5℃min-1从200℃冷却至-30℃，和最终以5℃min-1从-30℃再加热到200℃。在第二加热轮次中收集数据。转变温度被取作峰顶点。热重分析(TGA)通过使用TA仪器SDT2960来进行。样品在动态氮气氛(流速＝70mlmin-1)中以20℃min-1从室温加热至800℃。配合物的1HNMR谱在400MHz下被记录在BrukerDPX-400NMR谱仪上。配合物的化学位移参比于DMSO的δ＝2.50ppm。在室温下在BrukerDPX-400NMR谱仪上获取13CCP/MASNMR谱，其中样品纺丝速率为8.0kHz。该谱是以2.75μs质子90°脉冲，3毫秒接触时间，和3秒重复时间来获取。傅里叶转换红外(FTIR)谱是在Bio-Rad165FTIR分光光度计上记录的；64次扫描是在室温下以2cm-1的分辩率作信号平均的。通过将配合物分散在KBr中和将混合物压缩成盘来制备样品。c.结果和讨论当α-CD或γ-CD的水溶液被添加到已用水浸泡的PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物中并用声波处理10分钟时，配合物形成为晶状沉淀。沉淀物的外观是在共聚物和CD之间晶体包含配合物(IC)的形成的指示。Harada，A.等人，Macromolecules，265698(1993)。比较起来，甚至在放置2星期之后在β-CD和PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物溶液的混合物中没有形成沉淀物。这一观察表明该PEO-PHB-PEO三嵌段聚合物能够与α-CD和γ-CD形成IC，但不能与β-CD形成IC。IC形成的产量示于表5中。表5CD-PEO-PHB-PEOIC的形成强烈地受到X射线衍射(XRD)研究支持。图12显示了纯PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)，以及α-CD与全部三种PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物的IC的XRD图案，与由α-CD和PEO(Mn2000)形成的IC对比。在图12e中，在2θ＝19.4°和22.1°处有两个主峰的多个尖锐反射峰提示了α-CD和PEO的结晶性项链状配合物的通道型结构。参见，例如，Takeo，K.等人，Agric.Biol.Chem.，341787(1970)。α-CD-PEO-PHB-PEOIC的类似衍射图的观察结果(图12b-d)表明该α-CD-PEO-PHB-PEOIC属于与α-CD-PEOIC的结构类似的通道型结构。当与α-CD-PEOIC对比时，在2θ＝13.6°和17.0°处的两个额外的小峰在α-CD-PEO-PHB-PEOIC的图案中出现。随着在PEO-PHB-PEO中PHB与PEO的比率提高，两个峰的相对强度会增大。对于纯PEO-PHB-PEO，如图12a中所示，在13.6°和17.0°处的峰是结晶性PHB的特征。因此，两个峰的存在被认为表示PHB嵌段的一部分聚集成结晶相，它与IC晶体共存。γ-CD-PEO-PHB-PEOIC的XRD图案示于图13中，与纯PEO-PHB-PEO和γ-CD-PPOIC的那些对比。虽然各峰的相对强度是不同的，但是γ-CD-PEO-PHB-PEOIC的XRD图案彼此非常类似并也类似于γ-CD-PPOIC的图案，其中建立了通道型结构。此外，观察到在7.6°处的特征峰，它是用作γ-CD-聚合物IC的通道型结构的指纹谱的关键特征。参见，例如，Harada，A.等人，Macromolecules，295611(1996)。因此，γ-CD-PEO-PHB-PEOIC被认为属于通道型结构。归属于结晶性PHB嵌段的在2θ＝13.6°和17.0°处的两个峰也在γ-CD-PEO-PHB-PEOIC的XRD图案中观察到，与在α-CD-PEO-PHB-PEOIC中一样。与化学计量α-CD-PEO和γ-CD-PPOIC相比α-CD-PEO-PHB-PEO和γ-CD-PEO-PHB-PEOIC的变宽XRD图案(图12e和图13e)应归于IC的较低结晶度，很可能由未覆盖的PHB链段所引起，该链段“破碎”和缩短了在IC中的通道。纯PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)和α-CD-PEO-PHB-PEOIC的DSC曲线示于图14中。如图14a中所示，在纯PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)的DSC曲线中有两个分别在23.3℃和153.6℃处的吸热峰，分别对应于PEO和PHB嵌段的晶体熔化。在IC的形成之后，对应于PEO嵌段的吸热峰在图14b-14d中不存在。这是因为该PEO嵌段独立地包括在宿主α-CD晶格的通道内，和不能聚集形成结晶相。然而，对应于PHB嵌段的吸热峰仍然看得见(图14b-14d)。但是，熔化温度移到较低范围，和焓变化导致该α-CD-PEO-PHB-PEOIC的显著下降。结果表明各PHB嵌段部分地被α-CD覆盖，和很可能该PHB嵌段的中间部分没有被α-CD配合。熔化温度的下降和焓变应归于因PHB嵌段的部分包合所引起的结晶的干扰。Shuai，X.等人(Macromolecules，353778(2002))已经报导了在DMSO中在聚[(R)-3-羟基丁酸酯]和α-CD之间的IC的形成。它们的结果表明PHB链仅仅部分地被α-CD包括。对于本发明的体系，α-CD穿线于PHB嵌段上仍然受到PHB的疏水性妨碍，随后穿线于PEO嵌段上的CD能够进一步滑动到中心PHB嵌段上。在该α-CD-PEO-PHB-PEOIC上，随着中间PHB嵌段的链长度的增加，熔化温度和焓变倾向于提高。这是因为具有较长PHB嵌段的该α-CD-PEO-PHB-PEOIC具有PHB链的较长未配合部分。图15显示纯PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)和γ-CD-PEO-PHB-PEOIC的DSC曲线。获得了与图14的那些结果类似的结果。α-CD-PEO-PHB-PEO和γ-CD-PEO-PHB-PEOIC两者的全部DSC结果表明，PEO嵌段完全地被CD覆盖，而中心PHB嵌段部分地被覆盖，它与XRD结果一致。图16显示α-CD和α-CD-PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)IC的13CCP/MASNMR谱。在未配合状态下的α-CD的谱显示了C1和C4的多个分辨共振。尤其在该谱中观察到与单个构象应变的配糖键邻近的C1和C4的共振。结果表明该α-CD在晶体未配合状态下具有较少对称的构象。相反地，对于α-CD-PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)IC，CD的全部C1-C6显示单个未分辨的共振，表明α-CD采取了更对称的构象和α-CD的各葡萄糖单元在IC中处于类似的环境中。中心PHB嵌段被α-CD或γ-CD的部分覆盖也由CD-PEO-PHB-PEOIC的1HNMR谱验证。图17显示了在DMSO-d6中α-CD-PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)的1HNMR谱。如图17中所示，证实了属于α-CD和PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)两者的全部质子信号。在结晶IC中各成分的比率能够通过对比这些峰的积分来测定。如前面所报导，PEO能够与α-CD和γ-CD形成包含配合物，其中PEO重复单元与CD的比率分别是2和4。参见，例如，Harada等人(1994)。然而，对于α-CD-PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)IC从图17获得的PEO重复单元与α-CD的比率是1.4，表明在α-CD-PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)IC中含有更多的α-CD分子，而不是形成α-CD和PEO嵌段的化学计量配合物。另一方面，该固态13CCP/MASNMR测量显示，在IC中的全部α-CD已经穿线于聚合物链上并采取通道结构。因此，一些α-CD被认为滑移到中间PHB嵌段上。对于全部试验的CD-PEO-PHB-PEOIC的PEO重复单元与CD的比率总结于表5中。对于IC与γ-CD的情况，比率是在2.1和2.6之间，它表明一些γ-CD分子也滑动到该中心PHB嵌段之上。这些结果进一步支持了以下假设PEO嵌段被α-CD或γ-CD完全地覆盖，而中心PHB嵌段在CD-PEO-PHB-PEOIC中被部分地覆盖。图18显示了该α-CD-PEO-PHB-PEOIC的FTIR谱，与纯PEO-PHB-PEO(20-52-20)和α-CD相比。α-CD的谱显示了由于对称和反对称的O-H伸缩方式所引起的在3360cm-1的宽谱带。在IC的形成之后，在IC的谱中宽的羟基谱带迁移到在3390cm-1的更高频率(图18b和c)，最可能归因于在通道结构中在CD的羟基之间的氢键的形成。纯PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)的FTIR谱体现特征于在1723cm-1处的增强的羰基拉伸谱带(图18a)，它归属于在PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)中PHB部分。该羰基拉伸谱带被分辨成在1723cm-1的增强的谱带和在1736cm-1的弱肩峰，分别对应于结晶性PHB相的羰基拉伸谱带和无定形PHB区域的谱带。Ikejima，T.等人，Macromol.Chem.Phys.，200413(1999)。图19显示了这些FTIR谱的羰基拉伸区域的扩大。与纯PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)对比，在α-CD-PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)和γ-CD-PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)的谱中，在1723cm-1处的峰急剧地降低，与此同时在1736cm-1处的肩峰急剧地提高。当形成IC时，一些PHB链段各个地位于IC通道中和因此不能聚集形成PHB晶体。在1723cm-1处峰的存在表明仅仅一部分该PHB嵌段已经被CD覆盖和剩余PHB链段仍然聚集形成结晶相。这与以上讨论的XRD和DSC结果一致。图20显示了α-CD，纯PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)和它们的IC一直到450℃的热重分析(TGA)扫描的结果。如图20中所示，α-CD开始在279.2℃下分解。纯PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)显示出58.7％的初始重量损失而在加热时39.3％的第二次重量损失，其中分别在222.4℃和243.8℃下热分解开始。相信，第一次重量损失应归于PHB嵌段的分解和第二次重量损失应归于PEO嵌段。然而，在α-CD-PEO-PHB-PEOIC中PHB嵌段，PEO嵌段和α-CD的分解的开始分别在247.2℃，309.3℃和365.8℃下观察到。它们全部分别高于在PEO-PHB-PEO(2000-5200-2000)中PHB和PEO嵌段和该纯α-CD的那些。α-CD-PEO-PHB-PEOIC的较高分解温度被认为应归于配合物形成对于α-CD和PEO-PHB-PEO两者的热稳定性的贡献。对于γ-CD-PEO-PHB-PEOIC也观察到类似的结果。实施例5PEO-PHB-PEO共聚物胶束表征在含水介质中从根据实施例1的总体程序生产的PEO-PHB-PEO共聚物形成胶束，然后表征，如下所述a.原料天然来源聚[(R)-3-羟基丁酸酯](PHB)是从Aldrich购买的。通过溶于氯仿中，随后过滤和在使用前在石油醚中沉淀，来提纯PHB样品。该提纯PHB的Mn和Mw分别是8.7×104和2.3×105。具有大约5000分子量的甲氧基-聚(环氧乙烷)单丙酸(M-PEO-A)是从ShearwaterPolymers，Inc.，USA商购的。M-PEO-A的Mn和Mw分别被测得是4740和4880。双(2-甲氧基乙基)醚(Diglyme，99％)，乙二醇(99％)，二月桂酸二丁锡(95％)，1，3-N，N’-二环己基碳二亚胺(DCC，99％)，4-(二甲基氨基)吡啶(DMAP，99％)，琥珀酸酐(97％)，和三乙胺(99％)是从Aldrich获得的。二甘醇二甲醚用分子筛干燥，和二氯甲烷从CaH2中馏出，之后使用。b.纯PEO-PHB-PEO水凝胶的制备具有低分子量的链端羟基化PHB(PHB-二醇)预聚物是从天然PHB和二甘醇与作为催化剂的二月桂酸二丁锡在二甘醇二甲醚中的酯基转移程序制备的(产率，80％)。该PHB-二醇(0.38g，1.2×10mol，Mn＝3220)，M-PEO-A(1.42g，3.0×10-4mol，Mn＝4740)，和DMAP(12mg，9.8×10-5mol)在50ml两颈烧瓶中在真空和60℃(油浴)下干燥一夜。无水二氯甲烷(25-30ml)被添加到该烧瓶中，然后通过蒸馏(油浴，75℃)被除去，以除去在该体系中的任何痕量水.当烧瓶冷却时，溶于4mL无水二氯甲烷中的DCC(0.098g，4.7×10-4mol)被添加进去，和混合物在室温下和在氮气氛围中被搅拌一夜。沉淀的二环己脲(DCU)被过滤除去。聚合物两次从二乙醚中沉淀。所想望的三嵌段共聚物产物，再溶解在甲醇或氯仿中，进一步通过分馏来提纯。产量0.75g，56％。GPC(THF)Mn＝12720，Mn(PHB嵌段)＝3820，Mn(PEO嵌段)＝4740，Mw＝13770，Mw/Mn＝1.08。Tm＝54℃(对于PEO嵌段)和140℃(对于PHB嵌段)。1HNMR(400MHz，CDCl3)δ5.29(m，PHB嵌段的次甲基H)，4.32(s，-COOCH2CH2COO-)，3.68(s，PEO嵌段的-CH2OCH2-)，3.42(s，-OCH3端基)，2.48-2.67(m，PHB嵌段的亚甲基H)，1.31(d，PHB嵌段的甲基H)。IR(KBr)2886，1723，1456，1380，1280，1111，1061，962，842，516cm-1。c.聚合物表征凝胶渗透色谱法(GPC)分析是用装有串联的两根Phenogelut50和1000A柱(尺寸300×4.6mm)的ShimadzuSCL-10A和LC-8A系统，和ShimadzuRID-10A折光率检测器来进行的。THF以0.30mL/分钟的流速在40℃下用作洗脱剂。单分散的聚(乙二醇)标准物用于获得校正曲线。该1HNMR谱在室温下在400MHz下被记录在BrukerAV-400NMR谱仪上。该1HNMR测量是以3.2秒的截获时间，2.0秒的脉冲重复时间，30°脉冲宽度，5208-Hz谱宽，和32K数据点来进行的。化学位移涉及溶剂峰(δ＝7.3ppm，对于CHCl3)。d.荧光光谱学稳态荧光光谱记录在ShimadzuRF-5301PC荧光光谱仪(spectrofluorophotometer)上。在373nm下监测激发光谱。激发和发射侧两者的隙缝宽度维持在1.5nm。通过将预定量的嵌段共聚物溶于已知浓度的芘水溶液中来制备样品溶液，和该溶液静置1天以进行平衡。e.结果和讨论使用染料吸收技术来研究PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物的胶束形成。在水溶液中PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物的临界胶束浓度(cmc)值是由使用作为探针分子的芘的荧光激发光谱来测定的。Wilhelm，M.等人，Macromolecules241033-1040(1991)；Noda，T.等人，Macromolecules333694-3704(2000)。这一方法是，当芘溶于胶束相中时，以在水中的芘的0-0最大吸收从334nm迁移到337nm为基础的。图21显示在各种浓度的PEO-PHB-PEO共聚物下，在水中芘的激发光谱。随着共聚物浓度的增加，观察到0-0吸收谱带从334到337nm的红移。图22显示了芘激发光谱的I337/I334的强度比与共聚物浓度的对数的关系。I337/I334vs.LogC描述曲线代表了S形曲线。在低浓度范围观察到I337/I334的强度比的可以忽略的改变。随着共聚物浓度的提高，该强度比在某些浓度下显示出显著提高，反映芘引入到胶束的疏水性核心区域。因此，该cmc值是在图22中的低浓度范围下从交叉点测定的。非常低的cmc值(1.4×10-5g/mL)表明三嵌段共聚物有强烈的趋势在含水环境中形成胶束。胶束的形成出乎意料地被认为是对温度不太敏感的。如图23中所示，在15到45℃的温度范围，该I337/I334比率主要地取决于共聚物浓度，而不是温度。因此，PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物的胶束形成是对温度不太敏感的。这与具有中间聚(α-羟基链烷酸)和侧翼有由PLLA或PGA组成的PEO嵌段的三嵌段共聚物(它们通常是热敏感的)十分不同。Jeong(2002)；Kissel(2002)；Jeong(1997)；Jeong(1999))。尽管不希望受理论的束缚，该发明人相信PHB具有比聚(α-羟基链烷酸)更高的结晶度和疏水性，因此在嵌段共聚物中PHB链段的自组合的趋势是更强的和不取决于该温度变化。总之，已经说明了新型可生物降解的两亲性PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物的对温度不敏感的胶束形成。虽然PHB具有与PLLA相关的化学结构，但是PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物的胶束行为完全不同于PEO-PLLA-PEO三嵌段共聚物。用该PEO-PHB-PEO三嵌段共聚物形成的该胶束，它在低温下难以离解和在高温下不易聚集成较大尺寸，因此是更稳定的和容易处置的。实施例6α-CD-PEO-PHB-PEO水凝胶的活体内组织生物相容性根据实施例2的程序从α-CD和PEO-PHB-PEO(5000-2000-5000)形成的水凝胶经关节内注入到三个兔子的膝关节中。磷酸盐缓冲盐水(PBS)用作负对照。该动物在注射后的7天被杀死。取下膝关节和由显微解剖学来考察。样品是在遮暗的条件下评价。在兔膝关节中水凝胶的活体内生物相容性试验的代表性结果示于图24a(PBS对照)和24b(α-CD-PEO-PHB-PEO水凝胶)中。虽然如在图24b中的放映幻灯片中所示，在暴露于α-CD-PEO-PHB-PEO水凝胶的滑膜中有轻微的纤维化，但是在这两种样品之间没有显著差异。全面分析表明在水凝胶的注入之后在关节滑膜中没有明显地发炎性渗入。该结果显示了水凝胶在兔膝关节中的生物相容性。在注射了水凝胶和PBS的膝之间没有在组织和形态上的重大差别。尽管已经说明和描述了本发明的优选实施方案，但是应该认识到，在不脱离本发明的精神和范围的前提下能够有各种变化。权利要求1.药物输送体系，包括从环糊精和两亲性共聚物形成的水凝胶，其中共聚物包括含有聚(烯化氧)的A聚合物嵌段和含有聚(羟基链烷酸酯)的B聚合物嵌段；和治疗有效量的紧密地包含在水凝胶中的至少一种治疗剂。2.权利要求1的体系，进一步包括可药用的含水碱。3.权利要求1的体系，其中该药物输送体系是可注射的。4.权利要求3的体系，其中该水凝胶是触变的。5.权利要求1的体系，其中该体系提供了在药物释放的起始之后在至少一个星期的时间中至少一种治疗剂的持续释放。6.权利要求1的体系，其中该体系提供了在药物释放的起始之后在至少两个星期的时间中至少一种治疗剂的持续释放。7.权利要求1的体系，其中该聚(烯化氧)是选自聚(环氧乙烷)，聚(四亚甲基氧化物)和聚(四氢呋喃)。8.权利要求7的体系，其中该聚(烯化氧)是聚(环氧乙烷)。9.权利要求1的体系，其中该聚(羟基链烷酸酯)选自聚[(R)-3-羟基丁酸酯]；聚[(R)-4-羟基丁酸酯]；聚[(R)-3-羟基戊酸酯]；聚[(R)-3-羟基丁酸酯]-co-聚[(R)-3-羟基戊酸酯]；聚[(R)-3-羟基己酸酯]；聚[(R)-3-羟基庚酸酯]；此类(R)对映异构体的每一种的(S)对映异构体；此类(S)和(R)对映异构体的外消旋混合物；和它们的混合物。10.权利要求1的体系，其中该聚(羟基链烷酸酯)选自聚[(R)-3-羟基丁酸酯]；聚[(R)-4-羟基丁酸酯]；此类(R)对映异构体的每一种的(S)对映异构体；此类(S)和(R)对映异构体的外消旋混合物；和它们的混合物。11.权利要求1的体系，其中该聚(羟基链烷酸酯)包括聚[(R)-3-羟基丁酸酯]。12.权利要求1的体系，其中共聚物是包括B聚合物嵌段中间链段和两个A聚合物嵌段端链段的两亲性三嵌段共聚物。13.权利要求12的体系，其中该聚(羟基链烷酸酯)B嵌段聚合物选自聚[(R)-3-羟基丁酸酯]；聚[(R)-4-羟基丁酸酯]；聚[(R)-3-羟基戊酸酯]；聚[(R)-3-羟基丁酸酯]-co-聚[(R)-3-羟基戊酸酯]；聚[(R)-3-羟基己酸酯]；聚[(R)-3-羟基庚酸酯]；此类(R)对映异构体的每一种的(S)对映异构体；此类(S)和(R)对映异构体的外消旋混合物；和它们的混合物。14.权利要求12的体系，其中该聚(烯化氧)A嵌段聚合物是选自聚(环氧乙烷)，聚(四亚甲基氧化物)和聚(四氢呋喃)。15.权利要求14的体系，其中该聚(烯化氧)A嵌段聚合物是聚(环氧乙烷)。16.权利要求15的体系，其中该聚(羟基链烷酸酯)B嵌段聚合物选自聚[(R)-3-羟基丁酸酯]；聚[(R)-4-羟基丁酸酯]；聚[(R)-3-羟基戊酸酯]；聚[(R)-3-羟基丁酸酯]-co-聚[(R)-3-羟基戊酸酯]；聚[(R)-3-羟基己酸酯]；聚[(R)-3-羟基庚酸酯]；此类(R)对映异构体的每一种的(S)对映异构体；此类(S)和(R)对映异构体的外消旋混合物；和它们的混合物。17.权利要求1的体系，其中该聚(烯化氧)A嵌段聚合物和该聚(羟基链烷酸酯)B嵌段聚合物各具有500到20,000的分子量。18.权利要求1的体系，其中该聚(烯化氧)A嵌段聚合物和该聚(羟基链烷酸酯)B嵌段聚合物各具有2,000到10,000的分子量。19.权利要求1的体系，其中该聚(羟基链烷酸酯)B嵌段聚合物具有3,000到2,500的分子量。20.权利要求1的体系，其中该环糊精是以共聚物重量的5％-80％的量包含。21.权利要求1的体系，其中该环糊精是以共聚物重量的5％-50％的量包含。22.权利要求1的体系，其中该水凝胶包括水溶液，该水溶液含有约1％-约80wt％的共聚物。23.权利要求1的体系，其中该水凝胶包括水溶液，该水溶液含有约10％-约40wt％的共聚物。24.权利要求1的体系，进一步包括与治疗剂配合和/或与治疗剂共轭的二级聚合物。25.权利要求24的体系，其中该二级聚合物是选自聚酯，聚氨酯，聚酰胺，聚醚，多糖，聚(氨基酸)，多肽，和蛋白质中的聚合物。26.权利要求24的体系，其中该二级聚合物是具有聚(乙二醇)链段的二-或单-官能化聚合物。27.权利要求1的体系，进一步包括DNA纳米球。28.权利要求1的体系，其中共聚物具有在1,000至50,000之间的分子量。29.权利要求1的体系，其中共聚物具有在5,000至35,000之间的分子量。30.权利要求1的体系，其中该至少一种治疗剂是选自肽，蛋白质，小分子，基因，抗原，抗体和它们片段和人重组蛋白质，DNA，RNA和DNA纳米颗粒。31.权利要求1的体系，其中该至少一种治疗剂是高分子形式。32.权利要求1的体系，其中至少一种治疗剂选自镇痛药，麻醉剂，抗关节炎药，疾病改性抗风湿病药物，抗哮喘药物，抗凝血剂，抗惊厥药，抗抑郁药，抗糖尿病药，抗肿瘤药，抗精神病药，抗高血压药，抗生素，抗组胺剂，解充血药，抗炎药，肌肉松弛药，防寄生的药物，抗病毒药物，抗再狭窄剂，抗痉挛剂，软骨保护剂，防粘剂，抗肿瘤细胞侵入剂，血管舒张剂，血管收缩剂和免疫抑制剂。33.权利要求1的体系，其中该至少一种治疗剂是选自肽；蛋白质，其中包括细胞活素，生长因子，血管生成因子，可溶性受体，抗体和它们的片段和人重组蛋白质；小分子；基因；抗原，其中包括疫苗；DNA；RNA和DNA纳米颗粒。34.权利要求1的体系，其中该水凝胶被应用于可植入的设备中。35.权利要求34的体系，其中可植入的设备是选自支架，导管，气管，管，螺杆，板，分流器，人造关节，人造心脏，人工瓣膜，和其它修复术。36.药物输送体系，它包括从环糊精和两亲性共聚物形成的水凝胶，其中共聚物包括含有聚(环氧乙烷)的A聚合物嵌段和含有聚(羟基丁酸酯)的B聚合物嵌段；和治疗有效量的紧密地包含在该水凝胶内的至少一种治疗剂。37.包含环糊精和两亲性共聚物的水凝胶，其中共聚物包括含有聚(烯化氧)的A聚合物嵌段和含有聚(羟基链烷酸酯)的B聚合物嵌段。38.合成两亲性ABA三嵌段共聚物的方法，该共聚物包括作为A嵌段聚合物的聚(环氧乙烷)和作为B嵌段聚合物的聚(3-羟基链烷酸酯)，该方法包括将聚(3-羟基链烷酸酯)转化成具有较低分子量的链端官能化聚(3-羟基链烷酸酯)-二醇。从甲氧基-聚(环氧乙烷)生产甲氧基-聚(环氧乙烷)-单羧酸；和使用1，3-二环己基碳二亚胺让聚(3-羟基链烷酸酯)-二醇与甲氧基-聚(环氧乙烷)-单羧酸偶联，得到ABA三嵌段共聚物。39.权利要求38的方法，其中该聚(3-羟基链烷酸酯)是聚(3-羟基丁酸酯)，和聚(3-羟基链烷酸酯)-二醇是聚(3-羟基丁酸酯)-二醇。40.权利要求38的方法，其中该聚(3-羟基链烷酸酯)利用与乙二醇的酯交换反应被转化成链端官能化的聚(3-羟基链烷酸酯)-二醇。41.权利要求38的方法，其中该甲氧基-聚(环氧乙烷)-单羧酸是让甲氧基-聚(环氧乙烷)与琥珀酸酐在4-(二甲基氨基)吡啶和三乙胺存在下在1，4-二噁烷中反应来生产的。42.权利要求38的方法，其中聚(3-羟基链烷酸酯)-二醇和甲氧基-聚(环氧乙烷)-单羧酸在偶联之前被干燥。43.权利要求38的方法，其中聚(3-羟基链烷酸酯)-二醇和甲氧基-聚(环氧乙烷)-单羧酸在干燥二氯甲烷中偶联。44.权利要求43的方法，其中聚(3-羟基链烷酸酯)-二醇和甲氧基-聚(环氧乙烷)-单羧酸在干燥二氯甲烷中在氮气氛中偶联。45.权利要求38的方法，其中聚(3-羟基链烷酸酯)-二醇和甲氧基-聚(环氧乙烷)-单羧酸与过量的甲氧基-聚(环氧乙烷)-单羧酸偶联。46.权利要求38的方法，进一步包括使用选自甲醇/乙醚和氯仿/乙醚中的混合溶剂分离ABA三嵌段共聚物。47.药物输送体系，包括从两亲性ABA共聚物形成的胶束，其中共聚物包括含有聚(烯化氧)的A聚合物嵌段和含有聚(羟基链烷酸酯)的B聚合物嵌段；该聚(羟基链烷酸酯)选自聚[(R)-3-羟基丁酸酯]，聚[(R)-4-羟基丁酸酯]，此类(R)对映异构体的每一种的(S)对映异构体，此类(S)和(R)对映异构体的外消旋混合物，和它们的混合物；和治疗有效量的紧密地包含在胶束中的至少一种治疗剂。48.权利要求47的体系，进一步包括可药用的含水碱。49.权利要求48的体系，其中该胶束在含水碱中有足够的浓度而形成水凝胶。50.权利要求49的体系，其中该水凝胶被应用于可植入的设备中。51.权利要求50的体系，其中可植入的设备是选自支架，导管，气管，管，螺杆，板，分流器，人造关节，人造心脏，人工瓣膜，和其它修复术。52.权利要求47的体系，其中该体系提供了在药物释放的起始之后在至少大约一个星期的时间中至少一种治疗剂的持续释放。53.权利要求47的体系，其中该聚(烯化氧)是选自聚(环氧乙烷)，聚(四亚甲基氧化物)和聚(四氢呋喃)。54.权利要求53的体系，其中该聚(烯化氧)是聚(环氧乙烷)。55.权利要求54的体系，其中该聚(羟基链烷酸酯)包括聚[(R)-3-羟基丁酸酯]。56.权利要求47的体系，其中该聚(羟基链烷酸酯)包括聚[(R)-3-羟基丁酸酯]。57.权利要求47的体系，其中该聚(烯化氧)A嵌段聚合物和该聚(羟基链烷酸酯)B嵌段聚合物各具有500到20,000的分子量。8.权利要求47的体系，其中该聚(烯化氧)A嵌段聚合物和该聚(羟基链烷酸酯)B嵌段聚合物各具有2,000到10,000的分子量。59.权利要求47的体系，其中该聚(羟基链烷酸酯)B嵌段聚合物具有3,000到2,500的分子量。60.权利要求47的体系，进一步包括与治疗剂配合和/或与治疗剂共轭的二级聚合物。61.权利要求47的体系，其中该胶束形成了包封至少一种治疗剂的纳米颗粒或微粒。62.权利要求47的体系，其中共聚物具有在1,000至50,000之间的分子量。63.权利要求47的体系，其中共聚物具有在5,000至35,000之间的分子量。64.权利要求47的体系，其中该至少一种治疗剂是选自肽，蛋白质，小分子，基因，抗原，抗体和它们片段和人重组蛋白质，DNA，RNA和DNA纳米颗粒。65.权利要求47的体系，其中该至少一种治疗剂是高分子形式。66.权利要求47的体系，其中至少一种治疗剂选自镇痛药，麻醉剂，抗关节炎药，疾病改性抗风湿病药物，抗哮喘药物，抗凝血剂，抗惊厥药，抗抑郁药，抗糖尿病药，抗肿瘤药，抗精神病药，抗高血压药，抗生素，抗组胺剂，解充血药，抗炎药，肌肉松弛药，防寄生的药物，抗病毒药物，抗再狭窄剂，抗痉挛剂，软骨保护剂，防粘剂，抗肿瘤细胞侵入剂，血管舒张剂，血管收缩剂和免疫抑制剂。67.权利要求47的体系，其中该至少一种治疗剂是选自肽；蛋白质，其中包括细胞活素，生长因子，血管生成因子，可溶性受体，抗体和它们的片段和人重组蛋白质；小分子；基因；抗原，其中包括疫苗；DNA；RNA和DNA纳米颗粒。68.权利要求47的体系，其中该胶束在15℃到45℃的温度范围内是基本上稳定的。全文摘要包括从环糊精和两亲性共聚物形成的水凝胶和治疗有效量的紧密地包含在该水凝胶内的至少一种治疗剂的药物输送体系，该两亲性共聚物包括含有聚(烯化氧)的A聚合物嵌段和含有聚(羟基链烷酸酯)的B聚合物嵌段。在本发明的一个优选的实施方案中，该A聚合物嵌段10是聚(环氧乙烷)(PEO)和该B聚合物嵌段是聚[(R)－3－羟基丁酸酯](PHB)，和共聚物是三嵌段ABA共聚物PEO－PHB－PEO。还提供了合成两亲性三嵌段共聚物的方法。文档编号A61L31/16GK1668257SQ03817257公开日2005年9月14日申请日期2003年7月18日优先权日2002年7月19日发明者J·李,X·李,S·倪,K·W·梁申请人:奥默罗斯公司,材料研究及工程研究所