[發明專利]熒光聚合物及其應用

在審

• 申請號: 201480044814.3
• 申請日: 2014-07-08
• 公開（公告）號: CN105555833A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 楊健;謝志偉
• 申請（專利權）人: 德克薩斯大學體系董事會;賓州研究基金會
• 主分類號: C08G63/685
• 分類號: C08G63/685;A61K47/34;A61K9/107
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 張英;宮傳芝

相關申請的交叉引用

本申請依據35U.S.C.§119要求于2013年7月9日提交的美國臨時專利申 請序列號61/843,958和于2013年7月19日提交的美國臨時專利申請序列號 61/856,145的優先權，這些申請各自通過引用以其全部內容結合在此。

關于聯邦政府資助的研究的聲明

本發明是在由國家科學基金會(NSF)授予的CAREER授予合同 1313553和國家生物醫學影像學與生物工程學研究所(NIBIB)授予的R01授 予合同EB012575的政府支持下完成的。政府在本發明中具有一定權利。

領域

本發明涉及熒光聚合物，并且具體地說涉及熒光嵌段共聚物和由熒光嵌 段共聚物形成的結構。

背景技術

聚合物可以用于各種生物醫學和/或生物工程學應用。例如，能夠自組 裝成在熱力學方面穩定的膠束的聚合物在制藥和醫療應用中變得日益重要。 在水溶液中，膠束通常具有這樣的結構：其包含在膠束的內部的疏水核或 “尾”部分以及在膠束的外部與溶劑相接觸的親水殼或“頭”部分。該疏水 核可以容納疏水藥物，并且該親水殼可以充當阻止膠束聚集的空間屏障，從 而確保膠束在水性環境中的可溶性。

另外，近年來對于所謂的“治療診斷學”(治療加診斷)應用熒光膠束 獲得極大關注。現有的向膠束提供熒光特性的策略典型地集中于將熒光有機 染料(如羅丹明、花菁、或熒光素)、量子點、或金納米粒子偶聯或包封到 膠束上或內部。然而，這些材料的偶聯或包封經常導致低的熒光團-膠束比 率、增加的膠束大小、差的光漂白抗性、和/或顯著的細胞毒性。另外，一些 熒光團過早泄露到周圍組織中會干擾相關樣品的檢測。因此，存在對改進的 熒光膠束以及改進的制備和使用熒光膠束的方法的需要。

類似地，還存在對改進的可能形成或可能不形成膠束的熒光聚合物的需 要。例如，一些聚內酯已被美國食品與藥品管理署(FDA)批準用于在生物 醫學植入物如矯形固定裝置和組織移植物中使用。此外，合成聚內酯可以是 生物可降解的。然而，一些現有聚內酯的結構不提供由這些聚內酯形成的生 物醫學植入物的降解的自我報告。結果有關降解和生物活性變化的體內定量 數據的缺乏顯著阻礙改進的植入物用于體內使用的發展。因此，存在對允許 原位、實時監測植入物的降解而無需開腹手術或動物處死的聚合物的需要。 類似地，一些現有的聚內酯不提供治療診斷學能力。確切地說，一些聚內酯 無法在聚內酯不偶聯和/或包封不同顯像劑的情況下用于成像和治療。這種偶 聯和/或包封可以導致大幅增加的粒子大小、額外的成本或復雜度、和/或更高 的對治療診斷劑的不良生物反應。

概述

在一方面，在此描述了聚合物，在一些實施例中，這些聚合物可以提供 優于一些先前聚合物的一個或多個優點。例如，在一些情況下，在此描述的 嵌段共聚物可以是兩親的并且可以自組裝成納米級膠束，如具有疏水核和親 水殼的膠束。另外，在一些情況下，在此描述的嵌段共聚物可以是發光的或 熒光的和/或生物可降解的，促使其可用于多種生物學應用，包括成像應用、 治療應用、和/或治療診斷應用。

另外，在一些實施例中，在此描述的嵌段共聚物可以包含一個或多個嵌 段，并且可以用于聚內酯可以得到使用的任何生物醫學或非生物醫學應用。 例如，在此描述的這種嵌段共聚物可以用作藥物洗脫支架或其他藥物遞送裝 置、一次性醫療裝置、醫用植入物、組織工程支架、和/或分子靶標載體。此 外，在一些情況下，這種嵌段共聚物可以是發光的或熒光的，包括不使用任 何額外的染料或其他發光或熒光材料，如半導體納米晶體或量子點。此外， 在此描述的嵌段共聚物在一些實施例中可以由單獨的無毒材料和/或經FDA批 準可用于生物醫學裝置或其他生物醫學應用的材料形成并且隨后可生物降解 成這些材料。另外，在一些情況下，由在此描述的嵌段共聚物形成的納米粒 子或其他結構可以用于體內熒光成像和/或治療診斷癌癥藥物遞送、尋靶、以 及診斷。此外，在一些情況下，包含或由在此描述的嵌段共聚物形成的醫療 裝置或植入物可以允許原位熒光監測植入物降解和/或體內組織再生，而無需 處死動物模型和/或進行組織學分析。在此描述的嵌段共聚物還可以用于另外 的組織工程學、傷口愈合、醫用植入物、診斷劑、藥物遞送、生物感測、化 妝品、個人護理、包裝、熒光標記、手術材料、建筑、圖畫、和/或涂料應 用。