CN1177342A - 新的阳离子类脂及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了包括至少两个阳离子基团的阳离子类脂化合物。此阳离子类脂化合物特别适于用作胞内传递生物活性剂(包括药物和遗传物质)的载体。本发明阳离子类脂化合物的组合物包括悬浮液,乳状液,微胶粒和脂质体。

Description

新的阳离子类脂及其应用
                   发明领域
本发明涉及新的阳离子类脂及其应用。更具体讲，本发明涉及新的阳离子类脂和它们在传递生物活性剂方面的应用。
                   发明背景
生物活性剂如药物活性物质和诊断剂的胞内传递对于各种疾病的治疗和/或诊断通常是非常有利的。例如，生物活性剂的胞内传递，可以从亚细胞或分子水平影响细胞机能。
人们已研制出多种直接传递生物活性剂到活细胞内的方法。其中包括这类被称作“载体法”的方法，此方法包括使用载体促进生物活性剂胞内传递到特定靶细胞如疾病细胞内。治疗剂的胞内传递在本文中还称为“转染”。
人们已研制出多种用于转染生物活性剂的载体。例如，脂质体和聚合物已被用于转染遗传物质，包括脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。然而，目前可用的载体(包括脂质体和聚合物)对于生物活性物质在体内的胞内传递一般是无效的。此外，目前可用载体在体外细胞转染方面的应用也是有限的。
除载体法外，人们还研制出可直接转染生物活性剂(包括遗传物质)到细胞内的其它可供选择的多种方法。这些方法包括，例如，磷酸钙沉淀法和电穿孔法。然而，这些方法对于生物活性剂在体内的胞内传递也一般是无效的。
人们对于人或其它动物体内的各种疾病，例如遗传性疾病，以及它们的相关蛋白转录的表征和认识已大有进展。这也迫使人们去研制开发或寻求用生物活性剂治疗这类疾病的改进方法。这些不同方法涉及或需求胞内传递生物活性剂。然而，如上所述，目前的生物活性剂体内转染细胞的方法一般是无效的。这样阻碍了对治疗各种疾病的改进方法的研究和使用。
细胞膜为选择性屏障，它能阻止物质随机进入细胞内。因此，胞内传递生物活性剂过程中最主要的困难被认为是如何将活性剂从胞外区转移到胞内区。同样也难以将生物活性剂定位于选定细胞膜的表面。
载体也是由病毒载体构成。具体讲，转染遗传物质的载体是由完整病毒发展而来，病毒包括腺病毒和逆转录病毒。但是，只有有限量生物活性物质能被包封在病毒囊内。并且，在生物活性物质包括遗传物质情况下，病毒载体可能会与所包封的遗传物质和患者之间发生不希望的相互作用。
为使潜在的与病毒有关的相互作用降至最低程度，人们尝试仅使用某些病毒组分。但这在体内是难以实现的，因为病毒组分必须能识别和达到靶细胞。尽管人们进行了广泛深入研究，但仍未能寻找到适当的用于体内传递生物活性物质到细胞内的具有良好靶向性的病毒介导载体。
如上所述，脂质体已被用作胞内传递生物活性剂(包括遗传物质)的载体。使用脂质体作为生物活性剂载体的早期方法之一公开在Szoka和Papahadjopou1os，生物物理和生物工程年度综述，第9卷，第467-508页(1980)中。此公开方法包括通过向溶在醚类溶剂中的磷脂内加入遗传物质水溶液制备脂质体。蒸发醚相，得到包封在类脂微囊内的遗传物质。
包封生物活性剂到脂质体中的另一方法包括挤压脱水-再水化微囊。除上面所描述的这些方法外，用脂质体包封生物活性剂的其它方法也是公知的。
近年来，人们研制开发了由阳离子类脂，如N-[1-(2，3-二油酰氧基)丙基]-N，N，N-三甲基氯化铵(“DOTMA”)或包括阳离子聚合物如polysine制成的脂质体。例如，参见Xiaohuai和Huang，生物化学&生物物理学报，第1189卷，第195-203页(1994)。特别是由阳离子物质制得的脂质体(以下称作“阳离子脂质体”)已用于遗传物质，包括DNA，转染细胞的研究。据认为，阳离子脂质体与DNA中核苷酸的阴电荷磷酸盐基团键合。研究表明，与其它载体如阳离子聚合物相比，阳离子脂质体在体外能更有效介导遗传物质转染细胞。此外，体外研究还表明，较之其它传递方法(包括电穿孔法和磷酸钙沉淀法)，阳离子脂质体能提供改进的细胞转染。
然而，目前能得到的阳离子类脂和阳离子脂质体对于生物活性剂的体内胞内传递一般是无效的。此外，它们对于生物活性剂在血清内的胞内传递一般也是无效的。因为细胞需要血清来生存，所以这是一种严重缺陷。实质上，在包含阳离子类脂和阳离子脂质体的基因转染研究过程中，通常需要从组织培养浴中移去血清。转染后，补充血清。这样必须包括附加操作步骤，从而使得阳离子类脂和阳离子脂质体感染细胞变得复杂和麻烦。
特别需要新的和/或更好的阳离子类脂用于胞内传递生物活性剂。本发明的目的就在于此以及其它重要目的。
                   本发明概述
本发明涉及阳离子类脂，它包括至少一个，优选至少两个阳离子基团，并且所述类脂可用于胞内传递生物活性剂。
具体讲，在本发明的方案之一中，本发明涉及下式阳离子类脂化合物：
Figure A9619205800251
其中：
x，y和z各自独立代表0至约100的整数；
每一X1独立代表-O-，-S-，-NR5-，-C(＝X2)-，-C(＝X2)-N(R5)-，-N(R5)-C(＝X2)-，-C(＝X2)-O-，-O-C(＝X2)-或-X2-(R5X2)P(＝X2)-X2-；
每一X2独立代表O或S；
每一Y1独立代表磷酸酯残基，N(R6)a-，S(R6)a-，P(R6)a-或-CO2R6，其中a代表整数1至3；
每一Y2独立代表-N(R6)b-，-S(R6)b-或-P(R6)b-，其中b代表整数0至2；
每一Y3独立代表磷酸酯残基，N(R6 a-，S(R6)a，-P(R6)a-或-CO2R6，其中a代表整数1至3；
R1，R2，R3和R4各自独立代表含有1至约20个碳原子的亚烷基；
每一R5独立代表氢或含有1至约10个碳原子的烷基；和
每一R6独立代表-[R7-X3]c-R8或-R9-[X4-R10]d-Q，其中：
c和d各自独立代表整数0至约100；
每一Q独立代表磷酸酯残基，-N(R11)q，-S(R11)q，-P(R11)q或-CO2R6，其中q代表整数1至3；
X3和X4各自独立代表-O-，-S-，-NR5-，-C(＝X2)-，-C(＝X2)-N(R5)-，-N(R5)-C(＝X2)-，-C(＝X2)-O-，-O-C(＝X2)-或-X2-(R5X2)P(＝X2)-X2-；
每一R7独立代表含有1至约20个碳原子的亚烷基；
每一R8独立代表氢或含1至约60个碳原子的烷基；
R9和R10各自独立代表含1至约20个碳原子的亚烷基；和
每一R11独立代表-[R7-X3]c-R8或-R9-[X4-R10]d-W，其中：
每一W独立代表磷酸酯残基，-N(R12)w，-S(R12)w，-P(R12)w或-CO2R6，其中w代表整数1至3；和
R12代表-[R7-X3]c-R8；其条件是式(I)化合物包括至少一个，且优选至少两个季盐部分。
在另一方案中，本发明涉及下式阳离子类脂化合物：
Y1-R1-Y1
(II)其中：
每一Y1独立代表磷酸酯残基，N(R2)a-，S(R2)a，-P(R2)a-或-CO2R2，其中a代表整数1至3；
R1代表包含0至约30个-O-，-S-，-NR3-或-X2-(R3X2)P(＝X2)-X2-杂原子或杂原子基的1至约60个碳原子的亚烷基；
R2代表式-R4-[(X1-R5)x-Y2]y-R6基，其中：
x和y各自独立代表整数0至约100；
每一X1独立代表直接键，-O-，-S-，-NR3-，-C(＝X2)-，-C(＝X2)-N(R3)-，-N(R3)-C(＝X2)-，-C(＝X2)-O-，-O-C(＝X2)-或-X2-(R3X2)P(＝X2)-X2-；
每一X2独立代表O或S；
每一Y2独立代表-S(R2)b，-N(R2)b-或-P(R2)b-，其中b代表整数0至2；
每一R3独立代表氢或1至约10碳原子的烷基；
R4和R5各自独立代表直接键或包含0至约15个-O-，-S-，-NR3-或-X2-(R3X2)P(＝X2)-X2-杂原子或杂原子基的1至约30个碳原子的亚烷基；和
每一R6独立代表氢或代表包含0至约30个-O-，-S-，-NR3-或-X2-(R3X2)P(＝X2)-X2-杂原子或杂原子基的1至约60个碳原子的烷基；
其条件是式(II)化合物包括至少一个，且优选至少两个季盐部分。
在再一方案中，本发明涉及下式阳离子类脂化合物：其中：
x，y和z各自独立代表整数0至约100；
每一X1独立代表-O-，-S-，-NR5-，-C(＝X2)-，-C(＝X2)-N(R5)-，-N(R5)-C(＝X2)-，-C(＝X2)-O-，-O-C(＝X2)-或-X2-(R5X2)P(＝X2)-X2-，
每一X2独立代表O或S；
每一Y1独立代表-O-，-N(R6)a-，S(R6)a，或-P(R6)a-，其中a代表整数1至2；
每一Y2独立代表-N(R6)a-，-S(R6)a-或-P(R6)a-，其中a代表整数0至2；
每一Y3独立代表磷酸酯残基，N(R6)b-，S(R6)b-，P(R6)b-或-CO2R6，其中b代表整数1至3；
R1，R2，R3和R4各自独立代表含有1至约20个碳原子的亚烷基；
每一R5独立代表氢或1至约10个碳原子的烷基；和
每一R6独立代表-[R7-X3]C-R8或-R9-[X4-R10]d-Q，其中：
c和d各自独立代表整数0至约100；
每一Q独立代表磷酸酯残基，-N(R11)q，-S(R11)q，-P(R11)q或-CO2R11，其中q代表整数1至3；
X3和X4各自独立代表-O-，-S-，-NR5-，-C(＝X2)-，-C(＝X2)-N(R5)-，-N(R5)-C(＝X2)-，-C(＝X2)-O-，-O-C(＝X2)-或-X2-(R5X2)P(＝X2)-X2-；
每一R7独立代表含有1至约20个碳原子的亚烷基；
每一R8独立代表氢或含1至约60个碳原子的烷基；
R9和R10各自独立代表含1至约20个碳原子的亚烷基；和
每一R11独立代表-[R7-X3]c-R8或-R9-[X4-R10]d-W，其中：
每一w独立代表磷酸酯残基，-N(R12)w，-S(R12)w，-P(R12)w或-CO2R12，其中w代表整数1至3；和
R12代表-[R7-X3]c-R8；
其条件是式(III)化合物包括至少一个，且优选至少两个季盐部分。
包括至少一个，且优选至少两个阳离子基团的阳离子类脂化合物也是本发明的主题。
本发明的另一方面涉及阳离子类脂组合物，该组合物由包含至少一个，优选至少两个阳离子基团的阳离子类脂化合物组成。
本发明的再一方面涉及用于胞内传递生物活性剂的阳离子类脂制剂。此制剂包括与生物活性剂结合的包含至少一个，优选至少两个阳离子基团的阳离子类脂化合物。
本发明还进一步涉及用于胞内传递生物活性剂的阳离子类脂制剂的制备方法。此方法包括一同混合生物活性剂和包括具有至少一个，优选至少两个阳离子基团的阳离子类脂化合物的阳离子类脂组合物。
本发明还包括胞内传递生物活性剂的方法。该方法包括将具有至少一个，优选至少两个阳离子基团的阳离子类脂化合物和生物活性剂与细胞接触。
根据本说明书和权利要求书，本发明的这些和其它各方面变得更加清楚。
                  附图简述
附图1和2图解表示使用本发明阳离子类脂化合物和现有技术公开的化合物的转染试验中表达蛋白质的量。
                  发明详述
如上和全文中所用，下列术语，除非另有说明，应理解为具有下述含义。
“烷基”是指链中具有1至约60个碳原子的直链或支链脂族烃基。“低级烷基”是指具有1至约8个碳原子的烷基。“高级烷基”是指具有约10至约20个碳原子的烷基。烷基可以被一个或多个相同或不同的烷基取代基任选取代。其中“烷基取代基”包括卤素，芳基，羟基，烷氧基，芳氧基，芳烷氧基，烷硫基，芳硫基，芳烷氧基，芳烷硫基，羧基，烷氧基羰基，氧代和环烷基。烷基链中可任选地插入一个或多个氧，硫或取代或未取代氮原子，其中氮取代基为低级烷基。“支链烷基”是指其中低级烷基如甲基，乙基或丙基连接于线性烷基链上的烷基。典型的烷基包括甲基，乙基，异丙基，正丁基，叔丁基，正戊基，庚基，辛基，癸基，十二烷基，十三烷基，十四烷基，十五烷基和十六烷基。优选的烷基包括1至约4个碳原子的低级烷基和包含约12至约16个碳原子的高级烷基。优选的烷基还包括被一个或多个卤原子取代的烷基。优选的卤代烷基为氟代烷基，它包括，例如，式CF3(CF2)n(CH2)m-氟代烷基，其中m和n各自独立为0至约22的整数。典型的氟代烷基包括全氟甲基，全氟乙基，全氟丙基，全氟丁基，全氟环丁基，全氟戊基，全氟己基，全氟庚基，全氟辛基，全氟壬基，全氟癸基，全氟代十一烷基和全氟代十二烷基。
“链烯基”是指含有至少一个碳-碳双键的烃基。链烯基可被一个或多个“烷基取代基”任选取代。典型的链烯基包括乙烯基，烯丙基，正戊烯基，癸烯基，十二碳烯基，十四碳二烯基，十七碳-8-烯-1-基和十七碳-8，11-二烯-1-基。
“炔基”是指含有碳-碳三键的烃基。炔基可被一个或多个“烷基取代基”任选取代。典型的炔基包括乙炔基，丙炔基，正戊炔基，癸炔基和十二碳炔基。优选的炔基包括低级炔基。
“环烷基”是指含有约4至约10个碳原子的非芳香单或多环体系。环烷基可任选为部分不饱和的。环烷基还可被芳基取代基，氧代和/或亚烷基任选取代。优选的单环环烷基环包括环戊基，环己基和环庚基。优选的多环环戊基环包括金刚烷基，八氢化萘基，十氢化萘基，樟脑，莰烷，降金刚烷基，二环[2.2.2]辛-5-烯，顺式-5-降冰片烯，5-降冰片烯，(1R)-(-)桃金娘烷，降冰片烷和反-3-氧代-三环[2.2.1.02.6]庚烷。
“芳基”是指含有约6至约10个碳原子的芳香碳环基。芳基可任选被一个或多个相同或不同的芳基取代基取代，其中“芳基取代基”包括烷基，链烯基，炔基，芳基，芳烷基，羟基，烷氧基，芳氧基，羧基，芳酰基，卤素，硝基，三卤代甲基，氰基，烷氧基羰基，芳氧基羰基，芳烷氧基羰基，酰氧基，酰氨基，芳酰氨基，氨基甲酰基，烷基氨基甲酰基，二烷基氨基甲酰基，芳硫基，烷硫基，亚烷基和-NRR′，其中R和R″各自独立代表氢，芳基和芳烷基。典型的芳基基团包括取代或未取代苯基以及取代或未取代萘基。
“酰基”是指烷基-CO-，其中烷基如上所述。优选的酰基包括其中烷基含有1至约30个碳原子的酰基。典型的酰基包括乙酰基，丙酰基，2-甲基丙酰基，丁酰基和棕榈酰基。
“芳酰基”是指芳基-CO-基团，其中芳基如上所述。典型的芳酰基包括苯甲酰基和1-和2-萘酰基。
“烷氧基”是指烷基-O-基团，其中烷基如上所述。典型的烷氧基基团包括甲氧基，乙氧基，正丙氧基，异丙氧基，正丁氧基和庚氧基。
“芳氧基”是指芳基-O-基团，其中芳基如上所述。典型的芳氧基基团包括苯氧基和萘氧基。
“烷硫基”是指烷基-S-基团，其中烷基如上所述。典型的烷硫基基团包括甲硫基，乙硫基，异丙硫基和庚硫基。
“芳硫基”是指芳基-S-基团，其中芳基如上所述。典型的芳硫基包括苯硫基和萘硫基。
“芳烷基”是指芳基-烷基-基团，其中芳基和烷基各自如上所述。典型的芳烷基包括苄基，苯乙基和萘甲基。
“芳烷氧基”是指芳烷基-O-基团，其中芳烷基如上所述。典型的芳烷氧基为苄氧基。
“芳烷硫基”是指芳烷基-S-基团，其中芳烷基如上所述。典型的芳烷硫基为苄硫基。
“二烷基氨基”是指-NRR′基团，其中R和R″各自独立代表如上所述的烷基。典型的烷基氨基包括乙基甲基氨基，二甲基氨基和二乙基氨基。
“烷氧基羰基”是指烷基-O-CO-基团。典型的烷氧基羰基包括甲氧基羰基，乙氧基羰基，丁氧基羰基和叔丁氧基羰基。
“芳氧基羰基”是指芳基-O-CO-基团。典型的芳氧基羰基包括苯氧基-和萘氧基-羰基。
“芳烷基氧基羰基”是指芳烷基-O-CO-基团。典型的芳烷基氧基羰基为苄氧基羰基。
“氨基甲酰基”是指H2N-CO-基团。
“烷基氨基甲酰基”是指R′RN-CO-基团，其中R和R′之一为氢而其它R和R′为如上所述的烷基。
“二烷基氨基甲酰基”是指R′RN-CO-基团，其中R和R′各自独立代表如上所述的烷基。
“酰氧基”是指酰基-O-基团，其中酰基如上所述。
“酰氨基”是指酰基-NH-基团，其中酰基如上所述。
“芳酰基氨基”是指芳酰基-NH-基团，其中芳酰基如上所述。
“亚烷基”是指具有1至约30个碳原子的直链或支链二价脂族烃基。亚烷基可以是直链，支链或环状的。亚烷基也可以任选为不饱和的和/或被一个或多个“烷基取代基”取代。亚烷基链中也可以任选地插入一个或多个氧，硫或取代或未取代氮原子，其中氮取代基为如上所述的烷基。典型的亚烷基包括亚甲基(-CH2-)，亚乙基(-CH2CH2-)，1，3-亚丙基(-(CH2)3-)，亚环己基(-C6H10-)，-CH＝CH-CH＝CH-，-CH＝CH-CH2-，-(CF2)n(CH2)m-，其中n为约1至约22的整数，m为0至约22的整数，-(CH2)n-N(R)-(CH2)m-，其中m和n各自独立为0至约30的整数且R代表氢或烷基，亚甲二氧基(-O-CH2-O-)和1，2-亚乙基二氧基(-O-(CH2)2-O-)。优选亚烷基含有约2至约3个碳原子。
“卤代”或“卤化物”是指氟化物，氯化物，溴化物或碘化物。
“杂原子基”是指含有至少一个杂原子的基团。
“氨基酸”是指天然存在的或合成的氨基酸。
“多肽”是指具有两个或多个通过肽键键合的氨基酸残基的生物活性系列物。优选具有约3至约40个氨基酸残基的多肽。
“磷酸酯残基”是指衍生自磷酸(O＝P(OH)3)的取代基。优选磷酸酯残基为被一个或多个烷基和/链烯基取代的磷酸酯。优选的磷酸酯包括磷脂。磷脂之中优选磷酸甘油酯，且特别优选二酰基甘油磷酸酯。典型的二酰基甘油磷酸酯为1，2-二油酰基甘油-3-乙基磷酸酯。
“季盐”是指铵、锍或膦类化合物，其中铵、锍或膦离子的氢原子被烷基取代。对于季铵和膦化合物，其分子结构包括与四个有机基团，例如四个烷基的氮或磷。季锍化合物的分子结构包括与三个有机基团连接的硫原子。这些分子结构为正电性的，且通常称作阳离子基。尽管不是必需的，但阳离子一般与带阴电的酸基结合在一起。阴电基通常称作阴离子或阴离子基。典型的阴离子包括，例如，卤离子。季盐一般为氮，硫或磷的最终烷基化步骤的产物。
“类脂”是指合成或天然存在的两亲化合物，它包括亲水组分和疏水组分。类脂包括，例如，脂肪酸，中性脂肪，磷脂，糖酯，脂族醇和蜡，萜烯和甾族化合物。
“阳离子类脂化合物”是指包括阳离子基团的类脂，且通常在溶液中起阳离子作用。优选的阳离子类脂化合物为包括至少一个阳离子基团的类脂，并且更优选包括至少两个或多个阳离子基团的类脂。
“阳离子基“是指带正电荷的基团。优选的阳离子基包括季盐阳离子。典型的季盐为铵，膦和锍盐。
“抗衡离子”是指阴离子。“可药用”的阴离子实质上是无毒的并且不会使所缔合阳离子变为药学上不可接受。
“阳离子类脂组合物”是指包括阳离子类脂化合物的组合物。典型的阳离子类脂组合物包括悬浮液，乳液，囊状组合物和六方形H II相结构。“阳离子类脂制剂”是指包括阳离子类脂化合物和生物活性剂的组合物。
“电荷密度”是指每单位质量或体积上的电荷数量。
“微囊”或“微囊体”是指其特征是存在内空隙的球状体。优选的微囊或微囊体是由类脂配制形成，类脂包括本发明的阳离子类脂化合物。在任何给定的微囊或微囊体中，类脂可以单层或双层形式存在，且单层-或双层类脂可用于形成一个或多个单-或双层。在多于一个单-或双层情况下，单-或双层一般是同心的。类脂微囊或微囊体包括这些通常被称作脂质体，微胶粒等实体物。因此，类脂可用于形成单膜层微囊(由一个单层或双层构成)，寡膜层微囊(由约两个或约三个单层或双层构成)或多膜层微囊(由多于约三个单层或双层构成)。微囊的内空隙通常用液体，包括，例如，含水液体，气体，气体前体，和/或固体物质，包括，例如，生物活性剂填充。
“阳离子微囊”或“阳离子微囊组合物”是指用阳离子类脂化合物配制得到的微囊或微囊体。
“阳离子微囊制剂”是指包括微囊或微囊体和生物活性剂的组合物。
“脂质体”是指由两亲化合物，包括类脂化合物，典型地以一或多同心层，例如双层形式聚集而成的一般球状体。
“乳状液”是指两种或多种液体的类脂混合物，且一般为胶态形式。类脂可以非均相地分散在乳状液中。另一方面，类脂可以以，例如，球或层(包括单-或双层)形式聚集。
“悬浮液”是指浮动在液体中的细碎胶粒混合物。
“六方形H II相结构”是指类脂在液体介质如含水介质中一般是片状聚集，其中在管中，类脂的亲水部分一般面向内，与液态环境相结合。类脂的疏水部分一般向外辐射，这种复杂结构假定为六角管形。六方相结构中通常一同堆积有众多这种六角管。
本文所用的“患者”是指动物，包括哺乳动物，优选人。
“生物活性剂”是指能够在体外和/或体内产生生物学效应的物质。就性质上来说，生物学效应优选为治疗效应。如这里所用，“生物活性剂”还指在就性质而言属于诊断的应用方面使用的物质，如在诊断患者是否患有或无疾病的方法中使用的物质。生物活性剂可以是中性的或为带正电或带负电的。优选生物活性剂为带负电的。适当的生物活性剂的实例包括药剂和药物，合成有机分子，蛋白质，维生素，甾族化合物，聚阴离子，核苷，核苷酸，多核苷酸和诊断剂，如对患者进行核磁共振成象，超声或计算机控制断层照相时使用的造影剂。
“阴离子基”是指带负电的基团。优选的阴离子基包括磷酸根(PO4 -)。
“阴离子生物活性剂”是指包括至少一个阴离子基的生物活性剂。某些遗传物质，例如，多核苷酸，为代表性的阴离子生物活性剂。
“遗传物质”一般是指核苷酸和多核苷酸，包括脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。遗传物质可通过本领域技术人员公知的化学合成方法，或采用重组技术，或结合这两种方法制备。DNA和RNA可任选地包括非天然核苷酸，并且可以为单或双链。“遗传物质”还指有义和反义DNA和RNA，即与DNA和/或RNA中的核苷酸的特定序列互补的核苷酸序列。
“药剂”或“药物”是指用于预防，诊断，缓解，治疗或治愈患者疾病，痛苦，病症或损伤的任何治疗或预防剂。治疗有用的多核苷酸和多肽也包括在药物的定义内。
“与…结合”是指将生物活性剂与本发明阳离子类脂化合物结合。阳离子类脂化合物可以与生物活性剂以任何不同的方法结合。例如，当阳离子类脂化合物为阳离子微囊或阳离子微囊组合物形式时，生物活性剂可包封在微囊的内空隙中。同样还可以知道，生物活性剂可结合在微囊的层或壁上，例如，通过分散在包含在微囊层或壁内的类脂上结合。此外，还可以知道，生物活性剂可定位在微囊的表面。在这种情况下，生物活性剂可与微囊的表面存在相互的化学作用，且大体上保持与其粘附。这种相互作用可采取如静电相互作用，氢键，范得瓦耳斯力或共价键等形式。另一方面，或除上所述外，生物活性剂可与微囊的表面进行有限的相互作用。这种有限的相互作用将容许生物活性剂从微囊的第一表面迁移到微囊的第二表面。
“细胞内的”或“细胞内地”是指细胞质膜内的区域，包括原生质，胞质和/或核质。“胞内传递”是指传递生物活性剂到细胞质膜内的区域。
“细胞”是指构成生物组织的细小的原生质团，包括被膜所包围的各种原生质。所述细胞包括有核和无核细胞和细胞器。
“免疫活性”是指免疫系统抗病原体或感染剂的能力。
本发明部分涉及一类新的阳离子类脂化合物，它们非常适用与胞内传递一种或多种生物活性剂。这类新类脂的更详尽说明见下。
具体讲，在其中的一种实施方案中，本发明涉及下式阳离子类脂化合物：其中：
x，y和z各自独立代表0至约100的整数；
每一X1独立代表-O-，-S-，-NR5-，-C(＝X2)-，-C(＝X2)-N(R5)-，-N(R5)-C(＝X2)-，-C(＝X2)-O-，-O-C(＝X2)-或-X2-(R5X2)P(＝X2)-X2-；
每一X2独立代表O或S；
每一Y1独立代表磷酸酯残基，N(R6)a-，S(R6)a-，P(R6)a-或-CO2R6，其中a代表整数1至3；
每一Y2独立代表-N(R6)b-，-S(R6)b-或-P(R6)b-，其中b代表整数0至2；
每一Y3独立代表磷酸酯残基，N(R6)a-，S(R6)a-，P(R6)a-或-CO2R6，其中a代表整数1至3；
R1，R2，R3和R4各自独立代表含有1至约20个碳原子的亚烷基；
每一R5独立代表氢或含有1至约10个碳原子的烷基；和
每一R6独立代表-[R7-X3]c-R8或-R9-[X4-R10]d-Q，其中：
c和d各自独立代表0至约100的整数；
每一Q独立代表磷酸酯残基，-N(R11)q，-S(R11)q，-P(R11)q或-CO2R11，其中q代表整数1至3；
X3和X4各自独立代表-O-，-S-，-NR5-，-C(＝X2)-，-C(＝X2)-N(R5)-，-N(R5)-C(＝X2)-，-C(＝X2)-O-，-O-C(＝X2)-或-X2-(R5X2)P(＝X2)-X2-；
每一R7独立代表含有1至约20个碳原子的亚烷基；
每一R8独立代表氢或含1至约60个碳原子的烷基；
R9和R10各自独立代表含1至约20个碳原子的亚烷基；和
每一R11独立代表-[R7-X3]c-R8或-R9-[X4-R10]d-W，其中：
每一W独立代表磷酸酯残基，-N(R12)w，-S(R12)w，-P(R12)w或-CO2R12，其中w代表整数1至3；和
R12代表-[R7-X3]c-R8；其条件是式(I)化合物包括至少一个，且优选至少两个季盐部分。
上述式(I)中，x，y和z各自独立代表0至约100的整数。优选x，y和z各自独立代表0至约50的整数，其中较优选整数0至约20。更优选的是，x，y和z各自独立代表0至约10的整数；更优选整数0至约5。在某些特别优选的实施方案中，x为1，y为2或3，且z为0或1。
上述式(I)中，每一X1独立代表-O-，-S-，-NR5-，-C(＝X2)-，-C(＝X2)-N(R5)-，-N(R5)-C(＝X2)-，-C(＝X2)-O-，-O-C(＝X2)-或-X2-(R5X2)P(＝X2)-X2-。优选每一X1独立代表-C(＝O)-N(R5)-，-N(R5)-C(＝O)-，-C(＝O)-O-或-O-C(＝O)-。
上述X1，X3和X4的定义中，每一X2独立代表O或S。优选X2代表O。
上述式(I)中，每一Y1独立代表磷酸酯残基，N(R6)a-，S(R6)a-，P(R6)a-或-CO2R6，其中a代表整数1至3。优选每一Y1独立代表磷酸酯残基，N(R6)a-，或-CO2R6，其中a代表2或3，优选a代表3。
上述式(I)中，每一Y2独立代表-N(R6)b-，-S(R6)b-或-P(R6)b-，其中b代表整数0至2。优选Y2代表-N(R6)b-，其中b代表1或2。
上述式(I)中，每一Y3独立代表磷酸酯残基，N(R6)a-，S(R6)a-，P(R6)a-或-CO2R6，其中a代表整数1至3。优选每一Y3独立代表磷酸酯残基，N(R6)a-或-CO2R6，其中a代表整数2或3。优选a代表3。
上述式(I)中，R1，R2，R3和R4各自独立代表含有1至约20个碳原子的亚烷基。优选R1，R2，R3和R4各自独立代表含有1至约10个碳原子的直链亚烷基或约4至约10个碳原子的亚环烷基。较优选R1，R2，R3和R4各自独立代表含有1至约4个碳原子的直链亚烷基或含有约5至约7个碳原子的亚环烷基。更优选R1，R2，R3和R4各自独立代表亚甲基，亚乙基或亚环己基。
在上述X1，X3和X4的定义中，每一R5独立代表氢或含有1至约10个碳原子的烷基。优选每一R5独立代表氢或含有1至约4个碳原子的烷基。更优选R5代表氢。
在上述Y1，Y2和Y3定义中，每一R6独立代表-[R7-X3]c-R8或-R9-[X4-R10]d-Q，其中c和d各自独立代表0至约100的整数。优选c和d各自独立代表0至约50的整数，其中较优选整数0至约20。更优选的是，c和d各自独立代表0至约10的整数，其中较优选整数0至约5。在特别优选的实施方案中，c代表0或1而d代表1。
上述R6中的Q各自独立代表磷酸酯残基，-N(R11)q，-S(R11)q，-P(R11)q或-CO2R11，其中q代表整数1至3。优选每一Q独立代表磷酸酯残基，-N(R11)q或-CO2R11，其中q代表2或3。优选q代表3。
同样在上述R6的定义中，X3和X4各自独立代表-O-，-S-，-NR5-，-C(＝X2)-，-C(＝X2)-N(R5)-，-N(R5)-C(＝X2)-，-C(＝X2)-O-，-O-C(＝X2)-或-X2-(R5X2)P(＝X2)-X2-，其中X2和R5的定义同前所述。优选X3和X4独立代表-C(＝O)-N(R5)-，-N(R5)-C(＝O)-，-C(＝O)-O-或-O-C(＝O)-。
在上述R6，R11和R12的定义中，，每一R7独立代表含有1至约20个碳原子的亚烷基。优选每一R7独立代表1至约10个碳原子的亚烷基，更优选1至约4个碳原子的亚烷基。较优选的是，每一R7独立代表亚甲基或亚乙基。
在上述R6，R11和R12的定义中，每一R8独立代表氢或含1至约60个碳原子的烷基。优选的是，每一R8独立代表氢或1至约40个碳原子的烷基，其中较优选氢或1至约20个碳原子的烷基。更优选的是，每一R8独立代表氢或1至约16个碳原子的烷基。在某些特别优选的实施方案中，每一R8独立代表氢，甲基，十二烷基或十六烷基。
在上述R6和R11定义中，R9和R10各自独立代表含1至约20个碳原子的亚烷基。优选R9和R10各自独立代表1至约10个碳原子的亚烷基，更优选R9和R10各自独立代表1至约4个碳原子的亚烷基。愈加优选的是，R9和R10各自独立代表亚甲基或亚乙基。
上述Q中的每一R11独立代表-[R7-X3]c-R8或-R9-[X4-R10]d-W，其中c，d，X3，X4，R7，R8，R9和R10各自独立地如上所述。
上述R11中的每一W独立代表磷酸酯残基，-N(R12)w，-S(R12)w，-P(R12)w或-CO2R12，其中w代表整数1至3。优选W代表磷酸酯残基，-N(R12)w或-CO2R12，其中w代表2或3。优选w代表3。
在上述W的定义中，R12代表-[R7-X3]c-R8，其中c，X3，R7和R8各自独立地如上所述。
在另一实施方案中，本发明提供下式阳离子类脂化合物：
Y1-R1-Y1
(II)其中：
每一Y1独立代表磷酸酯残基，N(R2)a-，S(R2)a-，P(R2)a-或-CO2R2，其中a代表整数1至3；
R1代表包含0至约30个-O-，-S-，-NR3-或-X2-(R3X2)P(＝X2)-X2-杂原子或杂原子基的1至约60个碳原子的亚烷基；
R2代表式-R4-[(X1-R5)x-Y2]y-R6基，其中：
x和y各自独立代表整数0至约100；
每一X1独立代表直接键，-O-，-S-，-NR3-，-C(＝X2)-，-C(＝X2)-N(R3)-，-N(R3)-C(＝X2)-，-C(＝X2)-O-，-O-C(＝X2)-或-X2-(R3X2)P(＝X2)-X2-；
每一X2独立代表O或S；
每一Y2独立代表-S(R2)b，-N(R2)b-或-P(R2)b-，其中b代表整数0至2；
每一R3独立代表氢或1至约10碳原子的烷基；
R4和R5各自独立代表直接键或包含0至约15个-O-，-S-，-NR3-或-X2-(R3X2)P(＝X2)-X2-杂原子或杂原子基的1至约30个碳原子的亚烷基；和
每一R6独立代表氢或代表包含0至约30个-O-，-S-，-NR3-或-X2-(R3X2)P(＝X2)-X2-杂原子或杂原子基的1至约60个碳原子的烷基；其条件是式(II)化合物包括至少一个，且优选至少两个季盐部分。
上述式(II)中，每一Y1独立代表磷酸酯残基，N(R2)a-，S(R2)a-，P(R2)a-或-CO2R2，其中a代表整数1至3。优选每一Y1独立代表磷酸酯残基，N(R2)a-，或-CO2R2，其中a代表2或3，优选a代表3。
同样在上述式(II)中，R1代表包含0至约30个-O-，-S-，-NR3-或-X2-(R3X2)P(＝X2)-X2-杂原子或杂原子基的1至约60个碳原子的亚烷基。优选的是，R1代表1至约40个碳原子的亚烷基，其中优选1至约20个碳原子的亚烷基。更优选的是，R1代表含1至约10个碳原子的直链亚烷基或含约4至约10个碳原子的亚环烷基。愈加优选的是，R1代表含1至约4个碳原子的直链亚烷基或含约5至约7个碳原子的亚环烷基。
在上述Y1的定义中，R2代表式-R4-[(X1-R5)x-Y2]y-R6基，其中x和y各自独立代表整数0至约100。优选的是，x和y各自独立代表0至约50的整数，其中较优选整数0至约20。更优选的是，x和y各自独立代表整数0至约10。
在上述R2的定义中，每一X1独立代表直接键，-O-，-S-，-NR3-，-C(＝X2)-，-C(＝X2)-N(R3)-，-N(R3)-C(＝X2)-，-C(＝X2)-O-，-O-C(＝X2)-或-X 2 -(R3X2)P(＝X2)-X2-。优选X1代表直接键，-C(＝X2)-N(R3)-，-N(R3)-C(＝X2)-，-C(＝X2)-O-，或-O-C(＝X2)-。
在上面X1，R1，R4，R5和R6的定义中各X2独立地是O或S。优选地，X2是O。
在上面R2的定义中各Y2独立地是-S(R2)b-，-N(R2)b-或-P(R2)b-，其中b是0至2的整数。优选地，Y2是-N(R2)b-而b是1或2。
在上面X1、R1、R4、R5和R6的定义中，各R3独立地是氢或1至约10个碳的烷基。优选地，各R3独立地是氢或1至约4个碳的烷基。更优选地，R3是氢。
在上面R2的定义中，各R4和R5独立地是直接键或含有0至约15个-O-，-S-，-NR3-或-X2-(R3X2)P(＝X2)-X2-杂原子或杂原子基团的1至30个碳的亚烷基。优选地各R4和R5独立地是直接键或1至约20个碳的亚烷基。更优选地，各R4和R5独立地是直接键，1至约10个碳的直链亚烷基或4至约10个碳的亚环烷基。还更优选地，各R4和R5独立地是直接键，1至约4个碳的直链亚烷基或5至约7个碳的亚环烷基。
在上面R2中，各R6独立地是氢或含有0至约30个-O-，-S-，-NR3-或-X2-(R3X2)P(＝X2)-X2-杂原子或杂原子基团的1至约60个碳的烷基。优选地，各R6独立地是氢或1至约40个碳的烷基。更优选地，各R6独立地是氢或1至20个碳的烷基。
在本发明的另一方案中，提供下式的阳离子类脂化合物。
Figure A9619205800401
其中：
各x、y和z独立地是0至约100的整数；
各X1独立地是-O-，-S-，-NR5-，-C(＝X2)-，-C(＝X2)-N(R5)-，-N(R5)-C(＝X2)-、-C(＝X2)-O-，-O-C(＝X2)-或-X2-(R5X2)P(＝X2)-X2-；
各X2独立地是O或S；
各Y1独立地是-O-，-N(R6)a-，-S(R6)a-或-P(R6)a-，其中a是0至2的整数；
各Y2独立地是-N(R6)a-、-S(R6)a-或-P(R6)a-，其中a是0至2的整数；
各Y3独立地是磷酸残基，N(R6)b-，S(R6)b-，P(R6)b-或-CO2R6，其中b是1至3的整数；
各R1，R2，R3和R4独立地是1至约20个碳的亚烷基；
各R5独立地是氢或1至约10个碳的烷基；和
各R6独立地是-[R7-X3]c-R8或-R9-[X4-R10]d-Q，其中：
各c和d独立地是0至约100的整数；
各Q独立地是磷酰残基，-N(R11)q，-S(R11)q，-P(R11)q或-CO2R11，其中q是1至3的整数；
各X3和X4独立地是-O-，-S-，-NR5-，-C(＝X2)-，-C(＝X2)-N(R5)-，-N(R5)-C(＝X2)-，-C(＝X2)-O-，-O-C(＝X2)-或-X2-(R5X2)P(＝X2)-X2-；
各R7独立地是1至20个碳的亚烷基；
各R8独立地是氢或1至约60个碳的烷基；
各R9和R10独立地是1至约20个碳的亚烷基；和
各R11独立地是-[R7-X3]c-R8或-R9-[X4-R10]d-W，其中：
各W独立地是磷酸残基，-N(R12)w，-S(R12)w，-P(R12)w或-CO2R12，其中w是1至3的整数；且
R12是-[R7-X3]c-R8；条件是式(III)化合物包含至少一个，优选至少两个季盐。
在上面式(III)中，各x，y和z独立地是0至约100的整数。优选地，各x、y和z独立地是0至约60的整数，而整数0至约20是更优选的。还更优选地，各x、y和z独立地是0至约10的整数。进一步更优选地，各x、y和z独立地是0至约5的整数。在某些具体的优选方案中，x是1，y是2或3而Z是0或1。
在上面式(III)中，各X1独立地是-O-，-S-，-NR5-，-C(＝X2)-，-C(＝X2)-N(R5)-，-N(R5)-C(＝X2)-，-C(＝X2)-O-，-O-C(X2)-或-X2-(R5X2)P(＝X2)-X2-。优选地，各X1独立地是-C(＝O)-NR5-，-NR5-C(＝O)-，-C(＝O)-O-或-O-C(＝O)-。
在上面X1，X3和X4的定义中，各X2独立地是O或S。优选地，X2是O。
在上面式(III)中，各Y1独立地是-O-，-N(R6)a-，-S(R6)a-或-P(R6)a-，其中a是0至2的整数。优选地，Y1为-N(R6)a-，其中a是1或2。
在上面式(III)中，各Y2独立地是-N(R6)a-，-S(R6)a-或-P(R6)a-，其中a是0至2的整数。优选地，Y2是-N(R6)a-。
在上面式(III)中，各Y3独立地是磷酸残基，N(R6)b-，S(R6)b-，P(R6)b-或-CO2R6，其中b是1至3的整数。优选地，各Y3独立地是磷酸残基或N(R6)b-，其中b是2或3。优选地，b是3。
在上面式(III)中，各R1，R2，R3和R6独立地是1至约20个碳的亚烷基。优选地，各R1，R2，R3和R4独立地是1至约10个碳的直链亚烷基或约4至约10个碳的亚环烷基。更优选地，各R1，R2，R3和R4独立地是1至约4个碳的亚烷基或约5至约7个碳的亚环烷基。还更优选地，各R1，R2，R3和R4独立地是亚甲基，亚乙基或亚环已基。
在上面X1，X3和X4的定义中，各R5独立地是氢或1至约10个碳的烷基。优选地，各R5独立地是氢或1至约4个碳的烷基。更优选地，R5是氢。
在上面Y1，Y2和Y3的定义中，各R6独立地是-[R7-X3]c-R8或-R9-[X4-R10]d-Q，其中各c和d独立地是0至约100的整数。优选地，各c和d独立地是0至约50的整数，0至约20的整数更优选。还更优选地，各c和d独立地是0至约10的整数，而0至5的整数进一步更优选。在某些具体的优选方案中，c是0或1而d是1。
在上面R6中各Q独立地是磷酸残基，-N(R11)q，-S(R11)q-，-P(R11)q或-CO2R11，其中q是1至3的整数。优选地，各Q独立地是磷酸残基，-N(R11)q或-CO2R11，其中q是2或3。优选地，q是3。
也在上面R6的定义中，各X3和X4独立地是-O-，-S-，-NR5-，-C(＝X2)-，-C(＝X2)-N(R5)-，-N(R5)-C(=X2)-，-C(＝X2)-O-，-O-C(＝X2)-或-X2-(R5X2)P(＝X2)-X2-，其中X2和R5如前所述。优选地，各X3和X4独立地是-C(＝O)-NR5-，-NR5-C(＝O)-，-C(＝O)-O-或-O-C(＝O)-。
在上面R6，R11和R12的定义中，各R7独立地是1至约20个碳的亚烷基。优选地，各R7独立地是1至约10个碳的亚烷基，而1至约4个碳的亚烷基是优选的。更优选地，各R7独立地是亚甲基或亚乙基。
同样在上面R6，R11和R12的定义中，各R8独立地是氢或1至约60个碳的烷基。优选地，各R8独立地是氢或1至约40个碳的烷基，而1至约20个碳的烷基更优选。在某些具体的优选方案中，各R8独立地是氢，甲基，十二烷基或十六烷基。
在上面R6和R11的定义中，各R9和R10独立地是1至约20个碳的亚烷基。优选地，各R9和R10独立地是1至约10个碳的亚烷基。更优选地，各R9和R10独立地是1至约4个碳的亚烷基。还更优选地，各R9和R10独立地是亚甲基或亚乙基。
在上面的Q中，各R11独立地是-[R7-X3]c-R8或-R9-[X4-R10]d-W，其中各c、d，X3，X4，R7，R8，R9和R10独立地如前所述。
在上面R11中，各W独立地是磷酸残基，-N(R12)w，-S(R12)W、-P(R12)W或-CO2R12，其中w是1至3的整数。优选地，各w独立地是磷酸残基，-N(R12)w或-CO2R12，其中w是2或3。优选地，w是3。
在上面W中，R12是-[R7-X3]c-R8，其中各c、X3、R7和R8独立地如前所述。
在上式中，当任何符号在具体通式或取代基中出现多于一次时，在各自情况下其意义是彼此独立的。
同样在上式中，当各两个或多个相邻符号被定义为“直接键”以提供多重的，相邻直接键时，多重的和相邻的直接键转移为单直接键。
上面式(I)，(II)和(III)的化合物是阳离子类脂化合物的例子，它们是本发明的主题。阳离子类脂化合物的阳离子或正电荷性质归结于至少一个阳离子基团的存在。在优选的方案中，至少两个阳离子基团存在于本发明的阳离子类脂化合物中。阳离子基团存在赋予了阳离子类脂化合物需要的且有利的性质，这类性质是原来已知的化合物所没有的。特别是，与现有技术的类脂化合物相比，本发明的阳离子类脂化合物具有改进的结合生物活性剂和/或与其螯合的能力。这些阳离子类脂化合物与生物活性剂的这种结合和/或螯合以后通称为“相互作用”。因此，本发明的阳离子类脂化合物特别适合用作生物活性剂的载体和用于生物活性剂的细胞内输送。
本发明人不愿意受任何理论或操作理论的束缚，认为本发明阳离子类脂化合物改进的与生物活性剂相互作用的能力是由于，至少部分地归结为本发明类脂化合物加强的电荷密度。在此联系中，本发明阳离子类脂化合物具有由于至少一个，优选地至少两个阳离子基团存在的增加的正电荷密度。如下面详细讨论的，这一增强的电荷密度导致了与生物活性剂出乎意料的理想相互作用。
生物活性剂，无论是中性的(不带电荷的)还是带正电或负电的，典型地含有偶极矩和/或一个或多个杂原子，例如，氮，氧和硫原子。这些杂原子通常具有一个或多个未共离电子对。据认为，带正电荷的本发明类脂化合物与偶极矩的负电区和/或与杂原子上的未共离电子对静电相互作用。
本发明的阳离子类脂化合物具有与阴离子和含有一个或多个阴离子基的生物活性剂相互作用的特别改进的能力。与中性或正电荷生物活性剂相化，这类阴离子生物活性剂具有更大的负电荷密度。
由于本发明阳离子类脂化合物与生物活性剂相互作用的改进的能力，本发明类脂化合物特别适合用作细胞内输送生物活性剂的载体。因而，本发明的阳离子类脂化合物特别可用于体外和/或体内治疗疾病，包括遗传疾病，该病包括或需要细胞内输送生物活性剂的方法中。
如下面详细讨论的，阳离子化合物也特别适合用于配制阳离子微囊，包括微胶粒和脂质体。本发明人已发现阳离子脂质体也特别适合用作细胞内输送生物活性剂的载体。
如上面指出的，本发明的阳离子类脂化合物包含至少一个，优选地至少两个，阳离子基团。在另一方案中，阳离子化合物包含多于至少两个阳离子基团，例如，至少三个阳离子基团。在另一方案中，阳离子类脂化合物包含至少四个阳离子基团。在另一方案中，阳离子类脂化合物包含至少五个阳离子基团。在某些方案中，阳离子类脂化合物包含多于五个阳离子基团。
仅仅用于举例说明，而不是限制，阳离子基团可以，例如，由式(I)化合物中的Y1提供。这样的话，例如，当式(I)中Y1是N(R6)a-而a是3时，形成季盐，其中Y1的氮原了连接到四个其它碳原子上。因此氮原子带正电荷。
除了上面讨论的阳离子基团外，其它阳离子基团，以本公开为基础，对普通技术人员将是显而易见的。
在其中阳离子基团包含四级盐的方案中，阳离子类脂化合物一般(尽管不是必须)与抗衡离子关联。优选地，抗衡离子是药学上可接受的抗衡离子。
在本发明的某些优选的方案中，抗衡离子选自由卤离子，R13SO- 3，R13CO- 2，磷酸根，亚硫酸根，硝酸根，葡糖酸根，葡糖醛酸根，半乳糖醛酸根，丙酸根和甲磺酸根组成的一组，其中R13是氢，1至约20个碳的烷基或6至约10个碳的芳基。优选地，R13是氢或1至约10个碳的烷基或苯基。在另一优选的方案中，抗衡离子是卤离子(氟离子，氯离子，溴离子或碘离子)，而碘离子是优选的。以本公开为基础，各种其他抗衡离子，包括药理上可接受的抗衡离子，对本专业熟练的技术人员将是显而易见的。
本专业熟练的技术人员应该认识到，一旦置于本发明的领域，阳离子类脂组合物将很容易从阳离子类脂化合物配制。根据所需的物理性质，阳离子类脂组合物可以从阳离子类脂化合物，单独或其它物质，例如，用于稳定组合物的物质一起制备。
通常需要将阳离子类脂化合物与其他物质，包括稳定化物质，例如，附加的两亲化合物结合，用以稳定化和/或改进组合物的性质。从本发明阳离子类脂化合物和其它的两亲化合物制备的组合物包括，例如，悬浮液、乳化液、小囊和六方形H II相结构。
以本公开为基础，用于稳定本发明组合物的大量物质是容易得到的和对本专业熟练的技术人员是显而易见的。包括在这类物质中的有其它的两亲化合物，如类脂，和脂肪物质。最终与本发明阳离子类脂化合物结合的具体稳定化物质可根据需要选择以使产生的组合物的性质最佳。据信，合适的稳定化物质是容易辨认的，本发明阳离子类脂化合物的组合物可以由本专业熟练的技术人员不需过分实验而制备。
在某些情况下，也需要将阳离子类脂化合物与可以促进类脂与细胞膜熔接的物质结合。这类物质增强阳离子类脂组合物细胞内输送生物活性剂的能力。某些这类物质也可以促进基因表达。后者特别适合用于遗传物质的转移。可以促进阳离子类脂组合物与细胞膜熔接的物质的例子包括，例如，硫酸铵、细胞松驰素B，氯喹，甘油，丙二醇和聚(乙二醇)。
在本发明的一个方案中，提供包含阳离子液体悬浮液和/或乳化液的阳离子液体组合物。本悬浮液和乳化液是公知的并可以用常规技术制得。本专业熟练的技术人员应该到，悬浮液是分得很细的颗粒漂浮在液体中的混合物，而乳化液是两种或多种液体的胶体混合物。悬浮液/乳化液的组分通常通过机械搅拌，非强制性但优选地在少量已知为乳化剂的附加物质存在下混合在一起。
典型地在制备悬浮液/乳化液时，阳离子类脂化合物可加到乙醇或氯仿或任何其他合适的有机溶剂中，并通过手动或通过机械技术搅拌。然后将溶剂从混合物中蒸出，留下阳离子类脂的干燥釉质。类脂再悬浮于含水介质，如磷酸盐缓冲的食盐水中，产生悬浮液/乳化液。为了使包括类脂的液体达到更均匀大小分布，混合物可以用常规超声技术超声化以及微观流化(例如，用微观流化机，Newton，MA)，和/或用挤压器(LipexBiomembranes，Vancouver，Canada)高压挤出(例如，600psi)。液体也可以进行一次或多次冷冻和融熔的循环以促进基本均一的悬浮液/乳化液的形成。另外，盐，例如，氯化钠，被非强制性地以约0.05摩尔浓度(M)至约1.0M的浓度加到悬浮液/乳化液中，以促进基本均一的分散体的形成。在悬浮液/乳化液的制备期间，生物活性剂可被加到阳离子类脂化合物如在类脂被加到有机溶剂中的步骤或在制备的其他阶段，或者如果需要，可以在阳离子类脂悬浮液/乳化液已经形成后加入。在制备悬浮液/乳化液时，特别有用的添加剂有，例如，大豆卵磷脂，葡萄糖，PluronicF-68和D、L-α-生育酚(维生素E)，一般的量为约重量百分数0.03至约5。当需要静脉内施用时这些添加剂特别有用。用于配制类脂悬浮液/乳化液的技术和事剂在本专业是公知的，并可用于本发明的悬浮液/乳化液。合适的悬浮液/乳化液配合剂报道于，例如，ModernPharmaceutics，pp.505-507，Gilbert Baker and Christopher Rhodes，eds.Marcel Dekker Inc.，New York，NY(1990)，该文献全文引作本文参考。
在本发明的另一方案提供包含阳离子微囊组合物的阳离子类脂组合物。阳离子微囊组合物包括微胶粒和/或脂质体。特别针对阳离子微胶粒组合物，提供如下讨论。
微胶粒可以用大量对于本专业熟练的技术人员显而易见的常规微胶粒制备方法中的一种制备。这些方法典型地包括将阳离子类脂化合物悬浮于有机溶剂中，蒸发溶剂，再悬浮于含水介质中，超声化并离心。前述方法，以及其他方法在下列文献中讨论，例如：Canfield et al.，Methods in Enzymology，Vol.189，pp.418-422(1990)；El-Gorab et al，Biochem.Biophys.Acta，Vol.306，pp.58-66(1973)；Colloidal Surfactant，Shinoda，K.，Nakagana，Tamamushi and Isejura，Academic press，NY(1963)(especially“The Formation of Micelles”，Shinoda，Chapter l，PP.1-88)；Catalysis in Micellar and Macromolecular Systems，Fendler and Fendler，Academic Press，NY(1975).上述公开物的内容全部引作本文参考。微胶粒可以在生物活性剂存在下制备，或生物活性剂可以被加人预先形成的微胶粒中。
在微胶粒组合物中一般需要包括一种或多种稳定化物质。可以与阳离子类脂化合物结合而使产生的微胶粒组合物稳定的物质的例子包括溴化月桂基三甲基铵，溴化十六烷基三甲基铵，溴化肉豆蔻基三甲基铵，氯化烷基二甲基苄基铵，其中烷基有约12至约16个碳，氯化或溴化苄基二甲基十二烷基铵，溴化或氯化苄基二甲基十六烷基铵，溴化或氯化苄基二甲基十四烷基铵，溴化或氯化鲸蜡基二甲基乙基铵，溴化和氯化鲸蜡基吡啶翁和月桂基硫酸酯。
除了上面举例的之外，用于使微胶粒组合物稳定的其他物质以本文为基础对于本专业熟练的技术人员是显而易见的。
如上面指出的，阳离子微囊组合物可包含阳离子脂质体。阳离子脂质体作为用于细胞内输送生物活性剂的载体特别有效，因此是优选的阳离子类脂组合物。本发明的阳离子脂质体是高度稳定的，并可以基本完全将生物活性剂捕集在微囊内。这样的话，包含阳离子脂质体的组合物是用于转染生物活性剂的高度有效的载体，其中脂质体可以(A)依靠静电引力(如前面对于阳离子类脂化合物一般性讨论的)与生物活性剂有效地相互作用；和(B)将生物活性剂捕集在脂质体微囊。阳离子脂质体也是高度生物共容的。
阳离子脂质体组合物可包含一种或多种阳离子类脂化合物。在任何给出的脂质体中，阳离子类脂化合物可以是单层或双层形式，而单或双层类脂可被用于形成一个或多个单或双层。在多于一个单或双层的情况下，单或双层一般是浓的。这样，类脂可被用于形成单片脂质体(包含一个单层或双层)，寡片脂质体(包含两个或三个单层或双层)或多片脂质体(包含多于三个单层或双层)。
对于上面的悬浮液/乳化液和微胶粒，阳离子脂质体组合物优选地从本发明阳离子类脂化合物和附加的稳定化物质，包括附加的两亲性化合物配制。在脂质体的情况下，附加的两亲性化合物优选地包含类脂。大量的附加的类脂可以购买到，可以掺入脂质体组合物。优选地类脂被选于使某些脂质体的需要的性质最佳化，包括血清稳定性和血小板半衰期。基于本公开，适合的类脂在阳离子脂质体组合物制备方面的选择性对于本专业熟练的技术人员是显而易见的，并可不经实验实现。
可被用于与本发明阳离子类脂化合物结合并在阳离子脂质体组合物的制剂中的类脂包括ZONYL TM氟代表面活性剂(杜邦化学公司，Wilmington，DE)和在如下公开物中描述的含氟化合物：
S.Gaentzler et al.，New Journal of Chemistry，Vol.17(5)，PP.337-344(1993)；C.Santaella et al.，New Journal of Chemistry，Vol.16(3)，pp.399-404(1992)；and L.sole-Violan，New Journal of Chemistry，Vol.17(8，9)，pp.581-583(1993)；这些文献全文引作本文参考。其他可被用于制备阳离子脂质体组合物的示例性类脂包括磷脂酰胆碱与饱和和不饱和类脂，包括二油酰基磷脂酰胆碱，二肉豆蔻酰基磷脂酰胆碱，二棕榈酰基磷脂酰胆碱(DPPC)和二硬脂酰基磷脂酰胆碱；磷脂酰乙醇胺类，如二油酰基磷脂酰乙醇胺和二棕榈酰基磷脂酰乙醇胺(DPPE)；磷脂酰丝氨酸；磷脂酰甘油；鞘脂类；鞘磷脂；溶脂类(lysolipids)；糖脂类，如神经节苷脂GM1；糖脂；硫苷脂；硫糖鞘磷脂；磷脂酸类，如二棕榈酰基磷脂酸(DPPA)；棕榈酸，硬脂酸；花生四烯酸；油酸；脂肪酸；类脂与醚和酯连接的脂肪酸；可聚合的类脂；胆固醇，胆固醇硫酸酯和胆固醇半琥珀酸酯；12-{[(7′-二乙基氨基香豆素-3-基)羰基]甲基氨基}十八烷酸；N-[12-{[(7′-二乙基氨基香豆素-3-基)羰基]甲基氨基}十八烷酰基]-2-氨基棕榈酸；胆甾烯基-4′-三甲基氨基丁酸酯；N-琥珀酰基二油酰基磷脂酰乙醇胺；1，2-二油酰基-sn-甘油；1，2-二棕榈酰基-sn-3-琥珀酰基甘油；1，3-二棕榈酰基-2-琥珀酰基-甘油；1-十六烷基-2-棕榈酰基甘油基磷脂酰乙醇胺；和棕榈酰基高半胱氨酸。
带有聚合物的类脂，包括亲水聚合物聚(乙二醇)(PEG)，聚乙烯基吡咯烷酮，和聚(乙烯基醇)，也可被包括在本发明的脂质体组合物中。合适的亲水聚合物的例子包括，例如，PEG 2000，PEG5000和PEG8000，它们分别具有分子量2000，5000和8000。基于本公开，其他合适的聚合物，亲水与否，对于本专业熟练的技术人员将是显而易见的。可以通过烷基化或酰基化反应掺到脂质体表面的聚合物对于改善脂质体的稳定性和大小分布特别有用。带有亲水聚合物示例性类脂包括，例如，二棕榈酰基磷脂酰乙醇胺-PEG，二油酰基磷脂酰乙醇胺-PEG和二硬脂基磷脂酰乙醇胺-PEG。
基于本公开，除了上面举例的那些之外，其他可用于制备阳离子脂质体组合物的物质对于本专业熟练的技术人员是显而易见的。
稳定化物质，例如，与本发明阳离子类脂化合物结合的附加两亲化合物的量将随许多因素而变化，包括所选的本发明特定的阳离子类脂化合物，所选的特定的稳定化物质，所用的具体用途，输送模式，等等。在具体情况下与本发明阳离子类脂化合物结合的稳定化物质的量，和稳定化物质与阳离子类脂化合物的比例，将是变化的，并很容易由本专业熟练的技术人员基于本公开确定。一般地，例如，已经发现更高的阳离子类脂化合物与稳定化类脂的比例，即大于4∶1，3∶1或2∶1的比例是优选的。
很多与制备阳离子脂质体组合物相关的方法可以得到。因此，阳离子脂质体可以用本专业熟练的技术人员熟知的大量的常规脂质体制备技术的任意一个制备。这些技术包括溶剂渗析，French压，挤压(有或没有冻融)，逆相蒸发，微乳化和简单冻-融。脂质体可以通过各种包括摇动或涡旋的方法制备。这可以例如，通过用机械摇动装置，如Wig-L-Bug TM(Crescent Dental，Lyons，IL)实现。常规微乳化装置，如Microfluidizer TM(Microfiuidics，Woburn，MA)了可被使用。
从本发明的阳离子类脂化合物制备脂质体组合物的其他方法包括，例如，超声化，螯合渗析，均化，溶剂灌输，自发形成，溶剂挥发，控制的洗涤剂渗析，等等，各自包括以各种形式制备脂质体。与从本发明的阳离子类脂化合物制备脂质体有关的包括冻-融技术的方法是优选的。合适的冻-融技术例如在共同待审的美国申请序号07/838504，1992年2月19日申请中描述，该文全文引作本文参考。脂质体的制备可以在溶液，如食盐水溶液，磷酸盐缓冲水溶液，或无菌水，含有一种或多种生物活性剂，中进行，使得生物活性剂被包裹在脂质体内或掺入脂质体膜内。另外，生物活性剂可被加到预先形成的脂质体中。
如果需要，脂质体的大小可以通过多种技术调节，包括挤压，过滤，超声化和均化。另外，脂质体的大小可以通过将液芯的层状流引入液体的不混溶套内而调节。其他调节阳离子脂质体大小和调节产生的脂质体的生物分布和脂质体透明度的方法以本公开为基础对于本专业熟练的技术人员将是显而易见的。优选地，阳离子脂质体的大小通过在压力下挤过确定大小的孔而调节。尽管用于本发明的脂质体可以是任何大小，但优选地脂质体是小的，即，外径小于约100纳米(nm)。
许多前面的脂质体的制备技术，以及其他的，讨论于，例如，美国专利4728578，英国专利申请GB 2193095A；美国专利4728575；美国专利4737323；国际申请序号PCT/US 85/01161；
Mayer et al.，Biochimica et Biophysica Acta，Vol.858，pp.161-168(1986)；Hope et al.，Biochimica et Biophysica Acta，Vol.812，pp.55-65(1985)；U.S.Patent No.4,533,254；Mayhew et al.，Methods inEnzymology，Vol.149，pp.64-77(1987)；Mayhew et al.，Biochimica etBiophysica Acta，Vol 755，pp.169-74(1984)；Cheng et al，InvestigativeRadiology，Vol.22，pp.47-55(1 987)；国际申请号No.PCT/US89/05040；U.S.4,162,282；U.S.4,310,505；U.S.4,921,706；and Liposome Technology，Gregoriadis，G.，ed.，Vol.I，pp.29-31，51-67 and 79-108(CRC Press Inc.，Boca Raton，Fl 1984)，这些文献全文引作本文参考。
尽管许多变化技术的任何一个都可被使用，但本发明脂质体可以优选地用摇动技术制备。优选地，摇动技术包括用机械摇动装置，如Wig-L-Bug TM(Crescent Dental，Lyons，IL)，如在1993年12月30日申请的共待审的美国申请序号160232中披露的搅拌，该公开全文引作本文参考。
如本专业熟练技术人员认识的，任何阳离子类脂化合物和含有阳离子类脂化合物，有或没有生物活性剂的组合物可被冻干贮存，在剧列搅拌下，例如，在含水介质(如无菌水或磷酸盐缓冲溶液，或食盐水溶液)中重组。为了预防作为冻干结果的烧结或熔化，包括预防这类熔化或烧结发生的添加剂是有用的。有用的添加剂包括山梨醇，甘露糖醇，氯化钠，葡萄糖，海藻糖，聚乙烯基吡咯烷酮和聚(乙二醇)，例如，PEG400。这些和其他添加剂在如下文献中描述，如
U.S.Pharmacopeia，USP XXII，NF XVII，The United StatesPharmacopeia，The National Formulary，United States PharmacopeialConvention Inc.，12601 Twinbrook Parkway，Rockville，MD 20852，该文献全文引作本文参考。冻干的制剂一般具有较长储存寿命的优点。
本发明人现已发现，通过使用阳离子类脂组合物，包括悬浮液/乳化液和微囊组合物而细胞内输送生物活性剂，可以通过气体物质的存在而增强。期望气体物质促进由生物活性剂的细胞吸收。这样的话，在某些优选的方案中，气体，如惰性气体，被掺入阳离子类脂组合物中。另外，气态物质的前体可被掺入阳离子类脂组合物中。这类前体包括，例如，可以体内转变为气体，优选地为惰性气体的物质。
优选的气体是惰性和生物共容性气体，即，不损害生物功能的气体。优选的气体包括选自由空气，希有气体，如氦，氖，氩和氙，二氧化碳，氮，氟，氧，六氟化硫，氟代烃，全氟代烃，和其混合物组成的一组。以本公开为基础，其他气体，包括上面举例的气体，对于本专业熟练的技术人员很容易显而易见。
在优选的方案中，气体包含全氟代烃。优选地，全氟代烃选自由全氟甲烷，全氟乙烷，全氟丙烷，全氟丁烷，全氟环丁烷，和其混合物组成的一组。更优选地，全氟代烃气体是全氟丙烷或全氟丁烷，而全氟丙烷特别优选。
如上指出的，在阳离子类脂组合物中掺入气体物质的前体也是理想的。这类前体包括可以体内转化为气体的物质。优选地，气体前体是生物共容的，而体内产生的气体也是生物共容的。
在适用于本发明组合物的气体前体之间的是pH敏感剂。这些药剂包括可以，例如，暴露于中性或酸性pH时，包封气体的物质。这类pH敏感剂的例子包括选自由无机酸，有机酸和其混合物组成的酸的盐。碳酸(H2CO3)是合适的无机酸的例子，氨基丙二酸是合适的有机酸的例子。其它酸，包括无机和有机酸，以本公开为基础，对于本专业熟练技术人员是显而易见的。
优选地，气体前体是选自由碱金属盐，铵盐和其混合物组成的一组盐。更优选地，盐选自由碳酸盐，碳酸氢盐，倍半碳酸盐，氨基丙二酸盐和其混合物组成的一组。
用于本发明阳离子类脂组合物的气体前体物质的例子包括碳酸锂，碳酸钠，碳酸钾，碳酸氢锂，碳酸氢钠，碳酸氢钾，碳酸镁，碳酸钙，碳酸氢镁，碳酸铵，碳酸氢铵，倍半碳酸铵，倍半碳酸钠，氨基丙二酸钠和氨基丙二酸铵。氨基丙二酸盐是本专业公知的，其制备描述于，例如，
Thanassi，Biochemistry，Vo1.9，no.3，PP.525-532(1970)；Fitzpatrick etal.，Inorganic Chemistry，Vol.13，no.3pp.568-574(1974)；and Stelmashoket al.，Koordinatsionnaya Khimiya，Vol.3，no.4，pp.524-527(1977)，这些公开物全文引作本文参考。
除了或代替对pH改变敏感，气体前体物质也包括对温度变化敏感的化合物。这类温度敏感剂包括具有大于约37℃的沸点的物质。示例性的温度敏感剂有乳酸甲酯，全氟戊烷和全氟己烷。气体前体物质也可以是光活化的物质，如重氨盐离子和氨基丙二酸盐。如本文后更充分讨论的，某些类脂组合物，和特别是微囊组合物，可被设计成在靶组织上通过声波在颗粒上的作用形成气体。气体前体的例子在，例如，美国专利5088499和5149319中描述。这些专利全文引作本文参考。除了上面举例的之外，以本公开为基础，其他气体前体对本专业熟练的技术人员是显而易见的。
在某些优选的方案中，气体试剂，例如，空气或全氟代烃气体，与液体全氟代烃，如全氟己烷，全氟庚烷，全氟溴代辛烷(PFOB)，全氟萘烷，全氟十二萘烷，全氟碘代辛烷，全氟三丙基胺和全氟三丁基胺结合。
用于细胞内输送生物活性剂，例如，基因物质的优选的组合物包括生物活性剂，全氟代烃气体和具有高于约37℃沸点的气体前体，如全氟戊烷。如下面详细讨论的，能量，例如，热或超声波，优选地在施用组合物后被应用于患者以帮助生物活性剂的细胞内输送。
气体物质和/或气体前体优选地掺入本发明的阳离子类脂组合物中，而不考虑组合物的物理性质。这样的话，期望气体物质和/或前体被掺入悬浮液/乳化液或囊状组合物中，包括微胶粒和脂质体。往阳离子类脂组合物中掺入气体物质和/或前体可通过用多种方法中的任何一种实现。例如，充气微囊的形成可通过摇动或搅动包含气体或气体前体和本发明阳离子类脂的含水混合物而实现。这样促进了其中包裹了气体或气体前体的稳定化微囊的形成。气体或气体前体阳离子类脂组合物可以用类似于早先讨论的关于将生物活性剂掺入囊状组合物中的其他方法制备。
气体物质和/或前体也可和任何常规和公知的技术掺入阳离子类脂组合物中。例如，非强制性地在生物活性剂存在下，将气体直接通入本发明阳离子类脂化合物的含水混合物中。另外，气体灌输法可以如美国专利5352435和5228446中公开的使用，该文献全文引作本文参考。将气体或气体前体掺入阳离子类脂组合物中的合适方法也在美国专利4865836中公开，该文献全文引作本文参考。以本公开为基础，其他方法对本专业熟练的技术人员是显而易见的。
在优选的方案中，气体物质和/或气体前体物质被掺入微囊组合物中，而微胶粒和脂质体是优选的。脂质体是特别优选的，因为它们具有高稳定性和生物共容性。如下面详细讨论的，气体或气体前体或两者都被包裹的微囊是有利的，其中它们可以在体内更容易被监测，例如，通过包括超声波的监测技术。这样的话，循环和输送微囊到靶组织和/或细胞可以通过非侵害性操作来观察。气体前体-或充气微囊是优选的，也因为应用高能超声波，射频，光能，例如，激光，和/或热，产生人工发热区，可被用于体内爆破微囊因而促进被捕集的气体(或其前体)和生物活性剂的释放。因此，微囊组合物允许生物活性剂的体内受控释放。
除了被捕集于微囊内之外，生物活性剂可以位于，或不是，在微囊之外或在内脂膜内。因此，在某些方案中，除了或代替，被捕集在微囊内生物活性剂也可以被覆盖在脂质体或微胶粒的表面和/或在类脂膜内。
被掺入本发明类脂组合物中的生物活性剂优选地是在体外和/或体内产生治疗生物作用的物质。用于此方法和本发明组合物中特别合适的生物活性剂是遗传物质。遗传物质的例子包括，例如，表达载体携带的基因，如质粒，噬粒，粘粒，酵母菌人工染色体(YAC)和缺损或“辅助”病毒反义和有义寡核苷酸；硫代磷酸脱氧寡核苷酸；反基因核酸；和单链及双链RNA和DNA，包括编至少部分基因的DNA，如编码人白细胞抗原(HLA)、肌营养不良蛋白、囊性纤维化跨膜受体(CFTR)、白细胞介素-2(IL-2)、肿瘤坏死因子(TNF)和粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GMCSF)的DNA。DNA也可编码某些可用于治疗各种类型的病理或病症，包括与免疫能力的丧失或缺失有关的病症的蛋白质。这类包括免疫能力的病理或病症包括，例如，获得性免疫缺失综合症(AIDS)，癌症，慢性病毒感染和自身免疫性疾病。
特别地，DNA可被选择表达腺苷脱氨酶(ADA)用于治疗ADA缺乏；生长激素用于治疗生长不足或帮助组织愈合；胰岛素用于治疗糖尿病；黄体化激素释放激素(LHRH)拮抗剂作为分娩控制剂；LHRH用于治疗前列腺或乳腺癌；肿瘤坯因子和/或白细胞介素-2用于治疗晚期癌症；高密度脂蛋白(HDL)受体用于治疗肝病；胸苷激酶用于治疗卵巢癌、脑肿瘤或人体免疫缺失病毒(HIV)感染；HLA-B7用于治疗恶性黑瘤；IL-2用于治疗成神经细恶性黑瘤或肾癌；白细胞介素-4(IL-4)用于治疗癌症；HIV env用于治疗HIV感染；抗过敏ras/p53用于治疗肺癌；和VIII用于治疗血友病B。这类治疗描述于，例如，Science，Vol.258，pp.744-746(1992)，该文献全文引作本文参考。
如上指出的，本发明提供阳离子类脂制剂，它包括阳离子类脂组合物与一种或多种生物活性剂结合。阳离子类脂组合物可包括阳离子悬浮液/乳化液和/或阳离子微囊组合物，包括阳离子脂质体组合物和/或阳离子微胶粒组合物。另外，阳离子类脂组合物可包含一种或多种阳离子类脂化合物，非强制性稳定化物质，如两亲性化合物，气体或其前体结合。这些阳离子类脂制剂可以根据多种技术的任一种制备。例如，阳离子类脂制剂可以从阳离子类脂化合物，生物活性剂和气体或气体前体的混合物制备。在微囊组合物的情况下，生物活性剂被捕集于脂质体或微胶粒的微囊内。在某些情况下，生物活性剂也可被掺入微囊的膜壁内。在悬浮液/乳化液的情况下，生物活性剂一般均匀分散于整个悬浮液/乳化液。另外，阳离子类脂组合物可以从阳离子类脂化合物和气体或气体前体预先形成。在后一情况下，生物活性剂然后在使用前加到类脂组合物中。例如，可以制备质体和气体的含水混合物，往其中加入生物活性剂，搅拌产生阳离子脂质体制剂。阳离子脂质体制剂也容易分离，其中气体和/或生物活性剂填充的脂质体微囊一般漂浮在水溶液的顶部。过量的生物活性剂可以从剩下的水溶液中回收。
本发明的制剂可被用于体外或体内应用。在体外应用的情况下，包括细胞培养应用，阳离子类脂制剂可被加到在培养液中的然后温育。如果需要，当用脂质体时，能量，如声能，可被用于培养基以破裂脂质体并释放任何治疗剂。
对于体内应用，本发明的制剂可以以许多适合选择的给药途径对患者给药，即，非肠胃的，口服，或腹膜内给药。优选的非肠胃给药包括由如下途径的给药：静脉内；肌内；间质的；动脉内；皮下；眼内；滑膜内；经表皮的，包括经皮的；通过肺部吸入；眼的；舌下的和颊的；局部给药，包括眼的，皮肤的，眼的；直肠的；通过吹入法鼻内吸入。在非肠胃给药的途径中，静脉内给药是优选的。
本发明的阳离子类脂制剂也可通过用阳离子类脂制剂涂覆医用器械，例如，导管，如血管成形术气球导管而给药。涂覆可以，例如，通过将医用器械浸入阳离子类脂制剂或阳离子类脂制剂和合适溶剂，例如，水基缓冲液，含水溶剂，乙醇，二氟甲烷，氯仿等的混合物中而实现。制剂的量自然依赖于器械的表面，随后对患者给药。另外，冻干的阳离子类脂制剂混合物可以特别地附着在器械表面。这类附着技术描述于，例如，K.Ishihara et al.，Journal of Biomedical Materials Research，Vol.27，pp.1309-1314(1993)，该文献全文引作本文参考。
给药的有用剂量和给药的具体模式将取决于年龄，体重和被治疗的具体动物和其部位，所用的具体生物活性剂和阳离子类脂化合物，治疗或诊断用途，和制剂的形式，例如，悬浮液，乳化液，微胶粒或脂质体，并对本专业的技术人员是显而易见的。典型地，剂量在较低水平给药并增加，直至达到理想的治疗效果。被给药的阳离子类脂化合物的量可以变化并一般取决于被给药的生物活性剂的量。例如，类脂化合物与生物活性剂的重量比优选地为约1∶1至约15∶1，而重量比约5∶1至约10∶1是更优选的。一般地，被给药的阳离子类脂化合物的量将从约0.1毫克(mg)至约1克(g)之间变化。作为一般性指导，对每靠我患者体重典型地约0.1mg至约10mg具体生物活性剂，和约1mg至约100mg阳离子类脂组合物，被给药，尽管更高和更低的量可被使用。
在包含气体或气体前体和生物活性剂的微囊类脂制剂对患者给药之后，能量优选地以超声波能量的形式，可被施用于靶组织以区分含有气体或气体前体和生物活性剂的微囊的位置。施用的能量也可被用于有效地释放生物活性剂并促进生物活性剂的细胞内吸收。本专业熟练的技术人员应该认识到，用超声能量介导细胞内传递的此方法优选地影响其传声窗口允许超声波能量传递的组织。这是身体大部分组织的情况，包括肌肉和器官组织，如心脏和肝脏，以及大部分其他生命结构。对于脑组织，需要通过除去部分脑壳建立一个“外科窗口”，因为超声波能量一般不能穿过骨头。血管内的和/或腔下的超声波传导器可被用于对选定的身体内的组织和/或位点，例如，主动脉和食管施加超声波能量。
阳离子类脂制剂可被配制得在脉管系统内充分稳定，使得它们全身循环并提供血库平衡。本专业熟练的技术人员应认识到，类脂制剂，包括那些包含悬浮液/乳化液和微囊的如脂质体和微胶粒，可用某些物质包衣以使由网状内皮系统的吸收最小化。合适的包衣包括，例如，连接糖部分的神经节苷脂和糖脂，如葡萄糖醛酸，半乳糖醛酸，葡糖醛酸，聚(乙二醇)，聚(丙二醇)，聚乙烯基吡咯烷酮，聚(乙烯醇)，葡萄糖，淀粉，磷酰化和磺酰化的一-，二-，  三-，寡-和多糖和血清蛋白，只要阳离子类脂制剂的循环半衰期是一个足够的时间周期，在通过身体时，它们一般会通过靶组织。在包含气体或气体前体的类脂制剂的情况下，能量，声能，可被聚焦到被治疗的组织上，例如，患病组织。然后生物活性剂将在靶组织中定点释放。本发明人也已发现，抗体，碳水化合物，肽，糖肽，糖脂和卵磷脂也帮助类脂制剂和生物活性剂的组织瞄准。因此，这些材料也被掺入类脂制剂中。
超声波可被用于诊断和治疗目的。一般地，诊断超声波的能量水平不足以引起囊核的破裂而促进生物活性剂的释放和细胞内吸收。而且，诊断超声波包括施用一种或多种声音脉冲。脉冲之间的暂停允许反射的音波信号被接收和分析。受限制的用于诊断超声的脉冲的量限制被传送到被研究的组织上的有效能量。
另一方面，更高能超声波，例如，由治疗超声波仪器产生的超声波，一般可以引起囊核的破裂。一般地，治疗超声波机用约10至100％频宽比，取决于用超声波治疗的组织面积。通常由较大数量的肌肉块，例如，背和股，以及高度血管化的组织，如心脏组织为特征的身体面积，将需要较大频宽比，例如，高达约100％。
在治疗的超声波中，连续波超声波被用于输送较高能量水平。对于囊核的破裂，连续波超声波是优选的，尽管声能也可以脉冲。如果用中声能，声波一般以回声序列长8至约20脉冲或一次更多脉冲。优选地，回声序列长为约一次20脉冲。另外，所用声波频率从0.25久100兆赫(MHz)变化。一般地用于治疗超声波频率的范围在约0.75至约3MHz是优选的，而约1和约2MHz更优选。另外，能量水平可从约0.05瓦(W)至约5.0W变化，而能量水平约0.1至约0.5W是优选的。对于非常小的囊核，例如，其中微囊具有小于约0.5微米的核，较高的声频通常是优选的。这是因为较小的囊核可以在较高的声频更有效地吸收声能。当用更高频率时，例如大于约10MHz，声能一般穿透流体和组织只达到有限深度。因此，外部施用声能可以适于皮肤和其他表面组织。然而，对于深层结构，一般需要聚焦超声波能使其优选指向聚焦区内。另外，超声波能可以通过间质探针，血管内超声波导管或腔内导管施用。这类探针产管可以，例如，在食管中使用，用于诊断和/或治疗食管癌。
本发明进一步在下面实施例中叙述。在这些实施例中，实施例1至9是实际的实施例。实施例10至12是预示实施例。这些实施例只用于举例说明，而不限制权利要求。用于下面实施例的各种原料是商品。N，N-二甲基乙二胺和碘甲烷购自Aldrich Chemical Co.(Milwankee，WI)。
                 实施例1
合成N，N′-二(十二烷基氨基羰基亚甲基)-N，N′-二(β-N，N，N-三甲基铵甲基氨基羰基亚甲基)-N，N′-二甲基乙二胺四碘化物
(EDTA-LA-TMA四碘化物)
Figure A9619205800581
                 合成途径
(i)合成N，N′-二(十二烷基氨基羰基亚甲基)乙二胺-N，N′-二乙酸(EDTA-LA)
将干燥甲醇(60ml)中的十二烷基胺(3.71g，0.02mol)加到乙二胺四乙酸二酐(2.56g，0.01mol)在干燥甲醇(30ml)中的悬浮液中。混合物在50℃搅拌6小时。产生的白色固体沉淀通过过滤分离并在室温真空干燥产生3.43g(64％)标题化合物。m.p.156-158℃。
IR：3320cm-1为OH；1670cm-1为-C(＝O)-。
(ii)合成N，N′-二(十二烷基氨基羰基亚甲基)-N，N′-二(β-N，N-二甲基氨基乙基氨基羰基亚甲基)乙二胺(EDTA-LA-DNA)
Figure A9619205800591
将步骤(i)的EDTA-LA(3.14g，0.005mol)，N，N-二甲基乙二胺(0.88g，0.01mol)和CHCl3(100ml)混合。固体物质溶解后，将溶液冷至5℃，滴加1，3-二环己基碳二亚胺(DCC)(2.227g，0.011mol)的CHCl3(20ml)溶液。观察到沉淀。反应混合物在室温搅拌约24小时。反应混合物过滤，滤液用0.5％乙酸(100ml)洗涤以分解任何过量的DCC。形成白色奶色溶液，它分开为两层。底部有机层干燥(Na2SO4)并真空浓缩产生3.81g标题化合物软固体。
IR：3280cm-1；2900cm-1；1640cm-1；1530cm-1。
(iii)合成EDTA-LA-TMA四碘化物
步骤(ii)的EDTA-LA-DMA(3.66g，4.77mmol)，碘代甲烷(3.41g，24mmol)和乙醇(30ml)的溶液被回流2小时。乙醇溶液被真空浓缩，产生的残余物冻干过夜。得到3.98gEDTA-LA-TMA四碘化物，本发明范围内的一个化合物，黄色固体。
IR：3260cm-1；1650cm-1。
                 实施例2
                  合成
N，N″-二(十六烷基氨基羰基亚甲基)-N，N′，N″-三(β-N，N，N-三甲基铵甲基氨基羰基亚甲基)-N，N′，N″-三甲基二亚乙基三胺六碘化物(DTPA-HA-TME六碘化物)
Figure A9619205800601
                 合成途径
(i)合成N，N″-二(十六烷基氨基羰基亚甲基)二亚乙基三胺-N，N′，N″-三乙酸(DTPA-HA)
将干燥甲醇(60ml)中的十六烷基胺(4.82g，0.02mo1)加到二亚乙基三胺五乙酸二酐(3.57g，0.01mol)在干燥甲醇(30ml)中的悬浮液中。产生的混合物在50℃搅拌6小时。将反应混合物冷却，过滤收集产生的白色固体沉淀。将白色固体沉淀真空于燥产生5.9g标题化合物。
IR：3320cm-1为OH；1670cm-1为-C(＝O)-。
(ii)合成N，N″-二(十六烷基氨基羰基亚甲基)-N，N′，N″-三(β-N，N-二甲基氨基乙基氨基羰基亚甲基)二亚乙基三胺(DTPA-HA-DMA)
步骤(i)的DTPA-HA(4.2g，0.05mol)，N，N-二甲基乙二胺(0.88g，0.01mol)和CHCl3(100ml)的溶液被冷却至0-5℃。经此溶液中滴加DCC(2.23g，0.011mol)的CHCl3(20ml)溶液。反应混合物在室温搅拌24小时。过滤除去产生的沉淀并用0.5％乙酸(100ml)洗涤。得到一白色，牛奶状溶液，再次过滤，干燥(Na2SO4)，真空浓缩。得到标题化合物软固体(3.5g)。
(iii)合成DTPA-HA-TMA六碘化物
步骤(ii)的DTPA-HA-DMA(4.7g，4.8mol)，碘代甲烷(3.41g)和甲醇(50ml)的溶液回流2小时。甲醇溶液被真空浓缩，产生的残渣被冻干过夜。得到6g DTPA-HA-TME六碘化物，本发明范围内的化合物，黄色固体。
                 实施例3
                  合成
N，N′-二(十二烷基氨基羰基亚甲基)-N，N′-二(β-N，N，N-三甲基铵甲基氨基羰基亚甲基)-N，N′-二甲基亚环己基-1，4-二胺四碘化物(CDTA-LA-TMA四碘化物)
Figure A9619205800621
                 合成途径
(i)合成N，N′-二(十二烷基氨基羰基亚甲基)亚环己基-1，4-二胺-N，N′-二乙酸(CDTA-LA)
Figure A9619205800622
十二烷基胺(3.71g，0.02mol)在干燥甲醇(60ml)中的溶液被加到环已烷-1，4-二胺-N，N，N′，N″，-四乙酸二酐(3.1g，0.01mol)在干燥甲醇(30ml)中的悬浮液中。产生的混合物在50℃搅拌6小时。过滤产生标题化合物(4.8g)白色固体。
(ii)合成N，N′-二(十二烷基氨基羰基亚甲基)-N，N′-二(β-N，N-二甲基氨基乙基氨基羰基亚甲基)亚环己基-1，4-二胺(CDTA-LA-DMA)
步骤(i)的CDTA-LA(3.4g，0.05mol)，N，N-二甲基乙二胺(O.88g，0.01mol)和CHCl3(100ml)的溶液被冷却至O-5℃。经此溶液中滴加DCC(2.23g，0.011mol)的CHCl3(20ml)溶液。反应混合物在室温搅拌24小时并过滤。滤液用0.5％乙酸(100ml)洗涤以分解任何过量的DCC并再次过滤。滤液干燥(Na2SO4)并真空浓缩产生标题化合物(4.2g)软固体。
(iii)合成CDTA-LA-TMA四碘化物
步骤(ii)的CDTA-LA-DMA(3g)，碘代甲烷(3.5g)和甲醇(30ml)的溶液被回流2小时。甲醇混合物被真空浓缩，产生的残余被被冻干过夜。得到3.1g CDTA-LA-TMA四碘化物，本发明范围内的一个化合物为固体。
                 实施例4
                  合成
1，1，7，7，-四(β-N，N，N，N-四甲基铵乙基氨基羰基亚甲基)-4-十六烷基氨基羰基亚甲基-N，N′，N″-三甲基-1，4，7-三氮杂庚烷七碘化物(DTPA-MHA-TTMA七碘化物)
                 合成途径
(i)合成4-十六烷基氨基羰基亚甲基-1，4，7-三氮杂庚烷-1，1，7，7-四乙酸(DTPA-MHA)
Figure A9619205800642
二亚乙基三胺五乙酸(3.93g，0.01mol)，十六烷基胺(3.4g，0.01mol)和CHCl3(300ml)的溶液被冷却至0-5℃。经此溶液中滴加DCC(2.23g，0.011mol)的CHCl3(15ml)溶液。反应混合物在室温搅拌24小时并过滤。滤液用0.5％乙酸(100ml)洗涤并再次过滤。将滤液干燥(Na2SO4)并真空浓缩。产生的剩余物用水重结晶，产生标题化合物白色固体(3.7g)。
(ii)合成1，1，7，7-四(β-N，N-二甲基氨基乙基氨基羰基亚甲基)-4-十六烷基氨基羰基亚甲基-1，4，7-三氮杂庚烷(DTPA-MHA-TDMA)
步骤(i)的DTPA-MHA(3g)，N，N-二甲基乙二胺(1.76g)和CHCl3(200ml)的溶液被冷却至0-5℃。向此溶液中滴加DCC(4.5g，0.02mol)的CHCl3(20ml)溶液。反应混合物在室温下搅拌过夜。过滤收集产生的沉淀，滤液用0.5％乙酸(100ml)洗涤并再次过滤。将滤液干燥(Na2S04)并真空浓缩。产生的剩余物经硅胶柱纯化。得到标题化合物软固体(2.8g)。
(iii)合成DTPA-MHA-TTMA七碘化物
DTPA-MHA-TDMA(2.24g)，碘代甲烷(3.5g，0.03mol)和甲醇(30ml)的溶液被回流2小时。甲醇溶液被真空浓缩，产生的剩余物被冻干过夜产生2.4g DTPA-MHA-TTMA七碘化物，本发明范围内的化合物。
                 实施例5
用类似于实施例1至4的操作，制备本发明范围内的下列化合物。
                 实施例5A
N，N′-二(十二烷氧基羰基亚甲基)-N，N′-二(β-N，N，N-三甲基铵甲基氨基羰基亚甲基)乙二胺二碘化物
                 实施例5B
N，N，N″，N″-四(β-N，N，N-三甲基铵乙基氨基羰基亚甲基)-N′-(1，2-二油酰基甘油基-3-磷酸基乙醇氨基羰基亚甲基)二亚乙基三胺四碘化物
Figure A9619205800662
                实施例5C
N，N′-二(十六烷基氨基羰基亚甲基-N，N′-二(三甲基铵甲基氨基羰基亚甲基)乙二胺二碘化物
Figure A9619205800671
                 实施例5D
N，N′-二(十六烷氧基羰基亚甲基)-N-(β-N，N，N-三甲基铵甲基氨基羰基亚甲基)-N-甲基-N′-(羰基亚甲基)乙二胺二碘化物
Figure A9619205800672
                 实施例5E
N，N′-二(十六烷基氨基羰基亚甲基)-N，N′-二(β-N，N，N-三甲基铵甲基氨基羰基亚甲基)-N，N′-二甲基乙二胺四碘化物
Figure A9619205800673
本发明的制剂进行各种生物试验，其结果与有用的治疗活性相关联。这些试验可用于确定本发明制剂细胞内输送生物活性剂，包括遗传物质的能力。这些试验也可用于测定本发明制剂治疗遗传疾病，包括与免疫能力丧失或缺失有关的病理或病症的能力。
                 实施例6
下列实施例涉及用本发明阳离子类脂化合物和公开于现有技术中的化合物细胞内输送遗传物质。包括在这些转移研究中的遗传物质是编码氯霉素乙酰基转移酶(“CAT”)的DNA。表达的CAT的量(每mL毫微克(ng/mL))用Boehringer Mannheim CAT ELISATM工具箱试验，其结果表解于附图1和2。
LIPOFECTAMINETM和LIPOFECTION从Gibco BRL，LifeTechnologies，Inc.(Gaither-sburg，MD)的一个部门购买。LIPOFECTAMINETM是N-[2-({2，5-二(3-氨基丙基)氨基]-1-氧戊基}氨基)乙基-N，N-二甲基-2，3-二(9-十八烯氧基)-1-丙铵三氟乙酸盐和二油酰基磷脂酰乙醇胺(“DOPE”)的3∶1脂质体制剂。LIPOFECTIN是N-[1-(2，3-二油酰氧基)丙基]-N，N，N-三甲基铵氯化物(“DOTMA”)和DOPE的脂质体制剂。(参见Proc.Natl.Acad.Sci.USA，Vol.84，P.7413(1987)。)TRANSFECTAMTM从Promega Corp(MadisoN，WI)购买。TRANSFECTAMTM是包含精胺首基的阳离子脂多胺化合物。(参见Proc.Natl.Acad.Sci.，Vol.86，P.6982(1989)；J.Neurochem.，Vol.54，P.1812(1990)；和DNA and Cell Biology，Vol.12，P.553(1993)。)“DOTAP”指1，2-二油酰基-3-丙基-N，N，N-三甲基铵卤化物。
                 实施例6A
本实施例叙述在没有血清存在下，在实施例5C和5D中制备的化合物，Lipofection，Lipofectamine和DOTAP和Transfectam的生物试验。
HeLa细胞(American Type Culture Collection，Rockville，MD)在EMEM培养基(Mediatech，Washington，DC)中培养。细胞在6-孔板(Becton Dickinson，Lincoln Park，NJ)中生长，密度为4×105细胞/孔，直到它们在VWR型2500 CO2温育器(VWR，Philadelphia，PA)中6-80％融合。DNA(1.7μg)在HEPES缓冲盐水(HBS)中稀释至50μl(HEPES 20mM，150mM NaCl，pH7.4)用于各孔被感染。10μl在实施例5C和5D中制备的阳离子类脂化合物，Lipofection，Lipofectamine，DOTAP和Transfectam的溶液各自在HBS中稀释为50μl。DNA和类脂溶液通过翻转而混合并在室温温育15分钟。温育后，DNA和阳离子类脂(100μ1)的各个混合物被加到没有血清的1.9mL培养基中并通过翻转混合。将培养基从6-孔板中除去，并用含有类脂和DNA的培养基取代。细胞然后在CO2气氛中在37℃温育5-6小时。温育后，除去类脂/DNA介质，并用完整的介质取代。细胞然后温育48-72小时，分析表达的蛋白质的浓度。分析结果用SLT Labinstruments SPECTRA Shell板读数器(SLT，Salzburg，Austria)测量，它联在Centris 650计算机(Apple Computer，Inc.，Cupertino，CA)上并用DeltaSoft II 4.13S版本(Biometallics，Inc.)Princeton，NJ)控制。分析结果描绘在附图1中，它显示出，与现有技术的化合物相比，当用本发明的阳离子类脂化合物时，增加CAT的表达。因此，与现有技术的化合物相比，在此实施例中进行的实验证明，本发明的阳离子类脂化合物提供有用的和改进的生物活性剂的细胞转移。
                 实施例6B
此实施例叙述在血清存在下，在实施例5D制备的化合物，Lipofectin和Lipofectamine的生物试验。
HeLa细胞如上所述在4mL培养基中培养，只是培养基用富集的胎牛血清(Gibco BRL Life Technologies，Gaithersburg，MD)和青霉素/链霉素(Boehringer Marmheim Biochemicals(BMB)，Indianapolis，IN)补充，细胞在6-孔板(Becton Dickinson，Lincoln Park，NJ)中生长，密度为4×105细胞/孔，有到它们在VWR型2500CO2温育器(VWR，Philadelphia，PA)中60-80％融合。DNA(3.3μg)在HEPES缓冲的盐水(HBS)(HEPES 20mM，150mM NaCl，Ph7.4)中稀释至100μl用于各孔感染。制备20μl溶液(1)实施例5D的阳离子类脂化合物与变量的DOPE混合；(2)Lipofectin；和(3)Lipofectarmine。这些在HBS中稀释至100μL用于各孔。实施例5D的化合物和DOPE以重量比5∶1，6∶1，7∶1，9∶1，11∶1和14∶1混合。DNA和类脂溶液通过翻转混合，并在室温温育15分钟。温育后，DNA和阳离子类脂的混合物(200μL)被加到各孔中(除了HeLa(CELLS)标准，不往其中加DNA与阳离子类脂)，混合物通过上下吸移几次而搅动。细胞然后在CO2气氛中于37℃温育48-72小时。温育后，蛋白质水平如上所述分析。
分析结果描绘于附图2中，它显示出，与现有技术化合物相比，当用本发明的阳离子类脂化合物转移细胞时，增加CAT的表达。特别理想的转移在包含6∶1的实施例5D与DOPE的组合物中观察到。在此实施例中进行的实验证明，与现有技术的化合物相比，本发明的阳离子类脂化合物提供生物活性剂改进的细胞转移。
                 实施例7
进行了在大鼠体内的实验，证明了本发明阳离子类脂化合物对于细胞内输送遗传物质非常有效。实验也证明了用超声波能量用于体内瞄准带含有遗传物质的微囊组合物的特定组织的效果。
含有β-半乳糖苷酶基因的质粒pSVβ-gal(Promega，Madison，WI)与实施例5D中制备的阳离子类脂化合物混合。将产生的混合物经尾静脉分别注射到三个Sprague Dartey大鼠(大鼠(A)，(B)和(C))。大鼠(A)不用超声波。在对大鼠(B)和(C)分别注射期间，将超声波能量施用于后腿内侧。48小时后，将大鼠处死并取出组织。组织在2％福尔马林中固定72小时，切成薄片并放在X-gal溶液中。在37℃16小时后，对组织进行检查。从大鼠(A)得到的组织显蓝色，指示出一般转染。从大鼠(B)和(C)得到的组织只在施用超声波能量的位点显蓝色。这表示其因表达的定位可以用本发明的化合物和方法实现。
                 实施例8
本发明的阳离子类脂组合物从六份在实施例5D制备的化合物和1份用若丹明(Avanti Polarlipids，Alabaster，AL)标记的二棕榈酰基磷脂酰乙醇胺(DPPE)制备。将阳离子类脂组合物溶于乙醇，将Mansfield血管成形术导管头(Boston Scientific Corp.，Watertown，MA)浸入乙醇制剂中，取出并使其干燥。此操作重复三次。涂覆过的导管头然后被放在装有若丹明荧光滤光片的Nikon光显微镜上。将一对照导管，没有用阳离子类脂组合物涂覆的，也放在光显微镜上。观察到涂覆过的导管头的荧光，而对照导管头没有荧光。这证明在各个涂覆的导管上存在类脂组合物的涂层。涂覆过的导管头然后被浸入普通食盐水，水和人血清中用于改变时间周期并在光显微镜下观察。导管头的荧光被再次观察到，这证明若丹明标记的类脂组合物涂层附着在导管表面。因此，本发明的类脂组合物可以通过将组合物涂在将要对患者使用的导管上而输送到体内特定部位。
                 实施例9
本发明的阳离子类脂制剂由用PCR以荧光素-12 DVTP(去氧尿嘧啶三磷酸酯，从Boehringer Mannheim Biochemicals(BMB)，Indianapolis，IN购买)荧光标记的DNA(5μg)，六份在实施例5D制备的化合物和1份DPPE制备。将导管随后浸入如实施例8中所述(组合物)的阳离子类脂制剂的乙醇溶液中。对照导管不用阳离子类脂制剂涂覆。诱发荧光并如实施例8中所述观察涂覆的导管。对于对照导管没有观察到荧光。这证明本发明的阳离子类脂制剂附着在导管表面。因此，本发明的类脂制剂可以通过将制剂涂在将要给患者使用的导管上而输送到体内特定位置。
                 实施例10
本发明的阳离子类脂制剂将从6份实施例5D的化合物，1份DPPE(二棕榈酰基磷脂酰乙醇胺)和10μg含有内皮细胞生长因子和Respiratory Syncytial Virus RSV生长因子的基因的质粒DNA制备。制剂被冻干，将1至10μg冻干的制剂涂覆到血管成形术导管的气球上。涂覆将通过简单地将气球浸入制剂中完成。血管成形术导管将被导入患者的左前下冠状动脉以横过血流动力学上明显狭窄的区域。导管将用涂覆过的气球充气6个大气压。狭窄将被减轻而气球上冻干的涂层将沉积在动脉壁上。内皮细胞的转移导致内皮细胞生长因子的定点产生。动脉壁的愈合将被改善，成纤维细胞增生将降低，也导致再狭窄的减轻。
                 实施例11
重复实施例10所述的操作，只是根据K.Ishihara et al.，Journal ofBiomedical Materials Research，Vol，27，pp.1309-1314(1993)所述的过程对导管气球的表面进行修饰以改进冻干的阳离子类脂制剂的连接。
                 实施例12
重复实施例12所述的操作，只是用包含，例如，DacronTM和/或网筛的血管斯坦特印模取代血管成形术导管。在斯坦特印模的表面得到改进的内皮愈合。

Claims (155)

1.下式阳离子类脂化合物：
其中：
x，y和z各自独立代表0至约100的整数；
每一X1独立代表-O-，-S-，-NR5-，-C(＝X2)-，-C(＝X2)-N(R5)-，-N(R5)-C(＝X2)-，-C(＝X2)-O-，-O-C(＝X2)-或-X2-(R5X2)P(＝X2)-X2-；
每一X2独立代表O或S；
每一Y1独立代表磷酸酯残基，N(R6)a-，S(R6)a-，P(R6)a-或-CO2R6，其中a代表整数1至3；
每一Y2独立代表-N(R6)b-，-S(R6)b-或-P(R6)b-，其中b代表整数0至2；
每一Y3独立代表磷酸酯残基，N(R6)a-，S(R6)a-，P(R6)a-或-CO2R6，其中a代表整数1至3；
R1，R2，R3和R4各自独立代表含有1至约20个碳原子的亚烷基；
每一R5独立代表氢或含有1至约10个碳原子的烷基；和
每一R6独立代表-[R7-X3]c-R8或-R9-[X4-R10]d-Q，其中：
c和d各自独立代表整数0至约100；
每一Q独立代表磷酸酯残基，-N(R11)q，-S(R11)q，-P(R11)q或-CO2R6，其中q代表整数1至3；
X3和X4各自独立代表-O-，-S-，-NR5-，-C(＝X2)-，-C(＝X2)-N(R5)-，-N(R5)-C(＝X2)-，-C(＝X2)-O-，-O-C(＝X2)-或-X2-(R5X2)P(＝X2)-X2-；
每一R7独立代表含有1至约20个碳原子的亚烷基；
每一R8独立代表氢或含1至约60个碳原子的烷基；
R9和R10各自独立代表含1至约20个碳原子的亚烷基；和
每一R11独立代表-[R7-X3]c-R8或-R9-[X4-R10]d-W，其中：
每一W独立代表磷酸酯残基，-N(R12)w，-S(R12)w，-P(R12)w或-CO2R12，其中w代表整数1至3；和
R12代表-[R7-X3]c-R8；其条件是式(I)化合物包括至少两个季盐部分。
2.根据权利要求1的化合物，其中所述季盐包括可药用抗衡离子。
3.根据权利要求2的化合物，其中所述抗衡离子选自卤离子，R13SO3 -，R13CO2 -，磷酸根，亚硫酸根，硝酸根，葡糖酸根，葡糖醛酸根(guluronate)，半乳糖醛酸根，丙酸根和甲磺酸根，其中R13代表氢，1至约20个碳原子的烷基或约6至约10个碳原子的芳基。
4.根据权利要求1的化合物，其中：
c，d，x，y和z各自独立代表0至约50的整数；
每一Q独立代表磷酸酯残基，-CO2R11或-N(R11)q，其中q代表2或3；和
每一W独立代表磷酸酯残基，-CO2R12或-N(R12)w，其中w代表2或3。
5.根据权利要求4的化合物，其中：
q和w各自代表3。
6.根据权利要求5的化合物，其中：
c，d，x，y和z各自独立代表0至约20的整数；和
X2代表O。
7.根据权利要求6的化合物，其中：
c，d，x，y和z各自独立代表0至约10的整数；和
X1，X3和X4各自独立代表-C(＝O)-NR5-，-NR5-C(＝O)-，-C(＝O)-O-或-O-C(＝O)-。
8.根据权利要求7的化合物，其中：
c，d，x，y和z各自代表0至约5的整数。
9.根据权利要求8的化合物，其中：
R1，R2，R3和R4各自独立代表含有1至约10个碳原子的直链亚烷基或含约4至约10个碳原子的亚环烷基；
每一R5独立代表氢或含有1至约4个碳原子的烷基；
每一R7独立代表含1至约10个碳原子的亚烷基；
每一R8独立代表氢或含有1至约40个碳原子的烷基；
R9和R10各自独立代表含1至约10个碳原子的亚烷基。
10.根据权利要求9的化合物，其中：
R1，R2，R3和R4各自独立代表含有1至约4个碳原子的直链亚烷基或含约5至约7个碳原子的亚环烷基；
R5代表氢；
每一R7独立代表含1至约4个碳原子的亚烷基；
每一R8独立代表氢或含有1至约20个碳原子的烷基；
R9和R10各自独立代表含1至约4个碳原子的亚烷基。
11.根据权利要求10的化合物，其中：
每一Y1独立代表磷酸酯残基，N(R6)a-，或-CO2R6；
Y2代表-N(R6)b-；和
每一Y3独立代表磷酸酯残基，N(R6)a-或-CO2R6。
12.根据权利要求11的化合物，其中x为1。
13.根据权利要求12的化合物，其中y为2和z为0。
14.根据权利要求13的化合物，其中：
每一Y1独立代表N(R6)a-，或-CO2R6；和
R6代表-[R7-X3]c-R8。
15.根据权利要求14的化合物，其中：
R1，R2，R3和R4各自独立代表亚甲基，1，2-亚乙基或亚环己基；和
每一R8独立代表氢或约1至约16碳原子的烷基。
16.根据权利要求15的化合物，其中：
a为3；和
每一c各自独立代表0或1。
17.根据权利要求16的化合物，其中：
b为1。
18.根据权利要求17的化合物，所述化合物为N，N′-双(十二烷氧基羰基亚甲基)-N，N′-双(β-N，N，N-三甲铵乙基氨基羰基亚甲基)乙二胺二卤化物。
19.根据权利要求18的化合物，其中所述卤化物为氯化物，溴化物或碘化物。
20.根据权利要求17的化合物，所述化合物为N，N′-双(十六烷基氨基羰基亚甲基)-N，N′-双(三甲铵乙基氨基羰基亚甲基)乙二胺二卤化物。
21.根据权利要求20的化合物，其中所述卤化物为氯化物，溴化物或碘化物。
22.根据权利要求16的化合物，其中：
b为2。
23.根据权利要求22的化合物，所述化合物为N，N′-双(十二烷基氨基羰基亚甲基)-N，N′-双(β-N，N，N-三甲铵乙基氨基羰基亚甲基)-N，N′-二甲基乙二胺四卤化物。
24.根据权利要求23的化合物，其中所述卤化物为氯化物，溴化物或碘化物。
25.根据权利要求22的化合物，所述化合物为N，N′-双(十二烷基氨基羰基亚甲基)-N，N′-双(β-N，N，N-三甲铵乙基氨基羰基亚甲基)-N，N′-二甲基环己烷亚基-1，4-二胺四卤化物。
26.根据权利要求25的化合物，其中所述卤化物为氯化物，溴化物或碘化物。
27.根据权利要求22的化合物，所述化合物为N，N′-双(十六烷基氨基羰基亚甲基)-N，N′-双(β-N，N，N-三甲铵乙基氨基羰基亚甲基)-N，N′-二甲基乙二胺四卤化物。
28.根据权利要求27的化合物，其中所述卤化物为氯化物，溴化物或碘化物。
29.根据权利要求16的化合物，其中：
每一b独立为1或2。
30.根据权利要求29的化合物，所述化合物为N，N′-双(十六烷氧基羰基亚甲基)-N-(β-N，N，N-三甲铵乙基氨基羰基亚甲基)-N-甲基-N′-(羧基亚甲基)乙二胺二卤化物。
31.根据权利要求30的化合物，其中所述卤化物为氯化物，溴化物或碘化物。
32.根据权利要求12的化合物，其中：
y为2且z为0或1。
33.根据权利要求32的化合物，其中：
a为3；
b为2；
c各自独立为0或1；和
d为1。
34.根据权利要求33的化合物，其中：
R11代表-[R7-X3]c-R8。
35.根据权利要求34的化合物，其中：
R1，R2，R3，R4和R7各自独立代表亚甲基或1，2-亚乙基；和
每一R8独立代表氢或1至约16碳原子的烷基。
36.根据权利要求35的化合物，所述化合物为N，N″-双(十六烷基氨基羰基亚甲基)-N，N′，N″-三(β-N，N，N-三甲铵乙基氨基羰基亚甲基)-N，N′，N″-三甲基二亚乙基三胺六卤化物。
37.根据权利要求36的化合物，其中所述卤化物为氯化物，溴化物或碘化物。
38.根据权利要求12的化合物，其中：
y为3且z为0。
39.根据权利要求38的化合物，其中：
a为3；
b为2；
c各自独立为0或1；和
d为1。
40.根据权利要求39的化合物，其中：
R1，R2，R3，R4和R7各自独立代表亚甲基或1，2-亚乙基；
每一R8独立代表氢或1至约16碳原子的烷基；
每一R9和R10各自独立代表亚甲基或1，2-亚乙基；和
R11代表甲基。
41.根据权利要求40的化合物，所述化合物为1，17，7-四(β-N，N，N，N-四甲铵乙基氨基羰基亚甲基)-4-十六烷基氨基羰基亚甲基-N，N′，N″-三甲基-1，4，7-三氮杂庚烷七卤化物。
42.根据权利要求41的化合物，其中所述卤化物为氯化物，溴化物或碘化物。
43.根据权利要求12的化合物，其中：
y为3且z为0。
44.根据权利要求43的化合物，其中：
a为3；
b为1；
c为0；和
d为1。
45.根据权利要求44的化合物，其中：
R1，R2和R3各自独立代表亚甲基或1，2-亚乙基；
每一R8独立代表氢或甲基；
每一R9和R10各自独立代表亚甲基或1，2-亚乙基；和
R11代表甲基。
46.根据权利要求45的化合物，所述化合物为N，N，N″，N″-四(β-N，N，N-三甲铵乙基氨基羰基亚甲基)-N′-(1，2-二油酰甘油-3-磷酸乙醇氨基羰基亚甲基)二亚乙基三胺七卤化物。
47.根据权利要求46的化合物，其中所述卤化物为氯化物，溴化物或碘化物。
48.下式阳离子类脂化合物：
      Y1-R1-Y1
               (II)其中：
每一Y1独立代表磷酸酯残基，N(R2)a-，S(R2)a-，P(R2)a-或-CO2R2，其中a代表整数1至3；
R1代表包含0至约30个-O-，-S-，-NR3-或-X2-(R3X2)P(＝X2)-X2-杂原子或杂原子基的1至约60个碳原子的亚烷基；
R2代表式-R4-[(X1-R5)x-Y2]y-R6基，其中：
x和y各自独立代表整数0至约100；
每一X1独立代表直接键，-O-，-S-，-NR3-，-C(＝X2)-，-C(＝X2)-N(R3)-，-N(R3)-C(＝X2)-，-C(＝X2)-O-，-O-C(＝X2)-或-X2-(R3X2)P(＝X2)-X2-；
每一X2独立代表O或S；
每一Y2独立代表-O-，-S(R2)b，-N(R2)b-或-P(R2)b-，其中b代表整数0至2；
每一R3独立代表氢或1至约10碳原子的烷基；
R4和R5各自独立代表直接键或包含0至约15个-O-，-S-，-NR3-或-X2-(R3X2)P(＝X2)-X2-杂原子或杂原子基的1至约30个碳原子的亚烷基；和
每一R6独立代表氢或代表包含0至约30个-O-，-S-，-NR3-或-X2-(R3X2)P(＝X2)-X2-杂原子或杂原子基的1至约60个碳原子的烷基；
其条件是式(II)化合物包括至少两个季盐部分。
49.根据权利要求48的化合物，其中所述季盐包括可药用抗衡离子。
50.根据权利要求49的化合物，其中所述抗衡离子选自卤离子，R7SO3 -，R7CO2 -，磷酸根，亚硫酸根，硝酸根，葡糖酸根，葡糖醛酸根(guluronate)，半乳糖醛酸根，丙酸根和甲磺酸根，其中R7代表氢，1至约20个碳原子的烷基或约6至约10个碳原子的芳基。
51.根据权利要求48的化合物，其中：
x和y各自独立代表0至约50的整数。
52.根据权利要求51的化合物，其中：
每一Y1独立代表磷酸酯基，N(R2)a-或-CO2R2。
53.根据权利要求52的化合物，其中：
每一Y1独立代表N(R2)a-或-CO2R2。
54.根据权利要求53的化合物，其中：
x和y各自独立代表0至约20的整数；和
X2代表O。
55.根据权利要求54的化合物，其中：
x和y各自独立代表0至约10的整数。
56.根据权利要求55的化合物，其中：
X1各自独立代表-C(＝Z2)-N(R3)-，-N(R3)-C(＝X2)-，-C(＝X2)-O-，或-O-C(＝X2)-。
57.根据权利要求56的化合物，其中：
R1代表含1至约40碳原子的亚烷基；
每一R3独立代表氢或1至约4个碳原子的烷基；
R4和R5各自独立代表直接键或含1至约20个碳原子的亚烷基；和
每一R6独立代表氢或含1至约40个碳原子的烷基。
58.根据权利要求57的化合物，其中：
R1代表含1至约20碳原子的亚烷基；
R3代表氢；和
每一R6独立代表氢或1至约20碳原子的烷基。
59.根据权利要求58的化合物，其中：
R1独立代表含1至约10个碳原子的直链亚烷基或含约4至约10个碳原子的亚环烷基；和
R4和R5各自独立代表直接键，含1至约10个碳原子的直链亚烷基或含4至约10个碳原子的亚环烷基。
60.根据权利要求59的化合物，其中：
R1独立代表含1至约4个碳原子的直链亚烷基或含约5至约7个碳原子的亚环烷基；和
R4和R5各自独立代表直接键.含1至约4个碳原子的直链亚烷基或含5至约7个碳原子的亚环烷基。
61.下式阳离子类脂化合物：其中：
x，y和z各自独立代表整数0至约100；
每一X1独立代表-O-，-S-，-NR5-，-C(＝X2)-，-C(＝X2)-N(R5)-，-N(R5)-C(＝X2)-，-C(＝X2)-O-，-O-C(＝X2)-或-X2-(R5X2)P(＝X2)-X2-；
每一X2独立代表O或S；
每一Y1独立代表-O-，-N(R6)a-，-S(R6)a-，或-P(R6)a-，其中a代表整数0至2；
每一Y2独立代表-N(R6)a-，-S(R6)a-或-P(R6)a-，其中a代表整数0至2；
每一Y3独立代表磷酸酯残基，N(R6)b-，S(R6)b-，P(R6)b-或-CO2R6，其中b代表整数1至3；
R1，R2，R3和R4各自独立代表含有1至约20个碳原子的亚烷基；
每一R5独立代表氢或1至约[0个碳原子的烷基；和
每一R6独立代表-[R7-X3]c-R8或-R9-[X4-R10]d-Q，其中：
c和d各自独立代表整数0至约100；
每一Q独立代表磷酸酯残基，-N(R11)q，-S(R11)q，-P(R11)q或-CO2R11，其中q代表整数1至3；
X3和X4各自独立代表-O-，-S-，-NR5-，-C(＝X2)-，-C(＝X2)-N(R5)-，-N(R5)-C(＝X2)-，-C(＝X2)-O-，-O-C(＝X2)-或-X2-(R5X2)P(＝X2)-X2-；
每一R7独立代表含有1至约20个碳原子的亚烷基；
每一R8独立代表氢或含1至约60个碳原子的烷基；
R9和R10各自独立代表含1至约20个碳原子的亚烷基；和
每一R11独立代表-[R7-X3]c-R8或-R9-[X4-R10]d-W，其中：
每一W独立代表磷酸酯残基，-N(R12)w，-S(R12)w，-P(R12)w或-CO2R12，其中w代表整数1至3；和
R12代表-[R7-X3]c-R8；
其条件是式(III)化合物包括两个季盐部分。
62.根据权利要求61的化合物，其中所述季盐包括可药用抗衡离子。
63.根据权利要求62的化合物，其中所述抗衡离子选自卤离子，R13SO3 -，R13CO2 -，磷酸根，亚硫酸根，硝酸根，葡糖酸根，葡糖醛酸根(guluronate)，半乳糖醛酸根，丙酸根和甲磺酸根，其中R7代表氢，1至约20个碳原子的烷基或约6至约10个碳原子的芳基。
64.根据权利要求61的化合物，其中：
c，d，x，y和z各自独立代表0至约50的整数；
每一Q独立代表磷酸酯残基，-N(R11)q或-CO2R11，其中q代表2或3；和
每一W独立代表磷酸酯残基，-N(R12)w或-CO2R12，其中w代表2或3。
65.根据权利要求64的化合物，其中：
q和w各自代表3。
66.根据权利要求65的化合物，其中：
c，d，x，y和z各自独立代表0至约20的整数；和
X2代表O。
67.根据权利要求66的化合物，其中：
c，d，x，y和z各自独立代表0至约10的整数；和
X1，X3和X4各自独立代表-C(＝O)-NR5-，-NR5-C(＝O)-，-C(＝O)-O-或-O-C(＝O)-。
68.根据权利要求67的化合物，其中：
c，d，x，y和z各自代表0至约5的整数。
69.根据权利要求68的化合物，其中：
R1，R2，R3和R4各自独立代表含有1至约10个碳原子的直链亚烷基或含约4至约10个碳原子的亚环烷基；
每一R5独立代表氢或含有1至约4个碳原子的烷基；
每一R7独立代表含1至约10个碳原子的亚烷基；
每一R8独立代表氢或含有1至约40个碳原子的烷基；和
R9和R10各自独立代表含1至约10个碳原子的亚烷基。
70.根据权利要求69的化合物，其中：
R1，R2，R3和R4各自独立代表含有1至约4个碳原子的直链亚烷基或含约5至约7个碳原子的亚环烷基；
R5代表氢；
R7独立代表含1至约4个碳原子的亚烷基；
每一R8独立代表含有1至约20个碳原子的烷基；和
R9和R10各自独立代表含1至约4个碳原子的亚烷基。
71.根据权利要求70的化合物，其中：
Y1代表-N(R6)a-；
Y2代表-N(R6)a-；和
每一Y3独立代表磷酸酯残基，N(R6)b-或-CO2R6。
72.阳离子类脂化合物，所述化合物包括至少两个阳离子基团。
73.阳离子类脂组合物，该组合物包括权利要求1的阳离子类脂化合物组成。
74.根据权利要求73的阳离子类脂组合物，所述组合物选自微胶粒，脂质体和它们的混合物。
75.根据权利要求74的阳离子类脂组合物，所述组合物进一步包括稳定组合物的两亲化合物。
76.根据权利要求75的阳离子类脂组合物，所述组合物进一步包括气体，气体前体或它们的混合物。
77.根据权利要求76的阳离子类脂组合物，其中所述气体选自全氟甲烷，全氟乙烷，全氟丙烷，全氟丁烷，全氟环丁烷，以及它们的混合物。
78.根据权利要求76的阳离子类脂组合物，所述组合物包括气体和气体前体的混合物。
79.阳离子类脂组合物，所述组合物包括权利要求48的阳离子类脂化合物。
80.根据权利要求79的阳离子类脂组合物，所述组合物选自微胶粒，脂质体及其混合物。
81.根据权利要求80的阳离子类脂组合物，所述组合物进一步包括稳定组合物的两亲化合物。
82.根据权利要求81的阳离子类脂组合物，所述组合物进一步包括气体，气体前体或它们的混合物。
83.根据权利要求82的阳离子类脂组合物，其中所述气体选自全氟甲烷，全氟乙烷，全氟丙烷，全氟丁烷，全氟环丁烷，以及它们的混合物。
84.根据权利要求82的阳离子类脂组合物，所述组合物包括气体和气体前体的混合物。
85.阳离子类脂组合物，所述组合物包括权利要求61的阳离子类脂化合物。
86.根据权利要求85的阳离子类脂组合物，所述组合物选自微胶粒，脂质体及其混合物。
87.根据权利要求86的阳离子类脂组合物，所述组合物进一步包括稳定组合物的两亲化合物。
88.根据权利要求87的阳离子类脂组合物，所述组合物进一步包括气体，气体前体或它们的混合物。
89.根据权利要求88的阳离子类脂组合物，其中所述气体选自全氟甲烷，全氟乙烷，全氟丙烷，全氟丁烷，全氟环丁烷，以及它们的混合物。
90.根据权利要求88的阳离子类脂组合物，所述组合物包括气体和气体前体的混合物。
91.用于胞内传递生物活性剂的阳离子类脂制剂，所述制剂包括生物活性剂以及与其结合的包含至少两个阳离子基团的阳离子类脂化合物。
92.根据权利要求91的类脂制剂，所述制剂选自微胶粒，脂质体及其混合物。
93.根据权利要求92的类脂制剂，其中所述生物活性剂实质上被包封在所述微胶粒或脂质体内。
94.根据权利要求91的制剂，其中所述生物活性剂包括遗传物质。
95.用于胞内传递生物活性剂的阳离子类脂制剂，所述制剂包括生物活性剂以及与其结合的阳离子类脂组合物，其中所述阳离子类脂组合物包括权利要求1的阳离子类脂化合物。
96.根据权利要求95的类脂制剂，所述制剂选自微胶粒，脂质体及其混合物。
97.根据权利要求96的类脂制剂，其中所述生物活性剂实质上被包封在所述微胶粒或脂质体内。
98.根据权利要求95的类脂制剂，其中所述生物活性剂包括遗传物质。
99.用于胞内传递生物活性剂的阳离子类脂制剂，所述制剂包括生物活性剂以及与其结合的阳离子类脂组合物，其中所述阳离子类脂组合物包括权利要求48的阳离子类脂化合物。
100.根据权利要求99的类脂制剂，所述制剂选自微胶粒，脂质体及其混合物。
101.根据权利要求100的类脂制剂，其中所述生物活性剂实质上被包封在所述微胶粒或脂质体内。
102.根据权利要求99的类脂制剂，其中所述生物活性剂包括遗传物质。
103.用于胞内传递生物活性剂的阳离子类脂制剂，所述制剂包括生物活性剂以及与其结合的阳离子类脂组合物，其中所述阳离子类脂组合物包括权利要求61的阳离子类脂化合物。
104.根据权利要求103的类脂制剂，所述制剂选自微胶粒，脂质体及其混合物。
105.根据权利要求104的类脂制剂，其中所述生物活性剂实质上被包封在所述微胶粒或脂质体内。
106.根据权利要求103的类脂制剂，其中所述生物活性剂包括遗传物质。
107.用于胞内传递生物活性剂的阳离子类脂制剂，所述制剂包括生物活性剂以及与其结合的权利要求72的阳离子类脂组合物。
108.根据权利要求107的类脂制剂，所述制剂选自微胶粒，脂质体及其混合物。
109.根据权利要求108的类脂制剂，其中所述生物活性剂实质上被包封在所述微胶粒或脂质体内。
110.根据权利要求107的制剂，其中所述生物活性剂包括遗传物质。
111.用于胞内传递生物活性剂的阳离子类脂制剂的制备方法，此方法包括一同混合生物活性剂和包括具有至少两个阳离子基团的阳离子类脂化合物的组合物。
112.根据权利要求111的方法，其中所述组合物选自微胶粒，脂质体及其混合物。
113.根据权利要求112的方法，所述方法包括充分包封所述生物活性剂在所述微胶粒或脂质体内。
114.根据权利要求111的方法，其中所述生物活性剂包括遗传物质。
115.用于胞内传递生物活性剂的阳离子类脂制剂的制备方法，此方法包括一同混合生物活性剂和包括权利要求1的阳离子类脂化合物的阳离子类脂组合物。
116.根据权利要求115的方法，其中所述组合物选自微胶粒，脂质体及其混合物。
117.根据权利要求116的方法，所述方法包括充分包封所述生物活性剂在所述微胶粒或脂质体内。
118.根据权利要求115的方法，其中所述生物活性剂包括遗传物质。
119.用于胞内传递生物活性剂的阳离子类脂制剂的制备方法，此方法包括一同混合生物活性剂和包括权利要求48的阳离子类脂化合物的阳离子类脂组合物。
120.根据权利要求119的方法，其中所述组合物选自微胶粒，脂质体及其混合物。
121.根据权利要求120的方法，所述方法包括充分包封所述生物活性剂在所述微胶粒或脂质体内。
122.根据权利要求119的方法，其中所述生物活性剂包括遗传物质。
123.用于胞内传递生物活性剂的阳离子类脂制剂的制备方法，此方法包括一同混合生物活性剂和包括权利要求61的阳离子类脂化合物的阳离子类脂组合物。
124.根据权利要求123的方法，其中所述组合物选自微胶粒，脂质体及其混合物。
125.根据权利要求124的方法，所述方法包括充分包封所述生物活性剂在所述微胶粒或脂质体内。
126.根据权利要求123的方法，其中所述生物活性剂包括遗传物质。
127.胞内传递生物活性剂的方法，该方法包括用包括阳离子类脂化合物和生物活性剂的阳离子类脂组合物接触细胞，其中所述阳离子类脂化合物包含至少两个阳离子基团。
128.权利要求127的方法，其中所述组合物选自微胶粒，脂质体及其混合物。
129.权利要求128的方法，其中所述生物活性剂实质上被包封在微胶粒或脂质体内。
130.权利要求127的方法，其中所述生物活性剂包括遗传物质。
131.权利要求130的方法，其中所述遗传物质选自多核苷酸，DNA，RNA，多肽及其混合物。
132.胞内传递生物活性剂的方法，该方法包括用包括权利要求1的阳离子类脂化合物和生物活性剂的阳离子类脂组合物接触细胞。
133.权利要求132的方法，其中所述组合物选自微胶粒，脂质体及其混合物。
134.权利要求133的方法，其中所述生物活性剂实质上被包封在微胶粒或脂质体内。
135.权利要求132的方法，其中所述生物活性剂包括遗传物质。
136.胞内传递生物活性剂的方法，该方法包括用包括权利要求48的阳离子类脂化合物和生物活性剂的阳离子类脂组合物接触细胞。
137.权利要求136的方法，其中所述组合物选自微胶粒，脂质体及其混合物。
138.权利要求137的方法，其中所述生物活性剂实质上被包封在微胶粒或脂质体内。
139.权利要求136的方法，其中所述生物活性剂包括遗传物质。
140.胞内传递生物活性剂的方法，该方法包括用包括权利要求61的阳离子类脂化合物和生物活性剂的阳离子类脂组合物接触细胞。
141.权利要求140的方法，其中所述组合物选自微胶粒，脂质体及其混合物。
142.权利要求141的方法，其中所述生物活性剂实质上被包封在微胶粒或脂质体内。
143.权利要求140的方法，其中所述生物活性剂包括遗传物质。
144.对患有遗传性疾病的患者的治疗方法，该方法包括对患者施用治疗有效量的权利要求91的制剂。
145.根据权利要求144的方法，其中所述病症包括与免疫活性的缺失或衰减有关的病理学或病症。
146.根据权利要求144的方法，其中所述施用包括对患者施用涂布有所述制剂的导管。
147.对患有遗传性疾病的患者的治疗方法，该方法包括对患者施用治疗有效量的权利要求95的制剂。
148.根据权利要求147的方法，其中所述病症包括与免疫活性的缺失或衰减有关的病理学或病症。
149.对患有遗传性疾病的患者的治疗方法，该方法包括对患者施用治疗有效量的权利要求99的制剂。
150.根据权利要求149的方法，其中所述病症包括与免疫活性的缺失或衰减有关的病理学或病症。
151.对患有遗传性疾病的患者的治疗方法，该方法包括对患者施用治疗有效量权利要求103的制剂。
152.根据权利要求151的方法，其中所述病症包括与免疫活性的缺失或衰减有关的病理学或病症。
153.下式阳离子类脂化合物：其中：
x，y和z各自独立代表0至约100的整数；
每一X1独立代表-O-，-S-，-NR5-，-C(＝X2)-，-C(＝X2)-N(R5)-，-N(R5)-C(＝X2)-，-C(＝X2)-O-，-O-C(＝X2)-或-X2-(R5X2)P(＝X2)-X2-；
每一X2独立代表O或S；
每一Y1独立代表磷酸酯残基，N(R6)a-，S(R6)a-，P(R6)a-或-CO2R6，其中a代表整数1至3；
每一Y2独立代表-N(R6)b-，-S(R6)b-或-P(R6)b-，其中b代表整数0至2；
每一Y3独立代表磷酸酯残基，N(R6)a-，S(R6)a-，P(R6)a-或-CO2R6，其中a代表整数1至3；
R1，R2，R3和R4各自独立代表含有1至约20个碳原子的亚烷基；
每一R5独立代表氢或含有1至约10个碳原子的烷基；和
每一R6独立代表-[R7-X3]c-R8或-R9-[X4-R10]d-Q，其中：
c和d各自独立代表整数0至约100；
每一Q独立代表磷酸酯残基，-N(R11)q，-S(R11)q，-P(R11)q或-CO2R6，其中q代表整数1至3；
X3和X4各自独立代表-O-，-S-，-NR5-，-C(＝X2)-，-C(＝X2)-N(R5)-，-N(R5)-C(＝X2)-，-C(＝X2)-O-，-O-C(＝X2)-或-X2-(R5X2)P(＝X2)-X2-；
每一R7独立代表含有1至约20个碳原子的亚烷基；
每一R8独立代表氢或含1至约40个碳原子的烷基；
R9和R10各自独立代表含1至约20个碳原子的亚烷基；和
每一R11独立代表-[R7-X3]c-R8或-R9-[X4-R10]d-W，其中：
每一W独立代表磷酸酯残基，-N(R12)w，-S(R12)w，-P(R12)w或-CO2R6，其中w代表整数1至3；和
R12代表-[R7-X3]c-R8；其条件是式(I)化合物包括至少一个季盐部分。
154.下式阳离子类脂化合物：
             Y1-R1-Y1
                    (II)其中：
每一Y1独立代表磷酸酯残基，N(R2)a-，S(R2)a-，P(R2)a-或-CO2R2，其中a代表整数1至3；
R1代表包含0至约30个-O-，-S-，-NR3-或-X2-(R3X2)P(=X2)-X2-杂原子或杂原子基的1至约60个碳原子的亚烷基；
R2代表式-R4-[(X1-R5)x-Y2]y-R6基，其中：
x和y各自独立代表整数0至约100；
每一X1独立代表直接键，-O-，-S-，-NR3-，-C(＝X2)-，-C(＝X2)-N(R3)-，-N(R3)-C(＝X2)-，-C(＝X2)-O-，-O-C(＝X2)-或-X2-(R3X2)P(＝X2)-X2-；
每一X2独立代表O或S；
每一Y2独立代表-S(R2)b，-N(R2)b-或-P(R2)b-，其中b代表整数0至2；
每一R3独立代表氢或1至约10碳原子的烷基；
R4和R5各自独立代表直接键或包含0至约15个-O-，-S-，-NR3-或-X2-(R3X2)P(＝X2)-X2-杂原子或杂原子基的1至约30个碳原子的亚烷基；和
每一R6独立代表氢或代表包含0至约30个-O-，-S-，-NR3-或-X2-(R3X2)P(＝X2)-X2-杂原子或杂原子基的1至约60个碳原子的烷基；
其条件是式(II)化合物包括至少一个季盐部分。
155.下式阳离子类脂化合物：其中：
x，y和z各自独立代表整数0至约100；
每一X1独立代表-O-，-S-，-NR5-，-C(＝X2)-，-C(＝X2)-N(R5)-，-N(R5)-C(＝X2)-，-C(＝X2)-O-，-O-C(＝X2)-或-X2-(R5X2)P(＝X2)-X2-；
每一X2独立代表O或S；
每一Y1独立代表-O-，-N(R6)a-，-S(R6)a-，或-P(R6)a-，其中a代表整数0至2；
每一Y2独立代表-N(R6)a-，-S(R6)a-或-P(R6)a-，其中a代表整数0至2；
每一Y3独立代表磷酸酯残基，N(R6)b-，S(R6)b-，P(R6)b-或-CO2R6，其中b代表整数1至3；
R1，R2，R3和R4各自独立代表含有1至约20个碳原子的亚烷基；
每一R5独立代表氢或1至约10个碳原子的烷基；和
每一R6独立代表-[R7-X3]c-R8或-R9-[X4-R10]d-Q，其中：
c和d各自独立代表整数0至约100；
每一Q独立代表磷酸酯残基，-N(R11)q，-S(R11)q，-P(R11)q或-CO2R11，其中q代表整数1至3；
X3和X4各自独立代表-O-，-S-，-NR5-，-C(＝X2)-，-C(＝X2)-N(R5)-，-N(R5)-C(＝X2)-，-C(＝X2)-O-，-O-C(＝X2)-或-X2-(R5X2)P(＝X2)-X2-；
每一R7独立代表含有1至约20个碳原子的亚烷基；
每一R8独立代表氢或含1至约60个碳原子的烷基；
R9和R10各自独立代表含1至约20个碳原子的亚烷基；和
每一R11独立代表-[R7-X3]c-R8或-R9-[X4-R10]d-W，其中：
每一W独立代表磷酸酯残基，-N(R12)w，-S(R12)w，-P(R12)w或-CO2R12，其中w代表整数1至3；和
R12代表-[R7-X3]c-R8；
其条件是式(III)化合物包括至少一个季盐部分。
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