JP2003504325A - 乾燥粉体組成物 - Google Patents

乾燥粉体組成物

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Abstract

(57)【要約】 親水性治療薬を、患者への投与に適する保管安定性を有する形態で調製する。この薬剤を、薬剤と炭水化物の溶液を形成するためイオン対形成を用いて疎水的に誘導体形成した炭水化物を用いて処方する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (発明の分野) 本発明は、疎水的に誘導体形成した炭水化物を用いて調製した安定化した治療
薬の製造、および治療組成物に関する。
【0002】 (発明の背景) 多数の治療用タンパク質およびペプチドを、現在臨床用途に利用することがで
きる。様々な送達方法や経路があり、非経口経路が最も広く用いられている。肺
経路による送達は、主として患者が耐えられるものであるため、魅力的な代替法
である。タンパク質のような比較的大きな分子を容易に肺表面を通って血流へ吸
収させることができることを示唆する証拠もある。肺送達の手法は未だ開発の初
期段階にあり、従って、治療用タンパク質やペプチドの新規な肺処方物にはかな
りの予知がある。
【0003】 治療用タンパク質を処方する一つの方法は、炭水化物を用いることによる方法
であり、炭水化物は保管中にタンパク質を安定化する作用をし、また送達を促進
する。安定化炭水化物の一例は、トレハロースである。
【0004】 最近、タンパク質の処方における疎水的に誘導体形成した炭水化物(HDC)の使
用に関心が集っている。WO-A-96/03978号明細書には、HDCと治療薬を含んでなり
、直接送達の目的で固形投与形態に処方された組成物が開示されている。この組
成物は、肺送達には粉体、バリスティック(ballistic)送達、経皮送達、または
移植組成物には、マイクロニードルまたは微粒子であることができる。
【0005】 治療薬をHDCで処方することの利点は、制御放出送達系を開発する可能性があ
ることである。また、HDCはそれ自身が特に肺の奥への送達を容易にする望まし
い特性を有することがある。
【0006】 しかしながら、治療用タンパク質は一般に親水性であり、HDCが疎水性である
ため、タンパク質をHDCへ組込むことには問題がある。
【0007】 従って、親水性薬剤をHDCに組込むことができる効率的方法が求められている
【0008】 (発明の概要) 本発明は、親水性薬剤を疎水性イオン対(HIP)を用いてHDCに効率的に組込むこ
とができることの理解に基づいている。
【0009】 本発明の第一の局面によれば、治療組成物の製造方法は、有機溶媒中で疎水的
に誘導体形成した炭水化物(HDC)と、親水性治療薬とイオン性物質とのイオン対
複合体との溶液を形成し、溶液を乾燥する ことを含んでなる。
【0010】 一態様では、この方法は、 (i) 治療薬を水性媒質中でイオン性物質と混合して、沈澱物を形成し、 (ii) 沈澱物とHDCを有機溶媒に溶解させ、 (iii) 生成する有機溶液を乾燥する 段階を含んでなる。
【0011】 もう一つの態様では、この方法は、 (i) 治療薬の水性溶液をイオン性物質と混合して、イオン対複合体を形成し
、 (ii) 水不混和性有機溶媒を加えて有機相を形成し、イオン対複合体を有機相
中へ通過させ、 (iii) 有機相を分離し、 (iv) HDCを有機相に加え、 (v) 生成する有機溶液を乾燥する 段階を含んでなる。
【0012】 第二の局面によれば、組成物は、固形投与形態で、疎水的に誘導体形成した炭
水化物、治療薬、および薬学上許容可能なイオン性洗剤を含んでなる。
【0013】 第三の局面によれば、本発明の組成物は、疾患の治療の目的で患者に肺経路に
より投与される医薬の製造に用いることができる。
【0014】 生成物は治療に使用しようとするものであり、活性薬剤は送達時に治療活性を
有するようになる。
【0015】 親水性薬剤のHDCへの効果的組込みにより、望ましい制御放出特性を有する有
用な治療薬が処方される。
【0016】 (発明の説明) 本発明による方法は、疎水性イオン対が、親水性薬剤と疎水性炭水化物との処
方に応用できる有用な方法であることの理解に基づいている。
【0017】 簡単に説明すれば、この手順は活性物質、例えばタンパク質のような活性物質
上の正電荷と選択されたアニオン性界面活性剤上の負電荷との間に疎水性イオン
対を生じることを必要とする。あるいは、タンパク質と界面活性剤の電荷の極性
を逆転させることもできる。
【0018】 本発明の方法は、当業者に知られている条件下で行うことができる。親水性タ
ンパク質は、低濃度のアニオン性洗剤を用いて溶液から沈澱させることができる
ことは周知されている。沈澱は、洗剤のカウンターイオンが、タンパク質上のイ
オン対と置換する結果であると考えられる。次に、この沈澱物を遠心分離などに
よって単離した後、HDCを含む有機溶媒に溶解させることができる。次に、親水
性薬剤をHDCを用いて溶解させ、乾燥して固形生成物を生成することができる。
活性物質の総回収率は高く、従って本発明の方法は商業的規模の方法の開発を提
供する。
【0019】 あるいは、イオン対は、沈澱物なしで、相分離によって形成することができる
。水相中のタンパク質を適当な洗剤と混合して、イオン対を形成する。適当な有
機溶媒を加えて有機相を形成し、イオン対複合体を有機相に組込む。次に、有機
相を分離して、場合によっては別の有機溶媒に含まれているHDCと混合する。
【0020】親水性薬剤 本発明で用いることができる親水性薬剤としては、任意の治療活性タンパク質
、ペプチド、ポリヌクレオチド、またはイオン性薬物が挙げられる。詳細には、
この薬剤は、酵素またはホルモンであることができる。例としては、インスリン
、インターフェロン、成長因子、α−キモトリプシンインターロイキン、カルシ
トニン、成長ホルモン、ロイプロリド、コロニー刺激因子、およびDNアーゼが挙
げられるが、これらに限定されない。インスリンは好ましい態様であり、肺送達
用の望ましい治療薬である。
【0021】イオン性物質 任意の適当なイオン性物質を、本発明で用いることができる。好ましい物質は
、洗剤である。この物質は、タンパク質またはペプチドをHDCに組込もうとする
ときには、アニオン性であるのが好ましい。ポリヌクレオチドまたは負に帯電し
たタンパク質が活性薬剤であるときには、この物質はカチオン性であるのが好ま
しい。適当なアニオン生物分解性としては、塩、例えば硫酸塩、スルホン酸塩、
リン酸塩、およびカルボン酸塩が挙げられる。
【0022】 適当なアニオン性洗剤の例としては、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)、ナトリ
ウムドキュセート(AOT)、ホスファチジルイノシトール(PPI)、1,2-ジパルミトイ
ル-sn-グリセロ-3-ホスファチド酸ナトリウム塩(DPPA.Na)、1,2-ジパルミトイル
-sn-グリセロ-3-ホスホグリセロールナトリウム塩(DPPG.Na)、およびオレイン酸
ナトリウムが挙げられる。適当なカチオン性洗剤の例としては、塩化ベンザルコ
ニウム(BAC)、臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム(CTAB)、および臭化ド
デシルトリメチルアンモニウム(DoTAB)が挙げられる。
【0023】 好ましくは、洗剤は薬学上許容可能なものである。詳細には、洗剤は肺送達に
適当なものとする。
【0024】有機溶媒 任意の適当な有機溶媒を、本発明で用いることができる。極性または無極性溶
媒を、活性薬剤によって用いることができる。一般に、溶媒は薬学上許容可能な
ものである。適当な溶媒としては、エタノール、プロパノール、イソプロパノー
ル、1-オクタノール、アセトン、エーテル、酢酸エチル、ギ酸エチル、ジクロロ
メタン(DCM)、ヘキサン、およびメタノールが挙げられるが、これらに限定され
ない。
【0025】疎水的に誘導体形成した炭水化物(HDC) HDCは、当該技術分野で知られているもののいずれであることもできる。好ま
しくは、HDCは、乾燥すると高Tgを有する非晶質ガラスを形成する。
【0026】 好ましくは、HDCは、20℃より高い、更に好ましくは30℃より高い、最も好ま
しくは40℃より高いTgを有するガラスを形成することができる。
【0027】 本明細書で用いる「HDC」とは、広汎な種類の疎水的に誘導体形成した炭水化
物であって、少なくとも一個のヒドロキシル基がエステルおよびエーテルなどこ
れらに限定されない疎水性残基で置換されているものを表す。
【0028】 適当なHDCの多数の例が、WO-A-96/03978号明細書およびWO-A-99/01463号明細
書に記載されている。HDCの具体例としては、ソルビトールヘキサアセテート(SH
AC)、α-グルコースペンタアセテート(α-GPAC)、β-グルコースペンタアセテー
ト(β-GPAC)、1-O-オクチル-β-D-グルコーステトラアセテート(OGTA)、トレハ
ロースオクタアセテート(TOAC)、トレハロースオクタプロパノエート(TOPR)、β
-4’,6’-ジイソブチロイルヘキサアセチルラクトース、スクロースオクタアセ
テート(SOAC)、セロビオースオクタアセテート(COAC)、ラフィノースウンデカア
セテート(RUDA)、スクロースオクタプロパノエート、セロビオースオクタプロパ
ノエート、ラフィノースウンデカプロパノエート、テトラ-O-メチルトレハロー
ス、ジ-O-メチル-ヘキサ-O-アセチルスクロース、およびトレハロース6,6-ジイ
ソブチレートヘキサアセテートが挙げられるが、これらに限定されない。
【0029】 純粋な単一HDCガラスは、周囲温度および少なくとも60%までの湿度で安定であ
ることが見いだされている。しかしながら、ある種の活性物質を組込んでいるHD
Cガラスの混合物は、周囲温度および少なくとも95%までの湿度で予想外の安定性
を有する。様々な制御放出プロフィールを得るには、異なるHDCの混合物が望ま
しいことがある。
【0030】 多くの因子がタンパク質の有機溶液への抽出に影響を与えている。すなわち、
緩衝液のpHおよびイオン強度、タンパク質の分子量、洗剤:タンパク質比、電荷
のpIおよび分布、並びに界面活性剤の特性および溶媒特性などの因子である。本
発明の方法の段階の効率を最大にするには、これらのパラメーターを変化させる
必要がある。これは、当業者には明白なことであろう。
【0031】 得られる生成物についての様々な制御放出特性を得る目的で、パラメーターを
変化させることもできる。例えば、HIP複合体:HDC比や溶媒混合物における変動
が、放出特性に影響することがある。これらのパラメーターの変動も、当業者に
は明白なことであろう。
【0032】 処方物は、凍結乾燥、オーブン乾燥、超臨界加工、および好ましくは噴霧乾燥
などの任意の適当な方法によって乾燥することができる。噴霧乾燥は、溶媒を速
やかに蒸発させ、残留溶媒レベルが低いガラス状の非晶質生成物を残すので、好
ましい。ガラス状の非晶質生成物は、好ましくは室温またはそれ以上で安定であ
り、活性を失うことなく組成物を容易に保管することができるようにすべきであ
る。
【0033】 乾燥生成物は、好ましくは室温またはそれ以上で保管安定性を有する固形形態
とすべきである。この安定性は、乾燥によりガラス状の非晶質構造を形成する炭
水化物によるものと考えられる。一態様では、この生成物は、20℃を超え、好ま
しくは30℃を超えるガラス転移点(Tg)を有する。生成物は、患者に直接送達する
のに適する固形形態とすることができる。好ましくは、生成物は、直径が30μm
未満であり、好ましくは10μm未満であり、最も好ましくは5μm未満である乾燥
粉末または「微小球」である。これらの粉体は、肺送達に適している。生成物は
、バリスティック送達または経皮送達のためのマイクロニードルとすることもで
きる。
【0034】 下記の例によって、本発明を説明する。
【0035】例1 α-キモトリプシン(CMT) α-キモトリプシン(CMT)は、pIが8.5であり且つ真の正電荷がpH5-6である非膜
結合タンパク質である。CMTをpH 5の10mM酢酸カリウム/CaCl2緩衝液中で40当量
のナトリウムドキュセートと混合すると、CMTを有機溶媒に効率的に分配するこ
とができた。イオン強度は、主としてエマルション形成を制御することによって
抽出効率に極めて重要な役割を果たしていることも注目された。イオン強度は、
塩化カルシウム濃度を変化させることによって制御され、イオン強度が減少する
と、タンパク質の溶媒中への回収率が低下するという一般的な傾向を示した。CD
測定において用いる場合、CMTは、イソオクタン、デカリンおよび四塩化炭素の
ような非極性溶媒中では天然のものに類似しているが、ジクロロメタンのような
より極性のある溶媒では組織化された構造をほとんどまたは全く持たないことが
見いだされているので、有機溶媒の選択が重要である。
【0036】 10mM酢酸ナトリウム、5mM塩化カルシウム、pH7.0中2mg/mlの濃度のCMTを、ヘ
キサン中1.77mg/mlの濃度のAOT 50モル当量と混合した。遠心分離の後、有機層
を単離し、真空乾燥し、タンパク質濃度をBCA分析法を用いて測定した。計算値
は、酵素の80-90%が溶媒中に抽出されたことを示していた。
【0037】 次に、この実験を、有機溶媒中に存在するTOACを用いて繰返した。TOAC(60mg/
mlアセトン)をCMT(2mg/mlヘキサン)のHIP試料に加え、アセトンおよびヘキサン(
1:1)中30mg/ml TOACおよび1mg/ml CMTの最終組成物を得た。用いたTOACの量は、
酵素の量の5-10倍であった。生成する溶液を噴霧乾燥して、乾燥粉末組成物を形
成した。
【0038】例2 インスリン (i) インスリン(5mg/ml)を10mM酢酸ナトリウム緩衝液、pH2.5に溶解したも
のをAOT(10mg/ml)の水溶液4.5モル当量と混合し、タンパク質を効率的に沈澱し
た。タンパク質を遠心分離によって単離し、生成するペレットを25mg/ml TOACま
たはTIBACを含むアセトンとIPAの混合物(1:2)に再溶解した。乾燥混合物のBCA分
析では、タンパク質の99%が溶媒に回収されたことを示した。溶液を噴霧乾燥す
ることにより、43%までの収率を得、また噴霧乾燥した材料のDSCによる初期分析
では、ガラス状物質の存在が示唆された。
【0039】 (ii) インスリンを、7.5モル当量の塩化ベンザルコニウムを10mM炭酸ナトリ
ウム緩衝液、pH11に溶解したもので疎水的にイオン対形成し、25mg/mlTOACを含
むアセトンおよびIPA (1:2)に再溶解した。この処方物をBCA分析したところ、タ
ンパク質の92%が溶媒中に抽出されたことが明らかになった。この処方物の噴霧
乾燥により、回収率は18%となった。
【0040】 (iii) インスリンに2%FITC標識インスリンを加え、AOTを用いてTOACを含むIP
Aおよびアセトン(比 2:1)に抽出し、噴霧乾燥した。溶媒中に回収されたタン
パク質の割合は96%であり、噴霧乾燥では材料が35%回収された。
【0041】例3 α-L-ホスファチジルイノシトール(PPI) 初期実験を行い、インスリンを高収率で有機溶媒に回収するのに要するPPIの
最適量を検討した。PPIの量を、インスリンの2mg試料に対して5-7.5モル当量ま
で変化させた。インスリンを10mM酢酸ナトリウム緩衝液、pH2.5に溶解し(2mg/ml
)、5mg/ml PPIの水溶液を調製した。PPIをそれぞれのインスリン試料に添加する
と沈澱が起こり、沈澱物を2500rpmで2分間の遠心分離によって回収した。ペレッ
トを、各種の別の溶媒、すなわちアセトン、ジクロロメタン、エタノール、およ
びこれらの混合物に再懸濁した。ジクロロメタンおよびエタノール(比1:1)を
用いたときに、90%の有機溶媒への回収率が得られた。沈澱物は容易に溶解して
、2mg/ml溶液を得た。
【0042】例4 DPPA, DPPGを有するインスリン 二種類のレシチン誘導体を、インスリンのHIP用の可能性のある界面活性剤と
して検討した。検討中は、標準的緩衝液条件を用いた(10mM酢酸ナトリウム緩衝
液、pH2.5)。インスリンとDPPA.NaのHIPに要する条件の最適化は、界面活性剤
のモル当量を5-20の間で変化させることを含んでいた。沈澱物をエタノール:DCM
(1:1)に溶解し、9モル当量を用いたときに71%の回収率が得られた。
【0043】 検討を行う第二のレシチン誘導体は、DPPG.Naであった。この場合にも、イン
スリンに対する加えたDPPGの量を変化させることによって反応条件を最適にした
。検討を行った量は、5-12モル当量の範囲であった。BCA分析法によって分析し
た後、8モル当量を用いたときに、約88%のタンパク質が有機溶媒中に回収された
【0044】例5 ロイプロリド HIPの用途を広げるための試みでは、追加の試験分子を検討した。LHRH類似体
ロイプロリドアセテートは、HIPのための2個の可能な部位を有している。初期実
験では10mM酢酸ナトリウム緩衝液、pH2.5と100mMクエン酸ナトリウム緩衝液、pH
5での反応を比較し、2モル当量を添加したところ、酢酸緩衝液で行った試料では
透明な粘稠ペレットを形成した。このペレットをエタノール:DCM(1:1)に再懸濁
したものをBCA分析したところ、酢酸試料ではペプチドの66%が回収されたが、pH
5では3%しか回収されなかった。ロイプロリドを用いるBCA分析法の標準曲線を構
築し、反応を繰返した。63-66%の回収率が得られた。
【0045】 反応を、DPPG.Naでも試みた。緩衝液は、10mM酢酸ナトリウム、pH2.5として保
持した。PPIと比較して、DPPG.Naが水に不溶性であるため、モル当量の範囲を検
討した。DPPG.Naの量を、ペプチドの量の1-5倍の範囲で変化させた。結果は、DP
PG.Naの量が増加すると、ペプチドの回収率が増加することを示した。5モル当量
を用いたときに、最高回収率(65%)が得られた。
【0046】例6 トリプシン トリプシンも、酵素の一例として検討した。この目的は、活性をHIPに続いて
保持することができることを示すことであった。2mg/mlトリプシンを10mM酢酸ナ
トリウム緩衝液、pH2.5に溶解したものを様々なモル当量のDPPG(40x-100x)と混
合し、沈澱物を集めた。エタノール:DCM (1:1)に再懸濁した後BCA分析法によっ
て分析したところ、回収率は72%-83%の範囲であった。90および100当量のDPPGで
形成した沈澱物は、恐らくは含まれているレシチンの量により溶媒には余り溶解
性でなかった。更に、60モル当量のDPPGを用いる最適化も試みた。
【0047】 更に、酢酸緩衝液のpHをpH2.5-pH7.3の範囲で変化させて、反応を検討した。
最良の回収率は、pH2.5で得られた。有機溶媒に吸収された酵素の量は、74%であ
った。最後に、酵素の初期濃度を、標準の2mg/mlから5および10mg/mlまで増加
させた。再溶解したペレットのBCA分析では、初期酵素濃度が5mg/mlのときに約8
6%が回収された。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) A61K 38/48 A61K 37/48 47/26 37/24 47/36 37/26 A61P 43/00 123 37/547 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG ,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD, RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM,AT, AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,BZ,C A,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK,DM ,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH, GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,K E,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS ,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK,MN, MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,RO,R U,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM ,TR,TT,TZ,UA,UG,UZ,VN,YU, ZA,ZW Fターム(参考) 4C076 AA26 AA31 AA32 AA94 BB25 BB27 BB31 BB32 CC29 CC30 CC42 CC47 DD68Q EE30Q EE59F FF31 FF34 FF63 FF68 GG05 GG09 4C084 AA02 AA03 AA27 BA35 BA44 BA47 CA62 DB01 DB34 DC01 MA05 MA13 MA43 MA59 MA63 MA67 NA03 NA10 NA12 NA13 NA15 ZC032 ZC192

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機溶媒中で疎水的に誘導体形成した炭水化物(HDC)と、親
    水性治療薬とイオン性物質とのイオン対複合体との溶液を形成し、 溶液を乾燥する ことを含んでなる、治療組成物の製造方法。
  2. 【請求項2】 (i) 治療薬の水性溶液をイオン性物質と混合して、イオン
    対複合体を形成し、 (ii) 水不混和性有機溶媒を加えて有機相を形成し、イオン対複合体を有機相
    中へ通過させ、 (iii) 有機相を分離し、 (iv) HDCを有機相に加え、 (v) 有機溶液を乾燥する 段階を含んでなる、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 (i) 治療薬を水性媒質中でイオン性物質と混合して、沈澱
    物を形成し、 (ii) 沈澱物とHDCを有機溶媒に溶解させ、 (iii) 溶液を乾燥する 段階を含んでなる、請求項1に記載の方法。
  4. 【請求項4】 沈澱物を、段階(ii)の前に単離する、請求項3に記載の方法
  5. 【請求項5】 治療薬がタンパク質、ペプチド、またはポリヌクレオチドで
    ある、請求項1-4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 【請求項6】 該薬剤が酵素またはホルモンである、請求項1-5のいずれか
    一項に記載の方法。
  7. 【請求項7】 該薬剤がインスリンである、請求項1-6のいずれか一項に記
    載の方法。
  8. 【請求項8】 HDCが炭水化物主鎖と、余り親水性でない誘導体で置換した
    少なくとも1個のヒドロキシル基を有する、請求項1-7のいずれか一項に記載の方
    法。
  9. 【請求項9】 HDCがソルビトールヘキサアセテート、α−グルコースペン
    タアセテート、β−グルコースペンタアセテート、1-O-オクチル-β-D-グルコー
    ステトラアセテート、トレハロースオクタアセテート、トレハロースオクタプロ
    パノエート、スクロースオクタアセテート、β-4’,6’-ジイソブチロイルヘキ
    サアセテートラクトース、スクロースオクタプロパノエート、セロビオースオク
    タアセテート、ラフィノースウンデカアセテート、ラフィノースウンデカプロパ
    ノエート、およびトレハロース6,6-ジイソブチレートヘキサアセテートから選択
    される、請求項1-8のいずれか一項に記載の方法。
  10. 【請求項10】 乾燥を噴霧乾燥によって行う、請求項1-9のいずれか一項
    に記載の方法。
  11. 【請求項11】 イオン性物質が洗剤である、請求項1-10のいずれか一項に
    記載の方法。
  12. 【請求項12】 固形投与形態において、疎水的に誘導体形成した炭水化物
    、治療薬、および薬学上許容可能なイオン性洗剤を含んでなる、組成物。
  13. 【請求項13】 請求項1-11のいずれか一項に記載の方法によって得ること
    ができる、請求項12に記載の組成物。
  14. 【請求項14】 組成物が、20℃を超えるTgを有するガラス状非晶質形態で
    ある、請求項12または13に記載の組成物。
  15. 【請求項15】 固形投与形態が、粒度が10μm未満であり、好ましくは1-5
    μmの粒子である、請求項12-14のいずれか一項に記載の組成物。
  16. 【請求項16】 固形投与形態がバリスティック(ballistic)送達に適する
    マイクロニードルである、請求項12-14のいずれか一項に記載の組成物。
  17. 【請求項17】 治療用途用の、請求項12-16のいずれか一項に記載の組成
    物。
  18. 【請求項18】 治療薬の肺送達を目的とする装置であって、請求項15に記
    載の組成物を含む装置。
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