JP2003514650A - 応答性ポリマー性中空粒子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 pH、温度、光、イオン強度、電場、磁場、溶媒組成等のような１個以上の環境条件の変化に応答して粒子の透過性が変化するような中空粒子。中空粒子は、好ましくは、ナノメートルからマイクロメートルのサイズ域内にある。応答性中空粒子の作成法及び使用法。１つの実施態様において、中空粒子のシェルは、刺激応答性ポリマーから形成されている。粒子は、治療剤、予防剤、及び診断剤の封入を可能にし、さらに化粧品、色素又は顔料、香料、及びその他の産業上有益な化合物のようなその他の材料の封入を可能にする。表面は、場合により、分子認識を介して、粒子を特異的標的へと指向化することができる特異的リガンドで修飾されていてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 関連出願 本願は、１９９９年１１月１５日出願の米国出願第６０／１６５，４９４号に
基づく優先権を主張する。

【０００２】 発明の背景 本発明は、一般に、刺激応答性中空粒子の分野にあり、より具体的には、刺激
応答性中空粒子を使用した活性薬剤の送達の分野にある。

【０００３】 薬物送達のための技術は、経口送達用のゼラチンカプセルへの薬物の封入、錠
剤への薬物の圧縮、又は薬物の溶液もしくは懸濁液の注射のような単純な技術か
ら、送達の時間及び／又は速度を修飾する担体の使用へと、過去数十年の間に進
化してきた。おそらく最も初期の実施態様においては、特に低pHにおいて不安定
な薬物のため、より大きい効率で経口送達が達成されるよう、腸溶性皮膜の使用
により剤形が修飾された。放出の効率は、ある種の条件から薬物を保護するのみ
ならず、放出時間を、１時間未満から、投与の様式に応じて数時間、数日、数週
間へと延長するポリラクチドコグリコリド（polylactide-co-glycolide）のよう
なポリマーの使用により改善された。特に不溶性かつ／又は不安定な薬物の、放
出パターン及び封入効率のさらなる改善は、改善された封入法の使用、及びバル
ク侵食（bulk erosion）ではなく表面侵食により分解するポリマーの使用により
達成された。標的化された放出は、封入された薬剤の表面に特異的リガンドをカ
ップリングさせることにより達成されている。

【０００４】 これらの技術は、いくつかの薬物については有効であるが、極めて不安定又は
不溶性の薬物は、良好な効率で封入されないか、又は所望の動態で放出されない
。リポソーム及びその他の型の層状カプセルが、増強された薬物送達のためのポ
リマー性剤形とほぼ同時期に開発された。リポソームは、自己会合し、生理学的
条件下で薬物を封入しうるという利点を有している。しかしながら、リポソーム
は、望ましくない安定性特徴を有している。リポソームの架橋、及び標的化分子
の組み込みのような技術が、薬物の安定性及び送達を増強するために使用されて
いる。

【０００５】 pHによって脱凝集したり凝集したりするポリマーを使用した、封入された薬物
がpHの関数として放出される系が、先行技術において記載されている。しかしな
がら、これらの系は、（ジケトピペラジン及びポリアミノ酸のような）複雑なポ
リマーの合成を必要とし、そして送達される薬物と共に凝集物を形成するのであ
って、薬物を完全かつ容易に封入するのではない。さらに、これらの系は、剤形
のぜい化により、薬物を放出する。

【０００６】 従って、刺激に応答して活性薬剤を封入し送達するための中空粒子を得ること
は有利であろう。

【０００７】 発明の概要 本発明は、pH、温度、光、イオン強度、電場、磁場、溶媒組成等のような１個
以上の環境条件の変化に応答して粒子の透過性が変化するようなポリマー性中空
粒子に関する。中空粒子は、好ましくは、ナノメートルからマイクロメートルの
サイズ域内にある。本発明は、応答性中空粒子の作成法及び使用法にも関する。

【０００８】 １つの実施態様において、中空粒子のシェルは、pH感受性又は温度感受性のポ
リマーから形成されている。この実施態様において、重要な特性は、外的刺激に
応答して、シェルを形成しているポリマー膜の透過性を可逆的に変動させうると
いう点である。この特性は、極めて穏和な条件下で物質を封入し、放出させるた
めの手段を提供する。物質の担荷及び放出は、外的刺激により誘発されうる。例
えば、粒子は、圧縮又は加圧された（低透過性の）粒子を与える条件下で形成さ
れうる。次いで、粒子は、粒子の拡大を引き起こすか又はそれらの透過性を増加
させる刺激へと曝されうる。次いで、活性薬剤が、粒子へと導入されうる。次い
で、刺激が除去されるか又は相殺され、粒子が低透過性状態へと戻り、活性薬剤
が「担荷」された粒子が形成される。

【０００９】 粒子は、低分子量及び高分子量の物質の封入を可能にし、ナノ粒子の封入すら
可能にする。例には、治療剤、予防剤、及び診断剤が含まれ、さらに化粧品、色
素又は顔料、香料、及びその他の産業上有益な化合物が含まれる。表面は、場合
により、分子認識を介して、粒子を特異的標的へと導くことができる特異的リガ
ンドで修飾されていてもよい。

【００１０】 本発明は、所望の送達点に供給された刺激に応答して活性薬剤を送達するため
の方法にも関する。本方法は、活性薬剤が封入されている応答性中空粒子の使用
を含む。中空粒子は、意図された送達部位に存在するか、又は意図された送達部
位に供給されうる刺激に対して応答性であるよう設計される。例えば、小腸への
薬物の送達のための方法は、胃と比較して高い小腸のpHに対して応答性の中空粒
子を含む剤形の使用を含みうる。これは、例えば、胃の低いpHにおいて急速に分
解される薬物の送達にとって望ましいかもしれない。

【００１１】 発明の詳細な説明 定義 「刺激」とは、これらに限定されないが、pH、温度、光、イオン強度、電場、磁
場、溶媒組成等のような環境的特徴をさす。「刺激」という用語は、本明細書に
おいて使用されるように、複数の刺激をさす場合もある。

【００１２】 「応答性ポリマー」とは、刺激に応答して起こる物理的変化を有するポリマー
をさす。これらのポリマーは、刺激応答性ポリマー、環境感受性ポリマー、イン
テリジェント（intelligent）ポリマー、又はスマート（smart）ポリマーとも呼
ばれている。

【００１３】 「応答性粒子」とは、刺激に応答して起こる透過性変化を有する粒子をさす。

【００１４】 「中空粒子」とは、中空コア、又は送達もしくは放出される材料が充填された
コアを有する粒子をさす。粒子は、球形又はその他の形状を有しうる。

【００１５】 「活性薬剤」又は「薬剤」又は「薬物」とは、中空粒子に封入される分子又は
物質をさす。例には、これらに限定されないが、治療剤、予防剤、及び診断剤が
含まれ、さらに化粧品、香料、色素、顔料、光活性化合物、及び化学試薬のよう
なその他の材料、並びにその他の産業上有益な化合物が含まれる。活性薬剤とは
、金属粒子、生物学的ポリマー、ナノ粒子、生物学的オルガネラ、及び細胞オル
ガネラをさす場合もある。

【００１６】 本発明は、透過性の変化により刺激に可逆的に応答する中空粒子、並びにその
ような粒子の作成法及び使用法に関する。本発明は、活性薬剤を所望の位置へと
送達し、そこで、所望の放出位置に存在する刺激に応答して活性薬剤を放出させ
る方法にも関する。

【００１７】 Ｉ．応答性中空粒子 粒子は、透過性を変化させることにより刺激に応答する。例えば、ポリ（アクリ
ル酸）中空粒子は、溶液のpHの変化に応答してサイズを変化させる。５未満のpH
においては、粒子は緻密な収縮した状態で存在する。pHが増加するにつれ、アク
リル酸基が次第に解離してゆき、それによりポリマー骨格上の同一電荷を有する
アクリレート基間の反発的静電相互作用が増加し、中空粒子が拡大する。粒子半
径は、４未満のpHにおける約２０nmから、１０超のpHにおける約１００nmへと増
加する。これは、封入容積の１２５倍の増加に相当する。この拡大の程度は、一
定のpH及びイオン強度においては、シェルのポリマー網構造の架橋密度、及び疎
水性コモノマーの存在に依存する。粒子の拡大は、あるサイズ未満の活性薬剤に
対する透過性の増加を与える。

【００１８】 適当な刺激応答性ポリマーから作成された粒子を使用して、他の刺激に応答し
て起こる類似の構造変化が達成されうる。例えば、ポリ（Ｎ−イソプロピルアク
リルアミド）（ＰＮＩＰＡＭ）の中空粒子では、熱感受性応答が観察されうる。
中性ＰＮＩＰＡＭ粒子における疎水性相互作用が、膨張／脱膨張挙動を決定する
。これは、温度が上昇する際の、そのような粒子の相当の収縮をもたらすはずで
ある。この場合、電荷を有するコモノマーが、転移温度及び転移域に影響を与え
るために使用されうる。

【００１９】 刺激依存性転移は、そのような粒子の透過性に影響を与える。粒子シェル中の
孔は、この転移中開放（又は閉鎖）される。これは、中空粒子の内部とバルク媒
質との間の自由な分子交換を可能にし、従って、活性薬剤の封入又は放出を可能
にする。孔の平均サイズ（及び、同時に、粒子の膨張の程度）は、架橋密度、即
ち網構造のメッシュサイズにより直接的に調節されうる。このメッシュサイズよ
りも小さい分子のみが、（膨張した状態であっても）ポリマーシェルを通過する
ことができる。

【００２０】 高分子電解質中空粒子の場合、転移に必要なpH及びpH区間（即ち、転移の鋭さ
）は、疎水性コモノマーを使用して体系的に影響されうる。ｎ−ブチル−メタク
リレートコモノマーの導入は、ポリ（アクリル酸）中空粒子の転移をより高いpH
値へとシフトさせ、同時に、pH単位のわずか数割のpH区間で起こる、より鋭い（
１次様の）転移をもたらしうる。ＰＮＩＰＡＭ中空粒子においては、同様の効果
が、電荷を有するコモノマーを使用して達成されうる。

【００２１】 さらに、ポリマー性中空粒子の表面は、特異的リガンドで容易に修飾されうる
。これは、例えば、低分率のリガンド保持コモノマー、例えばガラクトシル−モ
ノマーを用いた共重合により達成されうる。そのようなポリマー結合ガラクトシ
ル基が、肝細胞表面の受容体により認識されることは、周知である（Weigel et
al., J. Biol. Chem. 1979, 254, 10830）。そのような標識された粒子は、患者
へと投与されることができ、そこで標的へと移動し結合するであろう。

【００２２】 応答性中空粒子は、応答性材料から作成されるか、又は応答性材料を成分とし
て含む。応答性材料は、望ましくは、応答性ポリマーである。中空粒子は、望ま
しくは、単独、又は他の成分と組み合わせられた応答性材料から作成されたシェ
ルを有する。もう１つの実施態様において、中空粒子は、粒子の透過性を調節す
る、もう１つの配置の応答性材料を含みうる。例えば、応答性材料は、刺激に応
答して粒子の透過性に影響を与えることができるよう、粒子シェルの下層に存在
してもよいし、又は粒子シェル内に散在していてもよい。

【００２３】 中空粒子は、親水性又は疎水性のような粒子のいくつかの特徴に影響を与える
ために追加されるコモノマー、又は粒子を所望の標的へと指向化する粒子表面上
の標的化分子のような、他の成分を含みうる。

【００２４】 中空粒子は、典型的には、約５０nm〜約１０マイクロメートルの範囲の直径を
有しうるが、サイズは、約２０nm〜最大約１００ミクロンの範囲でありうる。

【００２５】 Ａ．応答性ポリマー 粒子は、刺激応答性材料、好ましくはポリマーから形成される。粒子は、応答
性材料のみから形成されていてもよい。又は、粒子は、粒子を形成する材料とカ
ップリングしているか、もしくはそれに組み込まれた応答性材料を含んでいても
よい。又は、応答性材料は、刺激応答性材料がそのサイズ、透過性等を調節する
ことを可能にするために十分な程度に柔軟な封入材料で形成された粒子内に位置
していてもよい。応答性材料は既知であり、本明細書に記載されたような使用の
ため容易に適合化されうる。

【００２６】 多数の刺激応答性ポリマーのうちの任意のものが、中空粒子において使用され
うる。例示的な温度、pH、イオン、及び／又は光に対して感受性のポリマーは、
Hoffman, A. S., 「医学及びバイオテクノロジーにおけるインテリジェントポリ
マー（Intelligent Polymers in Medicine and Biotechnology)」, Artif. Organ
s, 19, 458-467(1995); Hoffman, A. S., 「医学及びバイオテクノロジーにおけ
るインテリジェントポリマー（Intelligent Polymers in Medicine and Biotech
nology)」, Macromol. Symp., 98, 645-664(1995); Chen, G. H. et al., 「タン
パク質複合において使用しうる新規な温度応答性コポリマー及びpH応答性コポリ
マー（A new temparature- and pH-responsive copolymer for possible use in
protein conjugation)」, Macromol. Chem. Phys., 196, 1251-1259(1995); Iri
e, M. et al., 「光応答性ポリマー／トリフェニルメタンロイコ誘導体を有する
ポリアクリルアミドゲルの機械化学（Photoresponsive Polymers. Mechanochemi
story of Polyacrylamide Gels having Triphenylmethane Leuco Derivatives)」
, Makromol. Chem., Rapid Commun., 5, 829-832(1985); 及びIrie, M. et al.,
「溶液及びゲル相中のポリマーの光により誘導される可逆的コンフォメーショ
ン変化（Light-induced Reversible Confomational Changes of Polymers in So
lution and Gel Phase)」, ACS Polym. Preprints, 27(2), 342-343(1986）によ
り記載されている。

【００２７】 約１，０００〜３０，０００ダルトンの範囲の分子量を有する、刺激応答性の
オリゴマー、ポリマー、及びコポリマー（本明細書においては「ポリマー」と呼
ばれる）が合成されうる。ポリマーは、標的化リガンドのような他の材料とのカ
ップリングのため誘導体化されうる。

【００２８】 モノマーの選択、及び分子量（反応体濃度及び反応条件の調節による）、構造
（例えば、直鎖状ホモポリマー、直鎖状コポリマー、ブロックコポリマー又はグ
ラフトコポリマー、「ｃｏｍｂ」ポリマー、及び「ｓｔａｒ」ポリマー）の調節
は、特定の刺激、いくつかの実施態様においては２個以上の刺激に応答するポリ
マーの設計を可能にする。

【００２９】 １．温度応答性ポリマー 多くの異なる型の温度応答性ポリマーの例は、Ｎ−イソプロピルアクリルアミ
ド（ＮＩＰＡＡｍ）のポリマー及びコポリマーである。ポリＮＩＰＡＡｍは、下
部臨界溶液温度（ＬＣＳＴ）又は曇点である３２℃において水から沈殿する熱感
受性ポリマーである。ポリＮＩＰＡＡｍを、アクリルアミドのようなより親水性
のコモノマーと共重合させた場合、ＬＣＳＴは、より高くなり、コポリマーは、
より広い沈殿温度域を有するようになる。ｔ−ブチルアクリルアミドのようなよ
り疎水性のコモノマーと共重合した場合には、反対のことが起こり、これらのコ
ポリマーは、通常、ＰＮＩＰＡＡｍの鋭い転移特徴を保持している可能性がより
高い。従って、所望のＬＣＳＴ及び所望の沈殿温度域を有するコポリマーが作製
されうる。

【００３０】 一端に反応性基を有するＮＩＰＡＡｍ（又はその他のビニルモノマー）のオリ
ゴマーは、開始剤としてのＡＩＢＮと、一端にチオール（Ｈ−ＳＨ）基を有し、
他方の末端に所望の「反応性」基（例えば、−ＯＨ、−ＣＯＯＨ、−ＮＨ₂）を
有する連鎖移動剤とを使用したＮＩＰＡＡｍのラジカル重合により調製されうる
。Chen et al., Bioconjugate Chem. 4: 509-514(1993)及びChen et al., J. Bi
omaterials Sci. Polymer Ed. 5: 371-382(1994）。適当な量のＮＩＰＡＡｍ、
ＡＩＢＮ、及び連鎖移動試薬を含むＤＭＦを、厚壁重合チューブに入れ、凍結及
び排気、次いで解凍（４回）により混合物を脱気する。最後の冷却の後、チュー
ブを排気させ、密封した後、重合を行う。チューブを６０℃の水浴に４時間浸漬
する。得られたポリマーをジエチルエーテルへの沈殿により単離し、計量して収
量を決定する。ポリマーの分子量は、滴定（末端基がアミンもしくはカルボキシ
ルである場合）又は気相浸透圧測定（ＶＰＯ）のいずれかにより決定される。pH
感受性のオリゴマー又はポリマーが望まれる場合には、アミノエチルメタクリレ
ート（ＡＥＭＡ）のような塩基性モノマー又は重合の後、ポリビニルアミンへと
加水分解されうるビニルホルムアミドと同様に、メタクリル酸もしくはアクリル
酸、マレイン酸もしくは無水マレイン酸、ＡＭＰＳ、又は前記のリン酸エステル
モノマー（「Ｐｈｏｓｍｅｒ」）のような酸性モノマーが使用されうる。

【００３１】 ビニル型コポリマーの分子量は、主反応体の濃度及び重合条件を変動させるこ
とにより調節されうる。しかしながら、連鎖移動開始によるビニル型オリゴマー
の合成を使用して約３０kDを越える分子量を達成することは困難である。さらに
、アミノ−チオール連鎖移動剤は、ヒドロキシルチオール又はカルボキシルチオ
ールよりも広い分子量分布を生じるため（望ましくないかもしれない）、−ＣＯ
ＯＨ−末端を有するポリマーを合成し、−ＣＯＯＨ末端基を、カルボジイミドに
よる活性化、及びジアミンと活性エステル基とのカップリングにより、アミン基
へと変換してもよい。

【００３２】 ２．pH応答性ポリマー 合成pH感受性材料は、典型的には、アクリル酸（ＡＡｃ）、メタクリル酸（Ｍ
ＡＡｃ）、無水マレイン酸（ＭＡｎｈ）、マレイン酸（ＭＡｃ）、２−アクリル
アミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ）、Ｎ−ビニルホルム
アミド（ＮＶＡ）、Ｎ−ビニルアセトアミド（ＮＶＡ）（最後の２つは、重合後
、ポリビニルアミンへと加水分解されうる）、アミノエチルメタクリレート（Ａ
ＥＭＡ）、ホスホリルエチルアクリレート（ＰＥＡ）、又はホスホリルエチルメ
タクリレート（ＰＥＭＡ）のようなpH感受性ビニルモノマーに基づく。pH感受性
ポリマーは、アミノ酸からポリペプチドとして合成されてもよいし（例えば、ポ
リリジンもしくはポリグルタミン酸）、又はタンパク質（例えば、リゾチーム、
アルブミン、カゼイン等）もしくは多糖（例えば、アルギン酸、ヒアルロン酸、
カラギーナン、キトサン、カルボキシメチルセルロース等）もしくはＤＮＡのよ
うな核酸のような天然に存在するポリマーに由来してもよい。pH応答性ポリマー
は、通常、−ＯＰＯ（ＯＨ）₂基、−ＣＯＯＨ基、又は−ＮＨ₂基のような側鎖上
のpH感受性基を含有している。pH応答性ポリマーの場合、pHの小さな変化が、Ｐ
ＮＩＰＡＡｍの溶液に対する温度の効果と同様の相分離を刺激しうる。熱感受性
ＮＩＰＡＡｍを少量（例えば、１０モルパーセント未満）のＡＡｃのようなpH感
受性コモノマーとランダム共重合することにより、コポリマーは、温度及びpH両
方に対する感受性を示すであろう。そのＬＣＳＴは、コモノマーがイオン化され
ないpHにおいては、数度低下する場合はあるとしても、ほぼ影響を受けないであ
ろうが、pH感受性基がイオン化された場合には劇的に上昇するであろう。pH感受
性モノマーが比較的高い含有量で存在する場合、温度感受性成分のＬＣＳＴ応答
は「排除」されうる（例えば、１００℃以下でも１００℃超でも相転移が見られ
ない）。pH転移及び温度転移の両方を独立に保持している、pH感受性モノマーと
温度感受性モノマーとのグラフトコポリマー及びブロックコポリマーが合成され
うる。

【００３３】 ３．光応答性ポリマー 光応答性ポリマーは、通常、ポリマーの側鎖上又は主鎖上に発色基を含有し、
適当な波長の光に曝された際、トランス型から、双極性で、より親水性であり、
可逆的なポリマーコンフォメーション変化を引き起こしうるシス型へと異性化さ
れうる。その他の光感受性化合物も、光刺激により、比較的無極性で疎水性の非
イオン化状態から、親水性のイオン状態へと変換されうる。共重合により、温度
感受性及び光感受性のような複数の環境感受性を同一ポリマーに組み込むことも
可能である。

【００３４】 側鎖型光感受性基ポリマーの場合には、芳香族アゾ化合物又はスチルベン誘導
体のような光感受性色素を、反応性モノマーと複合させ、次いで、前記のような
連鎖移動重合を使用して、単独重合するか、又は他の従来のモノマーと共重合す
るか、又は温度感受性もしくはpH感受性のモノマーと共重合することができる。
異なる刺激（温度等）に対して応答性のポリマーの一端に、光感受性基を複合さ
せることもできる。そのような色素複合モノマー合成のためのプロトコルは多数
既知である。Kungwatchakunら（前記）及びMamadaら（前記）。

【００３５】 側鎖型光感受性ポリマー及び主鎖型光感受性ポリマーの両方が使用されうるが
、光感受性ポリマー及びそのコポリマーは、典型的には、側鎖上に光感受性基を
含有するビニルモノマーから合成される。これらの型のモノマーのコポリマーは
、アクリルアミドのような「通常の」水溶性コモノマー、又はＮＩＰＡＡｍもし
くはＡＡｃのような温度もしくはpHに対して感受性のコモノマーを用いて調製さ
れる。

【００３６】 光感受性化合物は、それらを疎水性から親水性のコンフォメーションへと変換
する、ある波長の光を吸収した際に、異性化もしくはイオン化される色素分子で
あってもよいし、又はある波長の光を吸収した際に発熱するその他の色素分子で
あってもよい。前者の場合には、異性化が単独で鎖の拡大又は崩壊を引き起こし
うるが、後者の場合には、ポリマーが温度感受性でもある場合にのみ、ポリマー
が沈殿するであろう。

【００３７】 光感受性ポリマーは、通常、ポリマーの側鎖上に発色基を含有する。使用され
ている典型的な発色基は、芳香族ジアゾ色素である。Ciardelli, Biopolymers 2
3: 1423-1437(1984); Kungwatchakun et al., Makromol. Chem., Rapid Commun.
9: 243-246(1988); Lohmann et al., CRC Crit. Rev. Therap. Drug Carrier S
ystems 5: 263(1989); Mamada et al., Macromolecules 23: 1517(1990）。この
型の色素を３５０〜４１０nmのＵＶ光に曝した場合、比較的疎水性のトランス型
の芳香族ジアゾ色素が、双極性で、より親水性のシス型へと異性化され、これが
、ポリマーコンフォメーション変化を引き起こし、それにより、骨格への色素複
合の程度及び骨格の主要単位の水溶性に応じて、濁っていたポリマー溶液が透明
になる。約７５０nmの可視光への曝露は、逆の現象を起こさせるであろう。その
ような光感受性色素は、光により誘導される色素の異性化によるコンフォメーシ
ョン変化がポリマー鎖コンフォメーション変化を引き起こすよう、骨格の主鎖上
に組み込まれてもよい。親水性又は疎水性の状態による側鎖の変換は、個々の鎖
を拡大させるか、又はそれらのコンフォメーションを崩壊させる。ポリマー主鎖
が光感受性基を含有する場合には（例えば、アゾベンゼン色素）、光により誘導
される異性化により、光により刺激された状態は、実際には収縮し、より親水性
となりうる。

【００３８】 ４．イオン応答性ポリマー 例えば、Ｋ＋又はＣａ＋＋のような特定のイオンへの曝露の関数としてランダ
ムなコンフォメーションから規則的なコンフォメーションへとコンフォメーショ
ンを変化させるカラギーナンのような多糖も、刺激応答性成分として使用されう
る。その他の特定のイオン感受性ポリマーには、側鎖上に、例えばヒスチジン又
はＥＤＴＡのようなイオンキレート化基を含むポリマーが含まれる。

【００３９】 ５．二重又は多重刺激応答性ポリマー 光感受性ポリマーが熱感受性でもある場合、ＵＶもしくは可視光により刺激さ
れる、骨格上に複合した発色団の、より疎水性又は親水性のコンフォメーション
への変換は、ポリマー組成及び温度に応じて、コポリマーの解離又は沈殿も刺激
しうる。色素が光を吸収し、異性化を刺激するのではなくそれを熱エネルギーに
変換する場合、局部的な加熱は、系の温度が相分離温度に近い場合、ＰＮＩＰＡ
Ａｍのような温度感受性ポリマーにおける相変化も刺激しうる。ビニルモノマー
共重合により、温度感受性及び光感受性のような複数の感受性を１つの骨格上に
組み込むことができることは、応答性粒子の合成及び特性に大きな多様性を与え
る。

【００４０】 エチレンオキシド（ＥＯ）とプロピレンオキシド（ＰＯ）とのランダムコポリ
マーも、ＬＣＳＴ又はＣＰを有し（Bailey and Koleski「ポリエチレンオキシド
（Polyethylene Oxide）」F. E. Bailey and J. V. Koleske Academic Press, N
Y(1976)）、かつ２個の反応性末端基を有しており、従ってそれらは一端で他の
ポリマー又は反応体と複合させられうる。温度感受性ブロックコポリエーテルも
、ＢＡＳＦより入手可能である。ＰＥＯ−ＰＰＯ−ＰＥＯの三ブロックは、Plur
onics（登録商標）又はポロキサマー（poloxamers）と呼ばれ、テトラブロック
は、Tetronics（登録商標）又はポロキサミン（poloxamines）と呼ばれる。ＥＯ
−ＰＯランダムコポリマー又はブロックコポリマーの場合、一連の組成物、及び
様々な反応性末端基を有するこれらのポリマーの分子量が、Shearwater Polymer
s, Inc. (Huntsville, AL）より入手されうる。組成物は、曇点に関して入手可
能なデータに基づき選択される（Bailey and Koleski及びBASFカタログ）（「ポ
リエチレンオキシド（Polyethylene Oxide)」F. E. Bailey and J. V. Koleske A
cademic Press, NY(1976)）。これらのコポリエーテルの合成はフリーラジカル
連鎖移動開始過程を使用しないため、ビニルコポリマーより、広い範囲の分子量
のコポリエーテルが調製されうる。

【００４１】 オリゴマーの（１個以上の）反応性末端基は、複合させられる部位特異的な基
（例えば、システインのチオール官能基）と選択的に反応性の特異的な基（例え
ば、ビニルスルホン又はマレイミド）により誘導体化されうる。マレイミド基又
はビニルスルホン基を導入するには、アミン末端を有するオリゴマーが好ましい
。ポリマーのアミン末端基は、マレイミドと複合し、チオール反応性を提供しう
る。ヒドロキシル末端を有するポリマーは、過剰のジビニルスルホンとの反応に
よりビニルスルホンと複合しうる。ビニルスルホン末端基は、典型的には、タン
パク質チオール基との複合反応においてマレイミドより加水分解的に安定である
。反応体化学量論及び反応条件の慎重な調節は、ポリマーの各末端に異なる官能
基を有する二官能性のポリＮＩＰＡＡｍのようなビニル型ポリマー又はＥＯ／Ｐ
Ｏランダムコポリマーもしくはブロックコポリマーを生じうる。

【００４２】 ６．ブロックコポリマー粒子 １つの実施態様において、粒子は、水中で自己会合して中空粒子を形成する、
１個以上の親水性Ａブロックと１個以上の疎水性Ｂブロックとを含有する、ＡＢ
ＡもしくはＢＡＢ三ブロック又はＡＢ二ブロック両親媒性コポリマーから作成さ
れる。ＡもしくはＢ又はその両方が、刺激応答性ポリマーでありうる。又は、刺
激応答性ポリマーが、中空粒子を形成するため、又は中空粒子の形成の後、自己
会合ポリマーと混合されうる。刺激応答性ポリマーは、形成時に粒子内に捕捉さ
れてもよいし、又は自己会合性中空粒子を形成する両親媒性ポリマーと化学的も
しくはイオン的にカップリングされてもよい。

【００４３】 両親媒性コポリマーは、架橋されていてもよいし、又は架橋されていなくても
よい。１つの実施態様において、三ブロックコポリマーは、イオン結合、共有結
合、又はその他の結合により架橋されて中空粒子を形成する重合可能な末端基及
び／又は側鎖基を含有している。粒子は、疎水性薬物を小胞の中心に置くことを
可能にする、コポリマーの選択、中空粒子の壁内への疎水性材料の包含、又は小
胞内に捕捉される疎水性媒質中での中空粒子の形成のいずれかにより形成された
疎水性中心を有しうる。１つのそのような実施態様において、中空粒子は、疎水
性中心を有し、両親媒性コポリマーの両親水性セグメントを外側に向かい有する
「Ｕ型」分子である。

【００４４】 中空粒子の形成は、コポリマーの両親媒性の結果である。非架橋粒子における
凝集は、非共有結合的相互作用を介して起こり、従って可逆性である。対照的に
、架橋されている中空粒子は、共有結合によって互いに保持されており、従って
得られた中空粒子は比較的安定であり、形状持続性であり、水性溶液から除去さ
れた後ですら中空粒子形態を保存している。

【００４５】 特定の小胞の安定性は、コポリマー間の疎水性及び親水性の相互作用の強度に
大きく依存している。強度は、親水性セグメントと疎水性セグメントとの連結部
の安定性に依存し、重合単位が使用されている場合には、親水性又は疎水性セグ
メントと重合単位との連結点の安定性にも依存する。安定性は、さらに、重合又
は架橋の強度に依存する。小胞の安定性は、親水性セグメントと疎水性セグメン
トとの間、親水性もしくは疎水性セグメントの内部、又は親水性もしくは疎水性
セグメントと重合単位との間への、生分解性結合又はイオン架橋のような弱い結
合の導入により減少しうる。

【００４６】 中空微粒子は、親水性セグメントと疎水性セグメントとを含む両親媒性セグメ
ント型コポリマーから形成される。中空微粒子は、付加的な疎水性及び／又は親
水性の成分を含んでいてもよいし、反応性基を有するモノマー又はマクロマー（
macromers）のような架橋剤、界面活性剤、及び光開始剤のような架橋開始剤を
含んでいてもよい。

【００４７】 適当なポリマー性材料は、Hirtらの米国特許第５，８０７，９４４号に記載さ
れている。これらのポリマーは、主にコンタクトレンズとして使用するためのも
のであるため、材料は酸素及びイオンに対して透過性であることが極めて望まし
い。それは、薬物送達のような他の適用にとっては要件ではなく、実際、いくつ
かの適用におては望ましくない。多くの適当な両親媒性コポリマー、疎水性コポ
リマー、及び親水性コポリマーが、ＷＯ９７／４９３８７にも記載されている。

【００４８】 ａ．親水性セグメント及び疎水性セグメント 両親媒性セグメント型コポリマーは、疎水性ポリマーを含むセグメントＢを少な
くとも１個含む。これらに限定されないが、ポリジメチルシロキサン及びポリジ
フェニルシロキサンのようなポリシロキサン、ペルフルオロポリエーテル、ポリ
スチレン、ポリオキシプロピレン、ポリビニルアセテート、ポリオキシブチレン
、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニル、ポリアルキルアクリレー
ト、ポリアルキルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリプロピレン、Ｐ
ＴＨＦ、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、ポリスルホン、ポリビニルエ
ーテル、及びポリ（プロピレンオキシド）、及びそれらのコポリマーのような、
多数の疎水性ポリマーのうちの任意のものが使用されうる。

【００４９】 疎水性セグメントは、好ましくは、支配的な量の疎水性モノマーを含有する。
疎水性モノマーとは、典型的には、水に不溶性で、１０重量％未満の水を吸収し
うるホモポリマーを与えるモノマーである。

【００５０】 適当な疎水性モノマーは、Ｃ₁−Ｃ₁₈アルキルアクリレート及びメタクリレー
ト、Ｃ₃−Ｃ₁₈シクロアルキルアクリレート及びメタクリレート、Ｃ₃−Ｃ₁₈アル
キルアクリルアミド及びメタクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリロニト
リル、ビニルＣ₁−Ｃ₁₈アルカノエート、Ｃ₂−Ｃ₁₈アルケン、Ｃ₂−Ｃ₁₈ハロア
ルケン、スチレン、（低級アルキル）スチレン、Ｃ₄−Ｃ₁₂アルキルビニルエー
テル、Ｃ₂−Ｃ₁₀ペルフルオロ−アルキルアクリレート及びメタクリレート、及
び対応する部分的にフッ化されたアクリレート及びメタクリレート、Ｃ₃−Ｃ₁₂
ペルフルオロアルキルエチルチオカルボニルアミノエチルアクリレート及びメタ
クリレート、アクリルオキシ及びメタクリルオキシアルキルシロキサン、Ｎ−ビ
ニルカルバゾール、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、メサコン酸のＣ₁−Ｃ_{1 2} アルキルエステル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、吉草酸ビ
ニル、クロロプレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、ビニルトルエン、ビニルエ
チルエーテル、ペルフルオロヘキシルエチルチオカルボニルアミノエチルメタク
リレート、イソボルニルメタクリレート、トリフルオロエチルメタクリレート、
ヘキサ−フルオロイソプロピルメタクリレート、ヘキサフルオロブチルメタクリ
レート、トリストリメチルシリルオキシシリルプロピルメタクリレート（ＴＲＩ
Ｓ）、並びに３−メタクリルオキシプロピルペンタメチルジシロキサンである。

【００５１】 疎水性ポリマーは、単一の型のポリマーを含んでいてもよいし、又は前記のも
ののうちの２個以上のような複数の型のポリマーを含んでいてもよい。１つのセ
グメントＢの平均分子量は、約５００〜約５０，０００ダルトンの範囲、好まし
くは約８００〜約１５，０００の範囲、より好ましくは約１，０００〜１２，０
００の範囲、特に好ましくは約５，０００〜約１２，０００の範囲である。

【００５２】 疎水性セグメントＢに加え、両親媒性セグメント型コポリマーは、これらに限
定されないが、ポリオキサゾリン、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキ
シド、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポ
リアクリル（メタクリル）酸、ポリエチレンオキシド−コ−ポリプロピレンオキ
シドブロックコポリマー、ポリ（ビニルエーテル）、ポリ（Ｎ，Ｎ−ジメチルア
クリルアミド）、ポリアクリル酸、ポリアクリルアルキレンイミン、ヒドロキシ
エチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、ヒドロキシエチルアクリレート、及びヒド
ロキシプロピルアクリレートのようなポリヒドロキシアルキルアクリレート、ポ
リオール、並びに前記ポリマーのうちの２個以上のコポリマー混合物、多糖及び
ポリペプチドのような天然ポリマー、並びにそれらのコポリマー、並びにポリア
リールアンモニウム、ポリエチレンイミン、ポリビニルベンジルトリメチルアン
モニウム、ポリアニリン、スルホン化ポリアニリン、ポリピロール、及びポリピ
リジニウムのような高電荷イオン性分子、ポリチオフェン−酢酸、ポリスチレン
スルホン酸、両イオン性分子、並びにそれらの塩及びコポリマーのような親水性
ポリマーを少なくとも１個含むセグメントＡを少なくとも１個含む。

【００５３】 親水性セグメントは、好ましくは、支配的な量の親水性モノマーを含有する。
親水性モノマーとは、典型的には、水に可溶性で、少なくとも１０重量％の水を
吸収しうるホモポリマーを与えるモノマーである。

【００５４】 適当な親水性モノマーは、ヒドロキシル置換低級アルキルアクリレート及びヒ
ドロキシル置換低級アルキルメタクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミ
ド、（低級アルキル）アクリルアミド及びメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジアルキ
ル−アクリルアミド、エトキシ化されたアクリレート及びメタクリレート、ポリ
エチレングリコール−モノメタクリレート及びポリエチレングリコールモノメチ
ルエーテルメタクリレート、ヒドロキシル置換（低級アルキル）アクリルアミド
及びメタクリルアミド、ヒドロキシル置換低級アルキルビニルエーテル、ビニル
スルホン酸ナトリウム、スチレンスルホン酸ナトリウム、２−アクリルアミド−
２−メチルプロパンスルホン酸、Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニル−２−ピロリ
ドン、２−ビニルオキサゾリン、Ｎ−ビニル−４，４′−ジアルキルオキサゾリ
ン−５−オン、２−及び４−ビニルピリジン、計３〜５個の炭素原子を有するビ
ニル非飽和カルボン酸、アミノ（低級アルキル）アクリレート及びメタクリレー
ト（ここで、アミノという用語は、第４級アンモニウムも含む）、モノ（低級ア
ルキルアミノ）（低級アルキル）アクリレート及びメタクリレート、及びジ（低
級アルキルアミノ）（低級アルキル）アクリレート及びメタクリレート、アリー
ルアルコール、３−トリメチルアンモニウム２−ヒドロキシプロピルメタクリレ
ートクロリド（Blemer, QA，例えばNippon Oil製）、ジメチルアミノエチルメタ
クリレート（ＤＭＡＥＭＡ）、ジメチルアミノエチルメタクリルアミド、グリセ
ロールメタクリレート、及びＮ−（１，１−ジメチル−３−オキソブチル）アク
リルアミドである。

【００５５】 １つのセグメントＡの平均分子量は、約５００〜約５０，０００ダルトンの範
囲、好ましくは約８００〜約１５，０００の範囲、より好ましくは約１，０００
〜１２，０００の範囲、特に好ましくは約５，０００〜約１２，０００の範囲で
ある。

【００５６】 ｂ．両親媒性コポリマーの調製 セグメントＡ及びＢは、加水分解性であってもよいし又は非加水分解性であっ
てもよい結合により互いに連結させられる。非加水分解性結合とは、例えば酸性
又は塩基性の条件下での通常の水性又は溶媒性加水分解反応により分解されない
共有結合である。加水分解性の特定の結合は、当業者に周知である。

【００５７】 両親媒性セグメント型コポリマー中のセグメントＡとセグメントＢとの間の非
加水分解性結合は、親水性モノマーの単位のブロックが、親水性モノマーの官能
性部位から成長するよう、適当な親水性モノマー（セグメントＡ由来）を、適当
に官能化された疎水性モノマー（セグメントＢ由来）の存在下で重合することに
より、又は疎水性モノマーの単位のブロックが、親水性モノマーの官能性部位か
ら成長するよう、適当な疎水性モノマーを、適当に官能化された親水性モノマー
の存在下で重合することにより、形成されうる。

【００５８】 官能化されたセグメントは、マクロ開始剤（macroinitiator）とも呼ばれる。
適当なマクロ開始剤は、熱により、もしくは光化学的に活性化可能なカチオン性
もしくはアニオン性の基、又は熱により、もしくは光化学的に活性化可能なラジ
カル開始基を含む。アニオン重合、多重縮合、及び重付加も、使用されうる。好
ましい光化学的に活性化可能なカチオン開始基の特定の例は、トリフレート（−
Ｏ−ＳＯ₂−ＣＦ₃）、−Ｉ（ヨード）、−Ｏ−メシル、−Ｏ−トシル、及び−Ｃ
ｌ^＋ＡｇＳｂＦ₆である。最も好ましい開始基は、トリフレート基である。開始
基は、両親媒性セグメント型コポリマーの調製のためのグラフト共重合中、開始
セグメントの末端基と、開始セグメントに付着させられる成長セグメントを形成
する最初のモノマーとの間に非加水分解性の共有結合を提供するよう、開始セグ
メントと連結させられる。グラフティングとは、もう１つの既に形成されたポリ
マーの末端又は側鎖上のいずれかに存在するモノマーから、ポリマー鎖が成長す
ることを意味する。

【００５９】 開始基は、適当な方式で、例えばカチオン開始基又は熱開始基と、出発モノマ
ー上に存在する官能基との連結により、既に形成されたポリマーへと導入されう
る。側鎖型開始基を提供するためには、後者の方法のみが適している。好ましい
トリフレート基は、末端又は側鎖上の官能ヒドロキシル基の、（ＣＦ₃ＳＯ）₂Ｏ
のような活性化されたトリフル酸誘導体との反応により導入されうる。

【００６０】 ＡセグメントとＢセグメントとの間の分解性結合は、小胞又はナノカプセルが
分解性となるよう、使用されうる。Ａ又はＢセグメント内の分解性結合も、使用
されうる。生分解性領域は、生分解に対して感受性の結合を使用してポリマー又
はモノマーから構築されうる。分解性は、単一の分解性結合、又は複数の分解性
結合からなる分解性領域の包含により付与されうる。分解性結合及び分解性領域
という用語は、以後、交換可能に使用される。

【００６１】 分解性領域は、好ましくは、in vivo条件下で分解性である。例えば、分解性
領域は、グリコリド、ラクチド、ε−カプロラクトン、その他のヒドロキシ酸の
ポリマーもしくはオリゴマー、又は無毒の、もしくは体内に正常な代謝物として
存在する材料を生じるその他の生物学的に分解性のポリマーからなるような、加
水分解性領域でありうる。酵素的分解により生分解性の領域も、使用されうる。
好ましいポリ（α−ヒドロキシ酸）は、ポリ（グリコール酸）、ポリ（ＤＬ−乳
酸）、及びポリ（Ｌ−乳酸）である。その他の有用な材料には、ポリ（アミノ酸
）、ポリ（無水物）、ポリ（オルトエステル）、ポリ（ホスファジン）、及びポ
リ（ホスホエステル）が含まれる。例えばポリ（ε−カプロラクトン）、ポリ（
δ−バレロラクトン）、及びポリ（γ−ブチロラクトン）のようなポリラクトン
も、有用である。生分解性領域は、１〜実質的に水溶性ではない生成物を生じる
であろう値の重合度を有しうる。従って、モノマー性、ダイマー性、トリマー性
、オリゴマー性、及びポリマー性の領域が使用されうる。

【００６２】 従って、両親媒性セグメント型コポリマーは、１つの実施態様において、１個
のセグメントＡ及び１個のセグメントＢ（Ａ−Ｂ型、二ブロック）、もしくは１
個のセグメントＡ及びその末端に付着した２個のセグメントＢ（Ａ−Ｂ−Ｂ型、
三ブロック）からなっていてもよいし、又はいくつかのセグメントＢが１個のセ
グメントＡ（さらに２つの末端セグメントＢを保持していてもよい）から分岐し
ているｃｏｍｂ型構造を有していてもよい。もう１つの実施態様において、両親
媒性セグメント型コポリマーは、１個のセグメントＢ及びその末端に付着した２
個のセグメントＡ（Ａ−Ｂ−Ａ型、三ブロック）からなっていてもよい。もう１
つの実施態様において、両親媒性セグメント型コポリマーは、いくつかのセグメ
ントＡが１個のセグメントＢ（さらに２つの末端セグメントＡを保持していても
よい）から分岐しているｃｏｍｂ型構造を有していてもよい。好ましくは、コポ
リマーは、ＡＢＡ三ブロックコポリマーである。

【００６３】 例えば、まず親水性セグメントＡを既に形成された疎水性セグメントＢ上で成
長させ、次いで疎水性セグメントＢ′を、先に調製されたセグメントＡの末端に
付着させるよう、グラフト共重合中モノマーを変化させることも可能である。ま
た、異なる親水性モノマーを使用して、親水性セグメントＡの末端に異なる親水
性セグメントＡ′を作製することもできる。また、両親媒性セグメント型コポリ
マーの他の実施態様が、官能化された親水性セグメントＡから出発して作製され
うる。

【００６４】 出発セグメント（Ａ又はＢ）を構成するポリマーは、通常、約５００〜約５０
，０００の範囲、好ましくは約８００〜約１５，０００の範囲、より好ましくは
約１，０００〜１２，０００の範囲、特に好ましくは約５，０００〜約１２，０
００の範囲の数平均分子量Ｍｎを有する。出発セグメント上にグラフト共重合さ
れる１個以上のセグメントＡ、Ｂ、Ａ′、又はＢ′の長さは、グラフト共重合の
ため添加されるモノマー（親水性又は疎水性）の量を調節することにより、容易
に調節されうる。このようにして、セグメントのサイズ及びそれらの比率は、容
易に調節されうる。

【００６５】 両親媒性セグメント型コポリマーは、溶媒の存在下又は非存在下で調製されう
る。実質的に不活性な溶媒、即ち反応に参加しない溶媒を使用することが有利で
ある。適当な溶媒は、使用されるモノマーを溶解させる全ての溶媒、例えば水、
エタノール又はメタノールのような低級アルコールのようなアルコール、ジメチ
ルホルムアミドのようなカルボキサミド、ジメチルスルホキシド又はメチルエチ
ルケトンのような双極性非プロトン性溶媒、アセトン又はシクロヘキサノンのよ
うなケトン、トルエンのような炭化水素、ＴＨＦ、ジメトキシエタン、又はジオ
キサンのようなエーテル、トリクロロエタンのようなハロゲン化炭化水素、及び
水とアルコールとの混合物のような適当な溶媒の混合物、例えば水／エタノール
又は水／メタノール混合物である。

【００６６】 本発明の両親媒性セグメント型コポリマーの調製において、反応温度は、例え
ば−６０〜１５０℃、好ましくは０〜８０℃でありうる。反応時間は、約１５分
〜７日の範囲、好ましくは約２〜４８時間の範囲である。必要に応じて、反応は
、保護気体としてのアルゴン又は窒素の下で実施される。適当な触媒、例えばジ
ブチルスズジラウレート（dibutyltin dilaurate）（ＤＢＴＤＬ）が、ウレタン
形成末端官能化反応に添加される。

【００６７】 ｃ．重合基 例えば、疎水性セグメントＢがポリブタジエン又はポリイソプレンのようなジ
エンポリマーを含む場合、又は親水性セグメントを作成するために使用されるモ
ノマーが不飽和側鎖、例えば２−アリール−オキサゾリンを含む場合のように、
セグメント型コポリマーは、疎水性及び／又は親水性セグメント内に重合可能基
を既に含有していてもよい。存在するか否かに関わらず、適当な反応により、例
えば成長セグメントの末端又は側鎖上に、重合可能基を導入することが可能であ
る。この目的のため、成長セグメントのグラフト重合は、適当な鎖長が達成され
、例えば、ヒドロキシスチレン、アリールアルコール、ＨＥＭＡ、プロパルギル
アルコール、アリールアミン、及びプロパルギルアミンのような特定の試薬を使
用するか、又は成長セグメントの末端に−ＯＨ基もしくは−ＮＨ−基もしくは不
飽和基を残すＫＯＨ／ＥｔＯＨもしくは第１級アミンを使用することにより、鎖
端に存在する開始基がキャッピングされた後、終結されうる。グラフト共重合に
おいて適当なコモノマー、例えば２−ヒドロキシ−アルキルオキサゾリンを利用
することによっても、ヒドロキシ基がコポリマーに導入されうる。次いで、ヒド
ロキシル基又は−ＮＨ−基を、例えば重合可能不飽和基を保持しているイソシア
ネートと反応させることができる。そのような二官能化合物の好ましい例は、特
に好ましい２−イソシアナトエチルメタクリレート（ＩＥＭ）、ビニルイソシア
ネート、アリールイソシアネート、アクリロイルイソシアネート、スチレンイソ
シアネート、ビニルベンジルイソシアネート、プロパルギルイソシアネート、及
び無水アクリル（メタクリル）酸である。その他の重合可能基は、当業者に既知
の方法により導入されうる。

【００６８】 任意の型の重合／架橋が使用されうる。例には、光重合、レドックス重合、ア
ニオン重合、縮合反応、付加反応、及び連鎖重合反応が含まれる。

【００６９】 ｄ．付加的なモノマー ポリマー性粒子の１つの実施態様において、両親媒性セグメント型コポリマーの
重量比率は、全ポリマー生成物を基準として１００〜５０％の範囲、特に１００
〜８０％の範囲、好ましくは１００〜９０％の範囲である。粒子は、適当な開始
剤の存在下で、コモノマーを添加せずに、直接的な熱重合もしくは光化学的重合
により、又は両親媒性セグメント型コポリマーの架橋反応により入手されうる。
しかしながら、コモノマーを含めることが好ましい場合もある。望まれる場合の
あるコモノマーの型には、疎水性もしくは親水性のコモノマー、又はカチオン性
もしくはアニオン性のコモノマーが含まれる。下記のように、架橋可能基、又は
膜内もしくは膜上に取り込まれる分子に対する特定の親和性を有する基のような
特定の官能基を含有するコモノマーを含めることが、望ましい場合もある。適当
な疎水性コモノマー及び親水性コモノマーには、前記のものが含まれる。

【００７０】 コモノマーは、両親媒性ポリマー網内に含まれていてもよいし、又は相互浸透
網もしくは半相互浸透網として両親媒性ポリマーと架橋されていてもよい。架橋
は、コモノマー及び／又は架橋剤、例えば多価不飽和コモノマーの添加により達
成されうる。

【００７１】 ｅ．架橋剤 ポリマー網は、所望により、架橋剤、例えば多価不飽和コモノマーの添加によ
り補強されうる。両親媒性セグメント型コポリマーの重合及び架橋反応の生成物
を含む架橋されたポリマー生成物も、所望により、少なくとも１つのビニルコモ
ノマー及び少なくとも１つの架橋剤を用いて形成されうる。架橋は、これらに限
定されないが、フリーラジカル架橋、レドックス架橋、及び塩架橋のような多数
の異なる手段により達成されうる。

【００７２】 適当な架橋剤の例には、アリールメタクリレート、低級アルキレングリコール
ジメタクリレート、ポリ（低級アルキレン）グリコールジメタクリレート、低級
アルキレンジメタクリレート、ジビニルエーテル、ジビニルスルホン、ジビニル
ベンゼン及びトリビニルベンゼン、トリメチロールプロパントリメタクリレート
、ペンタエリトリトールテトラメタクリレート、ビスフェノールＡジメタクリレ
ート、メチレンビスアクリル（メタクリル）アミド、トリアリールフタレート及
びジアリールフタレート、ビス（メタクリルオキシプロピル）テトラメチルジシ
ロキサンのようなα−ω−ビス（メタクリルオキシアルキル）−オリゴシロキサ
ン、並びにペルフルオロアルキル−ビスメタクリレート又はペルフルオロアルキ
ルエーテル−ビスメタクリレートが含まれる。

【００７３】 使用される架橋剤の量は、全ポリマーを基準とした重量比率で表され、２０〜
０．０５％の範囲、特に１０〜０．１％の範囲、好ましくは５〜０．１％の範囲
である。

【００７４】 ポリマー生成物は、当業者にとって習慣的な重合反応により、対応するモノマ
ー（モノマーという用語は、本明細書においては、両親媒性セグメント型コポリ
マーも含む）から、当分野において既知の様式で架橋される。

【００７５】 フリーラジカル架橋で架橋されうるモノマーの場合、モノマーの混合物が、典
型的には、フリーラジカル形成剤を添加しながら加温される。そのようなフリー
ラジカル形成剤の例は、アゾイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、ペルオキソ二硫
酸カリウム、過酸化ジベンゾイル、過酸化水素、及び過炭酸ナトリウムである。
例えば、化合物が加温されると、フリーラジカルが、ホモリシスにより形成され
、次いで重合を開始させることができる。

【００７６】 重合反応は、フリーラジカル重合及び／又は架橋を開始させることができる光
開始剤を使用して実施されうる。適当な光開始剤の例には、ベンゾインメチルエ
ーテル、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、Darocure及びIrgacure
生成物、好ましくはDarocure1173（登録商標）及びIrgacure2959（登録商標）が
含まれる。例えばマクロマーへと組み込まれうるか、又は特定のコモノマーとし
て使用されうる反応性光開始剤も、適している。例は、欧州特許第0 632 329号
に記載されている。次いで、光重合が、光線、例えば適当な波長を有する光、特
にＵＶ光により開始されうる。スペクトル要件は、必要に応じて、適当な光増感
剤の添加により適宜調節されうる。

【００７７】 重合可能領域は、最も好ましくは可視光線又は長波長紫外線による、フリーラ
ジカル生成による光開始により重合可能でありうる。重合可能領域は、アクリレ
ート、ジアクリレート、オリゴアクリレート、ジメタクリレート、オリゴメトア
クリレート、又はその他の生物学的に許容される光重合可能基である。好ましい
第三級アミンは、トリエタノールアミンである。

【００７８】 有用な光開始剤は、細胞毒性がなく、短時間、多くて数分、最も好ましくは数
秒で、フリーラジカル生成によりマクロマーの重合を開始させるために使用され
うるものである。ＬＷＵＶ開始のため選択される開始剤として好ましい色素は、
エチルエオシン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、その他の
アセトフェノン誘導体、及びカンファーキノンである。全ての場合において、架
橋及び重合は、例えば２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン又はエ
チルエオシン（１０^-4〜１０^-2mM）とトリエタノールアミン（０．００１〜０．
１M）との組み合わせのような、光により活性化されるフリーラジカル重合開始
剤によりコポリマー間で開始される。

【００７９】 光開始剤の選択は、光重合可能領域に大きく依存する。例えば、マクロマーが
少なくとも１つの炭素−炭素二重結合を含む場合、色素による吸光は、色素が三
重項状態をとることを引き起こし、その後、三重項状態が、アミンと反応して、
重合を開始させるフリーラジカルを形成させる。これらの材料と共に使用するた
めに好ましい色素には、エオシン色素、並びに２，２−ジメチル−２−フェニル
アセトフェノン、２−メトキシ−２−フェニルアセトフェノン、及びカンファー
キノンのような開始剤が含まれる。そのような開始剤を使用して、コポリマーは
、長波長紫外光又は約５１４nmのレーザー光によりin situ重合されうる。レー
ザーは、レーザーにより達成されうる正確な調節のため、光重合可能溶液からナ
ノスフェアを重合させるために使用されうる。従って、両親媒性ポリマーを含め
ることなく、本明細書に記載のようなナノスフェアを作成することが可能である
。

【００８０】 重合の開始は、約２００〜７００nm、最も好ましくは長波長紫外域又は可視域
、３２０nm以上、最も好ましくは約５１４nmもしくは３６５nmの波長の光の照射
により達成される。光感受性フリーラジカル重合開始剤は、単一の化合物（例え
ば、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン）であってもよいし、又
は色素と共触媒との組み合わせ（例えば、エチルエオシス（ethyl eosis）及び
トリエタノールアミン）であってもよい。

【００８１】 Ｂ．活性薬剤 中空粒子は、治療剤、診断剤、又は予防剤を含み、さらに色素及び顔料、香料
、化粧品、及びインクを含む化粧用及び工業用の用途を有する多くの化合物を含
む、ほぼ全ての型の活性薬剤の送達に適している。薬剤は、標的部位へ送達され
、そこで、刺激と刺激応答性材料との相互作用による透過性変化の関数として、
放出が起こる。

【００８２】 親水性及び疎水性の薬物、そして高分子量及び低分子量の化合物が送達されう
る。薬物は、タンパク質もしくはペプチド、多糖、脂質、核酸分子、又は合成有
機分子でありうる。親水性分子の例には、大部分のタンパク質及び多糖が含まれ
る。疎水性化合物の例には、シクロスポリン及びタキソールのようないくつかの
化学療法剤が含まれる。送達されうる薬剤には、ホルモン、化学療法薬、抗生物
質、抗ウイルス薬、抗真菌薬、血管作用薬、免疫調節化合物、ワクチン、局所麻
酔薬、抗血管形成剤、抗体、神経伝達物質、向精神薬、生殖器に影響を与える薬
物、及びアンチセンスオリゴヌクレオチドが含まれる。診断剤には、ガス、放射
性標識、磁性粒子、放射線不透過性化合物、及び当業者に既知のその他の材料が
含まれる。

【００８３】 本明細書は主に薬物に関して記載されているが、小胞は、治療剤又は診断剤の
みならず、多様な薬物の送達のため使用されうることを理解されたい。例には、
化粧品、香料、色素、顔料、光活性化合物、及び化学試薬、並びに送達制御系を
必要とするその他の材料が含まれる。その他の例には、金属粒子、生物学的ポリ
マー、ナノ粒子、生物学的オルガネラ、及び細胞オルガネラが含まれる。

【００８４】 小胞の中央腔には、大量の治療用物質が取り込まれうる。

【００８５】 Ｃ．標的化分子 中空粒子は、中空粒子の表面に結合しているか、又は内部から表面へと延びて
いる標的化分子（分子は、特定の細胞又は組織特異的部位に特異的又は優先的に
結合する）を使用して、特定の部位へと標的化されうる。標的化分子の例には、
炭水化物、タンパク質、葉酸、ペプチド、ペプトイド（peptoids）、及び抗体が
含まれる。粘膜型組織との結合を促進するための有用なリガンドのリストには、
シアル酸、ノイラミン酸、ｎ−アセチル−ノイラミン酸、ｎ−グリコリルノイラ
ミン酸、４−アセチル−ｎ−アセチルノイラミン酸、ジアセチル−ｎ−アセチル
ノイラミン酸、グルクロン酸、イズロン酸、ガラクトース、グルコース、マンノ
ース、及びフコースが含まれる。抗体は、特定の細胞表面分子、又は細胞型が罹
病した際に発現される抗原、例えば癌マーカーに対するものでありうる。

【００８６】 ポリ（ＮＩＰＡＡｍ）のような刺激応答性ポリマーは、例えば米国特許第４，
７８０，４０９号；Monji及びHoffman, Appl. Biochem. Biotechnol. 14: 107-1
20(1987）に記載のように、モノクローナル抗体のようなアフィニティ分子とラ
ンダムに結合させられている。（例えば、タンパク質との複合のため）活性化さ
れた基が、ＰＮＩＰＡＡｍの骨格上にランダムに形成され、モノクローナル抗体
上のリシンアミノ基とランダムに複合させられ、次いで、複合体が温度により誘
導される相分離イムノアッセイにおいて適用された。活性化されたＰＮＩＰＡＡ
ｍは、プロテインＡ、様々な酵素、ビオチン、リン脂質、ＲＧＤペプチド配列、
及びその他の相互作用性分子とも結合させられている。Chen and Hoffman, Biom
aterials 11: 631-634(1990); Miura et al., Abstr. 17th Ann. Meet. Soc. Bi
omaterials(1991); Wu et al., Polymer 33: 4659-4662(1992); Chen and Hoffm
an, Bioconjugate Chem. 4: 509-514(1993); Morris et al., J. Anal. Biochem
. 41: 991-997(1993); Park and Hoffman, J. Biomaterials Sci. Polymer Ed.
4: 493-504(1993); Chen and Hoffman, J. Biomaterials Sci. Polymer Ed. 5:
371-382(1994）。他も、タンパク質をＰＮＩＰＡＡｍ（Nguyen and Luong, Biot
ech. Bioeng. 34: 1186-1190(1989); Takei et al., Bioconj. Chem. 4: 42-46(
1993)）、及びpH感受性ポリマー（Fujimura et al. （前記））にランダムに結
合させている。これらのポリマー−タンパク質複合体の大部分は、ポリマー骨格
から分岐したランダムに活性化された基を介してポリマーと結合した、タンパク
質のランダムなリジンアミノ基を含む。アミノ末端を有するポリマーの合成は、
開始剤としてのＡＩＢＮ及び連鎖移動試薬としての１−アミノエタンチオール−
ヒドロクロリドの存在下で、ＮＩＰＡＡｍのラジカル重合により進行する。−Ｃ
ＯＯＨ又は−ＯＨ末端基を有する鎖を合成するには、それぞれ、カルボキシル−
チオール又はヒドロキシル−チオール連鎖移動剤が、アミノ−チオールの代わり
に使用されている。末端反応性ポリマーの合成は、連鎖移動の開始及び終止のメ
カニズムに基づくことに注意されたい。これは、およそ１０００〜２５，０００
から３０，０００の分子量を有する比較的短いポリマー鎖を生じる。分子量１０
，０００未満の最も短い鎖は、通常「オリゴマー」と呼ばれる。分子量の異なる
オリゴマーは、単純に、モノマーと連鎖移動試薬との比率を変化させ、開始剤と
共にそれらの濃度レベルを調節することにより合成されうる。

【００８７】 Ｄ．付加的な成分 既に詳述された応答性ポリマーは、親水性、疎水性、又は正もしくは負の電荷
のような所望の特徴を追加するための付加的なモノマーの添加により修飾されう
る。例えば、１つ以上の疎水性又は親水性のコモノマーが、前述のようにポリマ
ーのpH応答性又は温度応答性を改変するために添加されうる。適当なコモノマー
は、当業者に既知であり、両親媒性コポリマーに関して既に記載されている。コ
モノマーは、標的化分子の付着のような、他の理由のため添加されてもよい。コ
モノマーは、応答性ポリマー自体に添加されてもよいし、又は粒子の形成中、応
答性ポリマーとの混合等により、粒子へと添加されてもよい。

【００８８】 さらに、応答性ポリマーは、その形成後、応答性ポリマー、又は応答性粒子へ
の架橋可能基の包含により架橋されてもよい。適当な架橋可能基及び方法は、両
親媒性コポリマーに関する項に既に記載されている。

【００８９】 分解性の結合又は領域は、所望の位置における活性薬剤の放出の後等に、粒子
がある期間にわたり分解するよう、応答性ポリマー、又は中空粒子の構造へと組
み込まれうる。適当な分解性の結合及び領域は、両親媒性コポリマーに関する項
に既に記載されている。

【００９０】 II．応答性ポリマー中空粒子の使用法 応答性中空粒子は、活性薬剤の送達のため使用されうる。粒子は、適当な刺激
を含有するか又は適当な刺激が適用されうる、ヒト生体の一領域のような環境へ
の活性薬剤の送達に特に適している。粒子は、適当な刺激を含有するか又は適当
な刺激が適用されうる環境からの、活性薬剤の封入及び除去のためにも使用され
うる。

【００９１】 粒子は、低分子量物質及び高分子量物質の封入を可能にし、ナノ粒子の封入す
ら可能にする。例には、治療剤、診断剤、及び予防剤が含まれ、さらに化粧品、
色素又は顔料、香料、及び産業上有益なその他の化合物が含まれる。表面は、場
合により、分子認識を介して、粒子を特異的標的へと指向化することができる特
異的リガンドで修飾されていてもよい。

【００９２】 応答性中空粒子は、広範囲の治療剤、診断剤、及び予防剤の送達のための薬物
送達剤形において使用されうる。中空粒子は、独立の剤形として使用されてもよ
いし、又は例えばカプセルのような、より一般的な剤形の一部として含まれても
よい。中空粒子は、例えば腸溶皮膜を有するカプセル又は錠剤のような、所望の
効果を達成するためのその他の剤形と組み合わせて使用されてもよい。中空粒子
を含む剤形は、例えば経口投与、直腸内投与、鼻腔内投与、もしくは膣内投与に
より投与されてもよいし、又は埋め込まれてもよい。

【００９３】 本発明は、所望の送達点に供給された刺激に応答して活性薬剤を送達するため
の方法にも関する。本方法は、活性薬剤が封入された応答性中空粒子の使用を含
む。中空粒子は、意図された送達部位に存在することが既知の刺激に対して応答
性であるよう設計される。例えば、薬物を小腸へと送達する方法は、胃と比較し
て高い小腸のpHに応答性である中空粒子を含む剤形の使用を含みうる。これは、
例えば、胃の低いpHにおいて急速に分解される薬物の送達にとって望ましいかも
しれない。

【００９４】 III．応答性ポリマー中空粒子の作成法 応答性粒子は、前記のように、そして当業者に既知のようにして、作成されう
る。中空ポリマー粒子の調節された形成は、多数の技術を使用して達成されうる
。例えば、乳濁液、懸濁液、又は界面重合技術が使用されうる（例えば、Kong et
al., Polym. Adv. Technol. 1996, 274, 633; Emmerich et al., Adv. Mater.
1999, 11 1299; Schellenberg et al Langmuir 1999, 15, 1283）。ブロックコ
ポリマーには、前記のように、自己会合技術が使用されうる（例えば、Huang et
al., J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 8518; Ding et al., J. Phys. B 1998, 1
02 6107; Stewart et al. Chem. Mater 1999, 11, 34; Hotz et al. Langmuir,
1998, 14, 1031; Hotz et al. Adv. Mater. 1998, 14, 1031; Murtagh et al.,
Faraday Discuss. Chem. Soc., 1986, 81, 127; Kurja et al. Polymer, 1993,
34, 2045; Poulain et al. Polym. Sci., 1996, 34, 729; Hetzer et al. Angew
. Chem. 1999, 111, 2103）。

【００９５】 テンプレーティング技術も使用されうる（例えば、Hotz et al., Adv. Mater.
10(16): 1387(1998); Hotz et al. Langmuir 14(5): 1031(1998); Donath et a
l. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., Adv. Mater 1999, 1134）。中空粒子は、デ
ンドリマー（dendrimers）を介しても作成されうる（Wendland et al., J. Am.
Chem. Soc. 1999, 121 1389）。

【００９６】 適当なモノマー及びポリマーが使用された場合には、これらの方法は、応答性
中空粒子の形成をもたらしうるし、又は得られた粒子のその後の化学的修飾がそ
れらを応答性にしてもよい（例えば、ポリ（tert−ブチルアクリレート）のけん
化反応はポリ（アクリル酸）をもたらす）。

【００９７】 １つの実施態様において、テンプレーティング技術が使用される。その基本概
念は、一定の分子、粒子、又は超構造のサイズ及び形状を捕捉して、テンプレー
ト除去の後ですら、新たに形成された種にそれが保存されるようにすることであ
る。リポソームが、中空粒子の形成のためのテンプレートとして使用されうる。
脂質二重層の水性コア、脂質−水界面、及び疎水性内部が、全て、テンプレート
として使用されうる。

【００９８】 一般的には、所望のサイズのリポソームの形成後に、例えば疎水性モノマーを
、リポソームの脂質二重層の疎水性内部に分散させる。モノマーを架橋し、リポ
ソーム材料を除去すると、中空ポリマー性粒子が得られる。

【００９９】 リポソームを作成する方法、並びにそれらのサイズ及び形状を調節する方法は
、当業者に周知である。リポソーム調製物は、典型的には、広いサイズ分布を有
する。さらに調節されたサイズ変動は、例えば押し出しを使用して達成されうる
。

【０１００】 孔の平均サイズ（及び、同時に、粒子の膨張の程度）は、架橋密度、即ち網構
造のメッシュサイズにより直接調節されうる。

【０１０１】 活性薬剤の取り込み 中空粒子の中央腔には、大量の物質が取り込まれうる。活性薬剤は、異なる経
路によりポリマーへと封入されうる。１つの実施態様において、薬剤は、コポリ
マーの調製中、コポリマーへと直接添加されうる。例えば、化合物は、ポリマー
と共にエタノールに溶解させられうる。第２の方法においては、薬物は、会合の
後、そして場合により共有結合性架橋の後、コポリマーへと取り込まれうる。中
空粒子は、水性溶液から単離され、エタノールのような溶媒に再溶解させられう
る。エタノールは、いくつかのポリマーの親水性部分及び疎水性部分にとって良
好な溶媒である。従って、中空粒子のポリマーシェルがエタノール中で膨張し、
透過性となる。粒子を水中に戻すことにより、シェルの透過性は減少する。

【０１０２】 化合物の封入は、溶媒の変化のみならず、温度、pH、及びイオン強度の変化に
よっても達成されうる。一般的には、膨張した（透過性の）状態で粒子を担荷さ
せ、次いで外的刺激によりそれらの透過性を減少させる。その後、担荷させられ
た粒子を単離することができる。

【０１０３】 本発明は、本発明を制限するものではない以下の実施例の参照により、さらに
理解されよう。

【０１０４】 実施例 実施例１：ピレン標識ＰＥＯのポリ（アクリル酸）中空粒子への封入 本実施例は、図１の概略図により示される。

【０１０５】 中空粒子の調製 ３．７×１０^-2mol/Lの脂質ジメチルジオクタデシルアンモニウムクロリド（
ＤＯＤＡＣ）を含有する水性溶液の超音波処理（６０℃で１ｈ）により、２００
〜３００nmの範囲の直径を有する小さな単膜小胞を調製した。得られた小胞溶液
の一部６０mLをtert−ブチルアクリレート０．３００ｇ、ジビニルベンゼン３．
５ｍｇ、及びフリーラジカル開始剤アゾイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）の小結
晶を用いて膨張させた。酸素を排除するため、生成されたアルゴンを溶液に通し
た。混合物を５５℃で２時間調節した（tempered）後、ＵＶにより誘導される重
合（Ultratech 400W、λ254nm; Asram AG、照射時間は５分であった）を行った
。ポリマーをメタノール中で沈殿させることにより、界面活性剤を除去した。¹
Ｈ−ＮＭＲが界面活性剤の欠如を示すまで、ポリマーをテトラヒドロフランに再
溶解させ、メタノール中で再沈殿させた。得られたポリマーをジオキサン２５mL
に溶解させ、濃塩酸１mLを添加した。混合物を９０℃に６時間加熱した。得られ
たポリ（アクリル酸）中空粒子を、ジエチルエーテル中での沈殿により単離した
。収率は９３％であった。

【０１０６】 ピレン標識ＰＥＯの取り込み ポリ（アクリレート）中空粒子を、pH９．０で、２μMの濃度で、ピレン標識
ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）（Ｍ_O＝５０００g/mol）と共にインキュベート
した。次いで、透析によりpHをpH４にまで低下させ、それにより未封入ピレン標
識ＰＥＯも除去した。次いで、懸濁液のpHをpH９に増加させ、放出されたピレン
標識ＰＥＯを除去するためpH９で中空粒子を透析した。

【０１０７】 対照は、pH４で、２μMの濃度で、ピレン標識ＰＥＯと共にインキュベートさ
れ、未封入ピレン標識ＰＥＯを除去するためpH４で透析されたポリ（アクリレー
ト）マイクロスフェアであった。

【０１０８】 蛍光スペクトル 「担荷された」粒子の蛍光スペクトルは、ピレン標識ＰＥＯが中空粒子の内部
に明確に封入され、粒子表面にはポリマーが吸着していないことを示した。「空
」であった、pH４におけるポリ（アクリレート）中空粒子のスペクトル（３４５
nmにおける励起）は、封入過程が完全に可逆的であることを示した。

【０１０９】 水中のポリ（アクリル酸）中空スフェアの半径は、pH４では約２５nm、pH９で
は約１００nmであった。

【０１１０】 本研究は、pH応答性粒子がpH４において形成されたこと、薬物が高pH（pH９）
において担荷させられたこと、pHを減少させた際、薬物が封入されたまま維持さ
れ、粒子が安定であったこと、及びpH９において、粒子が拡大し、標識ＰＥＯを
放出したことを証明している。本研究は、薬物がpHに基づき放出されうることも
証明した。

【０１１１】 実施例２：疎水性コモノマーの添加 pHの関数としてのポリ（アクリル酸）中空スフェアの膨張等温線を測定した。
７未満のpHにはクエン酸緩衝液を使用し、７超のpHにはリン酸緩衝液を使用した
。全イオン強度は、ＮａＣｌの添加により０．１Mに設定されていた。膨張等温
線に対するｔ−ブチル−メタクリレートの添加の効果を、２５％、５０％、及び
７５％ｔ−ブチル−メタクリレートに関して測定した。

【０１１２】 結果を図２に示す。図中、四角の記号により示された曲線は０％ｔ−ブチルメ
タクリレートであり；三角の記号により示された曲線は２５％ｔ−ブチルメタク
リレートであり；丸の記号により示された曲線は５０％ｔ−ブチルメタクリレー
トであり；そして菱形の記号により示された曲線は７５％ｔ−ブチルメタクリレ
ートである。

【０１１３】 応答性材料へのｔ−ブチル−メタクリレートコモノマーの導入は、転移をより
高いpH値へとシフトさせ、より鋭い（１次様の）転移をもたらした。

【０１１４】 実施例３：ポリ（アクリル酸）中空粒子の特徴決定 中空粒子の調製 水性脂質分散液（２．１wt%ＤＯＤＡＣ）の超音波処理により、合成界面活性
剤ジメチルジオクタデシルアンモニウムクロリド（ＤＯＤＡＣ）から小さな単膜
小胞を調製した。これは、平均直径は１００nmであるが、多分散性が極めて高い
単膜を生じた。小胞の脂質二重層を、疎水性モノマー（脂質に対して２５wt%）
の存在下で６０℃で２時間インキュベートすることにより、膨張させた。モノマ
ーの架橋重合を、室温でＵＶ照射（２時間）により開始させた。

【０１１５】 その後、得られたポリマー粒子を、¹Ｈ−ＮＭＲが界面活性剤の完全な除去を
反映するまで、大過剰のメタノール／水（３：１）中で繰り返し沈殿させること
により、小胞から単離した。ｔ−ブチルアクリレート（ｔ−ＢＵＡ）とエチレン
グリコールジメタクリレート（ＥＧＤＭＡ）との混合物を、疎水性モノマー及び
架橋剤として使用した。ｔ−ブチルエステル基の選択的けん化のため、架橋され
たポリ（ｔ−ブチルアクリレート）中空スフェアをジオキサンに溶解させ、触媒
量の塩酸の存在下で８０℃で８ｈ撹拌した。得られたポリ（アクリル酸）粒子を
ジエチルエーテル中で沈殿させ、最後にジオキサンからの凍結乾燥により乾燥さ
せた。¹Ｈ−ＮＭＲは、これらの条件下でのポリ（ｔ−ブチルアクリレート）の
完全な変換を示した。

【０１１６】 得られたポリ（アクリル酸）粒子は、水性媒質に可溶性であった。pH７の水性
リン酸緩衝液中での代表的試料の特徴的な低温電子顕微鏡写真（cryo−ＴＥＭ）
は、ポリマー粒子が中空性であることを明白に示しており、固体ラテックス粒子
又はシェルの断片は検出されなかった。粒子のサイズは、動的光散乱実験と良好
に一致しており、それらは、親ＤＯＤＡＣ小胞と同様に多分散性であった。これ
は、新たに形成されたポリ（アクリル酸）中空スフェアが、単離及びけん化の過
程において無傷のまま耐えたことを反映している。

【０１１７】 緩衝液のpH及び／又はイオン強度の変化に対する粒子の感受性は、放出制御装
置として使用するための基本的な要件である。従って、様々なpHのリン酸緩衝液
中でのポリ（アクリル酸）中空スフェアの挙動を検討した。pHにより誘導される
粒子の寸法変化を、動的光散乱により調査した。これらの実験に使用された緩衝
液のイオン強度は、塩化ナトリウムの添加により慎重に０．１Mに一定に維持し
た。静電相互作用はかなり遮蔽されるが、この塩濃度は、大部分の医薬的適用に
とって適切な範囲である、生理学的条件（約１５０mM）に近い。さらに、系は、
この濃度において小さいイオン性不純物に対して極めて非感受性であった。

【０１１８】 前駆小胞の異なるバッチの平均半径の小さいばらつきの考慮するため、補正さ
れた流体力学的半径Ｒ_h／Ｒ_h.o（Ｒ_h：ポリ（アクリル酸）中空スフェアの流体
力学的半径；Ｒ_h.o：ポリマー含有小胞前駆体の流体力学的半径）をpHの関数と
してプロットした。図３は、その結果を示しており、菱形の記号により示された
曲線は３モル％ＥＧＤＭＡ（Ｒ_h.o＝４９nm）であり；四角の記号により示され
た曲線は５モル％ＥＧＤＭＡ（Ｒ_h.o＝５５nm）であり；三角の記号により示さ
れた曲線は１０モル％ＥＧＤＭＡ（Ｒ_h.o＝６０nm）である。

【０１１９】 粒子の寸法は、pHが増加するにつれ、かなり増加した。pH４〜８の範囲で、半
径は約４倍に増加した（封入容積は６４倍増加した）。この膨張は、完全に可逆
的であった。

【０１２０】 図３中の異なる曲線は、粒子中の架橋剤ＥＧＤＭＡのモル分率により調節され
た異なる架橋密度の粒子をさしている。架橋密度が増加するにつれ、最大膨張は
減少し、膨張転移はより高いpHへとシフトした。ポリ（アクリル酸）中空粒子は
低pHで沈殿することに注意することが重要である。図３中の異なる曲線の最初の
点は、安定な粒子分散が得られたそれぞれの最も低いpHをあらわす。そのような
pHにより誘導される沈殿は、粒子の担荷後の溶液からの分離のための便利な手段
を表すため、極めて重要であるかもしれない。

【０１２１】 様々な塩（ＮａＣｌ）濃度の効果を、図３の挿入図に示す。この測定系列にお
いては、pHを、ポリ（アクリル酸）が高度にイオン化されるpH６に一定に維持し
た。塩濃度を減少させることにより、粒子の膨張は増加し、飽和値へと向かった
。これは、静電遮蔽効果の減少による。低い塩濃度においては、ポリ（アクリル
酸）中空粒子の半径の１０倍の増加（封入容積の１０００倍の増加）が予測され
うる。

【０１２２】 実施例４：応答性中空粒子を作成するためのエマルション重合 ２段階エマルション重合技術を使用して、ラテックス粒子を調製した。５０ml
滴下漏斗及び機械攪拌子を備えた３首２５０mLフラスコを使用した。重合は、第
２段階モノマー混合物の連続的添加による半回分法として実施した。第１段階で
は、モノマー２−エチルヘキシルメタクリレートを、連鎖移動剤としての２モル
％ＣＢｒ₄の添加により重合した。全反応を、溶媒として脱気脱イオン水を使用
した無酸素条件下で実施した。正確な反応レシピを、下記表に示す。

【０１２３】

【表１】

【０１２４】 コア材料を除去するため、得られた粒子をメタノール（１０００ml）中で沈殿
させ、ジオキサン（１００ml）に再溶解させ、約８５度に加熱し、継続的に撹拌
しながら３時間維持した。触媒量の濃塩酸の添加後、混合物を８５度でさらに８
時間撹拌し、次いで室温に戻した。酢酸エチル（１０００ml）中での沈殿は、け
ん化されたポリ（アクリル酸）中空スフェアを与えた。この操作を、コア材料が
酢酸エチル残さ中に検出され得なくなるまで（約３〜５回）繰り返した。収量は
ポリ（アクリル酸）中空粒子１０ｇであった。動的光散乱から得られた実験デー
タは、４．５〜８．０のpH域内での粒子半径の７０nmから約１４０nmへの増加を
示した。

【０１２５】 本発明の修飾及び改変は、前記の詳細な説明から当業者には明らかとなろう。
全ての修飾及び改変は、以下の特許請求の範囲に包含されるものとする。本明細
書に引用された全ての出版物、特許、及び特許公開は、参照により完全に本明細
書に組み込まれるものとする。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ポリ（アクリル酸）中空粒子に封入されたピレン標識ポリエチレンオキシドの
概略図であり、ポリマー性粒子が、pH４においては圧縮され比較的低い透過性を
有しており、pH９においては拡大し比較的高い透過性を有していることを示して
いる。

【図２】 ＮａＣｌの添加により設定された０．１Mという全イオン強度における、クエ
ン酸緩衝液（pH７未満）及びリン酸緩衝液（pH７超）における、pHの関数として
のポリ（アクリル酸）中空粒子の膨張等温線、並びに膨張等温線に対するｔ−ブ
チルメタクリレートの添加の効果を示す図である。四角：０％ｔ−ブチルメタク
リレート；三角：２５％ｔ−ブチルメタクリレート；丸：５０％ｔ−ブチルメタ
クリレート；菱形：７５％ｔ−ブチルメタクリレート。

【図３】 pHの関数としての補正された流体力学的半径Ｒ_h／Ｒ_h.o（Ｒ_h：ポリ（アクリ
ル酸）中空粒子の流体力学的半径；Ｒ_h.o：ポリマー含有小胞前駆体の流体力学
的半径）を示す図である。異なる曲線は、異なるモル分率の架橋コモノマーエチ
レングリコールジメタクリレート（ＥＧＤＭＡ）を含む粒子に対応する。菱形：
３モル％ＥＧＤＭＡ（Ｒ_h.o＝４９nm）；四角：５モル％ＥＧＤＭＡ（Ｒ_h.o＝５
５nm）；三角：１０モル％ＥＧＤＭＡ（Ｒ_h.o＝６０nm）。挿入図は、緩衝液の
塩濃度（ｃ_salt）の関数としてのポリ（アクリル酸）中空粒子（５モル％ＥＧＤ
ＭＡ）の流体力学的半径；Ｒ_hを示している。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１４年１月３０日（２００２．１．３０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，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，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 4C076 AA94 AA95 BB11 BB32 EE01 EE03 EE09 EE11 EE12 EE47 EE48 FF31 4C083 AD011 AD091 AD092 BB21 BB41 CC01 FF01 4G005 AA04 AB13 AB14 AB25 BB13 BB15 BB19 BB24 DB05X DB22X DB27X DC10Y DC29Y DC34Y DD04Z DD08Z DD27Z DD58Z DD59Z EA03 EA06 EA08

Claims (29)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 刺激に応答して薬剤に対する透過性を変化させる中空粒子を
   含む、薬剤の送達のための組成物。
2. 【請求項２】 粒子が、刺激応答性ポリマーを含む、請求項１に記載の組成
   物。
3. 【請求項３】 粒子が、両親媒性ポリマー性の応答性ポリマーを含む、請求
   項１に記載の組成物。
4. 【請求項４】 刺激応答性ポリマーが、pH、温度、光、イオン強度、電場、
   磁場、及び溶媒組成からなる群より選択される刺激の変化に曝されたとき、コン
   フォメーション変化を受ける、請求項２に記載の組成物。
5. 【請求項５】 薬剤が、治療剤、予防剤、及び診断剤からなる群より選択さ
   れる、請求項１に記載の組成物。
6. 【請求項６】 薬剤が、化粧品、香料、色素、顔料、光活性化合物、及び化
   学試薬からなる群より選択される、請求項１に記載の組成物。
7. 【請求項７】 薬剤が、金属粒子、生物学的ポリマー、ナノ粒子、生物学的
   オルガネラ、及び細胞オルガネラからなる群より選択される、請求項１に記載の
   方法。
8. 【請求項８】 粒子が、テンプレーティングにより形成される、請求項１に
   記載の組成物。
9. 【請求項９】 粒子が、溶媒中の自己会合により形成される、請求項１に記
   載の組成物。
10. 【請求項１０】 粒子が、粒子を標的化するためのリガンドを含む、請求項
    １に記載の組成物。
11. 【請求項１１】 粒子の透過性の変化が、可逆的である、請求項１に記載の
    組成物。
12. 【請求項１２】 粒子の透過性の変化が、粒子のサイズの変化による、請求
    項１に記載の組成物。
13. 【請求項１３】 刺激に応答して薬剤に対する透過性を変化させる中空粒子
    内に薬剤を封入することを含む、薬剤の送達のための組成物の製造方法。
14. 【請求項１４】 封入すべき薬剤の存在下で粒子の透過性を増加させるため
    に有効な量の刺激に粒子を曝すこと、次いで粒子の透過性を減少させることによ
    って薬剤が封入される、請求項１３に記載の方法。
15. 【請求項１５】 粒子が、刺激応答性ポリマーを含む、請求項１３に記載の
    方法。
16. 【請求項１６】 粒子が、両親媒性ポリマー性の応答性ポリマーを含む、請
    求項１３に記載の方法。
17. 【請求項１７】 刺激応答性ポリマーが、pH、温度、光、イオン強度、電場
    、磁場、及び溶媒組成からなる群より選択される刺激の変化に曝されたとき、コ
    ンフォメーション変化を受ける、請求項１５に記載の方法。
18. 【請求項１８】 薬剤が、治療剤、予防剤、及び診断剤からなる群より選択
    される、請求項１３に記載の方法。
19. 【請求項１９】 薬剤が、化粧品、香料、色素、顔料、光活性化合物、及び
    化学試薬からなる群より選択される、請求項１３に記載の方法。
20. 【請求項２０】 薬剤が、金属粒子、生物学的ポリマー、ナノ粒子、生物学
    的オルガネラ、及び細胞オルガネラからなる群より選択される、請求項１３に記
    載の方法。
21. 【請求項２１】 封入の前、又は封入時に、薬剤を溶媒に添加することをさ
    らに含む、粒子が、溶媒中の自己会合により形成される、請求項１３に記載の方
    法。
22. 【請求項２２】 粒子が、テンプレーティングにより形成される、請求項１
    ４に記載の方法。
23. 【請求項２３】 その中に封入された薬剤を有し、刺激に応答して透過性を
    変化させる中空粒子を含む組成物を、薬剤を送達すべき患者又は部位に投与する
    ことを含む、薬剤の送達方法。
24. 【請求項２４】 さらに、薬剤を粒子から放出させるために有効な量の刺激
    を粒子に適用する工程を含む、請求項２３に記載の方法。
25. 【請求項２５】 刺激が、薬剤を送達すべき患者又は部位に存在する、請求
    項２４に記載の方法。
26. 【請求項２６】 刺激が、薬剤を送達すべき患者又は部位に供給される、請
    求項２４に記載の方法。
27. 【請求項２７】 粒子が、局所的注入、局部的注入、又は埋め込みによって
    投与される、請求項２３に記載の方法。
28. 【請求項２８】 粒子が、体温応答性であり、患者又は部位への投与後、薬
    剤を放出する、請求項２３に記載の方法。
29. 【請求項２９】 粒子が、pH応答性であり、粒子の透過性を改変させるpHを
    有する部位において薬剤を放出する、請求項２３に記載の方法。