JP2003522781A - コロイド系を含むミクロスフェアの調製のための方法 - Google Patents

コロイド系を含むミクロスフェアの調製のための方法

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ウィルヘルムス, エフェルハルドゥス ヘンニンク,
オッケ フランセン,
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オクトプラス テクノロジーズ ビー.ブイ.
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、リポソームのようなマイクロカプセル化されたコロイド系(すなわちコロイド系を含むミクロスフェア)の調製のための方法に関する。これらのマイクロカプセル化されたコロイド系は、イン・ビボ及びイン・ビトロ用途で活性成分の輸送のための制御された放出システムとして使用され得る。コロイド系は、水溶性架橋可能なポリマーを含む相に添加され、引き続きミクロスフェアを形成する方法が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、良好に制御された放出挙動を有する系の調製のための方法、及び良
好に制御された放出挙動を有するミクロスフェアに関する。より詳細には、本発
明はマイクロカプセル化されたコロイド系、すなわちリポソームのようなコロイ
ド系を含むミクロスフェアの調製のための方法に関する。これらのマイクロカプ
セル化されたコロイド系は、イン・ビボ及びイン・ビトロ適用で活性成分の輸送
のための制御された放出システムとして使用されうる。
【0002】
【従来の技術】
バイオテクノロジー分野における速い発展は、多数の薬剤的に興味ある製品、
特に蛋白質、ペプチド及び遺伝子を結果する。そのような製品は、生命を脅かす
病気、例えば癌、及び様々な型のウィルス病、細菌性疾患並びに寄生虫症の治療
に適切に使用されうる。
【0003】 それらの性質の故に、蛋白質及び蛋白質性製品、例えばペプチド(該製品の群
は、蛋白質薬物として以下本明細書で言及される)は、経口的に効率的に投与さ
れ得ない。それらは、システム内に、非経口で、すなわち注射によってもたらさ
れるべきである。これらの製品の薬物動態学的特性は、該製品の注射自体が頻繁
の投与を必要とするということである。言い換えれば、蛋白質薬物は、胃腸管で
化学的及び物理的に不安定であり、かつヒト又は動物の体内で短い活性の滞留時
間を一般に有する故に、短時間内の複数の注射が、治療の効果を達成するために
要求される。このことは、これらの蛋白質薬物を要求する患者にとって不便であ
ることは明白である。
【0004】 この理由のために、持続的放出のための能力を有する輸送システムの必要性が
ある。そのようなシステムのための多数の選択肢が従来提案され、たとえばカプ
セル化された薬物の放出を制御するために合成の、分解性の、かなり良く規定さ
れたポリマーの使用である。
【0005】 先行技術で記載された選択肢の1つは、ポリマー性物質で作られたミクロスフ
ェア及びナノスフェアの使用である。これらのミクロスフェア又はナノスフェア
は、約0.1μm〜約100μmのパーティクル直径を有する、球状パーティク
ル、球状カプセル、ナノカプセル又はナノパーティクルである。本明細書及び特
許請求の範囲では、ミクロスフェアへの言及は、マイクロパーティクル、マイク
ロカプセル、ナノスフェア、ナノパーティクル及びナノカプセルをまた包含する
。これらのミクロスフェアを調製するために広く使用されたポリマーは、ポリ乳
酸、及び乳酸とグリコール酸のコポリマーである。該ポリマーは、使用後のポリ
マー担体の除去を避けるために、好ましくは生体分解性であるべきである。
【0006】 制御された又は持続された放出システムを含む薬剤のためのこれまでに知られ
た調製方法は、有機溶媒の使用を一般に含む。有機溶媒は、蛋白質構造、特に2
次及び3次構造の構造的変化をもたらしうる。そのような変化は、蛋白質薬物の
変性を結果しうる。これらの構造的変化は、薬理活性の損失及び望ましくない副
作用の発生を普通は結果する故に、そのような変化は、明らかなように、望まし
くない。その上、有機溶媒の使用は、環境上の視点からもまた望ましくない。
【0007】 さらに、有機溶媒の痕跡量が、生成されたミクロスフェア中又は上に残ること
を避けることはほとんど可能でない。特に、広く使用される溶媒クロロホルム及
びジクロロメタンのような毒性溶媒が使用された場合、このことは問題である。
【0008】 他の問題は、再現可能なようにポリマーマトリックス中に蛋白質をカプセル化
することは困難であることである。薬物として使用されるべき蛋白質又は他のカ
プセル化された生成物の予測可能なかつ再現可能な量が放出されることが最も重
要である。
【0009】 ポリマーヒドロゲル、すなわち相当量の水を含むポリマーネットワークが、制
御された放出システムとして広くまた研究されている。ポリマーヒドロゲルは、
制御された放出システムとして成功裡に利用されうるが、得られる放出特性をさ
らに変更する必要性が残っている。特に、ラグタイム(すなわち、その後に放出
の始まりが生じるところの時間)及びパルス放出の場合にはパルスの持続時間が
、制御された放出システムの利用の成功を大いに決定するパラメータである。
【0010】 蛋白質薬物用のための輸送システムの調製で使用されてきたヒドロゲルシステ
ムの一つは、メタクリレート誘導されたデキストラン(dex−MA)のラジカ
ル重合によって得られた架橋化デキストランを含む。この点で、Van Dijk-Wolth
uisら、Macromolecules、第28巻、1995年、第6317−6322頁、及
びVan Dijk-Wolthuisら、Macromolecules、第30巻、1997年、第3411
−3413頁が参照される。
【0011】 これらのヒドロゲルからの蛋白質の放出は、架橋化の程度及び該ゲルの初期水
分含量に依存し、かつそれらにより制御されうる(Henninkら、J. of. Contr. R
el. 第39巻、1996年、第47−57頁、それらの内容は、引用することに
よって本明細書に取り込まれる)。
【0012】 包含された薬物は、ポリマー物質の分解の間及び/又は拡散によって、これら
のヒドロゲル又はポリマー・ミクロスフェアから放出される。
【0013】 薬物は、薬物を含む溶液中での平衡引き続く乾燥によって(例えばKimら、Pha
rm. Res. 第9(3)巻、1992年、第283−290頁参照)、又はヒドロ
ゲル若しくはミクロスフェアの調製の間の薬物の取り込みによって(例えばHell
erら、Biomaterials、4巻、1983年、第262−266頁参照)ヒドロゲル
又はミクロスフェア中に通常ロードされる。両技術は、使用される何らかの有機
溶媒から起こる不都合以外の多くの不都合を有する。
【0014】 平衡によってロードすることは通常、エントロピー的排除(より大きい分子が
、より小さい分子よりもより困難にヒドロゲルに入る)の故に輸送システム中の
相当低い薬物含量を結果する。このことは特に、薬物が高分子化合物の場合に妥
当する。ヒドロゲル又はミクロスフェアの孔径が相当大きくない場合、高分子は
外部表面上にのみ吸着し、このことは使用後にヒト若しくは動物のシステム又は
イン・ビトロで爆発的放出を結果する。さらに、薬物を含む溶媒相(該相は、輸
送システムにロードするために輸送システムと接触される)は、ヒドロゲル又は
ミクロスフェアから除去されなければならない。このことは、輸送システムの表
面へ薬物の移動、及び従って非均質的な薬物分布を生じうる。このことはまた、
薬物のかなりの爆発的放出を結果する傾向にあり、それは一般に望まれない。
【0015】 高分子薬物を取り入れるための適切なローディング工程が、目指される。
【0016】 Proceed. Intern. Symp. Control. Rel. Bioact. Mater., 第22巻、199
5年、第145−146頁の文献では、Gehrkeらは、溶液吸着によって得られう
るよりも高いローディングレベル(それ故に約0.1重量%よりも高い)が、精
製された、予め形成されたヒドロゲル中で達成され得る技術が記載されている。
ローディング技術は、あるポリマー混合物が水に溶解されたときに別々の相中に
別れるという事実に基づいている。そのようなシステムに溶解された蛋白質は、
相間で不均一に分布する。この原則は、ポリマー相の一つが架橋化されたゲルで
あるときにまた保持される。
【0017】 特に、Gehrkeらは、架橋化されたデキストランゲル/ポリ(エチレングリコー
ル)システム、及び架橋化されたヒドロキシプロピルセルロースゲル/ポリ(ビ
ニルアルコール)システムを記載する。該ゲルのビーズを含む水性溶液中に存在
する蛋白質は、架橋化されていない第2のポリマーの添加後に、ビーズ上に吸収
されかつビーズ表面のメッシュ又はポアを通じて部分的に吸収される。
【0018】 この技術の不都合は、蛋白質性物質がビーズにほとんど吸着されるのみであり
、このことは第2のポリマーを含む相が他の水性システムにより置換される場合
に、ビーズからの蛋白質の速い除去が観察されることを意味する。ロードされる
べき蛋白質性物質のサイズよりも大きい直径を有する大量のポアがビーズ表面に
存在する場合にのみ、いく分の吸収が生じてもよい。この吸着及び限定された吸
収挙動は、ビーズからの蛋白質性物質の放出に望ましくない効果を有する。
【0019】 該望ましくない放出挙動を更に説明するために、文献に示された特性は、薬理
的観点から、制御された放出システムで使用されるには完全に不適切である。
【0020】 欧州特許出願公開第0213303号明細書では、2つの液体水性相を含むシ
ステムから球形ポリマーパーティクルを生成するための方法が記載されている。
2つの相のうちの1つは、他の相中に小滴の形状で分散されて、エマルジョンを
形成する。引き続き、該小滴は凝固させられる。分散されるべき相中に、高分子
物質は溶解されてもよい。その上、薬剤、ワクチン及び殺虫剤のような低分子物
質は、分散された相でパーティクルを形成する物質に化学的に結合され得る。溶
解された物質の放出挙動だけでなく、形成された球状のポリマーパーティクルの
利用又はそれらのサイズにについて何も言われていない。
【0021】 PEGを含む2相システムにおけるアフィニティ分配の原理は、Gote Johanss
on、PEGを含む2相システムにおけるアフィニティ分配:応用化学のトピック
ス;ポリ(エチレングリコール)化学、バイオテクノロジー及びバイオメディカ
ル適用、編集J.M. Harris、Plenum Press、1992年からまた知られている。
この文献では、2相システムが記載され、これはデキストラン及びポリエチレン
グリコール(PEG)の水性溶液が混合されたときに生成される。PEG豊富な
相及びデキストラン豊富な相が形成される。蛋白質は、そのようなシステム中で
不平等に分配される。これらの公知のシステムは、蛋白質の精製に使用される。
【0022】 リポソームが、長年の間、制御された放出システムとして検討されてきた。リ
ポソームは、同心円の閉じた複数の膜、例えば水不溶性の極性脂質例えばリン脂
質によって形成された二重層からなる。他の物質、例えばコレステロールはまた
、膜に含まれてもよい。これらのリポソームは、数十ナノメーターからミクロメ
ータまでの直径で変化してもよい。極性及び非極性の両方の薬物又は酵素は、リ
ポソーム内に活性成分としてカプセル化され得る。蛋白質は、非常によくリポソ
ーム中にカプセル化され得る。制御された放出システムとしてリポソームを使用
する場合、血液中の初期の高濃度の蛋白質が抑制されうる。そのような高濃度は
しばしば望ましくなく、なぜならばそれらは、患者に悪影響及び蛋白質の分解を
結果しうるからである。リポソームからの活性成分の放出は、二重層の不安定化
によって引き起こされてもよい。
【0023】 リポソームの(マイクロ)カプセル化は、いくつかの事例で報告されている。
例えば、Kibatら(FASEB J.、第4巻、1990年、第2533−2539頁)
は、アルギン酸カルシウムのヒドロゲルマトリックスからなるマイクロカプセル
を記載する。これらのマイクロカプセルは、リポソームを含む。リポソームから
の化合物のパルス的放出は、リポソームをホスホリパーゼA2酵素でコーティン
グすることによって得られる。
【0024】 Cohenら(Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 第88巻、1991年、第1044
0−10444頁)、及びCohenら(Proceed. Intern. Symp. Control. Rel. Bi
oact. Mater.、第16巻、1989年、第71−72頁)は、アルギナート−マ
イクロカプセル化されたリポソームをまた記載する。これらのマイクロカプセル
化されたリポソームは、即座に開始する放出特性(すなわちラグタイムを示さな
い)によって特徴付けられる。加えて、放出は、パルス的というよりも緩やかで
ある。
【0025】 米国特許公報第4,921,757号は、例えばアガロース若しくはポリアク
リルアミドの固体の浸透性プレート中に、又はポリカチオン性膜を有する架橋化
されるアルギン酸塩に基づくマイクロパーティクル中にカプセル化されるリポソ
ームを開示する。
【0026】 Yeungら(J.Microencapusulation、第5巻、1988年、第331−337頁
)は、ナイロンに基づいたマイクロカプセル中に取り込まれたリポソームを記載
し、それは界面重縮合工程を使用して調製される。これらのマイクロカプセル化
されたリポソームの放出特性は、ラグタイムを示さない。その上に、ナイロンの
使用は、イン・ビボでの用途をありそうもなくする。
【0027】 Bochotら(International Journal of Pharmaceutics、第162巻、1998
年、第119−127頁)は、感熱性ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレ
ン・コポリマー・ゲル中に分散されたリポソームに基づく眼科用輸送システムを
記載する。該システムは、ゲルにリポソームを加えることによって調製される。
【0028】 Weinerら(Journal of Pharmaceutical Sciences、第74巻、1985年、第
922−925頁)は、リポソームをカプセル化するためのコラーゲンゲルの使
用を記載する。リポソームがコラーゲンに加えられた後に、ゲル形成は、温度又
はpHを変化することによって開始される。
【0029】 Alameluら(Carbohydrate polymer、第24巻、1994年、第215−22
1頁)は、キトサンゲルに結合された金属封鎖されたリポソームに基づく輸送シ
ステムを記載する。ゲル形成は、アルカリ性溶液の添加によって行われる。
【0030】 最後に、DiTizioら(Biomaterials、第19巻、1998年、第1877−1
884年)は、リポソームのヒドロゲルを記載する。該ゲルは、pHを変化する
ことによって形成される。
【0031】 これらの先行技術のマイクロカプセル化されたリポソームの全ては、リポソー
ムからの化合物の放出を行うために酵素に依存するか、又は望ましい放出特性を
示さない。その上、先行技術方法のカプセル効率は通常、あまりにも低い。
【発明が解決しようとする課題】
【0032】 本発明は、活性成分、例えば蛋白質薬物又は他の薬物のための、新規な注射可
能な、患者にやさしい輸送システムを提供することを目的とし、該システムは安
全かつ生物分解可能であり、かつ該システムは良好に制御可能な輸送動的挙動を
有する。薬物輸送が保証されるべきところの期間は、好ましくは蛋白質薬物であ
る、使用された活性成分に依存し、かつ多数日から1年超までの間で変化する。
その上、輸送システムにおける高程度のローディングが得られるべきである。そ
の上、本発明のシステムは、有機溶媒の使用の必要性なしに生成されるべきであ
る。
【0033】 マイクロカプセル化されたコロイド系、例えばリポソームの調製のための方法
を提供することが、本発明の他の目的であり、該コロイド系は活性成分と関連し
てもよく、該マイクロカプセル化されたコロイド系は望ましい放出特性、すなわ
ち活性成分の高い放出(好ましくは85%超)、適切なラグタイムを有するパル
ス的な放出特性を示し、一方これらの放出特性は、調製の方法によって制御され
うる。望ましい放出特性は、コロイド系と関連してもよい活性成分のためにまた
妥当するべきである。適切なラグタイムの定義は、適用の型に依存する。ワクチ
ンが活性成分として使用される場合、適切なラグタイムは2週間から1年、好ま
しくは1〜3ヶ月である。
【0034】 コロイド系の高いカプセル化効率すなわち80%より大きい、好ましくは90
%より大きいカプセル化効率を可能にするそのような方法を提供することが、本
発明の他の目的である。
【0035】
【課題を解決するための手段】
本発明は活性成分の制御された放出のために使用されるコロイド系とヒドロゲ
ルとの組み合わせに向けられる。
【0036】 本発明で使用されてもよい適切なコロイド系は、リポソーム、イスコム(isco
ms)、ポリプレックス(polyplexes)すなわち(カチオン性)ポリマーとDNA
の組み合わせ、リポプレックス(lipoplexes)すなわち(カチオン性)脂質とD
NAの組み合わせ、ナノパーティクルすなわちナノメーター・サイズ範囲のポリ
マーに基づく球状体、コロイドのサイズ範囲の固形脂質パーティクル(例えば、
R.H. Mullerら、Pharm. Research、第14巻、1997年、第458−462頁
を参照)、エマルジョン例えば脂質内様システム、低い水溶解性を有するコロイ
ドのサイズ範囲の任意の他の物体、及びそれらの組み合わせである。
【0037】 本発明に従うコロイド系及びハイドロゲルの組み合わせは、コロイド系として
リポソームを使用して、以下本明細書に説明される。以下本明細書でリポソーム
が述べられる場合、これらのリポソームは、本発明の精神から離れることなく、
上記で述べられた適切なコロイド系のいずれかによって置換されうることが理解
されるべきである。
【0038】 上記で述べられた問題は、制御された放出システム、例えばミクロスフェアの
特定の調製方法によって解決され、ここで水が溶媒として使用される。単一の溶
媒システムとしての水の使用は、環境の観点から、毒物学上の考察の故に、及び
特に蛋白質安定の理由の故に、有利である。
【0039】 第1の局面において、本発明は、制御された放出システムの調製のための方法
であって、 (a)2つの水溶性ポリマー、及び水、及び少なくとも1つの放出可能な物体
例えばリポソーム又は他のコロイド系から、水性2相システムを形成すること、
ここで2つの水溶性ポリマーは、溶液中で非相容性であり、これらのポリマーの
少なくとも1つは架橋化可能であり、架橋性ポリマー相は他のポリマー相中にエ
マルジョン化され、及び少なくとも1つの放出可能な物体は水性溶液中の架橋性
ポリマー相中に可溶又は分散可能である、 (b)放出可能な物体が架橋性ポリマー相中に分散することを許すこと、及び (c)架橋性ポリマーの架橋化をすること、 を含む前記方法を提供する。
【0040】 好ましい実施態様では、架橋は、最終的に形成された架橋化された構造中のポ
ア(メッシュ)が放出可能な物体のサイズよりも実質的に小さいような程度で実
行される。
【0041】 水、及び架橋可能なポリマーと相容でないポリマーからなる連続相中の水性架
橋可能なポリマーをエマルジョン化することかつ不連続相を架橋化することによ
って、パーティクルが形成される。架橋されたポリマーパーティクルのパーティ
クルサイズは、一つ又は両方の相の粘度を変化することによって、例えば異なる
分子量のポリマーを選択すること若しくは両方の相の体積比を変化することによ
って調節され得る(例えば、Stenekesら、Pharm. Res.、第15巻、1998年
、第557−561頁を参照、本文献の内容は引用することによって本明細書に
取り込まれる)。このようにして、より詳細に以下の本明細書に記載されるよう
に、狭いパーティクルサイズ分布が得られうる。
【0042】 更なる局面では、本発明はミクロスフェアに向けられ、それらの少なくとも8
0重量%は100ナノメーター〜100μmのパーティクルサイズを有し、該ミ
クロスフェアは、少なくとも1つの放出可能な物体例えばリポソームをカプセル
化した、分解性の、架橋されたポリマーからなり、該架橋されたポリマーのポア
サイズは、放出可能な物体のサイズと等しいか、又は好ましくはそれよりも小さ
い。これらのミクロスフェアは、本発明の方法を使用することによって入手可能
でありかつ有機溶媒を含まない。ミクロスフェアの用途に依存して、サイズは、
例えば1〜50μm、好ましくは2μm〜25μm、例えば5〜15μmに調整
されてもよい。
【0043】 架橋されたポリマーのポアサイズ又はメッシュが放出可能な要素の流体力学直
径サイズと等しいか又はそれよりも小さい場合に、放出可能な要素は、ポリマー
が分解されるときに必ず放出される。より詳細には、この実施態様では、架橋化
された構造は、ヒト又は動物の体内で分解可能でなければならず、従ってカプセ
ル化された放出可能な物体は、架橋化されたマトリックスを去ることができる。
一方、架橋されたポリマーのポアサイズ又はメッシュが放出可能な要素のサイズ
よりも大きい場合に、放出可能な要素は、拡散によって少なくとも部分的に放出
される。このようにして、本発明の方法によって得られた架橋化された生成物の
ポアサイズは、放出を制御するための完全なツールを提供する。その上、そのよ
うなポリマー構造中への放出可能な物体の取り込みの効率は、非常に高く、同時
にローディングの程度は放出されるべき物体の飽和濃度までに調整され得る
【0044】 架橋化された構造の分解性は、多くの方法で調整されうる。第1の例として、
生理学的条件下で加水分解可能な結合が取り込まれうることに注目される。この
観点から、欧州特許出願公開第96201821.4号明細書及び国際特許出願
公開第WO98/00170号パンフレットが参照され得り、該文献の内容が引
用することによって本明細書中に取り込まれる。これらの特許出願は、種々のポ
リマー鎖間に加水分解的に不安定なスペーサを含むヒドロゲルを教示する。それ
らの中に記載された加水分解的に不安定なスペーサは本発明中で適切に使用され
得り、かつ上記に述べられた特許出願は引用することによって本明細書中に取り
込まれる。
【0045】 分解性を制御するための他の例は、架橋されたポリマー中の結合を切断するこ
とが可能な酵素又は化学的な物質の共カプセル化(coencapsulation)である。
本発明の方法の好ましい実施態様では、架橋可能なポリマーは、デキストランポ
リマーである。本実施態様では、デキストラナーゼが、架橋工程の前又は後で水
性2相システムに添加されうる。
【0046】 デキストランポリマーは、プルロニック(Pluronic、商標)又はポリ
エチレングリコールと共に本発明の方法で適切に使用されうり、後者のポリマー
は本発明の方法で使用されることが好ましい。
【0047】 本発明の方法によって目的とされる生成物は、慣用的な技術、例えば遠心分離
及びデカンテーションを使用して、他のポリマーから分離され得る。
【0048】 本発明の方法の第1工程では、水性2相システムが形成される。この2相シス
テムは、水、及び少なくとも2つの水溶性ポリマーを含み、該ポリマーは、溶液
中で非相容性である。好ましくは、放出されるべき物体がまた存在し、しかしな
がら放出されるべき物体を架橋化工程後に加えることが可能である。特にリポソ
ームがコロイド系として使用された場合には、本発明で使用されるコロイド系は
しかしながら、十分な量で架橋化工程後にミクロスフェアに入るには一般にあま
りにも大きい。それ故に、架橋化工程の前にこれらコロイド系を加えることが好
ましい。水性相に存在するポリマーの少なくとも一つは、化学的に又は物理的に
架橋可能であり、かつ該架橋性ポリマー相は、他の水性ポリマー相中でエマルジ
ョン化される。
【0049】 使用されるポリマーは、放出されるべき物体の性質に依存して選択されうる。
放出されるべき物体は、架橋性ポリマー相に対して明らかな選好性を有すること
が好ましい。この場合、作られるべきミクロスフフェア中の可能最高のローディ
ング度(理論的に飽和濃度まで)が得られ得る。
【0050】 いかなる架橋可能なポリマーが使用されるかは重大ではない。しかしながら、
架橋化された形態のポリマーを含む制御された放出システムが、ヒト又は動物の
体内に持ち込まれるように意図されている場合、該ポリマーは、製剤的に許容可
能でありかつ好ましくは分解性であるべきでる。適切な架橋可能な水溶性ポリマ
ーは、デキストラン及び誘導体化されたデキストラン、澱粉及び澱粉誘導体、ヒ
ドロキシルエチル及びヒドロキシプロピルのようなセルロース誘導体、ポリビニ
ルピロリドン、蛋白質及び誘導体化された蛋白質などである。使用される架橋可
能なポリマーの分子量は、通常1,000〜1,000,000 Daである。ポリマーのより
高い分子量で、より良い相分離が、本発明の方法で使用される水性溶液中で一般
に得られる。
【0051】 当業者は、調整されるエマルジョンに必要とされる架橋可能なポリマー及び架
橋化条件を選択するための知識を有する。例えば、デキストランは、メチルアク
リレート又はメタクリレート基で架橋化され得る。他の例は、外相としてのPV
Pと、エマルジョン化された相としのデキストランとを含むシステムであり、こ
こで該デキストランはイソシアネートの存在を通じて架橋化される。
【0052】 さらに、放射線を使用する架橋化が言及される。Dex−MA(メタクリレー
ト誘導体化されたデキストラン)は、例えばγ−放射線の低用量例えば0.1
Mrad未満を使用してポリマー化されうる。本実施態様の利点は、一つの過程
で無菌マイクロパーティクルが得られうることである。さらに、UV照射による
架橋及び例えばポリマーに結合された疎水性尾部を使用する物理的架橋は、可能
な技術である。
【0053】 好ましい実施態様では、架橋可能なポリマーは、ポリ−N−イソプロピルアク
リルアミドのような温度感受性ポリマーであり、該ポリマーはデキストランのよ
うな他のポリマー上にグラフトとして例えば存在しうる。これらのポリマーのヒ
ドロゲルは、温度が低くなると増加する膨張挙動を示す。このことは、放出可能
な物質は、架橋化反応後にヒドロゲル中に容易に浸透しうることを可能にする。
後で温度を上昇(例えば37℃の値まで)することによって、ヒドロキシゲル中
のメッシュは小さくなり、それによって放出可能な物体を捕らえる。
【0054】 水性連続相に存在するポリマーは、架橋可能なポリマーと非相容性である任意
のポリマーであり得る。このポリマーも架橋可能であってもよいが、しかしなが
ら、不連続ポリマー相の架橋化のために使用される反応条件下ではもちろん架橋
性ではない(このことは好ましくない)。架橋化されるべきポリマーと非相容性
の適切なポリマーの例は、ポリ(エチレングリコール)(PEG)及びポリ(ビ
ニルアルコール)(PVA)である(例えば、デキストラン並びにデキストラン
誘導体、澱粉並びに澱粉誘導体、PVP、及び水溶性セルロース誘導体と組み合
わせて)。
【0055】 放出可能な物体の放出は多数の変数に依存し、それは望まれるように放出を調
整するために使用されうる。これらの変数の一つは、ミクロスフェアのサイズで
ある。該サイズは、エマルジョン化工程の工程環境及び処方パラメータを注意深
く変更することによって、調整されうる。例えば、水分含量、使用されるポリマ
ーの任意の一つ若しくはポリマーの混合物上の疎水性基の存在、連続及び不連続
相の粘度、及び使用される少なくとも2つのポリマー上の電荷が、生産されるべ
きミクロスフェア又はマイクロパーティクルのサイズを調整するための手段の例
である。加えて、エマルジョンが加えられ得る。適切な乳化剤は、2相システム
を生成するために使用される2つの非相容性ポリマーの単位のコポリマー、好ま
しくはブロック・コポリマー(例えばPEG及びデキストランのブロック・コポ
リマー)である。
【0056】 制御された放出をさらに保証するために、架橋されたポリマーは好ましくは分
解性であるべきである。
【0057】 本明細書中で前に述べたように、2つの水溶性ポリマーはお互いに非相容性で
あり、従って2相システムは2つのポリマーが水性溶液中に互いに加えられた後
に得られる。2相システムが得られるか否かは、関係する2つのポリマーの性質
だけでなく、それらが加えられる条件に依存する。この点で関連する要因は、ポ
リマーの分子量、水性溶液中のそれらの濃度、それらがお互いに加えられる温度
などである。使用されうるポリマーの任意の組み合わせのための相図を決定し、
従って相分離を得るための適切な条件を選択することは、当業者の標準技術の一
部である。
【0058】 添付された図8では、水/PEG/デキストラン3相システムの相図が例とし
て示されている。開始組成物が2節(−−−)より下である場合、1相システム
が存在し、一方2節の上では、2共存相が形成される:ポリマー1に富む相(組
成物 X1)、及びポリマー2に富む相(組成物X2)−X1とX2は、接続線(_
)を介して接続される。同じ接続線上の開始物質を使用して調整される全てのシ
ステムは、一定の組成物の相へと分離する。所定の開始組成物について、共存相
の体積比x1/x2は、y2/y1に等しい。
【0059】 本明細書の上記で示されたように、放出可能な物体は蛋白質薬物であり得る。
しかしながら、コロイド系例えばナノパーティクル又はミクロパーティクル(例
えば、リポソーム及びイスコム)を含む薬物又は抗原又は他の活性剤をカプセル
化することがまた可能である。この型のパーティクルのカプセル化は、カプセル
化された物体の速すぎる放出の発生を防ぐことの利点を有し、もしくは言い換え
れば爆発的効果がより安全な方法で避けられ得る。
【0060】 本発明の方法によって得られるマイクロカプセル化されたコロイド系は、コロ
イド系例えばリポソームがその中に存在するところの分解性ポリマーのマトリッ
クスを含む。活性成分は、コロイド系中に存在してもよい。これらの活性成分が
、ポリマー・マトリックスとそれらの相容性に基本的に関わりなく選択されても
よいことが本発明の相当の利点であり、すなわちこれらの活性成分がコロイド系
と相容性であることで十分である故に、活性成分がマトリックスそれ自身中に溶
解し又は分散しうすることは必要とされない。このことは、先行技術の放出シス
テム中に取り込まれることが困難性なあるいは追加の手段でのみ可能な活性成分
を含む放出システムの調製を可能にする。
【0061】 本発明の方法は従って、例えば全ての型の活性成分の遅延された又はパルス的
放出のためのミクロスフェアを可能にする。リポソームがコロイド系として使用
された場合、二分子脂質膜層の存在は、慣用のヒドロゲル・システム中にもたら
され得ない疎水性物質の取り込みを可能にする。これらの疎水性物質は、脂質二
重層中に取り込まれ又はそれと結びつけられた。
【0062】 カプセル化されるべきコロイド状パーティクルの例は、イスコム、リポプレッ
クス、ポリプレックス、ナノパーティクル及び固形リポナノパーティクルである
【0063】 イスコムは、ミクロスフェアによって、ゆっくりと又はパルス様式で放出され
てもよい。このことは、ワクチンの設計者に、抗原運搬イスコムによって誘導さ
れた免疫応答を操作することを可能にする。例えば、追加免疫(booster)が望
まれる場合、ミクロスフェアは、所定の遅延時間後のイスコムのパルス的放出に
よって追加免疫効果を誘導することができる。
【0064】 時間制御された方法で、ポリプレックス及びリポプレックス(遺伝子物質及び
縮合性ポリマー(混合物)の複合体若しくは(それらの混合物))を放出する輸
送システムにアクセスを有することが望まれてもよい。ミクロスフェアはそれを
おこなうことが可能である。
【0065】 同じことが、ナノパーティクル及びリポスフェアに妥当し、それは治療学的に
活性な物質又は抗原をロードされうる。ナノパーティクルは、例えばポリシアノ
アクリレートに基づくコロイド・パーティクルである。固形脂質ナノパーティク
ルは、体温で固形である脂質に基づくコロイド状パーティクルである。ナノパー
ティクル及び固形脂質ナノパーティクルは、リポソームと同様のパターンでミク
ロスフェアから放出されうる。これらのコロイド・パーティクルからの薬物放出
は、それらの構築要素及び製造条件に依存する。
【0066】 その上、コロイド系中に活性成分を取り込むことによって、該活性成分は、引
き続く重合工程の間に起こる反応から保護され、該反応は活性成分の望ましくな
い酸化をもたらしうる。
【0067】 本発明の方法で、コロイド系の10重量%又はそれ以上を含むマイクロカプセ
ルを提供することが可能になる。通常、取り込まれたコロイド系の量は、約5〜
10重量%であるが、この量は、使用される特定の条件で変化する。
【0068】 全体として取り込まれうる活性成分の量ならびにミクロスフェアにおけるこの
取り込みの効率は、合成条件及び意図された用途に強く依存してまた変化する。
例えば、膜蛋白質がリポソーム中に取り込まれるべきである場合、それはリポソ
ームの二重層中に容易に吸収される。これらのリポソームは、上記で述べたよう
に、高い効率でミクロスフェア内に取り込まれうる。一方、疎水性蛋白質はリポ
ソーム中により少ない効率で取り込まれ、最終ミクロスフェアのより低い蛋白質
含量を結果する。活性成分の高含量を有するミクロスフェアが望まれる場合、よ
り親水性のコロイド系が使用されうる。
【0069】 典型的に、本発明の方法で調製されたミクロスフェア中に存在する活性成分の
量は、約0.5〜50μgの活性成分/mgミクロスフェア物質である。
【0070】 放出されるべき物体の分配は、水性2相システム中に存在するポリマーの性質
によって主として決定される。この分配は、例えば水性システムに塩を添加する
ことによって又はpHを調整することによって例えば影響されうる。
【0071】 放出可能な物体例えば蛋白質が架橋化工程の間に存在する場合、放出可能な物
体の全体性が保護される注意が取られるべきである。蛋白質性物質が、開始シス
テムなどによって酸化されることは例えば避けるべきである。この観点から、悪
影響は開始剤の量を最小にすること、重合時間を減少すること又は適切な抗酸化
剤例えばα−トコフェロールを加えることによって、避けられ又は最小化され得
る。
【0072】 他の相からの放出可能な物体を囲む架橋化された構造の分離は、任意の慣用の
方法で実行されうる。好ましくは、該分離は、濾過又は遠心分離によって達成さ
れる。該架橋化された構造は引き続き、水で洗浄され、そして乾燥されうる。該
乾燥工程は、2年より永い維持期間を有する、薬剤的に許容可能な生成物が得ら
れうることを決定する。非常に好ましい乾燥方法はスプレー・ドライ法であり、
しかしながら該乾燥は凍結乾燥を使用して適切にまた実行される。
【0073】
【発明の実施の形態】
本発明は、架橋化されたミクロスフェア中でコロイド系例えばリポソームのカ
プセル化のための方法を提供する。
【0074】 本発明者らは、コロイド系を含むミクロスフェアが、 a)i)水溶性の架橋可能なポリマーを含む第1相、 ii)前記第1相中の前記ポリマーと溶液中で非相容性である水溶性のポリ
マーを含む第2相、及び iii)前記第1相中で縣濁されるべきコロイド系、 の水性混合物を用意して;前記第2相中の前記第1相のエマルジョンを形成す
ること、及び b)前記架橋可能なポリマーの少なくとも一部分を架橋することによって、前
記エマルジョン中にミクロスフェアを形成し、かくして前記マイクロカプセル化
されたコロイド系を形成する工程と、 を含む方法に従い調製された場合、本明細書の上記で述べた問題が、克服され
得ることを驚くべきことに発見した。
【0075】 好ましい実施態様では、本発明の方法は、コロイド系を前記第1相と最初に混
合し、そして引き続きこの混合物を第2相と接触させることによって実行される
。工程a)で前記コロイド系を前記第1相と接触させることによって予備混合物
を形成し、そして引き続き該予備混合物を前記第2相と接触させることによって
、該コロイド系は、ミクロスフェア中に高いカプセル化効率でカプセル化されう
る。
【0076】 本発明に従い生産されたマイクロカプセル化されたコロイド系を適用する場合
、コロイド系の大部分は、ミクロスフェアからそのまま放出され、望ましい放出
特性をもたらす。広いサイズ範囲にわたり、放出特性は、使用されるコロイド系
のサイズによって影響されない。その上、放出特性は、本明細書の以下に説明さ
れるように、本発明の方法の或る工程を変更することによって調整されうる。
【0077】 本発明に従うマイクロカプセル化されたコロイド系、例えばリポソームの調製
は、連続相(すなわち溶媒又は分散化する相)として水を使用して実行される。
このことは、毒性学的観点から有利である。その上、有機溶媒の不存在は、コロ
イド系及びコロイド系によって含まれる活性成分の分解を防ぐ。
【0078】 本発明に従うと、リポソームのようなコロイド系は、ミクロスフェア中に、特
に非常に高いカプセル化効率でデキストラン・ミクロスフェア中にカプセル化さ
れうる。本発明に従う方法で、開始混合物に添加されたコロイド系のほとんど完
全な、すなわち85重量%超、好ましくは90重量%超が得られうる。
【0079】 コロイド系が分解性ミクロスフェアからそのまま放出され、かつパルス的及び
拍動された放出が得られうる。さらに、適用すると遅延された放出を示すシステ
ムがまた得られうる。生理学的な条件下での放出期間は、例えば6日間(dex
LactateHEMA DS 4、水分含量 70%、容量比 40)から例
えば3カ月(dexHEMA DS 8、水分含量 50%、容量比 40)ま
で調整されうる。pH8.0での放出実験からの外挿では、50%の水分含量を
使用する生理学的条件下、dexHEMA DS 16を使用する放出は、3カ
月よりも長いものであった。
【0080】 より長いパルスは、ミクロスフェアのより遅い分解性の故に、より低い水分含
量及び高い置換度を有するミクロスフェアにおいて一般に観察される。
【0081】 DexLactateHEMAミクロスフェアは、一般にdexHEMAより
も速くコロイド系を放出し、なぜならば乳酸エステルは、炭酸エステルよりも加
水分解に対してより敏感であるからである。
【0082】 使用される架橋可能なポリマーは、薬剤的に適用可能でかつ好ましくは分解性
であるべきである。適切な架橋可能な水溶性ポリマーは、デキストラン及び誘導
体化されたデキストラン、澱粉及び澱粉誘導体、セルロース誘導体例えばヒドロ
キシエチル及びヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルピロリドン、蛋白質
及び誘導体化された蛋白質である。好ましい架橋可能なポリマーは、架橋可能な
基を含むデキストランである。好ましい架橋可能な基はメタクリレート基であり
、最も好ましいデキストランポリマーはdexMA、dexHEMA及びdex
LactateHEMAから成る群から選択される。
【0083】 本発明の方法は、水中水型エマルジョン技術を使用して、コロイド系としてリ
ポソームを含むデキストラン・ミクロスフェアの調製によって、本明細書の以下
にさらに示される。
【0084】
【実施例】
本発明のマイクロカプセル化されたリポソームは、以下の非限定的実施例、図
9−15を参照していま示される。
【0085】実施例1 種々の分子量を持つポリエチレングリコール(PEG)が、メルク−シュハル
ト社(ドイツ)から得られた。種々のDS(置換度;100グルコピラノース残
基当たりのメタクリレート基の数)を持つメタクリレート誘導体化されたデキス
トラン(dex−MA)が、Macromolecules、第28巻、1995年、第631
7−6322頁中のVan Dijk-Wolthuisらによって基本的に記載されているよう
に、触媒としてDMAP(N,N−ジメチルアミノピリジン)を使用し、DMS
O(ジメチルスルホキシド)中、デキストランT40及びメタクリル酸グリシジ
ルのカップリング反応によって合成された。
【0086】 Dex−PEGは、以下のようにして合成された。mPEG(モノメトキシポ
リエチレングリコール、M 5000g/mmol、5g、1mmolの水酸基
に対応する)及びCDI(カルボニルジイミダゾール、162mg、1mmol
)が、無水テトラヒドロフラン100ml中に溶解された。該溶液は、室温で一
晩攪拌され、引き続き減圧下で溶媒が気化された。次に、CI(カルボニルイミ
ダゾール)活性化されたmPEGが、DMSO50mlのデキストランT40(
1.7g)及びDMAP(0.35g)の溶液に添加された。この溶液は、室温
で1週間攪拌された。塩酸でDMAPの中和後、該溶液は水に対して徹底的に透
析され、そして引き続き凍結乾燥された。該生成物は、ゲル透過クロマトグラフ
ィー及びNMRによって特徴付けられた。4つのDex−lactate−HE
MA(DS 3)に等しい置換度は、同時係属の欧州特許出願第9620182
1.4号明細書に記載されているように合成された。
【0087】 ポリエチレングリコール(PEG、種々の分子量)が、12−40%(重量/
重量)の濃度まで、0.22M塩化カリウム中に溶解された。Dex−MAが1
0−40%(重量/重量)の濃度まで、0.22M塩化カリウム中に溶解された
。両方の溶液が、10分間窒素でフラッシュされた。次に、PEG溶液4.75
ml及びdex−MA溶液0.25mlが、混合され、そして1分間ボルテック
スされ(ウィン ボルテックス−ジェニィ、最高速度で)、内相としてのデキス
トラン及び外相としてのPEGを有する水中水型エマルジョンを結果した。10
分後、(N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミン、100μl、0
.22M塩化カリウム中20%(体積/体積)、濃塩酸で7.2に調整されたp
H)及びKPS(ペルオキシ二硫酸カリウム、180μl、50mg/ml水中
)が添加された。エマルジョンは、37℃で30分間インキュベートされて、d
ex−MAを重合した。ミクロスフェアは、水で2回洗浄され、そして凍結乾燥
された。
【0088】 イン・ビトロでの細胞培養を使用して、dex−MAの細胞毒性は、デキスト
ラン(該化合物はヒトで血漿置換剤として長年使用されている)の細胞毒性と同
様に低いことが示された。
【0089】 パーティクル・サイズ(数重み直径(=Σnd/Σn)及び体積重み直径(=
Σnd4/Σn3))、I. C. Edmundson、パーティクル−サイズ分析、H. S. Bea
n、A. H. Beckert 及び J. E. Carles (編集)、Advances in Pharmaceutical
Sciences、第2巻、Academic Press、ロンドン、1967年、第95−174頁
)及びパーティクル・サイズ分布が、レーザ光ブロッキング技術(アキュサイザ
ー(Accusizer、商標)、モデル 770、 Particle Sizing Systems、サンタ
バーバラ、カリフォルニア、米国)によって決定された。ミクロスフェアの形
及び表面特性(多孔性)が、走査型電子顕微鏡(SEM)分析によって確立され
た。
【0090】 図1は、アキュサイザーを使用し決定された場合、水中水型エマルジョンを介
して調製されたデキストラン・ミクロスフェア・バッチのパーティクルサイズ分
布の代表例を与える。走査型電子顕微鏡分析は、パーティクルが完全に球面でか
つ非多孔性であることを示している(図2)。
【0091】 図3は、MA置換度及びPEGの分子量の関数としてデキストラン・ミクロス
フェアの体積重み平均直径を示す。PEG溶液の濃度は24%(重量/重量)で
あり、dex−MA濃度の濃度は20%であった。パーティクルサイズはPEG
の分子量の減少と共に増加することが示された。PEG分子量を固定すると、パ
ーティクルサイズはDSの増加と共にわずかに減少する。
【0092】 図4は、MA置換度及び水性dex−MA濃度の濃度の関数としてデキストラ
ン・ミクロスフェアの体積重み平均直径を示す。該平均直径は、dex−MA濃
度の減少と共に減少する。
【0093】 図5は、デキストラン・ミクロスフェアの体積重み平均直径に対するPEGの
濃度及び分子量の影響を示す。この評価のために、0.22M塩化カリウム中の
8のDSのdex−MA(20%、重量/重量)が使用された。所定のPEGに
とって、最も大きいパーティクルは、約24%PEG濃度で得られた。
【0094】実施例2 ミクロスフェアは、実施例1で与えられたプロトコルを使用し、及び下記の貯
蔵溶液を使用し、以下の処方から調製された。 0.22M塩化カリウム中の貯蔵溶液(%、重量/重量): A.PEG 10,000、24% B.PEG 20,000、24% C.Dex−MA (DS 13) 20% D.Dex−lactHEMA (DS 3) 20% E.Dex−lactHEMA (DS 3) 10% F.Dex−PEG 20% 表1は、結果を要約する。
【0095】
【表1】
【0096】 見ることができるように、適切な乳化剤(デキストラン及びPEGのブロック
・コポリマー)は、より小さな分散度(=重み平均直径/数平均直径)でより小
さな粒子を与える。
【0097】実施例3 非分解性デキストラン・ミクロスフェア及び分解性ミクロスフェアからのモデ
ル蛋白質の放出が、評価された。該ミクロスフェアが、dex−MAミクロスフ
ェア中へのデキストラナーゼの取り込みによって分解性にされる。
【0098】 Dex−MA(DS 8)が、10mMリン酸塩バッファー(pH8.0)中
に溶解された。この溶液の2mlに、IgG(イムノグロブリンG、25.6m
g)の一定量及びデキストラナーゼの種々の量(シグマ D1508;0、0.
1及び1U(1Uは、37℃、pH6.0で1分当たり1μmol還元性オリゴ
糖を放出する))が添加された。この溶液は、0.22M塩化カリウム中のPE
G(分子量 10,000、濃度24%(重量/重量))の水性溶液中でエマル
ジョン化された。その後、0.22M塩化カリウム中のTEMED(N,N,N
’,N’-テトラメチルエチレンジアミン、100μl、20%(容量/容量)
、濃塩酸で7.2に調整されたpH)及びKPS(ペルオキシ二硫酸カリウム、
180μl、50mg/ml、水中)が添加された。ミクロスフェアは、水で洗
浄され、そして窒素フロー下で乾燥された。
【0099】 ミクロスフェアの正確に秤量された量(0.3−0.5g)が、10mlリン
酸塩バッファー(pH5.5)中で縣濁され、そしてバッファー中に放出された
蛋白質の量が、バイオラド・蛋白質アッセイ(M. Bradford. Anal. Biochem.、
第72巻、1976年、第248−254頁)を使用し決定された。図6は、放
出特性を示す。この図から、デキストラン・ミクロスフェアからのIgGの放出
は、デキストラナーゼによって調整され得ることが明らかである。
【0100】実施例4(参考実験) 分解性デキストラン・ミクロスフェアからのモデル蛋白質(IgG)の放出が
、評価された。分解は、マイクロパーティクル中のデキストラナーゼの共含有に
よって確立された。
【0101】 メタクリレート誘導体化されたデキストラン(DS=8,138mg)が、6
12μlバッファー(10mMフォスフェート、220mM塩化カリウム、pH
8.0)中で溶解された。その後、IgGの水性溶液(50mg/ml)250
μl及びデキストラナーゼの水性溶液(種々の濃度)250μlが、添加された
。IgG及びデキストラナーゼが、同じバッファー(10mMフォスフェート、
220mM塩化カリウム、pH8.0)に溶解された。次に、dexMA、Ig
G、デキストラナーゼ溶液の500μlが、同じバッファー中のPEG(分子量
10,000 g/mol、濃度 17.5、24又は30%重量/重量)の
水性溶液5mlに添加された。これらの相分離されたシステムは、1分間ボルテ
ックスされ、引き続きペルオキソ二硫酸カリウム(50mg/ml;リン酸塩バ
ッファー中に溶解された)180μl及びTEMED(N,N,N’,N’’-
テトラメチルエチレンジアミン、20%体積/体積、塩酸で8.0に調整された
pH)が添加された。次に、サンプルが、37℃、30分間でインキュベートさ
れて、DexMAを重合した。パーティクルが遠心分離によって集められ、そし
て水で洗浄された。粒子は、バッファー(5mM NH4Ac、pH5.5)中
で再縣濁され、そして37℃でインキュベートされた。周期的に、サンプルが引
き抜かれ、そしてそれらの蛋白質含量を分析した(バイオラド アッセイ)。図
7は、放出特性を示す。デキストラナーゼの不存在下で、累積放出が10%未満
であったことが見られることができ、蛋白質の流体力学的直径がヒドロゲル・メ
ッシュ・サイズよりも大きいことを示す。その上、放出速度は、パーティクル中
のデキストラナーゼの量の増加と共に増加する。パーティクル中のデキストラナ
ーゼの増加する量は、増加する分解速度を結果した。このことは、デキストラン
・パーティクルからの包摂された蛋白質の放出は、ヒドロゲルマトリックスの分
解速度によって調整されうることを意味する。分解は、酵素(デキストラナーゼ
)の添加によって、又は架橋中への加水分解的に不安定なスペーサ(例えば、乳
酸エステル)の導入によって確立され得る。
【0102】比較例 デキストラン鎖がメタクリレート基で誘導体化され、Mw40,000を有す
るデキストラン5gが、水45ml中に溶解された。第2溶液が調製され、該溶
液は、水45ml中にMw6,000を有するポリエチレングリコール7gを含
む。
【0103】 室温で、第1溶液が、攪拌の間に第2溶液に添加された。結果は一相系システ
ムであり、該系システムからミクロスフェアは形成され得なかった。本例は、2
相システムが得られるように開始物質の分子量及び濃度を選択する必要性を示す
【0104】 以下の実施例5−9では、以下の物質が使用された。ポリマー関連物質 PEG10,000(Mw12,000;Mn8,700)及びペルオキソ二
硫酸カリウムがメルク社(ダルムシュタット、ドイツ)から得られた。Dex4
0,000(Mw38,800;Mn16,400)及びN,N,N’,N’-
テトラメチルエチレンジアミンがフルカ社(ブッヒス、スイス)から購入された
。Mw及びMnは、それぞれ重量及び数平均分子量(GPCによって決定された
)を言う。置換度(DS:100デキストラン・グルコピラノシルモノマー単位
当たりのMA基の数)10であるメタクリレート(MA)誘導体化されたデキス
トラン(dexMA)は、Macromolecules、第28巻、1995年、第6317
−6322頁中のVan Dijk-Wolthuisらに記載されているように調製された。種
々のDSを有するヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)誘導体化された
デキストラン(dexHEMA)は、Van Dijk-Wolthuisらによって記載された
ように調製された。1H−NMRによって決定された置換度は、5、8及び16
であった。単分散の及び多分散のラクテートHEMA誘導体化されたデキストラ
ン(dexLactateHEMA)が、Cadeeら(Polymer、第40巻、199
9年、第6877−6881頁)及びVan Dijk-Wolthuisらに従って調製され、
そして両者は4のDSを有した。
【0105】リポソーム関連物質 ジパルミトイルホスファチジルコリン(DPPC)及びジパルミトイルホスフ
ァチジルグリセロール(DPPG)が、リポイド GmbH(ルートウィヒシャフェ
ン、ドイツ)によって提供された。コレステロール(Chol)及びカルセイン
が、シグマ社(ロックフォード、イリノイ州、米国)から得られた。クロロホル
ム及びメタノール(p.a.)が、メルク社(ダルムシュタット、ドイツ)から購入
された。
【0106】実施例5 DPPC:DPPG:Chol(10:1:10)リポソームが、Crommelin
ら('Liposomes'、Kreuter、J.(編集)、Colloidal Drug Delivery Systems. I
nc. Marcel Dekker、1994年、第73−190頁)に記載されたように、カ
ルセイン(活性成分として80mMの濃度で使用される水性マーカー)とともに
又はなしで、脂質フィルム水和によって調製された。カルセインの取り込みは、
Gregoriadis(編集)、'Liposome Technology'、第I、II及びIII巻、第1版及び
第2版、CRC Press、ボカラトン、フランス(1984年、1993年)中に記
載されている。
【0107】 pH7.2に調整された、0.8%塩化ナトリウムを含む10mM Hepe
s(N−[2−ヒドロキシエチル]ピペラジン−N’−[4−ブタンスルトン酸
])バッファーが、水性培地(合計脂質濃度 81mM)として使用された。引
き続き、リポソームは、0.6、0.2、0.1及び/又は0.05μmポリカ
ーボネート・フィルターを通じて押し出されて、望ましいサイズを得た。カルセ
インを含むリポソームは、超遠心によって洗浄されて、包摂されていないカルセ
インを除いた。リン脂質含量は、Rousserら('Two-dimentional thin layer chr
omatographic separation of polar lipids and determination of phospholipi
ds by phosphorous analysis of spots'、Lipids、第5巻、1970年、第49
4−496頁)に従うフォスフェート決定によって測定された。平均パーティク
ルサイズは、動的光散乱(DLS)によって決定された。調製されたリポソーム
の、サイズ、多分散性指数、及びフォスフェート又はカルセイン含量が、表2に
示されている。
【0108】
【表2】
【0109】実施例6 マイクロカプセル化されたリポソームは、実施例5で調製されたリポソームを
10mM Hepesバッファー中のdexMAの水性溶液と混合することによ
って調製された。2つのバッチが生成され、リポソーム中に存在するカルセイン
を有する一つと、有しない一つである。10mM Hepesバッファー中のP
EGの水性溶液が、また調製された。両液は、リポソームが添加される前に10
分間窒素でフラッシュされ、そして引き続きシンチレーション・バイアル(総重
量5g)に移された。得られた2相システムは60秒激しくボルテックスされて
、水中水型エマルジョンを生成した。次に、エマルジョンは10−15分間安定
化することを許され(周囲条件)、引き続きTEMED(100μl、20%体
積/体積、4M塩酸でpH7に調製された)及びKPS(180μl、50mg
/ml)が添加された。このシステムは、37℃で30分間インキュベートされ
て、デキストラン鎖に結合されたメタクリレート基を重合した。引き続き、PE
G相は、複数回の洗浄及び遠心分離工程によって除去された。パーティクルサイ
ズ及びパーティクルサイズ分布が、レーザ光ブロッキング技術(アキュサイザー
(Accusizer、商標)で測定された。
【0110】 種々のバッチが、種々のリポソームサイズ(95、184及び370nm)、
ミクロスフェア水分含量(50−70%)及びPEG/dex体積比(20−8
0)を使用して調製された。
【0111】 ミクロスフェア中のリポソームのカプセル化効率が、2相システムに添加され
たリポソームの量によって割算されたミクロスフェア中のリポソームの量として
定義された。ミクロスフェア中のリポソームの量は、Rousserら(Lipids、第5
巻、1970年、第494−496頁)に従うフォスフェート決定を使用してミ
クロスフェア・ペレット中のリン脂質濃度を測定することによって決定された。
【0112】 カプセル化効率は、きわめて再現可能である。5つの独立して調製されたサン
プル(処方:dexMA DS 10、水分含量:70%、体積比:40、リポ
ソームサイズ:184nm)について、カプセル化効率は、94.4%であった
。このケースでは、本発明の好ましい実施態様に従い、リポソームは、PEG相
への添加の前にデキストラン相と混合された。リポソームが、相分離されたシス
テムに添加された場合、このことは88.1%のカプセル効率を結果した。従っ
て、リポソームをデキストラン相と初めに混合することは、より高いカプセル化
効率を結果した。
【0113】 カプセル化効率に対する、リポソームサイズ、ミクロスフェア水分含量及びP
EG/dex体積比の影響が試験され、そして表3に示される。
【0114】
【表3】
【0115】 この表3から、ほとんどの場合、カプセル化効率は100%に近いことが明ら
かである。(任意の水分含量及び/又は体積比での)リポソームサイズとカプセ
ル化効率との間に関係がないように思われる。カプセル化効率は、より大きいリ
ポソームが使用された場合に、増加することが期待されたが、しかし明らかに、
最も小さいリポソームでさえデキストラン・マトリックス中に完全に包摂された
。より高いカプセル化効率は、より低い水分含量に期待され、なぜならばより低
い水分含量は、ヒドロゲル中のより小さいポアを結果するからである。しかしな
がら、表3は、水分含量とカプセル化効率との間に関係がないことを示す。80
の体積比にとって、カプセル化効率はわずかに低く、なぜならば大きいPEG/
dex体積比はデキストラン相の小さい体積を結果し、それ故にリポソームはあ
まりうまくカプセル化され得ないからである。
【0116】実施例7 実施例6が、架橋化ポリマーとしてdexMAの代わりにdexHEMAを使
用し繰り返された。全ての他の工程は同じであった。
【0117】実施例8 実施例6が、架橋化ポリマーとしてdexMAの代わりにdexLactat
eHEMAを使用し繰り返された。全ての他の工程は同じであった。
【0118】実施例9 ミクロスフェアからのリポソーム放出が、再縣濁されたミクロスフェア(望ま
しいpHの10ml Hepesバッファー中)をインキュベートすることによ
って測定された。望ましい時点で及び遠心分離(10分、4500rpm)後、
全上清が除去された。ミクロスフェア・ペレットが、新鮮なバッファー10ml
中に再縣濁され、そしてローラー・ベンチに戻された。上清中のリポソームの量
は、Rousserら(Lipids、第5巻、1970年、第494−496頁)に従うフ
ォスフェート決定によって決定された。放出されたリポソームの完全性が、カル
セインを含むリポソームを使用して、トリトンX−100で処理されていない上
清及び処理された上清の両方の蛍光(λex=485、λem=512)を測定して
研究された。リポソーム内のカルセインの高い濃度により、消光が生じ、無傷の
リポソームについて低い蛍光信号を結果する。カルセインが周囲の培地中に放出
された場合、カルセインは希釈され、より高い蛍光信号を結果する。トリトンX
−100での処理は、リポソームの破壊及び全てのカルセインの放出を結果する
。遊離のカルセインの放出と総カルセインの放出(トリトンX−100での処理
後)との間の差は、放出された無傷のリポソームの量を決定するために使用され
た。
【0119】 ほとんどの処方は、パルス的な放出挙動を示した。実施例2で調製されたサン
プルの放出カーブが、図9に示されている。この図は、デキストラン・ミクロス
フェアからのリポソームの放出が非常に再現可能(n=3)であることを示す。
カーブの形は、ミクロスフェアのバルク分解を示唆する。ミクロスフェアの表面
で存在するリポソームの放出におそらくより、最初にリポソームの約10%のみ
が放出された。ミクロスフェアの加水分解は、増加するポア・サイズを結果し、
そして約18日のラグタイム後に、リポソームの残りは自由にされ、100%回
収をもたらした。
【0120】 リポソームが無傷で放出されたかどうかをテストするために、カルセイを含む
ンリポソームの放出が、試験された。図10では、遊離のカルセイン、総カルセ
イン、リポソームのカルセイン及びフォスフェートの放出曲線が、実施例2のサ
ンプルについて示される。いかなる遊離のカルセインもほとんど放出されないこ
とが明らかである。しかしながら、トリトンX−100でサンプルの処理後、高
い蛍光が測定され、カルセインがリポソーム内にまだあることを示す。その上、
フォスフェート決定及びカルセイン蛍光によって決定された放出カーブが、非常
に似ている。このことは、リポソームがそのままミクロスフェアから放出される
ことを示す。このことは、放出されたリポソームの動的光散乱(DLS)測定に
よってまた確認され、その結果は表4に与えられている。
【0121】
【表4】
【0122】 表4から、放出後のパーティクルサイズは、ミクロスフェア中へのカプセル化
の前のパーティクルサイズと同様であることが判る。放出特性に対するリポソー
ムサイズの影響は、pH7.2と8.0について、図11A及び11Bにそれぞ
れ示されている。両図から、リポソームサイズが遅延時間に影響しないことは明
らかである。その上、図11A及び11Bから、パルス幅は、パーティクルサイ
ズによりほとんど変化しないことが分かる。
【0123】 図12では、放出特性に対するPEG/デキストラン体積比の影響が示されて
いる。期待されたように、より低い体積比は、より大きいパルスを結果し、なぜ
ならばより低い体積比はデキストラン相のより大きい体積を結果するからである
。それ故に、全てのリポソームを放出するために、より多くの架橋が分解されな
ければならず、より大きいパルスを結果する。パルスの始まりは、体積比によっ
て影響されず、なぜならば、ポアサイズ及び分解速度は、デキストラン相の体積
に関わらず、同じであるからである。
【0124】 放出に対する水分含量の影響が、図13Aに与えられている。より永い期間に
わたる放出が、観察された。しかしながら、ラグタイムは、より低い水分含量に
おいて増加せず、しかしながら、初期に放出されたリポソームの量は、低い水分
含量であるミクロスフェアにおいて、より小さかった。水分含量の上記された影
響は、低い置換度であるdexHEMAが使用された場合、観察されなかった(
図13)。このことは、10より小さいDSであるヒドロゲルは、空間的に安定
でなくかつそれ故に膨潤するという事実によって説明され得る。
【0125】 放出特性に対する置換度の他の影響は、図14A及び14Bに示される。図1
4Aから、より高いDSである処方は、より永い遅延時間後にリポソームを放出
し、かつパルスの傾斜はより小さいことが判る。それ故に、総放出時間は、より
永い。パルスのより小さい傾斜は、pH8.0でまた観察された(図14B)。
DS16が使用された場合、ほとんどゼロ次の放出が得られ、一方、DS5を使
用することは、鋭いパルスを結果した。このpHではしかしながら、遅延時間(
pH7.2についてのようにすぐの)の差は、観察されなかった。
【0126】 dexHEMAの他に、dexLactateHEMAミクロスフェア(単分
散の及び多分散の両方)からのリポソームの放出が、同様に研究された。図15
では、dexHEMA(DS 5)及びdexLactateHEMA(DS
4)ミクロスフェアの放出特性が比較される。dexLactateHEMAミ
クロスフェアからの放出はより速く、なぜならばdexLactateHEMA
中に存在する乳酸エステルは、dexHEMA中に存在する炭酸エステルよりも
加水分解に対してより感受性であるからである。単及び多分散の間に観察される
違いはなく、なぜならば、分解する乳酸エステルは、両方のポリマー中で同じだ
からである。単分散のdexLactateHEMAの利点はしかしながら、そ
れがより迅速に溶解しかつそれはより良好に定義されたネットワークを結果する
ことである。
【0127】 放出は、pH7.2とpH8.0の両方で試験された。これらのpH値では、
ヒドロゲルの分解は、完全に塩基性で触媒される故に、放出速度は理論的に、O
-濃度に対して直線比例である。放出バッファーのpHは、7.2及び8.0
(室温)にセットされ、しかし37℃(放出温度)では、それらは、それぞれ7
.1及び7.8である。それ故に、OH-濃度は、pH7.1よりもpH7.8
で4.9倍、より高く、従って放出は、最も高いpHにおいて4.9倍速いこと
が期待された。表5では、両方のpH値についてのリポソームの50%が放出さ
れるところの時間の間の速度が、示されている。
【0128】
【表5】
【0129】 値と良く対応する放出速度の理論的に期待された違いは、実験的に確認された
。DS=5からの観察された乖離は、ヒドロゲルの膨張によって再び説明されう
る。
【0130】
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、水中水型エマルジョン技術を介して調製されたデキストラン・
ミクロスフェアの体積パーティクルサイズ分布を示す。
【図2】図2は、図1のデキストラン・ミクロスフェアの走査型電子顕微鏡(S
EM)顕微鏡写真を示す。
【図3】図3は、MA置換度及びPEGの分子量の関数としてデキストラン・ミ
クロスフェアの体積重み平均直径を示す。
【図4】図4は、MA置換度及び水性dex−MAの濃度の関数としてデキスト
ラン・ミクロスフェアの体積重み平均直径を示す。
【図5】図5は、デキストラン・ミクロスフェアの体積重み平均直径に対するP
EGの濃度及び分子量の影響を示す。
【図6】図6は、分解中のデキストラン・ミクロスフェアの放出特性を示す。
【図7】図7は、分解中のデキストラン・ミクロスフェアの放出特性を示す。
【図8】図8は、水/PEG/デキストラン3成分システムの相図を示す。
【図9】図9は、pH7.2でデキストラン・ミクロスフェアの個々に調製され
た3バッチのリポソーム放出を示す。マイクロカプセル化されたリポソームの処
方は、DexHEMA DS 8、水分含量 70%、PEG/dex体積比:
40、184nm DPPC:DPPG:Chol(10:1:10)リポソー
ムである。
【図10】図10は、pH8.0で遊離のカルセイン、総カルセイン、リポソー
ムのフォスフェートの放出を示す。マイクロカプセル化されたリポソームでの処
方は、DexHEMA DS 8、水分含量 70%、PEG/dex体積比:
40、カルセインあり(226nm)の及びなし(184nm)のDPPC:D
PPG:Chol(10:1:10)リポソームである。
【図11】図11Aは、pH7.2での放出特徴に対するリポソームサイズの影
響を示す。マイクロカプセル化されたリポソームの処方は、DexHEMA D
S 8、水分含量 70%、PEG/dex体積比 40;95及び184nm
DPPC:DPPG:Chol(10:1:10)リポソームである。 図11Bは、pH8.0での放出特徴に対するリポソームサイズの影響を示す
。マイクロカプセル化されたリポソームの処方は、DexHEMA DS 8、
水分含量 70%、PEG/dex体積比 40;95及び184nmDPPC
:DPPG:Chol(10:1:10)リポソームである。
【図12】図12は、pH7.2での放出特徴に対するPEG/dex体積比の
影響を示す。マイクロカプセル化されたリポソームの処方は、DexHEMA
DS 8、水分含量 70%、PEG/dex体積比 20、40及び80;1
84nmDPPC:DPPG:Chol(10:1:10)リポソームである。
【図13】図13Aは、非分解性dexMAミクロスフェアからの放出と比較し
た、pH7.2での本発明に従うマイクロカプセル化されたリポソームの放出特
徴への水分含量の影響を示す。マイクロカプセル化されたリポソームの処方は、
DexHEMA DS 8、水分含量 70及び50%、PEG/dex 体積
比 40;184nmDPPC:DPPG:Chol(10:1:10)リポソ
ームである。 図13Bは、pH7.2での放出特徴に対する水分含量の影響を示す。マイク
ロカプセル化されたリポソームの処方は、DexHEMA DS 5、水分含量
70及び50%、PEG/dex 体積比 40;184nmDPPC:DP
PG:Chol(10:1:10)リポソームである。
【図14】図14Aは、pH7.2での放出特徴に対する置換度の影響を示す。
マイクロカプセル化されたリポソームの処方は、DexHEMA DS 5及び
8、水分含量 70%、体積比 40、リポソームサイズ184nmである。 図14Bは、pH8.0での放出特徴に対する置換度の影響を示す。マイクロ
カプセル化されたリポソームの処方は、DexHEMA DS 5、8及び16
、水分含量 70%、体積比 40、リポソームサイズ 184nmである。
【図15】図15は、pH7.2での放出特徴に対するデキストラン誘導体の影
響を示す。マイクロカプセル化されたリポソームの処方は、DexHEMA (
DS 5)、単及び多分散のdexLactateHEMA (DS 4)、水
分含量 70%、体積比 40、リポソームサイズ 184nmである。
───────────────────────────────────────────────────── 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 47/36 A61K 37/02 B01J 13/04 B01J 13/02 A (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 AA19 AA64 AA67 EE06L EE23L EE30H EE30M FF31 GG08 GG09 GG23 4C084 AA02 AA03 AA17 MA05 MA24 MA38 NA06 NA12 4G005 AA01 AA07 AB12 AB25 BA01 BB13 DB11Y DB11Z DB22X DD25W EA03

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マイクロカプセル化されたコロイド系の調製のための方法であって、 a)i)水溶性の架橋可能なポリマーを含む第1相、 ii)前記第1相中の前記ポリマーと溶液中で非相容性である水溶性ポリマ
    ーを含む第2相、及び iii)前記第1相中で縣濁されるべきコロイド系、 の水性混合物を用意して;前記第2相中の前記第1相のエマルジョンを形成す
    ること、及び b)前記架橋可能なポリマーの少なくとも一部分を架橋化することによって、
    前記エマルジョン中にミクロスフェアを形成し、かくして前記マイクロカプセル
    化されたコロイド系を形成すること、 の工程を含む、前記方法。
  2. 【請求項2】 工程a)が、前記コロイド系を前記第1相と接触させることによって予備混合
    物を形成し、引き続き該予備混合物を前記第2相と接触させることによって実行
    される、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記コロイド系が、リポソーム、イスコム(iscoms)、ポリプレックス(poly
    plexes)、リポプレックス(lipoplexes)、ナノパーティクル、コロイドのサイ
    ズ範囲の固形脂質パーティクル、エマルジョン、及びそれらの組み合わせから成
    る群から選択されるところの請求項1に記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記架橋可能なポリマーが、架橋可能な基を含むデキストランポリマーである
    ところの請求項1に記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記架橋可能な基が、メタクリレート基であるところの請求項4に記載の方法
  6. 【請求項6】 前記デキストランポリマーが、dexMA、dexHEMA及びdexLac
    tateHEMAから成る群から選択されるところの請求項5に記載の方法。
  7. 【請求項7】 前記デキストランポリマーのDS(置換度)が、2〜30であるところの請求
    項6に記載の方法。
  8. 【請求項8】 前記第2相中の前記ポリマーが、ポリエチレングリコール(PEG)及びポリ
    ビニルアルコール(PVA)から成る群から選択されるところの請求項1に記載
    の方法。
  9. 【請求項9】 活性成分を含むコロイド系が使用され、該活性成分が好ましくは蛋白質薬物で
    あるところの請求項1に記載の方法。
  10. 【請求項10】 ミクロスフェアであって、該ミクロスフェアの少なくとも80重量%は、10
    0nm〜100μm、好ましくは5〜15μmのパーティクル直径を有し、該ミ
    クロスフェアは、コロイド系をカプセル化する分解可能な架橋されたポリマーか
    ら成る、前記ミクロスフェア。
  11. 【請求項11】 有機溶媒を含まない、請求項10に記載のミクロスフェア。
  12. 【請求項12】 前記コロイド系が活性成分を含み、該活性成分が好ましくは蛋白質薬物である
    ところの請求項10に記載のミクロスフェア。
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