JP2004532893A - イオン化可能な内核を持つ単分子の高分子ミセル - Google Patents
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Abstract
本発明は、親水性の殻と定められたｐＨ値にて潜在的にイオン化可能で且つ相対的に疎水性の核とを持つ単分子の高分子ミセル（ＵＰＭ）の調製を記載する。ｐＨが変化するにつれて、核は静電気的に荷電されるようになる。そのようなミセルは生分解性ポリマー又は非生分解性ポリマーのいずれからも製造することができる。周辺媒体のｐＨが核に有利に働く場合、装填された薬剤はミセルの中に物理的に保持される。ｐＨが変化する際、核のイオン化状態が変わり、薬剤と内核との相互作用が低下し、ミセル内容物の放出が促進される。
Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に単分子の高分子ミセル（ＵＰＭ）；詳しくは、ＵＰＭ及びイオン化可能な核を有するミセルを生じるその調製方法；最も詳しくは、薬理構成物質のための担体としてのそのようなミセルの使用に関するものであり；ミセルにおいて誘導されるイオン化状態に反応して上記構成物質の指向性の放出が実現される。
【背景技術】
【０００２】
治療指標の低い薬剤の特異的送達を向上するために、例えば、リポソーム、微粒子、ナノ集合体（例えば、高分子ミセル、ポリイオン複合体ミセル（ＰＩＣＭ）及び薬剤−ポリマー抱合体等のような幾つかの薬剤担体が検討されている。近年、高分子ミセルやＰＩＣＭのような水溶性の超分子集合体が、それぞれ、疎水性の薬剤やポリイオン（例えば、アンチセンス、オリゴヌクレオチド）を送達する有望な新しいコロイド状担体として出現している。
【０００３】
高分子ミセルは、増大する科学的注目の対象であり、その内核に薬剤を可溶化することができ、一般にサイズが小さく（＜３００ｎｍ）単核貪食細胞系の捕捉を逃れる傾向等のような魅力的な特徴を提供するので、水溶性に乏しい薬剤の担体になる可能性があるとして出現してきている。
【０００４】
ミセルはウイルス又はリポタンパク質のような天然の担体と比較されることが多い。これら担体の３種すべては、類似する核−殻構造を示しており、それによって、内容物がウイルスのためのＤＮＡであれ、リポタンパク質及びミセルのための水不溶性薬剤であれ、標的細胞に輸送する間、それを保護することができる。
【０００５】
ジョーンズ（Ｊｏｎｅｓ）及びレロックス（Ｌｅｒｏｕｘ）（Ｅｕｒ．Ｊ．Ｐｈａｒｍ．Ｂｉｏｐｈａｒｍ．，４８：１０１−１１１，１９９９）並びにクオン（Ｋｗｏｎ）及びオカノ（Ｏｋａｎｏ）（Ａｄｖ．Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖ．Ｒｅｖ．，２１：１０７−１１６，１９９６）並びにアレン（Ａｌｌｅｎ）ら（Ｃｏｌｌｏｉｄｓ Ｓｕｒｆ．ｂ：Ｂｉｏｉｎｔｅｒｆ．，１６：３−２７，１９９９）により報告されているように、高分子ミセルは、水溶性に乏しい薬剤の送達に最も有利な担体の１つであると思われる。それらは、核−殻構造を特徴とする。疎水性の内核は、一般的に水溶性に乏しい薬剤の可溶化に対する微小環境として役立ち、親水性の外殻はミセルの安定性、オプソニン作用及び単核貪食細胞系の取り込みに対する保護を担当する。高分子ミセルに関する薬学上の研究は、主として、それぞれ、Ａである親水性の殻部分及びＢである疎水性の核ポリマーを持つＡＢジブロックを有するコポリマーに着目している。ポリ（エチレンオキシド）−ポリ（プロピレンオキシド）−ポリ（エチレンオキシド）（ＰＥＯ−ＰＰＯ−ＰＥＯ）（Ａ−Ｂ−Ａ）のようなマルチブロックコポリマーもミセルに自己集合し、薬剤担体の可能性があるとして、例えば、カバノフ（Ｋａｂａｎｏｖ）ら（ＦＥＢＳ Ｌｅｔｔ．，２５８：３４３−３４５，１９８９）により記載されている。一般にポリ（β−ベンジルアスパルテート）（ＰＢＬＡ）、ポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）又はポリ（ε−カプロラクトン）等のような生分解性ポリマーから成る疎水性の核は、水性環境との接触から保護する、水溶性に乏しい薬剤の容器として役立つ。核はまたポリ（アスパラギン酸）（Ｐ（Ａｓｐ））のような水溶性のポリマーから成ってもよく、それは、疎水性の薬剤との共役によって疎水性にされるか、又は２つの相対する電荷を持つポリイオン（ＰＩＣＭ）との会合を介して形成される。また、幾つかの研究が、内核の構成物質としての、ポリスチレン（ＰＳｔ）又はポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）のような生分解性の乏しい又は生分解性でないポリマーの使用を記載している。Ｚｈａｏ ｅｔ ａｌ．，Ｌａｎｇｍｕｉｒ ６：５１４−５１６，１９９０；Ｚｈａｎｇ ｅｔ ａｌ．，Ｓｃｉｅｎｃｅ ２６８：１７２８−１７３１，１９９５；Ｉｎｏｕｅ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｒｅｌｅａｓｅ ５１：２２１−２２９，１９９８及びＫａｔａｏｋａ，Ｊ．Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｃｉ．Ｐｕｒｅ Ａｐｐｌ．Ｃｈｅｍ．，Ａ３１：１７５９−１７６９，１９９４を参照のこと。疎水性の内核は、また、アルキル鎖又はジアシル脂質（例えば、ジステアロイルホスファチジルエタノールアミン）のような高度に疎水性の小さな鎖から成ることもできる。疎水性の鎖は、ポリマーの一方の末端に結合することもできるし、高分子構造の中で無作為に分布させることもできる。殻は通常、ポリ（エチレンオキシド）（ＰＥＯ）（Ａｌｌｅｎ ｅｔ ａｌ．，Ｃｏｌｌｏｉｄｓ Ｓｕｒｆ．ｂ：Ｂｉｏｉｎｔｅｒｆ．，１６：３−２７，１９９９及びＫａｔａｏｋａ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｒｅｌｅａｓｅ ６４：１４３−１５３，２０００を参照のこと）、ポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）（ＰＶＰ）（Ｂｅｎａｈｍｅｄ，Ａ． ｅｔ ａｌ．，Ｐｈａｒｍ．Ｒｅｓ．，１８：３２３−３２８，２００１を参照のこと）又はポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）（Ｌｅｅ ｅｔ ａｌ．，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ３２：１８４７−１８５２，１９９９を参照のこと）のような親水性の、生分解性ではない、生体適合性のポリマーの鎖から成る。担体の生体分布は主として親水性の殻の性質によって決定される。ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）及びポリ（アルキルアクリル酸）のようなそのほかのポリマーは、ミセルに温度感受性又はｐＨ感受性を付与し、最終的に生体付着性を与えるのに用いればよい（米国特許第５，７７０，６２７号を参照のこと）。標的指向化部分との共役に対して表面に官能基を提示するミセルも記載されている（例えば、Ｓｃｈｏｌｚ，Ｃ． ｅｔ ａｌ．，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ２８：７２９５−７２９７，１９９５を参照のこと）。
【０００６】
単分子の高分子ミセル（ＵＰＭ）は、疎水性及び親水性の特徴が異なる内核及び外殻を有する単一の巨大分子から成る（Ｌｉｕ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．Ｐａｒｔ Ａ：Ｐｏｌｙｍ．Ｃｈｅｍ．，３７：７０３−７１１，１９９９；Ｌｉｕ ｅｔ ａｌ．，Ｊ． Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｒｅｌｅａｓｅ ６５：１２１−１３１，２０００を参照のこと）。薬剤送達では、単分子の高分子ミセルは一般に疎水性の核と親水性のコロナを持つ。超分子集合体とは対照的に、単分子のミセルはいかなる臨界会合濃度（ＣＡＣ自体）も有さないので、本質的に安定である。そのようなミセルは、水溶性に乏しい化合物を可溶化することができ、薬剤の標的指向化のための担体として使用することができる。単分子のミセルは希釈の際に解離しないので、通常、拡散及び／又はポリマー主鎖の分解に続いて、内核から化合物が放出される（Ｌｉｕ ｅｔ ａｌ．，Ｊ． Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｒｅｌｅａｓｅ ６８：１６７−１７１，２０００を参照のこと）。非生分解性の単分子ミセルの場合、拡散が薬剤放出の唯一のメカニズムである。
【０００７】
従って、従来技術に欠けているものは、その内容物の放出に関してさらに洗練された手段を有するように設計されたＵＰＭである。さらに具体的には、ＵＰＭがイオン化可能な内核と共に合成されたなら、多様な薬剤適用に有用であろう。例えば、経口経路で投与することが意図されたミセルは、カルボキシル基を持つ核を有するように設計することができる。疎水性又は実質的に疎水性の薬剤を、内核がプロトン化されるような条件下で内核に装填する。そのようなミセルの中には、ｐＨの上昇につれて小腸で内容物を放出するはずである。
【０００８】
米国特許第５，７１４，１６６号は、少なくとも１種の担体材料と会合した少なくとも１種のデンドリマー（樹状体）から構成され、担体材料が生物反応調整剤であることができる樹状ポリマー抱合体が調製されたことを開示している。該抱合体は、標的指揮を存在させることができ、それが存在する場合、次いで、担体材料が生物活性剤であってもよい。好ましい樹状ポリマーは密度の高いスターポリマーであり、それは、生物反応調整剤と複合体を形成する。これらの抱合体及び複合体は独特の特徴のために特に有利な特性を有する。
【０００９】
米国特許第６，１７７，４１４号は、少なくとも１種の担体化される農業用、医薬用又はそのほかの材料と会合した少なくとも１種のデンドリマーから構成される星型の抱合体を指向している。これらの抱合体は、デンドリマーの独特の特徴のために特に有利な特性を有する。担体化される材料はサリチル酸であり、デンドリマーポリマーはポリアミドアミンである。
【００１０】
米国特許第６，１３０，２０９号は、核分子とそれから伸びる複数の枝を含んでなる鍵ミセル分子に関するものであり、上記枝の少なくとも１つは、錠単分子ミセルの中空領域の範囲内で相補的な受容器を結合するための錠ミセルの中空領域に侵入できる２次構造又は３次構造を提供するその末端で末端部分を有する、それから伸びる柄の部分を含む。
【００１１】
米国特許第５，１５４，８５３号は、多枝を持つ核アルキル化合物の枝を、複数のエーテル側鎖を含む末端アルキンで作るブロックによりアルキル化し、同時にアルキン三重結合を還元し、脱保護して、複数のヒドロキシ末端を持つ多枝全アルキルポリマーを形成する工程を含むカスケードポリマーの製造方法を引用している。
【００１２】
米国特許第５，２０６，４１０号は、化合物、４−［１−（２−シアノエチル）］−４−［１−（３−（４−クロロベンジロキシ）プロピル］ビス−１，７−（４−クロロベンジロキシ）ヘプタンに関する。この化合物は単分子ミセルの調製のための出発材料として使用される。
【００１３】
米国特許第５，７８８，９８９号は、少なくとも１種のデンドリマー及びこのデンドリマーに閉塞される少なくとも１種の活性物質を含んでなる組成物に関するものであり、該デンドリマーは末端基を有し、十分な数の末端基がブロッキング剤でブロックされており、それによって活性物質がデンドリマーの中に閉塞される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従来技術は、多様な医薬適用において機能性を高めるためのイオン化可能な核を有するＵＰＭの形成に関しては沈黙していると思われる。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、定められたｐＨ値において親水性の殻及び潜在的にイオン化可能で且つ相対的に疎水性の核を持つＵＰＭの調製に関する。ｐＨが変化するにつれて核は、静電気的に荷電されるようになる。そのようなミセルは生分解性ポリマー又は非生分解性ポリマーのいずれからも作ることができる。周囲溶媒のｐＨが核との相互作用に有利に働く場合、装填された薬剤はミセルの中で物理的に保持される。ｐＨが変化すると、核のイオン化状態が変わり、それによって薬剤と内核との間の相互作用が低下し、ミセル内容物の放出が促進される。例えば、核が荷電されていない条件下で疎水性の薬剤をこれらミセルに装填する。核のプロトン化又は脱プロトン化の際、極性が増大し、化合物を放出するための駆動力が提供される。
【００１６】
従って、イオン化可能な核を有する単分子の高分子ミセル組成物を教示することが本発明の目的である。
【００１７】
単分子の高分子ミセルからの医薬組成物の徐放方法を提供し、その放出がミセル核のイオン化状態を変えることによって標的化されることが本発明のさらにもう１つの目的である。
【００１８】
本発明のそのほかの目的及び利点は、本発明の説明、実施例、特定の実施形態によってそのなかで述べられている添付の図面とともに以下の説明から明らかになるであろう。図面は本明細書の一部を構成し、本発明の例示実施形態を包含し、その種々の目的及び特徴を説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
今や図１を引用して、疎水性の内核と親水性のコロナとを有する単分子の高分子ミセルを合成する方法の段階を追った分析を説明する。
【００２０】
特定の合成手順に限定されることを意図しないで、ＵＰＭは最も好ましくは原子転移ラジカル重合（ＡＴＲＰ）によって調製される。しかしながら、そのほかのリビングラジカル重合又は予備形成した官能化ポリマーの縮合のような代替手順も用いればよい。
【００２１】
ＵＰＭは分岐型アプローチ（Ｒａｎｇｅｒ ｅｔ ａｌ．，２８ｔｈ ｍｔ．Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆ Ｂｉｏａｃｔｉｖｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２００１，ＣＲＳ Ｍｅｅｔｉｎｇｓ,（印刷中）を参照のこと）でも収斂型アプローチ（Ｆｒｅｃｈｅｔ ｅｔ ａｌ．，米国特許第５，０４１，５１６号；Ｂｏｓｍａｎ ｅｔ ａｌ．，Ｐｏｌｙｍ．Ｐｒｅｐ，２００１，ＡＣＳ Ｍｅｅｔｉｎｇｓ，（印刷中）を参照のこと）でも調製することができる。分岐型アプローチは、多官能化した開始剤を利用してＵＰＭの分子アームを重合する。この場合、疎水性の核を先ず合成し、次いで親水性の殻を合成する。収斂型アプローチは、先ず、親水性ブロックで出発して両親媒性のジブロックコポリマーを合成し、次いで、少量の架橋剤を用いて疎水性のブロックの先端を架橋することで構成される。
【００２２】
説明の目的で、ｐＨ感受性のＵＰＭを調製するために本明細書では分岐型アプローチのみを記載する。
【００２３】
ＡＴＲＰによるポリマー合成のためのラジカル開始剤は、ジ−、トリ−、テトラ−、ペンタ−、又はヘキサ官能化した分子である。この多官能化分子は、複数の鎖の重合を開始し、複数アーム形状の又は星形状のポリマーを提供する。例えば、ラジカル開始剤は、ペンタエリスリトール、トリス（ヒドロキシメタン）エタン又はトリス（ヒドロキシメタン）アミノメタン（ＴＲＩＳ）から合成される。開始剤は、ＡＴＲＰのために活性化することができるハロゲノ官能性を持つ。いかなる特定の置換基に限定されることも意図しないで、この官能性には少なくとも、２−ハロゲノイソブチリレート誘導体、２−ハロゲノプロピオネート誘導体、２−ハロゲノアセテート誘導体又は１−（ハロゲノメチル）ベンゼン誘導体の１つを挙げることができる。
【００２４】
ＡＴＲＰの触媒は、金属塩又は配位子から成る。好適な塩の非限定例には、臭化第一銅、塩化第一銅又はチオシアン酸第一銅、第二鉄化合物及びニッケル（０又はＩ）化合物から選択される１又はそれより多くの化合物を挙げてもよい。配位子の実例となるが非限定的な例には、２，２’−ビピリジン誘導体又はビス（ジメチルアミノ）化合物（例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−ペンタメチルジエチレン−トリアミン（ＰＭＤＥＴＡ）を挙げてもよい。
【００２５】
一般に、ＵＰＭは、ビニルモノマー類、ビニルオリゴマー類又は最終的にはビニルポリマー類から合成される。これらモノマー類／オリゴマー類／ポリマー類は、アクリレート、アクリルアミド、アルキルアクリレート、アルキルアクリルアミド、アリールアクリレート、アリールアクリルアミドの誘導体であることができ、それらのアルキル及びアリールという用語は、それぞれ脂肪族又は芳香族の部分を意味する（例えば、メタクリレート、メタクリルアミド誘導体、ビニル末端のポリ（ラクチド）、又はビニル末端のポリ（ε−カプロラクトン）など）。さらに、Ｎ−ビニルピロリドン誘導体、ビニルアセテート誘導体、アリルアミン及びスチレンの誘導体もｐＨ−反応性のＵＰＭの調製について検討される。
【００２６】
さらに具体的には、イオン化可能な（塩基性又は酸性の単位を含有する）モノマーだけを、又は疎水性ビニル化合物と組み合わせて重合することによって内核を調製する。イオン化可能なモノマー類は、アルキルアクリル酸誘導体、（アミノアルキル）アクリレート又は（アミノアルキル）アルキルアクリレートの誘導体であればよい。ポリマー鎖の酸性又は塩基性の単位は、イオン化可能ではない前駆体（例えば、３級ブチルメタクリレート）に由来することができる。疎水性のビニル化合物は、アクリレート、アクリルアミド、アルキルアクリレート、アルキルアクリルアミド、アリールアクリレート、アリールアクリルアミドの誘導体であればよく、それらのアルキル及びアリールという用語は、それぞれ脂肪族又は芳香族の部分を意味する（例えば、メタクリレート、メタクリルアミド誘導体、ビニル末端のポリ（ラクチド）、又はビニル末端のポリ（ε−カプロラクトン）など）。
【００２７】
内核の合成が完了するとすぐに、親水性のビニル化合物の重合から外殻が得られる。有用な親水性ビニル化合物の非限定例は、（２−ヒドロキシプロピル）−メタクリルアミド（ＨＰＭＡ）、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、ビニル末端のポリ（エチレングリコール）、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド及びそれらに関連する誘導体であることができる。
【００２８】
非経口で投与することを意図しないＵＰＭは、生分解性でない場合、４０，０００を超えない分子量を有するべきである。ＵＰＭが水に溶解性のままであれば、経口又は局所で使用される生分解性のＵＰＭも非生分解性のＵＰＭも分子量に制約はない。
【００２９】
本発明の医薬処方で有用な薬理構成物質には、種々の治療剤、薬剤、ペプチド、タンパク質、遺伝物質（例えば、オリゴヌクレオチド）、遺伝的に改変した構成物質、ポリイオン性構成物質などが挙げられるが、これらに限定されない。
【００３０】
これらの構成物質は、当業者に周知の技法に従って単分子ミセルの中に挿入されてもよい。例えば、透析による物理的捕捉、乳化法、水性媒体における薬剤とミセルの単純な平衡又は水中での薬剤／ポリマーの固形分散物の可溶化によって本発明の高分子ミセル組成物に薬剤を組み込むことができる。
【００３１】
標的指向化リガンド、例えば、モノクローナル抗体、レクチン、糖、ビタミン、ペプチド、又は免疫的に識別可能なそれらの断片、又は特定の標的領域で優先的に濃縮する能力をミセルに提供する類似部分の封入を介してミセルを特異的な細胞又は組織に標的指向化することができる。
【００３２】
使用してもよい治療剤は、安定した様式で高分子ミセルに捕捉され、治療上有効な量で投与することができる任意の化合物である。好ましくは、本発明に従って使用される治療剤は、疎水性又はポリイオン性（例えば、ＤＮＡ）である。いかなる特定の作用剤にも限定されることを望まないで、好適な薬剤には、フタロシアニン類（例えば、塩化アルミニウムフタロシアニン）、アントラサイクリン（例えば、ドキソルビシン）のような抗腫瘍化合物、溶解性の乏しい代謝拮抗剤（例えば、メソトレキセート、マイトマイシン、５−フルオロウラシル）及びアルキル化剤（例えば、カムスチン）が挙げられる。ミセルはまた、パクリタキセルのようなタキサンを含有してもよい。
【００３３】
ミセルに含有することができる追加の薬剤は、アンフォテリシンＢ及びイトラコナゾールのような従来の疎水性の抗生剤及び抗真菌剤、シクロスポリンのような水溶性に乏しい免疫調整剤、ＨＩＶプロテアーゼ阻害剤のような水溶性に乏しい抗ウイルス剤、水溶性に乏しいステロイド性（例えば、デキサメタゾン）及び非ステロイド性（例えば、インドメタシン）の抗炎症薬剤である。
【００３４】
本発明の目的で、疎水性の薬剤を、内核がまったく荷電していない又はほとんど荷電していない条件下で内核に装填する。永久荷電した又はイオン化可能な薬剤は、内核が完全に又はほとんど荷電している条件下で内核に装填される。
【００３５】
以下の実施例は、様々な分子量の（もう１つの方法として有用な前駆体材料からの）、イオン化可能な核を持つ単分子の高分子ミセルの調製の例証である。
【００３６】
スター−ポリ（ポリ（エチレングリコール）メタクリレート）−ブロック−ポリ（エチルメタクリレート−ｃｏ−３級ブチルメタクリレート）及びスター−ポリ（ポリ（エチレングリコール）メタクリレート）−ブロック−ポリ（エチルメタクリレート−ｃｏ−メタクリル酸）の合成
−Ｐ（ＰＥＧＭＡ２００）−ｂ−Ｐ（ＥＭＡ５０−ｃｏ−ｔＢＭＡ５０）（前駆体＃１）
スター−Ｐ（ＰＥＧＭＡ２００）−ｂ−Ｐ（ＥＭＡ５０−ｃｏ−ＭＭＡ５０）（前駆体＃１から）
スター−Ｐ（ＰＥＧＭＡ１０００）−ｂ−Ｐ（ＥＭＡ５０−ｃｏ−ｔＢＭＡ５０）（前駆体＃３）
スター−Ｐ（ＰＥＧＭＡ１０００）−ｂ−Ｐ（ＥＭＡ５０−ｃｏ−ＭＡＡ５０）（前駆体＃３から）
【００３７】
本発明の方法論に基づいて以下の用語を示す：
用語、スターは、これらのポリマーが実際、多数の直鎖状又は分枝鎖状の高分子アームに結合する中心が出現する点を有する分子であることを意味する。
言葉、スターに続く用語はＵＰＭの殻又はコロナを記載する。
用語ＰＥＧＭＡに付けた番号は、繰り返し単位（又はモノマー）に含まれるＰＥＧ鎖の分子量を表す。
下付き文字は、高分子断片の比を指す。
文字ｂは、ポリマー及び／又は高分子アームがジブロックコポリマー構造に基づくことを示す。
文字ｂに続く最後の用語は、ＵＰＭの核を記載する。
【００３８】
材料
製品はすべてアルドリッチ（ウィスコンシン州、ミルウォーキー）から購入した。臭化第一銅（等級、９９．９９％）、２−ブロモイソブチリルブロミド、無水トリエチルアミン及びＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−ペンタメチルジエチレントリアミン（ＰＭＤＥＴＡ）をさらに精製することなく使用した。エチルメタクリレート（ＥＭＡ）、３級−ブチルメタクリレート（ｔＢＭＡ）及びメチルＰＥＧメタクリレート（ＰＥＧ断片のＭｎ：２００及び１０００）（それぞれ、ＰＥＧＭＡ２００及びＰＥＧＭＡ１０００）を、ビニルモノマーとして使用した。使用前に、乾燥指標としてベンゾフェノンを用いて、ナトリウム上にてテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を蒸留した。
【００３９】
ＡＴＲＰテトラ開始剤の合成
テトラ（２−ブロモイソブチリル）ペンタエリスリトレート：
氷冷槽でやや冷却した、１４０ｍＬの無水ＴＨＦ中のペンタエリスリトール（１０ｇ、０．００５モル）及びトリエチルアミン（３．０ｇ、０．０３モル）の溶液に、２−ブロモイソブチリルブロミド（１７．２ｍＬ、０．１４モル）をゆっくり加えた。次いで溶液を室温に温め、２４時間攪拌した。混合物を水に注ぎ、塩化メチレンで抽出した。１ＭのＨＣｌ及び１ＭのＮａＯＨ溶液（ＮａＣｌを含有する）にて有機抽出物を順に洗浄し、硫酸マグネシウム上で乾燥した。減圧下にて溶媒を除いた。エタノール／ジエチルエーテルで生成物を再結晶させた。ジエチルエーテルで洗浄した後、単純なろ過によって表題の化合物を回収した。沈殿後の収率：９７％。薄茶色様の結晶。
１Ｈ ＮＮＲ（δ、ｐｐｘｎ ＣＤＣｌ３）；４．３３（ｓ，８Ｈ）；１．９４（ｓ，２４Ｈ）。
図２を引用して、ＡＴＲＰテトラ開始剤の１Ｈ ＮＭＲスペクトルを示す。空気又は水の存在下にてこのラジカル開始剤は極めて安定である。
【００４０】
スター−Ｐ（ＰＥＧＭＡ１０００）−ｂ−Ｐ（ＥＭＡ５０−ｃｏ−ｔＢＭＡ５０）のためのＡＴＲＰ
テトラ（２−ブロモイソブチリル）ペンタエリスリトレートを用いて、溶液中にてモノマーのＡＴＲＰ２工程重合を行った。ＴＨＦ（０．３５Ｍ）中にＰＭＤＥＴＡ（４．１当量）、ＣＵ（Ｉ）Ｂｒ（４．１当量）、ＥＭＡ（１６当量）及びｔＥＭＡ（１６当量）を含有する溶液にＡＴＲＰテトラ開始剤（１当量）を加えた。室温にて１５分間から２０分間、アルゴンで混合物を脱気し、次いで一晩６０℃に加熱した。次いで、真空／アルゴンの連続サイクルであらかじめ脱気した過剰のＰＥＧＭＡ（Ｍｎ：１０００、３２当量）を含有するフラスコに混合物を移した。反応容器を６０℃にて４８時間攪拌した。重合後、１０％のエタノールを含有するＴＨＦに混合物を注いだ。得られたポリマーを、溶出液としてのＴＨＦと共にシリカゲル上でろ過し、臭化銅を除いた。最後に水に対してポリマーを４８時間透析し（スペクトラ／Ｐｏｒ、Ｎｏ．１、分子量カットオフ ５０，０００）、次いで凍結乾燥した。収率：５０〜６５％
【００４１】
スター−Ｐ（ＰＥＧＭＡ２００）−ｂ−Ｐ（ＥＭＡ５０−ｃｏ−ｔＢＭＡ５０）のためのＡＴＲＰ
テトラ（２−ブロモイソブチリル）ペンタエリスリトレートを用いて、溶液中にてモノマーのＡＴＲＰ２工程重合を行った。ＴＨＦ（０．３５Ｍ）中にＰＭＤＥＴＡ（３当量）、Ｃｕ（Ｉ）Ｂｒ（２当量）、ＥＭＡ（１６当量）及びｔＢＭＡ（１６当量）を含有する溶液にＡＴＲＰテトラ開始剤（１当量）を加えた。室温にて１５分から２０分間、アルゴンで混合物を脱気し、次いで１時間６５℃に加熱した。次いで、アルゴンであらかじめ脱気したＰＥＧＭＡ（Ｍｎ：２００、４０当量）を混合物に移した。反応容器を６５℃にて５時間攪拌した。重合後、１０％のエタノールを含有するＴＨＦに混合物を注いだ。得られたポリマーを、溶出液としてのＴＨＦと共にシリカゲル上でろ過し、臭化銅を除いた。最後に水に対してポリマーを４８時間透析し（スペクトラ／Ｐｏｒ、Ｎｏ．１、分子量カットオフ ６，０００〜８，０００）、次いで凍結乾燥した。収率：６５〜７５％
【００４２】
ｔＢＭＡのＭＡ．Ａへの変換
３級ブチル基を持つエステル基のカルボン酸へのこの転換は、酸性条件での加水分解において成り立った。ジオキサン（２．６Ｍ）中のｔＢＭＡ単位（７．７ミリモル）を有するポリマーの溶液にＣｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ ＨＣｌ（３２ミリモル）を５時間加えた。ジエチルエーテル中にメタクリル酸誘導体を沈殿させ、ろ過した。ポリマーをエタノールに溶解し、水に対して透析し、凍結乾燥した。
【００４３】
分析方法
２５℃にて重水素を含むクロロホルム（ＣＤＣｌ３）及びメタノール（ＣＤ３ＯＤ）（カナダ、ＣＤＮアイソトープ）中で１Ｈ及び１３ＣのＮＭＲスペクトルをブルッカーＡＭＸ３００及びＡＲＸ４００に記録した。アライアンスＧＰＶＣ２０００（マサチューセッツ州、ミルフォード、ウォルター）によるサイズ排除クロマトグラフィ（ＳＥＣ）及び核磁気共鳴分光計（１Ｈ−ＮＭＲ）によって数平均分子量（Ｍｎ）及び重量平均分子量（Ｍｗ）を決定した。
【００４４】
今や図３を引用して、非イオン性のスター−Ｐ（ＰＥＧＭＡ１０００）−ｂ−Ｐ（ＥＭＡ５０−ｃｏ−ｔＢＭＡ５０）（Ａ）及びイオン化可能なスター−Ｐ（ＰＥＧＭＡ１０００）−ｂ−Ｐ（ＥＭＡ５０−ｃｏ−ＭＭＡ５０）（Ｂ）の星形状コポリマーの１Ｈ ＮＭＲスペクトルを説明する。
【００４５】
図３Ａは、ＰＭＡＡ誘導体の前駆体であるスター−（ＰＥＧＭＡ１０００）−ｂ−Ｐ（ＥＭＡ５０−ｃｏ−ｔＢＭＡ５０）の１Ｈ ＮＭＲスペクトルを示す。ＰＥＧＭＡとの反応前に回収された分画の１Ｈ ＮＭＲ解析は、疎水性核の各アームが４単位のＥＭＡ及び４単位のｔＢＭＡを有することを示した。核及び殻の分子量（Ｍｎ）はそれぞれ４８００及び４４００であった。重合を止めたとき、ＰＥＧＭＡ１０００に基づくＵＰＭは約９０００のＭｎを持っていた（１Ｈ ＮＭＲ解析により評価された）。
【００４６】
モノマーに組み込まれたさらに短いＰＥＧ鎖を使用することによって、スター−Ｐ（ＰＥＧＭＡ２００）−ｂ−Ｐ（ＥＭＡ５０−ｃｏ−ｔＢＭＡ５０）は、合成のさらに高い収率をもたらす。ＳＥＣ解析によって、スター−Ｐ（ＰＥＧＭＡ２００）−ｂ−Ｐ（ＥＭＡ５０−ｃｏ−ｔＢＭＡ５０）の核は、約２８００の分子量（Ｍｎ）及び約１．２の多分散度を有する。ＰＥＧＭＡ単位を組み込んだ後、これらのＵＰＭは高度に水溶性であり、１１８００のＭｎを示す。
【００４７】
ｔＢＭＡ基の酸性切断によりスター−Ｐ（ＰＥＧＭＡ１０００）−ｂ−Ｐ（ＥＭＡ５０−ｃｏ−ＭＡＡ５０）となり、ｐＨ制御の放出特性に必要とされる内核のイオン化可能な単位が提供される。
【００４８】
図３Ｂに示すように、ｔＢＭＡの少なくとも７０％が切断された。スター−Ｐ（ＰＥＧＭＡ２００）−ｂ−Ｐ（ＥＭＡ５０−ｃｏ−ｔＢＭＡ５０）の場合、ｔＢＭＡ単位のカルボン酸基への加水分解は実践的に定量的である（図４）。
【００４９】
本明細書で述べた特許及び出版物はすべて本発明が参加する当業者のレベルを示している。特許及び出版物はすべて、あたかも個々の出版物が参考として具体的に且つ個別に引用し、援用されるかのごとく、参考として本明細書に引用し、援用される。
【００５０】
発明の特定の形態を説明するが、それは、本明細書で記載され且つ示された具体的な形態又は部品の配列に限定されないことは理解されるべきである。発明の範囲から逸脱することなく種々の変更を行ってもよいこと及び本発明は明細書及び図面に示され、記載されたものに限定されるとはみなされないことが当業者に明らかになるであろう。
【００５１】
当業者は、本発明が目的を実施し、述べられた目的及び利点、並びにその中に固有のものを得るために適応されることを容易に十分理解するであろう。本明細書に記載された化合物、組成物、生物学的に関連する化合物、方法、手順及び技法は、現在、好ましい実施形態の代表例であり、例示を意図するものであり、範囲の限定を意図するものではない。そこでの変更及びそのほかの使用は、本発明の範囲内に包含され、添付のクレームの範囲によって定義される当業者に思い浮かぶであろう。
【００５２】
本発明は具体的な好ましい実施形態と共に記載されているが、請求されるような本発明は、そのような具体的な実施形態に非公式に限定されないことが理解されるべきである。
実際、当業者に明白である記載された発明の実施の形態の種々の改変は、以下のクレームの範囲内であることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】イオン化可能で疎水化された内核及び非イオン性で親水性の外殻を持つＵＰＭの合成スキームを示す。
【図２】原子転移ラジカル重合（ＡＴＲＰ）におけるテトラ開始剤の１Ｈ ＮＭＲスペクトルを示す。
【図３】非イオン性のスター−Ｐ（ＰＥＧＭＡ１０００）−ｂ−Ｐ（ＥＭＡ５０−ｃｏ−ｔＢＭＡ５０）及びイオン化可能なスター−Ｐ（ＰＥＧＭＡ１０００）−ｂ−Ｐ（ＥＭＡ５０−ｃｏ−ＭＡＡ５０）の１Ｈ ＮＭＲスペクトルである。
【図４】非イオン性のスター−Ｐ（ＰＥＧＭＡ２００）−ｂ−Ｐ（ＥＭＡ５０−ｃｏ−ｔＢＭＡ５０）及びイオン化可能なスター−Ｐ（ＰＥＧＭＡ２００）−ｂ−Ｐ（ＥＭＡ５０−ｃｏ−ＭＡＡ５０）の１Ｈ ＮＭＲスペクトルである。
【０００１】
本発明は、一般に単分子の高分子ミセル（ＵＰＭ）；詳しくは、ＵＰＭ及びイオン化可能な核を有するミセルを生じるその調製方法；最も詳しくは、薬理構成物質のための担体としてのそのようなミセルの使用に関するものであり；ミセルにおいて誘導されるイオン化状態に反応して上記構成物質の指向性の放出が実現される。
【背景技術】
【０００２】
治療指標の低い薬剤の特異的送達を向上するために、例えば、リポソーム、微粒子、ナノ集合体（例えば、高分子ミセル、ポリイオン複合体ミセル（ＰＩＣＭ）及び薬剤−ポリマー抱合体等のような幾つかの薬剤担体が検討されている。近年、高分子ミセルやＰＩＣＭのような水溶性の超分子集合体が、それぞれ、疎水性の薬剤やポリイオン（例えば、アンチセンス、オリゴヌクレオチド）を送達する有望な新しいコロイド状担体として出現している。
【０００３】
高分子ミセルは、増大する科学的注目の対象であり、その内核に薬剤を可溶化することができ、一般にサイズが小さく（＜３００ｎｍ）単核貪食細胞系の捕捉を逃れる傾向等のような魅力的な特徴を提供するので、水溶性に乏しい薬剤の担体になる可能性があるとして出現してきている。
【０００４】
ミセルはウイルス又はリポタンパク質のような天然の担体と比較されることが多い。これら担体の３種すべては、類似する核−殻構造を示しており、それによって、内容物がウイルスのためのＤＮＡであれ、リポタンパク質及びミセルのための水不溶性薬剤であれ、標的細胞に輸送する間、それを保護することができる。
【０００５】
ジョーンズ（Ｊｏｎｅｓ）及びレロックス（Ｌｅｒｏｕｘ）（Ｅｕｒ．Ｊ．Ｐｈａｒｍ．Ｂｉｏｐｈａｒｍ．，４８：１０１−１１１，１９９９）並びにクオン（Ｋｗｏｎ）及びオカノ（Ｏｋａｎｏ）（Ａｄｖ．Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖ．Ｒｅｖ．，２１：１０７−１１６，１９９６）並びにアレン（Ａｌｌｅｎ）ら（Ｃｏｌｌｏｉｄｓ Ｓｕｒｆ．ｂ：Ｂｉｏｉｎｔｅｒｆ．，１６：３−２７，１９９９）により報告されているように、高分子ミセルは、水溶性に乏しい薬剤の送達に最も有利な担体の１つであると思われる。それらは、核−殻構造を特徴とする。疎水性の内核は、一般的に水溶性に乏しい薬剤の可溶化に対する微小環境として役立ち、親水性の外殻はミセルの安定性、オプソニン作用及び単核貪食細胞系の取り込みに対する保護を担当する。高分子ミセルに関する薬学上の研究は、主として、それぞれ、Ａである親水性の殻部分及びＢである疎水性の核ポリマーを持つＡＢジブロックを有するコポリマーに着目している。ポリ（エチレンオキシド）−ポリ（プロピレンオキシド）−ポリ（エチレンオキシド）（ＰＥＯ−ＰＰＯ−ＰＥＯ）（Ａ−Ｂ−Ａ）のようなマルチブロックコポリマーもミセルに自己集合し、薬剤担体の可能性があるとして、例えば、カバノフ（Ｋａｂａｎｏｖ）ら（ＦＥＢＳ Ｌｅｔｔ．，２５８：３４３−３４５，１９８９）により記載されている。一般にポリ（β−ベンジルアスパルテート）（ＰＢＬＡ）、ポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）又はポリ（ε−カプロラクトン）等のような生分解性ポリマーから成る疎水性の核は、水性環境との接触から保護する、水溶性に乏しい薬剤の容器として役立つ。核はまたポリ（アスパラギン酸）（Ｐ（Ａｓｐ））のような水溶性のポリマーから成ってもよく、それは、疎水性の薬剤との共役によって疎水性にされるか、又は２つの相対する電荷を持つポリイオン（ＰＩＣＭ）との会合を介して形成される。また、幾つかの研究が、内核の構成物質としての、ポリスチレン（ＰＳｔ）又はポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）のような生分解性の乏しい又は生分解性でないポリマーの使用を記載している。Ｚｈａｏ ｅｔ ａｌ．，Ｌａｎｇｍｕｉｒ ６：５１４−５１６，１９９０；Ｚｈａｎｇ ｅｔ ａｌ．，Ｓｃｉｅｎｃｅ ２６８：１７２８−１７３１，１９９５；Ｉｎｏｕｅ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｒｅｌｅａｓｅ ５１：２２１−２２９，１９９８及びＫａｔａｏｋａ，Ｊ．Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｃｉ．Ｐｕｒｅ Ａｐｐｌ．Ｃｈｅｍ．，Ａ３１：１７５９−１７６９，１９９４を参照のこと。疎水性の内核は、また、アルキル鎖又はジアシル脂質（例えば、ジステアロイルホスファチジルエタノールアミン）のような高度に疎水性の小さな鎖から成ることもできる。疎水性の鎖は、ポリマーの一方の末端に結合することもできるし、高分子構造の中で無作為に分布させることもできる。殻は通常、ポリ（エチレンオキシド）（ＰＥＯ）（Ａｌｌｅｎ ｅｔ ａｌ．，Ｃｏｌｌｏｉｄｓ Ｓｕｒｆ．ｂ：Ｂｉｏｉｎｔｅｒｆ．，１６：３−２７，１９９９及びＫａｔａｏｋａ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｒｅｌｅａｓｅ ６４：１４３−１５３，２０００を参照のこと）、ポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）（ＰＶＰ）（Ｂｅｎａｈｍｅｄ，Ａ． ｅｔ ａｌ．，Ｐｈａｒｍ．Ｒｅｓ．，１８：３２３−３２８，２００１を参照のこと）又はポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）（Ｌｅｅ ｅｔ ａｌ．，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ３２：１８４７−１８５２，１９９９を参照のこと）のような親水性の、生分解性ではない、生体適合性のポリマーの鎖から成る。担体の生体分布は主として親水性の殻の性質によって決定される。ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）及びポリ（アルキルアクリル酸）のようなそのほかのポリマーは、ミセルに温度感受性又はｐＨ感受性を付与し、最終的に生体付着性を与えるのに用いればよい（米国特許第５，７７０，６２７号を参照のこと）。標的指向化部分との共役に対して表面に官能基を提示するミセルも記載されている（例えば、Ｓｃｈｏｌｚ，Ｃ． ｅｔ ａｌ．，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ２８：７２９５−７２９７，１９９５を参照のこと）。
【０００６】
単分子の高分子ミセル（ＵＰＭ）は、疎水性及び親水性の特徴が異なる内核及び外殻を有する単一の巨大分子から成る（Ｌｉｕ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．Ｐａｒｔ Ａ：Ｐｏｌｙｍ．Ｃｈｅｍ．，３７：７０３−７１１，１９９９；Ｌｉｕ ｅｔ ａｌ．，Ｊ． Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｒｅｌｅａｓｅ ６５：１２１−１３１，２０００を参照のこと）。薬剤送達では、単分子の高分子ミセルは一般に疎水性の核と親水性のコロナを持つ。超分子集合体とは対照的に、単分子のミセルはいかなる臨界会合濃度（ＣＡＣ自体）も有さないので、本質的に安定である。そのようなミセルは、水溶性に乏しい化合物を可溶化することができ、薬剤の標的指向化のための担体として使用することができる。単分子のミセルは希釈の際に解離しないので、通常、拡散及び／又はポリマー主鎖の分解に続いて、内核から化合物が放出される（Ｌｉｕ ｅｔ ａｌ．，Ｊ． Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｒｅｌｅａｓｅ ６８：１６７−１７１，２０００を参照のこと）。非生分解性の単分子ミセルの場合、拡散が薬剤放出の唯一のメカニズムである。
【０００７】
従って、従来技術に欠けているものは、その内容物の放出に関してさらに洗練された手段を有するように設計されたＵＰＭである。さらに具体的には、ＵＰＭがイオン化可能な内核と共に合成されたなら、多様な薬剤適用に有用であろう。例えば、経口経路で投与することが意図されたミセルは、カルボキシル基を持つ核を有するように設計することができる。疎水性又は実質的に疎水性の薬剤を、内核がプロトン化されるような条件下で内核に装填する。そのようなミセルの中には、ｐＨの上昇につれて小腸で内容物を放出するはずである。
【０００８】
米国特許第５，７１４，１６６号は、少なくとも１種の担体材料と会合した少なくとも１種のデンドリマー（樹状体）から構成され、担体材料が生物反応調整剤であることができる樹状ポリマー抱合体が調製されたことを開示している。該抱合体は、標的指揮を存在させることができ、それが存在する場合、次いで、担体材料が生物活性剤であってもよい。好ましい樹状ポリマーは密度の高いスターポリマーであり、それは、生物反応調整剤と複合体を形成する。これらの抱合体及び複合体は独特の特徴のために特に有利な特性を有する。
【０００９】
米国特許第６，１７７，４１４号は、少なくとも１種の担体化される農業用、医薬用又はそのほかの材料と会合した少なくとも１種のデンドリマーから構成される星型の抱合体を指向している。これらの抱合体は、デンドリマーの独特の特徴のために特に有利な特性を有する。担体化される材料はサリチル酸であり、デンドリマーポリマーはポリアミドアミンである。
【００１０】
米国特許第６，１３０，２０９号は、核分子とそれから伸びる複数の枝を含んでなる鍵ミセル分子に関するものであり、上記枝の少なくとも１つは、錠単分子ミセルの中空領域の範囲内で相補的な受容器を結合するための錠ミセルの中空領域に侵入できる２次構造又は３次構造を提供するその末端で末端部分を有する、それから伸びる柄の部分を含む。
【００１１】
米国特許第５，１５４，８５３号は、多枝を持つ核アルキル化合物の枝を、複数のエーテル側鎖を含む末端アルキンで作るブロックによりアルキル化し、同時にアルキン三重結合を還元し、脱保護して、複数のヒドロキシ末端を持つ多枝全アルキルポリマーを形成する工程を含むカスケードポリマーの製造方法を引用している。
【００１２】
米国特許第５，２０６，４１０号は、化合物、４−［１−（２−シアノエチル）］−４−［１−（３−（４−クロロベンジロキシ）プロピル］ビス−１，７−（４−クロロベンジロキシ）ヘプタンに関する。この化合物は単分子ミセルの調製のための出発材料として使用される。
【００１３】
米国特許第５，７８８，９８９号は、少なくとも１種のデンドリマー及びこのデンドリマーに閉塞される少なくとも１種の活性物質を含んでなる組成物に関するものであり、該デンドリマーは末端基を有し、十分な数の末端基がブロッキング剤でブロックされており、それによって活性物質がデンドリマーの中に閉塞される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従来技術は、多様な医薬適用において機能性を高めるためのイオン化可能な核を有するＵＰＭの形成に関しては沈黙していると思われる。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、定められたｐＨ値において親水性の殻及び潜在的にイオン化可能で且つ相対的に疎水性の核を持つＵＰＭの調製に関する。ｐＨが変化するにつれて核は、静電気的に荷電されるようになる。そのようなミセルは生分解性ポリマー又は非生分解性ポリマーのいずれからも作ることができる。周囲溶媒のｐＨが核との相互作用に有利に働く場合、装填された薬剤はミセルの中で物理的に保持される。ｐＨが変化すると、核のイオン化状態が変わり、それによって薬剤と内核との間の相互作用が低下し、ミセル内容物の放出が促進される。例えば、核が荷電されていない条件下で疎水性の薬剤をこれらミセルに装填する。核のプロトン化又は脱プロトン化の際、極性が増大し、化合物を放出するための駆動力が提供される。
【００１６】
従って、イオン化可能な核を有する単分子の高分子ミセル組成物を教示することが本発明の目的である。
【００１７】
単分子の高分子ミセルからの医薬組成物の徐放方法を提供し、その放出がミセル核のイオン化状態を変えることによって標的化されることが本発明のさらにもう１つの目的である。
【００１８】
本発明のそのほかの目的及び利点は、本発明の説明、実施例、特定の実施形態によってそのなかで述べられている添付の図面とともに以下の説明から明らかになるであろう。図面は本明細書の一部を構成し、本発明の例示実施形態を包含し、その種々の目的及び特徴を説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
今や図１を引用して、疎水性の内核と親水性のコロナとを有する単分子の高分子ミセルを合成する方法の段階を追った分析を説明する。
【００２０】
特定の合成手順に限定されることを意図しないで、ＵＰＭは最も好ましくは原子転移ラジカル重合（ＡＴＲＰ）によって調製される。しかしながら、そのほかのリビングラジカル重合又は予備形成した官能化ポリマーの縮合のような代替手順も用いればよい。
【００２１】
ＵＰＭは分岐型アプローチ（Ｒａｎｇｅｒ ｅｔ ａｌ．，２８ｔｈ ｍｔ．Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆ Ｂｉｏａｃｔｉｖｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２００１，ＣＲＳ Ｍｅｅｔｉｎｇｓ,（印刷中）を参照のこと）でも収斂型アプローチ（Ｆｒｅｃｈｅｔ ｅｔ ａｌ．，米国特許第５，０４１，５１６号；Ｂｏｓｍａｎ ｅｔ ａｌ．，Ｐｏｌｙｍ．Ｐｒｅｐ，２００１，ＡＣＳ Ｍｅｅｔｉｎｇｓ，（印刷中）を参照のこと）でも調製することができる。分岐型アプローチは、多官能化した開始剤を利用してＵＰＭの分子アームを重合する。この場合、疎水性の核を先ず合成し、次いで親水性の殻を合成する。収斂型アプローチは、先ず、親水性ブロックで出発して両親媒性のジブロックコポリマーを合成し、次いで、少量の架橋剤を用いて疎水性のブロックの先端を架橋することで構成される。
【００２２】
説明の目的で、ｐＨ感受性のＵＰＭを調製するために本明細書では分岐型アプローチのみを記載する。
【００２３】
ＡＴＲＰによるポリマー合成のためのラジカル開始剤は、ジ−、トリ−、テトラ−、ペンタ−、又はヘキサ官能化した分子である。この多官能化分子は、複数の鎖の重合を開始し、複数アーム形状の又は星形状のポリマーを提供する。例えば、ラジカル開始剤は、ペンタエリスリトール、トリス（ヒドロキシメタン）エタン又はトリス（ヒドロキシメタン）アミノメタン（ＴＲＩＳ）から合成される。開始剤は、ＡＴＲＰのために活性化することができるハロゲノ官能性を持つ。いかなる特定の置換基に限定されることも意図しないで、この官能性には少なくとも、２−ハロゲノイソブチリレート誘導体、２−ハロゲノプロピオネート誘導体、２−ハロゲノアセテート誘導体又は１−（ハロゲノメチル）ベンゼン誘導体の１つを挙げることができる。
【００２４】
ＡＴＲＰの触媒は、金属塩又は配位子から成る。好適な塩の非限定例には、臭化第一銅、塩化第一銅又はチオシアン酸第一銅、第二鉄化合物及びニッケル（０又はＩ）化合物から選択される１又はそれより多くの化合物を挙げてもよい。配位子の実例となるが非限定的な例には、２，２’−ビピリジン誘導体又はビス（ジメチルアミノ）化合物（例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−ペンタメチルジエチレン−トリアミン（ＰＭＤＥＴＡ）を挙げてもよい。
【００２５】
一般に、ＵＰＭは、ビニルモノマー類、ビニルオリゴマー類又は最終的にはビニルポリマー類から合成される。これらモノマー類／オリゴマー類／ポリマー類は、アクリレート、アクリルアミド、アルキルアクリレート、アルキルアクリルアミド、アリールアクリレート、アリールアクリルアミドの誘導体であることができ、それらのアルキル及びアリールという用語は、それぞれ脂肪族又は芳香族の部分を意味する（例えば、メタクリレート、メタクリルアミド誘導体、ビニル末端のポリ（ラクチド）、又はビニル末端のポリ（ε−カプロラクトン）など）。さらに、Ｎ−ビニルピロリドン誘導体、ビニルアセテート誘導体、アリルアミン及びスチレンの誘導体もｐＨ−反応性のＵＰＭの調製について検討される。
【００２６】
さらに具体的には、イオン化可能な（塩基性又は酸性の単位を含有する）モノマーだけを、又は疎水性ビニル化合物と組み合わせて重合することによって内核を調製する。イオン化可能なモノマー類は、アルキルアクリル酸誘導体、（アミノアルキル）アクリレート又は（アミノアルキル）アルキルアクリレートの誘導体であればよい。ポリマー鎖の酸性又は塩基性の単位は、イオン化可能ではない前駆体（例えば、３級ブチルメタクリレート）に由来することができる。疎水性のビニル化合物は、アクリレート、アクリルアミド、アルキルアクリレート、アルキルアクリルアミド、アリールアクリレート、アリールアクリルアミドの誘導体であればよく、それらのアルキル及びアリールという用語は、それぞれ脂肪族又は芳香族の部分を意味する（例えば、メタクリレート、メタクリルアミド誘導体、ビニル末端のポリ（ラクチド）、又はビニル末端のポリ（ε−カプロラクトン）など）。
【００２７】
内核の合成が完了するとすぐに、親水性のビニル化合物の重合から外殻が得られる。有用な親水性ビニル化合物の非限定例は、（２−ヒドロキシプロピル）−メタクリルアミド（ＨＰＭＡ）、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、ビニル末端のポリ（エチレングリコール）、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド及びそれらに関連する誘導体であることができる。
【００２８】
非経口で投与することを意図しないＵＰＭは、生分解性でない場合、４０，０００を超えない分子量を有するべきである。ＵＰＭが水に溶解性のままであれば、経口又は局所で使用される生分解性のＵＰＭも非生分解性のＵＰＭも分子量に制約はない。
【００２９】
本発明の医薬処方で有用な薬理構成物質には、種々の治療剤、薬剤、ペプチド、タンパク質、遺伝物質（例えば、オリゴヌクレオチド）、遺伝的に改変した構成物質、ポリイオン性構成物質などが挙げられるが、これらに限定されない。
【００３０】
これらの構成物質は、当業者に周知の技法に従って単分子ミセルの中に挿入されてもよい。例えば、透析による物理的捕捉、乳化法、水性媒体における薬剤とミセルの単純な平衡又は水中での薬剤／ポリマーの固形分散物の可溶化によって本発明の高分子ミセル組成物に薬剤を組み込むことができる。
【００３１】
標的指向化リガンド、例えば、モノクローナル抗体、レクチン、糖、ビタミン、ペプチド、又は免疫的に識別可能なそれらの断片、又は特定の標的領域で優先的に濃縮する能力をミセルに提供する類似部分の封入を介してミセルを特異的な細胞又は組織に標的指向化することができる。
【００３２】
使用してもよい治療剤は、安定した様式で高分子ミセルに捕捉され、治療上有効な量で投与することができる任意の化合物である。好ましくは、本発明に従って使用される治療剤は、疎水性又はポリイオン性（例えば、ＤＮＡ）である。いかなる特定の作用剤にも限定されることを望まないで、好適な薬剤には、フタロシアニン類（例えば、塩化アルミニウムフタロシアニン）、アントラサイクリン（例えば、ドキソルビシン）のような抗腫瘍化合物、溶解性の乏しい代謝拮抗剤（例えば、メソトレキセート、マイトマイシン、５−フルオロウラシル）及びアルキル化剤（例えば、カムスチン）が挙げられる。ミセルはまた、パクリタキセルのようなタキサンを含有してもよい。
【００３３】
ミセルに含有することができる追加の薬剤は、アンフォテリシンＢ及びイトラコナゾールのような従来の疎水性の抗生剤及び抗真菌剤、シクロスポリンのような水溶性に乏しい免疫調整剤、ＨＩＶプロテアーゼ阻害剤のような水溶性に乏しい抗ウイルス剤、水溶性に乏しいステロイド性（例えば、デキサメタゾン）及び非ステロイド性（例えば、インドメタシン）の抗炎症薬剤である。
【００３４】
本発明の目的で、疎水性の薬剤を、内核がまったく荷電していない又はほとんど荷電していない条件下で内核に装填する。永久荷電した又はイオン化可能な薬剤は、内核が完全に又はほとんど荷電している条件下で内核に装填される。
【００３５】
以下の実施例は、様々な分子量の（もう１つの方法として有用な前駆体材料からの）、イオン化可能な核を持つ単分子の高分子ミセルの調製の例証である。
【００３６】
スター−ポリ（ポリ（エチレングリコール）メタクリレート）−ブロック−ポリ（エチルメタクリレート−ｃｏ−３級ブチルメタクリレート）及びスター−ポリ（ポリ（エチレングリコール）メタクリレート）−ブロック−ポリ（エチルメタクリレート−ｃｏ−メタクリル酸）の合成
−Ｐ（ＰＥＧＭＡ２００）−ｂ−Ｐ（ＥＭＡ５０−ｃｏ−ｔＢＭＡ５０）（前駆体＃１）
スター−Ｐ（ＰＥＧＭＡ２００）−ｂ−Ｐ（ＥＭＡ５０−ｃｏ−ＭＭＡ５０）（前駆体＃１から）
スター−Ｐ（ＰＥＧＭＡ１０００）−ｂ−Ｐ（ＥＭＡ５０−ｃｏ−ｔＢＭＡ５０）（前駆体＃３）
スター−Ｐ（ＰＥＧＭＡ１０００）−ｂ−Ｐ（ＥＭＡ５０−ｃｏ−ＭＡＡ５０）（前駆体＃３から）
【００３７】
本発明の方法論に基づいて以下の用語を示す：
用語、スターは、これらのポリマーが実際、多数の直鎖状又は分枝鎖状の高分子アームに結合する中心が出現する点を有する分子であることを意味する。
言葉、スターに続く用語はＵＰＭの殻又はコロナを記載する。
用語ＰＥＧＭＡに付けた番号は、繰り返し単位（又はモノマー）に含まれるＰＥＧ鎖の分子量を表す。
下付き文字は、高分子断片の比を指す。
文字ｂは、ポリマー及び／又は高分子アームがジブロックコポリマー構造に基づくことを示す。
文字ｂに続く最後の用語は、ＵＰＭの核を記載する。
【００３８】
材料
製品はすべてアルドリッチ（ウィスコンシン州、ミルウォーキー）から購入した。臭化第一銅（等級、９９．９９％）、２−ブロモイソブチリルブロミド、無水トリエチルアミン及びＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−ペンタメチルジエチレントリアミン（ＰＭＤＥＴＡ）をさらに精製することなく使用した。エチルメタクリレート（ＥＭＡ）、３級−ブチルメタクリレート（ｔＢＭＡ）及びメチルＰＥＧメタクリレート（ＰＥＧ断片のＭｎ：２００及び１０００）（それぞれ、ＰＥＧＭＡ２００及びＰＥＧＭＡ１０００）を、ビニルモノマーとして使用した。使用前に、乾燥指標としてベンゾフェノンを用いて、ナトリウム上にてテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を蒸留した。
【００３９】
ＡＴＲＰテトラ開始剤の合成
テトラ（２−ブロモイソブチリル）ペンタエリスリトレート：
氷冷槽でやや冷却した、１４０ｍＬの無水ＴＨＦ中のペンタエリスリトール（１０ｇ、０．００５モル）及びトリエチルアミン（３．０ｇ、０．０３モル）の溶液に、２−ブロモイソブチリルブロミド（１７．２ｍＬ、０．１４モル）をゆっくり加えた。次いで溶液を室温に温め、２４時間攪拌した。混合物を水に注ぎ、塩化メチレンで抽出した。１ＭのＨＣｌ及び１ＭのＮａＯＨ溶液（ＮａＣｌを含有する）にて有機抽出物を順に洗浄し、硫酸マグネシウム上で乾燥した。減圧下にて溶媒を除いた。エタノール／ジエチルエーテルで生成物を再結晶させた。ジエチルエーテルで洗浄した後、単純なろ過によって表題の化合物を回収した。沈殿後の収率：９７％。薄茶色様の結晶。
１Ｈ ＮＮＲ（δ、ｐｐｘｎ ＣＤＣｌ３）；４．３３（ｓ，８Ｈ）；１．９４（ｓ，２４Ｈ）。
図２を引用して、ＡＴＲＰテトラ開始剤の１Ｈ ＮＭＲスペクトルを示す。空気又は水の存在下にてこのラジカル開始剤は極めて安定である。
【００４０】
スター−Ｐ（ＰＥＧＭＡ１０００）−ｂ−Ｐ（ＥＭＡ５０−ｃｏ−ｔＢＭＡ５０）のためのＡＴＲＰ
テトラ（２−ブロモイソブチリル）ペンタエリスリトレートを用いて、溶液中にてモノマーのＡＴＲＰ２工程重合を行った。ＴＨＦ（０．３５Ｍ）中にＰＭＤＥＴＡ（４．１当量）、ＣＵ（Ｉ）Ｂｒ（４．１当量）、ＥＭＡ（１６当量）及びｔＥＭＡ（１６当量）を含有する溶液にＡＴＲＰテトラ開始剤（１当量）を加えた。室温にて１５分間から２０分間、アルゴンで混合物を脱気し、次いで一晩６０℃に加熱した。次いで、真空／アルゴンの連続サイクルであらかじめ脱気した過剰のＰＥＧＭＡ（Ｍｎ：１０００、３２当量）を含有するフラスコに混合物を移した。反応容器を６０℃にて４８時間攪拌した。重合後、１０％のエタノールを含有するＴＨＦに混合物を注いだ。得られたポリマーを、溶出液としてのＴＨＦと共にシリカゲル上でろ過し、臭化銅を除いた。最後に水に対してポリマーを４８時間透析し（スペクトラ／Ｐｏｒ、Ｎｏ．１、分子量カットオフ ５０，０００）、次いで凍結乾燥した。収率：５０〜６５％
【００４１】
スター−Ｐ（ＰＥＧＭＡ２００）−ｂ−Ｐ（ＥＭＡ５０−ｃｏ−ｔＢＭＡ５０）のためのＡＴＲＰ
テトラ（２−ブロモイソブチリル）ペンタエリスリトレートを用いて、溶液中にてモノマーのＡＴＲＰ２工程重合を行った。ＴＨＦ（０．３５Ｍ）中にＰＭＤＥＴＡ（３当量）、Ｃｕ（Ｉ）Ｂｒ（２当量）、ＥＭＡ（１６当量）及びｔＢＭＡ（１６当量）を含有する溶液にＡＴＲＰテトラ開始剤（１当量）を加えた。室温にて１５分から２０分間、アルゴンで混合物を脱気し、次いで１時間６５℃に加熱した。次いで、アルゴンであらかじめ脱気したＰＥＧＭＡ（Ｍｎ：２００、４０当量）を混合物に移した。反応容器を６５℃にて５時間攪拌した。重合後、１０％のエタノールを含有するＴＨＦに混合物を注いだ。得られたポリマーを、溶出液としてのＴＨＦと共にシリカゲル上でろ過し、臭化銅を除いた。最後に水に対してポリマーを４８時間透析し（スペクトラ／Ｐｏｒ、Ｎｏ．１、分子量カットオフ ６，０００〜８，０００）、次いで凍結乾燥した。収率：６５〜７５％
【００４２】
ｔＢＭＡのＭＡ．Ａへの変換
３級ブチル基を持つエステル基のカルボン酸へのこの転換は、酸性条件での加水分解において成り立った。ジオキサン（２．６Ｍ）中のｔＢＭＡ単位（７．７ミリモル）を有するポリマーの溶液にＣｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ ＨＣｌ（３２ミリモル）を５時間加えた。ジエチルエーテル中にメタクリル酸誘導体を沈殿させ、ろ過した。ポリマーをエタノールに溶解し、水に対して透析し、凍結乾燥した。
【００４３】
分析方法
２５℃にて重水素を含むクロロホルム（ＣＤＣｌ３）及びメタノール（ＣＤ３ＯＤ）（カナダ、ＣＤＮアイソトープ）中で１Ｈ及び１３ＣのＮＭＲスペクトルをブルッカーＡＭＸ３００及びＡＲＸ４００に記録した。アライアンスＧＰＶＣ２０００（マサチューセッツ州、ミルフォード、ウォルター）によるサイズ排除クロマトグラフィ（ＳＥＣ）及び核磁気共鳴分光計（１Ｈ−ＮＭＲ）によって数平均分子量（Ｍｎ）及び重量平均分子量（Ｍｗ）を決定した。
【００４４】
今や図３を引用して、非イオン性のスター−Ｐ（ＰＥＧＭＡ１０００）−ｂ−Ｐ（ＥＭＡ５０−ｃｏ−ｔＢＭＡ５０）（Ａ）及びイオン化可能なスター−Ｐ（ＰＥＧＭＡ１０００）−ｂ−Ｐ（ＥＭＡ５０−ｃｏ−ＭＭＡ５０）（Ｂ）の星形状コポリマーの１Ｈ ＮＭＲスペクトルを説明する。
【００４５】
図３Ａは、ＰＭＡＡ誘導体の前駆体であるスター−（ＰＥＧＭＡ１０００）−ｂ−Ｐ（ＥＭＡ５０−ｃｏ−ｔＢＭＡ５０）の１Ｈ ＮＭＲスペクトルを示す。ＰＥＧＭＡとの反応前に回収された分画の１Ｈ ＮＭＲ解析は、疎水性核の各アームが４単位のＥＭＡ及び４単位のｔＢＭＡを有することを示した。核及び殻の分子量（Ｍｎ）はそれぞれ４８００及び４４００であった。重合を止めたとき、ＰＥＧＭＡ１０００に基づくＵＰＭは約９０００のＭｎを持っていた（１Ｈ ＮＭＲ解析により評価された）。
【００４６】
モノマーに組み込まれたさらに短いＰＥＧ鎖を使用することによって、スター−Ｐ（ＰＥＧＭＡ２００）−ｂ−Ｐ（ＥＭＡ５０−ｃｏ−ｔＢＭＡ５０）は、合成のさらに高い収率をもたらす。ＳＥＣ解析によって、スター−Ｐ（ＰＥＧＭＡ２００）−ｂ−Ｐ（ＥＭＡ５０−ｃｏ−ｔＢＭＡ５０）の核は、約２８００の分子量（Ｍｎ）及び約１．２の多分散度を有する。ＰＥＧＭＡ単位を組み込んだ後、これらのＵＰＭは高度に水溶性であり、１１８００のＭｎを示す。
【００４７】
ｔＢＭＡ基の酸性切断によりスター−Ｐ（ＰＥＧＭＡ１０００）−ｂ−Ｐ（ＥＭＡ５０−ｃｏ−ＭＡＡ５０）となり、ｐＨ制御の放出特性に必要とされる内核のイオン化可能な単位が提供される。
【００４８】
図３Ｂに示すように、ｔＢＭＡの少なくとも７０％が切断された。スター−Ｐ（ＰＥＧＭＡ２００）−ｂ−Ｐ（ＥＭＡ５０−ｃｏ−ｔＢＭＡ５０）の場合、ｔＢＭＡ単位のカルボン酸基への加水分解は実践的に定量的である（図４）。
【００４９】
本明細書で述べた特許及び出版物はすべて本発明が参加する当業者のレベルを示している。特許及び出版物はすべて、あたかも個々の出版物が参考として具体的に且つ個別に引用し、援用されるかのごとく、参考として本明細書に引用し、援用される。
【００５０】
発明の特定の形態を説明するが、それは、本明細書で記載され且つ示された具体的な形態又は部品の配列に限定されないことは理解されるべきである。発明の範囲から逸脱することなく種々の変更を行ってもよいこと及び本発明は明細書及び図面に示され、記載されたものに限定されるとはみなされないことが当業者に明らかになるであろう。
【００５１】
当業者は、本発明が目的を実施し、述べられた目的及び利点、並びにその中に固有のものを得るために適応されることを容易に十分理解するであろう。本明細書に記載された化合物、組成物、生物学的に関連する化合物、方法、手順及び技法は、現在、好ましい実施形態の代表例であり、例示を意図するものであり、範囲の限定を意図するものではない。そこでの変更及びそのほかの使用は、本発明の範囲内に包含され、添付のクレームの範囲によって定義される当業者に思い浮かぶであろう。
【００５２】
本発明は具体的な好ましい実施形態と共に記載されているが、請求されるような本発明は、そのような具体的な実施形態に非公式に限定されないことが理解されるべきである。
実際、当業者に明白である記載された発明の実施の形態の種々の改変は、以下のクレームの範囲内であることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】イオン化可能で疎水化された内核及び非イオン性で親水性の外殻を持つＵＰＭの合成スキームを示す。
【図２】原子転移ラジカル重合（ＡＴＲＰ）におけるテトラ開始剤の１Ｈ ＮＭＲスペクトルを示す。
【図３】非イオン性のスター−Ｐ（ＰＥＧＭＡ１０００）−ｂ−Ｐ（ＥＭＡ５０−ｃｏ−ｔＢＭＡ５０）及びイオン化可能なスター−Ｐ（ＰＥＧＭＡ１０００）−ｂ−Ｐ（ＥＭＡ５０−ｃｏ−ＭＡＡ５０）の１Ｈ ＮＭＲスペクトルである。
【図４】非イオン性のスター−Ｐ（ＰＥＧＭＡ２００）−ｂ−Ｐ（ＥＭＡ５０−ｃｏ−ｔＢＭＡ５０）及びイオン化可能なスター−Ｐ（ＰＥＧＭＡ２００）−ｂ−Ｐ（ＥＭＡ５０−ｃｏ−ＭＡＡ５０）の１Ｈ ＮＭＲスペクトルである。
Claims (14)
- イオン化可能な内核と親水性の外殻とを含んでなる単分子の高分子ミセル。
- 前記イオン化可能な内核がイオン化可能な繰り返し単位のみを、又は非イオン性の疎水性繰り返し単位との組み合わせでそれを含む請求項１の単分子の高分子ミセル。
- 前記イオン化可能な繰り返し単位が、アルキルアクリル酸誘導体、アクリル酸誘導体、（アミノアルキルアクリレート誘導体及び（アミノアルキル）アルキルアクリレート誘導体より成る群から選択される少なくとも１種の化合物を含む請求項２のイオン化可能な内核。
- 疎水性の繰り返し単位が、アクリレート誘導体、アクリルアミド誘導体、アルキルアクリレート誘導体、アルキルアクリルアミド誘導体、アリールアクリレート誘導体 及びアリールアクリルアミド誘導体より成る群から選択される少なくとも１種の化合物を含む請求項２のイオン化可能な内核。
- 前記アルキル又はアリール化合物が、アクリレート誘導体、アクリルアミド誘導体、メタクリレート誘導体及びメタクリルアミド誘導体より成る群から選択される少なくとも１種の脂肪族もしくは芳香族の部分を含む請求項４の単分子の高分子ミセル。
- 前記親水性の外殻が、ビニルモノマー類、ビニルオリゴマー類及びビニルポリマー類より成る群から選択される少なくとも１種の親水性化合物を含む請求項１の単分子の高分子ミセル。
- 前記親水性化合物が、アクリレート誘導体、アルキルアミド誘導体、アルキルアクリレート誘導体、アルキルアクリルアミド誘導体及びＮ−ビニル−２−ピロリドン誘導体より成る群から選択される少なくとも１種の化合物を含む請求項６の単分子の高分子ミセル。
- 前記親水性の殻が、官能化された且つ親水性のポリマーを起源とする請求項１の単分子の高分子ミセル。
- 前記官能化された且つ親水性のポリマーが、ポリ（エチレングリコール）又はポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）より成る群から選択される請求項８の単分子の高分子ミセル。
- 少なくとも１種の有効量の薬理構成物質と組み合わせて請求項１の単分子の高分子ミセルを含んでなる医薬処方。
- 前記薬理構成物質がｐＨの変化に反応してミセルから放出される請求項１０の医薬処方。
- 薬理構成物質が薬剤である請求項１０の医薬処方。
- 薬理構成物質が、ペプチド、タンパク質又は遺伝物質である請求項１０の医薬処方。
- 好適な標的指向化する配位子を含んでなる特許請求の範囲第１０項の医薬処方。
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