JP2005132737A - 埋込型製剤の薬物保持担体 - Google Patents

Abstract

【課題】 薬物の放出をコントロールできる担体で、生体適合性と生体内分解性に優れ、生体内へ埋め込んで薬物を持続的に長時間滞留させることができる埋込型製剤の薬物保持担体を提供せんとする。
【解決手段】 アミノ基を有する化合物を含有する水溶液中に滴下して得られたキトサンの球状ゲルであって、生体分解性をキトサンの脱アセチル化度で調整して成る。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、治療において薬物を担持し、局所に埋め込まれて生体内で分解し得る埋込型製剤の薬物保持担体に関するものである。

局所での直接的作用及び全身性副作用の軽減を目的として、病巣部位に直接薬物が投与される。

しかし、これら薬物を単独で投与した場合、薬物は投与部位から速やかに消失するため薬効が持続されず、薬物自身の溶解度を変化させるだけでは、薬物を投与部位に滞留させることは困難である。
又、投与直後においては、投与部位の薬物濃度が高くなるため、投与部位での傷害や薬物の血中への移行による全身性副作用の発現が懸念されるのである。

そこで、生体内分解性高分子材料に薬物を溶解又は分散して担持させ、これを静注、経口、皮下埋植等の手段によって投与し、生体内で高分子材料を分解させる一方、薬物を放出して目的とする細胞、組織、臓器、器官に供給する徐放剤が工夫されている。
特開平７ー３１６２０１ 特開平８ー２３１４３５ 特開平１１ー２２２４２５ 特開２００１ー２９９２４５

生体内分解性高分子材料としてキトサンが知られている。そして、キトサンのゲル化については、グルタルアルデヒド或いは無水酢酸による架橋が考えられるけれど、これらの架橋剤自身は毒性が強く、又残存する架橋剤を取り除くため、有機溶媒で洗浄すると、薬物が漏出したり、残留架橋剤による細胞毒性の問題がある。

更に、強アルカリ条件下でのゲル化は、キトサン自身が分解し低分子化するため、ゲルマトリックスが弱く、放出制御能が低下すると共に薬物の安定性が損なわれ、又生体内に埋め込む場合に刺激が強くなる問題もある。

他方、現在臨床で使用されている生分解性を有する薬物徐放化製剤である乳酸ーグリコール酸共重合体においては、生分解の過程で生成される乳酸に刺激等が報告されており、生体内で安全に分解することや粘膜への製剤の付着性等の生体適合性に優れたものが望まれているのである。

本発明は、薬物の放出をコントロールできる担体で、生体適合性と生体内分解性に優れ、生体内へ埋め込んで薬物を持続的に長時間滞留させることができる埋込型製剤の薬物保持担体を提供せんとするものである。

本発明の請求項１は、アミノ基を有する化合物を含有する水溶液中に滴下して得られたキトサンの球状ゲルであって、生体分解性をキトサンの脱アセチル化度で調整して成ることを特徴とするものである。

キトサンを生体成分であるアミノ酸等のアミノ基を有する化合物を含有する水溶液中に滴下することにより、より低いｐＨにおいて球状ゲルを調製できるのである。
又、キトサンゲルは生体内で確実に生分解し、投与時の炎症等は認められず、生体適合性に優れており、脱アセチル化度を調整して性状を変化させることにより、生体内での分解をコントロールできる。そして、キトサンはカチオン性の高分子であるため、それ自体で粘膜付着性を期待できるのである。

請求項２の発明は、アミノ基を有する化合物を含有する水溶液の濃度を１０％以上とするものであり、アミノ基を有する化合物が１０％以上存在すると、キトサンが球状のゲルを形成し得るｐＨは低下し、ｐＨ９付近でのゲル形成が可能と成るのである。
又、請求項３の発明は、コンドロイチン硫酸による修飾を施すものであり、コンドロイチン硫酸は、キトサンと同様の天然ムコ多糖類で、生体適合性に優れ、生体内分解性を有するものであるから、修飾を施すことによってキトサンの球状ゲルの生体内での分解速度及び薬物放出速度を制御するものである。

生体適合性と生体内分解性に優れているキトサンを利用し、低いｐＨ条件下でゲル化するため、生体適合性に影響を与えず、かつ水溶液条件下において調製できるため、ゲルの形状維持に優れ、薬物の安定保持を得られる効果を有する。
そして、生体内分解速度をキトサンの脱アセチル化度で容易に制御でき、コンドロイチン硫酸の修飾で薬物放出コントロールを一層高める効果を発揮するのである。

したがって、キトサンゲルにより薬物を徐放化させることが可能となり、局所における急激な薬物濃度の上昇による副作用の危険性を回避でき、薬物の長期間投与部位に滞留させることにより、治療効果を向上させる埋込型製剤の薬物保持担体に最適なものである。

本発明は、アミノ基を有する化合物を含有する水溶液中に滴下して得られたキトサンの球状ゲルであって、生体分解性をキトサンの脱アセチル化度で調整して成ることを特徴とするものである。
キトサン（ＣＳ）の球状ゲルの調製において、キトサンを溶解して滴下する水溶液にアミノ酸だけでなく、アミノ基を有する化合物が存在する場合、各種水溶液におけるキトサンゲル形成ｐＨを検討した結果は、表１の通りである。

この結果、アミノ酸だけではなく、塩化アンモニウム等のアミノ基を有する化合物が存在すると、より低いｐＨにおいてゲル形成が可能となる。
これは、キトサン−弱酸塩がアミノ基を有する化合物の多量に存在することにより、キトサンからの弱酸の離脱が早くなるため、瞬時に球状ゲルを形成するものと考えられる。

そして、キトサンを溶解させるための塩の種類によらず、アミノ基を有する化合物が１０％以上存在すると、表２に示すようにｐＨ９付近で球状のゲルを形成するのである。

更に、キトサンの脱アセチル化度の異なるキトサン種を用いて、滴下する水溶液の濃度とキトサンが球状ゲルを形成し得るｐＨの関係を、グルタミン酸ナトリウムの水溶液で行った結果は、図１に示す通りグルタミン酸ナトリウムの濃度上昇に伴い、キトサンが球状ゲルを形成し得るｐＨは低下し、１０％以上の濃度では一定値を示し、濃度が同じ場合、キトサン種によらず同様なｐＨでゲルを形成した。

前記表２で用いたキトサン種７Ｂ、及び図１並びに以下の説明で示すキトサン種７Ｂ、８Ｂ、９Ｂ、１０Ｂは表３の物性を有するキトサンである。

キトサンゲルの調製は、キトサンを０．１Ｍ酢酸緩衝液（ｐＨ４．５）に溶解し、それらを１０％グリシン（ｐＨ９．０）水溶液中に滴下することにより、球状のゲルを調製した。
高分子量のキトサン又は低分子量のキトサンでも高濃度使用することにより、キトサン溶液の粘度が上昇するため、滴下が困難であった。
球状のゲル形成には、調製溶液に滴下した際、瞬時にゲル化することが必要であるが、低濃度のキトサン溶液では粘度が低いため、キトサン溶液の調製溶液への拡散スピードが速く、球状ゲル形成は困難であった。又キトサン１０Ｂにおいては、キトサン濃度を上昇させてもゲルは形成しなかった。

又、キトサンゲルマトリックス内のｐＨは、調製溶液の出入りで徐々に上昇し、ゲルマトリックス内部まで調製溶液のｐＨへ変化した時にゲル化が完了し、調製溶液から取り出しても形状を維持できる。ゲル化するまでの時間は、アミノ基を有する化合物の種類及びキトサン種によって異なるが、数１０分は要する。

次に、生体内分解性について、キトサンはリゾチームにより分解され低分子化し、キトサンの脱アセチル化度が小さいものほど分解されやすい。このことは、キトサンをゲル化した場合にも酵素により分解され、脱アセチル化度が小さいものほど分解は速やかに起きるのである。
図２は、キトサン溶液のリゾチーム添加による粘度低下を示すもので、図３はキトサンゲルのリゾチーム溶液中での分解を示すグラフである。２０μｇ／ｍｌリゾチーム含有０．１Ｍリン酸緩衝液（ｐＨ７．２）、３７℃の溶液を用いた。

表４は、マウスの皮下に空気嚢（ＡＰ）を作製し、キトサンゲルを埋め込んだ後の残存ゲル数を示す表である。

キトサンゲルの脱アセチル化度が大きくなるのに従って、ゲルの分解速度は遅くなり、ゲルが長期間生体内に残存する。
このことは、キトサンの脱アセチル化度を選択することにより、キトサンゲルの生体内での分解速度を任意にコントロールできることを示している。
又、コンドロイチン硫酸でキトサンゲルを修飾（ＣＳ−Ｃｈｏ）することにより、生体内での分解を抑制できる。しかし、２８日後において残存しているゲルも、埋め込み時に比べ、柔らかく、かつ小さくなっていることから、コンドロイチン硫酸修飾ゲルも確実に生分解される。

キトサンゲルはキトサン（ＣＳ）を０．１Ｍ酢酸緩衝液に溶解させ、撹拌後、１０％グリシン（ｐＨ９）水溶液中に滴下し球状ゲルを調製し、このゲルを３７℃で一晩乾燥し、減圧下で保存したものである。
又、コンドロイチン硫酸修飾ゲルは、キトサンハイドロゲルを調製後、コンドロイチン硫酸水溶液（蒸溜水で溶解）中に一定時間浸し、その後取り出して上記キトサンゲルと同様に乾燥保存したものである。
コンドロイチン硫酸の濃度は０．１から１．０％の範囲で変化でき、放出挙動への影響はほとんど無い。
又、浸す時間は１時間以上であれば放出挙動は同じであるけれど、含有する薬物が漏出することもあり、６時間以内が望ましい。

更に、生体適合性について、マウスの皮下に作成した空気嚢（ＡＰ）に球状ゲルを埋め込んだ後のＡＰ内蛋白量を見たところ、キトサンゲル及びコンドロイチン硫酸で修飾したゲル共に炎症は認められず、生体適合性に優れていることが確認できた。
図４はキトサンゲル、図５はコンドロイチン硫酸で修飾したゲル投与後のＡＰ内蛋白量を表したグラフである。

キトサン（７Ｂ）を０．１Ｍ酢酸緩衝液（ｐＨ４．５）に溶解させ（キトサン濃度１％）、キトサン溶液中にモデル薬物としてプレドニゾロン（ＰＳ）を１％添加し、一晩撹拌後、ｐＨ９．０、１０％グリシン水溶液中に滴下し、球状ゲルを調製し、取り出した球状ゲルを一晩乾燥し、減圧下で保存した。
この１％ＰＳ含有１％ＣＳ７ＢゲルからのＰＳ放出挙動を、日本薬局方溶出試験パドル法（パドル回転数１００ｒｐｍ、溶出液０．１Ｍリン酸緩衝液（ｐＨ７．２）、５００ｍｌ、３７℃）で観察した結果を比較例の強アルカリ条件下で調製したゲル及びＰＳパウダーと共に図６に示す。
１０％グリシン（ｐＨ９）水溶液中で調製したキトサンゲルからＰＳは徐放化される。 一方、強アルカリ条件下で調製したゲルは形状が柔らかく、ＰＳ放出は早い。これは、ＣＳが強アルカリ条件下で低分子化したことに起因する。

実施例１と同様に調製するＰＳを含有した各種キトサンからのＰＳ放出挙動を、日本薬局方溶出試験パドル法で観察した結果を図７に示す。
この結果、各キトサンゲルからＰＳの徐放化が認められ、特に濃度２％９Ｂのキトサン種におけるＰＳ放出は強く抑制されている。

キトサンゲルにコンドロイチン硫酸を修飾したＰＳ放出挙動を、日本薬局方溶出試験パドル法で行った。
コンドロイチン硫酸の修飾は、キトサンのハイドロゲルを実施例１と同様に調製後、１％濃度のコンドロイチン硫酸水溶液の中に６時間浸し、その後取り出して実施例１と同様に乾燥して調製したものを用いた。
図８は、濃度１％ＣＳ７Ｂゲルとそのコンドロイチン硫酸修飾（ＣＳーＣｈｏ）を比較した放出率を経時的に表示したグラフであり、図９は６時間後の放出率を比較したキトサンの種類別に調製したキトサンゲルと、そのコンドロイチン硫酸修飾ゲルを表したグラフである。
この結果、キトサンゲルをコンドロイチン硫酸で修飾することにより、ゲルからのＰＳ放出は更に抑制され、その効果はキトサンの種類（脱アセチル化度）の違いによらず認められた。

１５％ＰＳ含有１％ＣＳ９Ｂゲルの生体内におけるＰＳ放出挙動を観察した。
マウス背部皮下に空気嚢（ＡＰ）を作製し、カラゲニンと同時に１５％ＰＳ含有１％キトサン９Ｂゲル、又は１％ＰＳ懸濁液を投与し、その後のＡＰ内のＰＳ量（図１０）、血中ＰＳ濃度（図１１）及びＰＳ残存率（図１２）をＨＰＬＣにて測定して比較した。
キトサンゲルを投与した場合は、ＡＰ内にＰＳが常に一定量存在し、３日後においてもキトサンゲル内にＰＳが約６０％残存し、ＰＳは血中にはほとんど検出されない。
これに対し、懸濁液を投与した場合はＰＳはＡＰから速やかに消失し、１日後でほとんどのＰＳが投与部位から消失し、投与１時間後から高い血中濃度が測定され、全身性の副作用が懸念される。

実施例４と同様のＡＰ内におけるキトサンゲルとそのコンドロイチン硫酸修飾ゲルとのＰＳ残存率をキトサンの種類別に比較し、図１３に表示した。
各キトサン種の各々のゲルは、前記実施例１乃至３と同様に調製した。
コンドロイチン硫酸でキトサンゲルを修飾することにより、ＰＳがゲルビーズ内に多く残存し、生体内においてもキトサンゲルに比べ、コンドロイチン硫酸を修飾することにより、ＰＳはさらに徐放化されることを意味する。

グルタミン酸ナトリウム濃度とゲル形成ｐＨの関係を示すグラフである。 キトサン溶液のリゾチーム添加による粘度低下を示すグラフである。 キトサンゲルのリゾチーム溶液中での分解を示すグラフである。 キトサンゲルの生体適合性を示すグラフである。 コンドロイチン硫酸で修飾したキトサンゲルの生体適合性を示すグラフである。 キトサンゲルからのＰＳ放出挙動を示すグラフである。 各種キトサンゲルからのＰＳ放出挙動を示すグラフである。 コンドロイチン硫酸修飾ゲルと比較したＰＳ放出挙動を示すグラフである。 各種コンドロイチン硫酸修飾ゲルと比較したＰＳ放出挙動を示すグラフである。 生体内におけるキトサンゲルのＰＳ放出挙動を示すグラフである。 生体内における血中ＰＳ濃度を示すグラフである。 生体内の投与部位におけるＰＳの残存率を示すグラフである。 各種キトサンゲルとそのコンドロイチン硫酸修飾ゲルの生体内におけるＰＳ残存率を示すグラフである。

Claims (3)

1. アミノ基を有する化合物を含有する水溶液中に滴下して得られたキトサンの球状ゲルであって、生体分解性をキトサンの脱アセチル化度で調整して成ることを特徴とする埋込型製剤の薬物保持担体。
2. アミノ基を有する化合物を含有する水溶液の濃度が１０％以上である請求項１記載の埋込型製剤の薬物保持担体。
3. コンドロイチン硫酸による修飾を施して成る請求項１又は２記載の埋込型製剤の薬物保持担体。

Images