JP2006512462A - 薬物送達媒体としてのマルチアーム（ｍｕｌｔｉ−ａｒｍ）ポリペプチド−ポリ（エチレングリコール）ブロックコポリマー - Google Patents

Abstract

本発明は、多様な生理活性剤の送達における使用のためのマルチアームブロックコポリマーを供する。本発明のコポリマーは、複数の（３以上）のコポリマーアームを延ばす中心コアを含む。各コポリマーアームは、内側ポリペプチドセグメント及び外側親水性ポリマーセグメントを有する。従って、当該コポリマーな全体的な構造は、中心コア及び内側ポリペプチドセグメントを含む内側コア領域を含んで成り、一方、外側コア領域は本質的に親水性である。本発明のマルチアームコポリマーは、当該内側コア領域中に封入することができる生理活性剤の送達のために特に有用である。

Description

本発明は、マルチアームコポリマー、並びに、これらのコポリマー、例えば、薬物送達媒体の製造方法及び使用方法に関する。

有効な薬物送達媒体の開発は製造業者に挑戦を与え続けている。多くの生理活性剤は、強力な生体内活性を示す一方、欠点、例えば、生体内分解、急速な身体からの除去、低い水溶性、及び全身毒性により妨害される。これらの欠点を克服するために、いくつかのアプローチが示唆されてきた。このようなアプローチは、例えば、界面活性剤を伴う生理活性剤を共投与すること、リポソーム製剤中の生理活性剤を供すること、抗体の利用により特異的な組織に対するターゲティングを供すること、及びミセル中に生理活性剤を処方することを含む。各アプローチは、しかしながら、特異的な活性剤に遭遇する問題を完全には対処せず、及び／又は追加的な投与を生じる。

医薬的なグレードの界面活性剤、例えば、Ｔｗｅｅｎ８０、又はＣｒｅｍｏｐｈｏｒ（登録商標）は、疎水性薬物の低い水溶性を補償するために製剤中で広く使用される。これらの界面活性剤は、水性媒体中でミセル構造を形成することにより、疎水性薬物を可溶化する。不幸なことに、これらの界面活性剤は、患者に投与した場合に、重篤なアレルギー反応及び過敏症に関連してきた(Kris et al. (1986) Cancer Treatment REP 70: 5）。追加的には、ミセルを形成する成分濃度が、臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）以下に下がるために、ミセル薬物担体は患者への投与においてしばしば分解する。当該ミセルが分解すると、薬物の急速且つ制御されない放出が存在し、従って、実施不可能な薬物送達に対するアプローチをしばしば与える。

リポソーム製剤は、リポソームを形成するリン脂質から生成される。患者への投与において、当該リポソームは細網内皮系（「ＲＥＳ」）のマクロファージにより受け取られる。リポソームが、ポリ（エチレングリコール）（「ＰＥＧ」）でそれらをコーティングすることにより「ステルス」特徴を有するように改変された場合であっても、肝臓及び脾臓においてしばしば高レベルで発見される。ＰＥＧ−コーティング「ステルス」リポソームでさえ、しかしながら、望ましくない副作用を有する。特に、これらのＰＥＧ−コーティングリポソームは、無差別的に血管から組織へと移動することが知られ、これは「血管外遊走」として知られる。結果として、所望の治療的効果を達成するためには、リポソームカプセル薬物のより高い用量を投与しなければならない。

例えば、薬物、例えば、抗癌剤を送達するための抗体を使用する標的送達アプローチは、疾患、例えば、癌の局在化した治療のために利用されてきた。不幸なことに、腫瘍細胞上で標的とされるレセプターは、しばしば健康な細胞にも存在する。このように、抗体−標的アプローチは、しばしば生理活性剤の送達に最適な方法を供するために不可欠な特異性又は選択性を欠く。

薬物の送達のために、更に他のアプローチが示唆されてきた。例えば、水−可溶性ポリマー、例えば、ポリ（エチレングリコール）は、ポリマー−薬物抱合体を形成するために薬物に共有結合的に付着する。このような抱合体は、未抱合性又は未変性薬物と比較して、しばしば、改善された水溶性、増強された生体内安定性、及び改善された治療指数を有する。不幸なことに、単官能のＰＥＧ、例えば、モノメトキシ−ＰＥＧは、ポリマー鎖当たり１つの薬物だけを輸送することしかできず、従って、生理活性剤の送達においてしばしば求められる高い薬物−輸送能を欠いている。

従って、当業界において、治療的に有効な方法における親水性及び疎水性薬物の両方の送達のために改良された方法が必要である。即ち、水溶性薬物の送達に有用なだけでなく、疎水性及び帯電性生理活性剤の送達における使用に適用できるように十分順応性のある薬物送達の組成物及び方法が必要である。本発明は、当業界のこれら及び他の必要性を解決することを探求する。

発明の概要
本発明は、共有結合的付着に利用可能な少なくとも３つの付着部位、及び中心コア分子のそれぞれの付着部位と共有結合的に付着するコポリマーアームを供する中心コア分子を含んで成る単分子マルチアームブロックコポリマーを供する。各コポリマーアームは、中心コア分子と共有結合的に付着する内側のポリペプチドセグメント、及びポリペプチドセグメントと共有結合的に付着する外側の親水性ポリマーセグメントを含んで成る。当該コア分子及び当該ポリペプチドセグメントは一緒に内側コア領域を規定し、そして親水性ポリマーセグメントは親水性外側領域を規定する。生理活性剤は、コポリマー構造中に、好ましくは、ブロックコポリマーの内側コア領域中に封入されることができる。生理活性剤及びブロックコポリマーの構造及び特性に依存して、当該封入は多様な結合又は誘引力によりもたらすことができる。

中心コア分子は、好ましくはポリアミンである。典型的なポリアミンは、小さな分子量の親水性オリゴマー、例えば、ＰＥＧオリゴマーであって、各オリゴマーが末端アミノ基を有するものとの結合により付着されるポリオールコア残基を含んで成る。

上記ポリペプチドセグメントは、好ましくは、疎水性アミノ酸残基、電荷を帯びているアミノ酸残基又は薬物分子との共有結合的付着に適当な懸垂官能基を有するアミノ酸残基を含んで成る。典型的なアミノ酸残基は、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、メチオニン、プロリン、フェニルアラニン、トリプトファン、セリン、スレオニン、アスパラギン、グルタミン、チロシン、システイン、リジン、アルギニン、ヒスチジン、アスパラギン酸、グルタミン酸、及びこれらの組み合わせの残基を含む。

上記親水性ポリマーセグメントは、好ましくは、キャッピング基、例えば、アルコキシ、あるいは官能基、例えば、ヒドロキシル、活性エステル、活性カルボネート、アセタール、アルデヒド、アルデヒド水和物、スルホン酸アルキル若しくはアリール、ハライド、ジスルフィド、アルケニル、アクリレート、メタクリレート塩、アクリルアミド、活性スルホン、アミン、ヒドラジン、チオール、カルボン酸、イソシアネート、イソチオシアネート、マレイミド、ビニルスルホン、ジチオピリジン、ビニルピリジン、ヨードアセトアミド、エポキシド、グリオキサル、ジオン、メシレート、トシレート、又はトレシレートで任意的に終結されているポリ（エチレングリコール）（「ＰＥＧ」）である。上記官能基は、所望する場合、薬物分子を共有結合的に付着させるために使用することができる。ある特定の態様において、上記ＰＥＧポリマーセグメントは、物理的に封入された薬物の標的放出のために、身体中の特異的部位にコポリマーを配向することができる標的化部分を有する。標的化部分の例は、タンパク質、抗体、抗体断片、ペプチド、炭水化物、脂質、オリゴヌクレオチド、ＤＮＡ、ＲＮＡ、又は２０００ダルトン以下の分子量を有する小分子を含む。

疎水性ポリペプチドセグメントが利用される場合、上記ブロックコポリマーは、中心コア及びポリペプチドセグメントが疎水性コア領域として規定する、単分子ミセル構造を形成する。当該疎水性コア領域中の１又は複数の疎水性生理活性剤の封入により、疎水性薬物は可溶化する。当該方法において、疎水性−制限溶解性を有する、前もって投与することができない薬物の投与のための手段を供することができる。従って、疎水性薬物の改良された送達は、その疎水性コア領域中に封入された薬物を有する本発明のマルチアームブロックコポリマーを含む医薬組成物を投与することにより達成することができる。

本発明は、更に、とりわけ、このようなコポリマーを含んで成る医薬組成物、当該コポリマーの製造方法、及びブロックコポリマー、例えば、薬物送達媒体の使用方法を包含する。
本発明を一般的な語句で説明してきたがこれらより図面を参照しながら説明する。

発明の簡単な説明
本発明はこの度より完全に説明されるだろう。本発明は、しかしながら、多くの異なる形態において実施することができ、そして本明細書における態様に制限すべきではなく；これらの態様は、徹底的に及び完全になるように、そして、当業者に本発明の範囲を完全に伝えるように供される。

Ｉ．定義
本明細書及び請求の範囲において使用される、単一形態は、文中において明らかに他に指示しない限り、複数の指示物を含む。従って、例えば、「薬物」は、単一の薬物、並びに、２又はそれ以上の同一又は異なる薬物を含み、「単分子マルチアームブロックコポリマー」は、単一の単分子マルチアームブロックコポリマー、並びに２又はそれ以上の同一又は異なる単分子マルチアームブロックコポリマーを含み、「賦形剤」は、単一の賦形剤、並びに２又はそれ以上の同一又は異なる賦形剤を含む。

「官能基」、「活性部分」、「活性化基」、「反応部位」、「化学的反応基」及び「化学的官能部分」は、当業界及び本明細書において、分子の別々に限定できる部分又は単位を意味するために使用される。上記の語は、化学業界においていくらか同義であり、そしていくつかの機能又は活性を示し、そして他の分子と反応する分子の一部を本明細書において表すために使用さる。官能基との結合において使用される「活性」の語は、強力な触媒、又は反応するために高い非実用的な反応条件を必要とする基（即ち、「非反応性」又は「不活性」基）とは対照的に、他の分子上の求電子基又は求核基と容易に反応するこれらの官能基を含むことを意図する。典型的な活性エステルは、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルエステル、又は１−ベンゾトリアゾールエステルを含む。典型的には、活性エステルは、ほんの数分で水性媒体中においてアミンと反応し、一方あるエステル、例えば、メチル若しくはエチルエステルは、求核基と反応するために強力な触媒を必要とする。本明細書で使用される「官能基」の語は、保護された官能基を含む。

「保護された官能基」の語は、一定の反応条件下における化学反応性官能基の反応を防ぐ保護基又は部分の存在を意味する。当該保護基は、保護されている化学反応基のタイプ及び利用される反応条件に依存して変化するであろう。例えば、化学的反応基がアミン又はヒドラジンである場合、保護基は、ｔｅｒｔ−ブチルオキシカルボニル（ｔ−Ｂｏｃ）及び９−フルオレニルメトキシカルボニル（Ｆｍｏｃ）の基から選択することができる。上記化学的反応基がチオールである場合、保護基はオルトピリジルジスルフィドであってよい。化学的反応基がカルボン酸、例えば、ブタン酸若しくはプロピオン酸、又はヒドロキシル基である場合、保護基はベンジル又はアルキル基、例えば、メチル、エチル、若しくはｔｅｒｔ−ブチルであってよい。当業界において知られる他の保護基もまた、本発明において使用することができる。例えば、Greene, T. W. , et al., PROTECTIVE GROUPS IN ORGANIC SYNTHESIS, 3rd ed. , John Wiley & Sons, New York, NY (1999) を参照のこと。

「結合」及び「リンカー」の語は、原子、原子群、又は、通常化学反応の結果として形成される結合を意味するように本明細書において使用される。本発明の典型的なリンカーは隣接する部分、例えば、２つのポリマーセグメントを１つ又は複数の共有結合を介して連結する。加水分解的に安定な結合は、水中で実質的に安定であり、有効なｐＨ、例えば、生理的ｐＨの水と長期間、おそらくは無期限に有意に反応しない結合である。加水分解的に不安定又は分解性の結合は、水又は、例えば、血液、血漿、又は他の生理的な液体を含む水溶液中で分解性である結合である。酵素的に不安定又は分解性の結合は１又は複数の酵素により分解され得る結合を包含する。

「アルキル」の語は、長さにおいて、約１から１２の炭素原子、好ましくは約１から約６の原子に及ぶ炭化水素鎖を意味し、そして、直鎖及び分岐鎖を含む。当該炭化水素鎖は飽和であっても不飽和であってもよい。

「シクロアルキル」は、架橋、融合、又はスピロ環式化合物を含む、飽和又は不飽和サイクリック炭化水素鎖を意味し、好ましくは３から約１２の炭素原子、より好ましくは３から約８の原子を含んで成る。

「置換されたアルキル」又は「置換されたシクロアルキル」の語は、１又は複数の非干渉置換基、例えば、制限されることなく、Ｃ_3-8シクロアルキル、例えば、シクロプロピル、シクロブチル等；アセチレン；シアノ；アルコキシ、例えば、メトキシ、エトキシ等；低級アルカノイルオキシ、例えば、アセトキシ；ヒドロキシ；カルボキシル；アミノ；低級アルキルアミノ、例えば、メチルアミノ；ケトン；ハロ；例えば、クロロ又はブロモ；フェニル；置換されたフェニル等で置換されたアルキル又はシクロアルキル基を意味する。

「アルコキシ」は、−Ｏ−Ｒ基を意味し、式中、Ｒはアルキル又は置換されたアルキルであり、好ましくはＣ_1-6アルキル（例えば、メトキシ又はエトキシ）である。

「アリール」は、それぞれ５又は６のコア炭素原子である、１又は複数の芳香環を意味する。複数のアリール環は、ナフチルとして、融合していてもよく、ビスフェニルとして融合していなくてもよい。また、アリール環は１又は複数の環式炭化水素、又は複素環と融合し、あるいは融合していなくてもよい。

「置換されたアリール」は、置換基として１又は複数の非干渉基を有するアリールである。フェニル環の置換基として、当該置換基は如何なる配向性（即ち、オルト、メタ又はパラ）であってよい。

「ヘテロアリール」は１から４のヘテロ原子、好ましくは、硫黄、酸素、窒素、又はこれらの組み合わせを含むアリール基であり、上記において、ヘテロアリール基は、炭素又は窒素原子において、Ｃ_1-6アルキル、−ＣＦ₃、フェニル、ベンジル、又はチエニルで任意的に置換されており、あるいは、ヘテロアリール基中の炭素原子が、酸素とともにカルボニル基を形成し、あるいは、上記へテロアリール基は、フェニル環と任意的に融合している。また、ヘテロアリール環は、１又は複数の環式炭化水素、複素環式アリール、又はヘテロアリール環と融合していてもよい。ヘテロアリールは、制限することなく、１つのヘテロ原子を有する５−員ヘテロアリール（例えば、チオフェン、ピロール、フラン）；１，２又は１，３位において２つのヘテロ原子を有する５−員ヘテロアリール（例えば、オキサゾール、ピラゾール、イミダゾール、チアゾール、プリン）；３つのヘテロ原子を有する５−員へテロアリール（例えば、トリアゾール、チアジアゾール）；３つのヘテロ原子を有する５−員ヘテロアリール；１つのヘテロ原子を伴う６−員へテロアリール（例えば、ピリジン、キノリン、イソキノリン、フェナントリン、５，６−シクロヘプテノピリジン）；２つのヘテロ原子を伴う６−員ヘテロアリール（例えば、ピリダジン、シノリン、フタラジン、ピラジン、ピリミジン、キナゾリン；３つのヘテロ原子を伴う６−員ヘテロアリール（例えば、１，３，５−トリアジン）；及び４つのヘテロ原子を伴う６−員ヘテロアリールを含む。

「置換されたヘテロアリール」は、置換基として１又は複数の非干渉基を有するヘテロアリールである。

「複素環」又は「複素環式」は、不飽和又は芳香族の特徴を伴う、又は、伴わない、少なくとも１つの環原子が炭素ではない、５−１２原子、好ましくは５−７原子の１又は複数の環を意味する。好ましいヘテロ原子は、硫黄、酸素、及び窒素を含む。複数の環は、キノリン又はベンゾフランとして融合してもよい。

「ヘテロ原子」は、炭化水素類似化合物中の如何なる非炭素原子をも意味する。例は、酸素、硫黄、窒素、リン、ヒ素、ケイ素、セレン、テルル、スズ、及びホウ素を含む。

「置換された複素環」は非干渉置換基から形成される１又は複数の側鎖を有する複素環である。

「非干渉置換基」は安定な化合物を産出する基である。適当な非干渉置換基又はラジカルは、制限することなく、ハロ、Ｃ_1-l0アルキル、Ｃ_2-l0アルケニル、Ｃ_2-l0アルキニル、Ｃ_1-10アルコキシ、Ｃ_7-l2アラルキル、Ｃ_7-12アルカリール、Ｃ_3-l0シクロアルキル、Ｃ_3-10シクロアルケニル、フェニル、置換されたフェニル、トルオイル、キシレニル、ビフェニル、Ｃ_2-12アルコキシアルキル、Ｃ_7-12アルコキシアリール、Ｃ_7-12アリールオキシアルキル、Ｃ_6-12オキシアリール、Ｃ_1-6アルキルスルフィニル、Ｃ_1-10アルキルスルホニル、−（ＣＨ₂）_m”−Ｏ−（Ｃ_1-10アルキル）[式中（ｍ”）は１から８である]、アリール、置換されたアリール、置換されたアルコキシ、フルオロアルキル、複素環式ラジカル、置換された複素環式ラジカル、ニトロアルキル、−ＮＯ₂、−ＣＮ、ＮＲＣ（Ｏ）−（Ｃ_1-10アルキル）、−Ｃ（Ｏ）−（Ｃ_1-10アルキル）、Ｃ_2-10チオアルキル、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−（Ｃ_1-10アルキル）、−ＯＨ、−ＳＯ₂、＝Ｓ、−ＣＯＯＨ、−ＮＲ、カルボニル、−Ｃ（Ｏ）−（Ｃ_1-10アルキル）−ＣＦ₃、−Ｃ（Ｏ）−ＣＦ₃、−Ｃ（Ｏ）ＮＲ₂、−（Ｃ_1-10アルキル）−Ｓ−（Ｃ_6-12アリール）、−Ｃ（Ｏ）−（Ｃ_6-12アリール）、−（ＣＨ₂）_m”−Ｏ−（ＣＨ₂）_m”−Ｏ−（Ｃ_1-10アルキル）[式中、核（ｍ”）は１から８までから独立に選択される]、-Ｃ（Ｏ）ＮＲ、−Ｃ（Ｓ）ＮＲ、−ＳＯ₂ＮＲ、−ＮＲＣ（Ｏ）ＮＲ、−ＮＲＣ（Ｓ）ＮＲ、これらの塩等を含む。本明細書に使用されるＲは、Ｈ、置換されていないアルキル、置換されたアルキル、置換されていないアリール、置換されたアリール、アラルキル及びアルカリールからなる基から独立に選択される。

「薬物」、「生理活性分子」、「生理活性部分」、「生理活性剤」、「生理活性剤」等は本明細書において相互的に使用され、そして制限されることなく、ウイルス、細菌類、真菌類、植物、動物、及びヒトを含む生物学的生物のいずれかの物理的又は生物化学的特性に影響し得る如何なる物質をも意味する。特に本明細書において使用される生理活性分子は、ヒト若しくは他の動物における疾患の診断、治癒、緩和、治療、又は予防のために意図される如何なる物質、又は、ヒト若しくは動物の身体的又は精神的な健康を増強する他のものを含む。生理活性分子の例は、制限されることなく、ペプチド、タンパク質、酵素、小分子薬物（例えば、非ペプチド性薬物）、色素、脂質、ヌクレオシド、オリゴヌクレオチド、ポリヌクレオチド、核酸、細胞、ウイルス、リポソーム、微粒子、及びミセルを含む。本発明の使用に適当な生理活性剤のクラスは、制限することなく、抗生物質、殺真菌剤、抗ウイルス剤、抗炎症剤、抗腫瘍剤、心血管剤、抗不安剤、ホルモン、成長因子、ステロイド剤等を含む。

「ポリオレフィニックアルコール」は、ポリマーの主鎖に付着する複数の懸垂ヒドロキシル基を有するオレフィンポリマー主鎖、例えば、ポリエチレンを含んで成るポリマーを意味する。典型的なポリオレフィニックアルコールは、ポリビニルアルコールである。

本明細書において使用される、「非ペプチド性」は、実質的に、ペプチド結合を介して結合するアミノ酸を含まない構造を意味する。従って、例えば、非ペプチド性がポリマー主鎖に関して使用される場合、当該ポリマー主鎖は実質的にペプチド結合を介して結合するアミノ酸を含まない。当該ポリマー主鎖は、しかしながら、主鎖の長さに沿って配置される少量のペプチド、例えば、約５０モノマー単位当たり約１以下のペプチド結合を含む。

「ポリペプチド」又は「ポリ（アミノ酸）」は、アルファ炭素の主鎖に沿ったアミド結合を通じて連結するアミノ酸残基の連続を含んで成る如何なる分子も意味する。ペプチドの側鎖の修飾は、グリコシル化、ヒドロキシル化等と共に存在してもよい。追加的には、脂質及び小薬物分子を含む他の非ペプチド分子は、ポリペプチドと付着してもよい。当該ポリペプチドは、アミノ酸残基のいずれかの組み合わせ又は配列を含んで成ってよい。

「アミノ酸」は、塩基性のアミン基及び酸性のカルボキシル基の両方を含む有機酸を意味する。当該語は、必須アミノ酸及び非必須アミノ酸、並びに天然アミノ酸及び合成又は修飾アミノ酸の両方を包含する。最も一般的なアミノ酸はそれらの完全な名称、又は３文字若しくは１文字の省略形のいずれかにより本明細書において挙げられる：グリシン（Ｇｌｙ，Ｇ）；アラニン（Ａｌａ，Ａ）；バリン（Ｖａｌ，Ｖ）；ロイシン（Ｌｅｕ，Ｌ）；イソロイシン（Ｉｌｅ，Ｉ）；メチオニン（Ｍｅｔ，Ｍ）；プロリン（Ｐｒｏ，Ｐ）；フェニルアラニン（Ｐｈｅ，Ｆ）；トリプトファン（Ｔｒｐ，Ｗ）；セリン（Ｓｅｒ，Ｓ）；スレオニン（Ｔｈｒ，Ｔ）；アスパラギン（Ａｓｎ，Ｎ）；グルタミン（Ｇｌｎ，Ｑ）；チロシン（Ｔｙｒ，Ｙ）；システイン（Ｃｙｓ，Ｃ）；リジン（Ｌｙｓ，Ｋ）；アルギニン（Ａｒｇ，Ｒ）；ヒスチジン（Ｈｉｓ，Ｈ）；アスパラギン酸（Ａｓｐ，Ｄ）；及びグルタミン酸（Ｇｌｕ，Ｅ）。アミノ酸の言及は完全立体配置に関連せず、当該説明はＬ又はＤ形態のいずれかにおけるアミノ酸を含む。

「残基」は、１又は複数の分子との反応後に残存する分子の一部を意味する。例えば、ポリぺプチド鎖中のアミノ酸残基は、隣接するアミノ酸残基とのペプチド結合形成後に残存するアミノ酸の一部である。

「疎水性」は、水中よりもオクタノール中で優れた溶解度を有する分子を意味し、典型的には、オクタノール中で非常に優れた溶解度を有する。逆に、「親水性」は、オクタノール中よりも水中で優れた溶解度を有する分子を意味する。

「オリゴマー」は、２から２０のモノマー単位、好ましくは２から１０のモノマー単位を含んで成る短いモノマー鎖を意味する。

「単分子」は、慣習的なミセル中における他の非共有結合又は誘引力に依存するよりも、単一の分子構造中で一緒に共有結合する全体の分子を意味する。

「患者」の語は、薬物の投与により予防又は治療することができる状態に苦しんでいる、あるいはその傾向にある生物を意味し、ヒト及び動物の両方を含む。

「任意的」又は「任意的な」は、次に説明される状況が起こっても起こらなくてもよく、従って、その説明は当該状況が起こる例、及び起こらない例を含む。

単分子マルチアームブロックコポリマー
本発明は、共有結合的に付着されるポリペプチドセグメントを有する中心コア分子により規定される内側コア領域、及び、各ポリペプチドポリマーセグメントと共有結合的に付着する親水性ポリマーセグメントにより規定される外側親水性領域を有するマルチアームブロックコポリマーを供する。従って、マルチアーム構造の各アームは内側（即ち、中心コア分子のより近く又は基部）ポリペプチドモノマーセグメント、及び外側（即ち、中心コア分子のより遠く又は末端）親水性ポリマーセグメントを含んで成るブロックコポリマーである。

本発明の単分子マルチアームブロックコポリマーは、特に、内側コア領域中における生理活性分子の被包又は封入に適当である。本明細書において使用される「被包」及び「封入」は、共有結合的付着、電荷相互作用、金属−酸複合体、ファンデルワールス力、又は他の誘引若しくは結合力のいずれかによるコポリマーの当該内側領域中における薬物分子の物理的制限を意味することを意図する。

上記単分子マルチアームブロックコポリマーは、典型的に、約５，０００Ｄａから約１２，０００Ｄａ、好ましくは、約１０，０００Ｄａから約１００，０００Ｄａ、そしてより好ましくは約２０，０００Ｄａから約８０，０００Ｄａの総数平均分子量を有する。本発明のブロックコポリマーの一般構造式の説明は、図１において示される。

上記外側親水性ポリマーセグメントは、好ましくは、ポリ（エチレングリコール）であるが、他の親水性ポリマーセグメントもまた使用することができる。ある態様において、コポリマー構造を身体の特異部位に配向することができる標的部位は、封入された薬物の標的放出のために１又は複数の親水性ポリマーセグメントに付着する。

単分子マルチアーム構造の内側コア領域の一部としてのポリペプチドポリマーセグメントの使用は、マルチアーム構造の薬物送達特性の設計及び調整において、相当な順応性を供する。薬物と単分子マルチアーム構造のコア領域の相互作用は薬物装填及び薬物放出特性の優れた効果をもたらすことができる。本発明において、ポリペプチドポリマーセグメントの構造に依存して、単分子マルチアーム構造の内側コア領域は、疎水性であり、帯電しており、薬物分子に共有結合的に付着しており、又はこれらのいずれかの組み合わせであってよい。

疎水性コア領域
ポリペプチドは、疎水性の広範な範囲を示すことができる。疎水性ポリペプチドが利用される場合、上記マルチアームブロックポリマーは水溶液中の単分子ミセルとして作用すると考えられ、当該ミセル構造は親水性外側領域により結合される中心疎水性コア領域を含んで成る。結果として、当該態様において、本発明のマルチアームブロックコポリマーは、当該マルチアームブロックコポリマー構造の疎水性コア領域中に被包又は物理的に封入することにより、疎水性生理活性剤の水性溶解度を増大することができる。ポリペプチドの厳密な構造、及び結果的なその疎水性は、特定の薬物分子に対する親和性を最大にするために必要的に調整することができる。

慣習的な直鎖状のミセル構造と比較して、本発明のマルチアームブロックポリマーの単分子の性質は、濃度に対する低い感応性をもたらし、本発明のブロックコポリマーは、望まない速い速度で封入した薬物を放出することが少ないようである。本発明のブロックコポリマーは個々の分子の凝集体というより、共有結合分子ユニットである。結果として、ミセル形成物質の不十分な濃度による生体内における当該構造の意図されない分解は今回説明されるマルチアームブロックコポリマーにより回避される。当該マルチアームブロックコポリマーの意図的な分解は、しかしながら、ポリマーセグメント中に１又は複数の加水分解的に不安定な結合を含むことにより、生体内で発生させることができる。分子の凝集に関する自発性の濃度依存性分解とは対照的に、１又は複数の加水分解的に不安的な結合を有する本発明のマルチアームブロックコポリマーは、加水分解速度に基づく予測可能な行動における時間にわたって有利に分解する。更に、活性剤の化学修飾が溶解度の増大を得るのに必要とされないために、封入した薬物の有効性を減少させるコポリマーの可能性は著しく減少される。

特定の理論により結びつけられることを望むわけではないが、疎水性のレベル及び疎水性ポリペプチドの大きさが当該マルチアームブロックポリマーの薬物装填及び薬物放出特性に影響すると考えられる。一般的に、より大きな疎水性ポリペプチドセグメント及び比較的強い疎水性を有するアミノ酸により形成された疎水性ポリペプチドセグメントは、溶液中でより高い薬物装填及びより遅い薬物放出特性をもたらすであろうと考えられる。逆に、より小さな疎水性ポリペプチドセグメント及び比較的低い疎水性を有するアミノ酸により形成された疎水性ポリペプチドセグメントは、減少した薬物装填及びより速い薬物放出をもたらすであろう。慣習的な実験を使用して、通常の当業者は適当なポリペプチドセグメント組成物及び与えられた薬物サイズを決定することができる。例えば、一連の薬物含有マルチアームブロックコポリマーは、本明細書において議論するように、それぞれが異なるサイズのポリペプチドセグメントを有するように調製することができる。患者に対する投与において最も優れた有効性を有するマルチアームブロックコポリマーは適当なサイズのポリペプチドセグメントを有する。適当なポリペプチドセグメント含有量（即ち、ポリペプチドセグメント中に存在するアミノ酸残基）を決定するために、同様のアプローチを使用することができる。ここで、しかしながら、上記ポリペプチドセグメント中に異なるアミノ酸残基を有する一連の薬物含有マルチアームブロックコポリマーを試験する。

帯電性コア領域
他の態様において、水性媒体中で電荷を有している親水性生理活性剤は、逆の電荷を有するポリペプチドセグメントを選択することにより、本発明の単分子マルチアームブロックコポリマーの内側コア領域中に封入させることができる。当該逆の電荷は、マルチアーム構造のコア領域と薬物との間の誘引力をもたらす。例えば、正電荷を伴う内側コア領域が、負電荷の活性剤を封入するために必要とされる場合、ポリペプチドセグメントは、好ましくは生理的ｐＨで、又はその付近において（即ち、約７．４のｐＨ）、正に帯電したアミノ酸残基から形成することができる。リジン（約１０．０のｐＫを有する）及びアルギニン（約１２．０のｐＫを有する）は生理的なｐＨで、又はその付近で正に帯電する。また他のアミノ酸も、環境のｐＨに依存して正に帯電することができる。例えば、ヒスチジンのイミダゾール環は、正に帯電することができる。

負電荷を伴う内側コア領域が、正電荷を有する活性剤のために所望される場合、ポリペプチドセグメントは、好ましくは、生理的ｐＨで、又はその付近で（即ち、約７．４のｐＨ）、負に帯電しているアミノ酸残基から形成することができる。グルタミン酸及びアスパラギン酸（共に、約４．４のｐＫを有する）は生理的ｐＨで、又はその付近で負に帯電する。環境のｐＨに依存して、他のアミノ酸、例えば、システインもまた、負電荷を供するために使用することができる。

生理活性分子を封入するための電荷誘引の使用は、特に、ＤＮＡ、ＲＮＡ、又はオリゴヌクレオチドの封入に有利である。当該封入された薬物は、持続式に、且つ長期にわたり、帯電性内側コア領域から放出される。本発明のブロックコポリマーの帯電性コアの態様の説明は、図２において示す。アミノ酸残基が負に帯電しているポリペプチドセグメントの部分は、負（「−」）で示す。

薬物に対する共有結合的付着に適当なコア領域
更なる他の態様において、上記生理活性剤がポリペプチド鎖中に存在する懸垂官能基と共有結合的に付着することにより、当該生理活性剤は本発明のマルチアームブロックコポリマーの内側コア領域と共有結合的に付着することができる。例えば、いくつかの異なるアミノ酸、例えば、アスパラギン酸及びグルタミン酸から形成されたポリペプチドは、その側鎖上に懸垂カルボン酸基を含む。これらの酸基は、例えば、アミン基を有する生理活性剤と容易に反応することができ、これにより、生理活性剤はアミド結合を介してポリペプチド鎖と結合する。追加的には、アミン含有リジン残基を含んで成るポリペプチドセグメントは、カルボン酸基を有する生理活性剤反応することができ、これによりアミド結合を形成する。本発明のブロックコポリマーに対する薬物分子の共有結合的付着は図３において示される。

所望するならば、ポリペプチドと生理活性剤との結合は、分解可能な結合、例えば、エステル結合、炭酸結合、イミン結合、ヒドラゾン結合、アセタール結合、又はオルトエステル結合であってよい。当該方法において、ブロックコポリマーは、溶液中の分解できる結合の加水分解において、薬物分子を放出するプロドラッグとして基本的に作用することができる。

上記態様のいずれかにおいて、直鎖状のブロックコポリマーと比較して、本発明のマルチアームブロックコポリマーは、内側コア領域中に薬物を収容することにより、薬物分子を酵素分解からより保護することができる。また、標的化部分を組み込んだ態様において、当該標的化部分は、直鎖状ブロックコポリマーと比較して、より有効に使用することができる。当該ケースにおいて、少数のコポリマーアームのみに付着した標的化部分は、マルチアーム構造のコア領域中に封入されたいくつかの薬物分子を効率的に送達することができ、これにより、共有結合的に付着した１つ又は２つの薬物部分のみを有する標的直鎖状ポリマーと比較して送達される薬物の「ペイロード」が増大する。

上記マルチアームブロックコポリマーのアームの数は、疎水性又は帯電性コア領域を有するコポリマーの態様の薬物装填及び薬物放出特性における影響を有すると考えられる。一般的に少ないコポリマーのアームの存在は、低下した薬物装填及びより速い薬物放出をもたらす。極めて多数のアームを有するコポリマーの使用もまた、密度の実質的な増加、及びコポリマー構造のコア領域中の格子空間の減少により、薬物装填を低下させ得る。多数のアームを伴うコポリマーは、しかしながら、濃度に依存する薬物放出特性を有さないようである。前述を考慮して、ブロックコポリマーのアームの数の最適な範囲は、特定の疎水性薬物のために、望ましい薬物装填及び薬物放出特性の両方が得られるように決定することができる。通常の当業者は、慣習的な実験を通して与えたれたいずれかの状況において適当なアームの数を決定することができる。例えば、通常の当業者は、異なるアームの数の薬物含有マルチアームブロックコポリマーを作成し、患者への注射において各コポリマーの有効性をモニターし、引き続いて、最良の有効性を有するコポリマー中のアームの数に関係している適当なアームの数を確認することができる。最も優れた態様において、しかしながら、アームの数は３から約２５の範囲であり、従って、３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０，２１，２２，２３，２４又は２５であってよい。しかしながら、本明細書において説明するマルチアームブロックコポリマーのアームの数は、少なくとも５であることが好ましく、より好ましくは少なくとも約８、そして最も好ましく少なくとも約１０である。

上記ポリペプチド及び親水性ポリマーセグメントは、好ましくは天然において「過剰分岐型」又は樹状型、例えば、米国特許第５，８３０，９８６号において説明されるような樹状体ではなく、上記において分岐型化合物は、多数の連続層において中心コアに付着される。代わりに、図１において示すように、両方のポリマーセグメントは、好ましくは、天然において実質的に直鎖状である。しかしながら、いずれかのポリマーセグメント中のいくつかの分岐は存在してもよい。例えば、リジンリンカーに付着する２つのポリマー主鎖を含んで成る分岐型ポリ（エチレングリコール）ポリマーは、水溶性ポリマーとして使用することができる。

追加的な実験におけるマルチアームブロックコポリマーの特定の例は、各コポリマーアームに同じブロックコポリマー構造を利用するが、同じマルチアーム構造中において異なるコポリマー構造を利用することも可能である。換言すれば、本発明は、１又は複数のポリペプチド／親水性ポリマーの組み合わせが同じコア分子に付着する態様を含む。

Ａ．中心コア
中心コア分子は、所望するコポリマーアームの数と同数のいくつかのポリマー付着部位を供する分子に由来する。「付着部位」は、共有結合を形成するために、他の分子、例えば、アミノ酸と反応できる官能基を意味する。好ましくは、中心コア分子は、アミン基を有する少なくとも３つの末端を有するポリアミン残基である。「ポリアミン」は、コア分子にコポリマーアームを付着させるための付着部位として利用できる複数の末端アミン基を含む分岐型分子を意味する。コアのアミン基は、アミド結合を形成するためにアミノ酸のカルボン酸基と容易に反応するので、ポリアミンコアの使用は好ましい。しかしながら、コポリマーアームとの付着のために利用できる他の官能基を有するコア分子もまた使用することができる。

ポリアミンコアを利用する態様において、アミン基の数は、マルチアーム構造中のコポリマーアームの数を表すであろう。好ましくは、当該ポリアミンは３から約２５のアミン基を含んで成る。多様な態様において、当該ポリアミンは少なくとも約５のアミン基、少なくとも約８のアミン基、又は少なくとも約１０のアミン基を含んで成る。

コア分子は、典型的には、約２５０Ｄａから約１５，０００Ｄａ、好ましくは約５００Ｄａから約１０，０００Ｄａ、及びより好ましくは約１，０００Ｄａから約５，０００Ｄａの平均分子量の総数を有する。従って、コア分子の典型的な総数平均分子量は以下を含む：約２５０Ｄａ；約３００Ｄａ；約３５０Ｄａ；約４００Ｄａ；約４５０Ｄａ；約５００Ｄａ；約５５０Ｄａ；約６００Ｄａ；約６５０Ｄａ；約７００Ｄａ；約７５０Ｄａ；約８００Ｄａ；約８５０Ｄａ；約９００Ｄａ；約９５０Ｄａ；約１，０００Ｄａ；約１，５００Ｄａ；約２，０００Ｄａ；約２，５００Ｄａ；約３，０００Ｄａ；約３，５００Ｄａ；約４，０００Ｄａ；約４，５００Ｄａ；約５，０００Ｄａ；約５，５００Ｄａ；約６，０００Ｄａ；約６，５００Ｄａ；約７，０００Ｄａ；約７，５００Ｄａ；約８，０００Ｄａ；約８，５００Ｄａ；約９，０００Ｄａ；約９，５００Ｄａ；約１０，０００Ｄａ；約１０，５００Ｄａ；約１１，０００Ｄａ；約１１，５００Ｄａ；約１２，０００Ｄａ；約１２，５００Ｄａ；約１３，０００Ｄａ；約１３，５００Ｄａ；約１４，０００Ｄａ；約１４，５００Ｄａ；及び、約１５，０００Ｄａ。追加的な実験において例証された態様において、ポリアミンコア分子の分子量は、約２，０００Ｄａである。

好ましい態様において、当該ポリアミンコア分子は、アミン基を有する小分子量の親水性オリゴマーのポリオールコアへの共有結合的付着により形成される。当該態様において、中心コア分子は、ポリマーの付着のために利用できる少なくとも３つのヒドロキシル基を有するポリオールの残基を含んで成る。「ポリオール」は、複数の利用可能なヒドロキシル基を含んで成る分子である。所望するコポリマーアームの数に依存して、当該ポリオールは、典型的には、約３から約２５のヒドロキシル基、好ましくは少なくとも５、より好ましくは少なくとも約８、そして最も好ましくは少なくとも約１０のヒドロキシル基を含んで成るであろう。当該ポリオールは、本発明と分けることなく、他の保護した、又は保護していない官能基も同様に含んでよい。ヒドロキシル基間のスペースはポリオール間で変化するであろうが、各ヒドロキシル基間において、典型的には、約１から約２０の原子、例えば、炭素原子、好ましくは１から約５の原子が存在する。好ましいポリオールは、グリセロール、還元糖類、例えば、ソルビトール、ペンタエリスリトール、及びグリセロールオリゴマー、例えば、ヘキサグリセロールを含む。例えば、シクロデキストリン、例えば、ヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリンは、２１の利用可能なヒドロキシル基を有し、２１−アームブロックコポリマーを形成することができる。選択された特定のポリオールは、マルチアームコポリマー構造中のコポリマーアームの所望する数に依存するであろう。上記においてポリオール中のヒドロキシル基の数は、コポリマーアームの数の総数に相当するであろう。

小分子量の親水性オリゴマーがコア分子に共有結合的に付着する場合、各親水性オリゴマーは、マルチアーム構造の内側コア領域の疎水性レベルに有意に影響することを避けるために十分に小さな分子量を有するはずである。一般的には、約８８Ｄａから約１，０００Ｄａ、好ましくは約１００Ｄａから約１，０００Ｄａ、より好ましくは約１００Ｄａから約５００Ｄａの分子量を有するエチレングリコールオリゴマー鎖が使用される。ある態様において、当該エチレングリコールオリゴマーは、約２００から約３００Ｄａの平均分子量を有する。

上記オリゴマーセグメントは、ポリオールの利用可能なヒドロキシル基との反応に適当な官能基を有するオリゴマーを使用することにより、ポリオールコアに容易に付着させることができる。例えば、ある末端においてメシレート基を、及び他の末端においてアミン基を有する二機能性のエチレングリコールオリゴマーは、エチレングリコールオリゴマーとポリオール間のエステル結合を形成するために、ポリオールと反応させることができる。エチレングリコールオリゴマーのアミン基は、それから、コポリマーのマルチアームのポリペプチドセグメントを形成するためにアミノ酸との反応に利用することができるであろう。あるいは、当該エチレングリコールオリゴマーは、例えば、米国特許第６，０４６，３０５号で説明されるように、ポリオールコアにおいて直接重合させることができ、続いて、アミン基を形成するために当該ＰＥＧオリゴマーの末端基を誘導する。

好ましいポリアミン中心コア分子の一般構造は以下に示される。

式中：
Ａ’は、ポリオール、例えば、グリセロール、ソルビトール、ペンタエリスリトール、グリセロールオリゴマー、又はポリオール含有シクロデキストリン、例えば、ヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリンの残基であり；
ＰＥＧ₀は、約１００Ｄａから約１，０００Ｄａの分子量を有するＰＥＧオリゴマーであり；そして、
（ｎ）は３から約２５であり、そして、中心コア分子に付着する（−Ｏ−ＰＥＧ₀−ＮＨ₂）部分の数を表すために使用される。

化学式Ｉに従うポリアミン構造は、NOF Corporation (Tokyo, Japan) から入手できる商業的に入手可能なマルチアームエチレングリコールから調製され、又は上述のように、商業的に入手可能な試薬を使用して容易に調製することができる。

また、中心コアとしての使用に適当なものは、例えば、エチレングリコール成分を欠くが、上述のような分岐型ポリアミンである。

Ｂ．ポリペプチドセグメント
当該ポリペプチドは一般的に、無毒及び生体適合性であるべきであり、生物組織に関連する提案された使用（例えば、患者に対する投与）に由来する利点は、臨床家、例えば、医師により評価されるように、如何なる有害な効果に勝ることを意味する。好ましい態様において、当該ポリペプチドセグメントは、アミノ酸、例えば、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、メチオニン、プロリン、フェニルアラニン、トリプトファン、セリン、スレオニン、アスパラギン、グルタミン、チロシン、システイン、リジン、アルギニン、ヒスチジン、アスパラギン酸、グルタミン酸、又はこれらの組み合わせの残基を含んで成る。ポリペプチドセグメントの疎水的性質を増強する特に好ましいアミノ酸は、バリン、ロイシン、イソロイシン、フェニルアラニン、トリプトファン、チロシン、メチオニン、及びシステインから成る群から選択される。帯電した内側コア領域が所望される場合、当該ポリペプチドは、好ましくは、帯電性又は帯電可能なアミノ酸、例えば、アルギニン、リジン、ヒスチジン、グルタミン酸、アスパラギン酸、又はこれらの組み合わせの残基を含んで成る。

当該ブロックコポリマーのポリペプチドセグメントは、典型的には、約１００Ｄａから約２０，０００Ｄａ、好ましくは約５００Ｄａから約１０，０００Ｄａの平均分子量を有する。例えば、約１００Ｄａ、約２００Ｄａ、約３００Ｄａ、約５００Ｄａ、約８００Ｄａ、約１，０００Ｄａ、約２，０００Ｄａ、約３，０００Ｄａ、約４，０００Ｄａ、及び約５，０００Ｄａの分子量を有するポリペプチドセグメントが、本発明において有用である。

ポリアミンコアが利用される場合、当該ポリペプチドセグメントは典型的に、アミド結合により、中心コア分子に付着する。また、当該ポリペプチドは好ましくは、アミド結合により、親水性ポリマーセグメントに付着する。好ましい態様において、当該ポリペプチドセグメントは以下の構造を有する：

式中：
Ｒは水素、アルキル（例えば、Ｃ_1-6アルキル）（ここでアルキル鎖の１又は複数の炭素原子はヘテロ原子（例えば、Ｏ、Ｓ又はＮ）で任意的に置換されていてよい）、又は置換されたアルキルであり；そして、
（ｍ）は約３から約１００であり、好ましくは約３から約５０であり、そしてより好ましくは約３から約３０である。

Ｒアルキル鎖のための好ましい置換基は、アリール、置換されたアリール、ヘテロアリール、置換されたヘテロアリール、及び官能基、例えば、チオール、アミン、カルボン酸、カルボン酸エステル等を含む。上述のように、ポリペプチド主鎖に沿って配置された懸垂官能基は、生理活性剤をポリペプチドセグメントに共有結合的に付着するために使用することができる。典型的な官能基は、ヒドロキシ、活性エステル（例えば、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルエステル又は１−ベンゾトリアゾールエステル）、活性カルボネート（例えば、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルボネート及び１−ベンゾトリアゾリルカルボネート）、アセタール、アルデヒド、アルデヒド水和物、アルケニル、アクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、活性スルホン、アミン、ヒドラジン、チオール、カルボン酸、イソシアネート、イソチオシアネート、マレイミド、ビニルスルホン、ジチオピリジン、ビニルピリジン、ヨードアセトアミド、エポキシド、グリオキサル、ジオン、メシレート、トシレート、及びトレシレートを含む。

当該ポリペプチドセグメントは、典型的には、酵素的に分解可能であろう。分解可能なポリペプチドの使用は、時間をかけてマルチ−アームブロックコポリマーを生体内で分解することを許容し、このため当該コポリマーの腎臓排除が増大する。追加的には、当該ポリペプチドの分解は、これらのポリマーの追加的な特色、即ち封入した薬物の放出速度を制御する能力を供する。

Ｃ．親水性ポリマー
当該親水性ポリマーセグメントは、如何なる親水性ポリマーも含んで成ってよく、そして、本発明はこの点に関して制限されない。ポリペプチドを伴う場合、当該親水性ポリマーは、一般的に無毒性且つ生体適合性であるべきである。好ましくは、当該親水性ポリマーセグメントとして、ポリ（エチレングリコール）（「ＰＥＧ」）が使用される。当該ＰＥＧの語は、直鎖状、分岐鎖状、又はマルチ−アーム形態のいずれかにおけるポリエチレングリコールを含み、アルコキシＰＥＧ、二機能性ＰＥＧ、フォーク型ＰＥＧ、分岐型ＰＥＧ、懸垂ＰＥＧ、又は分解可能な結合を伴うＰＥＧを含み、以下により完全に説明される。

その最も単純な形態において、ＰＥＧは以下の化学式を有する：

式中：（「ｎ”」）は約２から約４，０００であり、典型的には約１０から約４，０００であり、そしてより典型的には約２０から約５００である。

ＰＥＧポリマー主鎖の平均分子量は変化してもよく、約１００Ｄａから約２０，０００Ｄａ、好ましくは約５００Ｄａから約１０，０００Ｄａの平均分子量を有するＰＥＧが、親水性ポリマーセグメントとして特に有用である。例えば、約１００Ｄａ、約２００Ｄａ、約３００Ｄａ、約５００Ｄａ、約８００Ｄａ、約１，０００Ｄａ、約２，０００Ｄａ、約３，０００Ｄａ、約４，０００Ｄａ、約５，０００Ｄａ、約６，０００Ｄａ、約７，０００Ｄａ、約８，０００Ｄａ、約９，０００Ｄａ、約１０，０００Ｄａ、約１１，０００Ｄａ、約１２，０００Ｄａ、約１３，０００Ｄａ、約１４，０００Ｄａ、約１５，０００Ｄａ、約１６，０００Ｄａ、約１７，０００Ｄａ、約１８，０００Ｄａ、約１９，０００Ｄａ、及び約２０，０００Ｄａの分子量を有するＰＥＧポリマーセグメントが、本発明において有用である。

本発明において有用なある形態において、遊離又は非結合性ＰＥＧは各末端において、ヒドロキシル基で終結する直鎖状ポリマーである：

式中、（ｎ”）の定義は、化学式III に関して供された通りである。

上記ポリマーである、アルファ−、オメガ−ジヒドロキシルポリ（エチレングリコール）は、ＨＯ−ＰＥＧ−ＯＨとして、短縮形態において表すことができ、式中、−ＰＥＧ−の記号は、上述の化学式III の構造を表す。

本発明に有用な他のタイプのＰＥＧは、メトキシ−ＰＥＧ−ＯＨ、又は短縮してｍＰＥＧであり、上記において、ある末端は比較的内側のメトキシ基であり、一方他の末端は、化学修飾の対象であるヒドロキシル基である。ｍＰＥＧの構造は、以下のように与えられる。

式中、（ｎ”）の定義は、化学式III に関して供された通りである。

マルチアーム型又は分岐型ＰＥＧ分子（例えば、米国特許第５，９３２，４６２号において説明されるようなものであり、その全体は本明細書における引用として組み入れられている）もまた、ＰＥＧポリマーとして使用することができる。例えば、親水性ＰＥＧセグメントは、以下の構造を有してよい：

式中：
ｐｏｌｙ_a及びｐｏｌｙ_bは、ＰＥＧ主鎖、例えば、メトキシポリ（エチレングリコール）であり；
Ｒ”は非反応性部分、例えば、Ｈ、メチル、又はＰＥＧ主鎖であり；そして、
Ｐ及びＱは非反応性結合である。好ましい態様において、当該分岐型ＰＥＧポリマーは、メトキシポリ（エチレングリコール）二置換性リジンである。

上記ＰＥＧポリマーは、あるいは、フォーク型ＰＥＧを含んで成ってよい。フォーク型ＰＥＧの例は、ＰＥＧ−ＹＣＨＺ₂により表され、式中、Ｙは連結基であり、そしてＺは限定された長さの原子鎖によりＣＨに連結する活性型末端基である。本明細書中に引例として組み入れられている国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ９９／０５３３３は、本発明において使用することが可能な多様なフォーク型ＰＥＧ構造を開示する。分岐している炭素原子にＺ官能基を連結している原子鎖はテザリング基（ tethering group )として役立ち、そして例えば、アルキル鎖、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、又はこれらの組み合わせを含んで成ってよい。

上記ＰＥＧポリマーは、ＰＥＧ鎖の末端というよりはＰＥＧ主鎖に沿って、共有結合的に付着する反応基、例えば、カルボキシルを有する懸垂ＰＥＧ分子を含んで成ってよい。当該懸垂反応基は、ＰＥＧ主鎖に直接、又は結合部分、例えば、アルキレン基を介して付着させることができる。

上述のＰＥＧの形態に追加して、当該ポリマーはまた、上述したポリマーのいずれかを含むポリマー主鎖中の１又は複数の弱い又は分解可能な結合により調製することができる。例えば、ＰＥＧは加水分解の対象であるポリマー主鎖中のエステル結合で調製することができる。以下に示すように、当該加水分解は、当該ポリマーをより低分子量の断片への切断をもたらす：

ポリマー主鎖中の分解可能な結合として有用な、他の加水分解的に分解可能な結合は、炭酸結合；例えば、アミン及びアルデヒドの反応からもたらされるイミン結合 ( 例えば、Ouchi et al. (1997) Polymer Preprints 38 (1) : 582-3 を参照のこと。これは引用として本明細書に組み入れられている) ; 例えば、アルコールとリン酸基の反応により形成されるリン酸エステル結合；典型的には、ヒドラジン及びアルデヒドの反応により形成されるヒドラゾン結合；典型的には、アルデヒド及びアルコールの反応により形成されるアセタール結合；例えば、ギ酸塩及びアルコールの反応により形成されるオルトエステル結合；及び、例えば、ポリマーの末端におけるホスホラミダイト基とオリゴヌクレオチドの５’ヒドロキシル基の反応により形成されるオリゴヌクレオチド結合を含む。

ポリ（エチレングリコール）又はＰＥＧはＰＥＧの上記形態全てを表し又は含むことが当業者に理解される。

また、多くの他のポリマーも本発明に適当である。２から約３００末端を伴う非ペプチド性且つ水溶性のポリマー主鎖は、本発明において特に有用である。適当なポリマーの例は、制限されることなく、他のポリ（アルキレングリコール）、エチレングリコール及びプロピレングリコールのコポリマー、ポリ（オレフィンアルコール）、ポリ（ビニルピロリドン）、ポリ（ヒドロキシアルキルメタクリルアミド）、ポリ（ヒドロキシアルキルメタクリレート）、ポリ（サッカライド）、ポリ（α−ヒドロキシ酸）、ポリ（ビニルアルコール）、ポリホスファゼン、ポリオキサゾリン、ポリ（Ｎ−アクリロイルモルホリン）、他本明細書中にその全体が引用として組み入れられている、米国特許第５，６２９，３８４号に記載のもの、及びコポリマー、ターポリマー、並びにこれらの組み合わせを含む。これらのポリマーは直鎖状であってよく、又は上述の形態のいずれか（例えば、分岐型、フォーク型等）であってよい。

通常の当業者は、先に挙げた親水性ポリマー主鎖が全く完全でなく、単に例示であり、上述の質を有する全てのポリマー物質が意図されることを認識するであろう。

標的化部分又は薬物分子は、任意的に、親水性ポリマーセグメントに共有結合的に付着することができる。本明細書において使用される、「標的化部分」は、特にレセプター、リガンド、組織、又は先のいずれかの成分に結合、あるいは親和性を示すことができる如何なる化学部分も含む。コポリマー構造に対する標的化部分の添加は、物理的に封入した薬物の標的放出のために、当該コポリマーを身体中の特異的部位に誘導することができる。例えば、ある部分はヒドロキシアパタイトの表面（即ち、リン酸カルシウム）例えば、骨に対して親和性を示すことが知られている。典型的なヒドロキシアパタイト−標的化部分は、テトラシクリン、カルセイン、ビスホスホネート、例えば、４−アミノ−１−ヒドロキシブタン−１，１−ジホスホン酸、ジテトラブチルアンモニウム塩（ＡＨＢＤＰ）又はその誘導体、ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸、及びアミノホスホ糖を含む。追加的な標的化部分は、タンパク質、抗体、抗体断片、ペプチド、炭水化物、脂質、オリゴヌクレオチド、ＤＮＡ、ＲＮＡ、又は２，０００Ｄａ以下の分子量を有する小分子を含む。好ましい態様において、標的化部分は、モノ−葉酸、又は抗−ＥＧＦｒＦａｂである。葉酸は、本明細書で説明するように、マルチアームコポリマー送達媒体への付着を介する抗癌剤の標的とされる送達に特に好ましい。標的剤としての葉酸は、葉酸レセプターを過剰発現させる腫瘍を標的とするために有用である。当該カテゴリーに分類される典型的な腫瘍は、卵巣癌腫、並びに固形腫瘍、例えば、頭部及び頚部腫瘍、肺癌及び結腸直腸癌を含む。従って、本発明のマルチアームブロックコポリマーは、葉酸に付着する場合、上述の癌のいずれかの予防又は治療において有用な抗癌剤の送達に特に好ましい。

ＰＥＧポリマーセグメントは、更に、ＰＥＧ分子に、例えば、ポリペプチドに対する付着点から遠いＰＥＧセグメント末端において共有結合的に付着する１又は複数のキャッピング基（capping group) 又は官能基を含んでよい。当該キャッピング基は、典型的には、比較的不活性な基、例えば、アルコキシ基（例えば、メトキシ又はエトキシ）、又はベンジルオキシである。ある態様において、１又は複数のＰＥＧポリマーセグメントは、分子がＰＥＧポリマーと付着できるように、標的化部分又は薬物分子と反応することができる官能基を有する。典型的な官能基は、ヒドロキシル、活性エステル（例えば、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルエステル又は１−ベンゾトリアゾールエステル）、活性カルボネート（例えば、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカルボネート及び１−ベンゾトリアゾリルカルボネート）、アセタール（本明細書において使用される、「アセタール」はケタールも同様に包含する）、アルデヒド、アルデヒド水和物、アルケニル、アクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、活性スルホン、アミン、ヒドラジン、チオール、カルボン酸、イソシアネート、イソチオシアネート、マレイミド、ビニルスルホン、ジチオピリジン、ビニルピリジン、ヨードアセトアミド、エポキシド、グリオキサル、ジオン、メシレート、トシレート、及びトレシレートを含む。

本発明のポリマー主鎖のための末端官能基の特定の例は、：Ｎ−スクシンイミジルカルボネート（ 例えば、米国特許第5,281,698号、及び5,468,478号を参照のこと）；アミン（ 例えば、Buckmann et al. (1981) Makromol. Chem. 182 : 1379, 及び Zalipsky et al. (1983) Eur. Polym. J. 19: 1177を参照のこと) ； ヒドラジン ( 例えば、 Andresz et al. (1978) Makromol. Chem. 179: 301を参照のこと)； スクシンイミジルプロピオネート及びスクシンイミジルブタノエート ( 例えば、Olson et al. in Poly (ethylene glycol) Chemistry & Biological Applications, pp 170-181, Harris & Zalipsky Eds. , ACS, Washington, DC, 1997, 及び 米国特許第 5,672,662号を参照のこと ) ； スクシンイミジルスクシネート ( 例えば、Abuchowski et al. (1984) Cancer Biochem. Biophys. 7 : 175, 及び Joppich et al. (1979) Makromol. Chem. 180: 1381 を参照のこと ) ； スクシンイミジルエステル ( 例えば、米国特許第4,670, 417号を参照のこと)； ベンゾトリアゾールカルボネート ( 例えば、米国特許第5,650, 234号を参照のこと)； グリシジルエーテル ( 例えば、Pitha et al. (1979) Eur. J. Biochem. 94: 11, 及び Elling et al. (1991) Biotech. Appl. Biochem. 13 : 354を参照のこと ) ； オキシカルボニルイミダゾール ( 例えば、Beauchamp et al. (1983) Anal. Biochem. 131: 25, 及び Tondelli et al. (1985) J. Controlled Release 1 : 251を参照のこと ) ； ｐ−ニトロフェニルカルボネート ( 例えば、Veronese et al. (1985) Appl. Biochem.Biotech. 11 : 141, 及び Sartore et al. (1991) Appl. Biochem. Biotech. 27: 45を参照のこと ) ； アルデヒド ( 例えば、Harris et al. (1984) J. Polym. Sci. Chem. Ed. 22: 341, 及び 米国特許第 5,824, 784 号及び 5,252, 714 号を参照のこと ) ； マレイミド ( 例えば、Goodson et al. (1990) Bio/Technology 8 : 343, Romani et al. (1984) Chemistry of Peptides and Proteins 2: 29), 及び Kogan (1992) Synthetic Comm. 22: 2417 を参照のこと ) ； オルトピリジル−ジスルフィド ( 例えば、Woghiren et al. (1993) Bioconj. Chem. 4 : 314 ) ； アクリロール（acrylol） ( 例えば、Sawhney et al. (1993) Macromolecules 26: 581を参照のこと)； 及びビニルスルホン ( 例えば、米国特許第 5,900, 461 号を参照のこと)を含む。

Ｄ．典型的な単分子マルチアームブロックコポリマー構造
本発明のブロックコポリマーのより特異的な構造の態様を説明する。以下に示される特異的な構造は、典型的な構造として提示されるだけであり、本発明の範囲を制限することを意図するものではない。

ある態様において、本名発明のブロックコポリマーは当該構造を有する：

式中：
Ａは、ポリオール、例えば、グリセロール、ソルビトール、ペンタエリスリトール、グリセロールオリゴマー、又はポリオール−含有シクロデキストリン、例えば、ヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリンの残基を含んで成る中心コア分子であり；
Ｏは酸素であり；
Ｂは親水性オリゴマー、例えば、ＰＥＧオリゴマーであり；
Ｃはポリペプチドセグメントであり；
Ｄは親水性ポリマーセグメント、例えば、ＰＥＧポリマーであり；
Ｅはキャッピング基（例えば、アルコキシ）又は官能基（例えば、ヒドロキシ、活性エステル等）であり；
Ｌ₁及びＬ₂は結合、例えば、アミド結合であり；
（ｍ’）は３から約２５であり、中心コア分子に付着する（−Ｏ−Ｂ−Ｌ₁−Ｃ）部分の数を表すために使用され；
（ｎ’）は２から約２５であり、（ｍ’）個の（−Ｏ−Ｂ−Ｌ₁−Ｃ）部分に付着する（Ｌ₂−Ｄ−Ｅ）部分の数を表すために使用され、各（−Ｏ−Ｂ−Ｌ₁−Ｃ）部分は単一の（Ｌ₂−Ｄ−Ｅ）部分を有し；そして、
（ｎ’）＜（ｍ’）である。

標的化部分を含んで成る好ましい態様は、以下の構造を有する：

式中：
各Ａ，Ｏ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｌ₁及びＬ₂は、独立に、化学式VII に関して上述した通りであり、
Ｔは標的化部分であり；
（ｐ）は少なくとも１又はそれ以上の正の整数であり、中心コア分子に付着する（Ｔ−Ｄ−Ｌ₂−Ｃ−Ｌ−Ｂ−Ｏ−）部分の数を表し；
（ｋ）は少なくとも１又はそれ以上の正の整数であり、中心コア分子に付着する（−Ｏ−Ｂ−Ｌ−Ｃ−Ｌ₂−Ｄ−Ｅ）部分を表し；そして、
（ｋ）及び（ｐ）の合計は３から約２５である。ある態様において、（ｐ）は１から約５であり、好ましくは１から約３であり、そして、（ｋ）及び（ｐ）の合計は約６から約２１であり、好ましくは約８から約１５である。

以下の化学式IXは、本発明に関連して作成された、典型的な単分子８−アームポリペプチド−ＰＥＧブロックコポリマーである。

式中：
各ＰＯＬＹＰＥＰＴＩＤＥは、ポリペプチドセグメント、好ましくはアスパラギン酸、グルタミン酸、又はリジンから形成されるポリペプチドであり；そして、
各ＰＥＧはポリ（エチレングリコール）であり、好ましくは上述のような末端キャッピング又は官能基を含む。

化学式IX中のＰＯＬＹＰＥＰＴＩＤＥの特に好ましい構造は以下に示される：

式中（ｍ）は化学式IIに関して前記で定義された通りである。

Ｅ．生理活性剤
本発明の単分子マルチアームブロックコポリマー中に輸送される生理活性分子又は薬物は、当該ブロックコポリマー構造中に物理的に封入されることができる如何なる生理活性剤でもよい。封入又は被包された当該薬物はそれ自体又は医薬的に受容可能な塩の形態において利用することができる。使用される場合、当該薬物化合物の塩は、薬理的且つ医薬的に受容可能であるが、非医薬的に受容可能な塩は遊離活性化合物を調製するために慣習的に使用することができ、本発明の範囲から除外されるものではない。薬理的且つ医薬的に受容可能な塩は、文献中に詳しく説明される標準的な方法を使用して当該薬物と有機又は無機酸との反応により調製することができる。有用な塩の例は、制限されることなく、以下の酸から調製される：塩化水素、臭化水素、硫酸、硝酸、リン酸、マレイン酸、酢酸、サリチル酸、ｐ−トルエンスルホン酸、酒石酸、クエン酸、メタンスルホン酸、ギ酸、マロン酸、コハク酸、ナフタレン−２−スルホン酸、及びベンゼンスルホン酸等。また、医薬的に受容可能な塩はアルカリ金属又はアルカリ土類塩、例えば、カルボン酸基のナトリウム、カリウム、又はカルシウム塩として調製することができる。

疎水性コア領域を含んで成る態様において、マルチアームブロックコポリマー中に封入することができる疎水性薬物分子の例は、制限されることなく、アビエチン酸、アセグラトン、アセナフテン、アセノクマロール、アセトヘキサミド、アセトメロクトール、アセトキソロン、アセチルジギトキシン、アセチレンジブロミド、アセチレンジクリド、アセチルサリチル酸、アラントラクトン、アルドリン、アレキシトールナトリウム、アレスリン、アリルエストレノール、アリルスルフィド、アルプラゾラム、ビス（アセチルサリチル酸）アルミニウム、アンブセタミド、アミノクロセノキサジン（aminochlothenoxazin)、アミノグルテチミド、塩化アミル、アンドロステンジオール、アネトールトリソン（anethole trithone)、アニラジン、アントラリン、アンチマイシンＡ、アプラスモマイシン、アルセノ酢酸、アシアチコシド(asiaticoside)、アステルニゾール、アウロドックス、アウロチオグリカニド、８−アザグアニン、アゾベンゼン、バイカレイン、Ｂａｌｓａｍ Ｐｅｒｕ、Ｂａｌｓａｍ Ｔｏｌｕ、バルバン、バキストロビン、ベンダザック、ベンダゾール、ベンドロフルメチアジド、ベノミル、ベンザチン、ベンゼストロール、ベンゾデパ、ベンゾキシキノン、ベンズフェタミン、ベンズチアジド、ベンジルベンゾエート、ベンジルシンナメート、ビブロカトール、ビフェノックス、ビナパクリル、ビオメスメトリン、ビサボロール、ビサコジル、ビス（クロロフェノキシ）メタン、ビスマスヨードサブガレート、ビスマスサブガレート、タンニン酸ビスマス、ビスフェノールＡ、ビチオノール、ボルニル、ブロモイソバレレート、塩化ボルニル、ボルニルイソバレレート、サリチル酸ボルニル、ブロジファクム、ブロメタリン、ブロキシキノリン、ブフェキサマック、ブタミレート、ブテサル、ブチオベート、ブチル化ヒドロキシアニソール、ブチル化ヒドロキシトルエン、ヨードステアリン酸カルシウム、カルシウムサッカレート、ステアリン酸カルシウム、カポベン酸、カプタン、カルバマゼピン、カルボクロラル、カルボフェノチン、カルボコン、カロテン、カルバクロール、セファエリン、セファリン、チョールムーグラ酸、ケノジオール、キチン、クロルダン、クロルフェナック、クロルフェネトール、クロロサロニル、クロロトリアニセン、クロルプロチキセン、クロルキナルドール、クロモナル（chromonar）、シロスタゾール、シンコニジン、シトラル、クリノフィブレート、クロファジミンク、クロフィブレート、クロフルカルバン、クロニトレート、クロピドール、クロリンジオン、クオキサゾラム、コロキソン、コルチコステロン、コウルナクロー（cournachlor）、コウマホス、コウミトエートクレシルアセテート、クリミジン、クルホメート、クプロバム、シアメマジン、シクランデレート、シクラルバメートシマリン、シクロスポリンＡ、シペルメトリル、ダプソン、デフォスファミド、デルタメトリン、デオキシコルチココステロン アセテート、デソキシメタソン、デキストロモラミド、ジアセタゾト（diacetazoto）、ジアリホル、ジアチモスルホン、デカプトン、ジクロフルアニ、ジクロロフェン、ジクロロフェナミド、ジコホール、ジクリル、ジクマロール、ジエネストロール、ジエチルスチルベストロール、ジフェナミゾール、ジヒドロコデイノン エノール アセテート、ジヒドロエルゴタミン、ジヒドロモルフィン、ジヒドロタチステロール、ジメストロール、ジメチステロン、ジオキサチオン、ジフェナン、Ｎ−（１、２−ジフェニルエチル）ニコチナミド、３、４−ジ−［ｌ−メチル６−ニトロ−３−インドリル］−１Ｈ−ピロール−２、５−ジオン（ＭＮＩＰＤ）、ジピロセチル、ジスルファミド、ジチアノン、ドキセニトイン、ドラゾキソロン、ジュラパチテ（ｄｕｒａｐａｔｉｔｅ）、エジフェンホス、エモジン、エンフェナム酸、エルボン、エルゴコルニニン、エリスリチル テトラニトレート、エリトロマイシン ステアレート、エストリオール、エサベリン、エチステロン、エチルビスコーンアセテート（ethyl biscournacetate)、エチルヒドロクプレイン、エチルマンタン カルボキサミド、エウゲノール、エウプロシン、エキサルアミド、フェバルバメート、フェナルアミド、フェンベンダゾール、フェニペントール、フェニトロチオン、フェノフィブレート、フェンクイゾン（fenquizone）、フェンチオン、フェンプラゾン、フリルピン、フィリキシン酸、フロクタフェニン、フルアニソン、フルメキン、フルオコルチンブチル、フルオキシメステロン、フルロチル、フルタゾラム、フマギリン、５−フルフチリル−５−イソプロピルバルビツール酸、フサフトムギン（fusaftmgine）、グラフェニン、グルカゴン、グルテチミド、グリブチアゾール、グリセオフルビン、グアヤコールカルボネート、グアヤコールフホスフェート、ハルシノニド、ヘマトポルフィリン、ヘキサクロロフェン、ヘキセストロール、ヘキセチジン、ヘキセオバルビタル、ヒドロクロロチアジド、ヒドロコドン、イブプロキサム、イデベノン、インドメタシン、イノシトールニアシネート、イオベンザム酸、イオセタム酸、イオジパミド、イオメグラム酸、イポデート、イソメセプテン、イソノキシン、２−イソバレリリンダン−１、３−ジオン、ジョサマイシン、１１−ケトプロゲステロン、ラウロカプラム、３−Ｏ−ラウロイルピリドキソル ジアセテート、リドカイン、リンダン、リノレン酸、リオチロニン、ルセンソマイシン、マンコゼブ、マンデアル酸、イソアミルエステル、マジンドール、メベンダゾール、メブヒドロリン、メビクイン(mebiquine)、メラルソプロール、メルファラン、メナジオン、メンチルバレレート、メフェノキサロン、メフェンテルミン、メフェニトイン、メプリルカイン、メスタノロン、メストラノール、メスルフェン、メテルゴリン、メタルラタル（metallatal）、メタンドリオール、メタクアロン、メチルコラントレン、メチルフェニデート、１７−メチルテストステロン、メチプラノロール、ミナプリン、ミヨラル、ナフタロホス、ハグトピジル、ナフタレン、２−ナフチルラクテート、２−（２−ナフチルオキシ）エタノール、ナフチルサリシレート、ナプロキセン、ネアルバルビタル、ネマデクチン、ニクロサミド、ニコクロネート、ニコモルフィン、ニフロキン、ヒフロキサジド、ニトラクリン、ニトロメルソール、ノガラマイシン、ノルダゼパム、ノルエタンドロロン、ノルゲストリエノン、オクタベリン、オレアンドリン、オレイン酸、オキサゼパム、オキサゾラム、オキセラジン、オキシタザイン（oxwthazaine）、オキシコドン、オキシメステロン、オキシフェニスタンアセテート、パクリタキセル、パラヘルクアミド、パラチオン、ペモリン、ペンタエリスリトール テトラニトレート、ペンチルフェノール、ペルフェナジン、フェンカルバミド、フェニラミン、２−フェニル−６−クロロフェノール、フェントネチルバルビツール酸、フェニトイン、フォサロン、Ｏ−フタリルスルファチアゾール、フィロキノン、ピカデックス、ピファミン、ピケトプフェン、ピプロゾリン、ピロザジル、ピバロイルオキシメチル ブチレート、プラフィブリド、プラウノトール、ポラプレジンク、ポリチアジド、プロベネシド、プロゲステロン、プロメゲストン、プロパニジド、プロパルギト、プロファム、プロクアゾン、プロチオナミド、ピリメタミン、ピリミサート、ピルビニウム パモエート、ケルセチン、キンボロン、キザロホ−エチル、ラホキサニド、レスシンアミン、ロシベリン、ロンネル、サレン、スカーレットレッド、シッカニン、シマジン、シメトリド、シムバスタチン、ソブゾキサン、ソラン、スピロノラクトン、スクアレン、スタノロン、スクラルフェート、スルファベンズ、スルファグアノル、スルファサラジン、スルホキシド、スルピリド、スキシブゾン、タルブタル、テルグイド、テストステロン、テトラブロモクレソール、テトランドリン、チアセタゾン、チオコルチシン、チオクト酸、チオキノックス、チオリダジン、チラム、チミル Ｎ−イソアミルカルバメート、チオキシダゾール、チオキソロン、トコフェロール、トルシクレート、トルナフテート、トリクロサン、トリフルサル、トリパラノール、ウルソル酸、バリノマイシン、ベラパミル、ビンブラスチン、ビタミンＡ、ビタミンＤ、ビタミンＥ、キセンブシン、キシラジン、ザルトプロフェン、及びゼアラレノンを含む。

帯電した内側コア領域を有するマルチアームブロックコポリマーの態様中に封入することができる帯電性生理活性剤の例は、シスプラチン、リドカイン及びその類似体、トルテロジン、ミトキサントロン、及びイマチニブ（Gleevec）を含む。

薬物分子に対する共有結合的な付着に利用できるポリペプチドセグメント又はＰＥＧセグメントのいずれか中に官能基を有する本発明のブロックコポリマーの態様において、ブロックコポリマーの官能基と反応することができる利用可能な官能基を有する如何なる薬物分子も使用できる。このような薬物分子は、パクリタキセル及びその類似体、５−フルオロウラシル、エトポシド、カンプトテシン及びその類似体、ビノレルビン並びにドキソルビシンを含む。

III ．マルチアームブロックコポリマーを含んで成る医薬組成物
他の観点において、本発明は、ヒトの医学的な使用のための、上述のマルチアームブロックコポリマー、並びに、少なくとも１つのマルチアームブロックコポリマー中に、好ましくはコア分子及びポリペプチドセグメントにより規定される内側コア領域中に封入される生理活性剤医薬製剤及び組成物を供する。前述で示した通り、疎水性製剤の疎水性コアを有するブロックコポリマー構造への取り込みは、疎水性薬物に溶解能を供し、そして患者に対する投与後の循環している薬物の滞留時間を増強することができる。

上記医薬製剤は、１又は複数の医薬的に受容可能な担体、及び如何なる他の治療成分、安定剤等を含んでよい。当該担体は、当該製剤の他の成分と適合するという意味において、医薬的に受容可能でなければならず、そして、そのレシピエントに対して過度に有害であってはならない。また、本発明の組成物はポリマー賦形剤／添加剤又は担体、例えば、ポリビニルピロリドン、誘導化セルロース、例えば、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、及びヒドロキシプロピルメチルセルロース、Ｆｉｃｏｌｌ（単糖類）、ヒドロキシエチルスターチ（ＨＥＳ）、デキストレート（例えば、シクロデキストリン、例えば、２−ヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリン及びスルホブチルエーテル−β−シクロデキストリン）、ポリエチレングリコール、及びペクチンを含んでよい。当該組成物は、更に、希釈剤、バッファー、結合剤、崩壊剤、増粘剤、潤滑剤、防腐剤（抗酸化剤を含む）、芳香剤、食味遮蔽剤、無機塩（例えば、塩化ナトリウム）、抗微生物剤（例えば、塩化ベンザルコニウム）、甘味料、帯電防止剤、界面活性剤（例えば、ポリソルベート、例えば、「Ｔｗｅｅｎ２０」及び「Ｔｗｅｅｎ８０」並びにプルロニクス（pluronics）、例えば、Ｆ６８及びＦ８８、ＢＡＳＦから入手可能）、ソルビタンエステル、脂質（例えば、リン脂質、例えば、レシチン及び他のフォスファチジルコリン、フォスファチジルエタノールアミン、脂肪酸、脂肪酸エステル、ステロイド[例えば、コレステロール]）、及びキレート剤（例えば、ＥＤＴＡ、亜鉛及び他のこれらの適当なカチオン）を含んでよい。本発明に従う組成物における使用に適当な他の医薬賦形剤及び／又は添加剤は、"Remington: The Science & Practice of Pharmacy,"19^th ed., Williams & Williams, (1995), the"Physician's Desk Reference,"52^nd ed. , Medical Economics, Montvale, NJ (1998), 及び"Handbook of Pharmaceutical Excipients,"3^rd Ed. , Ed. A. H. Kibbe, Pharmaceutical Press, 2000 中に挙げられる。

本発明のブロックコポリマーは、経口的、頬側的、直腸的、局所的、経鼻的、眼的、又は非経口的（腹腔内注射、静脈注射、皮下注射、及び筋肉内注射を含む）投与に適当なものを含む組成物において処方することができる。また、当該ブロックコポリマーは、吸引に適当な製剤としても使用することができる。当該組成物は、単位投与量形態において簡便に提供することができ、そして、薬学界において周知の方法のいずれかにより調製することができる。全ての方法は、中に封入された薬物を伴うブロックコポリマーを担体に会合させる工程を含む。一般的に当該組成物は、溶液又は懸濁液を形成するようにブロックコポリマー／薬物製剤を液体担体と会合させることにより、あるいは、ブロックコポリマー／薬物製剤を、固体、任意的な粒状生成物を形成するために適当な製剤成分と会合させ、そして任意的に、生成物を形状化又は加圧化輸送形態に形状化又は加圧することにより調製される。本発明の固形製剤は、粒状である場合、典型的には、約１ナノメートルから約５００ミクロンの範囲の大きさを伴う粒子を含んで成るであろう。一般的に、静脈内投与を意図する固形製剤のために、粒子は、典型的には、直径において約１ｎｍから約１０ミクロンの範囲であろう。一般的に吸引を意図する粒子は、約０．１ミクロンから１０ミクロン、好ましくは約１ミクロンから５ミクロンの直径を有するであろう。

上記製剤中の生理活性剤又は薬物の量は、利用される特異的な薬物、その分子量、及び他の因子、例えば、投与形態、標的患者群、及び他の考慮に依存して変化するであろうし、一般的に、当業者により容易に決定されるであろう。コポリマー製剤中の生理活性剤の量は、治療的有効量の薬物を必要とする患者に対して、当該薬物に関する少なくとも１つの治療的効果を達成するように送達するのに必要な量であろう。実施において、これは、特定の薬物、その活性、治療される状態の重症度、患者の個体群、当該製剤の安定性等に依存して変化するであろう。組成物は一般的に、いずれかの場所に、約１重量％から約３０重量％の薬物、典型的には約２重量％から約２０重量％の薬物、そして更に典型的には約３重量％から約１５重量％の薬物を含み、そして、また当該組成物中に含まれる賦形剤／添加剤の相対量に依存するであろう。より特別には、当該組成物は、典型的には、以下の封入薬物の割合の少なくとも１つを有するであろう：０．５重量％、１重量％、２重量％、３重量％、４重量％、５重量％、６重量％、７重量％、８重量％、９重量％、１０重量％、１２重量％、１４重量％、１６重量％、１８重量％、２０重量％、又はそれ以上。

IV．ブロックコポリマーの製造方法
本発明のマルチアームブロックコポリマーは、前もって形成したポリペプチドセグメントをコア分子に共有結合的に付着させること、続いて、前もって形成した親水性ポリマーセグメントを当該ポリペプチドセグメントの末端に付着させることにより調製することができる。２つのポリマーセグメント間、及び当該ポリペプチドセグメントとコア分子間の結合は、利用される官能基に依存するであろう。典型的には、当該結合は、アミド結合である。しかしながら、他の結合のタイプ、例えば、カルバメート、エステル、カルボネート、及びアセタールもまた、本発明と離れることなく使用できる。

あるいは、１又は複数のポリペプチド又は親水性ポリマーセグメントは、例えば、開環重合技術を使用して、ポリマーのモノマー単位を直接重合することにより調製することができる。例えば、ポリペプチドをポリアミンコア分子に付着させるために、アミノ酸のＮ−カルボキシアンヒドリドを形成させることができ、そして、適当な溶媒中における開環重合により、ポリアミンコア上で直接的に重合させることができる。適当な溶媒は、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジオキサン等を含む。アミノ酸のＮ−カルボキシアンヒドリドを形成する典型的な方法は、実施例１−３において説明される。ポリペプチドをポリアミンコアに付着させるための開環重合技術は、実施例４−５において説明される。βーカルボン酸基を保護したアミノ酸を含むアミノ酸試薬は、Sigma-Aldrich Corporation (St. Louis, MO)から商業的に入手できる。

２番目の工程において、最初の反応の生成物は、塩基、例えば、ナフタレニドカリウム、水素化ナトリウム、ナトリウム若しくはカリウムアルコキシド、又は他の共塩基の存在下において、ポリ（エチレングリコール）セグメントをポリペプチドセグメントに付着させるためにエチレンオキシドのモノマーユニットと反応させる。２番目の工程のために、溶媒、例えば、テトラヒドロフラン、ジオキサン、又はトルエンを使用してもよい。

また、上記方法の組み合わせは、本発明のブロックコポリマーを形成するために使用することができる。例えば、開環重合は、実施例６において説明するように、ポリペプチドセグメント、次に前もって形成したＰＥＧポリマーの共有結合的付着を形成するために使用することができる。典型的には、当該アミノ酸残基がポリペプチドセグメントのアルファ炭素鎖に沿って懸垂官能基を有する場合、当該官能基は保護形態において維持され、一方当該ポリペプチドは中心コア分子と付着し、そして一方当該親水性ポリマーはポリペプチド鎖の末端に付着する。その後、いかなる懸垂官能基も脱保護することができ、そして、ポリペプチドを生理活性剤とカップリングさせるために使用できる（実施例７−８を参照のこと）。実施例７において示されるように、ベンジル保護基は、当該ポリペプチド鎖に沿って遊離カルボン酸基を供するためにアスパラギン酸残基から除去することができる。当該カルボン酸基は、それから、実施例８において説明されるように、ポリペプチドセグメントと生理活性剤間の共有結合を形成するために、生理活性剤、例えば、５−フルオロウラシルと反応させることができる。

Ｖ．マルチアームブロックコポリマーへの薬物の装填方法
生理活性剤又は薬物を本発明のブロックコポリマーのコア領域中に封入させるために、いくつかの方法が存在する。上述の通り明らかに、当該薬物はポリペプチド又はＰＥＧ鎖に対する薬物の共有結合的付着により封入されることができる。

薬物装填のための他の誘引又は結合力、例えば、疎水性又は電荷の相違に依拠する態様のために、薬物を封入するためのいくつかの方法が存在する。電荷を有している薬物又は金属、例えば、白金を含んでいる薬物の装填のために、当該コポリマー及び薬物を、薬物とコポリマーのポリペプチドセグメント間の電荷誘引又は金属−酸複合体形成を促進させるように、水溶液中で単に混合することができる。

疎水性薬物を装填するために３つの一般的な方法が存在する。最初の方法において、薬物及びコポリマーを有機溶媒中で共溶解させ、それから、固形生成物を形成するために乾燥させる。当該固形生成物を水溶液中に再溶解させ、そして使用する前に不溶性粒子を除去するためにろ過する。二番目の方法において、薬物をコポリマーの水溶液中に懸濁させ、そして薬物分子とコポリマー構造の疎水性コアをよく接触させるために、数時間超音波処理にかける。それから不溶性粒子を除去するために当該溶液をろ過する。三番目の方法において、当該薬物及びコポリマーを固体形態において混合し、そして溶解物を形成するように約６０℃まで過熱する。薬物とコポリマーをよく混合させるために、当該溶解物を数時間撹拌する。室温まで冷却した後、当該製剤を即時の使用、更に加工又は保管のために準備する。

VI．マルチアームブロックコポリマーの使用方法
上に示したように、本発明のマルチアームブロックコポリマーは、疎水性薬物分子を水溶液中に可溶化するために、又は、帯電性薬物分子若しくはポリペプチド又はＰＥＧ鎖に共有結合的に付着できる如何なる薬物分子を封入し、そして保護するために使用することができる。結果として、本発明のコポリマー構造は、コポリマー構造中に、特にコポリマーの内側コア領域中に多様な薬物を封入することにより、そして治療的有効量のその中に封入された生理活性剤を伴うマルチアームブロックコポリマーを哺乳類に投与することにより、薬物送達媒体として使用することができる。

本発明のブロックコポリマーは、コポリマー構造中に封入できる薬物分子に応答性の如何なる状態のための薬物送達媒体として使用することができる。従って、本発明のブロックコポリマーは、ヒトを含む哺乳類における、封入された薬物に応答性の如何なる状態の治療に有用な医薬製剤として使用することができる。治療に好ましい状態は癌である。治療の方法は、哺乳類に対して、治療的有効量のマルチアームブロックコポリマーとその中に封入された薬物を含む組成物又は薬物を投与することを含んで成る。如何なる特異的な製剤の治療的有効投与量も、薬物間、患者間でいくらか変化するであろうし、因子、例えば、患者の状態、ブロックコポリマーの装填能力、及び送達経路に依存するであろう。一般的な提案によると、約０．５から約２０ｍｇ／ｋｇ体重、好ましくは約１．０から約５．０ｍｇ／ｋｇ体重の薬用量が治療的有効性を有するであろう。他の医薬活性剤と共に投与される場合、より少ないブロックコポリマー／薬物組成物が治療的に有効となり得る。

上記ブロックコポリマー／薬物組成物は、日当たり１回又は数回投与することができる。治療期間は、日当たり１回で２から３週間の期間とすることができ、そして、数ヶ月間又は数年間継続することすらできる。１日の用量は、個々の薬用量単位又はより少量の薬用量単位の形態における単用量により、あるいは一定の間隔において細分した薬用量の複投与により投与することができる。送達の可能な経路は、頬側的、皮下的、経皮的、筋肉内的、静脈内的、経口的、及び吸入によるものを含む。

VII ．実験
本発明を説明するために以下の実施例を与えるが、本発明を制限するものとして考えるべきではない。実施例１−３は、ベンジル保護カルボン酸基を有するアミノ酸のＮ−カルボキシ無水物の形成方法を説明する。実施例４−５は、ポリペプチド鎖をポリアミドコア分子に付着させるための開環重合技術を説明する。実施例６は、中心ポリアミンコア分子に付着したブロックコポリマーアームを形成するために、ＰＥＧポリマーセグメントを各ポリペプチド鎖に付着させる方法を説明する。実施例７は、ブロックコポリマーアームのポリペプチドセグメントに沿って位置する懸垂カルボン酸基の脱保護のための技術を説明する。実施例８は、生理活性剤をブロックコポリマーアームのポリペプチドセグメントの当該懸垂カルボン酸基に抱合する方法を説明する。実施例９は、金属含有製剤、シスプラチンとポリ（アスパラギン酸）セグメントのカルボン酸基の複合体を形成する方法を説明する。実施例１０は、実施例８において形成された抱合体からの活性剤の放出速度を説明する。

他に意図されない限り、全てのＰＥＧ試薬は、Shearwater Corporation of Huntsville, Alabama から入手可能である。全てのＮＭＲデータは、Bruker により製造された３００ＭＨｚ ＮＭＲ スペクトロメーターにより産出した。

Ｌ−アスパラギン酸β−ベンジルエステルのＮ−カルボキシ無水物（ＮＣＡ）の合成

Ｌ−アスパラギン酸β−ベンジルエステル ( Sigma-Aldrich ) を２２５ｍｌのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）中で懸濁した。当該懸濁液に、２５ｍｌのＴＨＦ中に溶解させた約１３ｇのビス（トリクロロメチル）カルボネートを加え、そして当該混合物を溶液が得られるまで５０℃で撹拌した。当該溶媒を真空下で除去した。固形残渣が溶解するまで、ＴＨＦをゆっくりと６５℃で固形残渣に加え、ヘキサンを加え、そして当該溶液を−１５℃までゆっくりと冷却した。生じた粉末をろ過し、当該生成物を２回再結晶化させ、そして室温、真空中で乾燥させた。¹Ｈ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ₆）：δ２．９８（ｄｘｄ，−ＣＨＣＨ ₂ＣＯＯ−），４．６９（ｔ，−ＣＨＣＨ₂ＣＯＯ−），５．１３（ｓ，ＣＨ ₂−Ｃ₆Ｈ₅−），７．３５（ｍ，芳香族のＨ）。

Ｌ−グルタミン酸γ−ベンジルエステルのＮ−カルボキシ無水物（ＮＣＡ）の合成

２５グラムのＬグルタミン酸γ−ベンジルエステル( Sigma-Aldrich ) を２５０ｍｌのＴＨＦ中で懸濁した。当該懸濁液に、２５ｍｌのＴＨＦ中に溶解させた約１２．３ｇのビス（トリクロロメチル）カルボネートを加えた。当該混合物を透明な溶液が得られるまで５０℃で撹拌し、そして当該溶媒を真空下で除去した。固形残渣をＴＨＦ／ヘキサンの混合物から２回再結晶化させ、そして当該生成物を室温、真空下で乾燥させた。¹Ｈ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ₆）：δ１．９４（ｍ，−ＣＨＣＨ ₂ＣＨ₂ＣＯＯ−），２．０７（ｍ，−ＣＨＣＨ₂ＣＨ ₂ＣＯＯ−），４．４５（ｔ，−ＣＨＣＨ₂ＣＨ₂ＣＯＯ−），５．１（ｓ，ＣＨ ₂−Ｃ₆Ｈ₅−），７．３５（ｍ，芳香族のＨ）。

Ｎ−ε−Ｃｂｚ−リジンのＮ−カルボキシ無水物の合成

Ｎ−ε−ベンジルオキシカルボニル−リジン（「Ｎ−ε−Ｃｂｚ−リジン」、５０ｇ、Sigma-Aldrich）を５００ｍｌのＴＦＨに懸濁した。当該懸濁液に５０ｍｌのＴＨＦに溶解させた２１．２ｇのビス（トリクロロメチル）カルボネートを加えた。当該反応混合物を撹拌しながら５０℃まで加熱した。反応混合物が透明になった後（約１５から４５分後）、当該溶液を更に１時間５０℃で撹拌した。溶液を室温まで冷却し、ろ過し、そして当該ろ液を１，５００ｍｌのヘキサンに加えた。当該へキサン溶液を−２０℃で２−３時間冷却し、そして生じた沈殿物をろ過により収集し、そして更にＴＨＦ／ヘキサンから再結晶により精製した。当該生成物を真空下で乾燥させた。¹Ｈ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ₆）：δ１．３３（ｍ，−ＣＨＣＨ ₂ＣＨ ₂ＣＨ ₂ＣＨ₂ＣＯＯ−），１．６８（ｍ，ＣＨＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ ₂ＣＯＯ−），４．４２（ｔ，−ＣＨＣＨ₂ＣＨ₂−），５．０（ｓ，ＣＨ ₂−Ｃ₆Ｈ₅−），７．３１（ｍ，芳香族のＨ）。

８−アームポリ（ベンジルアスパラギン酸）の合成

８−アームＰＥＧ２５０−アミン（０．５ｇ、総ＭＷ２，０００、NOF Corporation, Tokyo, Japan)を真空下で６０℃において２時間乾燥させ、それから１０ｍｌの無水ジメチルホルムアミド（「ＤＭＦ」）中に溶解させた。当該溶液に１０ｍｌのＤＭＦ中のベンジルアスパラギン酸のＮ−カルボキシ無水物（１０ｇ）を加えた。当該混合物を４０℃で一昼夜Ｎ₂下において撹拌した。当該混合物をろ過し、そしてそのろ液を２００ｍｌのエーテルに加えた。当該沈殿物をろ過により収集し、そして真空下で乾燥させた。¹Ｈ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ₆）：δ３．５（ｍ，ＰＥＧ），δ２．７（ｄｘｄ，−ＣＨＣＨ ₂ＣＯＯ−），４．６０（ｔ，−ＣＨＣＨ₂ＣＯＯ−），５．１０（ｓ，ＣＨ ₂−Ｃ₆Ｈ₅−），７．３（ｍ，芳香族のＨ）。

８−アームポリ（ベンジルグルタミン酸）の合成

８−アームＰＥＧ₂₅₀−アミン（０．２ｇ、総ＭＷ２，０００、NOF Corporation, Tokyo, Japan)を、真空下で全ての溶媒を蒸留することにより２００ｍｌのＣＨＣｌ₃で共沸的に乾燥させた。それから当該固形残渣を１０ｍｌの無水ＤＭＦ中に溶解させた。当該溶液に２０ｍｌのＤＭＦ中のベンジルアスパラギン酸のＮ−カルボキシ無水物（５．５６ｇ）を加えた。当該混合物を４０℃で一昼夜Ｎ₂下において撹拌した。当該生成物を２００ｍｌのエーテルで沈殿させた。当該沈殿物をろ過により収集し、ＤＭＦ／エーテルで再沈殿させ、そして真空下で乾燥させた。¹Ｈ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ₆）：δ３．５（ｍ，ＰＥＧ），２．０（ｍ，−ＣＨＣＨ ₂ＣＨ ₂ＣＯＯ−），４．４５（ｔ，−ＣＨＣＨ₂ＣＨ₂ＣＯＯ−），５．１（ｓ，ＣＨ₂−Ｃ₆Ｈ₅−），７．３５（ｍ，芳香族のＨ）。

８−アームポリ（ベンジルアスパラギン酸）−ＰＥＧ ₅₀₀₀ の合成

８−アームポリ（ベンジルアスパラギン酸）（３ｇ、実施例４に由来）、ｍＰＥＧ₅₀₀₀−ＣＭ（３ｇ、ＭＷ５，０００Ｄａ）、ジシクロへキシルカルボジイミド（「ＤＣＣ」、１．３ｇ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノピリジン（「ＤＭＡＰ」、０．３ｇ）、及び１−ヒドロキシベンゾトリアゾール（「ＨＯＢＴ」、０．３ｇ）を、３０ｍｌの無水クロロホルム中に溶解させた。当該溶液に新鮮な蒸留したトリエチルアミン（「ＴＥＡ」、１ｍｌ）を加え、そして当該反応物を一昼夜撹拌した。当該溶媒を真空下で除去した。当該残渣に６０ｍｌのイソプロピルアルコール（「ＩＰＡ」）を勢いよく撹拌しながら加えた。当該固形物をろ過により収集し、そしてエーテルで２回洗浄した。当該生成物を真空下で乾燥させた。¹Ｈ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ₆）：δ３．５（ｍ，ＰＥＧ），δ２．７（ｄｘｄ，−ＣＨＣＨ ₂ＣＯＯ−），４．６０（ｔ，−ＣＨＣＨ₂ＣＯＯ−），５．１０（ｓ，ＣＨ ₂−Ｃ₆Ｈ₅−），７．３（ｍ，芳香族のＨ）。

８−アームポリ（アスパラギン酸）−ＰＥＧ ₅₀₀₀ の調製

８−アームポリ（ベンジルアスパラギン酸）−ＰＥＧ₅₀₀₀（４．５ｇ、ＭＷ５，０００Ｄａ、実施例６に由来）を０．１Ｎの水酸化ナトリウム溶液中に溶解させ、そして当該溶液を室温で１時間撹拌した。ｐＨを２−３に調整した後、塩を除去するために当該溶液を水に一昼夜透析し、未反応ＰＥＧを除去するためにＭＷＣＯ５０，０００膜で限外ろ過し、水で１回洗浄し、それから凍結乾燥させた。¹Ｈ ＮＭＲ（Ｄ₂Ｏ−ｄ₂）：δ３．５（ｍ，ＰＥＧ），２．６（ｂ，−ＣＨＣＨ ₂ＣＯＯ−），４．３６（ｂ，−ＣＨＣＨ₂ＣＯＯ−）。

５−フルオロウラシル（５ＦＵ）の８−アームポリ（アスパラギン酸）−ＰＥＧ ₅₀₀₀ への抱合

５−フルオロウラシル（「５−ＦＵ」、１．５１ｇ、Aldrich ）を１０ｍｌのホルマリン（〜４０％ホルムアルデヒド）に溶解させ、６０℃で１時間撹拌した。当該溶媒を真空下で１週間除去した。当該残渣に１０ｍｌの蒸留したＤＭＦを加え、そして当該溶液を使用するまで−１５℃で保管した。

８−アームポリ（アスパラギン酸）−ＰＥＧ₅₀₀₀（０．４４ｇ、実施例７に由来）を５０℃で一昼夜真空乾燥させ、そして２０ｍｌの蒸留したクロロホルムを加えた。ジシクロヘキシルカルボジイミド１．９８ｇ、４−ジメチルアミノピリジン０．２７６ｇ、及び１−ヒドロキシベンゾトリアゾール０．１５３ｇを、丸底フラスコ中、室温で一昼夜真空乾燥させ、そして１０ｍｌの蒸留したＤＭＦを加えた。両溶液を使用するまで−１５℃に保管した。５ＦＵ溶液（３ｍｌ、３．４６ｍｍｏｌ）を８−アームポリ（アスパラギン酸）−ＰＥＧ₅₀₀₀溶液に加え、次にカルボジイミド溶液を添加し、そして当該混合物を−１５℃で５日間撹拌した。当該試料をイソプロパノール中で沈殿させた。ろ過後、当該試料をベンゼン中でフリーズドライした。¹Ｈ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ₆）：δ３．５（ｍ，ＰＥＧ），２．６（ｂ，−ＣＨＣＨ ₂ＣＯＯ−），４．４（ｂ，−ＣＨＣＨ ₂ＣＯＯ−），６．６７（ｓ，−ＮＣＨ ₂Ｏ−），８．１２（ｓ，フルオロウラシル中のＣＨ）。

シス−ジアミノジクロロ白金の８アーム−ポリ（アスパラギン酸）−ＰＥＧ ₅₀₀₀ への組み込み
シス−ジアミノジクロロ白金（０．０１２ｇ、Aldrich ）を２０ｍｌの水に溶解させた。８−アームポリ（アスパラギン酸）−ＰＥＧ₅₀₀₀（０．０５６ｇ、実施例７に由来）を２０ｍｌの水に溶解させた。当該溶液を、アスパラギン酸基の最終濃度が１０ｍＭとなるように希釈した。アスパラギン酸に対する白金の異なる濃度比の３つの製剤を形成するように当該シス−ジアミノジクロロ白金溶液を加えた。当該３つの調製製剤は、１：１（図４において「１：１」とされる）、１：１．５（図４において「１：１．５」とされる）、及び１：２（図４において「１：２」とされる）のアスパラギン酸に対する白金比を有する。時間に対する２４９ｎｍでのＵＶ吸収の変化は、各製剤についてプロットし、図４において示す。図４において示されるように、２４９ｎｍにおける吸光度は、室温でのインキュベーションタイムで増加し、シス−ジアミノジクロロ白金が、８−アームポリ（アスパラギン酸）−ＰＥＧ₅₀₀₀中のポリ（アスパラギン酸）セグメントと複合体を形成したことを示している。

５−フルオロウラシル（５ＦＵ）と８−アームポリ（アスパラギン酸）−ＰＥＧ ₅₀₀₀ の抱合体の加水分解実験
５−フルオロウラシル（「５−ＦＵ」）と８−アームポリ（アスパラギン酸）−ＰＥＧ₅₀₀₀の抱合体（実施例８に由来）をリン酸バッファー溶液（０．１Ｍ、ｐＨ７．４）中に溶解させた。当該溶液を室温及び３７℃で保管した。時間間隔において、当該溶液をＨＰＬＣ（ウルトラハイドロゲル２５０、水）で分析した。５０％の５−ＦＵが放出された時間（ｔ_1/2）は室温において５８時間であり、そして３７℃において１３時間であった。

本発明の多くの改変及び他の態様は、本発明が先の説明及び関連する表における提示された利点を有することに付随していることを当業者に思いつかせるだろう。従って、本発明は、開示された詳細な説明の態様に制限するべきでなく、改変及び他の態様は追加クレームの範囲内に含まれることが意図されるべきである。本明細書において特定の語が利用されるが、それらは一般的且つ説明的な意味としてのみ使用され、制限することを目的とするものではない。

図１は、本発明の単分子マルチアームブロックコポリマーの一般構造を示す；

図２は、帯電性の内側コア領域を有する単分子マルチアームブロックコポリマーの態様の構造を示す；

図３は、当該コポリマーのポリペプチドセグメントに共有結合的に付着する生理活性剤を有する単分子マルチアームブロックコポリマーの態様の構造を示す；そして、

図４は、本発明の８−アーム単分子ブロックコポリマー含有溶液中のいくつかの濃度のシス−ジアミノジクロロ白金の時間に対する吸光度変化を示す。

Claims (44)

1. 薬物送達媒体として有用な単分子マルチアームブロックコポリマーであって：
   コポリマーアームへの共有結合的な付着のために利用できる少なくとも３つの付着部位を供する中心コア分子；及び、
   上記の中心コア分子の上記の少なくとも３つの付着部位のそれぞれに共有結合的に付着するコポリマーアームであって、各コポリマーアームが上記中心コア分子の上記付着部位と共有結合的に付着する内側ポリペプチドセグメント、及び上記ポリペプチドセグメントと共有結合的に付着する外側親水性ポリマーセグメントを含んで成るコポリマーアーム、
   を含んで成る単分子マルチアームブロックコポリマー。
2. 上記中心コア分子が、アミン基を有する少なくとも３つの末端を有するポリアミン残基である、請求項１に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
3. 上記中心コア分子が、ヒドロキシル基を有する少なくとも３つの末端を有するポリオール残基を含んで成る、請求項１に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
4. 上記ポリオールがグリセロール、ソルビトール、ペンタエリスリトール、及びグリセロールオリゴマーから成る群から選択される、請求項３に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
5. 上記ポリオールがヘキサグリセロールである、請求項３に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
6. 上記ポリオールがヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリンである、請求項３に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
7. 上記中心コア分子が、更に、上記ポリオールの残基の各末端に付着した親水性オリゴマー鎖を含んで成る、請求項３に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
8. 上記親水性オリゴマー鎖が、約１００Ｄａから約５，０００Ｄａの分子量を有するエチレングリコールオリゴマー鎖である、請求項７に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
9. 各親水性オリゴマー鎖が、上記ポリペプチドセグメントとアミド結合を介して共有結合的に付着する、請求項７に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
10. 上記ポリペプチドセグメントが、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、メチオニン、プロリン、フェニルアラニン、トリプトファン、セリン、スレオニン、アスパラギン、グルタミン、チロシン、システイン、リジン、アルギニン、ヒスチジン、アスパラギン酸、グルタミン酸、及びこれらの組み合わせから成る群から選択されるアミノ酸残基を含んで成る、請求項１に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
11. 上記ポリペプチドが、帯電性アミノ酸残基を含んで成る、請求項１に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
12. 上記帯電性アミノ酸が、アルギニン、リジン、ヒスチジン、グルタミン酸、アスパラギン酸、及びこれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項１１に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
13. 上記ポリペプチドセグメントが、官能基を有する、少なくとも１つのアミノ酸残基を含んで成る、請求項１に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
14. 上記官能基が、ヒドロキシル、活性エステル、活性カルボネート、アセタール、アルデヒド、アルデヒド水和物、スルホン酸アルキル若しくはアリール、ハライド、ジスルフィド、アルケニル、アクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、活性スルホン、アミン、ヒドラジン、チオール、カルボン酸、イソシアネート、イソチオシアネート、マレイミド、ビニルスルホン、ジチオピリジン、ビニルピリジン、ヨードアセトアミド、エポキシド、グリオキサル、ジオン、メシレート、トシレート、又はトレシレートから成る群から選択される、請求項１３に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
15. 上記外側親水性ポリマーセグメントが、ポリ（エチレングリコール）を含んで成る、請求項１に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
16. 各ポリペプチドセグメントが約１００Ｄａから約２０，０００Ｄａの分子量を有する、請求項１に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
17. 各ポリペプチドセグメントが、約５００Ｄａから約１０，０００Ｄａの分子量を有する、請求項１６に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
18. 上記外側親水性ポリマーセグメントが、約１００Ｄａから約２０，０００Ｄａの分子量を有する、請求項１に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
19. 上記外側親水性ポリマーセグメントが、約５００Ｄａから約１０，０００Ｄａの分子量を有する、請求項１８に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
20. 上記単分子マルチアームブロックコポリマーが、約１０，０００Ｄａから約２００，０００Ｄａの総分子量を有する、請求項１に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
21. 上記単分子マルチアームブロックコポリマーが、約２０，０００Ｄａから約８０，０００Ｄａの総分子量を有する、請求項２０に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
22. 上記中心コア分子が、コポリマーアームへの共有結合的な付着のために利用可能な少なくとも４つの付着部位を有する、請求項１に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
23. 上記中心コア分子が、コポリマーアームへの共有結合的な付着のために利用可能な少なくとも８つの付着部位を有する、請求項１に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
24. 上記中心コア分子が、コポリマーアームへの共有結合的な付着のために利用可能な３から約２５の付着部位を有する、請求項１に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
25. 少なくとも１つの標的化部分が、少なくとも１つの親水性ポリマーセグメントに共有結合的に付着している、請求項１に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
26. 上記標的化部分が、タンパク質、抗体、抗体断片、ペプチド、炭水化物、脂質、オリゴヌクレオチド、ＤＮＡ、ＲＮＡ、又は２，０００ダルトン以下の分子量を有する小分子から成る群から選択される、請求項２５に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
27. 上記標的化部分が、モノ−葉酸、又は抗−ＥＧＦｒ Ｆａｂである、請求項２５に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
28. 少なくとも１つのキャッピング基又は官能基が、少なくとも１つの親水性ポリマーセグメントに共有結合的に付着する、請求項１に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
29. 上記キャッピング基又は官能基が、アルコキシ、ヒドロキシル、活性エステル、活性カルボネート、アセタール、アルデヒド、アルデヒド水和物、スルホン酸アルキル若しくはアリール、ハライド、ジスルフィド、アルケニル、アクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、活性スルホン、アミン、ヒドラジン、チオール、カルボン酸、イソシアネート、イソチオシアネート、マレイミド、ビニルスルホン、ジチオピリジン、ビニルピリジン、ヨードアセトアミド、エポキシド、グリオキサル、ジオン、メシレート、トシレート、及びトレシレートから成る群から選択される、請求項２８に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
30. 以下の構造式：
    

    

    であって、上記式中：
    Ａがポリオール残基を含んで成る中心コア分子であり、
    Ｏが酸素であり、
    Ｂが親水性オリゴマーであり、
    Ｃがポリペプチドセグメントであり、
    Ｄが親水性ポリマーセグメントであり、
    Ｅがキャッピング基又は官能基であり、
    Ｌ₁及びＬ₂が結合であり、
    （ｍ’）が３から約２５であり、
    （ｎ’）が２から約２５であり、且つ（ｎ’）＜（ｍ’）である、構造式を有する、請求項１に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
31. 上記Ｅがアルコキシである、請求項３０に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
32. 上記Ｅがヒドロキシである、請求項３０に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
33. 上記Ｅが、アルコキシ、ヒドロキシル、活性エステル、活性カルボネート、アセタール、アルデヒド、アルデヒド水和物、スルホン酸アルキル若しくはアリール、ハライド、ジスルフィド、アルケニル、アクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、活性スルホン、アミン、ヒドラジン、チオール、カルボン酸、イソシアネート、イソチオシアネート、マレイミド、ビニルスルホン、ジチオピリジン、ビニルピリジン、ヨードアセトアミド、エポキシド、グリオキサル、ジオン、メシレート、トシレート、及びトレシレートから成る群から選択される、請求項３０に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
34. 上記Ａが、グリセロール、ソルビトール、ペンタエリスリトール、及びヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリン、及びグリセロールオリゴマーから成る群から選択されるポリオール残基である、請求項３０に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
35. 上記Ｄが、ポリ（エチレングリコール）を含んで成る、請求項３０に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
36. 上記Ｃが、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、メチオニン、プロリン、フェニルアラニン、トリプトファン、セリン、スレオニン、アスパラギン、グルタミン、チロシン、システイン、リジン、アルギニン、ヒスチジン、アスパラギン酸、グルタミン酸、及びこれらの組み合わせから成る群から選択されるアミノ酸残基を含んで成る、請求項３０に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
37. 少なくとも１つのＣのアミノ酸残基が官能基を有する、請求項３０に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
38. 上記Ｂがエチレングリコールオリゴマーである、請求項３０に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
39. 以下の構造式であって：
    

    

    上記式中：
    Ａがポリオール残基を含んで成る中心コア分子であり、
    Ｏが酸素であり、
    Ｂが親水性オリゴマーであり、
    Ｃがポリペプチドセグメントであり、
    Ｄが親水性ポリマーセグメントであり、
    Ｅがキャッピング基又は官能基であり、
    Ｔが標的化部分であり、
    Ｌ₁及びＬ₂が結合であり、
    （ｐ）が少なくとも１であり、
    （ｋ）が少なくとも１であり、且つ（ｐ）及び（ｋ）の合計が３から約２５である、構造式を有する、請求項１に記載の単分子マルチアームブロックコポリマー。
40. 医薬組成物であって：
    コポリマーアームへの共有結合的な付着に利用可能な少なくとも３つ付着部位を供する中心コア分子、及び上記中心コア分子の上記少なくとも３つの付着部位のそれぞれと共有結合的に付着するコポリマーアームであって、各コポリマーアームが上記中心コア分子の上記付着部位に共有結合的に付着する内側ポリペプチドセグメント、及び上記ポリペプチドセグメントに共有結合的に付着する外側親水性ポリマーセグメントを含んで成るコポリマーアームを含んで成る単分子マルチアームブロックコポリマー、ここで当該中心コア分子及び当該ポリペプチドセグメントが内側コア領域を規定し、そして当該ポリペプチドセグメントが疎水性外側領域を規定する；並びに、
    上記単分子マルチアームコポリマーの内側領域中に封入された生理活性剤、
    を含んで成る、医薬組成物。
41. 上記ポリペプチドセグメントが１又は複数の帯電性アミノ酸残基を含んで成り、そして、上記内側領域中に封入された生理活性剤が、１又は複数の帯電性アミノ酸残基と反対の電荷を有する、請求項４０に記載の医薬組成物。
42. 上記生理活性剤が、上記ポリペプチドセグメントのアミノ酸残基に共有結合的に付着する、請求項４０に記載の医薬組成物。
43. 上記内側コア領域と上記生理活性剤が共に疎水性である、請求項４０に記載の医薬組成物。
44. 更に、医薬的に受容可能な担体を含んで成る、請求項４０に記載の医薬組成物。

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