JP2007185515A - 薬剤用パッケージ上への高分子抑止表面の作製方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】含有されるタンパク質溶液の活性に影響することなく、薬剤用パッケージ上へのタンパク質の吸着を低減させる1つ又は複数のコーティングを直接、薬剤用パッケージング上に施すことにより、薬剤用パッケージ上にタンパク質抑止表面を作製する方法。
【選択図】図1b
Description
正に帯電したタンパク質の結合の抑止。
ヒストン及びリゾチームなどのタンパク質は、生理学的pH(およそ7.4)で正に帯電しており、そして正に帯電した表面は、タンパク質の正電荷が豊富な領域を拒絶し、吸着されるタンパク質の量の全体的な減少をもたらすはずであることが当然の前提とされる。蛍光標識したヒストン、ヒト血清アルブミン、及びリゾチームを、アミノシランでコートしておいた表面上でインキュベートする(C.G. Panto, E. Metwalli, S. Conzone, D. Hainesの米国特許第6,916,541 B2)。これらのタンパク質を、異なるpH値でインキュベートする。また、対照のウシ血清アルブミン(BSA)も含める。このタンパク質は酸性pI(5.2)を有し、大部分が、試験したpH値で負に帯電したものとなろう。
種々のコーティングによるタンパク質の吸着の抑止。
タンパク質及び処方のマトリックスを用いて、種々のコート表面を試験する。これらの試験は、1枚のコート表面を多数のタンパク質に、異なる条件で同時に曝露するものである、「マルチプレックス式タンパク質吸着アッセイ」と題された米国特許出願第60/617,192号に開示されているマルチプレックススライド(コートされた及び非コートのガラスならびにCOCポリマー材料)形式で行なう。インキュベーション後、表面に対するタンパク質の吸着を種々の条件及びタンパク質で、且つ種々の表面について、比較する。次いで、結果を、それら種々のコーティングでコートした最終薬剤用パッケージにおいて確認する。
2.TG:バッチ反応器プロセスにおいて無線周波数プラズマ支援化学気相蒸着法によって施したテトラグリム(テトラエチレングリコールジメチルエーテル)コーティング。試料は、University of Washington Bioengineered Materials Consortiumより購入する。コーティングは、US5,002,794及びUS5,153,072に開示されたようにして施される。
3.H:アミノシランと1種類のNHS−エステルでキャップされたPEGポリマーとを主成分とする処方(スピンコーティングにより塗布)。コートされたスライドは、Accelr8 Corporationから購入したものであり、以前に開示されたG. Mao, S.W. Metzger, M.J. Lochheadの米国特許第6,844,028号の方法に従って同社が製造したものである。
4.SS:最初にポリ−L−リシンを表面上に堆積させ、次いで、このポリマー性の表面をPEG基で修飾することにより調製した処方(ディップコーティングにより塗布)。コーティングの結合は、静電気的相互作用によるものである。コートされたスライド及びバイアルは、Surface Solutions, GmbH(チューリッヒ,スイス)から購入したものであり、同社が製造したものである。
5.AMC:金属酸化物をフッ素化部分と組み合わせた多層コーティング。スライドコーティング(AMC148-18)は試供品として提供されており、Advanced Materials Components Express LLC (Lamont, PA)によって製造されたものである。
6.TBF:Tribofilm Research, Inc. (Raleigh,NC)から購入したものであり、以前に開示された方法(V.G. Sakhrani, J.L. Williams, C. Tomasino, P.M. Vernon Jr.−米国特許出願第2004/0231926号)に従って同社が製造したものであるパーフルオロポリエーテルコーティング。
図4に示すスライドに基づく結果を確証するため、薬剤用パッケージングの表面に吸着されたタンパク質の量を定量する方法を開発する。図5に示す方法は、吸着されたタンパク質の除去に基づいている。要するに、蛍光標識したタンパク質溶液を薬剤用パッケージ(PP)内で3日間インキュベートする。過剰分を除去し、PPを注射用水で3回洗浄する。次いで、PPを0.5%SDSを加えた50mM NaOHとともに1時間の期間インキュベートし、吸着されたタンパク質を表面から除去する。インキュベーション後、部分量を取り出し、マルチプレックススライドのウェル内で乾燥させる。次いで、ウェルをスキャンし、蛍光シグナルを用いて吸着されたタンパク質の量を計算する。これらの結果を外挿し、全体でどれだけ量のタンパク質が吸着されるかを測定できる。
実施例2に記載の方法を用い、スピンコーティングによって作製したヒドロゲルコートスライド、及び無線周波数プラズマ支援化学気相蒸着によってバッチプロセスにおいて作製したテトラグリムコートスライドを、タンパク質の吸着及びコーティング均一性について比較する。図8は、ヒドロゲル及びテトラグリムコーティングについての相対的なタンパク質の吸着を示し、テトラグリムコート基材は、4つのすべての試験においてタンパク質の吸着が少なく、これら2種のコーティング間で統計学的な差を有した。図9は、ヒドロゲルコーティングと比べ、テトラグリムコーティングの高分子吸収抑止均一性の高い変動性を示す。変動係数は、標準偏差をシグナル強度で除算することにより得られる。
2つのFiolaxバイアル(全容積10ml)を、ダブルチャンバー反応器内に入れ、0.1ミリバール未満のベース圧まで同時に真空にする。バイアルの排気後、アルゴンを反応器内に、質量流速50sccm、圧力0.2ミリバールで流入する。この全質量流を、各バイアル用にほぼ同一の2つの別々の質量流に分ける。マイクロ波周波数2.45GHz及び平均電力500ワットのパルスマイクロ波電源のエネルギーをこれら2つの別々のチャンバーに分け、カップルさせる。パルスマイクロ波プラズマを2つのバイアル内部で点火させ、容器を、プラズマによって前処理し、120℃の処理温度まで加熱する。ガス交換の時間中、テトラエチレングリコールジメチルエーテルガス(「テトラグリム」)とアルゴンキャリアガス(テトラグリム濃度35%)の混合物を、反応器内に0.2ミリバールの圧力で流入させ、2つのチャンバー内に分配する。周波数2.45GHz及び平均電力5.2ワットのパルスマイクロ波電源のエネルギーをこの分けて、これら2つの別々のチャンバー内にカップルさせる。パルスマイクロ波プラズマを2つのバイアル内部で300秒間点火させ、約50nmの厚さを有する有機コーティングを、バイアルの内側表面上のみに堆積させる。コーティング前駆ガスに加えてキャリアガスを用いると、コーティング前駆ガスのみを用いる堆積プロセスと比べ、凝縮が低減又は回避される。
テトラグリムコートされたバイアルを、無線周波数プラズマ支援化学気相蒸着によりバレル型反応器内において、バッチプロセスにより、及び、図1a〜1c及び2に示すようにバイアルを反応チャンバーとして用いてマイクロ波周波数プラズマ支援化学気相蒸着により、作製し、光電子分光分析によってコーティング均一性について比較する。特に、バッチ及び個々に作製したテトラグリムコートされたバイアルについてのC1s高分解能スペクトルを比較すると、物品を反応器として用いることにより、より高度なコーティング均一性の制御が可能であることが示される。図10は、管状形態において、2つの同一のバッチ運転のバッチプロセスに対しチャンバーとして物品を用いる3つの試料に由来する、C1sデコンボルーションピークに対する炭素/酸素寄与を示す。これらの結果は、物品を反応器とする方法により、より再現可能な様式でより多くの量の炭素/酸素寄与が得られることを明白に示す。デコンボルーションスペクトルの286.5ピークの高割合の寄与は、バッチ方法と比べ、物品を反応器とする方法によるテトラグリムモノマーの高割合の保持を示す。
実施例2に記載し、図5に図示により図示した方法を用い、数種類の異なるコーティングを、バイアルにおいてヒストン−cy3及びインスリン−cy3の結合を低減する能力について評価する。図11に示す結果は、以下のことを実証している:1)対照非コートガラス試料は、ヒストン−cy3及びインスリン−cy3を強力に吸着する;2)SiO2バリアコーティング(「1+型」)は、ヒストン−cy3及びフィブリノーゲン−cy3を、非コート対照ガラスよりもさらにより強力に吸着する;3)Topasバイアルは、ヒストン−cy3及びインスリン−cy3を、非コート対照ガラスよりもやや上回る程度に吸着する;4)対照ガラスのシリコーン処理及びSiO2コーティングは、非シリコーン処理試料と比べ、ヒストン−cy3及びインスリン−cy3の吸着を低減しない;5)テトラグリムコートバイアルは、ヒストン−cy3及びインスリン−cy3の吸着を10倍低減する。
タンパク質に対するガラス表面の影響は、非常に有害であり得る。イオン性相互作用によるタンパク質の吸着は、タンパク質変性及び活性の低下をもたらし得る。また、一部のコーティングは、タンパク質より強力に結合することがあり(共有結合によるものさえある)、これは、タンパク質活性に対して直ちに影響を与え得る。コーティングの不活性さの重要性を示すため、アルデヒドシラン、エポキシシラン、及びHコートされた1型ガラススライド上に酵素を堆積させ、2時間固定化させる。この時間の後、酵素の活性を測定する。図12に観察できるように、アルデヒド又はエポキシコートされた表面上に固定化されたアルカリホスファターゼは、その活性をすべて失っているが、Hコートされた表面に固定化された酵素は、活性の殆どすべてを保持し、酵素が依然として活性であることを示している。
環状オレフィンコポリマー顕微鏡スライドを、バレル型反応器系で無線周波数プラズマ支援化学気相蒸着バッチプロセスによりテトラグリムでコートし、フィブリノーゲン結合の抑止につき、非コート及びディップコーティング及び化学気相蒸着プロセスの両方によりテトラグリムでコートされた1型ホウケイ酸塩ガラス顕微鏡スライドと比較する。この実験の目的は、コーティング特性に対する堆積プロセスの重要性を判定することである。実施例2に開示した方法によって、5μg/mLフィブリノーゲン含有リン酸塩緩衝液(pH7)を用い、試料をフィブリノーゲン結合について評価する。結果を図13に示す。図13は、テトラグリムコーティングが、プラズマ支援プロセスによって堆積した場合は、フィブリノーゲンの吸着の低減に有効であるが、ディップコーティング又は化学気相蒸着法によって堆積した場合は有効でないことを、明白に実証している。
Claims (42)
- 薬剤用パッケージ上に高分子抑止表面を作製する方法であって、
高分子の吸着を抑止するコーティングを薬剤用パッケージの表面にプラズマ化学気相蒸着(CVD)によって堆積させることを含み、
前記薬剤用パッケージがコーティングチャンバーとして働き、そして
前記コーティングが炭素−酸素結合を含んだ前駆体化合物から形成される
ものである方法。 - 前記薬剤用パッケージが、バイアル、プラスチックコートバイアル、シリンジ、プラスチックコートシリンジ、アンプル、プラスチックコートアンプル、カートリッジ、ボトル、プラスチックコートボトル、パウチ、ポンプ、噴霧器、栓、プランジャー、キャップ、蓋、針、ステント、カテーテル又はインプラントである、請求項1に記載の方法。
- 前記薬剤用パッケージを薬剤学的若しくは生物工学による物質又は処方と接触させるものである、請求項1に記載の方法。
- 前記薬剤用パッケージが、非コート薬剤用パッケージと比べて表面エネルギーを5ダイン/cm以上低下させるためのコーティングを有するものである、請求項1に記載の方法。
- 前記薬剤用パッケージがバリアコーティングを有するものである、請求項1に記載の方法。
- 前記薬剤用パッケージがガラスで作られているものである、請求項1に記載の方法。
- 前記ガラスが、1型、2型、3型、ケイ酸塩、ホウ酸塩、ホウケイ酸塩、リン酸塩又はソーダ石灰ケイ酸塩である、請求項5に記載の方法。
- 前記ガラスが化学的に処理されているものである、請求項6に記載の方法。
- 前記薬剤用パッケージがポリマー材料で作られているものである、請求項1に記載の方法。
- 前記ポリマー材料が、アクリル系、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリアセタール、ポリスチレン、ポリアミド、ポリアクリルアミド、ポリイミド、ポリオレフィン、環状オレフィンポリマー、環状オレフィンコポリマー、環状オレフィン樹脂、環状オレフィン−エチレンコポリマー、ゴム、エラストマー、熱硬化性ポリマー又は熱可塑性ポリマーである、請求項9に記載の方法。
- 前記薬剤用パッケージが金属又は合金で作られているものである、請求項1に記載の方法。
- 前記コーティングが、前記表面に対する高分子の吸着を、非コート表面上の吸着と比べて25%以上低下させるものである、請求項1に記載の方法によって作製される薬剤用パッケージ。
- 前記コーティングが電磁放射線源によって施されるものである、請求項1に記載の方法によって作製される薬剤用パッケージ。
- 前記コーティングが1種又は2種以上の化学的前駆体から調製されるものである、請求項1に記載の方法によって作製される薬剤用パッケージ。
- 前記前駆体の1種又は2種以上がエーテルである、請求項14に記載の薬剤用パッケージ。
- 前記前駆体の1種又は2種以上がエステルである、請求項14に記載の薬剤用パッケージ。
- 前記前駆体が、1種又は2種以上のハロゲン、アルキル、ビニル、アルキニル、芳香族、ヒドロキシル、酸、カルボニル、アルデヒド、ケトン、アミン、アミノ、アミド、ニトロ又はスルホニル誘導体化官能基を含むものである、請求項14に記載の薬剤用パッケージ。
- 前記前駆体が、1種又は2種以上のハロゲン、アルキル、ビニル、アルキニル、芳香族、ヒドロキシル、酸、カルボニル、アルデヒド、ケトン、アミン、アミノ、アミド、ニトロ、スルホニル誘導体化官能基を含むものである、請求項14に記載の薬剤用パッケージ。
- 前記前駆体がポリエーテルである、請求項14に記載の薬剤用パッケージ。
- 前記ポリエーテルが、ジグリム、トリグリム、テトラグリム、ペンタグリム、ヘキサグリム、又はその官能化誘導体である、請求項19に記載の薬剤用パッケージ。
- 前記前駆体がテトラエチレングリコールジメチルエーテルである、請求項14に記載の薬剤用パッケージ。
- 多数の前駆体が同時に又は逐次的に堆積されているものである、請求項14に記載の薬剤用パッケージ。
- 前記前駆体が第1の無機酸化物層コーティング上に適用されているものである、請求項14に記載の薬剤用パッケージ。
- 前記無機酸化物がSiO2、TiO2、ZrO2又はA12O3である、請求項2に記載の薬剤用パッケージ。
- 前記前駆物質が第1の接着層上に適用されているものである、請求項14に記載の薬剤用パッケージ。
- 前記前駆物質が第1のバリア層上に適用されているものである、請求項14に記載の薬剤用パッケージ。
- 前記高分子が、溶液又は固体状態の、天然に存在するか若しくは合成により調製された生体分子又はその誘導体である、請求項1に記載の薬剤用パッケージ。
- 1種又は2種以上の高分子が、溶液又は固体状態の、核酸、ポリヌクレオチド、タンパク質、ペプチド、炭水化物、タンパク質/核酸複合体、抗体、ワクチンである、請求項27に記載の薬剤用パッケージ又はその構成要素。
- 前記コーティングの2種又は3種以上が逐次的に適用されるものである、請求項1に記載の方法。
- 前記プラズマCVDコーティングを既存のコーティング上に堆積させるものである、請求項1に記載の方法。
- 薬剤用パッケージ上にタンパク質抑止表面を作製する方法であって、
ポリエーテルコーティングを薬剤用パッケージの表面上にプラズマ化学気相蒸着によって堆積させることを含み、前記薬剤用パッケージがコーティングチャンバーとして働くものである、方法。 - 前記コーティングが、40〜100kHz、13.56MHz又は2.45GHzの低又は高周波数エネルギーのパルス化電磁放射線により施されるものである、請求項1に記載の方法によって作製される薬剤用パッケージ。
- 薬剤用パッケージ上に高分子抑止表面を作製する方法であって、
高分子の吸着を抑止するコーティングを薬剤用パッケージの表面にプラズマ化学気相蒸着(CVD)によって堆積させることを含み、前記コーティングが1種又は2種以上の化学的前駆体と更なるキャリアガスとの混合物から作製されるものである、方法。 - 前記更なるキャリアガスが不活性ガスである、請求項33に記載の方法によって作製される薬剤用パッケージ。
- 前駆体濃度が10%〜90%である、請求項33に記載の方法。
- 前記コーティングの堆積前に、基材が加熱又はプラズマ処理プロセスによって前調整されるものである、請求項1に記載の方法。
- 前記基材の温度が、コーティングプロセス中及びその後に反応チャンバー内に導入されるプロセスガスの温度にほぼ等しいものである、請求項33に記載の方法。
- 前記基材とコーティング系の他の部分との温度差がないか、正に維持した状態でコーティングを堆積させるものである、請求項1に記載の方法。
- 0.08W/cm3〜10W/cm3の電力密度を用いることによりコーティングを堆積させるものである、請求項1に記載の方法。
- 72時間のインキュベーション後のフィブリノーゲン吸着が200ng/cm2未満である、請求項1に記載の方法。
- 薬剤用パッケージ上への高分子の吸着を抑止する機能性コーティングが、3分以内に堆積されるものである、請求項1に記載の方法。
- 薬剤の表面上への高分子の吸着を抑止する機能性コーティングが、0.5nm〜200nmの層厚を有するものである、請求項1に記載の方法。
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