JP2007536219A - 両親性ブロック共重合体及びポリ乳酸誘導体を含む高分子薬物担体に基づいた生物活性剤の細胞内伝達システム - Google Patents

両親性ブロック共重合体及びポリ乳酸誘導体を含む高分子薬物担体に基づいた生物活性剤の細胞内伝達システム Download PDF

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Abstract

本発明は、疎水性ブロックのヒドロキシル基末端基がトコフェロール基又はコレステロール基に置換された疎水性ブロックと親水性ブロックとからなる両親性ブロック共重合体、及び末端に少なくとも一つのカルボキシル基を有するポリ乳酸誘導体を含む高分子組成物で製造される高分子薬物担体を使用して、生物活性剤を細胞内に伝達する方法に関するものである。前記ポリ乳酸誘導体のカルボキシル基は、前記高分子組成物に2価金属又は3価金属を添加することによって得られる2価又は3価金属に固定されている。

Description

発明の詳細な説明
〔技術分野〕
本発明は、高分子薬物担体を利用して生物活性剤を細胞内に伝達する方法、及び伝達システムに関するものである。より詳しくは、本発明は、(a)疎水性ブロックの末端ヒドロキシル基がトコフェロール又はコレステロール基に置換された疎水性ブロックと親水性ブロックとからなる両親性ブロックと、(b)高分子の末端に少なくとも一つのカルボキシル基を有するポリ乳酸誘導体とを含む高分子組成物で製造される高分子薬物担体を利用して、生物活性剤を細胞内に伝達する方法に関するものである。
〔背景技術〕
生物活性剤が目的とする治療効果を達成するために、投与された薬物の適切な量が身体の標的細胞内に伝達されなければならない。薬物の細胞内伝達を増加させるために、適切な濃度の薬物を好ましい時間間隔で標的組織に投与されなければならない。さらに、前記薬物は、組織の細胞内に伝達されなければならない。血液循環期間が長い製剤を使用することによって、組織内の高い薬物濃度を達成することができる。したがって、リポソームと高分子ミセルのようなナノ粒子の大きさの薬物伝達システムを開発するために、今まで相当な努力がなされている。
生物活性剤の細胞内摂取(uptake)を増加させる多くの方法が提案されてきた。また、オリゴヌクレオチドのような生物活性剤の細胞内伝達に、リポソームのような伝達体が使用されてきた(Felgner, et al., U.S. Pat. No. 5,264,618 (1993); Eppstein, et al., U.S. Pat. No. 4,897,355 (1990);及び Wang, et al., Proc. Nat. Acad. Sci. 84: 7851-7855 (1987); U.S. Pat. No. 5,759,519 (1998))。しかし、リポソームの低い封入効率、速い薬物放出(leakage)、薬物の不安定性、及び低い貯蔵安定性などの問題により、リポソームを薬物担体としての使用は非常に制限される。低分子界面活性剤ミセルは、身体に投与された後、体液と接触すると分解され易いため、薬物担体として使用するには難しい。
最近、高分子ミセルの製剤化、特性化、及び薬学的応用に関する研究が行われてきた。このような研究に対して、Journal of Controlled Release 73 (2001pp.132-172)でV.Torchilinが検討した。高分子ミセルは、疎水性(コア)及び親水性(シェル)部分を有する両親性ブロック共重合体から得られ、水溶性媒質内でコア-シェル構造を有する。水溶性が非常に低い薬物はミセルの疎水性コア内に封入される。親水性Aブロックと疎水性Bブロックを有するA-B、A-B-A、又はB-A-Bブロック共重合体に対する可なりの研究が進められてきた。薬物担体として使用するために、疎水性B(ミセルの内部コアブロック)は、生分解性高分子類、例えば、ポリ-DL-ラクチド、ポリ-ε-カプロラクトン又はポリ(γ-ベンジル-L-アスパラギン酸)を含み、親水性A(ミセルの外部シェルブロック)は、細胞膜及び細胞質蛋白質と相互作用できる高分子、例えば、ポリエチレングリコール(PEG)であるのが好ましい。
高分子ミセルが細網内皮系(RES)又は単核食細胞系(MPS)による生体内薬物摂取を防止することができ、したがって、長期間血液内を循環できるという点は大きな長所である。このような高分子ミセルの長所はミセル構造に起因する。両親性ブロック共重合体の親水性の部分が外部シェルを形成し、体液に露出するので、血液内細胞膜及び血漿蛋白質との相互作用からミセルを効果的に保護することができる[V. Torchilin et al., Advanced Drug Delivery Reviews 16(1995) pp.141-155]。
R.Savic等は、ポリ(カプロラクトン)-b-ポリ(エチレンオキシド)ブロック共重合体から製造されたミセルが前記高分子のPCL末端に共有結合されたテトラメチルローダミン-5-カルボニルアジド(TMRCA)を有するミセルを利用して、生物活性剤を生きている細胞に伝達できるということを実験的に立証した[R. Savic et al., Sceince 300(2003) pp.615-618]。しかし、前記蛍光ミセルは細胞質においてのみ観察され、核区画では観察されず、したがって、DNA結合抗癌剤のような生物活性剤は前記ミセルに使用するのに適していない。
前記研究結果から見れば、生物活性剤を標的細胞に伝達できる高分子ミセル又はナノ粒子の開発が必要である。したがって、本発明は、高分子ミセル又はナノ粒子の薬物担体を利用して、生物活性剤を標的細胞内に伝達する方法を提供するものである。
〔発明の要約〕
本発明の目的は、(a)疎水性ブロックの末端ヒドロキシル基がトコフェロール基又はコレステロール基に置換された疎水性ブロックと親水性ブロックとからなる両親性ブロック共重合体、(b)末端に少なくとも一つのカルボキシル基を有するポリ乳酸誘導体、及び任意に前記ポリ乳酸誘導体のカルボキシル末端基1当量に対して0.01乃至10当量の2価金属又は3価金属を含む高分子組成物で製造される高分子薬物を利用して、生物活性剤を細胞内に伝達する方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、高分子薬物担体及び水溶液に封入された生物活性剤を含み、
前記高分子薬物担体は、(a)親水性ブロックと高分子の末端ヒドロキシル基がトコフェロール基又はコレステロール基に置換された疎水性ブロックで構成された両親性ブロック共重合体、及び(b)末端に少なくとも一つのカルボキシル基を有するポリ乳酸誘導体を含む高分子組成物で製造され;
前記薬物担体が細胞と接触する際、前記高分子薬物担体に封入された生物活性剤のより多くの量が細胞内に伝達されるようにする、生物活性剤の細胞内伝達システムを提供することにある。
本発明の他の目的は、高分子薬物担体及び水溶液に封入された生物活性剤を含み、前記高分子薬物担体は、(a)疎水性ブロックの末端ヒドロキシル基がトコフェロール基又はコレステロール基に置換された疎水性ブロックと親水性ブロックとからなる両親性ブロック共重合体、及び(b)末端に少なくとも一つのカルボキシル基を有するポリ乳酸誘導体を含む高分子組成物で製造され;
前記薬物担体が細胞と接触する際、前記高分子薬物担体に封入された生物活性剤がより多くの量で細胞内に伝達されるようにする、生物活性剤及び水溶液内に生物活性剤を封入した高分子薬物担体を含む生物活性剤の細胞内伝達用組成物を提供することにある。
本発明は、生物活性剤を標的細胞に伝達することができる高分子薬物担体に関するものである。
〔発明の詳細な説明〕
本発明による高分子組成物とその製造及び使用方法を説明する前に、本発明は、ここに開示された特定形態、製造段階と材料に限定されず、その形態、製造段階、及び材料は変化することができることを理解しなければならない。また、ここに使用された用語は、特定の具体例を説明するための目的にのみ使用され、添付された請求範囲とその均等物によってのみ制限される本発明の範囲を制限しようとするわけではないことを理解しなければならない。
本明細書及び請求の範囲に記載された通り、単数形態“a”、“an”、及び“the”は、具体的文脈で特に反対の意味に特定しない限り、複数形態も含むものである。例えば、“末端基(a terminal group)”を含む高分子と言っても、そのような末端基を二つ以上含有することも含むものである。
本発明を説明し、請求することにおいて、下記用語は、下記の定義により使用される。
本明細書において、、用語“生物活性剤(bioactive agent)”とは、生体内で(in vivo)好ましい生物学的活性又は機能、即ち、生物学的効果又は薬理学的効果を有する有機化合物又は薬物を意味する。例えば、治療剤を含有する生物学的活性剤は、細胞内機能、例えば、遺伝子機能などを変更することができる。あるいは、診断剤、例えば、磁気共鳴イメージ(MRI)又はコンピュータ断層撮影(CT)剤を含有する生物活性剤などは、組織及び/又は器官の診断イメージを向上させる生物学的機能を有する。
本明細書において、用語“生分解性(biodegradable)”又は“生分解(biodegradation)”とは、溶解加水分解、又は酵素や生物体の他の産物のような生物学的に形成された物質(entities)の作用により、あまり複雑でない中間体から最終産物に転換することを意味する。
本明細書において、用語“生体適合性(biocompatible)”とは、溶解加水分解又は酵素や生物体の他の産物のような生物学的に形成された物質の作用によって形成される物質、中間体、又は最終産物を意味する。
“ポリ(ラクチド)”又は“PLA”とは、乳酸の縮合反応又はラクチドの開環合成反応によって生成される高分子を意味する。用語“ラクチド”及び“乳酸塩”は、互いに交換して使用可能である。
例示的な具体例が基準となり、具体的な言語がこれらを説明するために使用される。しかし、これらが本発明の保護範囲を制限するという意図を有するものではない。本明細書に記載された本発明の特徴を変更又は追加的に変形することができ、本発明の原理を追加的に適用するのが、本技術分野の通常の知識を有する者には可能なことであり、これもまた本発明の範囲に属する。
本発明は、疎水性ブロックの末端ヒドロキシル基がトコフェロール基又はコレステロールに置換された疎水性ブロックと親水性ブロックとからなる両親性ブロック共重合体、及び末端に少なくとも一つのカルボキシル基を有するポリ乳酸誘導体を含む高分子組成物で製造された高分子薬物担体を使用して、生物活性剤を細胞内に伝達する方法に関するものである。また、本発明は、疎水性ブロックの末端ヒドロキシル基がコハク酸トコフェロール基又はコハク酸コレステロール基に置換された疎水性ブロックと親水性ブロックとからなる両親性ブロック共重合体、末端に少なくとも一つのカルボキシル基を有するポリ乳酸誘導体、及び前記ポリ乳酸誘導体は、そのカルボキシル末端基1当量に対して0.01乃至10当量の2価金属又は3価金属を含む高分子組成物で製造された薬物担体を使用して、生物活性剤を細胞内に伝達する方法に関するものである。
追加的に、本発明は、高分子薬物担体及び水溶液に封入された生物活性剤を含み、
前記高分子薬物担体は、(a)疎水性ブロックの末端ヒドロキシル基がトコフェロール基又はコレステロール基に置換された疎水性ブロックと親水性ブロックとからなる両親性ブロック共重合体、及び(b)末端に少なくとも一つのカルボキシル基を有するポリ乳酸誘導体を含む高分子組成物で製造され;
前記薬物担体が細胞と接触する際、前記高分子薬物担体に封入された生物活性剤がより多くの量で細胞内に伝達されるようにする、生物活性剤の細胞内伝達システムに関するものである。
本発明の具体的な一例において、前記生物活性剤は、前記高分子薬物担体のない場合に比べて、より多くの量で、そして好ましくは、より効果的な方式で細胞内に伝達されることができる。
更に、本発明は、標的細胞内に生物活性剤を伝達することができる高分子薬物担体を提供するものである。
詳しくは、本発明は、a)少なくとも1種の生物活性剤を選択し;
b)疎水性ブロックの末端ヒドロキシル基がトコフェロール基又はコレステロールに置換された疎水性ブロックと親水性ブロックとからなる両親性ブロック共重合体、及び末端に少なくとも一つのカルボキシル基を有するポリ乳酸誘導体を含む高分子組成物を製造し;
c)溶媒中に前記高分子組成物と生物活性剤を混合及び溶解した後、溶媒を蒸発させ;
d)水溶液を添加して、薬物担体内の水溶液に生物活性剤が捕集された高分子薬物担体を製造し;並びに
e)前記薬物担体を細胞と接触させて、前記生物活性剤を細胞内に容易に伝達する;段階を含む、生物活性剤の細胞内伝達方法を提供する。
少なくとも1種の生物活性剤を選択
本発明による生物活性剤は、好ましい生物学的活性を示すいかなる有機化合物又は薬物であってもよい。これらは、蛋白質類;テストステロン、エストラジオール、エストロゲン、プロゲステロン、トリアムシノロンアセテート、デキサメタソーンなどのようなホルモン類;遺伝子;ポリペプチド;オリゴヌクレオチド;ヌクレオチド;抗体、抗癌剤、抗炎剤、抗菌剤、抗生物質、痲酔剤、抗高血圧剤、及び糖尿病治療剤、抗高脂血剤、抗ウイルス制、パーキンソン病治療剤、制吐剤、免疫抑制剤、抗潰瘍薬物、下剤、抗マラリア薬物、及び診断放射線薬物のような薬物などを含むが、これに限られない。抗癌剤の例としては、パクリタキシェル、エピルビシン、ダクチノマイシン、ブレオマイシン、ミトマイシン、ドセタキシェル、5-フルオロウラシル、メトトレキセート、カムプトテシン、エトポシド、ドキソルビシン、ダウソルビシン、イダルビシン、アラ-C、シクロスポリンAなど、及びこれらの誘導体を含む。
前記生物活性剤を前記高分子組成物に0.1〜20:80.0〜99.9重量比、両親性ブロック共重合体及びポリ乳酸誘導体で製造されたミセルがコアに適切に含まれるように添加することができる。
高分子組成物の製造
本発明による両親性ブロック共重合体は、好ましくは、親水性Aブロック及び疎水性Bブロックを含むA-B類型の二重ブロック共重合体又はB-A-B類型三重ブロック共重合体である。水相で、両親性ブロック共重合体は、疎水性Bブロックがコアを形成し、親水性Aブロックがシェルを形成して、コア-シェル構造の高分子ミセルを形成する。好ましくは、親水性Aブロックは、ポリアルキレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリールアミド、及びこれらの誘導体からなる群より選択される。より好ましくは、親水性Aブロックは、モノメトキシポリエチレングリコール、モノアセトキシポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリエチレン-コ-プロピレングリコール、及びポリビニルピロリドンからなる群より選択される。好ましくは、親水性Aブロックは、数平均分子量が500乃至50,000ダルトン、より好ましくは、1,000乃至20,000ダルトンである。
本発明による両親性ブロック共重合体中の疎水性Bブロックは、ポリエステル、ポリアンヒドリド、ポリアミノ酸、ポリオルトエステル、及びポリフォスファジンからなる群より選択される高い生分解性及び生体適合性高分子である。より好ましくは、前記疎水性Bブロックは、ポリラクチド、ポリグリコール酸塩、ポリカプロラクトン、ポリジオキサン-2-オン、ポリラクチック-コ-グリコレート、ポリラクチック-コ-ジオキサン-2-オン、ポリラクチック-コ-カプロラクトン、及びポリグリコリック-コ-カプロラクトンからなる群より選択される1種以上である。疎水性ブロックの末端基はヒドロキシル基であり、前記末端ヒドロキシル基は、優れた疎水性を有する疎水性トコフェロール基又はコレステロール基に置換されることができ、これは、疎水性Bブロックの分子量は維持しながら、疎水性を向上させる目的で使用される。トコフェロール又はコレステロール基は、疎水性Bブロックの末端ヒドロキシル基に、連結剤、例えば、ジカルボン酸(コハク酸、マロン酸、グルタル酸、及びアジピン酸)を通じて共有結合されている。トコフェロール及びコレステロールは、全て生体適合性及び疎水性化合物として環構造を有し、高分子ミセルの内部疎水性を増加させることができるので、高分子ミセルの物理的安定性を向上させる。好ましくは、両親性ブロック共重合体中の疎水性Bブロックは、数平均分子量500乃至50,000ダルトン、より好ましくは、1,000乃至20,000ダルトンを有する。
本発明による両親性ブロック共重合体中の疎水性Bブロックに対する親水性Aブロックの比率は、好ましくは3:7乃至8:2重量比であり、より好ましくは4:6乃至7:3重量比である。親水性Aブロックの含有量が低過ぎると、高分子が水溶液内で適切な高分子ミセルを形成することができず、高過ぎると、高分子ミセルが安定的でない。
本発明の一例で、本発明による両親性ブロック共重合体は、下記の化学式を有する化合物である:
1´-O-[R3´l´-[R4´m´-[R5´n´-C(=O)-(CHx´-C(=O)-O-R2´ (I´)
上記の式で、
1´は、CH3-、H-[R5´n´-[R4´m´-、又はR2´-O-C(=O)-(CHx´-C(=O)-[R5´n´-[R4´m´-であり;
2´は、トコフェロール又はコレステロール基であり;
3´は、-CHCH-O-、-CH(OH)-CH-、-CH(C(=O)-NH)-CH-、又は
Figure 2007536219
であり;
4´は、-C(=O)-CHZ´-O-であり、ここで、Z´は水素又はメチル基であり;
5´は、-C(=O)-CHY”-O-であり、ここで、Y”は、水素、メチル基、-C(=O)-CHCHCHCHCH-O-、又は-C(=O)-CHOCHCH-O-であり;
l´は4-1150の整数であり;
m´は1-300の整数であり;
n´は0-300の整数であり;そして
X´は0-4の整数である。
トコフェロール又はコレステロールに置換された末端ヒドロキシル基を有する疎水性ブロックを含むブロック共重合体は、下記の方法により製造することができる。本発明の一例で、例えば、コハク酸、マロン酸、グルタル酸又はアジピン酸のようなジカルボン酸の連結剤をトコフェロール又はコレステロールのヒドロキシル基に導入し、前記カルボキシル化されたトコフェロール又はコレステロールを疎水性Bブロックの末端ヒドロキシル基に化学的に連結することである。
本発明の一例で、米国特許第6,322,805号によって、モノメトキシポリエチレングリコール(mPEG;Mn=2,000)とポリラクチド(PLA;Mn=1,750)を含む両親性ブロック共重合体(mPEG-PLA)を秤取し、真空ポンプを使用して120℃で脱水し、アセトニトリル又は塩化メチレンに溶解する。その後、コハク酸トコフェロール又はコハク酸コレステロールを添加し、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)及び4-ジメチルアミノピリジン(DMAP)を秤取して、反応開始剤及び触媒を各々添加し、室温で反応させる。前記反応物は、mPEG-PLAの末端ヒドロキシル基及び疎水性化合物の―COOHの間で行われる反応によって形成されたジシクロヘキシルウレア(DCU)によって不透明になる。24時間後に、ガラスフィルターでDCUを除去し、DMAPを抽出し、塩酸水溶液で除去する。得られた錠剤反応溶液にMgSOを添加して残留水分を除去した後、コハク酸トコフェロールが又はコハク酸コレステロールが連結された両親性ブロック共重合体(ここで、コハク酸ジエステルを通じて、トコフェロール又はコレステロールがPLAに結合される)を得るために、ヘキサン/ジエチルエーテル溶媒で沈殿物を形成する。沈殿した高分子産物を濾過し、真空下で乾燥して、白い粒子の高分子を得る。
また他の具体例で、カルボキシル化疎水性化合物を触媒なしで塩化オキサリルで活性化させ、mPEG-PLAの末端に結合させる。つまり、コハク酸トコフェロール(又はコレステロール)を塩化オキサリルと反応させ、過剰の塩化オキサリルを室温で真空で除去する。mPEG-PLAの重量を量って前記反応物に添加し、100℃で12時間反応させてmPEG-PLA-トコフェロール(又はコレステロール)を得る。合成された高分子をアセトニトリル又は塩化メチレンに溶解し、ヘキサン/ジエチルエーテルで沈殿させ、濾過する。
前記二つの製造方法で、マロン酸トコフェロール(又はコレステロール)、グルタル酸トコフェロール(又はコレステロール)、又はアジピン酸コフェロール(又はコレステロール)などをコハク酸トコフェロール(又はコレステロール)の代わりに使用することができる。
本発明の他の具体例で、連結剤としてジクロライド化合物を使用して、トコフェロール又はコレステロールをmPEG-PLA末端に結合させる。詳しくは、トコフェロール又はコレステロールの重量を量って、50℃で真空ポンプで脱水する。過剰の連結剤を添加し、12時間の間反応させる。反応が完了した後、過剰で添加された連結剤を100℃で真空ポンプで除去する。ここに、前記秤取されたmPEG-PLAを添加し、100℃で12時間の間反応させる。合成された高分子を塩化メチレンに溶解し、トコフェロール又はコレステロールがコハク酸ジエステルを通じてPLAに連結された両親性ブロック共重合体、つまり、mPEG-PLA-トコフェロール又はmPEG-PLA-コレステロールを製造するために、ヘキサン/ジエチルエーテルで沈殿させる。沈殿物を濾過し、真空下で乾燥して、白い粒子の高分子を得る。前記反応に用いられる連結剤は、塩化スクシニル、塩化オキサリル、塩化マロニル、塩化グルタリル、塩化アジピンなどのようなジクロライド化合物から選択される。
本発明によるポリ乳酸誘導体の一つ以上の末端は、少なくとも一つのカルボン酸又はカルボン酸塩に共有結合されている。本発明によるポリ乳酸誘導体の他の末端は、ヒドロキシル基、アセトキシ、ベンゾイルオキシ、デカノイルオキシ、及びパルミトイルオキシ基からなる群より選択されたグループに共有結合で連結されている。前記カルボン酸又はカルボン酸塩は、pH4以上の水溶液で親水性基に作用して、ポリ乳酸誘導体が高分子ミセルを形成できるようにする。本発明によるポリ乳酸誘導体を水溶液に溶解した場合、高分子ミセルを形成するためには、ポリ乳酸誘導体に存在する親水性及び疎水性の部分が平衡にならなければならない。したがって、本発明によるポリ乳酸誘導体の数平均分子量は、500乃至2,500ダルトンであるのが好ましい。製造過程中に反応温度、時間などを調節することによって、ポリ乳酸誘導体の分子量を調節することができる。
前記ポリ乳酸誘導体は、下記の化学式を有する化合物であるのが好ましい:
[化学式1]
RO-CHZ-[A]-[B]-COOM (I)
上記の式で、Aは、―COO-CHZ-であり;
Bは、―COO-CHY-、-COO-CHCHCHCHCH-又は―COO-CHCHOCHであり;
Rは、水素、アセチル、ベンゾイル、デカノイル、パルミトイル、メチル又はエチル基であり;
Z及びYは、各々、水素、メチル又はフェニル基であり;
Mは、H、Na、K、又はLiであり;
nは1乃至30の整数であり、mは0乃至20の整数である。
前記ポリ乳酸誘導体の一側末端は、カルボキシル基又はこれらのアルカリ金属塩に共有結合で連結されている。好ましくは、アルカリ金属塩に連結されている。アルカリ金属塩の金属イオンは1価金属、例えば、ナトリウム、カリウム又はリチウムである。金属イオン塩のポリ乳酸誘導体は常温で固体であり、相対的に中性pHであって非常に安定している。
より好ましくは、前記ポリ乳酸誘導体は、下記の化学式を有する化合物である:
RO-CHZ-[COO-CHX]-[COO-CHY´]-COO-CHZ-COOM (II)
上記の式で、
Xはメチル基であり;
Y´は、水素原子又はフェニル基であり;
Pは0乃至25の整数であり;
qは、pとqの合計が5乃至25の整数を満足する条件下で、0乃至25の整数であり;
R、Z、及びMは、化学式(I)で定義したものと同一である。
下記の化学式3、4、及び5のポリ乳酸誘導体は、本発明に好適にに使用することができる:
RO-PAD-COO-W-M´ (III)
W-M´は、
Figure 2007536219
又は
Figure 2007536219
であり;
PADは、D,L-ポリ乳酸、D-ポリ乳酸、ポリマンデル酸、D,L-乳酸及びグリコール酸の共重合体、D,L-乳酸及びマンデル酸の共重合体、D,L-乳酸及びカプロラクトンの共重合体、並びにD,L-乳酸及び1,4-ジオキサン-2-オンの共重合体からなる群より選択されるものであり;
R、及びMは、前記化学式(I)で定義したものと同一である。
S-O-PAD-COO-Q (IV)
Sは
Figure 2007536219
であり;
Lは、―NR-又は―O-であり;
は、水素原子又はC1-10アルキル基であり;
Qは、CH、CHCH、CHCHCH、CHCHCHCH、又はCHであり;
aは0乃至4の整数であり;
bは1乃至10の整数であり;
RとMは、前記化学式(I)で定義したものと同一であり、PADは、前記化学式(III)で定義したものと同一である。
Figure 2007536219
上記の式で、
R´は、―PAD-O-C(O)-CHCH-C(O)-OMであり;
PADは、D,L-ポリ乳酸、D-ポリ乳酸、ポリマンデル酸、D,L-乳酸及びグリコール酸の共重合体、D,L-乳酸及びマンデル酸の共重合体、D,L-乳酸及びカプロラクトンの共重合体、並びにD,L-乳酸及び1,4-ジオキサン-2-オンの共重合体からなる群より選択され;
Mは、前記[化学式1]で定義したものと同一であり;
PADは、前記化学式(III)で定義したものと同一であり;
aは1乃至4の整数である(a=1であれば3-armPLA-COONaであり、a=2であれば4-armPLA-COONaであり、a=3であれば5-armPLA-COONaであり、a=4であれば6-armPLA-COONaである)。
高分子合成の出発物質(化学式V)は、グリセロール、エリスリトール、スレルトール、ペンタエリスリトール、キシリトール、アドニトール、ソルビトール、及びマンニトールを含む。
本発明の高分子組成物は、両親性ブロック共重合体及びポリ乳酸誘導体を含んだ全重量に対して0.1乃至99.9wt%の両親性ブロック共重合体及び0.1乃至99.9wt%のポリ乳酸誘導体、好ましくは、20乃至95wt%の両親性ブロック共重合体及び5乃至80wt%のポリ乳酸誘導体、より好ましくは、50乃至90wt%の両親性ブロック共重合体及び10乃至50wt%のポリ乳酸誘導体を含むことができる。
本発明によるポリ乳酸誘導体は、pH4以上の水溶液では単独でミセルを形成することができ、両親性ブロック共重合体及びポリ乳酸誘導体を含む高分子組成物も、溶液のpHとは関係なしに、水溶液でミセルを形成することができ、本発明の高分子組成物をpH1乃至10の範囲で、好ましくは、pH4乃至8で使用することができる。本発明による高分子組成物に製造されるミセル又はナノ粒子の粒子の大きさは1乃至400nm、好ましくは5乃至200nmに調製することができ、高分子の分子量及び両親性ブロック共重合体に対するポリ乳酸誘導体の比率に依存的である。
本発明の具体例で、ポリ乳酸誘導体のカルボキシル末端基は、2価又は3価金属イオンに結合又は固定されている。両親性ブロック共重合体及びポリ乳酸誘導体を含む高分子組成物に2価金属又は3価金属を添加して、前記金属イオン-固定高分子を製造することができる。ポリ乳酸誘導体のカルボキシル末端基に結合又は固定させるために添加される2価又は3価金属イオンの量を変化させて、前記高分子ミセル又はナノ粒子を製造することができる。
2価又は3価金属イオンは、Ca2+、Mg2+、Ba2+、Cr3+、Fe3+、Mn2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+、及びAl3+からなる群より選択されるのがよい。両親性ブロック共重合体及びポリ乳酸誘導体を含む高分子組成物に、前記2価又は3価金属イオンを硫酸塩、塩酸塩、炭酸塩、燐酸塩又は水酸塩形態、好ましくは、CaCl,MgCl,ZnCl,AlCl、FeCl、CaCO、MgCO、Ca(PO,Mg(PO,AlPO、MgSO、Ca(OH),Mg(OH),Al(OH)、又はZn(OH)の形態で添加することができる。
添加される金属イオンの当量数を変化させて、高分子ミセル又はナノ粒子を製造することができる。具体的には、2価金属をカルボキシル基当量に対して0.5当量以下に添加すると、ポリ乳酸誘導体のカルボキシル末端基と結合できる金属イオンが不充分になる。したがって、高分子ミセルが形成される。2価金属をカルボキシル基1当量に対して0.5当量以上に添加すると、ポリ乳酸誘導体のカルボキシル末端基と結合できる金属イオンが充分であるため、ミセをル固く固定し、ナノ粒子が形成される。
更に、添加される金属イオンの当量数を調節することによって、高分子ミセル又はナノ粒子から薬物の放出速度を調節することができる。2価金属をカルボキシル基当量に対して1当量以下に添加すると、ポリ乳酸誘導体のカルボキシル末端基と結合に用いることができる数が減少するため、薬物放出速度が増加する。仮に、金属イオンが1当量以上で存在すると、ポリ乳酸誘導体のカルボキシル末端基と結合に用いることができる数が増加するため、薬物放出速度が減少する。したがって、血液内薬物抜出速度を増加させるためには金属イオン使用当量数が少なくなければならず、薬物放出速度を減少させるためには金属イオンの使用当量数が多くなければならない。
本発明によって金属イオンが固定された高分子組成物は、5乃至95wt%の両親性ブロック共重合体、5乃至95wt%のポリ乳酸誘導体及びポリ乳酸誘導体のカルボキシル末端基の当量数に対して、0.01乃至10当量の2価又は3価金属イオンを含むことができる。好ましくは、前記高分子組成物は、20乃至80wt%の両親性ブロック共重合体、20乃至80wt%のポリ乳酸誘導体及びポリ乳酸誘導体のカルボキシル末端基の当量数に対して、0.1乃至5当量の2価又は3価金属イオンを含むことができ、より好ましくは、組成物は、20乃至60wt%の両親性ブロック共重合体、40乃至80wt%のポリ乳酸誘導体及びポリ乳酸誘導体のカルボキシル末端基の当量数に対して、0.2乃至2当量の2価又は3価金属イオンを含むことができる。
溶媒中で前記高分子組成物と生物活性剤を混合及び溶解し、溶媒を蒸発させ、封入された生物活性剤で薬物担体溶液を製剤化
前記高分子薬物担体は、疎水性ブロックの末端ヒドロキシル基がトコフェロール基又はコレステロール基に置換された疎水性ブロックと親水性ブロックとからなる両親性ブロック共重合体、及び末端に少なくとも一つのカルボキシル基を有するポリ乳酸誘導体を含む高分子組成物から製造される高分子ミセル又はナノ粒子であることができる。
本発明によるナノ粒子又はミセルは、末端ヒドロキシル基がコハク酸トコフェロール基又はコハク酸コレステロール基に置換された疎水性ブロックと親水性ブロックとからなる両親性ブロック共重合体、2価金属又は3価金属固定されたり結合された、末端に少なくとも一つのカルボキシル基を有するポリ乳酸誘導体とを含む高分子組成物から形成されることができる。
前記生物活性剤は本発明によるナノ粒子又はミセルに封入されることができ、生物活性剤によっては、生分解性ポリ乳酸誘導体のカルボキシル基と安定したイオン複合体を合成してミセル又はナノ粒子に含ませることができる。
前記両親性ブロック共重合体、ポリ乳酸誘導体、及び難水溶性薬物を、特定比率でアセトン、エタノール、メタノール、エチルアセテート、アセトニトリル、塩化メチレン、クロロホルム、酢酸、及びジオキサンからなる群より選択される1種以上の有機溶媒に溶解することができる。前記有機溶媒を除去して、難水溶性薬物と高分子の均一な混合物を製造することができる。難水溶性薬物と高分子の均一な混合物を0乃至80℃温度でpH4乃至8の水溶液に添加して、難水溶性薬物を含む高分子ミセル水溶液を得る。前記薬物-含有高分子ミセル水溶液を凍結乾燥して、固形の高分子ミセルを製造する。
0.001乃至2Mの2価又は3価金属イオンを含む水溶液を、難水溶性薬物と高分子ミセル水溶液に添加する。前記混合物を、室温で0.1乃至1時間の間ゆっくり撹拌した後、凍結乾燥して、金属イオン-固定高分子ミセル又はナノ粒子を固形で得る。
前記薬物担体と細胞の接触
生物活性剤の経口又は非経口投与のために、前記生物活性剤は、薬物担体に封入してはじめて安定になる。特に、金属イオン-固定高分子ミセル又はナノ粒子は長期間血流内に維持され、標的領域に蓄積される。生物活性剤はミセルが分解される間、ミセルの疎水性コアから放出されて、薬理学的効果を示す。
非経口伝達用として、前記高分子組成物を、経皮、筋肉内、腹腔内、鼻腔内、直腸内、眼球内、及び肺内に投与することができる。経口伝達用には、前記生物活性剤を本発明の薬物担体と混合して、錠剤、カプシェル、又は水溶液形態で投与することができる。具体的薬物の要件によって、本発明の高分子組成物を多様な含有量範囲で投与することができる。医薬分野で知らされている通り、患者に投与される投与量は、患者の体重、表面積、投与薬物、性別、時間、投与経路、及び健康状態などの色々な因子により決定され、他の薬物と同時に投与することもできる。
生物活性剤の細胞内伝達
薬物含有組成物を使用して、細胞流動分析器と共焦点顕微鏡により、生物活性剤の細胞内伝達に関して研究することができる。本発明の一例として、ヒトの子宮癌細胞株(MES-SA;MES-SA/Dx-5)及びヒトの乳癌細胞株(MCF-7;MCF-7/ADR)を本発明の組成物で処理した。細胞株MES-SA及びMCF-7はドキソルビシン-敏感性であり、細胞株MES-SA/Dx-5及びMCF-7/ADRはドキソルビシン-抵抗性である。
図2A乃至3B、及び表2Aと2Bに示したように、薬物は、従来の溶液製剤(Free-Dox)からより、本発明の組成物から細胞により効果的に伝達される(組成物1)。より注目すべきは、薬物を吸収する細胞の数が、従来の製剤に比べて本発明の場合が5倍さらに高い。特に、ドキソルビシンの細胞内伝達は、薬物抵抗性細胞株において非常に卓越する。したがって、化学療法で多薬剤の耐性問題を克服するために、本発明の薬物組成物を用いる可能性が高い。
図4A乃至4Hに示す共焦点顕微鏡のイメージは、細胞誘導の分析結果を視覚化して見せる。本発明の薬物組成物で細胞を処理した場合に、細胞がより多くの量の薬物を吸収することが分かる。図4A乃至4Hに示したように、左側写真は、従来の溶液製剤で処理した後で得られた共焦点顕微鏡イメージであり、右側写真は、本発明の組成物で処理した後で得られたものである。図4B、4D、4F、及び4Hに示したように、ミセル又はナノ粒子を細胞質及び核区画で探知した。
さらに、MTT分析結果を図5A乃至図5B及び表3に示したが、これは細胞流動分析及び共焦点顕微鏡結果を裏付ける。MTT分析のために、本発明によるドキソルビシン-含有組成物(組成物1)及び従来のドキソルビシン製剤(Free-Dox)をヒトの子宮癌細胞株MES-SA(ドキソルビシン-敏感性細胞株)及びMES-SA/Dx-5(ドキソルビシン-抵抗性細胞株)で試験した。ドキソルビシン-敏感性細胞で、細胞の毒性は二つの組成物全てが類似しており、結果を図5Aに示した。しかし、図5Bに示したように、ドキソルビシン-抵抗性細胞株を処理して3日経過後、本発明の薬物組成物が、従来の製剤に比べて6.7倍高い活性を示した。前記活性の差は、P-糖蛋白質(P-gp)が過剰発現されて、細胞毒性薬物を細胞から継続して排出する、薬物-抵抗性細胞株の特性に起因する。遊離された薬物は薬物-抵抗性細胞内に濃縮されないので、このような結果は、薬物担体に封入された薬物と共に本発明の薬物担体が細胞に伝達されることを意味する。
本発明による薬物担体の物理的安定性と細胞内封入研究結果から、本発明によれば、生物活性剤-含有組成物の大部分は、ミセル又はナノ粒子形態でその構造の破壊をせずに飲食作用(endocytosis)によって細胞質内に伝達されると結論付けることができる。このような細胞内封入過程の模式図を図1に示した:1薬物;2ミセル又はナノ粒子の内部コア;3ミセル又はナノ粒子の外部シェル;4細胞外体液;5細胞膜;及び6細胞質。
本発明によるドキソルビシン-含有組成物(組成物1乃至5)及び従来のドキソルビシン製剤(Free-Dox)を使用してSprague-Dawleyネズミ(200〜250g)で薬理力学実験を行った。図6及び表4に示したように、本発明による組成物は、従来のドキソルビシン製剤に比べてさらに長い血液循環時間を示した。本発明による組成物1の血中濃度-時間曲線(AUC)の下の面積から計算された生体利用率は、従来のドキソルビシン製剤に比べて63倍もさらに高かった。
本発明による薬物担体は、小さい粒子の大きさ(<100nm)によって遅延された全身循環時間を提供し、疎水性シェルは、MPSによって摂取を最小化し、高い分子量によって小便として排出することを防止する。本発明による薬物担体は、難水溶性薬物だけでなく、水溶性薬物、ペプチド、及び蛋白質にも適用することができる。細胞封入研究で例示したように、本発明による生物活性剤-含有組成物は、水性媒質で安定したミセル又はナノ粒子を形成するので、構造の破壊をせずに、飲食作用によってミセル又はナノ粒子の形態で細胞質に伝達されることができる。さらに、本発明による組成物は、癌組織内で生物活性剤がさらに高い濃度で蓄積できるようにすることができる。
[実施例]
下記の実施例は、本発明が属する技術分野の専門家が本発明をより明確に理解し、本発明を遂行する方法を提供するであろう。下記の好ましい具体例と共に本発明を説明するが、実施例は本発明を例示するためだけのものであり、本発明の保護範囲がこれに限定されるわけではない。本発明の他の一面は、本発明が属する技術分野の当業者にとって明白なものであろう。
製造例1
PEG及びPLA(mPEG-PLA)で構成された両親性ブロック共重合体
20gのモノメトキシポリエチレングリコール(分子量2,000のmPEG)、エチルアセテートから再結晶化されたD,L-ラクチド20g、及びスズオクトエート0.2gの混合物を5mlのトルエンに溶解し、これを機械撹拌機及び蒸留機セットが装着された反応器に注入した。残留トルエンを120℃で蒸発させた。反応を真空下で(25mmHg)行った。重合反応を6時間行った後に得られた高分子をジクロロメタンに溶解させ、冷たいジエチルエーテル(4℃)に注入して、高分子を沈殿させた。沈殿した高分子をジエチルエーテルで2回洗浄し、真空下で(0.1mmHg)24時間乾燥させた。核磁気共鳴分光法で測定したブロック共重合体の分子量が2,000-1,800であった(2,000はPEGブロックに対するものであり、1,800はPLAブロックに対するものである)。
製造例2
PEG及びPLGA(mPEG-PLGA)で構成された両親性ブロック共重合体
20gのD,L-ラクチドの代わりに、14gのD,L-ラクチド及び6gグリコレートを使用した他は製造例1の方法と同様にして、2重ブロック共重合体(mPEG-PLGA、LA:GA=70:30重量比)を製造した。NMRで測定したブロック共重合体の分子量は2,000-1,750(2,000はPEGブロック、1,750はPLGAブロックに対する値である)。
製造例3
PEG及びPCL(mPEG-PCL)で構成された両親性ブロック共重合体
D,L-ラクチドの代わりに、20gのε-カプロラクトンを使用した他は製造例1の方法と同様にして、2重ブロック共重合体(mPEG-PCL)を製造した。NMRで測定したブロック共重合体の分子量は2,000-1,800であった(2,000はPEGブロック、1,800はPCLブロックに対する値である)。
製造例4
PEO及びPLA(PLA-PEO-PLA)で構成された両親性ブロック共重合体
モノメトキシポリエチレングリコール(分子量2,000PEG)の代わりに、20gのポリエチレングリコール(分子量2,000PEG)を使用した他は製造例1の方法と同様にして、3重ブロック共重合体(PLA-PEO-PLA)を製造した。NMRで測定したブロック共重合体の分子量は850-2,000-850であった(2,000:PEOブロック、900:各PLAブロックに対する値である)。
製造例5
コハク酸トコフェロール
機械撹拌機が装着された反応器で、8.6gのトコフェロール、2.4gのスクシニックアンヒドリド、及び2.9gの4-(ジメチルアミノ)ピリジン(DMAP)の混合物を100mlの1,4-ジオキサンに溶解した。反応は室温で行った。24時間攪拌した後に、反応物をHCl溶液に添加してコハク酸トコフェロールを沈殿させた(10.2g;収率=96%)。
製造例6
コハク酸コレステロール
トコフェロールの代わりに、7.7gのコレステロールを使用した他は製造例5の方法と同様にして、てコハク酸コレステロールを製造した(9.1g;収率=94%)。
製造例7
疎水性ブロックの末端にトコフェロール基を有する両親性ブロック共重合体(mPEG-PLA-Toco)
機械撹拌機が装着された反応器で、製造例1で製造した10.0g(2.6mmole)のmPEG-PLA、及び製造例5で製造した1.7g(3.2mmole)のコハク酸トコフェロールの混合物を、50mlアセトニトリルに溶解した。0.78g(3.8mmole)のジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)及び0.046g(0.38mmole)の4-(ジメチルアミノ)ピリジン(DMAP)を触媒として使用した。室温で24時間攪拌した後に、前記混合物をガラスフィルターで濾過して、ジシクロヘキシルカルボウレアを除去した。水性HCl溶液で残留触媒を除去し、硫酸マグネシウムを高分子溶液に添加して、水を除去した。得られた産物(mPEG-PLA-Toco)を、n-ヘキサン/ジエチルエーテル(6/4、v/v)溶媒から再結晶化した。再結晶化された産物を濾過し、真空下で乾燥して、白い粉末の産物を得た(9.9g;収率=87%)。
製造例8
疎水性ブロックの末端にトコフェロール基を有する両親性ブロック共重合体(mPEG-PLGA-Toco)
製造例1で得られたmPEG-PLAの代わりに、製造例2で得られた9.8g(2.6mmole)のmPEG-PLGAを使用した他は製造例7の方法と同様にして、両親性ブロック共重合体(mPEG-PLGA-Toco)を製造した(9.5g;収率=83%)。
製造例9
疎水性ブロックの末端にトコフェロール基を有する両親性ブロック共重合体(mPEG-PCL-Toco)
製造例1で得られたmPEG-PLAの代わりに、製造例3で得られた10.0g(2.6mmole)のmPEG-PCLを使用した他は製造例7の方法と同様にして、両親性ブロック共重合体(mPEG-PCL-Toco)を製造した(10.1g;収率=89%)。
製造例10
疎水性ブロックの末端にトコフェロール基を有する両親性ブロック共重合体(Toco-PLA-PEO-PLA-Toco)
製造例1で得られたmPEG-PLAの代わりに、製造例4で得られた9.6g(2.6mmole)のPLA-PEO-PLAを使用した他は製造例7の方法と同様にして、両親性ブロック共重合体(Toco-PLA-PEO-PLA-Toco)を製造した(9.2g;収率=84%)。
製造例11
疎水性ブロックの末端にコレステロール基を有する両親性ブロック共重合体(mPEG-PLA-Chol)
製造例5で得られたコハク酸トコフェロールの代わりに、1.6g(3.2mmole)の製造例6で製造したコハク酸コレステロールを使用した他は製造例7の方法と同様にして、両親性ブロック共重合体(mPEG-PLA-Chol)を製造した(9.7g;収率=86%)。
製造例12
生分解性ポリエステル(PLMA-COONa)
(1)PLMA-COOHの製造
7.5gのD,L-乳酸(0.083mole)及び2.5gのD,L-マンデル酸(0.016mole)の混合物を、機械撹拌機と蒸留機セットが装着された反応器に注入した。吸入機を利用して、減圧(25mmHg)下の80℃で、1時間水分を蒸発させた。加熱した後、180℃で5時間の間真空(10mmHg)下で反応を行った。反応産物を蒸溜水に添加し、沈殿した高分子を蒸溜水で洗浄した。高分子産物を0.1Lの蒸溜水に添加し、前記水溶液に炭酸水素ナトリウムを添加して、pH6乃至8に調節して、高分子を溶解した。前記水不溶性高分子を遠心分離又は濾過で分離除去した。1Nの塩酸溶液を滴下して、水溶液中に高分子を沈殿させた。沈殿した高分子を蒸溜水で2回洗浄し、分離し、減圧下で乾燥して、カルボキシル末端基を有する高分子を製造した(6.7gのPLMA-COOH、収率=67%)。NMRで測定した高分子の数平均分子量は1,100であった。
(2)PLMA-COONaの製造
機械撹拌機と蒸留機セットが装着された反応器で、アセトンに5gのPLMA-COOH高分子溶液を溶解した。室温で溶液をゆっくり攪拌し、1Nの炭酸水素ナトリウムをゆっくり添加してpH7に合わせた。無水硫酸マグネシウムを添加して、残留水分を除去した。前記混合物を濾過し、残留アセトンをロータリー蒸発器で蒸発させて除去して、白い固形産物を得た。前記固形産物を無水アセトンに溶解し、濾過して不溶性粒子を除去し、アセトンを蒸発させて、最終産物のPLMA-COONaを、白い固体状で得た(収率:95%)。
製造例13
生分解性ポリエステル(3arm-PLA-COOK)
(1)3arm-PLA-OHの製造
1.0g(0.011mole)のグリセロールを、機械撹拌機と蒸留機セットが装着された反応器に注入した。80℃で30分間水分を除去した。トルエンに溶解した0.036g(0.089mmole)のスズオクトエートを添加し、残留トルエンを120℃で除去し、エチルアセテートから再結晶化された36g(0.25mole)のD,L-ラクチドを反応器に導入した。130℃、真空(20mmHg)下で反応させた。重合反応6時間後に、得られた高分子をアセトンに溶解させ、NaHCO水溶液(0.2N)を滴下して、高分子を沈殿させた。沈殿した高分子を蒸溜水で3回洗浄し、減圧下で乾燥して、白い高分子粉末を得た(3arm-PLA-OH)。NMRで測定した高分子の数平均分子量は3,050であった。
(2)3arm-PLA-COOHの製造
前記で製造した10g(3.28mmole)の3arm-PLA-OHを、機械撹拌機と蒸留機セットが装着された反応器に注入した。120℃で1時間の間水分を除去した。1.96g(19.6mmole)のスクシニックアンヒドリドを添加し、125℃で6時間の間反応を行った。得られた高分子をアセトンに溶解し、蒸溜水を滴下して、高分子を沈殿させた。沈殿した高分子をNaHCO水溶液(0.2N)に、60℃で添加し、HCl水溶液(1N)を滴下して、高分子を沈殿させた。沈殿した高分子を蒸溜水で3回洗浄し、真空で乾燥して、白い粉末の高分子を得た(3arm-PLA-COOH)。NMRで測定した高分子の分子量は3,200であった。
(3)3arm-PLA-COOKの製造
最後に、PLMA-COOH高分子及び炭酸水素ナトリウム水溶液(1N)の代わりに、前記で製造した3arm-PLA-COOH5gと炭酸水素カリウム水溶液(1N)を使用した他は製造例12の方法と同様にして、生分解性ポリエステル(3arm-PLA-COOK)を製造した(収率=90%)。
製造例14
生分解性ポリエステル(4arm-PLA-COONa)
(1)4arm-PLA-OHの製造
グリセロールの代わりに、ペンタエリスリトール1.5g(0.011mole)を使用した他は製造例13の方法と同様にして、4arm-PLA-OH高分子を製造した。前記高分子の数平均分子量をNMRで決定したが、3,100であった。
(2)4arm-PLA-COOHの製造
10g(3.28mmole)の3arm-PLA-OH高分子及び1.96g(19.6mmole)のスクシニックアンヒドリドの代わりに、10g(3.23mmole)の4arm-PLA-OH高分子及び2.58g(25.8mmole)のスクシニックアンヒドリドを使用した他は製造例13の方法と同様にして、4arm-PLA-COOH高分子を製造した。高分子(4arm-PLA-COOH)の分子量はNHRによると3,300であった。
(3)4arm-PLA-COONaの製造
最後に、PLMA-COOH高分子の代わりに、前記4arm-PLA-COOH5gを使用した他は製造例12の方法と同様にして、生分解性ポリエステル(4arm-PLA-COONa)を製造した(収率=92%)。
製造例15
生分解性ポリエステル(PLA-COONa)
(1)PLA-COOHの製造
10gのD,L-乳酸(0.11mmole)を使用した他は製造例12の方法と同様にして、PLA-COOHを製造した(収率=78%)。前記高分子の数平均分子量をNMRで決定したが、1,100であった。
(2)PLA-COONaの製造
PLMA-COOH高分子の代わりに、前記5gのPLA-COOHを使用した他は製造例12の方法と同様にして、生分解性ポリエステル(PLA-COONa)を製造した(収率=92%)。
実施例1
薬物含有組成物
(組成物1:ドキソルビシン/mPEG-PLA-Toco/PLMA-COONa)
円低フラスコで、10mgのドキソルビシン塩酸塩を5mlのエタノール-水混合物(9:1v/v)に溶解した。製造例7で得られた両親性ブロック共重合体(mPEG-PLA-Toco)810mg及び製造例12で得られた生分解性ポリエステル(PLMA-COONa)180mgを添加し、透明な溶液になるまで完全に溶解した。前記溶媒を、ロータリー蒸発機を使用して、真空下で60℃で蒸発させた。ラクトース水溶液3ml(20重量%)を添加し、ロータリー蒸発機を使用して60℃で100rpmで回転させて、水性媒質中にミセル又はナノ粒子を形成した。前記溶液を0.22μm気孔のPVDF膜フィルターを用いて濾過した。濾過液を凍結乾燥させ、使用するまでに冷蔵庫に保管した。濾過液のミセル又はナノ粒子の粒子の大きさを、動的光散乱法(DLS, ZetaPlus, Brookhaven Instruments Ltd.)で測定した。標準物質としてダウノルビシンを用いてHPLCで測定したドキソルビシン含量から薬物積載効率(loading efficienty、最初に使用した薬物に対するミセル又はナノ粒子に封入された薬物の重量%)を計算した。HPLC分析条件は次の通りである:
注入容量:75μl
流速:1.0ml/min
移動状:溶媒Bの濃度勾配:15%乃至85%、40分間
(溶媒A:1%の酢酸;溶媒B:アセトニトリル)
温度:室温
カラム:C-18(Vydac, multi-ring, 気孔の大きさ:5μm)
波長:485nm;及び
粒子の大きさの測定は、動的光散乱(DLS)方法によって行った。
前記実験結果を下記の表1に要約した。
実施例2
薬物含有組成物
(組成物2:ドキソルビシン/mPEG-PLGA-Toco/PLMA-COONa)
mPEG-PLA-Tocoの代わりに、製造例8のmPEG-PLGA-Tocoを使用した他は実施例1の方法と同様にして、薬物含有組成物(組成物2)を製造した。前記実験結果を下記の表1に要約した。
実施例3
薬物含有組成物
(組成物3:ドキソルビシン/mPEG-PCL-Toco/3arm-PLA-COOK)
mPEG-PLA-Toco及びPLMA-COONaの代わりに、製造例9で得られたmPEG-PCL-Toco及び製造例13で得られた3arm-PLA-COOKを使用した他は実施例1の方法と同様にして、薬物含有組成物(組成物3)を製造した。前記実験結果を下記の表1に要約した。
実施例4
薬物含有組成物
(組成物4:ドキソルビシン/Toco-PLA-PEO-PLA-Toco/4arm-PLA-COONa)
mPEG-PLA-Toco及びPLMA-COONaの代わりに、製造例14で得られた4arm-PLA-COONa及び製造例10で得られたToco-PLA-PEO-PLA-Tocoを使用した他は実施例1の方法と同様にして、薬物含有組成物(組成物4)を製造した。前記実験結果を下記の表1に要約した。
実施例5
薬物含有組成物
(組成物5:ドキソルビシン/mPEG-PLA-Chol/PLMA-COONa)
mPEG-PLA-Tocoの代わりに、製造例11で得られたmPEG-PLA-Cholを使用した他は実施例1の方法と同様にして、薬物含有組成物(組成物5)を製造した。
実施例6
薬物含有組成物
(組成物6:エピルビシン/mPEG-PLA-Toco/PLMA-COONa)
ドキソルビシンの代わりに、エピルビシンを使用した他は実施例1の方法と同様にして、薬物含有組成物(組成物6)を製造した。前記実験結果を下記の表1に要約した。
実施例7
薬物含有組成物
(組成物7:Ca2+―固定パクリタキシェル/mPEG-PLA-Toco/PLA-COONa)
(1)パクリタキシェル-含有水溶液の製造
製造例15で得られたPLA-COONaの248.1mg,7.5mgのパクリタキシェル、及び製造例7で得られたmPEG-PLA-Tocoの744.3mgの混合物を5mlのエタノールに完全に溶解して、透明な溶液を得た。エタノールを除去してパクリタキシェル-含有高分子組成物を得た。蒸溜水(6.2ml)を添加し、60Cで30分間攪拌して、パクリタキシェル-含有水溶液を得た。
(2)2価金属イオンの固定
0.121ml(0.109mmol)の0.9Mの無水塩化カルシウム水溶液を前記パクリタキシェル-含有水溶液に添加し、混合物を室温で20分間攪拌した。前記混合物を0.22μmの気孔大きさを有するPVDF膜フィルターを使用して濾過し、濾液を凍結乾燥して、使用するまで冷蔵庫に保管した。前記実験結果を下記の表1に要約した。
実施例8
薬物含有組成物
(組成物8:Mg2+―固定パクリタキシェル/mPEG-PLGA-Toco/PLMA-COONa)
製造例12から得られたPLMA-COONa(Mn:1,096)248.1mg、7.5mgパクリタキシェル、製造例8のmPEG-PLGA-Tocoの744.3mg、及び塩化マグネシウム6水和物(Mw:203.31)0.5Mの水溶液0.230ml(0.113mmol)を使用した他は実施例7の方法と同様にして、Mg2+―固定パクリタキシェル-含有組成物を製造した。前記実験結果を下記の表1に要約した。
実施例9
薬物含有組成物
(組成物9:Ca2+―固定パクリタキシェル/mPEG-PLA-Toco/PLMA-COONa)
製造例12から得られたPLMA-COONa(Mn:1,096)248.1mg、7.5mgパクリタキシェル、製造例7で得られたmPEG-PLA-Toco744.4mg、及び0.9Mの無水塩化カルシウム水溶液0.230ml(0.113mmol)を使用した他は製造例7の方法と同様にして、Ca2+―固定パクリタキシェル-含有組成物を製造した。前記実験結果を下記の表1に要約した。
実施例10
薬物含有組成物
(組成物10:Ca2+-固定パクリタキシェル/mPEG-PLA-Chol/PLMA-COONa)
製造例12で得られたPLMA-COONa248.1mg、7.5mgのパクリタキシェル、製造例11で得られたmPEG-PLA-Chol744.4mg、及び0.9M無水塩化カルシウム水溶液0.230ml(0.113mmol)を使用した他は製造例7の方法と同様にして、Ca2+―固定パクリタキシェル-含有組成物を製造した。前記実験結果を下記表1に示した。
Figure 2007536219
実施例11
薬物の細胞内伝達評価:細胞流動分析法
生物活性剤の細胞内伝達を測定するために、本発明によるドキソルビシン-含有組成物(実施例1で得られた組成物1)、及び従来のドキソルビシン製剤(ドキソルビシンヒドロクロライド水溶液、Free-Dox)をヒトの子宮癌細胞株、MES-SA(ドキソルビシン-敏感性細胞株)、及びMES-SA/Dx-5(ドキソルビシン-抵抗性細胞株)に処理した。
Walker(Experimental Cell Research 207: 142(1993))に記載された方法により、FACStarPlus(Becton Dickinson)を使用して、細胞流動分析を行った。前記方法を要約すれば、細胞(1.0×10)を10%のウシ胎仔血清及び1%ペニシリンストレプトマイシンを添加したMcCoy´s5A培地(Invitrogen Corp.)で培養した。24時間培養後に、1.0μg/mlの薬物組成物で前記細胞を処理した。12×75Falconチューブに含まれている細胞をFACStarPlusに置き、488nm(励起)及び519nm(放出)波長で蛍光を測定した。実験データをCell Questソフトウェウで分析して、その結果を図3A乃至図4B、及び要約された表2A及び表2Bに示した。
Figure 2007536219
Figure 2007536219
図2A乃至図3B、及び表2A及び図2Bに示したように、従来の溶液製剤(Free-Dox)に比べて、本発明による組成物から細胞への前記薬物(組成物1)伝達がより効果的に行われた。特に、ドキソルビシンの細胞内伝達は、薬物-抵抗性細胞株で顕著であった。
実施例12A
共焦点顕微鏡分析:MES-SA細胞内のドキソルビシン-含有組成物
生物活性剤の細胞内伝達を視覚化するために、本発明のドキソルビシン-含有組成物(実施例1で得られた組成物1)、及び従来のドキソルビシン製剤(ドキソルビシンヒドロクロライド、Free-Dox)をヒトの子宮癌細胞株、MES-SA(ドキソルビシン-敏感性細胞株)、及びMES-SA/Dx-5(ドキソルビシン-抵抗性細胞株)に対して試験した。
逆相蛍光顕微鏡が装着されたZeiss(Thornwood, NY)LSM510共焦点イメージ分析システム上で細胞をイメージ化した。簡略に説明すれば、細胞(3×10)を10%のウシ胎仔血清及び1%ペニシリンストレプトマイシンを添加したMcCoy´s5A培地(Invitrogen Corp.)を用いて、37℃で一夜間、ガラスカバースライドで培養した。培養後に、1.0μg/ml容量を取り、薬物組成物で前記細胞を処理した。前記カバースライドを顕微鏡に乗せ、一定の時間間隔で484nm励起波長雰囲気で蛍光を測定した。その結果を図4A乃至図4Dに示した。
図4A乃至図4Dに示す共焦点イメージは、細胞誘導分析結果を視覚化したものである:本発明によるドキソルビシン含有組成物で処理した場合、遥かに多量のドキソルビシンが細胞内に伝達された。図4A乃至図4Dに示したように、左側の写真は、従来の溶液製剤で処理した後に得られた共焦点イメージであり、右側の写真は、本発明による組成物で処理した後に得られた共焦点イメージである。図4B及び図4Dに示したように、ミセル又はナノ粒子が細胞質及び核区画で探知された。
実施例12B
共焦点顕微鏡分析:MCF-7細胞内のエピルビシン-含有組成物
生物活性剤の細胞内伝達を視覚化するために、本発明のエピルビシン-含有組成物(実施例6で得られた組成物6)、及び従来のエピルビシン製剤(エピルビシンヒドロクロライドの水溶液)を、ヒトの乳癌細胞株、MCF-7(エピルビシン-敏感性細胞株)、及びMCF-7/ADR(エピルビシン-抵抗性細胞株)に処理した。
McCoy´s5A培地(Invitrogen Corp.)の代わりに、RPMI培地(Invitrogen Corp.)を使用したことを除いては、実施例12Aの方法と同様にして、共焦点イメージを得た。その実験結果を図4E乃至図4Hに示した。
図4E乃至図4Hに示す共焦点イメージは、細胞誘導分析結果を視覚化したものである:本発明によるエピルビシン含有組成物で処理した場合、遥かに多量のエピルビシンが細胞内に伝達された。図4E乃至4Hに示したように、左側の写真は、従来の溶液製剤で処理した後に得られた共焦点イメージであり、右側の写真は、本発明による組成物で処理した後に得られた共焦点イメージである。図4F及び図4Hに示したように、ミセル又はナノ粒子が細胞質及び核区画で探知された。
実施例13
試験管内(In vitro)細胞毒性
本発明による組成物の試験管内細胞毒性を研究するために、本発明によるドキソルビシン-含有組成物(実施例1による組成物1,Doxo-PNP)、及び従来のドキソルビシン製剤(ドキソルビシン塩酸水溶液、Free-Dox)を、ヒトの子宮癌細胞株、MES-SA(ドキソルビシン-敏感性細胞株)、及びMES-SA/Dx-5(ドキソルビシン-抵抗性細胞株)に処理した。細胞の毒性を試験するよく知られた方法はMTT分析法である。MTT(methylthiazoletetrazolium)で細胞を処理した場合、生きている細胞にのみ存在する酵素によってMTT-テトラゾリウムが還元されてMTT-フォルマザンが生成される(死んだ細胞は、MTT-テトラゾリウムをMTT-フォルマザンに還元できない)。蛍光判読機でMTT-フォルマザンの蛍光を探知するが、前記光学密度は細胞数と相関性がある。このような過程は自動化されており、細胞生存性及びIC50(50%細胞成長阻害濃度)数値をマイクロプレートリーダーに装着されたソフトウェアで計算する。
各組成物の細胞毒性を、ヒトの癌細胞株で、前記組成物を0.01乃至100μg/mlの濃度範囲となるように希釈して試験した。以降3日間露出させ、細胞をMTTで処理した。生きている細胞内に存在する酵素によってMTTテトラブリウムが還元されて生成されたMTT-ホルマザンを、蛍光判読機で測定した。前記光学密度は細胞数と相関性がある。2回の独立的実験の結果を、各細胞株のIC50(50%阻害濃度)で示した。Carmichael等(Cancer Research 47: 936(1987))の方法によってMTT実験を行った。要約すれば、10%のウシ胎仔血清及び1%ペニシリンストレプトマイシンを添加したMcCoy´s5A培地(Invitrogen Corp.)で培養した指数細胞を収穫し、計数し、96のウエルの平底マイクロプレートで培養した(100細胞懸濁液、各細胞株に対して5×10細胞/mlの濃度)。細胞が指数増殖を再び開始するように24時間置いた後、培養培地(プレート当り24対照ウエル)又は薬物を含む培養培地を前記ウエルに添加した。各薬物濃度で3回行った。3日間持続的に薬物に露出させた後に、細胞を、滅菌水中25μlのMTT溶液(2mg/ml)で処理した。549nm波長で自動マイクロプレート判読機(automatic microplate reader, SpectraMax 190, Molecular Devices)を使用して蛍光を測定し、生存細胞の数を光学密度から計算した。細胞生存研究の結果を図5A及び図5Bに示し、各細胞株のIC50値を表3に要約した。
Figure 2007536219
図5Aに示したように、ドキソルビシン-敏感性細胞に対する細胞毒性は二つの組成物において類似していたが、図5Bに示したように、ドキソルビシン-抵抗性細胞株に処理して3日経過後に、従来の製剤に比べて、本発明の薬物組成物が6.7倍高い活性を示した。前記活性の差は、P-糖蛋白質(P-gp)が過剰発現されて、細胞毒性薬物を細胞から継続して排出する、薬物-抵抗性細胞株の特性に起因する。遊離された薬物は、薬物-抵抗性細胞内に濃縮されないので、このような結果は、薬物担体に封入された薬物と共に本発明の薬物担体が細胞に伝達されることを意味する。
実施例14
ネズミで薬理力学実験
本発明によるドキソルビシン-含有組成物(実施例1乃至5で得られた組成物1乃至5)及び従来のドキソルビシン製剤(ドキソルビシンヒドロクロライド水溶液、Free-Dox)を7-乃至8-週齢のSprague-Dawleyネズミ(200〜250g)に静脈注射し、血漿内薬物濃度を測定した。
ネズミ(各製剤当り5匹)に5mg/kgの投与量で尻尾を通して静脈注射した。薬物注入後、1、5、15、30分、及び1、2、4、8、及び24時間経過後に、尻尾静脈から血液サンプルを得た。前記血液サンプルを直ちに遠心分離し、血漿を分離した。血漿サンプルが分析されるまで、-50℃で保管した。ドキソルビシン分析は、実施例1に記載されたHPLC分析法によって行った。
血液濃度-時間曲線(C-t curve)を図6に示したが、線状梯形公式を使用して前記曲線の下面積(AUC)を計算し、その結果を表4に要約した。
Figure 2007536219
前記で言及された例は、本発明の一例として提示したことに理解されるべきのものである。本発明の思想及び範囲から外れずに多様な変形と変化を行うことができる。最も実用的であり好ましい例とともに、図面及び詳細な説明に詳しく本発明を説明しているが、提示された原理及び基本概念から外れない限り、多様な変形を遂行することができることは本発明が属する技術分野の当業者に明白なことであろう。
本発明の組成物を投与した後に、体液から生物活性剤が細胞内に伝達されることを示す模式図である。 ドキソルビシン-敏感性細胞(MES-SA)を薬学組成物で処理した後に、薬物が細胞内に伝達された細胞の数を示すものである。 ドキソルビシン-抵抗性細胞(MES-SA/Dx-5)を薬学組成物で処理した後に、薬物が細胞内に伝達された細胞の数を示すものである。 ドキソルビシン-敏感性細胞(MES-SA)を薬学組成物で処理した後に、FACSで探知した蛍光の強さを示すものである。 ドキソルビシン-抵抗性細胞(MES-SA/Dx-5)を薬学組成物で処理した後に、FACSで探知した蛍光の強さを示すものである。 ドキソルビシン-敏感性細胞(MES-SA)を、ドキソルビシン-含有組成物(組成物1,右側)と従来の溶液製剤(左側)で処理し、2時間後に得られた共焦点顕微鏡イメージを示す。 ドキソルビシン-敏感性細胞(MES-SA)を、ドキソルビシン-含有組成物(組成物1,右側)と従来の溶液製剤(左側)で処理し、8時間後に得られた共焦点顕微鏡イメージを示す。 ドキソルビシン-抵抗性細胞(MES-SA/Dx-5)を、ドキソルビシン-含有組成物(組成物1,右側)と従来の溶液製剤(左側)で処理し、2時間後に得られた共焦点顕微鏡イメージを示す。 ドキソルビシン-抵抗性細胞(MES-SA/Dx-5)を、ドキソルビシン-含有組成物(組成物1,右側)と従来の溶液製剤(左側)で処理し、8時間後に得られた共焦点顕微鏡イメージを示す。 エピルビシン-敏感性細胞(MCF-7)を、エピルビシン-含有組成物(組成物6)及び従来の溶液製剤で処理し、2時間後に得られた共焦点顕微鏡イメージを示す。 エピルビシン-敏感性細胞(MCF-7)を、エピルビシン-含有組成物(組成物6)及び従来の溶液製剤で処理し、8時間後に得られた共焦点顕微鏡イメージを示す。 エピルビシン-抵抗性細胞(MCF-7/ADR)を、エピルビシン-含有組成物(組成物6)及び従来の溶液製剤で処理し、2時間後に得られた共焦点顕微鏡イメージを示す。 エピルビシン-抵抗性細胞(MCF-7/ADR)を、エピルビシン-含有組成物(組成物6)及び従来の溶液製剤で処理し、8時間後に得られた共焦点顕微鏡イメージを示す。 ドキソルビシン-敏感性細胞(MES-SA)を薬学組成物(0.1μg/ml)で処理した後の細胞生存を示すものである。 ドキソルビシン-抵抗性細胞(MES-SA/Dx-5)を薬学組成物(1.0μg/ml)で処理した後の細胞生存を示すものである。 ネズミに本発明の薬学組成物を静脈注射した後の、血漿内薬物濃度を示すものである。

Claims (38)

  1. 高分子薬物担体及び前記薬物担体内の水溶液に捕集された生物活性剤を含み、
    前記高分子薬物担体は、(a)疎水性ブロックの末端ヒドロキシル基がトコフェロール基又はコレステロール基に置換された疎水性ブロックと親水性ブロックとからなる両親性ブロック共重合体、及び(b)末端に少なくとも一つのカルボキシル基を有するポリ乳酸誘導体を含む高分子組成物で製造され;
    前記薬物担体が細胞と接触する時、前記高分子薬物担体に捕集された生物活性剤がより多くの量で細胞内に伝達されるようにする、生物活性剤の細胞内伝達システム。
  2. a)少なくとも1種の生物活性剤を選択し;
    b)疎水性ブロックの末端ヒドロキシル基がトコフェロール基又はコレステロールに置換された疎水性ブロックと親水性ブロックとからなる両親性ブロック共重合体、及び末端に少なくとも一つのカルボキシル基を有するポリ乳酸誘導体を含む高分子組成物を製造し;
    c)溶媒中に前記高分子組成物と生物活性剤を混合及び溶解した後、溶媒を蒸発させ;
    d)水溶液を添加して、薬物担体内の水溶液に生物活性剤が捕集された高分子薬物担体を製造し;並びに
    e)前記薬物担体を細胞と接触させて、前記生物活性剤を細胞内に容易に伝達する段階を含む、生物活性剤の細胞内伝達方法。
  3. 前記ポリ乳酸誘導体は下記の化学式を有する化合物である、請求項2に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法:
    RO-CHZ-[A]-[B]-COOM (I)
    上記の式で、Aは、―COO-CHZ-であり;
    Bは、―COO-CHY-、-COO-CHCHCHCHCH-又は―COO-CHCHOCHであり;
    Rは、水素、アセチル、ベンゾイル、デカノイル、パルミトイル、メチル又はエチル基であり;
    Z及びYは、各々、水素、メチル又はフェニル基であり;
    Mは、H、Na、K、又はLiであり;
    nは1乃至30の整数であり、mは0乃至20の整数である。
  4. 前記ポリ乳酸誘導体は下記の化学式を有する化合物である、請求項2に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法:
    RO-CHZ-[COO-CHX]-[COO-CHY´]-COO-CHZ-COOM (II)
    上記の式で、
    Xはメチル基であり;
    Y´は、水素原子又はフェニル基であり;
    pは0乃至25の整数であり;
    qは、pとqの合計が5乃至25の整数であるならば0乃至25の整数であり;
    Rは、水素、アセチル、ベンゾイル、デカノイル、パルミトイル、メチル又はエチル基であり;
    Zは、水素、メチル又はフェニル基であり;
    Mは、H、Na、K、又はLiである。
  5. 前記ポリ乳酸誘導体は下記の化学式を有する化合物である、請求項2に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法:
    RO-PAD-COO-W-M´ (III)
    ここで、
    W-M´は、
    Figure 2007536219
    又は
    Figure 2007536219
    であり;
    PADは、D,L-ポリ乳酸、D-ポリ乳酸、ポリマンデル酸、D,L-乳酸及びグリコール酸の共重合体、D,L-乳酸及びマンデル酸の共重合体、D,L-乳酸及びカプロラクトンの共重合体、並びにD,L-乳酸及び1,4-ジオキサン-2-オンの共重合体からなる群より選択されるものであり;
    Rは、水素原子、アセチル、ベンゾイル、デカノイル、パルミトイル、メチル又はエチル基であり;
    Mは、水素Na、K、又はLiである。
  6. 前記ポリ乳酸誘導体は下記の化学式を有する化合物である、請求項2に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法:
    S-O-PAD-COO-Q (IV)
    上記の式で、
    Sは
    Figure 2007536219
    であり;
    Lは、―NR-又は―O-であり;
    は、水素原子又はC1-10アルキル基であり;
    Qは、CH、CHCH、CHCHCH、CHCHCHCH、又はCHであり;
    aは0乃至4の整数であり;
    bは1乃至10の整数であり;
    Rは、水素、アセチル、ベンゾイル、デカノイル、パルミトイル、メチル又はエチル基であり;
    Mは、H、Na、K、又はLiであり;
    PADは、D,L-ポリ乳酸、D-ポリ乳酸、ポリマンデル酸、D,L-乳酸及びグリコール酸の共重合体、D,L-乳酸及びマンデル酸の共重合体、D,L-乳酸及びカプロラクトンの共重合体、並びにD,L-乳酸及び1,4-ジオキサン-2-オンの共重合体からなる群より選択されるものである。
  7. 前記ポリ乳酸誘導体は下記の化学式を有する化合物である、請求項2に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法:
    Figure 2007536219
    上記の式で、
    R´は、―PAD-O-C(O)-CHCH-C(O)-OMであり;
    PADは、D,L-ポリ乳酸、D-ポリ乳酸、ポリマンデル酸、D,L-乳酸及びグリコール酸の共重合体、D,L-乳酸及びマンデル酸の共重合体、D,L-乳酸及びカプロラクトンの共重合体、並びにD,L-乳酸及び1,4-ジオキサン-2-オンの共重合体からなる群より選択され;
    Mは、前記化学式1で定義したものと同一であり;及び
    aは1乃至4の整数である。
  8. 前記親水性ブロックは、ポリアルキレングリコール類、ポリビニレンピロリドン類、ポリビニルアルコール類、及びポリアクリールアミド類からなる群より選択され、前記疎水性ブロックは、ポリラクチド類、ポリグリコリド類、ポリジオキサン-2-オン、ポリカプロラクトン、ポリラクチック-コ-グリコリド、ポリラクチック-コ-カプロラクトン、ポリラクチック-コ-ジオキサン-2-オン、及びこれらの誘導体からなる群より選択され、前記カルボキシル末端がコハク酸トコフェロール又はコハク酸コレステロール基に置換されたものである、請求項2に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法。
  9. 前記親水性ブロック及び疎水性ブロックは、各々、数平均分子量が500乃至50,000ダルトンである、請求項2に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法。
  10. 前記両親性ブロック共重合体中の疎水性ブロックに対する親水性ブロックの混合比が3:7乃至8:2である、請求項2に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法。
  11. 前記ポリ乳酸誘導体は、数平均分子量が500乃至2,500ダルトンである、請求項2に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法。
  12. 前記ポリ乳酸誘導体は、触媒を使用しない縮合反応に次いで、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、又は炭酸カリウムを利用した中和反応で得られたナトリウム又はカリウム塩形態である、請求項2に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法。
  13. 前記高分子組成物は、前記両親性ブロック共重合体とポリ乳酸誘導体の全体において、0.1乃至99.9wt%の両親性ブロック共重合体、及び0.1乃至99.9w%のポリ乳酸誘導体を含む、請求項2に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法。
  14. 前記高分子組成物に対する生物活性剤の混合重量比は0.1乃至20.0:80.0乃至99.9である、請求項2に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法。
  15. 前記薬物担体の粒子の大きさは1乃至400nm範囲内である、請求項2に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法。
  16. 前記生物活性剤は、蛋白質及びポリペプチド薬物からなる群より選択されたものである、請求項2に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法。
  17. 前記生物活性剤は、抗癌剤、抗炎剤、抗菌剤、抗高血圧剤、制吐剤、及び抗生物質からなる群より選択されるものである、請求項2に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法。
  18. 前記生物活性剤は核酸である、請求項2に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法。
  19. 前記薬物担体は高分子ミセルである、請求項2に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法。
  20. a)少なくとも1種の生物活性剤を選択し;
    b)疎水性ブロックの末端カルボキシル基がコハク酸トコフェロール基又はコハク酸コレステロール基に置換された疎水性ブロックと親水性ブロックとからなる両親性ブロック共重合体、末端に少なくとも一つのカルボキシル基を有するポリ乳酸誘導体、及び前記ポリ乳酸誘導体のカルボキシル末端基1当量に対して0.01乃至10当量の2価金属又は3価金属を含む高分子組成物を製造し;
    c)溶媒中に前記高分子組成物と生物活性剤を混合及び溶解した後、溶媒を蒸発させ;
    d)水溶液を添加して、薬物担体内の水溶液に生物活性剤が捕集された高分子薬物担体を製造し;並びに
    e)前記薬物担体を細胞と接触させて、前記生物活性剤を細胞内に容易に伝達する段階を含む、生物活性剤の細胞内伝達方法。
  21. 前記2価金属又は3価金属は、Ca2+、Mg2+、Ba2+、Cr3+、Fe3+、Mn2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+、及びAl3+からなる群より選択されるものである、請求項20に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法。
  22. 前記ポリ乳酸誘導体は下記の化学式を有する化合物である、請求項20に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法:
    RO-CHZ-[A]-[B]-COOM (I)
    上記の式で、Aは、―COO-CHZ-であり;
    Bは、―COO-CHY-、-COO-CHCHCHCHCH-又は―COO-CHCHOCHであり;
    Rは、水素、アセチル、ベンゾイル、デカノイル、パルミトイル、メチル又はエチル基であり;
    Z及びYは、各々、水素、メチル又はフェニル基であり;
    Mは、H、Na、K、又はLiであり;
    nは1乃至30の整数であり、mは0乃至20の整数である。
  23. 前記ポリ乳酸誘導体は下記の化学式を有する化合物である、請求項20に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法:
    RO-CHZ-[COO-CHX]-[COO-CHY´]-COO-CHZ-COOM (II)
    上記の式で、
    Xはメチル基であり;
    Y´は、水素原子又はフェニル基であり;
    Pは0乃至25の整数であり;
    qは、pとqの合計が5乃至25の整数を満足する条件下で、0乃至25の整数であり;
    Rは、水素、アセチル、ベンゾイル、デカノイル、パルミトイル、メチル又はエチル基であり;
    Zは、水素、メチル又はフェニル基であり;
    Mは、H、Na、K、又はLiである。
  24. 前記ポリ乳酸誘導体は下記の化学式を有する化合物である、請求項20に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法:
    RO-PAD-COO-W-M´ (III)
    上記の式で、
    W-M´は
    Figure 2007536219
    又は
    Figure 2007536219
    であり;
    PADは、D,L-ポリ乳酸、D-ポリ乳酸、ポリマンデル酸、D,L-乳酸及びグリコール酸の共重合体、D,L-乳酸及びマンデル酸の共重合体、D,L-乳酸及びカプロラクトンの共重合体、並びにD,L-乳酸及び1,4-ジオキサン-2-オンの共重合体からなる群より選択されるものであり;
    Rは、水素原子、アセチル、ベンゾイル、デカノイル、パルミトイル、メチル又はエチル基であり;
    Mは、水素、Na、K、又はLiである。
  25. 前記ポリ乳酸誘導体は下記の化学式を有する化合物である、請求項20に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法:
    S-O-PAD-COO-Q (IV)
    上記の式で、
    Sは
    Figure 2007536219
    であり;
    Lは、―NR-又は―O-であり;
    は、水素原子又はC1-10アルキル基であり;
    Qは、CH、CHCH、CHCHCH、CHCHCHCH、又はCHであり;
    aは0乃至4の整数であり;
    bは1乃至10の整数であり;
    Rは、水素、アセチル、ベンゾイル、デカノイル、パルミトイル、メチル又はエチル基であり;
    Mは、H、Na、K、又はLiであり;
    PADは、D,L-ポリ乳酸、D-ポリ乳酸、ポリマンデル酸、D,L-乳酸及びグリコール酸の共重合体、D,L-乳酸及びマンデル酸の共重合体、D,L-乳酸及びカプロラクトンの共重合体、並びにD,L-乳酸及び1,4-ジオキサン-2-オンの共重合体からなる群より選択されるものである。
  26. 前記ポリ乳酸誘導体は下記の化学式を有する化合物である、請求項20に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法:
    Figure 2007536219
    上記の式で、
    R´は、―PAD-O-C(O)-CHCH-C(O)-OMであり;
    PADは、D,L-ポリ乳酸、D-ポリ乳酸、ポリマンデル酸、D,L-乳酸及びグリコール酸の共重合体、D,L-乳酸及びマンデル酸の共重合体、D,L-乳酸及びカプロラクトンの共重合体、並びにD,L-乳酸及び1,4-ジオキサン-2-オンの共重合体からなる群より選択され;
    Mは、前記[化学式1]で定義したものと同一であり;並びに
    Aは1乃至4の整数である。
  27. 前記親水性ブロックは、ポリアルキレングリコール類、ポリビニレンピロリドン類、ポリビニルアルコール類、及びポリアクリールアミド類からなる群より選択され、前記疎水性ブロックは、ポリラクチド類、ポリグリコリド類、ポリジオキサン-2-オン、ポリカプロラクトン、ポリラクチック-コ-グリコリド、ポリラクチック-コ-カプロラクトン、ポリラクチック-コ-ジオキサン-2-オン、及びこれらの誘導体からなる群より選択され、前記カルボキシル末端がコハク酸トコフェロール又はコハク酸コレステロール基に置換される、請求項20に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法。
  28. 前記親水性ブロック及び疎水性ブロックは、各々、数平均分子量が500乃至50,000ダルトンである、請求項20に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法。
  29. 前記両親性ブロック共重合体中の疎水性ブロックに対する親水性ブロックの混合比が3:7乃至8:2である、請求項20に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法。
  30. 前記ポリ乳酸誘導体は、数平均分子量500乃至2,500ダルトンである、請求項20に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法。
  31. 前記ポリ乳酸誘導体は、触媒を使用しない縮合反応の次で、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、又は炭酸カリウムを利用した中和反応で得られたナトリウム又はカリウム塩形態である、請求項20に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法。
  32. 前記高分子組成物は、前記両親性ブロック共重合体とポリ乳酸誘導体の全体において、0.1乃至99.9wt%の両親性ブロック共重合体、及び0.1乃至99.9w%ofポリ乳酸誘導体を含む、請求項20に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法。
  33. 前記高分子組成物に対する生物活性剤の混合重量比は、0.1乃至20.0:80.0乃至99.9である、請求項20に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法。
  34. 前記薬物担体の粒子の大きさは1乃至400nm範囲内である、請求項20に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法。
  35. 前記生物活性剤は、蛋白質及びポリペプチド薬物からなる群より選択されたものである、請求項20に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法。
  36. 前記生物活性剤は、抗癌剤、抗炎剤、抗菌剤、抗高血圧剤、制吐剤、及び抗生物質からなる群より選択されるものである、請求項20に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法。
  37. 前記生物活性剤が核酸である、請求項20に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法。
  38. 前記薬物担体が高分子ミセル又はナノ粒子である、請求項20に記載の生物活性剤の細胞内伝達方法。
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