JP2008013511A - 疎水性薬剤トラップ剤 - Google Patents

Abstract

【課題】生体温度よりも低温の所定温度（Ｔ）よりも低い温度では親水性であり、該所定温度よりも高い温度では疎水性となる温度応答性を有した疎水性薬剤トラップ剤を提供する。
【解決手段】
生体温度よりも低温の所定温度（Ｔ）よりも低い温度では親水性であり、該所定温度（Ｔ）よりも高い温度では疎水性であるポリマー材料よりなる疎水性薬剤トラップ剤。ポリマー材料は、Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル分子団を同一分子内に3個以上有する化合物をイニファターとし、これにエチルアクリレートなどのビニル系モノマーを光照射リビング重合させたスター型重合体よりなるホモポリマーに対し、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドをブロック重合させたものである。このポリマー材料は、免疫抑制剤、３−ヒドロキシ−３−メチルグルタリル−補酵素Ａ還元酵素阻害薬又は抗血栓剤などの開存性向上改質剤を担持する。
【選択図】なし

Description

本発明は、開存性向上改質剤などを担持するのに好適な疎水性薬剤トラップ剤に関する。

バイパス手術や人工血管置換術など血管縫合を行った箇所は、血管平滑筋細胞の過増殖により、縫合部位付近で内膜肥厚などによる血管狭窄が起こる可能性があるため、グラフトの開存性を向上させるには、抗凝固剤による抗血栓処理のほかに血管平滑筋細胞の形質転換を防ぐような処理も合わせて行うことでより大きな効果が期待できる。
平滑細胞の形質転換を抑制する技術として免疫抑制を利用する方法が公知である。例えば、下記文献１，２では、免疫抑制剤ＦＫ５０６をエマルジョン状態として飲み薬として使用する技術や有機溶媒に溶かした溶液を生体用の部材（例：ステント）に塗布して溶媒を揮発させて固定することで部材からの徐放性を与える技術を開示している。

術後の生体組織やグラフトへこれら薬剤を作用させ効果を得るためには、溶液状態で薬剤を組織へ塗布し、組織表面へ固定する必要がある。しかしながら、ＦＫ５０６は水に極めて難溶であり、溶液状態で物体へ塗布するにはエマルジョン化するか有機溶媒へ溶解するしか方法がない。一般に、エマルジョンは孔径０．２μｍの濾過膜を透過することができず、熱変化にも不安定である場合が多く、滅菌が困難である。また、組織表面に塗布しても固定されることはなく、術後に行われる組織表面の生理食塩水での洗浄や、体液などで流出してしまう。また、有機溶媒を生体に塗布することは細胞傷害性が強く、組織にダメージを与えるために有機溶媒溶液での塗布は不可能である。
特開平５−９１１７号 特開平６−１８３９７０号

本発明は、生体温度よりも低温の所定温度（Ｔ）よりも低い温度では親水性であり、該所定温度よりも高い温度では疎水性となる温度応答性を有しており、従って疎水性の薬を水溶性として扱うことができ（体内に害がなく扱うことができ）、且つ塗布した後は生体に固定することが可能である疎水性薬剤トラップ剤を提供することを目的とする。

本発明の疎水性薬剤トラップ剤は、ポリマー材料よりなる疎水性薬剤トラップ剤において、該ポリマー材料は、生体温度よりも低温の所定温度（Ｔ）よりも低い温度では親水性であり、該所定温度（Ｔ）よりも高い温度では疎水性であることを特徴とするものである。

前記ポリマー材料は、疎水性ホモポリマーと、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド等のＮ−アルキルアクリルアミドとのブロック共重合体であることが好ましい。

この疎水性ホモポリマーの分子量は、500〜300,000が好ましい。

このブロック共重合体の分子量は、3,000〜500,000であることが好ましい。

前記所定温度（Ｔ）は、１０〜３０℃特に２２〜２８℃とりわけ２４〜２６℃の間の温度であることが好ましい。

前記疎水性ホモポリマーは、Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル分子団を同一分子内に3個以上有する化合物をイニファターとし、これにビニル系モノマーを光照射リビング重合させたスター型重合体であることが好ましい。

このＮ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル分子団を同一分子内に３個以上有する化合物としては、ベンゼン環を核とし、この核に分岐鎖として３個以上の該Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル分子団が結合しているものが好ましい。

このビニル系モノマーは、アルキル（メタ）アクリレートが好ましい。

本発明の疎水性薬剤トラップ剤は、上記所定温度よりも低い温度では親水性であり、水溶性である。これは、本発明の疎水性薬剤トラップ剤の一部を構成するＮ−イソプロピルアクリルアミドなどのＮ−アルキルアクリルアミドのポリマー鎖は、低温度では親水性になり高温度では疎水性になるという温度依存性を有していることに起因する。このため、本発明の疎水性薬剤トラップ剤を前記所定温度よりも低い温度で水に溶解させて生体あるいは医療用具に塗布し、その後、所定温度よりも高い温度とすることにより、疎水性（水不溶性）となり、例えばゼリー状になって生体あるいは医療用具に付着する。ゼリー状となった疎水性薬剤トラップ剤は、長期にわたって薬効を維持する。

この疎水性薬剤トラップ剤は、有機溶媒を用いていないので、ハイブリッド材料やあるいは生体に対しても適用できる。

本発明の疎水性薬剤トラップ剤は、生体温度よりも低温の所定温度（Ｔ）よりも低い温度では親水性であり、該所定温度（Ｔ）よりも高い温度では疎水性であるポリマー材料よりなる。

このポリマー材料としては、疎水性ホモポリマーと、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド等のＮ−アルキルアクリルアミドとのブロック共重合体が好ましい。

この疎水性ホモポリマーは、Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル分子団を同一分子内に3個以上有する化合物をイニファターとし、これにビニル系モノマーを光照射リビング重合させたスター型重合体が好適である。

なお、本明細書において、イニファターとは、光照射によりラジカルを発生させる重合開始剤、連鎖移動剤としての機能と共に、成長末端と結合して成長を停止する機能、さらに光照射が停止すると重合を停止させる重合開始・重合停止剤として機能する分子のことである。

Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル分子団を同一分子内に3個以上有する化合物としては、ベンゼン環に該Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル分子団が3個以上分岐鎖として結合しているものが好適であり、具体的には次が例示される。即ち、３分岐鎖としては、１，３，５−トリス（ブロモメチル）ベンゼンとＮ，Ｎ−ジチオカルバミル酸ナトリウム（ナトリウムＮ，Ｎ−ジチオカルバメート）とをエタノール中で付加反応させて得られる１，３，５−トリス（Ｎ，Ｎ−ジチオカルバミルメチル）ベンゼンであり、４分岐鎖としては、１，２，４，５−テトラキス（ブロモメチル）ベンゼンとＮ，Ｎ−ジチオカルバミル酸ナトリウムとをエタノール中で付加反応させて得られる１，２，４，５−テトラキス（Ｎ，Ｎ−ジチオカルバミルメチル）ベンゼンであり、６分岐鎖としては、ヘキサキス（ブロモメチル）ベンゼンとナトリウムＮ，Ｎ−ジチオカルバメートとをエタノール中で付加反応させて得られるヘキサキス（Ｎ，Ｎ−ジチオカルバミルメチル）ベンゼンである。

上記のイニファターは、アルコール等の極性溶媒に対しては殆ど不溶であるが、非極性溶媒には易溶である。この非極性溶媒としては炭化水素、ハロゲン化アルキル又はハロゲン化アルキレンが好適であり、特にベンゼン、トルエン、クロロホルム又は塩化メチレン特にトルエンが好適である。

このイニファターに重合させるモノマーとしては、ビニル系モノマーが好適であり、特に炭素数１〜２０のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートすなわちアルキルアクリレート又はアルキルメタクリレートが好適であり、とりわけエチルアクリレート（アクリル酸エチル）が好ましい。

イニファターと上記モノマーとを反応させるには、イニファター及びモノマーを含んでなる原料溶液を調製し、これに光照射することによって、イニファターに対しモノマーが結合した反応生成物を生成させる。

このモノマーの該原料溶液中の濃度は７０重量％以上、例えば７０〜９９重量％が好適である。

イニファターの濃度は１０〜１０００ｍＭ程度が好適である。

照射する光の波長は２４０〜４００ｎｍが好適であり、とりわけ３００〜４００ｎｍが好適である。光の照射時間は照射強度にも依存するが、１〜６０分程度が好適であり、１μＷ／ｃｍ^２〜１ｍＷ／ｃｍ^２程度の低い照射強度で１分〜３０分程度が特に好適である。

この光照射により、反応液中に目的とする分岐型スター型重合体が生成するので、必要に応じ精製してスター型重合体よりなる疎水性ホモポリマーを得る。

このスター型重合体の分子量は分岐鎖の鎖数によるが、1,000〜500,000、特に2,000〜100,000、とりわけ3,000〜60,000程度が好ましい。

このようにして生成したスター型重合体よりなる疎水性ホモポリマーに対し、Ｎ−アルキルアクリルアミドをブロック共重合させて目的とするポリマー材料とするが、このポリマー材料の合成の際には、Ｎ−アルキルアクリルアミドを先にイニファターに重合させ、その後で、アルキルアクリレートやアルキルメタクリレートなどのアクリル酸やメタクリル酸などのビニル系モノマーを重合させてもブロック重合体を得ることが可能である。

このＮ−アルキルアクリルアミドのポリマー鎖は、低温度では親水性、高温では疎水性となる温度依存性を有し、これにより上記ポリマー材料が上記温度応答性を具備するようになる。

Ｎ−アルキルアクリルアミドのアルキル基の炭素数は１〜１０が好ましく、Ｎ−アルキルアクリルアミドとしては特にＮ−イソプロピルアクリルアミドが好適である。

Ｎ−イソプロピルアクリルアミドなどのＮ−アルキルアクリルアミドをブロック共重合させるには、上記のようにして合成したスター型重合体ホモポリマーをクロロホルム等の溶媒に溶解させ、これにＮ−アルキルアクリルアミドを混合し、光を照射して重合させればよい。この重合反応を開始する際の溶液中におけるスター型ホモポリマーの濃度は0.01〜10重量％程度程度が好適であり、Ｎ−アルキルアクリルアミドの濃度は0.3〜30重量％程度が好適である。光の照射条件は、光波長３００〜４００ｎｍ、照射時間１〜６０分、照射強度１μＷ〜１０ｍＷ／ｃｍ^２程度が好適である。

このブロック共重合体（ポリマー材料）の分子量は3,000〜500，000、特に10,000〜100,000であることが好ましい。

このポリマー材料に担持される開存性向上改質剤としては、免疫抑制剤、３−ヒドロキシ−３−メチルグルタリル−補酵素Ａ還元酵素阻害薬又は抗血栓剤が好適である。免疫抑制剤としては、シクロホスファミド、シクロスポリン又はタクロリムス（ＦＫ５０６）が好適であり、３−ヒドロキシ−３−メチルグルタリル−補酵素Ａ還元酵素阻害薬としては、プラバスタチン、アトルバスタチン又はシンバスタチンが好適であり、抗血栓剤としてはアルガトロバンが好適である。

このポリマー材料に開存性向上改質剤を担持させるには、ポリマー材料の低温の水溶液に開存性向上改質剤を添加し、混合すればよい。

１，２，４，５−テトラキス（Ｎ−Ｎジエチルジチオカルバミルメチル）ベンゼンをイニファターとし、これに（メタ）クリル酸メチル、（メタ）クリル酸エチル又は（メタ）クリル酸ブチルを重合させて分子量500〜100,000程度の疎水性ホモポリマーとし、さらにこれにＮ−イソプロピルアクリルアミドをブロック重合させて分子量3,000〜500，000としたポリマーは、２２〜２８℃例えば約２５℃よりも高い温度で水不溶性であり、それよりも低い温度で水溶性である。

従って、開存性向上改質剤を担持した２５℃よりも低い温度例えば４〜２０℃程度の疎水性薬剤トラップ剤の水溶液（濃度は好ましくは、０．０１ｇ／ｄＬ〜５０ｇ／ｄＬ程度）を生体あるいは医療用具に塗布などにより付着させ、２５℃よりも高い例えば３０〜３７℃の温度に昇温させ、必要に応じ乾燥させることにより、水不溶性の、開存性向上改質剤担持体が形成される。生体の場合、この際の昇温は生体の体温によって行うことも可能である。

この医療用具としては、人工心臓、人工心臓弁、人工血管、血管カテーテル、カニューレ、人工心肺、血管バイパスチューブ、大動脈バルーンポンピング、輸血用具及び体外循環回路などの血液と接触する部位に使用される医療用具などが例示される。

なお、上記の分岐鎖の数が多いほど、ポリマー材料の生体等（生体や医療用具など）への付着性が向上する。

この理由としては、分岐鎖中におけるＮ−アルキルアクリルアミドのポリマー鎖が生体等への親和性を有していること；疎水性薬剤トラップ剤は、このＮ−アルキルアクリルアミドのポリマー鎖を介して生体等に付着すること；従って、分岐鎖が多いほど、疎水性薬剤トラップ剤の生体等への付着性が向上すること；仮に１本の分岐鎖が生体等から剥離しても、他の分岐鎖によって疎水性薬剤トラップ剤の生体等への付着が保たれ、この間に、剥離した分岐鎖が再び生体等に付着すること；が考えられる。

また、スター型ポリマー材料のベンゼン核から上記分岐鎖が放射方向に延出している。このベンゼン核は生体等への付着性が乏しく、放射方向に延出した分岐鎖の数が多いほど、ベンゼン核付近の生体等からの離反方向の動きが抑制される。従って、この理由によっても、分岐鎖の数が多いほど、疎水性薬剤トラップ剤の生体等への付着性が向上すると考えられる。

実施例１
ｉ）イニファターの合成
下記反応式に従って、１，２，４，５−テトラキス（Ｎ−Ｎジエチルジチオカルバミルメチル）ベンゼンを次のようにして合成した。

１，２，４，５−テトラキス（ブロモメチルベンゼン）２．０ｇとＮ，Ｎ−ジエチルジチオカルバミル酸ナトリウム１２．０ｇをエタノール１０ｍＬ中へ加え、遮光下で室温で４日間攪拌した。沈殿物を濾過し、減圧乾燥後、クロロホルム４０ｍＬへ溶解し、５０ｍＬの水を加えて抽出分離し、臭化ナトリウムを除去した。この操作を３回繰り返した後、クロロホルム層を約１０ｇの硫酸マグネシウムで２４時間乾燥させて、濾過後、ｎ−ヘキサンを加え、再結晶を行って精製し、微かに淡青色を帯びた１，２，４，５−テトラサキス（Ｎ，Ｎ−ジエチルジチオカルバミルメチル）ベンゼンの白色結晶を得た（収率９０％）。

^１Ｈ ＮＭＲ（ｉｎ ＣＤＣｌ_３）の測定結果はσ７．４８（ｓ，２Ｈ，Ａｒ−Ｈ），σ４．５７（ｓ，２Ｈ×４，Ａｒ−ＣＨ_２Ｓ−），σ４．０３（ｑ，２Ｈ×４，Ｎ−ＣＨ_２−，Ｊ＝１０．７Ｈｚ），σ３．７２（ｑ，２Ｈ×４，Ｎ−ＣＨ_２−，Ｊ＝１０．７Ｈｚ）,σ１．２６−１．３１（ｔ，３Ｈ×８，−ＣＨ_２−ＣＨ_３，Ｊ＝６．６Ｈｚ）となった。

ii)光重合による４分岐型スター型重合体よりなる疎水性ホモポリマーの合成
下記反応式に従い、次のようにして、１，２，４，５−テトラキス（Ｎ，Ｎ−ジエチルジチオカルバミル（ポリエチルアクリレート）（以下、ｐＥＡと記載することがある。）よりなる疎水性ホモポリマーの合成を行った。

即ち、上記ｉ)により合成した１，２，４，５−テトラサキス（Ｎ，Ｎ−ジエチルジチオカルバミルメチル）ベンゼン０．４３ｇを１０ｍＬのクロロホルムへ溶解し、エチルアクリレート５ｇを加えて混合し、全量をクロロホルムで２０ｍＬに調整した。石英セル中で激しく攪拌しながら高純度窒素ガスで５分間パージした後に、２００Ｗ高圧水銀灯で紫外光を３０分間照射した。照射強度は照度計（ＵＶＲ−１，ＴＯＰＣＯＮ，Ｔｏｋｙｏ，Ｊａｐａｎ）を使用して１ｍＷ／ｃｍ^２（２５０ｎｍ）に調整した。

重合溶液をエバポレーターで濃縮し、ジエチルエーテルで重合物を再沈殿させて精製し、少量の水へ溶解し、0.2μｍフィルターで濾過してから凍結乾燥させて４分岐型スター型ホモポリマー１，２，４，５−テトラキス（Ｎ，Ｎ−ジエチルジチオカルバミル（ポリエチルアクリレート）（ｐＥＡ）よりなるカチオン性ポリマーを得た（重合率４０％）。分子量はＧＰＣにより５０００と測定された。

iii)疎水性ホモポリマーへのＮ−イソプロピルアクリルアミドのブロック共重合によるポリマー材料（４分岐型ｐＥＡ−ｂ−ｐＮＩＰＡＭ）の合成
下記反応式に従い、次のようにして、テトラキス（Ｎ,Ｎ−ジエチルジチオカルバミル（ポリエチルアクリレート）−ブロック−ポリ−（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）（以下、ｐＥＡ−ｂ−ｐＮＩＰＡＭと記すことがある。）の合成を行った。

即ち、上記ii）で合成した４分岐型ｐＤＥＡホモポリマー６４５ｍｇを１０ｍＬのクロロホルムへ溶解し，Ｎ−イソプロピルアクリルアミド（ＮＩＰＡＭ）２．２ｇを混合して全量をクロロホルムで２０ｍＬに調整した。ii）と同様の条件で光照射重合を行って、クロロホルム／ジエチルエーテル系で精製を行って４分岐型ｐＥＡとポリＮ−イソプロピルアクリルアミド（ｐＮＩＰＡＭ）とのブロックポリマーよりなるポリマー材料を得た（重合率８０％）。分子量はＧＰＣにより１２，０００と測定された。

iv）タクロリムスの担持
上記iii）で合成したポリマー材料（４分岐型ｐＥＡ−ｂ−ｐＮＩＰＡＭ）を２０℃に温調した水に溶解させ、１．０％溶液を調製した。この溶液１００ｍＬとタクロリムス（ＦＫ５０６）の０．５％クロロホルム溶液３０ｍＬとを混合して激しく撹拌することで乳化させた。静置後、水相を回収し、痕跡の沈殿物（フリーのタクロリムス）を濾別した。３７℃へ温調したプレート上へ乗せたナイロン６−１０製フィルム（厚さ５０μｍ）の上へ滴下し、３７℃の生理食塩水で１０時間洗浄し、風乾した。乾燥後、フィルムの熱分析を行うと、１３０℃付近にタクロリムスの融解によるピークが確認され、フィルム上にタクロリムスが固定（徐放）されたことが分かった。

Claims (15)

1. ポリマー材料よりなる疎水性薬剤トラップ剤において、
   該ポリマー材料は、生体温度よりも低温の所定温度（Ｔ）よりも低い温度では親水性であり、該所定温度（Ｔ）よりも高い温度では疎水性であることを特徴とする疎水性薬剤トラップ剤。
2. 請求項１において、前記ポリマー材料は、疎水性ホモポリマーとＮ−アルキルアクリルアミドとのブロック共重合体であることを特徴とする疎水性薬剤トラップ剤。
3. 請求項２において、Ｎ−アルキルアクリルアミドのアルキル基の炭素数は１〜１０であることを特徴とする疎水性薬剤トラップ剤。
4. 請求項３において、Ｎ−アルキルアクリルアミドはＮ−イソプロピルアクリルアミドであることを特徴とする疎水性薬剤トラップ剤。
5. 請求項２ないし４のいずれか１項において、疎水性ホモポリマーの分子量が500〜300,000であることを特徴とする疎水性薬剤トラップ剤。
6. 請求項５において、該ブロック共重合体の分子量が3,000〜500,000であることを特徴とする疎水性薬剤トラップ剤。
7. 請求項２ないし６のいずれか1項において、前記疎水性ホモポリマーは、Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル分子団を同一分子内に３個以上有する化合物をイニファターとし、これにビニル系モノマーを光照射リビング重合させたスター型重合体であることを特徴とする疎水性薬剤トラップ剤。
8. 請求項７において、Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル分子団を同一分子内に３個以上有する化合物は、ベンゼン環を核とし、この核に分岐鎖として３個以上の該Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル分子団が結合していることを特徴とする疎水性薬剤トラップ剤。
9. 請求項７又は８において、ビニル系モノマーがアルキル（メタ）アクリレートであることを特徴とする疎水性薬剤トラップ剤。
10. 請求項９において、アルキル（メタ）アクリレートのアルキル基の炭素数が１〜２０であることを特徴とする疎水性薬剤トラップ剤。
11. 請求項１０において、アルキル（メタ）アクリレートがエチルアクリレートであることを特徴とする疎水性薬剤トラップ剤。
12. 請求項１ないし１１のいずれか１項において、前記所定温度（Ｔ）は、１０〜３０℃の間の温度であることを特徴とする疎水性薬剤トラップ剤。
13. 請求項１ないし１２のいずれか１項において、疎水性薬剤は開存性向上改質剤であることを特徴とする疎水性薬剤トラップ剤。
14. 請求項１３において、開存性向上改質剤は、免疫抑制剤、３−ヒドロキシ−３−メチルグルタリル−補酵素Ａ還元酵素阻害薬又は抗血栓剤であることを特徴とする疎水性薬剤トラップ剤。
15. 請求項１４において、
    免疫抑制剤は、シクロホスファミド、シクロスポリン又はタクロリムスであり、
    ３−ヒドロキシ−３−メチルグルタリル−補酵素Ａ還元酵素阻害薬はプラバスタチン、アトルバスタチン又はシンバスタチンであり、
    抗血栓剤はアルガトロバンであることを特徴とする疎水性薬剤トラップ剤。