JP2008120838A - Method for preparation of medicinal substance-polymer complex utilizing coordinate bond - Google Patents

Method for preparation of medicinal substance-polymer complex utilizing coordinate bond Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simple method for preparing a medicinal substance-polymer complex. <P>SOLUTION: A medicine unstable in vivo is coordinatively bonded to a polymer carrier through metal ion but not chemical bond. A medicine having a chelating ability and a carrier including the medicine or diagnostic agents and a high molecular material having chelating ability are mixed together in the presence of metal ion thereby medicinal substance-high polymer complex having extremely marked expression of the drug action is obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、金属イオンを介した配位結合による治療薬あるいは診断薬と高分子とからなる薬物−高分子複合体製剤、および高分子との複合体化による薬物の体内動態の修飾ならびにその徐放化とその作用の増強に関する。   The present invention relates to a drug-polymer complex preparation comprising a therapeutic agent or diagnostic agent by a coordinate bond via a metal ion and a polymer, and to modification of the pharmacokinetics of the drug by complexing with the polymer and its slowdown. It relates to release and enhancement of its action.

一般に、薬物は、生体内半減期が短く、水溶液として投与しただけでは期待する薬効は得られない。そのため、薬物の生体内での安定性を高める(例えば、薬物の血中寿命の延長など)とともに、ある一定の期間、薬物を徐々に放出できるように製剤化すること(薬物の徐放化)が望ましい。また、生体内に投与された薬物のうちの、活性を保持したまま標的作用部位に到達した薬のみが治療および診断効果を示し、残りの部分は無効となるか、場合によっては不必要な部位に作用して副作用の原因となることが知られている。そこで、薬物を標的部位に選択的に作用させること(薬物のターゲティング)によって、薬物治療法を有効に行わせることが必要である。これらの目的のために、現在、高分子材料を用いた薬物のドラッグデリバリーシステム的な修飾が行われている。診断薬に関しても同じことがいえる。すなわち、診断を行なおうとする標的部位への薬物のターゲティングはその診断効果をさらに高めることになる。したがって、もしも薬物にターゲティング能を付与することができるならば、治療薬の薬理作用ならびに診断薬の効果を発現させるための薬物投与量を低下できるとともに、多量投与による治療薬で特に問題となっている薬物の副作用の低減も期待できる。   In general, a drug has a short half-life in vivo, and an expected medicinal effect cannot be obtained only by administration as an aqueous solution. Therefore, to improve the in vivo stability of the drug (for example, prolong the blood life of the drug), formulate the drug so that it can be gradually released over a certain period of time (drug release) Is desirable. In addition, only drugs that reach the target site of action while maintaining activity among the drugs administered in vivo show therapeutic and diagnostic effects, and the remaining part becomes invalid or unnecessary in some cases It is known to cause side effects. Therefore, it is necessary to effectively perform a drug treatment method by selectively allowing a drug to act on a target site (drug targeting). For these purposes, a drug delivery system modification of a drug using a polymer material is currently being performed. The same is true for diagnostics. That is, targeting of a drug to a target site to be diagnosed further enhances the diagnostic effect. Therefore, if targeting ability can be imparted to a drug, the dosage of the drug for expressing the pharmacological action of the therapeutic agent and the effect of the diagnostic agent can be reduced, and the therapeutic agent by large dose is particularly problematic. Reduction of side effects of existing drugs can also be expected.

運搬体(キャリアー)を用いた薬物体内動態の修飾には、運搬体自身の体内での運命を知っておく必要がある。例えば、生体に対する特別な親和性のない合成および天然水溶性高分子の生体内分布はその分子量ならびに電荷などの影響を強くうけること、糖鎖をもつ水溶性高分子修飾によって薬物を特定臓器へ能動的ターゲティングできることなどが、これまでに報告されている(例えば、Takakura,Y.など、Pharm.Res,7巻、p339、1990、Yamaoka,T.など、DrugDelivery、1巻、p75,1993、およびTakakura,Y.など、Adv.DrugDeliveryRev.,19巻、p377、1996など)。また、薬物運搬体としてよく用いられているリポソームなどもその表面を水溶性高分子で修飾することにより、生体内分布が変化することが報告されている(例えば、Woodle,M.C.など、Biochim.Biophys.Acta,1113巻,p171、1992、および原耕平など、ターゲティング療法、医薬ジャーナル社、p125、1985など)。さらに、癌組織と正常組織との間の解剖学的な違いを利用して、高分子化合物およびリポソームなどの運搬体を用いた治療薬の癌組織への受動的ターゲティングが試みられている(例えばMaeda,H.など、Crit.Rev.Therap.DrugCarrier Sys.,6巻,p193,1989など)。   To modify drug pharmacokinetics using a carrier, it is necessary to know the fate of the carrier itself. For example, the biodistribution of synthetic and natural water-soluble polymers with no special affinity for living bodies is strongly influenced by their molecular weight and electric charge, and the drug can be activated to specific organs by modifying water-soluble polymers with sugar chains. Have been reported so far (eg, Takakura, Y., etc., Pharm. Res, 7, p339, 1990, Yamaoka, T., etc., Drug Delivery, 1, p75, 1993, and Takakura). Ydv et al., Adv. Drug Delivery Rev., Vol. 19, p377, 1996, etc.). In addition, it is reported that liposomes and the like that are often used as drug carriers are changed in biodistribution by modifying the surface thereof with a water-soluble polymer (for example, Woodle, MC, etc.). Biochim. Biophys. Acta, 1113, p171, 1992, and Kohei Hara, targeting therapy, Pharmaceutical Journal, p125, 1985, etc.). Furthermore, using the anatomical difference between cancer tissue and normal tissue, passive targeting of a therapeutic agent to the cancer tissue using a carrier such as a polymer compound and a liposome has been attempted (for example, Maeda, H. et al., Crit. Rev. Therap. Drug Carrier Sys., 6, p193, 1989, etc.).

以上のように、薬物運搬体としての高分子材料あるいはリポソームと薬物、あるいは薬物含有リポソーム、薬物含有高分子ミセル、あるいは薬物含有高分子微粒子と高分子材料とを適当に組み合わせることによって、薬物を特定部位へターゲティングすることができると考えられる。すでに、これらの高分子材料と薬物、あるいは高分子材料と上述の薬物包含運搬体との複合体化に関しては、非常に多くの報告が出されている。しかし、これまでの複合体調製においては、ほとんど必ず、薬物と高分子材料との両者の間に化学的な結合反応が行われているため、その化学反応の煩雑さ、ならびに化学結合による薬物の活性低下の問題が常につきまとう。このことが、高分子との複合体化によって薬物の有効性が高められるという多くの報告があるにもかかわらず、それらの企業化を遅らせている一つの原因と考えられる。そこで、このような化学結合反応を行うことなく、より簡便に薬物と高分子とを結合させ、複合体を調製する方法が望まれていた。   As described above, a drug is identified by appropriately combining a polymer material or liposome as a drug carrier and a drug, or a drug-containing liposome, a drug-containing polymer micelle, or a drug-containing polymer fine particle and a polymer material. It is thought that it can be targeted to a site. Already, a great number of reports have been published on the complexation of these polymer materials and drugs, or polymer materials and the above-mentioned drug-containing carriers. However, in conventional complex preparation, a chemical binding reaction is almost always performed between the drug and the polymer material. The problem of decreased activity is always present. This is considered to be one of the reasons for delaying commercialization, despite the many reports that the effectiveness of drugs is enhanced by complexing with polymers. Therefore, there has been a demand for a method for preparing a complex by simply combining a drug and a polymer without performing such a chemical bonding reaction.

これまでにも生体内分解吸収性あるいは非分解吸収性の高分子材料を用いた治療薬の徐放化の報告は多い(例えば、瀬崎仁編集、医薬品の開発、第13巻、薬物送達法、廣川書店、1988年など)。例えば、代表的な生体内分解吸収性高分子であるグリコール酸−乳酸共重合体などの高分子材料と薬物とを混合し、薬物を徐放する試みがある。しかし、それらの高分子が油溶性であるため、相溶性の不足から、水溶性薬物の徐放化には問題があった。そこでその一つの解決策として、生体内にて分解吸収する高分子ハイドロゲルを薬物徐放用マトリックスとして利用しようという試みが報告されている(例えば、Gombotz,W.R.など、BioconjugateChcm.,6巻,p332,1995など)。しかしながら、この場合の薬物の徐放期間は、基本的にはハイドロゲル内における薬物の自己拡散性により決定されるため、その徐放性を広範囲にわたって変化させることは困難である。このため、特に、注射可能な小さなサイズをもつ高分子ハイドロゲルにおいては、薬物の徐放化は事実上、不可能となる。そこで、何らかの方法によってハイドロゲル内へ薬物を固定化し、ハイドロゲルマトリックスの分解性を制御することによって、分解に伴って放出される薬物の徐放をコントロールするアプローチが現実的である。ハイドロゲルへの薬物の固定化には化学結合法と物理結合法とがあるが、前者の方法では、放出された薬物にマトリックスフラグメントが化学的に結合しているため、薬効発現の点からは後者の固定化法のほうが好ましい。後者の物理結合を介した薬物の固定化の一例としては、薬物とハイドロゲルマトリックスとの間の静電的相互作用を利用する試みがあり、注射可能な粒子状ハイドロゲルマトリックスからのタンパク質薬物の徐放化が報告されている(Tabata,Y.など、Proc.4thJapan InternationalSAMP Symposium,p25,1995)。   There have been many reports of sustained release of therapeutic agents using biodegradable or non-degradable polymer materials (eg, Hitoshi Sezaki, Development of Drugs, Volume 13, Drug delivery methods, Yodogawa Shoten, 1988). For example, there is an attempt to gradually release a drug by mixing a drug with a polymer material such as glycolic acid-lactic acid copolymer, which is a typical biodegradable and absorbable polymer. However, since these polymers are oil-soluble, there has been a problem in slow release of water-soluble drugs due to lack of compatibility. Therefore, as one of the solutions, an attempt to use a polymer hydrogel that decomposes and absorbs in vivo as a matrix for sustained drug release (for example, Biobotz, WR, etc., BioconjugateChcm., 6). Volume, p332, 1995). However, since the sustained release period of the drug in this case is basically determined by the self-diffusibility of the drug in the hydrogel, it is difficult to change the sustained release over a wide range. For this reason, in particular, in a polymer hydrogel having a small injectable size, the sustained release of the drug is practically impossible. Therefore, an approach to control the sustained release of the drug released along with the decomposition by immobilizing the drug in the hydrogel by some method and controlling the degradability of the hydrogel matrix is realistic. There are two methods for immobilizing drugs on hydrogels: chemical bonding and physical bonding. In the former method, matrix fragments are chemically bonded to the released drug. The latter immobilization method is preferred. An example of the immobilization of a drug through the latter physical bond is an attempt to utilize electrostatic interaction between the drug and the hydrogel matrix, and the protein drug from the injectable particulate hydrogel matrix Sustained release has been reported (Tabata, Y. et al., Proc. 4th Japan International SAMP Symposium, p25, 1995).

担体に固定化されたキレート配位子へ金属イオンを介した結合力(配位結合力)により物質を相互作用させ、その相互作用の強弱によって物質を分離精製しようとする金属アフィニティクロマトグラフィと呼ばれる方法がある(例えば、Porath,J.など,Nature,258巻,p598,1975など)。例えば、ペプチド、タンパク質、あるいは核酸などは、それ自体に金属イオンに対するキレート能をもつため、あらかじめ金属イオンにキレートさせておいたアフィニティカラムにそれらの物質を単に流すことによって物質は担体に吸着する。次に、pHあるいはイオン強度の異なる溶液をカラム内に流すことにより、吸着した物質は容易に担体より脱着される。この場合、カラムと物質との間のアフィニティは、物質と金属イオンとの組み合わせによって変化する。この方法により、すでに種々の生理活性タンパク質などの分離精製が行われるとともに、脱離された後のタンパク質の生物活性が保持されていることが報告されている(例えば、Victor,G.など,J.Biol.Chem.,252巻,p5934,1977など)。   A method called metal affinity chromatography, in which a substance interacts with a chelating ligand immobilized on a carrier by a binding force (coordination binding force) via a metal ion, and the substance is separated and purified by the strength of the interaction. (For example, Porath, J., etc., Nature, 258, p598, 1975, etc.). For example, since peptides, proteins, nucleic acids, and the like themselves have a chelating ability for metal ions, the substances are adsorbed on the carrier simply by flowing those substances through an affinity column that has been chelated to the metal ions in advance. Next, the adsorbed substance is easily desorbed from the support by flowing solutions having different pH or ionic strength through the column. In this case, the affinity between the column and the substance varies depending on the combination of the substance and the metal ion. According to this method, it has been reported that various physiologically active proteins have already been separated and purified, and that the biological activity of the protein after desorption is retained (for example, Victor, G. et al., J. Biol. Chem., 252, p 5934, 1977, etc.).

英国特許1972年1−388−580には、金属アフィニティ結合力を薬物の固定化とその徐放に利用するという記載があるが、これは、水不溶性の高分子ハイドロゲルに対するものであり、キレート能をもつ水溶性の高分子物質を用いた応用(例えば、薬物の血中寿命の延長、薬物のターゲティングなど)については示唆されていない。さらに、この特許では、キレート能をもつ高分子物質、薬物、および金属イオンの3者を同時に混合する方法によって作製された高分子ハイドロゲルをホモジェナイズすることによって、それらの体内への注射投与が可能であるとの記述がある。しかしながら、あらかじめ作製しておいた注射可能なサイズをもつ高分子ハイドロゲル(例えば、粒子状、マイクロゲル状、および流動性固体状の高分子ハイドロゲルなど)を金属イオンの存在下にて薬物と混合することによって、簡易に薬物が固定化された高分子ハイドロゲルの作製が可能となることについては記載されていない。また、適用できる薬物として、分子量が3,000以上の薬物、例えば、ホルモン、酵素、インターフェロン誘導用のRNAなどが挙げられているが、本発明においては、後述するように、それらの薬物を含み、あるいはそれ以外の治療薬、治療薬を包含した薬物運搬体、および診断薬に対しても適用拡大が可能である。   In British Patent 1972 1-388-580, there is a description that the metal affinity binding force is used for immobilizing a drug and its sustained release, which is for a water-insoluble polymer hydrogel. There is no suggestion of applications using water-soluble polymer substances having a function (for example, extending the blood life of drugs, targeting drugs, etc.). Furthermore, in this patent, it is possible to inject injection into the body by homogenizing a polymer hydrogel prepared by the method of simultaneously mixing three substances of a polymer substance having chelating ability, a drug, and a metal ion. There is a description that it is. However, a polymer hydrogel having an injectable size prepared in advance (for example, a particulate, microgel, and fluid solid polymer hydrogel) can be used as a drug in the presence of metal ions. There is no description that mixing makes it possible to easily produce a polymer hydrogel having a drug immobilized thereon. Examples of applicable drugs include drugs having a molecular weight of 3,000 or more, such as hormones, enzymes, RNA for inducing interferon, etc. In the present invention, these drugs are included as described later. Alternatively, the application can be expanded to other therapeutic agents, drug carriers including therapeutic agents, and diagnostic agents.

金属イオンを介して高分子ハイドロゲルを作製することに関する報告があるが(例えば、Bonaccorsi,F.など,Int.J.PolymericMater.,18巻,p165,1992など)、得られたハイドロゲルへの薬物の固定化、およびその徐放化への応用については示唆されていない。   There are reports on making polymer hydrogels via metal ions (for example, Bonaccorsi, F., etc., Int. J. Polymeric Mater., 18, p165, 1992, etc.). There is no suggestion of drug immobilization and its application to sustained release.

診断薬に関しては、ジエチレントリアミンペンタ酢酸(以下DTPAという)残基などのキレート配位子をポリエチレングリコール、デキストラン、あるいは血清アルブミンなどの水溶性高分子に導入し、ガドリニウムなどをキレートさせた後、核磁気共鳴イメージ(以下MRIという)の増感剤として利用するという報告があり(例えば、Dessor,T.S.など、J.MagneticResonanceImaging,4巻,p467,1994など)、すでに、配位結合が診断薬分野に応用されている。しかしながら、これは単にMRI増感効果の高い金属イオンを水溶性高分子に導入するという報告であり、これらの高分子−金属増感剤に金属イオンを介して、さらに生理活性物質も結合した薬物−増感性金属−高分子複合体を作製し、診断と同時に治療にも利用しようということに関しては記載されていない。
英国特許1972年1−388−580 Takakura,Y.など、Pharm.Res,7巻、p339、1990 Yamaoka,T.など、Drug Delivery、1巻、p75,1993 Takakura,Y.など、Adv.DrugDeliveryRev.,19巻、p377、1996 Woodle,M.C.など、Biochim.Biophys.Acta,1113巻,p171、1992、 原耕平、ターゲティング療法、医薬ジャーナル社、p125、1985 Maeda,H.など、Crit.Rev.Therap.DrugCarrier Sys.,6巻,p193,1989 瀬崎仁編集、医薬品の開発、第13巻、薬物送達法、廣川書店、1988年 Gombotz,W.R.など、BioconjugateChcm.,6巻,p332,1995 Tabata,Y.、Proc.4th Japan InternationalSAMP Symposium,p25,1995 Porath,J.など,Nature,258巻,p598,1975 Victor,G.など,J.Biol.Chem.,252巻,p5934,1977 Bonaccorsi,F.など,Int.J.PolymericMater.,18巻,p165,1992 Dessor,T.S.など、J.Magnetic ResonanceImaging,4巻,p467,1994
Regarding diagnostic agents, chelating ligands such as diethylenetriaminepentaacetic acid (hereinafter referred to as DTPA) residues are introduced into water-soluble polymers such as polyethylene glycol, dextran, or serum albumin, and then gadolinium is chelated, followed by nuclear magnetism. There is a report that it is used as a sensitizer of a resonance image (hereinafter referred to as MRI) (for example, Dessor, TS, etc., J. Magnetic Resonance Imaging, Vol. 4, p467, 1994, etc.), and coordinate binding has already been diagnosed. Applied to the field. However, this is a report that simply introduces a metal ion having a high MRI sensitizing effect into a water-soluble polymer. -It is not described that a sensitized metal-polymer complex is prepared and used for treatment simultaneously with diagnosis.
British Patent 1972 1-388-580 Takakura, Y .; Pharm. Res, Volume 7, p339, 1990 Yamaoka, T .; Drug Delivery, Volume 1, p75, 1993 Takakura, Y .; Adv. Drug Delivery Rev. , 19, p377, 1996 Woodle, M.M. C. Biochim. Biophys. Acta, 1113, p171, 1992, Kohei Hara, Targeting Therapy, Medicinal Journal, p125, 1985 Maeda, H .; Crit. Rev. Therap. Drug Carrier Sys. , 6, p193, 1989 Edited by Hitoshi Sezaki, Development of pharmaceuticals, Volume 13, Drug delivery method, Yodogawa Shoten, 1988 Gombotz, W.M. R. BioconjugateChcm. , Volume 6, p332, 1995 Tabata, Y. et al. Proc. 4th Japan International SAMP Symposium, p25, 1995 Porath, J. et al. Nature, 258, p598, 1975, etc. Victor, G.M. J. et al. Biol. Chem. 252, p5934, 1977 Bonaccorsi, F.M. Int. J. et al. PolymerMatter. , 18, p165, 1992 Dessor, T .; S. J. et al. Magnetic Resonance Imaging, Volume 4, p467, 1994

本発明は、生体内で不安定な薬物を高分子運搬体に化学結合させるのではなく、金属イオンを介して配位的に結合させることによって、薬物−高分子複合体の簡易な製法を提供する。これらの配位結合を利用して調製された薬物−高分子複合体は、従来の化学結合法によって作製されてきた薬物−高分子複合体と同様に、薬物の血中寿命の延長およびそのターゲティング、ならびに薬物の徐放化を可能とする。   The present invention provides a simple method for producing a drug-polymer complex by binding a labile drug in vivo to a polymer carrier instead of chemically binding it via a metal ion. To do. The drug-polymer complex prepared by utilizing these coordination bonds is similar to the drug-polymer complex prepared by the conventional chemical bonding method, and extends the blood life of the drug and its targeting. As well as slow release of the drug.

本発明者らは、上記の問題点を解決するために鋭意検討した結果、キレート配位子を有する高分子材料あるいはそれ自身でキレート能を有する高分子材料と薬物とを金属イオンの存在下に単に混合することにより、薬物と高分子との複合体を容易に得ること、さらに、得られた複合体が薬物体内動態の修飾ならびに薬物の徐放化などの特性を有し、従来の化学結合法により作製されてきた薬物−高分子複合体と同様に、薬効発現が極めて有利となることを見出し、本発明を完成した。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a polymer material having a chelate ligand or a polymer material having a chelating ability itself and a drug in the presence of a metal ion. By simply mixing, it is easy to obtain a complex of drug and polymer, and the resulting complex has properties such as modification of drug pharmacokinetics and sustained release of drug. As in the case of the drug-polymer complex produced by the above method, the present inventors have found that the drug effect expression is extremely advantageous and completed the present invention.

以下、本発明の技術的構成を説明する。本発明の薬物−高分子複合体製剤は以下の方法によって得ることができる。アミノ基あるいは水酸基をもつ高分子のジメチルホルムアミド溶液にDTPA酸無水物を加え、高分子にキレート能をもつDTPA残基を導入する。反応後、水に対する透析を行って高分子に結合していないDTPAを除去し、凍結乾燥により金属キレート配位子のDTPA残基をもつ高分子を得る。次に、これらのDTPA残基導入高分子と金属イオンとを混合し、室温にて撹拌する。混合物をゲル濾過することにより、結合していない金属イオンを分離除去し、金属アフィニティ結合力を有する水溶性の高分子を作製する。この水溶性高分子をタンパク質薬物を含む水溶液内に投入する。得られた混合物をゲル濾過することにより、結合していない薬物を分離除去し、水溶性のタンパク質薬物−高分子複合体を得る。タンパク質薬物と金属イオンとを同時にDTPA残基導入高分子と混合、室温にて撹拌することによっても、同様に水溶性のタンパク質薬物−高分子複合体を得ることができる。一方、DTPA残基をもつ高分子を化学架橋すること、あるいはあらかじめ作製しておいた架橋高分子ハイドロゲル粒子へDTPA残基を導入することによって、金属キレート配位子を有する高分子ハイドロゲル粒子を作製する。これらの高分子ハイドロゲル粒予を金属イオン水溶液に浸漬させることによって、金属キレートを形成させた後、遊離金属イオンを除去し、金属アフィニティ結合力を有する高分子ハイドロゲル粒子を作製する。次に、これらの高分子ハイドロゲル粒子をタンパク質薬物を含む水溶液中に投入する。得られたハイドロゲルを水洗することにより、結合していない薬物を分離除去し、タンパク質薬物が固定化された高分子ハイドロゲル粒子を得る。   The technical configuration of the present invention will be described below. The drug-polymer complex preparation of the present invention can be obtained by the following method. DTPA acid anhydride is added to a dimethylformamide solution of a polymer having an amino group or a hydroxyl group, and a DTPA residue having chelating ability is introduced into the polymer. After the reaction, dialysis against water is performed to remove DTPA not bound to the polymer, and lyophilization yields a polymer having a DTPA residue of the metal chelate ligand. Next, these DTPA residue-introduced polymers and metal ions are mixed and stirred at room temperature. By subjecting the mixture to gel filtration, unbound metal ions are separated and removed, and a water-soluble polymer having a metal affinity binding force is produced. This water-soluble polymer is put into an aqueous solution containing a protein drug. The obtained mixture is subjected to gel filtration to separate and remove the unbound drug to obtain a water-soluble protein drug-polymer complex. A water-soluble protein drug-polymer complex can be similarly obtained by simultaneously mixing a protein drug and a metal ion with a DTPA residue-introduced polymer and stirring at room temperature. On the other hand, a polymer hydrogel particle having a metal chelate ligand by chemically crosslinking a polymer having a DTPA residue or by introducing a DTPA residue into a previously prepared crosslinked polymer hydrogel particle Is made. By immersing these polymer hydrogel particles in a metal ion aqueous solution to form a metal chelate, free metal ions are removed, and polymer hydrogel particles having a metal affinity binding force are produced. Next, these polymer hydrogel particles are put into an aqueous solution containing a protein drug. By washing the obtained hydrogel with water, the unbound drug is separated and removed to obtain polymer hydrogel particles on which the protein drug is immobilized.

本発明に用いる薬物としては、それ自体にキレート能をもつ物質であれば、その分子量ならびに種類に関係はない。例えば、抗ガン剤、抗菌剤、抗炎症剤などの低分子治療薬、インターフェロン、インターロイキン、種々の酵素薬物、種々の分化因子、および増殖因子などのぺプチドおよびタンパク質薬物、ムラミルジペプチドあるいはポリI−Cなどの免疫を賦活する作用をもつ薬物、インターフェロン誘導用RNA、さらにプラスミドおよびアンチセンスDNAなどの遺伝子治療に用いられる核酸薬物などを用いることができる。得られた薬物−高分子複合体の安定性の点から、薬物としては高分子量治療薬の使用が好ましい。また、治療薬単独ではなく、薬物を含有したリポソーム、高分子ミセル、あるいは高分子微粒子などの薬物包含運搬体、ならびに超音波造影剤、MRI増感剤などの診断薬に対しても本発明の複合体調製方法は適用可能である。   The drug used in the present invention is not related to the molecular weight and type as long as it has a chelating ability. For example, low molecular therapeutic agents such as anticancer agents, antibacterial agents, anti-inflammatory agents, peptides and protein drugs such as interferons, interleukins, various enzyme drugs, various differentiation factors, and growth factors, muramyl dipeptide or poly Drugs having an action of stimulating immunity such as I-C, RNA for interferon induction, and nucleic acid drugs used for gene therapy such as plasmids and antisense DNA can be used. From the viewpoint of the stability of the obtained drug-polymer complex, it is preferable to use a high molecular weight therapeutic agent as the drug. The present invention is not limited to therapeutic agents alone, but also to drug-containing carriers such as drug-containing liposomes, polymer micelles, or polymer microparticles, and diagnostic agents such as ultrasound contrast agents and MRI sensitizers. The composite preparation method is applicable.

本発明に用いる高分子材料としては、特に限定されるものではないが、それ自身に金属に対するキレート能をもつポリエチレングリコール(以下PEGという)、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、あるいは核酸などが挙げられる。しかしながら、もし高分子材料がキレート能の弱い、あるいはそれをもたない場合には、キレート配位子を分子内に積極的に導入することによって本発明の目的に用いることができる。キレート能をもたないあるいは弱い高分子として、例えば、ポリビニルアルコール、ポリアミノ酸、ポリアクリル酸、あるいは多糖類などが挙げられるが、これらの高分子は、その側鎖に金属キレート残基を導入することによって本発明に用いることができる。さらに、PEG分子の末端に金属キレート残基を導入することによって、PEGの末端のみを用いたシンプルな薬物との複合化も可能である。本発明では、これらの高分子材料を水溶液のまま、あるいは化学架橋により得られるハイドロゲルとの2つの形態で用いることができる。前者は薬物あるいは薬物含有運搬体との複合体化に用いられ、それらの血中寿命の延長ならびに特定臓器へのターゲティングなどを目的としている。一方、後者は薬物の固定化のための担体として用いられる。あらかじめ作製しておいた生体内分解吸収性の高分子材料からなる注射可能な形状をもつ高分子ハイドロゲルに、金属アフィニティ結合力を利用するとことによって薬物を固定化する。ハイドロゲル本体の分解とともに、薬物は徐放化されていく。   The polymer material used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include polyethylene glycol (hereinafter referred to as PEG), polyethyleneimine, polyallylamine, or nucleic acid, which itself has a chelating ability for metals. However, if the polymer material has a weak chelating ability or does not have it, it can be used for the purpose of the present invention by positively introducing a chelating ligand into the molecule. Examples of polymers having no or weak chelating ability include polyvinyl alcohol, polyamino acids, polyacrylic acid, and polysaccharides. These polymers introduce metal chelate residues into their side chains. Can be used in the present invention. Furthermore, by introducing a metal chelate residue at the end of the PEG molecule, it is possible to make a complex with a simple drug using only the end of PEG. In the present invention, these polymer materials can be used in two forms of an aqueous solution or a hydrogel obtained by chemical crosslinking. The former is used for conjugation with drugs or drug-containing carriers, and is intended to extend their blood life and target specific organs. On the other hand, the latter is used as a carrier for immobilizing drugs. A drug is immobilized by utilizing a metal affinity binding force to a polymer hydrogel having an injectable shape made of a biodegradable and absorbable polymer material prepared in advance. As the hydrogel body decomposes, the drug is gradually released.

高分子材料へ化学的に導入されるキレート配位子としては、カルボキシル基、カルボニル基、シアノ基、アミノ基、イミダゾール基、チオール基、あるいは水酸基など、金属イオンを配位結合する化学構造をもつものであれば、特に限定されるものではない。例えば、イミノジ酢酸、ニトリロトリ酢酸、エチレンジアミンテトラ酢酸(以下EDTAという)、DTPA、トリエチレンテトラミンヘキサ酢酸、N−ヒドロキシエチルエチレンジアミノトリ酢酸、エチレングリコールジエチルエーテルジアミンテトラ酢酸(以下EGDTAという)、およびエチレンジアミンテトラプロピオン酸などのコンプレクサン型配位子、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、あるいはα−アミノ酸(グルタミン酸、リジン、アスパラギン酸、シスチン、ヒスチジン、およびチロシンなど)などが挙げられる。これらのキレート配位子の高分子への導入反応については、種々の方法が考えられる。例えば、水酸基を分子内にもつ高分子の場合には、塩化シアヌル法、臭化シアン法、あるいはエピクロルヒドリン法などで水酸基とキレート配位子のアミノ基との間に化学結合を形成させる。また、多糖類に対しては、これら以外に、過ヨウ素酸酸化法による結合反応も有効である。水酸基をカルボニルイミダゾールにより活性化した後、配位子のカルボキシル基あるいはアミノ基と結合させることも可能である。カルボキシル基をもつ高分子では、カルボジイミド、N−ヒドロキシスクシンイミドとカルボジイミド、クロロ炭酸エチルなどを用いたカルボキシル基と配位子のアミノ基との間の結合反応、アミノ基をもつ高分子材料に対してはカルボジイミドなどを用いた配位子のカルボキシル基との間の結合反応、ならびに塩化シアヌルなどを用いた配位子とアミノ基との間の結合反応なども、キレート配位子の高分子材料への導入反応のために有用である。上述の結合反応に加えて、DTPA酸無水物、およびEDTAのアミノベンジルあるいはイソチオシアノベンジル誘導体などは、混合するだけで容易に高分子のアミノ基あるいは水酸基などと反応し、キレート配位子を高分子鎖に導入することができるため好ましい。その他、キレート能に優れた2、2’−ジピリジン、1、10−フェナントロリン残基の高分子への導入も有効である。以上のように、キレート能をもつ配位子残基を高分子鎖へ直接導入する方法に加えて、キレート配位残基と高分子との間にスペーサーを導入することもできる。例えば、まず、アミノ基を両末端にもつ、N1,N1−ビス(3−アミノプロピル)1、3−プロピルジアミン、ビス(3−アミノプロピル)アミン、炭素鎖長の異なる脂肪族ジアミン、あるいはリジンのエステル誘導体などを高分子鎖へ導入しておく。その後、未反応の片末端アミノ基へキレート配位子を導入し、スペーサーを介してキレート配位子が導入された高分子材料を調製する。上述の例以外に、分子両末端に水酸基、カルボキシル基などの化学反応性官能基をもつ他のスペーサー分子を利用することも可能であり、上述の反応を組み合わせることによって、スペーサーを介在したキレート配位残基導入高分子を合成できる。なお、配位子/高分子材料の配合比は特に限定されるものではないが、1/1000から1/10の配合比が好ましい。   The chelate ligand that is chemically introduced into the polymer material has a chemical structure that coordinates a metal ion such as carboxyl group, carbonyl group, cyano group, amino group, imidazole group, thiol group, or hydroxyl group. If it is a thing, it will not specifically limit. For example, iminodiacetic acid, nitrilotriacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid (hereinafter referred to as EDTA), DTPA, triethylenetetraminehexaacetic acid, N-hydroxyethylethylenediaminotriacetic acid, ethylene glycol diethyl etherdiaminetetraacetic acid (hereinafter referred to as EGDTA), and ethylenediaminetetraacetic acid Examples include complex type ligands such as propionic acid, diethylenetriamine, triethylenetetramine, and α-amino acids (such as glutamic acid, lysine, aspartic acid, cystine, histidine, and tyrosine). Various methods are conceivable for the introduction reaction of these chelate ligands into the polymer. For example, in the case of a polymer having a hydroxyl group in the molecule, a chemical bond is formed between the hydroxyl group and the amino group of the chelate ligand by a cyanuric chloride method, a cyanogen bromide method, or an epichlorohydrin method. In addition to these, a binding reaction by the periodate oxidation method is also effective for polysaccharides. After the hydroxyl group is activated with carbonylimidazole, it can be bonded to the carboxyl group or amino group of the ligand. For polymers with carboxyl groups, carbodiimide, N-hydroxysuccinimide and carbodiimide, binding reactions between carboxyl groups and ligand amino groups using ethyl chlorocarbonate, etc., for polymer materials with amino groups Can also be applied to the chelating ligand polymer materials such as the bonding reaction between the carboxyl group of the ligand using carbodiimide and the like, and the bonding reaction between the ligand and amino group using cyanuric chloride, etc. It is useful for the introduction reaction. In addition to the above-described binding reaction, DTPA acid anhydride and aminobenzyl or isothiocyanobenzyl derivative of EDTA can easily react with the amino group or hydroxyl group of the polymer just by mixing, and chelate ligand This is preferable because it can be introduced into a polymer chain. In addition, it is also effective to introduce a 2,2'-dipyridine or 1,10-phenanthroline residue excellent in chelating ability into a polymer. As described above, in addition to the method of directly introducing a ligand residue having a chelating ability into a polymer chain, a spacer can also be introduced between the chelate coordination residue and the polymer. For example, N1, N1-bis (3-aminopropyl) 1,3-propyldiamine, bis (3-aminopropyl) amine, aliphatic diamine having different carbon chain length, or lysine having amino groups at both ends An ester derivative or the like is introduced into the polymer chain. Thereafter, a chelate ligand is introduced into an unreacted one-terminal amino group, and a polymer material into which the chelate ligand is introduced via a spacer is prepared. In addition to the examples described above, other spacer molecules having a chemically reactive functional group such as a hydroxyl group or a carboxyl group at both ends of the molecule can be used. Coordination residue-introduced polymers can be synthesized. The compounding ratio of the ligand / polymer material is not particularly limited, but a compounding ratio of 1/1000 to 1/10 is preferable.

使用される金属としては、生体に安全であれば、特に限定されるものではなく、2価あるいはそれ以上の原子価をもつ遷移およびアルカリ土類金属など、高分子に導入されたキレート配位残基と安定なキレートを形成するものであればよい。金属キレートの安定性およびその毒性の観点から、銅、亜鉛、マンガン、あるいは鉄などが好ましい。これらの金属の生体毒性に関しては多くの報告(例えば、銅と衛生、財団法人日本銅センター発行、あるいは糸川嘉則、DiabetesFrontier、3巻,p425,1992など)があり、毒性のきわめて高いと考えられている銅のLD50値は>4、000mg/kg(マウス経口)である。本研究の目的に使用される銅の量は1〜1.5mg/kg程度であり、文献値に比較して1/1000以下である。ちなみに、日本人では毎日銅を0.78〜2.54mg/kg摂取していることが知られており、使用金属イオンの生体毒性は問題にならないと考えられる。それらの金属は塩化物、硫酸塩、あるいは酢酸塩などとして薬物−高分子複合体の調製に使用される。   The metal to be used is not particularly limited as long as it is safe for the living body, and the chelate coordination residue introduced into the polymer such as transition and alkaline earth metal having a valence of 2 or higher. Any group that forms a stable chelate with the group may be used. From the viewpoint of the stability of the metal chelate and its toxicity, copper, zinc, manganese, iron or the like is preferable. There are many reports on the biotoxicity of these metals (for example, copper and hygiene, published by Japan Copper Center, or Yoshinori Itokawa, Diabetes Frontier, Vol. 3, p425, 1992, etc.), and they are considered extremely toxic. The LD50 value of copper is> 4,000 mg / kg (mouse oral). The amount of copper used for the purpose of this study is about 1 to 1.5 mg / kg, which is 1/1000 or less compared to literature values. By the way, it is known that the Japanese take 0.78 to 2.54 mg / kg of copper every day, and the biotoxicity of the metal ions used is not considered to be a problem. These metals are used in the preparation of drug-polymer complexes as chlorides, sulfates or acetates.

キレート能を有する高分子物質または化学的に導入されたキレート配位子を有する高分子物質を金属イオンと混合し金属キレートを形成させる条件は、特に限定されるものではないが、用いる高分子物質の濃度として0.1〜50wt%、混合温度としては4〜50℃が望ましい。また、溶液のpHは3〜10が望ましい。必要に応じて、水酸化ナトリウムあるいは塩化水素水溶液を添加することによって反応水溶液のpHを調製することができる。金属イオンの添加量はキレート配位子に対して0.1〜10倍等量が望ましい。金属キレートを形成した金属アフィニティ結合力を有する高分子物質と薬物との混合条件は、特に限定されるものではないが、薬物の添加量は金属キレート形成配位子に対して1〜10倍等量が望ましい。また、その混合温度としては4〜50℃、溶液のpHは3〜10が望ましい。必要に応じて、水酸化ナトリウムあるいは塩化水素水溶液を添加することによって反応水溶液のpHを調製することができる。   Conditions for forming a metal chelate by mixing a polymer substance having a chelating ability or a chemically introduced chelate ligand with a metal ion are not particularly limited, but the polymer substance to be used The concentration is preferably 0.1 to 50 wt%, and the mixing temperature is preferably 4 to 50 ° C. The pH of the solution is preferably 3-10. If necessary, the pH of the aqueous reaction solution can be adjusted by adding sodium hydroxide or an aqueous hydrogen chloride solution. The amount of metal ion added is preferably 0.1 to 10 times the amount of the chelate ligand. The mixing conditions of the drug and the polymer substance having metal affinity binding force in which metal chelate is formed are not particularly limited, but the amount of drug added is 1 to 10 times the metal chelate-forming ligand, etc. The amount is desirable. The mixing temperature is preferably 4 to 50 ° C., and the pH of the solution is preferably 3 to 10. If necessary, the pH of the aqueous reaction solution can be adjusted by adding sodium hydroxide or an aqueous hydrogen chloride solution.

用いる薬物−高分子複合体は、水溶性および水不溶性のいずれでもよい。その形状も水溶液状、マイクロゲル状、粒子状、あるいは流動性固体状など、特に限定されるものではない。とりわけ、前3者は、薬物あるいは薬物含有運搬体の血中寿命の延長ならびにその特定臓器へのターゲティングなどの用途に適している。また、後2者の水不溶性の複合体は薬物の徐放化に適している。すなわち、水不溶性の高分子担体に金属イオンを介して固定化された薬物は、主に、担体自身の分解によって放出される。担体の分解とともに水可溶化された高分子フラグメントとともに薬物が担体より遊離、放出される。薬物の放出パターンは高分子担体の分解パターンにより制御できる。   The drug-polymer complex used may be either water-soluble or water-insoluble. The shape is not particularly limited, such as an aqueous solution, a microgel, a particle, or a fluid solid. In particular, the former three are suitable for uses such as prolonging the blood life of drugs or drug-containing carriers and targeting them to specific organs. The latter two water-insoluble complexes are suitable for sustained drug release. That is, a drug immobilized on a water-insoluble polymer carrier via metal ions is mainly released by decomposition of the carrier itself. Along with the decomposition of the carrier, the drug is released from the carrier and released together with the polymer fragment solubilized in water. The drug release pattern can be controlled by the degradation pattern of the polymer carrier.

本発明の薬物−高分子複合体製剤は、そのまま用いてもよく、さらには緩衝液、生理食塩水、注射用溶媒などの希釈剤に溶解、あるいは分散してAssayあるいは治療、診断に用いることもできる。さらに、凍結乾燥後、使用時に希釈剤に溶解、あるいは分散してから用いてもよい。   The drug-polymer complex preparation of the present invention may be used as it is, or may be used for assay, treatment, or diagnosis by dissolving or dispersing in a diluent such as a buffer solution, physiological saline or injection solvent. it can. Further, after lyophilization, it may be used after being dissolved or dispersed in a diluent at the time of use.

本発明の金属キレート配位結合を利用した薬物−高分子複合体製剤は次の優れた特徴をもつ。
1)薬物と高分子とを単に混合するだけで複合体が作製できる。
2)薬物と高分子とのアフィニティは薬物、金属イオン、およびキレート配位子の3者の組み合わせによって調節できる。
3)薬物単独に対してだけではなく、薬物と運搬体とからなる製剤に対しても適用可能である。
The drug-polymer complex preparation using the metal chelate coordination bond of the present invention has the following excellent characteristics.
1) A complex can be prepared by simply mixing a drug and a polymer.
2) The affinity between a drug and a polymer can be adjusted by a combination of the drug, metal ion, and chelate ligand.
3) It is applicable not only to a drug alone but also to a preparation comprising a drug and a carrier.

以下、実施例を挙げて本発明について説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated, this invention is not limited to a following example.

110mgのプルラン(分子量200,000、東京化成工業株式会社製)を含む10mlのジメチルスルホキシド溶液中へ3.3,6.6,13.2,26.5,66.2,および132.4mgのDTPA酸無水物(株式会社同仁化学研究所製)と4.97mgの4−ジメチルアミノピリジン(ナカライテスク株式会社製)を加えた。この混合溶液を40℃、24時間、撹拌し、プルランの水酸基へDTPA残基を導入した。反応後、2日間の水に対する透析と凍結乾燥を行い、DTPA残基導入プルランを得た。DTPA残基の導入率を伝導度滴定より求めたところ、上述のDTPA酸無水物の添加量の増加とともに、導入率は0.062,0.12,0.22,0.34,0.53,および0.73μmole/mgプルランと増加した。反応前後におけるプルランの分子量変化をゲルパーミエーションクロマトグラフィ(東ソー株式会社製、カラム:TSKgel3000PWXL+TSKgel6000PWXL、カラム温度:40℃、溶出液:0.2Mリン酸緩衝溶液(pH6.8)、溶出速度:0.9ml/min、検出器:示差屈折計)を用いて評価したところ、DTPA導入反応によるプルランの分子量変化は認められなかった。この結果は、DTPA酸無水物によるプルラン分子間の架橋反応は生じておらず、この反応により側鎖にDTPA残基の導入されたプルランが得られていることを示している。   3.3, 6.6, 13.2, 26.5, 66.2 and 132.4 mg in 10 ml dimethyl sulfoxide solution containing 110 mg pullulan (molecular weight 200,000, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) DTPA acid anhydride (manufactured by Dojindo Laboratories Co., Ltd.) and 4.97 mg of 4-dimethylaminopyridine (manufactured by Nacalai Tesque Co., Ltd.) were added. This mixed solution was stirred at 40 ° C. for 24 hours to introduce a DTPA residue into the hydroxyl group of pullulan. After the reaction, dialysis against water for 2 days and lyophilization were performed to obtain a DTPA residue-introduced pullulan. When the introduction rate of the DTPA residue was determined by conductivity titration, the introduction rate was 0.062, 0.12, 0.22, 0.34, 0.53 as the amount of DTPA acid anhydride was increased. , And 0.73 μmole / mg pullulan. The molecular weight change of pullulan before and after the reaction was measured by gel permeation chromatography (manufactured by Tosoh Corporation, column: TSKgel3000PWXL + TSKgel6000PWXL, column temperature: 40 ° C., eluent: 0.2 M phosphate buffer solution (pH 6.8), elution rate: 0.9 ml / Min, detector: differential refractometer), the molecular weight of pullulan due to DTPA introduction reaction was not observed. This result shows that no cross-linking reaction between the pullulan molecules by the DTPA acid anhydride occurs, and this reaction yields a pullulan having a DTPA residue introduced in the side chain.

用いる水溶性高分子がポリビニルアルコール(以下PVAという、ユニチカ株式会社製、重量平均分子量70,000、ケン化度99.8%)である以外は、実施例1と同様の方法でDTPA残基導入PVAを作製した。加えたDTPA酸無水物は6.6,13.2,26.5,42.4,および53.0mgである。DTPA残基導入率はDTPA酸無水物の添加量の増加とともに、0.15,0.21,0.26,0.39,および0.62μmole/mgPVAと増加した。DTPA残基導入反応によるPVAの分子量変化は認められなかった。   A DTPA residue was introduced in the same manner as in Example 1 except that the water-soluble polymer used was polyvinyl alcohol (hereinafter referred to as PVA, manufactured by Unitika Ltd., weight average molecular weight 70,000, saponification degree 99.8%). PVA was produced. The DTPA acid anhydride added is 6.6, 13.2, 26.5, 42.4, and 53.0 mg. The DTPA residue introduction rate increased to 0.15, 0.21, 0.26, 0.39, and 0.62 μmole / mg PVA with an increase in the amount of DTPA acid anhydride added. No change in molecular weight of PVA due to DTPA residue introduction reaction was observed.

実施例1において作製したDTPA残基導入プルラン(DTPA残基導入率:0.062μmole/mg)5mgを0.125mg/ml濃度の硫酸銅水溶液へ溶解させた。30分間の撹拌の後、混合物をゲル濾過し(Sephacryl−S200、0.5cm内径,36cm長のカラム、溶出液PB、溶出速度0.33ml/min)、遊離銅イオンを反応系から分離除去した。銅イオンをキレートしているDTPA残基導入プルランの銅キレート量および糖質量(プルラン量)は、それぞれ、原子吸光法およびアンスロン−硫酸法によって定量した。溶出曲線によれば、プルランの溶出位置と銅イオンの溶出位置が一致した。ゲル濾過後のDTPA残基導入プルランの回収率は95%であり、銅イオンのキレート結合率は1.20個/DTPA残基であった。なお、DTPA残基の導入されていない元のプルランを同様に硫酸銅水溶液へ溶解させたところ、銅イオンのプルランへの結合は認められなかった。このことは、銅イオンが金属配位子であるDTPA残基を介してキレートされていることを示している。   5 mg of the DTPA residue-introduced pullulan prepared in Example 1 (DTPA residue introduction rate: 0.062 μmole / mg) was dissolved in an aqueous copper sulfate solution having a concentration of 0.125 mg / ml. After stirring for 30 minutes, the mixture was gel-filtered (Sephacryl-S200, 0.5 cm inner diameter, 36 cm long column, eluent PB, elution rate 0.33 ml / min) to separate and remove free copper ions from the reaction system. . The copper chelate amount and sugar mass (pullulan amount) of DTPA residue-introduced pullulan chelating copper ions were quantified by the atomic absorption method and the anthrone-sulfuric acid method, respectively. According to the elution curve, the elution position of pullulan coincided with the elution position of copper ions. The recovery rate of DTPA residue-introduced pullulan after gel filtration was 95%, and the chelate binding rate of copper ions was 1.20 / DTPA residue. In addition, when the original pullulan in which the DTPA residue was not introduced was similarly dissolved in an aqueous copper sulfate solution, no binding of copper ions to the pullulan was observed. This indicates that the copper ion is chelated via a DTPA residue which is a metal ligand.

0.22gの生体内分解吸収性アミロペクチン(ナカライテスク株式会社製、ポテトより精製)を2mlの水へ投入後、80℃、数分間の撹拌により、アミロぺクチン水溶液を調製した。この水溶液を400mlのオリーブ油(和光純薬株式会社製)に加え、25℃、450rpmに条件にて、1時間撹拌することによって、W/0型エマルジョンを調製した。次に、このエマルジョン中へアセトンを加え、アミロペクチンを沈澱固化させた。粒子をアセトンにより遠心洗浄(25℃、3、000rpm、10分間)することによってアミロペクチン粒子を得た。このアミロペクチン粒子(66.6mg)を10mmoleのエチレングリコールジグリシジルエーテル(デナコールEX−810、ナガセ化成工業株式会社製)を溶解させたアセトン/1N水酸化ナトリウムの等量混合溶液10ml内へ投入した。30℃にて、3時間、撹拌条件下、架橋反応を行わせた後、さらにアセトン/0.1N水酸化ナトリウムの等量混合溶液10ml中で、40℃にて2時間、処理した。アセトン/水の等量混合溶液と、ジメチルスルホキシドにて粒子を遠心洗浄し、最終的に架橋ハイドロゲル粒子をジメチルスルホキシド中にて膨潤させた。架橋ハイドロゲル粒子の37℃、水中での膨潤操作前後の粒子径変化より粒子の含水率を評価したところ、95.6%であった。また、水膨潤時における粒子径は20〜100μmであった。膨潤架橋ハイドロゲル粒子を含むジメチルスルホキシド溶液中へ1.46mgのDTPA酸無水物および10.0mgの4−ジメチルアミノピリジンを加え、40℃にて1、3、6、12、および24時間反応させた。反応終了後、架橋ハイドロゲル粒子を水にてよく遠心洗浄した。架橋アミロペクチンハイドロゲル粒子へのDTPA残基の導入率を伝導度滴定より求めたところ、DTPA残基導入率は反応時間の増加とともに、0.063,0.069,0.088,0.10,および0.12μmole/mg乾燥粒子と増加した。ハイドロゲルの含水率はDTPA残基の導入とともに95.6から97.5%へと増加した。DTPA残基導入反応による粒子径の変化はほとんど見られなかった。   0.22 g of biodegradable and absorbable amylopectin (manufactured by Nacalai Tesque Co., Ltd., purified from potato) was poured into 2 ml of water, and then an amylopectin aqueous solution was prepared by stirring at 80 ° C. for several minutes. This aqueous solution was added to 400 ml of olive oil (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and stirred at 25 ° C. and 450 rpm for 1 hour to prepare a W / 0 type emulsion. Next, acetone was added into the emulsion to precipitate and solidify amylopectin. Amylopectin particles were obtained by centrifugally washing the particles with acetone (25 ° C., 3000 rpm, 10 minutes). The amylopectin particles (66.6 mg) were put into 10 ml of an acetone / 1N sodium hydroxide equivalent mixed solution in which 10 mmole of ethylene glycol diglycidyl ether (Denacol EX-810, manufactured by Nagase Chemical Industries, Ltd.) was dissolved. After allowing the crosslinking reaction to take place at 30 ° C. for 3 hours under stirring conditions, the mixture was further treated at 40 ° C. for 2 hours in 10 ml of an equivalent mixed solution of acetone / 0.1N sodium hydroxide. The particles were centrifugally washed with a mixed solution of equal amounts of acetone / water and dimethyl sulfoxide, and finally the crosslinked hydrogel particles were swollen in dimethyl sulfoxide. When the water content of the crosslinked hydrogel particles was evaluated from the particle size change before and after the swelling operation in water at 37 ° C., it was 95.6%. Moreover, the particle diameter at the time of water swelling was 20-100 micrometers. 1.46 mg of DTPA anhydride and 10.0 mg of 4-dimethylaminopyridine are added to a dimethyl sulfoxide solution containing swollen crosslinked hydrogel particles and allowed to react at 40 ° C. for 1, 3, 6, 12, and 24 hours. It was. After completion of the reaction, the crosslinked hydrogel particles were thoroughly washed with water. When the introduction rate of DTPA residues into the crosslinked amylopectin hydrogel particles was determined by conductivity titration, the DTPA residue introduction rate was 0.063, 0.069, 0.088, 0.10, as the reaction time increased. And 0.12 μmole / mg dry particles. The water content of the hydrogel increased from 95.6 to 97.5% with the introduction of DTPA residues. There was almost no change in the particle size due to the DTPA residue introduction reaction.

実施例4において作製したDTPA残基をもつ架橋アミロペクチンハイドロゲル粒子(DTPA残基導入率:0.10μmole/mg乾燥ハイドロゲル)の乾燥重量6mgを濃度の異なる硫酸銅水溶液へ浸漬後、40℃にて、1時間、放置した。水溶液中の銅イオン濃度をキレート滴定により定量し、スキャッチャード解析を行ったところ、ハイドロゲル粒子への銅イオンのキレート率は1.50個/DTPA残基であった。   6 mg of the dry weight of crosslinked amylopectin hydrogel particles having a DTPA residue (DTPA residue introduction rate: 0.10 μmole / mg dry hydrogel) prepared in Example 4 was immersed in aqueous copper sulfate solutions having different concentrations, and then heated to 40 ° C. And left for 1 hour. When the copper ion concentration in the aqueous solution was quantified by chelate titration and Scatchard analysis was performed, the chelate rate of copper ions to the hydrogel particles was 1.50 / DTPA residue.

実施例1において作製したDTPA残基導入プルラン(DTPA残基導入率:0.062μmole/mgプルラン)の5mg/ml濃度の水溶液へ、最終濃度が10μg/mlとなるようにヒト遺伝子組み換え型インターフェロンαA/D(以下IFNという)水溶液を(2x107国際単位(IU)/100μgprotein/ml)投入した。次に、この混合水溶液へ最終濃度が1.9mg/mlとなるように塩化亜鉛水溶液を加えた。室温にて1時間撹拌し、IFNを亜鉛イオンを介して配位結合にてDTPA残基導入プルランに結合させた。反応前後におけるIFNの分子量変化をゲルパーミエーションクロマトグラフィ(東ソー株式会社製、カラム:TSKgel3000PWXL+TSKgel6000PWXL.カラム温度:40℃、溶出液:0.05Mリン酸緩衝溶液(pH6.8)+0.3M塩化ナトリウム水溶液、溶出速度:0.9ml/min、検出器:蛍光分光光度計(励起波長278nm、発光波長348nm))を用いて評価した。コントロールとして、IFN、DTPA残基導入プルラン、およびIFNとDTPA残基導入プルランとの混合物を用いた。   Recombinant human interferon αA in a 5 mg / ml aqueous solution of the DTPA residue-introduced pullulan prepared in Example 1 (DTPA residue introduction rate: 0.062 μmole / mg pullulan) to a final concentration of 10 μg / ml / D (hereinafter referred to as IFN) aqueous solution (2 × 10 7 international units (IU) / 100 μg protein / ml) was added. Next, an aqueous zinc chloride solution was added to the mixed aqueous solution so that the final concentration was 1.9 mg / ml. The mixture was stirred at room temperature for 1 hour, and IFN was bound to DTPA residue-introduced pullulan via a zinc ion via a coordinate bond. The molecular weight change of IFN before and after the reaction was measured by gel permeation chromatography (manufactured by Tosoh Corporation, column: TSKgel3000PWXL + TSKgel6000PWXL. Column temperature: 40 ° C., eluent: 0.05M phosphate buffer solution (pH 6.8) + 0.3M sodium chloride aqueous solution, Elution rate: 0.9 ml / min, detector: Fluorescence spectrophotometer (excitation wavelength: 278 nm, emission wavelength: 348 nm)). As controls, IFN, DTPA residue introduced pullulan, and a mixture of IFN and DTPA residue introduced pullulan were used.

その結果を図1に示す。   The result is shown in FIG.

亜鉛イオンの存在下において、IFNとDTPA残基導入プルランとを混合することによって、IFN自体の蛍光ピークが短時間側にシフトした。しかしながら、亜鉛イオンが存在しない場合には、IFNピークの移動は認められなかった。なお、DTPA残基導入プルラン自身には蛍光吸収は見られなかった。亜鉛イオンの代わりに銅イオンを用いて同様の検討を行ったが、銅イオンの添加によるIFNピークの移動は認められなかった。これらの結果は、亜鉛イオンを介してIFNとDTPA残基導入プルランとが配位結合し、IFNの分子サイズが大きくなっていること、また金属イオンの種類によって、DTPA残基導入プルランとIFNとの配位結合力が変化することを示している。この例が示すように、水溶性高分子とタンパク質とを単に水中で混ぜ合わせることによって、金属イオンを介した配位結合を通した複合体が容易に形成できることがわかる。   By mixing IFN and DTPA residue-introduced pullulan in the presence of zinc ions, the fluorescence peak of IFN itself shifted to the short time side. However, no IFN peak migration was observed in the absence of zinc ions. Fluorescence absorption was not observed in the DTPA residue-introduced pullulan itself. Although the same examination was conducted using copper ions instead of zinc ions, no movement of the IFN peak due to the addition of copper ions was observed. These results show that IFN and DTPA residue-introduced pullulan are coordinated via zinc ions, and the molecular size of IFN is increased, and depending on the type of metal ion, DTPA residue-introduced pullulan and IFN It shows that the coordinative bond strength of. As shown in this example, it can be seen that a complex through a coordination bond via a metal ion can be easily formed by simply mixing a water-soluble polymer and a protein in water.

実施例2において作製したDTPA残基導入PVA(DTPA残基導入率:0.15μmole/mgPVA)5mg/ml濃度の水溶液へ、最終濃度が10μg/mlとなるようにリゾチーム(以下Lyzという,ナカライテスク株式会社製)水溶液を投入した。次に、この混合水溶液へ最終濃度が1.9mg/mlとなるように硫酸銅水溶液を加えた。室温にて1時間撹拌し、銅イオンを介した配位結合にてLyzをDTPA残基導入PVAに結合させた。反応前後におけるLyzの分子量変化を実施例6に記載のゲルパーミエーションクロマトグラフィを用いて評価した。コントロールとして、Lyz、DTPA残基導入PVA、およびLyzとDTPA残基導入PVAとの混合物を用いた。銅イオン存在下にてLyzとDTPA残基導入PVAとを混合することにより、Lyz自体の蛍光ピークが短時間側にシフトした。しかしながら、銅イオンが存在しない場合には、Lyzピークの移動は認められなかった。これらの結果は、亜鉛イオンを介してLyzとプルランとが配位結合により結合し、Lyzの分子サイズが大きくなっていることを示している。以上のように、この場合にも、DTPA残基導入PVAとタンパク質とを単に水中で混ぜ合わせることによって、両者の複合体が形成できることがわかった。   The DTPA residue-introduced PVA prepared in Example 2 (DTPA residue introduction rate: 0.15 μmole / mg PVA) into an aqueous solution having a concentration of 5 mg / ml so that the final concentration becomes 10 μg / ml (hereinafter referred to as Lyz, Nacalai Tesque). An aqueous solution was supplied. Next, an aqueous copper sulfate solution was added to the mixed aqueous solution so that the final concentration was 1.9 mg / ml. The mixture was stirred at room temperature for 1 hour, and Lyz was bound to DTPA residue-introduced PVA by coordination bond via copper ions. Changes in the molecular weight of Lyz before and after the reaction were evaluated using the gel permeation chromatography described in Example 6. As controls, Lyz, DTPA residue-introduced PVA, and a mixture of Lyz and DTPA residue-introduced PVA were used. By mixing Lyz and DTPA residue-introduced PVA in the presence of copper ions, the fluorescence peak of Lyz itself shifted to the short time side. However, in the absence of copper ions, no movement of the Lyz peak was observed. These results indicate that Lyz and pullulan are bonded through a coordinate bond through zinc ions, and the molecular size of Lyz is increased. As described above, also in this case, it was found that a complex of both can be formed by simply mixing DTPA residue-introduced PVA and protein in water.

実施例4と同様の方法にて作製したDTPA残基をもつ架橋アミロペタチンハイドロゲル粒子(DTPA残基導入率:0.10μmole/mg乾燥ハイドロゲル)の乾燥重量20mgを濃度の異なる硫酸銅水溶液へ浸漬後、40℃にて1時間、放置した。その後、ハイドロゲル粒子を水にてよく遠心洗浄し、キレートされていない銅イオンを除去した。水溶液中の銅イオンをキレート滴定により定量することによってハイドロゲル粒子へキレートされた銅イオン量を評価したところ、0.0005,0.001,0.006,および0.04μmole/mg乾燥ハイドロゲル粒子であった。銅イオンをキレートさせたDTPA残基導入架橋アミロペクチンハイドロゲル粒子を1mg/ml濃度の牛血清アルブミン(以下BSAという、和光純薬株式会社製)の水溶液3.2ml中へ浸漬した。時間毎に上澄み中のタンパクを定量することによってハイドロゲル粒子へのタンパク質吸着を評価した。タンパク質はBio−radProteinAssay法により定量した。   Copper sulfate aqueous solutions with different concentrations of 20 mg of dry weight of crosslinked amylopetatin hydrogel particles having a DTPA residue (DTPA residue introduction rate: 0.10 μmole / mg dry hydrogel) prepared by the same method as in Example 4 After soaking, the solution was left at 40 ° C. for 1 hour. Thereafter, the hydrogel particles were thoroughly centrifuged with water to remove unchelated copper ions. When the amount of copper ion chelated to the hydrogel particles was evaluated by quantifying the copper ions in the aqueous solution by chelate titration, 0.0005, 0.001, 0.006, and 0.04 μmole / mg dried hydrogel particles Met. The DTPA residue-introduced crosslinked amylopectin hydrogel particles chelated with copper ions were immersed in 3.2 ml of an aqueous solution of bovine serum albumin (hereinafter referred to as BSA, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) having a concentration of 1 mg / ml. Protein adsorption to the hydrogel particles was evaluated by quantifying the protein in the supernatant every hour. The protein was quantified by the Bio-rad Protein Assay method.

その結果を図2に示す。   The result is shown in FIG.

銅イオンをキレートしているDTPA残基導入架橋アミロペクチンハイドロゲル粒子においては、タンパク質の吸着量は時間および銅イオンキレート量の増加とともに増加した。一方、銅イオンをキレートしていないDTPA残基導入架橋アミロペクチンハイドロゲル粒子へのタンパク質吸着は認められなかった。DTPA残基を導入していない架橋アミロペクチンハイドロゲル粒子に対しても、同様のタンパク質吸着を調べたが、銅イオンの有無に関係なく、いずれのハイドロゲルにおいてもタンパク質の吸着は認められなかった。以上の結果より、金属イオンをキレート固定化したアミロペクチンハイドロゲル粒子をタンパク質水溶液中へ浸漬することによって、タンパク質をハイドロゲル粒子へ結合できることがわかった。   In DTPA residue-introduced crosslinked amylopectin hydrogel particles chelating copper ions, the amount of protein adsorbed increased with time and the amount of copper ion chelate. On the other hand, protein adsorption to DTPA residue-introduced crosslinked amylopectin hydrogel particles not chelating copper ions was not observed. Similar protein adsorption was examined for crosslinked amylopectin hydrogel particles into which no DTPA residues were introduced, but protein adsorption was not observed in any hydrogel regardless of the presence or absence of copper ions. From the above results, it was found that the protein can be bound to the hydrogel particles by immersing the amylopectin hydrogel particles in which the metal ions are chelate-immobilized in the protein aqueous solution.

実施例1において作製したDTPA残基導入プルラン(DTPA残基導入率:0.062μmole/mg)の15mg/ml濃度の水溶液へ、最終濃度が100μg/mlとなるようにIFN水溶液(2x107国際単位(IU)/100μgprotein/ml)を投入した。次に、この混合液へ最終濃度が18.2mg/mlとなるように塩化亜鉛水溶液を加えた。室温にて3時間撹拌し、IFNを亜鉛イオンを介して配位結合にてDTPA残基導入プルランに結合させた。次に、混合物のゲル濾過(Sephacryl−S200、0.5cm内径,36cm長のカラム、溶出液0.01Mリン酸緩衝溶液+0.25NNaCl、溶出速度0.33ml/min)を行い、遊離亜鉛イオンと遊離IFNとをIFN−DTPA残基導入プルラン結合体から分離除去した。IFN−プルラン結合体のタンパク質量(IFN量)および糖質量(プルラン量)を、それぞれ、Bio−RadProteinAssay法およびアンスロン−硫酸法にて定量したところ、プルランの回収率は95%であり、結合体へ結合されているタンパク質量は、仕込みタンパク質量の56%であった。IFN−プルラン結合体のIFN活性をinvitroにおけるその抗ウイルス活性から評価(Rubinstein,S.など、J.Virol.,37巻、p755,1981)したところ、その活性は7.2x107IU/mg結合体であり、結合反応前後におけるIFN活性の回収率は36%であった。   To the 15 mg / ml aqueous solution of DTPA residue-introduced pullulan (DTPA residue introduction rate: 0.062 μmole / mg) prepared in Example 1, an IFN aqueous solution (2 × 107 international units (2 × 107 international units ( IU) / 100 μg protein / ml). Next, an aqueous zinc chloride solution was added to the mixture so that the final concentration was 18.2 mg / ml. The mixture was stirred at room temperature for 3 hours, and IFN was bound to DTPA residue-introduced pullulan via a zinc ion via a coordinate bond. Next, gel filtration of the mixture (Sephacryl-S200, 0.5 cm inner diameter, 36 cm long column, eluent 0.01 M phosphate buffer solution +0.25 N NaCl, elution rate 0.33 ml / min) was performed, and free zinc ions and Free IFN was separated and removed from the IFN-DTPA residue-introduced pullulan conjugate. When the protein amount (IFN amount) and sugar mass (pullulan amount) of the IFN-pullulan conjugate were quantified by the Bio-Rad Protein Assay method and the anthrone-sulfuric acid method, respectively, the recovery rate of pullulan was 95%. The amount of protein bound to was 56% of the charged protein amount. When the IFN activity of an IFN-pullulan conjugate was evaluated from its antiviral activity in vitro (Rubinstein, S. et al., J. Virol., 37, p755, 1981), the activity was 7.2 × 107 IU / mg conjugate. Yes, the recovery of IFN activity before and after the binding reaction was 36%.

IFN濃度として20μg/mlの水溶液100μlと200μlの0.5Mリン酸緩衝溶液(pH7.5)とを混合した。この混合溶液中へ4μlのNa125I(3.7GBq/ml0.1MNaOH solution,NENResearchProducts社製)を加えた。0.2mg/ml濃度のクロラミンTの0.05Mリン酸緩衝溶液(pH7.2)を200μl加えた後、室温にて2分間、IFNの放射ラベル化反応を行った。次に、200μlの4mg/ml二亜硫酸ナトリウムの0.5Mリン酸緩衝溶液(pH7.2)を加えて反応を停止させた。陰イオン交換樹脂(Dowex1−X8)を詰めたカラムに反応物を通過させ、ラベル化されていない125I−を分離除去した。このようにして得られた125Iラベル化遊離IFN(最終濃度3.92μg/ml)を実施例1において作製したDTPA残基導入プルラン(DTPA導入率:0.062μmole/mg)の6.53mg/ml濃度の水溶液へ投入した。次に、この混合水溶液へ最終濃度が370μg/mlとなるように塩化亜鉛あるいは硫酸銅水溶液を加えた。室温にて3時間撹拌し、金属イオンを介した配位結合によってIFNをDTPA残基導入プルランに結合させた。125Iラベル化遊離IFNあるいは125Iラベル化IFN−DTPA残基導入プルラン結合体をBalb/cマウス(9週齢、メス、三匹/グループ)の尾静脈内へ投与した。投与30分後に、血液、心臓、肺、胸腺、肝臓、牌臓、腎臓、胃腸管、甲状腺、それ以外の部位、および尿、糞などを回収し、それぞれの臓器の放射活性をガンマカウンターにて計測した。コントロールとして金属イオンを加えていないDTPA残基導入プルランと125Iラベル化IFNとの混合物を用いた。結果を表1に示す。   As an IFN concentration, 100 μl of a 20 μg / ml aqueous solution and 200 μl of 0.5 M phosphate buffer solution (pH 7.5) were mixed. 4 μl of Na125I (3.7 GBq / ml 0.1 M NaOH solution, manufactured by NEN Research Products) was added to the mixed solution. After adding 200 μl of 0.05 M phosphate buffer solution (pH 7.2) of chloramine T at a concentration of 0.2 mg / ml, radiolabeling reaction of IFN was performed at room temperature for 2 minutes. Next, 200 μl of 4 mg / ml sodium disulfite 0.5 M phosphate buffer (pH 7.2) was added to stop the reaction. The reaction was passed through a column packed with an anion exchange resin (Dowex1-X8) to separate and remove unlabeled 125I-. The 125I-labeled free IFN thus obtained (final concentration of 3.92 μg / ml) was 6.53 mg / ml of the DTPA residue-introduced pullulan (DTPA introduction rate: 0.062 μmole / mg) prepared in Example 1. It poured into the aqueous solution of concentration. Next, zinc chloride or copper sulfate aqueous solution was added to this mixed aqueous solution so that the final concentration was 370 μg / ml. The mixture was stirred at room temperature for 3 hours, and IFN was bound to DTPA residue-introduced pullulan by coordination bond via metal ions. 125I-labeled free IFN or 125I-labeled IFN-DTPA residue introduced pullulan conjugate was administered into the tail vein of Balb / c mice (9 weeks old, female, 3 mice / group). 30 minutes after administration, blood, heart, lungs, thymus, liver, spleen, kidney, gastrointestinal tract, thyroid, other parts, urine, feces, etc. are collected, and the radioactivity of each organ is measured with a gamma counter. Measured. As a control, a mixture of DTPA residue-introduced pullulan to which no metal ion was added and 125I-labeled IFN was used. The results are shown in Table 1.

Figure 2008120838
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体内分布に明らかな違いが認められる臓器は肝臓であった。亜鉛イオン存在下にてDTPA残基導入プルランと混合したIFNでは、その肝臓への蓄積量が遊離IFNに比較して有意に高くなっている。また、亜鉛イオンがない状態における両者の混合は、IFNの肝臓への蓄積には影響を与えなかった。肝臓以外の臓器に関しては、遊離IFNとIFN−プルラン結合体との間に大きな差は認められなかった。これらの結果は、肝臓へIFNを移行させるプルランに金属配位結合を介してIFNを複合化することによって、肝臓へのIFNのターゲティングが達成できたことを示している。この優れた肝臓ターゲティング能ハイドロゲルは化学結合によってIFNとプルランとを結合させた場合と同様の結果を示している。このことは、DTPA残基導入プルランとIFNとを、単に水溶液中で混ぜ合わせるだけで金属配位結合を介してIFNがプルラン修飾され、その結果、肝臓へのターゲティング効果が現れたことを示している。しかしながら、金属イオンとして銅イオンを用いた場合には、IFNの肝臓へのターゲティング効果は認めらなかった。銅イオンの存在がゲルパーミエーションクロマトグラフィのIFNピークを高分子量側にシフトできなかったことを考えると、金属配位結合を介したIFNとDTPA残基導入プルランとの結合は、用いる金属イオンの種類に影響されることがわかる。   The organ with a clear difference in body distribution was the liver. In IFN mixed with DTPA residue-introduced pullulan in the presence of zinc ions, the amount accumulated in the liver is significantly higher than that of free IFN. In addition, mixing of both in the absence of zinc ions did not affect the accumulation of IFN in the liver. For organs other than the liver, no significant difference was observed between free IFN and IFN-pullulan conjugates. These results indicate that IFN targeting to the liver could be achieved by conjugating IFN via metal coordination bonds to pullulan that transfers IFN to the liver. This excellent liver targeting ability hydrogel shows the same result as when IFN and pullulan are combined by chemical bonding. This indicates that FNPA residue-introduced pullulan and IFN were simply mixed in an aqueous solution to modify IFN via metal coordination, resulting in a liver targeting effect. Yes. However, when copper ion was used as the metal ion, the targeting effect of IFN on the liver was not observed. Considering that the presence of copper ions could not shift the IFN peak of gel permeation chromatography to the high molecular weight side, the bond between IFN and DTPA residue-introduced pullulan via metal coordination bond is the type of metal ion used. It turns out that it is influenced by.

実施例2において作製したDTPA残基導入PVA(DTPA残基導入率:0.15μmole/mgPVA)、タンパク質としてLyz、および銅イオンを用いる以外は実施例6と同様の方法で、銅イオンを介したLyzとDTPA残基導入PVAとの結合体を作製し、それらの結合体ならびに遊離Lyzの血液動態を調べた。遊離Lyz、LyzとDTPA残基導入PVAとの混合物、銅イオンを介したDPTA−PVAとLyzとの結合体の血中半減期は、それぞれ、約30、32、および800分間であった。このように、DTPA残基導入PVAを銅イオン存在下にて混ぜ合わせるだけで、Lyzの血中半減期が有意に延長した。一方、銅イオンのない状態で両者を混合した場合には、Lyzの血中半減期の有意な増加は見られなかった。化学結合法にてLyz−PVA結合体を作製した場合にも、Lyzの血中半減期の増加が見られたことから、Lyz分子が金属イオンを介した配位結合とDTPA残基導入PVAによって修飾された結果、Lyzの血中動態が変化したと考えられる。   DTPA residue-introduced PVA prepared in Example 2 (DTPA residue introduction rate: 0.15 μmole / mg PVA), Lyz as a protein, and copper ions were used in the same manner as in Example 6 via copper ions. Conjugates of Lyz and DTPA residue-introduced PVA were prepared, and the hemodynamics of these conjugates and free Lyz were examined. The blood half-life of free Lyz, a mixture of Lyz and DTPA residue-introduced PVA, and a conjugate of DPTA-PVA and Lyz via copper ions were about 30, 32, and 800 minutes, respectively. In this way, the blood half-life of Lyz was significantly prolonged by simply mixing the DTPA residue-introduced PVA in the presence of copper ions. On the other hand, when both were mixed in the absence of copper ions, no significant increase in the blood half-life of Lyz was observed. Even when the Lyz-PVA conjugate was prepared by the chemical bonding method, the increase in the blood half-life of Lyz was observed. Therefore, the Lyz molecule was coordinated by metal ions and DTPA residue-introduced PVA. As a result of the modification, it is thought that the blood kinetics of Lyz changed.

実施例4と同様の方法にて作製したDTPA残基をもつ架橋アミロペクチンハイドロゲル粒子(DTPA残基導入率:0.10μmole/mg乾燥ハイドロゲル)の乾燥重量10mgを2.5μM濃度の硫酸銅水溶液2mlへ浸漬し、40℃1時間、放置した。その後、ハイドロゲル粒子を水にてよく遠心洗浄し、キレートされていない銅イオンを除去し、凍結乾燥した。水溶液中の銅イオンをキレート滴定により定量したところ、ハイドロゲル粒子ヘキレートされた銅イオン量は、0.3μmole/mg乾燥ハイドロゲル粒子であった。次に、IFNの代わりにBSAを用いる以外、実施例10と同様の方法にて125Iラベル化BSAを調製した。この水溶液(1mg/ml濃度)の0.1mlを乾燥ハイドロゲル粒子に滴下し、ゲル内へBSAを含浸させた。これらの125Iラベル化BSA含浸銅イオンキレート架橋アミロペクチンハイドロゲル粒子を、マウス背部皮下へ注射投与した後、ハイドロゲル粒子重量とハイドロゲル粒子内に残存している放射活性を経時的に測定した。ハイドロゲル粒子は時間とともにinvivoで分解され、その残存重量は、注射1、4、7、14日後で、それぞれ、90、73、40、0%であった。ハイドロゲル内に残存している放射活性は時間とともに、85、67、43、0%と減少した。一方、銅イオン処理していないDTPA残基をもつ架橋アミロペクチンハイドロゲル粒子を用いて同様の検討を行ったところ、その残存重量は、注射1、4、7、14日後で、それぞれ、89、70、46、0%と、invivo分解性に関しては、銅イオン処理ハイドロゲル粒子群に比べて相違は見られなかった。しかしながら、残存放射活性は、注射1日後に初期含浸量の20%まで低下し、4日後にはその活性は認められなかった。以上のように、銅イオンを介して配位固定されたタンパク質は、invivoにおいてもハイドロゲル粒子からはずれることとなく、ハイドロゲルの分解とともに、ハイドロゲル粒子から徐放されたと考えられる。   10 mg of the dry weight of crosslinked amylopectin hydrogel particles having a DTPA residue (DTPA residue introduction rate: 0.10 μmole / mg dry hydrogel) prepared in the same manner as in Example 4 was added to a 2.5 μM copper sulfate aqueous solution. It was immersed in 2 ml and left at 40 ° C. for 1 hour. Thereafter, the hydrogel particles were thoroughly washed with water to remove unchelated copper ions and freeze-dried. When the copper ions in the aqueous solution were quantified by chelate titration, the amount of copper ions chelated to the hydrogel particles was 0.3 μmole / mg dry hydrogel particles. Next, 125I-labeled BSA was prepared in the same manner as in Example 10, except that BSA was used instead of IFN. 0.1 ml of this aqueous solution (concentration of 1 mg / ml) was dropped on the dried hydrogel particles, and BSA was impregnated into the gel. These 125I-labeled BSA-impregnated copper ion chelate cross-linked amylopectin hydrogel particles were injected and administered subcutaneously to the back of the mouse, and the weight of the hydrogel particles and the radioactivity remaining in the hydrogel particles were measured over time. The hydrogel particles were degraded in vivo over time, and the residual weights were 90, 73, 40, and 0% after 1, 4, 7, and 14 days, respectively. The radioactivity remaining in the hydrogel decreased to 85, 67, 43, 0% with time. On the other hand, when the same examination was performed using crosslinked amylopectin hydrogel particles having a DTPA residue not treated with copper ions, the residual weights were 89, 70 after 1, 4, 7, and 14 days after injection, respectively. 46, 0% and in vivo degradability, no difference was seen compared to the copper ion-treated hydrogel particle group. However, the residual radioactivity decreased to 20% of the initial impregnation amount 1 day after injection, and no activity was observed after 4 days. As described above, it is considered that the protein coordinated and fixed via copper ions was released from the hydrogel particles as the hydrogel was decomposed without deviating from the hydrogel particles even in vivo.

本発明は、生体内で不安定な薬物を高分子運搬体に、化学結合ではなく、金属イオンを介して配位的に結合させることを特徴とする、簡易な薬物−高分子複合体調製方法である。この調製方法に適用される薬物は、治療薬、治療薬を包含した薬物運搬体、および診断薬のいずれでもよい。キレート配位子を有する高分子材料あるいはそれ自身でキレート能を有する高分子材料と薬物とを金属イオンの存在下にて混合することにより、薬物と高分子との複合体が容易に得られること、さらに、得られた複合体が薬物の血中寿命の延長およびそのターゲティング、ならびに薬物の徐放化などを通して、従来の化学結合法によって作製されてきた薬物−高分子複合体と同様に、薬効発現が極めて容易であり、本発明の産業利用性は非常に大きいといえる。   The present invention provides a simple method for preparing a drug-polymer complex, characterized in that a drug unstable in vivo is coordinately bonded to a polymer carrier via a metal ion instead of a chemical bond. It is. The drug applied to this preparation method may be any of a therapeutic agent, a drug carrier including the therapeutic agent, and a diagnostic agent. A complex of a drug and a polymer can be easily obtained by mixing a polymer material having a chelate ligand or a polymer material having a chelating ability with the drug in the presence of a metal ion. Furthermore, the obtained complex is effective in the same manner as the drug-polymer complex produced by the conventional chemical bonding method through the extension of the blood life of the drug and its targeting, and the sustained release of the drug. The expression is extremely easy, and it can be said that the industrial applicability of the present invention is very large.

亜鉛イオンの存在下におけるIFNとDTPA残基導入プルランとの混合によるIFN分子サイズの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the IFN molecular size by mixing with IFN and DTPA residue introduction | transduction pullulan in presence of a zinc ion. DTPA残基導入架橋アミロペクチンハイドロゲル粒子へのBSAの吸着を示す図である。It is a figure which shows adsorption | suction of BSA to a DTPA residue introduction | transduction bridge | crosslinking amylopectin hydrogel particle.

Claims (4)

キレート能を有する薬物とキレート能を有する高分子物質または化学的に導入されたキレート配位子を有する高分子物質とを金属イオンの存在下で混合することを特徴とする、薬物−高分子複合体製剤の調製方法。   A drug-polymer composite comprising a drug having a chelating ability and a polymer substance having a chelating ability or a polymer substance having a chelate ligand introduced in the presence of a metal ion. Preparation method of body preparation. キレート能を有する高分子物質が水溶性あるいはマイクロゲル状、粒子状、流動性固体状等の注射可能な形状であることを特徴とする請求項1に記載の薬物−高分子複合体製剤の調製方法。   2. The preparation of a drug-polymer complex preparation according to claim 1, wherein the high-molecular substance having a chelating ability is water-soluble or injectable form such as microgel, particulate, or flowable solid. Method. キレート能を有する薬物含有リポソーム、高分子ミセル、あるいは高分子微粒子などの薬物包含運搬体と請求項1に記載の高分子物質とを金属イオンの存在下で混合することを特徴とする、薬物−高分子複合体製剤の調製方法。   A drug-containing carrier such as a drug-containing liposome having chelating ability, a polymer micelle, or a polymer fine particle and the polymer substance according to claim 1 are mixed in the presence of a metal ion. A method for preparing a polymer composite preparation. キレート能を有する薬物を含有した超音波造影剤あるいは核磁気共鳴増感剤などの診断薬と請求項1に記載の高分子物質とを金属イオンの存在下で混合することを特徴とする、薬物−高分子複合体製剤の調製方法。
A drug comprising: a diagnostic agent such as an ultrasound contrast agent or a nuclear magnetic resonance sensitizer containing a drug having a chelating ability and the polymer substance according to claim 1 mixed in the presence of a metal ion. -Preparation method of polymer composite preparation.
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