JP2008528509A - 少なくとも１つの対イオンを含む、向上した安定性でマイクロニードルをコーティングするための治療用ペプチド製剤 - Google Patents

Abstract

原線維形成が最小化及び／又は制御されていて、一貫した、及び予想可能な組成物粘度を生じる、少なくとも１つの対イオンを使用する、増強された物理的安定性を有するペプチド、ポリペプチド及びタンパク質治療剤製剤の組成物並びに製剤化及び送達のための方法。本発明の、ペプチド、ポリペプチド及びタンパク質治療剤の組成物並びに製剤化及び送達のための方法は、対象の皮膚を通った生物適合性コーティングの送達のために、送達デバイスの、角質層貫通微小突起、又は複数の角質層貫通微小突起をコーティングするために使用され得る生物適合性コーティングへの、それらの取り込みをさらに促進し、したがって、ペプチド治療剤の送達の効果的な手段を提供する。好ましい対イオンは、酢酸塩及び塩化物である。

Description

本発明は、一般に、ペプチド、ポリペプチド及びタンパク質治療剤組成物、並びにかかる組成物を製剤化及び送達するための方法に関する。より具体的には、本発明は、かかる治療剤組成物が溶液中で原線維（ｆｉｂｒｉｌ）を形成する傾向を制御することによって、物理的に安定化されたペプチド、ポリペプチド及びタンパク質治療剤組成物の、組成並びに製剤化及び送達のための方法に関する。

多くの、及び種々のペプチド、ポリペプチド、及びタンパク質治療剤は、かかる治療剤が有益な効果を示し得る状態を有する患者に適切に送達されると、治療上の利益を有することが、当該分野で公知である。これらの治療剤は、中でもホルモン、タンパク質、抗原、リプレッサー／活性化因子、酵素、及び免疫グロブリンが挙げられるがこれらに限定されない、いくつかの広範な種類を含む。治療用途としては、少し例を挙げれば、癌、高カルシウム血症、パジェット病、骨粗鬆症、糖尿病、うっ血性心不全を含む心臓疾患、睡眠障害、慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）及び同化疾患の治療が挙げられる。

当該分野において、かかるペプチド、ポリペプチド、及びタンパク質治療剤製剤を、治療上有効に、及び商業的に実現可能に製剤化することは、部分的に、治療有効濃度で存在すると多くのペプチド、ポリペプチド及びタンパク質治療剤が原線維を形成する傾向のために、問題があった。ペプチド、ポリペプチ又はタンパク質の製剤における原線維形成は、いくぶん予測不能であると見なされていた。原線維形成は、製剤化のすぐ（数時間内）後に起こり得、したがって、ペプチド、ポリペプチド及びタンパク質を含む治療剤製剤の製造可能性に、有害に影響を与え得る。原線維形成はまた、製造後の最終産物において起こって、貯蔵寿命の減少につながり得る。

ペプチド、ポリペプチド及びタンパク質の製剤における原線維の形成は、経時的な製剤粘度の変化（例えば増大）を引き起こすことによって、製剤の物理的安定性に影響を与える。かかる変化の速度論は、ペプチド、ポリペプチド又はタンパク質治療剤製剤を商業的に製造する過程において、予測するのが難しく、そのため、解釈するのが難しいことがある。

インビボでのタンパク質フィブリル化の因果関係について考察している参考文献が公開されている。例えば、Ｌｏｍａｋｉｎら、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ、第９３巻、１１２５〜１１２９頁（１９９６年２月）は、ヒトアクチン組織における原線維形成を扱っている。

しかしながら、上記の刊行物も、任意の他の公知の参考文献も、具体的には原線維形成及び結果として生じる製剤粘度の所望されていない変化を緩和又は排除する、ペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質治療剤の製剤の、製剤化、又は物理的に安定化するための技術を開示していない。具体的には、示された刊行物も、任意の他の公知の参考文献も、望まれていない原線維形成に対する安定性、及びそれに続く製剤粘度の経時的な増大又は変化を製剤に付与する適切な対イオン又は対イオンの混合物とともに治療剤を製剤化することによる、ペプチド、ポリペプチド及びタンパク質治療剤の、製剤化、又は物理的に安定化するための技術を開示していない。

かかるペプチド、ポリペプチド及びタンパク質治療剤の治療用製剤の、向上した物理的安定性は、治療剤自体に対する増大した保存又は貯蔵寿命の利益を提供するだけでなく、本発明の組成物並びに製剤化及び送達のための方法に従って一旦安定化されると、治療剤がより広範な可能性のある製剤において、より多様な治療剤送達手段で有用になるという点で、効能の増強もする。

ペプチド、ポリペプチド及びタンパク質等の治療剤は、典型的には、経口、注入、注射、及びより最近では、経皮送達によって投与される。単語「経皮」は、本明細書中で使用される場合、外科用ナイフでの切断又は皮下針での皮膚の貫通等の皮膚の実質的な切断又は穿通のない、皮膚から局所的組織又は全身の循環系への、作用物質（例えば、薬物、医薬、ペプチド、ポリペプチド又はタンパク質等の治療剤）の送達をいう一般的な用語である。経皮薬剤送達としては、受動的拡散による送達、並びに電気（例えば、イオン導入法）及び超音波（例えば、フォノフォレシス）等の外部エネルギー源に基づく送達が挙げられる。

小さな皮膚貫通要素を使用して経皮薬剤送達を増強する、多数の経皮薬剤送達システム及び器具が開発されている。かかるシステム及び器具の例は、米国特許第５８７９３２６号、第３８１４０９７号、第５２５００２３号、第３９６４４８２号、再発行第２５６３７号、並びにＰＣＴ公開番号第９６／３７１５５号、第９６／３７２５６号、第９６／１７６４８号、第９７／０３７１８号、第９８／１１９３７号、第９８／００１９３号、第９７／４８４４０号、第９７／４８４４１号、第９７／４８４４２号、第９８／００１９３号、第９９／６４５８０号、第９８／２８０３７号、第９８／２９２９８号、及び第９８／２９３６５号に開示されており、これらはすべて、全体が参照によって本明細書中に組み込まれる。

開示されているシステム及び器具は、種々の形状及びサイズの貫通要素を使用して、皮膚の最も外側の層（即ち、角質層）を貫通し、したがって、薬剤流入を増強する。貫通要素は、一般に、パッド又はシート等の薄く平坦な部材から垂直に延在する。貫通要素は、典型的には非常に小さく、わずか約２５〜４００ミクロンの微小突起長及びわずか約５〜５０ミクロンの微小突起厚を有するものもある。

経皮薬剤送達システムにおける最近の改良としては、送達される作用物質が物理的レザバー（ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）に含まれる代わりに微小突起（ｍｉｃｒｏｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）をコーティングしている、システム、方法及び製剤が挙げられる。これにより、別々の物理的レザバー、及び特にレザバーのための薬剤製剤又は組成物の開発の必要性が排除される。米国特許出願公開第２００４／００６２８１３号（Ｃｏｒｍｉｅｒら）、及び第２００４／００９６４５５号（Ｍａａら）は、その開示が参照によって本明細書中に完全に組み込まれており、作用物質の組成物並びに薬剤を微小突起にコーティングすることによって製剤化及び送達するための方法を開示している。

上記の米国特許出願は、コーティング過程は、有効量の治療剤が確実に送達されるように注意深く制御及びモニタリングされるべきであると記している。治療有効量を達成するのに重要な要素としては、送達デバイスの微小突起の表面に適用するコーティングの厚さを正確に制御することが挙げられる。当該分野で公知のように、微小突起上の所望の厚さのコーティングは、コーティング組成物の粘度及び濃度を含む、いくつかの要素に依存する。

したがって、物理的安定性、特に経時的にペプチド、ポリペプチド、及びタンパク質治療剤製剤の粘度安定性を維持することは、特に治療剤の送達の様式が、生物適合性コーティングを含む薬剤でコーティングされた複数の微小突起を有する経皮送達デバイスによる場合に、治療剤の効能を確実にすることにおける、重要な工程である。

したがって、増強された物理的安定性を有するペプチド、ポリペプチド及びタンパク質治療剤の組成物並びに製剤化及び送達のための方法を提供することが望ましい。

原線維形成が最小化及び／又は制御されている、ペプチド、ポリペプチド及びタンパク質治療剤の組成物並びに製剤化及び送達のための方法を提供することが、さらに望ましい。

原線維形成の最小化及び／又は制御が、一貫した、及び予想可能な組成物粘度を生じる、ペプチド、ポリペプチド及びタンパク質治療剤の組成物並びに製剤化及び送達のための方法を提供することが、さらに望ましい。

最大又は最適な貯蔵寿命を示す、ペプチド、ポリペプチド及びタンパク質治療剤の組成物並びに製剤化及び送達のための方法を提供することが、さらに望ましい。

ペプチド、ポリペプチド及びタンパク質治療剤が、対象の皮膚を通って薬剤を送達するよう適合された複数の皮膚貫通微小突起を有する経皮送達デバイスをコーティングしている、増強された物理的安定性を有するペプチド、ポリペプチド及びタンパク質治療剤を提供することが、さらに望ましい。

本発明の、物理的に及び粘度の安定したペプチド、ポリペプチド及びタンパク質治療剤製剤の組成物並びに製剤化及び送達のための方法に従うと、治療剤製剤への適切な対イオンの混合物の添加によって、望ましくない原線維形成、及び結果として生じる製剤粘度の望ましくない変化が実質的に減少するか、又は排除されることがわかっている。

本発明に従うと、原線維形成はペプチド、ポリペプチド又はタンパク質の二次構造の関数であると考えられている。原線維は、伸長又は自己会合過程と考えられているものによって、時間の関数として成長するのが観察されている。ある種のポリペプチド、例えば成長ホルモン放出因子（ＧＲＦ）類似体であるＴＨ９５０７のαヘリックス配置は、自己会合である結晶化様過程につながることが、本発明者らによって見出されている。結晶形成は、基本的な単位、又は分子が互いに同一である場合にのみ可能である、繰り返しパターンで自己会合することができる化合物で起こる。

ペプチド、ポリペプチド又はタンパク質溶液への、２つ以上の対イオンの混合物の導入によって、溶液は、異なるペプチドの混合物のように機能し、これによって自己集合は非常に難しくなり、原線維形成、及び結果として生じる製剤粘度の望ましくない増大が緩和又は排除される。

したがって、増強された物理的安定性を有するペプチド、ポリペプチド及びタンパク質治療剤の、組成物、並びに製剤化及び送達のための方法を提供することが、本発明の目的である。

原線維形成が最小化及び／又は制御されている、ペプチド、ポリペプチド及びタンパク質治療剤の、組成物、並びに製剤化及び送達のための方法を提供することが、本発明の別の目的である。

原線維形成の最小化及び／又は制御によって、一貫した、及び予想可能な組成物粘度を生じる、ペプチド、ポリペプチド及びタンパク質治療剤の、組成物、並びに製剤化及び送達のための方法を提供することが、本発明の別の目的である。

最大又は最適な貯蔵寿命を有するペプチド、ポリペプチド及びタンパク質治療剤の組成物並びに製剤化及び送達のための方法を提供することが、本発明のさらに別の目的である。

ペプチド、ポリペプチド及びタンパク質治療剤が、対象の皮膚を通った薬剤の送達に適合された複数の皮膚貫通微小突起を有する経皮送達デバイス上に置かれた生物適合性コーティングに含まれている、増強された物理的安定性を有するペプチド、ポリペプチド及びタンパク質治療剤を提供することが、本発明のさらなる目的である。

製剤が対イオン混合物によって安定化されている、ペプチド、ポリペプチド及びタンパク質治療剤製剤の組成物並びに製剤化及び送達のための方法を提供することが、本発明の別の目的である。

対イオンの混合物を使用してペプチド、ポリペプチド及びタンパク質治療剤製剤を安定化する方法を提供することが、本発明のさらなる目的である。

ペプチド、ポリペプチド及びタンパク質治療剤製剤の安定性に関して対イオンの混合物の効果を予想及び測定する方法を提供することが、本発明のさらなる目的であり、この方法によって、所望の製剤粘度が、例えば治療剤製剤の製造において、正確に標的化されることが可能になる。

上記の目的及び下記で言及され明らかになるものに従うと、本発明の一実施形態において、向上した、又は最適な物理的安定性を示すペプチド、ポリペプチド及びタンパク質治療剤の組成物並びに製剤化及び送達のための方法が提供され、この向上した、又は最適な物理的安定性によって、治療剤を含む製剤の貯蔵寿命が増強される。本発明はまた、向上した、又は最適な物理的安定性を示し、それゆえに経皮送達デバイスの複数の角質層貫通微小突起をコーティングする生物適合性コーティングに組み込まれ得る、ペプチド、ポリペプチド及びタンパク質治療剤製剤の組成物並びに製剤化及び送達のための方法を提供する。

本発明はさらに、所定のペプチド、ポリペプチド又はタンパク質溶液が原線維を形成する傾向を評価及び／又は決定するための予想方法、並びに２つ以上の対イオンの適切な混合物を提供して原線維形成を阻害、予防又は中和することを提供し、この方法によって、治療剤製剤の粘度が正確に標的化されることが可能になる。

本発明はまた、電荷分布、化学量論及び熱力学的考察に基づいて、ペプチド自己集合を評価、予想及び阻害するための予想方法を提供する。

本発明の一実施形態において、ペプチド、ポリペプチド及びタンパク質治療剤製剤の組成物並びに製剤化及び送達のための方法は、経口（ボーラス）、経口（徐放性又はパターン放出）、注入、注射、皮下移植、肺、粘膜（口腔粘膜、眼、鼻、直腸、膣）、受動的、能動的及び弾道的な経皮送達を含む種々の送達手段（例えば、全身又は局所的送達）とともに使用するのに適している。耳炎、皮膚、頭皮、爪の真菌、細菌及びウイルス感染の治療等の他の局所的送達もまた、本発明の範囲内である。

好ましい実施形態において、ペプチド、ポリペプチド及びタンパク質治療剤の組成物並びに製剤化及び送達のための方法は、具体的には、ペプチド又はポリペプチド治療剤が、微小突起送達デバイスの少なくとも１つの角質層貫通微小突起、好ましくは複数の角質層貫通微小突起をコーティングしている生物適合性コーティングに含まれている、微小突起送達デバイスを用いた経皮送達に適している。

本発明の一実施形態において、治療用ペプチド、ポリペプチド及びタンパク質の組成物は、通常又は特定の条件下で原線維を形成し得る、以下の薬剤、ＡＣＴＨ、アミリン、アンギオテンシン、アンギオゲニン、抗炎症ペプチド、ＢＮＰ、カルシトニン、エンドルフィン、エンドセリン、ＧＬＩＰ、成長ホルモン放出因子（ＧＲＦ）、ヒルジン、インスリン、インスリノトロピン、神経ペプチドＹ、ＰＴＨ及びＶＩＰの少なくとも１つを含む。

治療剤のさらなる特定の例としては、制限されることなく、成長ホルモン放出ホルモン（ＧＨＲＨ）、オクトレオチド、下垂体ホルモン（例えば、ｈＧＨ）、ＡＮＦ、増殖因子放出因子（ＧＦＲＦ）等の増殖因子、ｂＭＳＨ、ソマトスタチン、血小板由来増殖因子放出因子、ヒト絨毛性ゴナドトロピン、エリスロポイエチン、グルカゴン、ヒルログ、インターフェロンα、インターフェロンβ、インターフェロンγ、インターロイキン、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子（ＧＭ−ＣＳＦ）、顆粒球コロニー刺激因子（Ｇ−ＣＳＦ）、メノトロピン（尿性卵胞性刺激ホルモン（ＦＳＨ）及びＬＨ））、ストレプトキナーゼ、組織プラスミノーゲン活性化因子、ウロキナーゼ、ＡＮＦ、ＡＮＰ、ＡＮＰクリアランス阻害因子、抗利尿ホルモンアゴニスト、カルシトニン遺伝子関連ペプチド（ＣＧＲＰ）、ＩＧＦ−１、ペンチゲチド、プロテインＣ、プロテインＳ、サイモシンα−１、バソプレシンアンタゴニスト類似体、α−ＭＳＨ、ＶＥＧＦ、ＰＹＹ、並びに前述のもの由来のポリペプチド及びポリペプチド類似体及び誘導体が挙げられる。

好ましい実施形態において、治療用ペプチド薬剤は、ホルモンを含む。特に好ましいホルモンは、成長ホルモン放出因子（ＧＲＦ）及びその類似体、特にＴＨ９５０７である。ＴＨ９５０７は、睡眠障害、慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）における筋肉消耗を含む同化適応の治療、及びそれに続くある種の手術をするのに価値があることが示されている。この実施形態において、酢酸塩及び塩化物の対イオンの混合物でＧＲＦを安定化することが、特に好ましい。酢酸塩の、塩化物に対するモル比は、好ましくは、約０．２：１〜５：１の範囲であり、より好ましくは、約０．５：１〜２：１の範囲である。対イオン混合物のペプチドに対するモル比は、好ましくは約２：１〜３０：１の範囲であり、より好ましくは、約４：１〜１５：１の範囲である。

一実施形態に従うと、本発明は、少なくとも２つの対イオンがペプチド又はポリペプチドと会合している、ペプチド又はポリペプチド製剤を含む。治療用ペプチド又はポリペプチドの対イオンは、その薬学的に許容され得る塩を形成するものである。したがって、正味の負電荷を有するペプチド又はポリペプチドについて、対イオン混合物は、溶液ｐＨで正味の正電荷を有するべきである。正味の正電荷を有するペプチド又はポリペプチドについて、対イオン混合物は、溶液ｐＨで正味の負電荷を有するべきである。

２つの対イオンが使用される場合、２つの対イオンのモル比は、好ましくは、約０．２：１〜５：１の範囲であり、より好ましくは、約０．５：１〜２：１の範囲である。３つ以上の対イオンが使用される場合、任意の個々の対イオンの、他のもののモル合計に対するモル比は、好ましくは、約０．１：１〜２．５：１の範囲であり、より好ましくは、約０．２５：１〜１：１の範囲である。対イオン混合物の、ペプチドに対するモル比は、好ましくは、約２：１〜３０：１の範囲であり、より好ましくは、約４：１〜１５：１の範囲である。

正味の正電荷を有するペプチド又はポリペプチドでの製剤化に適した対イオンの例としては、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸塩、ペンタン酸塩、ヘキサン酸塩、ヘプタン酸塩、レブリン酸塩、塩化物、臭化物、クエン酸塩、コハク酸塩、マレイン酸塩、グリコール酸塩、グルコン酸塩、グルクロン酸塩、３−ヒドロキシイソ酪酸塩、２−ヒドロキシイソ酪酸塩、乳酸塩、リンゴ酸塩、ピルビン酸塩、フマル酸塩、酒石酸塩、タルトロン酸塩、硝酸塩、リン酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、メタンスルホン酸塩、硫酸塩及びスルホン酸塩が挙げられるが、これらに限定されない。

正味の負電荷を有するペプチド又はポリペプチドでの製剤化に適した対イオンの例としては、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アンモニウム、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トロメタミン、リシン、ヒスチジン、アルギニン、モルホリン、メチルグルカミン、及びグルコサミンが挙げられるが、これらに限定されない。

別の好ましい実施形態において、対イオン混合物を含む、得られる安定したペプチド、ポリペプチド及びタンパク質治療剤の製剤は、少なくとも１つの角質層貫通微小突起、好ましくは複数の角質層貫通微小突起若しくはそれらの配列、又は送達デバイスをコーティングするのに使用される生物適合性コーティングに組み込まれる。典型的には、コーティング過程は、例えば、開示が参照によって本明細書中に組み込まれる、Ｔｒａｕｔｍａｎらに対する米国特許公開第２００２／０１３２０５４号で開示されるように、各コーティング工程間の乾燥工程を含む、一連のコーティング工程において行われる。

本発明のさらなる実施形態に従うと、安定したペプチド、ポリペプチド及びタンパク質治療剤を経皮的に送達するための器具又はデバイスは、角質層を通って下にある表皮層又は表皮及び真皮層へ貫通するよう適合された複数の微小突起を含む微小突起部材を含み、微小突起部材は、その上に置かれた、安定したペプチド、ポリペプチド及びタンパク質治療剤を含む製剤を含む生物適合性コーティングを有する。好ましい実施形態において、治療剤は、成長放出因子（ＧＲＦ）及びその類似体を含む。より好ましくは、かかる実施形態において、治療剤はＴＨ９５０７を含む。

本発明の一実施形態に従うと、ペプチド治療剤製剤を送達するための方法は、以下の、（ｉ）複数の微小突起を有する微小突起部材を提供する工程、（ｉｉ）安定化されたペプチド治療剤の製剤を提供する工程、（ｉｉｉ）安定化されたペプチド治療剤の製剤を含む生物適合性コーティング製剤を形成する工程、（ｉｖ）微小突起部材を生物適合性コーティング製剤でコーティングして、生物適合性コーティングを形成する工程、（ｖ）乾燥によって生物適合性コーティングを安定化する工程、及び（ｖｉ）コーティングされた微小突起部材を、対象の皮膚に適用する工程を含む。

添付の図面に示されるように、本発明の好ましい実施形態の、以下の、及びさらに具体的な説明から、さらなる特徴及び利点が明らかになり、ここで、同様の参照記号は、一般に、図面全体で同じ部分又は要素をいう。

本発明を詳細に説明する前に、本発明は具体的に例示される物質、製剤、方法又は構造に限定されることなく、勿論そのようなものが変化してもよいことが、理解されるべきである。したがって、本明細書中に記載されているものと同様又は同等な多くの物質及び方法が、本発明の実施において使用することができるが、好ましい物質及び方法を本明細書中に記載する。

本明細書中で使用される用語法は本発明の具体的な実施形態を説明する目的のためだけであって、限定することを意図しないことも、理解されるべきである。

他に定義されなければ、本明細書中で使用されるすべての技術的及び科学的用語は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。

さらに、本明細書中に引用されるすべての刊行物、特許及び特許出願は、前出であれ後掲であれ、その全体が参照によって本明細書中に組み込まれる。

最後に、本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、内容によって他に明らかに規定されなければ、複数の指示物を含む。したがって、例えば、「治療剤」への言及は、２つ以上のかかる薬剤を含み、「微小突起」への言及は、２つ以上のかかる微小突起等を含む。

定義
用語「ペプチド」、「ポリペプチド」及び「タンパク質」は、本明細書中で交換可能に使用される。内容によって他に明らかでなければ、示された用語は、ペプチド結合を介して連結した少なくとも２つのアミノ酸を有するポリマーをいう。したがって、この用語は、オリゴペプチド、タンパク質断片、類似体、誘導体、糖化誘導体、ペグ化誘導体、融合タンパク質等を含む。

用語「経皮」は、本明細書中で使用される場合、局所的又は全身の療法のための、皮膚への及び／又は皮膚を通っての薬剤の送達を意味する。

用語「経皮流入」は、本明細書中で使用される場合、経皮送達の速度を意味する。

用語「安定な」は、本明細書中で使用される場合、薬剤製剤をいい、薬剤製剤が、分解、崩壊、又は不活性化を含む過度の化学的又は物理的変化の対象ではないことを意味する。「安定な」は、本明細書中でコーティングについて言及する場合には、機械的に安定なこと、即ちコーティングが堆積している表面からの過度の置換又は損失の対象ではないことも意味する。

用語「治療剤」及び「薬剤」は、本明細書中で使用される場合、治療有効量で投与された場合に薬学的に有効な、作用物質を含む物質又は混合物の薬学的に活性のある薬剤及び／又は組成物を意味し、含む。ペプチド治療用作用物質の特定の例は、ＧＲＦである。１つより多い「薬剤」が本発明の治療剤製剤（複数可）に組み込まれ得ること、及び用語「薬剤」及び「治療剤」が２つ以上のかかる薬剤の使用を排除しないことが、理解されるべきである。

用語「治療上有効な」又は「治療有効量」は、本明細書中で使用される場合、所望の有益な結果を刺激又は開始するのに必要な治療用ペプチド薬剤の量をいう。本発明のコーティング中で使用される治療用ペプチド薬剤の量は、所望の結果を達成するのに必要な量の治療用ペプチド薬剤を送達するのに必要な量である。実際には、これは、送達される具体的な治療用ペプチド薬剤、送達の部位、並びに皮膚組織への治療用ペプチド薬剤の送達のための溶解及び放出速度論に依存して、広範に変化する。

用語「コーティング製剤」は、本明細書中で使用される場合、１つ又は複数の微小突起及び／又はその配列を含む、送達表面をコーティングするのに使用される、自由に流れている組成物又は混合物を意味し、含む。

用語「生物適合性コーティング」は、本明細書中で使用される場合、十分な接着特性を有するがペプチド治療剤との有害な相互作用を有さない（又は最小限しか有さない）、「コーティング製剤」から形成されるコーティングを意味し、含む。

用語「微小突起」は、本明細書中で使用される場合、生きている動物、具体的には哺乳動物、より具体的にはヒトの内在する皮膚の表皮層又は表皮及び真皮層へと、角質層を貫通するか、又は角質層へ及び／若しくは角質層を通って切り込むよう適合された、貫通要素をいう。

用語「微小突起部材」は、本明細書中で使用される場合、一般に、角質層を貫通するための配列に配置された複数の微小突起を含む微小突起配列を含意する。微小突起部材は、薄いシートから複数の微小突起をエッチング又は穴あけすること及びシートの平面から微小突起を折りたたみ又は折り曲げをして配置を形成することによって、形成することができる。微小突起部材はまた、全体が参照によって本明細書中に組み込まれる米国特許第６０５０９８８号に開示されているように、それぞれの細長い一片（複数可）の端に沿って微小突起を有する１つ又は複数の細長い一片を形成することによる等の、他の公知の様式で形成することができる。

本発明とともに使用され得る微小突起部材としては、全体が参照によって本明細書中に組み込まれる、米国特許第６０８３１９６号、第６０５０９８８号、及び第６０９１９７５号、並びに米国特許出願公開第２００２／００１６５６２号に開示されている部材が挙げられるが、これらに限定されない。当業者に理解されるように、微小突起配列が使用されると、送達される治療剤の用量はまた、微小突起配列（又はパッチ）サイズ、密度等を変化させることによって、変化し得るか、又は操作され得る。

上記で示したように、本発明は、増強された物理的安定性を有し、原線維形成が最小化及び／又は制御されているペプチド治療剤の組成物並びに製剤化及び送達のための方法を含む。ペプチド、ポリペプチド及びタンパク質治療剤製剤の組成物並びに製剤化及び送達のための方法によって、さらに、原線維形成を最小化及び／又は制御して、一貫した、及び予想可能な組成物粘度を生じることが可能になる。本発明の、ペプチド、ポリペプチド及びタンパク質治療剤製剤の組成物並びに製剤化及び送達のための方法は、対象の皮膚を通った生物適合性コーティングの送達のために、送達デバイスの角質層貫通微小突起、又は複数の角質層貫通微小突起をコーティングするのに使用され得る生物適合性コーティングへのそれらの取り込みをさらに促進し、したがって、ペプチド治療剤を送達する効果的な手段を提供する。

一実施形態に従うと、本発明は、ペプチド治療剤製剤中の少なくとも２つの対イオンの存在によって、原線維形成が制御され、製剤粘度が調節されているペプチド治療剤製剤を含む。治療用ペプチド又はポリペプチドのための対イオン混合物は、薬学的に許容され得るその塩を形成するすべての種類を含む。したがって、対イオンは、正味の電荷を有する、弱い若しくは強い、有機若しくは無機の酸若しくは塩基、界面活性剤、ポリマー、又は他の部分を含んでもよい。正味の負電荷を有するペプチド又はポリペプチドについては、対イオン混合物は、好ましくは、溶液ｐＨで正味の正電荷を有する。正味の正電荷を有するペプチド又はポリペプチドについては、対イオン混合物は、好ましくは、溶液ｐＨで正味の負を有する。

一般に、示された本発明の実施形態において、対イオン混合物の量は、ペプチド治療剤の正味の電荷を中和するのに十分であるべきである。

２つの対イオンが使用される場合、２つの対イオンのモル比は、好ましくは、約０．２：１〜５：１の範囲であり、より好ましくは、約０．５：１〜２：１の範囲である。３つ以上の対イオンが使用される場合、任意の個々の対イオンの、他のもののモル合計に対するモル比は、好ましくは、約０．１：１〜２．５：１の範囲であり、より好ましくは、約０．２５：１〜１：１の範囲である。対イオン混合物の、ペプチドに対するモル比は、好ましくは、約２：１〜３０：１の範囲であり、より好ましくは、約４：１〜１５：１の範囲である。

所定のペプチドの原線維形成を阻害する２つの対イオンの作用混合物に少量の第３の対イオンを添加することで、上記の作用範囲外の第３の対イオンの他のもののモル合計に対するモル比を明らかに生じることは、当業者に明らかになろう。したがって、かかる考案もまた、本願の範囲内であることは、明らかである。

治療剤
多数の、及び種々のペプチド、ポリペプチド、及びタンパク質治療剤は、かかる治療剤が有益な効果を示し得る状態を有する患者に適切に送達されると、治療上の利益を有することが、当該分野で公知である。これらの治療剤は、中でも、ホルモン、タンパク質、抗原、免疫グロブリン、リプレッサー／活性化因子、酵素を含む、いくつかの非常に広範な種類を含む。

本発明の範囲内で使用され得る適したホルモンとしては、インスリン等のタンパク質ホルモンが挙げられる。当業者に理解されるように、示されたホルモンは、典型的には、癌、代謝性疾患、下垂体疾患及び閉経を含む多様な状態及び疾患の治療のために使用される。

最初、少数のペプチド及びタンパク質のみが原線維を形成することができると考えられていたが、それらの具体的なタンパク質の短い断片もまた原線維を形成すると考えられていた。より最近では、通常原線維を生じないミオグロブリン等の球状オールヘリカル（ａｌｌ−ｈｅｌｉｃａｌ）タンパク質でも、部分的変性条件下でインキュベートされると、原線維に転換されることが確立された（Ｆａｎｄｒｉｃｈ，Ｍ．、Ｆｌｅｔｃｈｅｒ，Ｍ．Ａ．、及びＤｏｂｓｏｎ，Ｃ．Ｍ．（２００１年）Ｎａｔｕｒｅ ４１０、１６５〜１６６頁）。このことから、ほとんどのタンパク質が原線維を形成する能力を有することが示唆される。また、４残基程度の短いペプチドが原線維を形成し得ることが証明されている（Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．第２７７巻、４５号、４３２４３〜４３２４６頁、２００２年１１月８日）。

したがって、本発明の一実施形態において、治療用ペプチド、ポリペプチド及びタンパク質の組成物は、通常又は特定の条件下で原線維を形成し得る、以下の薬剤、ＡＣＴＨ、アミリン、アンギオテンシン、アンギオゲニン、抗炎症ペプチド、ＢＮＰ、カルシトニン、エンドルフィン、エンドセリン、ＧＬＩＰ、成長ホルモン放出因子（ＧＲＦ）、ヒルジン、インスリン、インスリノトロピン、神経ペプチドＹ、ＰＴＨ及びＶＩＰの、少なくとも１つを含む。

治療剤のさらなる特定の例としては、制限されることなく、成長ホルモン放出ホルモン（ＧＨＲＨ）、オクトレオチド、下垂体ホルモン（例えば、ｈＧＨ）、ＡＮＦ、増殖因子放出因子（ＧＦＲＦ）等の増殖因子、ｂＭＳＨ、ソマトスタチン、血小板由来増殖因子放出因子、ヒト絨毛性ゴナドトロピン、エリスロポイエチン、グルカゴン、ヒルログ、インターフェロンα、インターフェロンβ、インターフェロンγ、インターロイキン、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子（ＧＭ−ＣＳＦ）、顆粒球コロニー刺激因子（Ｇ−ＣＳＦ）、メノトロピン（尿性卵胞性刺激ホルモン（ＦＳＨ）及びＬＨ））、ストレプトキナーゼ、組織プラスミノーゲン活性化因子、ウロキナーゼ、ＡＮＦ、ＡＮＰ、ＡＮＰクリアランス阻害因子、抗利尿ホルモンアゴニスト、カルシトニン遺伝子関連ペプチド（ＣＧＲＰ）、ＩＧＦ−１、ペンチゲチド、プロテインＣ、プロテインＳ、サイモシンα−１、バソプレシンアンタゴニスト類似体、α−ＭＳＨ、ＶＥＧＦ、ＰＹＹ、並びに前述のもの由来のポリペプチド及びポリペプチド類似体及び誘導体が挙げられる。

本発明の一実施形態において、溶液ｐＨで、ペプチド治療剤は正味の正電荷を有し、対イオン混合物は、好ましくは正味の負電荷を有する。正電荷を有するペプチド治療剤の例としては、ｐＨ範囲０〜１１でのＴＨ９５０７、ｐＨ範囲０〜８でのｈＣＴ、ｐＨ範囲０〜８．５でのｈＰＴＨ（１〜３４）、ｐＨ範囲０〜１１でのデスモプレシン、ｐＨ範囲０〜６でのｈＶＥＧＦ（１〜１２１）、及び範囲０〜１０でのｈＢＮＰ（１〜３３）が挙げられる。

上記の実施形態において、正味の正電荷を有するペプチドでの製剤化に適した対イオンの例としては、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸塩、ペンタン酸塩、ヘキサン酸塩、ヘプタン酸塩、レブリン酸塩、塩化物、臭化物、クエン酸塩、コハク酸塩、マレイン酸塩、グリコール酸塩、グルコン酸塩、グルクロン酸塩、３−ヒドロキシイソ酪酸塩、２−ヒドロキシイソ酪酸塩、乳酸塩、リンゴ酸塩、ピルビン酸塩、フマル酸塩、酒石酸塩、タルトロン酸塩、硝酸塩、リン酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、メタンスルホン酸塩、硫酸塩、及びスルホン酸塩が挙げられるが、これらに限定されない。好ましくは、対イオン混合物は、ペプチド薬剤の正味の電荷を中和するのに十分な量で、治療剤製剤に添加される。しかしながら、過剰な対イオン混合物（酸又は酸−塩基の複合体としてのいずれかで）をペプチドに添加することができる。

本発明の別の実施形態において、溶液ｐＨで、ペプチド治療剤は正味の負電荷を有し、対イオン混合物は、好ましくは、正味の正電荷を有する。負電荷を有するペプチド治療剤の例としては、ｐＨ範囲６〜１４でのインスリン、ｐＨ範囲６〜１４でのＶＥＧＦ、及びｐＨ範囲６〜１４でのインスリノトロピンが挙げられる。

上記の実施形態において、正味の負電荷を有するペプチド又はポリペプチドでの製剤化に適した対イオンの例としては、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アンモニウム、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トロメタミン、リシン、ヒスチジン、アルギニン、モルホリン、メチルグルカミン、及びグルコサミンが挙げられるが、これらに限定されない。対イオン又は対イオン混合物は、好ましくは、ペプチド薬剤の正味の電荷を中和するのに十分な量で治療剤製剤に添加される。しかしながら、過剰な対イオン又は対イオン混合物（塩基、又は酸−塩基の複合体としてのいずれかで）をペプチドに添加することができる。

本発明の特に好ましい実施形態において、治療用ペプチドは、ホルモンを含む。特に好ましいホルモンは、成長ホルモン放出因子（ＧＲＦ）及びその類似体、特にＴＨ９５０７である。ＴＨ９５０７は、合成の、４４アミノ酸の成長ホルモン放出因子類似体であり、睡眠障害、慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）における筋肉消耗を含む多発性同化疾患、免疫及び認知疾患を治療するのに使用されている。ＴＨ９５０７は、ペプチドの血漿半減期を増大させる疎水性部分を含むことによって安定化されているので、ＴＨ９５０７は、その天然に存在する対応物よりも、高い能力を示す。

当該分野で周知のように、ＧＲＦは、下垂体受容体に結合することによって、下垂体による成長ホルモン（ＧＨ）の分泌を引き起こす。正常な対象において、ＧＨは、下垂体によって、拍動性の様式で放出される。ＴＨ９５０７はまた、ＧＦの、この拍動性の放出を達成することもできる。

示された実施形態において、酢酸塩及び塩化物の対イオンの混合物でＧＲＦを安定化することが特に好ましい。酢酸塩の、塩化物に対するモル比は、好ましくは、約０．２：１〜５：１の範囲であり、より好ましくは、約０．５：１〜２：１の範囲である。対イオン混合物の、ペプチドに対するモル比は、好ましくは、約２：１〜３０：１の範囲であり、より好ましくは、約４：１〜１５：１の範囲である。

好ましい実施形態において、ペプチド治療用作用物質及び対イオン（又は対イオン混合物）は、適切な溶媒中で、溶液又は懸濁液として製剤化される。適した溶媒としては、水、ＤＭＳＯ、エタノール、イソプロパノール、ＤＭＦ、アセトニトリル、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、及びそれらの混合物が挙げられる。また、治療用ペプチドは、ＥＶＡ又はＰＬＧＡ等のポリマービヒクル中で、溶液又は懸濁液中にあり得る。当該分野で公知のように、ショ糖及びトレハロース等のさらなる安定化添加物が、製剤中に存在してもよい。

本発明のペプチド治療剤の送達、安定性又は効能を助ける種々の他の添加物もまた、添加物が原線維形成阻害対イオンと相互作用又は干渉しなければ、本発明の製剤に添加することができる。したがって、本発明の組成物及び製剤は、適した佐剤、賦形剤、溶媒、塩、界面活性剤、緩衝剤及び他の成分を含み得る。かかる添加物の例は、米国特許出願第１０／８８０７０２号及び第１０／９７０８９０号に見ることができ、その開示は参照によって本明細書中に組み込まれる。

本発明の別の実施形態において、薬剤、組成物又は物質の添加によって、ペプチド治療剤製剤における原線維形成が制御され、製剤の粘度が調節され、それによって、ペプチド薬剤の自己会合及び／又は自己集合が阻害又は制御される。一般に、原線維形成の所望の制御及び製剤粘度の調節は、ペプチドが、熱力学的に自己集合に好ましくない二次構造に押し込まれた場合に達成され得る。

当該分野で周知のように、ペプチド、ポリペプチド及びタンパク質のシステムにおけるエネルギー変換は、下記の自由エネルギー等式によって支配され、式中Ｈはエンタルピーを表し、Ｓはエントロピーを表す。
等式Ｉ：ΔＧ＝ΔＨ−ＴΔＳ

ポリペプチドの折りたたみ、及び、そのため、自己集合の能力は、自由エネルギー等式Ｉによって評価することができる。また、ペプチド溶液中のイオン種の分布を計算することができる。平衡計算のための等式は、長年にわたって利用可能であり、典型的な平衡法則に基づいている。これを使用して、ポリペプチド等の多価電解質の正味の電荷並びにタンパク質のｐＩをうまく計算することができる。

当該分野で公知のように、正味の電荷及びｐＩの計算は、ポリペプチドを特徴付け及び精製するための、強力な手段である。それにもかかわらず、これらの計算は、特定のｐＨで溶液中に存在する種類についての直接の情報を生じない。

米国特許出願第１０／８８０７０２号において、ｐＫ_ａ値が既知である場合に任意の多価電解質の種類の分布を説明するための、等式を導く方法、及びコンピュータアルゴリズムが提供されている。この出願の開示は、参照によって完全に本明細書中に組み込まれる。

本発明のさらなる実施形態において、ペプチド治療剤は、原線維形成を最小化又は排除することによって安定化されており、溶液又は懸濁液として製剤化され、次いで乾燥、凍結乾燥（ｆｒｅｅｚｅ−ｄｒｉｅｄ）（又は凍結乾燥（ｌｙｏｐｈｉｌｉｚｅｄ））、噴霧乾燥、又は噴霧凍結乾燥されて、保存のために安定化される。

本発明の別の好ましい実施形態において、ペプチド治療剤製剤は、原線維形成を最小化又は排除することによって安定化されており、患者の皮膚を通ったペプチド治療剤の送達のための、角質層貫通微小突起若しくは複数の角質層貫通微小突起若しくはその配列又は送達デバイスをコーティングするのに使用される生物適合性コーティング製剤に含まれている。生物適合性コーティングの組成物及び製剤化のための方法は、Ｃｏｒｍｉｅｒらに対する米国特許出願公開第２００２／０１７７８３９号、Ｃｏｒｍｉｅｒらに対する米国特許出願公開第２００４／００６２８１３号、及びＴｒａｕｔｍａｎらに対する米国特許出願公開第２００２／０１３２０５４号に記載されており、その開示は参照によって本明細書中に組み込まれる。

ペプチド治療剤製剤、具体的には、比較的高分子量のポリペプチド又はタンパク質を含有する、又は含む治療剤のために、水溶性の生物適合性ポリマーがポリペプチド又はタンパク質と結合又は会合するように、治療剤を含む生物適合性コーティングを製剤化することが好ましい。特に好ましい方法は、ポリマーと、ポリペプチド又はタンパク質との複合体を形成することである。ＰＥＧ等のポリマーの、タンパク質及びポリペプチドへの結合は、典型的には、改良された溶解性、改良された物理的及び化学的安定性、より低い凝集傾向、並びに増強された流動特性を生じる。タンパク質又はポリペプチド治療剤のポリマー複合体を有する生物適合性コーティングの、組成物、及び製剤化のための方法は、米国特許出願第１０／９７２２３１号に開示されており、その開示は参照によって本明細書中に組み込まれる。

タンパク質ベースの治療剤製剤の他の組成物並びに製剤化及び送達のための方法は、２００４年７月１日に出願された米国特許出願第６０／５８５２７６号に開示されており、その開示は参照によって本明細書中に組み込まれる。示された出願は、所望の薬物動態学的送達プロフィールを有するホルモン治療剤の組成物及び製剤化のための方法、並びにそれを用いた生物適合性コーティングの製剤化を開示している。

本発明の一実施形態に従うと、安定したペプチド治療剤製剤を送達するための方法は、以下の、（ｉ）複数の微小突起を有する微小突起部材を提供する工程、（ｉｉ）安定化されたペプチド治療剤の製剤を提供する工程、（ｉｉｉ）安定化されたペプチド治療剤の製剤を含む生物適合性コーティング製剤を形成する工程、（ｉｖ）微小突起部材を生物適合性コーティング製剤でコーティングして、生物適合性コーティングを形成する工程、（ｖ）乾燥によって生物適合性コーティングを安定化する工程、及び（ｖｉ）コーティングされた微小突起部材を、対象の皮膚に適用する工程を含む。

図１は、本発明の組成物並びに製剤化及び送達のための方法での使用のための角質層貫通微小突起配列の一実施形態を説明する。図１に示されるように、微小突起配列５は、複数の微小突起１０を含む。微小突起１０は、開口部１４を有するシート１２から、実質的に９０度の角度で延在する。図５に示されるように、シート１２は、シート１２の裏打ち１５を含む送達パッチに含まれ得る。裏打ち１５はさらに、裏打ち１５及び微小突起配列５を患者の皮膚に接着するための接着剤１６を含み得る。この実施形態において、微小突起１０は、シート１２の平面から複数の微小突起１０をエッチング又は穴あけのいずれかをすることによって形成される。

微小突起配列５は、ステンレス鋼、チタン、ニッケルチタン合金等の金属、又はプラスチック等の同様の生物適合性物質で製造することができる。好ましい実施形態において、微小突起配列は、チタンで構成される。金属製微小突起部材は、Ｔｒａｕｔｍａｎら、米国特許第６０３８１９６号、Ｚｕｃｋ、米国特許第６０５０９８８号、及びＤａｄｄｏｎａら、米国特許第６０９１９７５号に開示されており、その開示は参照によって本明細書中に組み込まれる。

本発明とともに使用され得る他の微小突起部材は、シリコンのエッチング、先端エッチング技術の利用、又はエッチングされた微小な型を用いたプラスチックの成形によって、形成される。シリコン及びプラスチックの微小突起部材は、Ｇｏｄｓｈａｌｌら、米国特許第５８７９３２６号に開示されており、その開示は参照によって本明細書中に組み込まれる。

かかる微小突起デバイスを用いると、ペプチド治療剤を有する生物適合性コーティングが微小突起に均一及び平らに適用され、好ましくは微小突起自体に限定されることが重要である。これによって、一旦デバイスが皮膚に適用されて角質層が貫通されると、間質液中のペプチド治療剤の溶解が可能になる。また、均一なコーティングによって、保存の間及び皮膚への挿入の間の両方で、より高い機械的安定性が提供される。弱い及び／又は断続的なコーティングは、製造及び保存の間にはげる可能性、並びに適用の間に皮膚から拭い去られる可能性が、より高い。

また、薬剤の最適な安定性及び貯蔵寿命は、固体であり、実質的に乾燥している、生物適合性コーティングによって達成される。しかしながら、コーティング溶解及び薬剤放出の速度論は、認め得るほどに、多くの要因に依存して変化し得る。保存安定性であることに加えて、生物適合性コーティングは治療剤の所望の放出を可能にするべきであることが、容易に理解されよう。

放出速度論プロフィールに依存して、コーティングされた微小突起を、長期にわたって（例えば、約８時間まで）、皮膚との貫通関係に維持することが必要であり得る。これは、接着剤を用いて微小突起部材を皮膚に固定することによって、又はＣｏｒｍｉｅｒらに対する米国特許第６２３００５１号に記載されているもの等の固定された微小突起を使用することによって、達成することができ、その開示は全体が参照によって本明細書中に組み込まれる。

本発明の組成物並びに製剤化のための方法は、製剤粘度が制御されることを可能にし、少なくとも１つの角質層貫通微小突起、好ましくは複数のかかる角質層貫通微小突起を有するもの等の微小突起送達デバイスへの治療剤（又は治療剤を含む生物適合性コーティング）の適用を促進する、さらなる利益を提供する。かかるデバイスを用いると、コーティング製剤の粘度が制御されて、治療剤の十分な流入が確実になるのに必要な放出速度論が可能になるはずである。同時に、いくらかの製剤粘度によって、微小突起部材の利用可能な微小突起表面領域上により多くのコーティングが堆積できるようになるので、いくらかの製剤粘度が、かかる微小突起デバイスの製造を助け得る。

生物適合性コーティングの、組成物、及び製剤化のための方法は、例えば、米国特許出願公開第２００２／０１２８５９９号、第２００２／０１７７８３９号、及び第２００４／０１１５１６７号に記載されており、その開示は、参照によって本明細書中に組み込まれる。

本発明の一実施形態において、浸漬被覆過程を使用して、微小突起を安定なペプチド治療剤製剤を含む生物適合性コーティング溶液に部分的又は全体的に浸漬することによって、微小突起がコーティングされる。或いは、デバイス全体が、生物適合性コーティング溶液に浸漬され得る。

多くの例において、コーティング内の安定な治療剤は、非常に高価であり得る。したがって、微小突起の先端のみをコーティングすることが好ましいことがある。微小突起先端コーティング器具及び方法は、Ｔｒａｕｔｍａｎら、米国特許出願公開第２００２／０１３２０５４号に開示されている。示された刊行物は、コーティングを微小突起の先端に限定するローラーコーティング機構を開示している。

Ｔｒａｕｔｍａｎらの刊行物に記載されているように、コーティングデバイスは、コーティングを微小突起だけに適用し、微小突起がそこから延在する基板／シート状には適用しない。これは、活性のある（又は有益な）薬剤の費用が比較的高い場合に望ましいことがあり、したがって、有益な薬剤を含むコーティングは、患者の角質層の下に貫通する微小突起配列の一部にのみ置かれるべきである。

示されたコーティング技術は、皮膚貫通の間に微小突起から容易に取り除かれない平坦なコーティングを自然に形成する、さらなる利益を有する。微小突起先端コーティングの平坦な横断面を、図２Ａにより明らかに示す。

図２に示されるように、マイクロ流体スプレー又は印刷技術等の他のコーティング技術を用いて、コーティング１８を微小突起１０の先端に正確に堆積させることもできる。

本発明の実施において使用され得る他のコーティング方法としては、コーティング溶液を微小突起に噴霧することが挙げられる。噴霧は、コーティング組成物のエーロゾル懸濁液の形成を包含し得る。一実施形態において、約１０〜約２００ピコリットルの液滴サイズを形成するエーロゾル懸濁液が微小突起に噴霧され、次いで乾燥される。

微小突起１０は、開口部（示さず）、溝（示さず）、表面の凸凹（示さず）、又は同様の変更等の、コーティング１８の体積を受け取る、及び／又は増大させるように適合された手段をさらに含み得、この手段によって、より多い量のコーティングが堆積し得る、増大した表面積が提供される。

ここで、図３及び４を参照すると、微小突起配列５の代替的な実施形態が示されている。図３に示されるように、微小突起配列５は、異なるコーティングが各部分に適用されている６０〜６３で示される部分に分割され得、それによって、単一の微小突起配列を利用して、使用の間に１つより多い有益な薬剤を送達することが可能になる。

ここで図４を参照すると、「パターンコーティング」が微小突起配列５に適用されている、微小突起配列５の断面図が示されている。示されるように、微小突起１０のそれぞれは、参照番号６１〜６４によって示されるように、異なる生物適合性コーティング及び／又は異なる治療剤でコーティングされ得る。即ち、別々のコーティングが、個々の微小突起１０に適用される。パターンコーティングは、微小突起配列の表面に堆積した液体を配置するための分注システムを用いて適用され得る。堆積した液体の量は、好ましくは、０．１〜２０ナノリットル／微小突起の範囲である。適した精密計量液体分注機の例は、米国特許第５９１６５２４号、第５７４３９６０号、第５７４１５５４号及び第５７３８７２８号に開示されており、その開示は参照によって本明細書中に組み込まれる。

微小突起コーティング溶液はまた、公知の電磁弁分注機、場合により電場の使用により一般に制御される流体動力手段及び配置手段を用いた、インクジェット技術を用いて適用され得る。印刷産業からの他の液体分注技術、又は当該分野で公知の同様の液体分注技術が、本発明のパターンコーティングを適用するために使用され得る。

さらに別の好ましい実施形態において、本発明のペプチド治療剤を含む生物適合性コーティングを、微小突起部材の少なくとも１つの角質層貫通微小突起、より好ましくは複数のかかる角質層貫通微小突起に適用する過程は、生物適合性コーティングを乾燥によってさらに安定化させる工程を含む。乾燥工程は、常（室）温及び条件で起こり得るか、又は４〜５０℃の範囲の温度を使用し得る。

適した乾燥方法及び器具は、２００４年５月１９日に出願された米国特許出願第６０／５７２８６１号に開示されており、その開示は参照によって本明細書中に組み込まれる。

本発明によると、多数のペプチド作用物質が本発明の製剤化過程及び方法に供されて、高度に安定な、ペプチド製剤を提供し得る。本発明の好ましい実施形態において、治療剤はホルモン、特にＧＲＦ、又はＴＨ９５０７等のその類似体を含む。

下記で詳述されるように、本発明は、電荷分布、立体化学及び熱力学的考察に基づいて、ペプチド自己集合を評価、予想及び阻害するための方法を、さらに提供する。実際は、自己会合は、結晶化様過程である。さらに、結晶は、基本的単位又は分子が互いに同一である場合にのみ可能である繰り返しパターンで自己会合することができる化合物でのみ生じる。したがって、ペプチド製剤中にいくつかの対イオンを導入することによって、製剤が異なるペプチドの混合物のように機能するようになり、これによって自己集合が非常に難しくなる。例えば、ｐＨ５．５でのＴＨ９５０７の各分子は、４つの正電荷を有し、したがって、４つの負電荷を有する対イオン分子と会合することができる。酢酸塩（又は塩化物）が唯一の対イオンである場合、１つのペプチド塩のみが形成され得、自己会合に有利である。酢酸塩及び塩化物が等モル量で存在する場合、１６個の異なるペプチド塩が溶液中に存在し、自己会合が防がれる。

以下の研究及び実施例が、本発明の製剤、方法及び過程を説明する。実施例は例示の目的のためだけであり、本発明の範囲を制限することをまったく意図しない。

（実施例１）
従来技術
ＧＲＦ類似体ＴＨ９５０７の第１のロットを、バッケムＡＧによって調製した。このロットは、酢酸対イオンを、ペプチドに対して約６．５のモル比で含んだ。

水溶液中のペプチド構造は、ＦＴＩＲによって、ほとんどαヘリックスであることがわかった。溶液物理的特性はまた、不安定であることがわかった。

溶液粘度は、保存時間の関数として増大し、室温（約２０℃）でわずか数時間後に、溶液中で原線維が現れ始めた。図６Ａ及び６Ｂは、試料調製の６時間後に撮影した顕微鏡写真である。示された顕微鏡写真は、原線維の形成を視覚的に示す。

この溶液中で、原線維形成は、ペプチド濃度に依存していることがわかった。１％以下のペプチド濃度では、原線維形成は観察されなかった。２％〜２５％のペプチド濃度では、観察可能な原線維形成が、数時間のうちに生じた。

（実施例２）
成長ホルモン放出因子（ＧＲＦ）類似体ＴＨ９５０７の第２のロットを、バッケムＡＧによって調製した。このロットは、等モル量の対イオン酢酸塩及び塩化物を含むことがわかった。対イオン混合物は、ＴＨ９５０７に対する、約４対１の範囲のモル比で存在した。

溶液中のペプチド構造は、ＦＴＩＲによって、いくらかのβシート特性を示すことがわかった。７．５％までのペプチドの溶液は、非常に安定していることがわかった（即ち、室温での溶液の保存の間に原線維形成が観察されなかった）。

溶液粘度は、室温（約２０℃）で数日の保存の後、又は４℃での保存の後で、変化しなかった。いずれの保存条件も、製剤において可視の原線維を生じなかった。図７Ａ及び７Ｂは、この製剤の試料の顕微鏡写真である。

（実施例３）
塩酸の１０^−４Ｍ溶液に対するＴＨ９５０７酢酸塩の１０ｍｇ溶液の徹底的な透析によって、ＴＨ９５０７の第２のロット（実施例２）から、塩酸塩形態を合成した。得られた塩溶液を、次いで凍結乾燥し、ＴＨ９５０７ヘキサヒドロクロリドを生じた。この塩形態は、ＴＨ９５０７の第１のロット（即ち、ＴＨ９５０７の酢酸塩）と同様に機能することがわかった。したがって、酢酸塩試料（実施例１）のように、室温（約２０℃）でわずか数時間後に、保存時間の関数として粘度が増大し、溶液中に原線維が現れ始めた。

（実施例４）
ＴＨ９５０７酢酸塩（実施例１）の水溶液に、塩化イオン（塩化ナトリウムとして）を、増大する量で加えた。かかる塩化イオンの添加によって、塩化イオンの濃度の、ＴＨ９５０７酢酸塩に対する比に依存して、原線維形成の速度の減少又は増大が生じた。結果を表Ｉに示す。

ＴＨ９５０７の酢酸塩の溶液について、添加した塩化イオンが酢酸塩のものへの等モル濃度に近づくと、溶液粘度が比較的低く安定し、原線維形成が最小限であることがわかる。モル過剰量の酢酸塩又は塩化物がある場合、溶液粘度が経時的に増大及び変化する。かかる製剤において、原線維形成が明らかである。

（実施例５）
それぞれ塩酸及びメタンスルホン酸の１０^−４Ｍ溶液に対するＴＨ９５０７酢酸塩の１０ｍｇ溶液の徹底的な透析によって、ＴＨ９５０７の塩酸塩及びメシル酸塩を調製した。得られた塩溶液を、次いで凍結乾燥し、ＴＨ９５０７ヘキサハイドロクロライド（ｈｅｘａｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅ）、及びＴＨ９５０７ヘキサメシル酸塩を生じた。これらから、ＴＨ９５０７ヘキサヒドロクロライドの、ＴＨ９５０７ヘキサメシル酸塩に対する以下の比、１、０．８、０．６７、０．５７、０．５、０．４３、０．３３、０．２、０を含む、５０ｍｇ／ｍＬペプチド塩溶液を調製した。

４℃での溶液の保存後の目視及び顕微鏡での可視化から、ヘキサヒドロクロリド塩で原線維形成が容易に起こったことが明らかになった。原線維形成は、ＴＨ９５０７に対する０．２もの低い比でのヘキサメシル酸塩の存在によって阻害された。

上記のデータは、ペプチド構造及び原線維への自己集合が、ペプチド溶液への適切な対イオン、又は対イオン混合物の添加によって、制御され得ることを反映している。２つ以上の対イオン（例えば塩化物及び酢酸塩）の存在によって、原線維形成の阻害が生じる。

本発明に従うと、ある種のポリペプチドによって示される自己会合は、結晶化様過程と見なすことができる。当業者に理解されるように、結晶は、基本的単位又は分子が互いに同一である場合にのみ可能である繰り返しパターンで自己会合することができる化合物でのみ生じる。ペプチド製剤への適切な対イオンの添加によって、製剤は異なるペプチドの混合物のように機能するようになり、ペプチド自己集合が非常に難しくなる。

したがって、本発明は、ペプチド治療剤製剤の物理的安定性、特に粘度安定性の向上において、有用性を有する。原線維形成は、数時間内で起こり得、最終産物、具体的には製剤の粘度が重要である、生産物の製造可能性を危うくし得る。したがって、製剤粘度制御は、微小突起部材又はデバイスの複数の角質層貫通微小突起をコーティングしている生物適合性コーティングに含まれる治療剤製剤に重要である。また、ペプチド治療剤製剤が液体、固体、半固体であるか、又は乾燥しているかにかかわらず、本発明の組成物並びに製剤化及び送達のための方法による、原線維形成の緩和又は排除は、産物の最大又は最適な貯蔵寿命を生じる。

前述の実施形態は、送達デバイスの、角質層貫通微小突起、又は複数の角質層貫通微小突起に適用された生物適合性コーティングによる、安定したペプチド治療剤製剤の送達を説明しているが、本発明の、ペプチド治療剤製剤の、組成物、並びに製剤化及び送達のための方法は、治療剤を液体、固体、又は半固体、及び乾燥形態で送達することができる、種々の他の送達計画、システム、デバイス及びプロトコルで使用され得る。したがって、本発明の組成物及び製剤が、経口送達（ボーラス又はパターン）、注入、注射、移植、エーロゾル、受動的及び能動的経皮の、並びに他の送達様式、システム、デバイス及び製剤で使用され得る。

本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、当業者は、本発明に種々の変化及び変更を行って、種々の使用法及び条件に適合させることができる。このように、これらの変化及び変更は、添付の特許請求の範囲の均等物の全範囲内に、適当に、公正に、及び意図されて、包含される。

ペプチド治療剤製剤を有する生物適合性コーティングが堆積し得る微小突起配列の一例の一部の透視図である。 生物適合性コーティングが微小突起上に堆積している、図１に示した微小突起配列の透視図である。 図１の列２Ａ−２Ａに沿って取り出した単一の微小突起の断面図である。 本発明による、種々の部分への微小突起配列の分割を説明する、微小突起配列の皮膚近位側の概略図である。 本発明による、種々の部分への微小突起配列の分割を説明する、微小突起配列の皮膚近位側の側面平面図である。 異なる生物適合性コーティングが異なる微小突起に適用され得る本発明の代替的な実施形態を説明する、微小突起配列の側断面図である。 原線維形成を示す、従来技術のポリペプチド製剤の位相差顕微鏡写真である。 原線維形成を示す、従来技術のポリペプチド製剤の位相差顕微鏡写真である。 原線維形成がないことを示す、本発明のポリペプチド製剤の位相差顕微鏡写真である。 原線維形成がないことを示す、本発明のポリペプチド製剤の位相差顕微鏡写真である。

Claims (37)

1. 治療有効量のペプチド薬剤及び少なくとも１つの対イオンの製剤を含んで、組成物における原線維形成及び粘度変化を実質的に減少させる角質層貫通微小突起を有する、経皮送達デバイスをコーティングするための組成物。
2. ペプチド薬剤が、自己会合に熱力学的に好ましくない二次構造である、請求項１に記載の組成物。
3. ペプチド薬剤が、水溶性の生物適合性ポリマーと会合している、請求項１に記載の組成物。
4. ペプチド薬剤が、成長ホルモン放出ホルモン（ＧＨＲＨ）、成長ホルモン放出因子（ＧＨＲＦ）、インスリン、インスリノトロピン、カルシトニン、オクトレオチド、エンドルフィン、増殖因子放出因子（ＧＦＲＦ）等の増殖因子、ｂＭＳＨ、血小板由来増殖因子放出因子、下垂体ホルモン（ｈＧＨ）、ＡＮＦ、ＡＣＴＨ、アミリン、アンギオテンシン、アンギオゲニン、抗炎症ペプチド、ＢＮＰ、エンドセリン、ＧＬＩＰ、ヒルジン、神経ペプチドＹ、ＰＴＨ、ＶＩＰ、ソマトスタチン、ヒト絨毛性ゴナドトロピン、エリスロポイエチン、グルカゴン、ヒルログ、インターフェロンα、インターフェロンβ、インターフェロンγ、インターロイキン、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子（ＧＭ−ＣＳＦ）、顆粒球コロニー刺激因子（Ｇ−ＣＳＦ）、メノトロピン（尿性卵胞性刺激ホルモン（ＦＳＨ）及びＬＨ））、ストレプトキナーゼ、組織プラスミノーゲン活性化因子、ウロキナーゼ、ＡＮＰ、ＡＮＰクリアランス阻害因子、抗利尿ホルモンアゴニスト、カルシトニン遺伝子関連ペプチド（ＣＧＲＰ）、ＩＧＦ−１、ペンチゲチド、プロテインＣ、プロテインＳ、サイモシンα−１、α−ＭＳＨ、ＶＥＧＦ、ＰＹＹからなる群、並びに群中のペプチド薬剤に由来するペプチド類似体及び誘導体から選択される、請求項１に記載の組成物。
5. 前記ペプチド薬剤が成長ホルモン放出因子又は成長ホルモン放出因子の類似体若しくは誘導体である、請求項１に記載の組成物。
6. 少なくとも１つの対イオンが、製剤ｐＨでペプチド薬剤の正味の電荷を中和するのに十分な量で存在する、請求項１に記載の組成物。
7. 製剤ｐＨで、ペプチド薬剤が正味の正電荷を有し、少なくとも１つの対イオンが正味の負電荷を有する、請求項１に記載の組成物。
8. 製剤ｐＨで、ペプチド薬剤が正味の負電荷を有し、少なくとも１つの対イオンが正味の正電荷を有する、請求項１に記載の組成物。
9. 少なくとも１つの対イオンが、正味の電荷を有する、弱い若しくは強い、無機若しくは無機の酸若しくは塩基、界面活性剤、ポリマー、又は他の部分である、請求項１に記載の組成物。
10. 少なくとも１つの対イオンが、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸塩、ペンタン酸塩、ヘキサン酸塩、ヘプタン酸塩、レブリン酸塩、塩化物、臭化物、クエン酸塩、コハク酸塩、マレイン酸塩、グリコール酸塩、グルコン酸塩、グルクロン酸塩、３−ヒドロキシイソ酪酸塩、２−ヒドロキシイソ酪酸塩、乳酸塩、リンゴ酸塩、ピルビン酸塩、フマル酸塩、酒石酸塩、タルトロン酸塩、硝酸塩、リン酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、メタンスルホン酸塩、硫酸塩、及びスルホン酸塩からなる群から選択される、請求項７に記載の組成物。
11. 少なくとも１つの対イオンが、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アンモニウム、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トロメタミン、リシン、ヒスチジン、アルギニン、モルホリン、メチルグルカミン、及びグルコサミンからなる群から選択される、請求項８に記載の組成物。
12. 少なくとも１つの対イオンの、ペプチド薬剤に対するモル比が、約２：１〜３０：１の範囲である、請求項１に記載の組成物。
13. ペプチド薬剤が成長ホルモン放出因子又は成長ホルモン放出因子の類似体若しくは誘導体であり、対イオンが酢酸塩又は塩化物である、請求項１に記載の組成物。
14. 対イオンの混合物がある、請求項１に記載の組成物。
15. 対イオンの混合物が２つの対イオンを含み、２つの対イオンのモル比が約０．２：１〜５：１の範囲である、請求項１４に記載の組成物。
16. 対イオンの混合物が３つ以上の対イオンを含み、任意の個々の対イオンの、他の対イオンのモル合計に対するモル比が約０．１：１〜２．５：１の範囲である、請求項１４に記載の組成物。
17. ペプチド薬剤が成長ホルモン放出因子又は成長ホルモン放出因子の類似体若しくは誘導体であり、対イオンが酢酸塩及び塩化物を含む、請求項１に記載の組成物。
18. 角質層を貫通するように配置された少なくとも１つの微小突起を有する経皮送達デバイスをさらに含む、請求項１に記載の組成物。
19. 前記微小突起がコーティングされ、乾燥された、請求項１８に記載の組成物。
20. ペプチド薬剤及び少なくとも１つの対イオンの製剤を提供して、組成物における原線維形成及び粘性変化を実質的に減少させる工程、
    前記製剤をデバイスに適用する工程、並びに
    前記製剤を乾燥させる工程
    を含む、少なくとも１つの角質層貫通微小突起を有する経皮送達デバイスに生物適合性コーティングを適用するための方法。
21. 製剤が少なくとも１つの微小突起に適用される、請求項２０に記載の方法。
22. デバイスへの適用の前に、製剤を乾燥、凍結乾燥、噴霧乾燥又は噴霧凍結乾燥に供する工程をさらに含む、請求項２０に記載の方法。
23. ペプチド及び少なくとも１つの対イオンの製剤を含む生物適合性コーティング製剤を形成する工程をさらに含む、請求項２０に記載の方法。
24. ペプチド薬剤が、自己会合に熱力学的に好ましくない二次構造である、請求項２０に記載の方法。
25. ペプチド薬剤が、水溶性の生物適合性ポリマーと会合している、請求項２０に記載の方法。
26. 前記ペプチド薬剤が、成長ホルモン放出ホルモン（ＧＨＲＨ）、成長ホルモン放出因子（ＧＨＲＦ）、インスリン、インスリノトロピン、カルシトニン、オクトレオチド、エンドルフィン、増殖因子放出因子（ＧＦＲＦ）等の増殖因子、ｂＭＳＨ、血小板由来増殖因子放出因子、下垂体ホルモン（ｈＧＨ）、ＡＮＦ、ＡＣＴＨ、アミリン、アンギオテンシン、アンギオゲニン、抗炎症ペプチド、ＢＮＰ、エンドセリン、ＧＬＩＰ、ヒルジン、神経ペプチドＹ、ＰＴＨ、ＶＩＰ、ソマトスタチン、ヒト絨毛性ゴナドトロピン、エリスロポイエチン、グルカゴン、ヒルログ、インターフェロンα、インターフェロンβ、インターフェロンγ、インターロイキン、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子（ＧＭ−ＣＳＦ）、顆粒球コロニー刺激因子（Ｇ−ＣＳＦ）、メノトロピン（尿性卵胞性刺激ホルモン（ＦＳＨ）及びＬＨ））、ストレプトキナーゼ、組織プラスミノーゲン活性化因子、ウロキナーゼ、ＡＮＰ、ＡＮＰクリアランス阻害因子、抗利尿ホルモンアゴニスト、カルシトニン遺伝子関連ペプチド（ＣＧＲＰ）、ＩＧＦ−１、ペンチゲチド、プロテインＣ、プロテインＳ、サイモシンα−１、α−ＭＳＨ、ＶＥＧＦ、ＰＹＹからなる群、並びに群中のペプチド薬剤に由来するペプチド類似体及び誘導体から選択される、請求項２０に記載の方法。
27. 前記ペプチド薬剤が、成長ホルモン放出因子又は成長ホルモン放出因子の類似体若しくは誘導体である、請求項２０に記載の方法。
28. 少なくとも１つの対イオンが、製剤ｐＨでペプチド薬剤の正味の電荷を中和するのに十分な量で存在する、請求項２０に記載の方法。
29. 製剤ｐＨで、ペプチド薬剤が正味の正電荷を有し、少なくとも１つの対イオンが正味の負電荷を有する、請求項２０に記載の方法。
30. 製剤ｐＨで、ペプチド薬剤が正味の負電荷を有し、少なくとも１つの対イオンが正味の正電荷を有する、請求項２０に記載の方法。
31. 少なくとも１つの対イオンが、正味の電荷を有する、弱い若しくは強い、無機若しくは無機の酸若しくは塩基、界面活性剤、ポリマー、又は他の部分である、請求項２０に記載の方法。
32. 少なくとも１つの対イオンが、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸塩、ペンタン酸塩、ヘキサン酸塩、ヘプタン酸塩、レブリン酸塩、塩化物、臭化物、クエン酸塩、コハク酸塩、マレイン酸塩、グリコール酸塩、グルコン酸塩、グルクロン酸塩、３−ヒドロキシイソ酪酸塩、２−ヒドロキシイソ酪酸塩、乳酸塩、リンゴ酸塩、ピルビン酸塩、フマル酸塩、酒石酸塩、タルトロン酸塩、硝酸塩、リン酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、メタンスルホン酸塩、硫酸塩、及びスルホン酸塩からなる群から選択される、請求項２９に記載の方法。
33. 少なくとも１つの対イオンが、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アンモニウム、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トロメタミン、リシン、ヒスチジン、アルギニン、モルホリン、メチルグルカミン、及びグルコサミンからなる群から選択される、請求項３０に記載の方法。
34. 少なくとも１つの対イオンの、ペプチド薬剤に対するモル比が、約２：１〜３０：１の範囲である、請求項２０に記載の方法。
35. ペプチド薬剤が、成長ホルモン放出因子又は成長ホルモン放出因子の類似体若しくは誘導体であり、対イオンが酢酸塩又は塩化物である、請求項２０に記載の方法。
36. 対イオンの混合物がある、請求項２０に記載の方法。
37. ペプチド薬剤を経皮的に送達するための方法であって、少なくとも１つの角質層貫通微小突起を有する経皮送達デバイスを提供し、微小突起が、前記ペプチド薬剤及び少なくとも１つの対イオンの乾燥された製剤を含む生物適合性コーティングを含み、コーティングにおける原線維形成及び粘度変化を実質的に減少させる工程、並びに
    前記送達デバイスを患者に適用して、前記生物学的に活性のある薬剤を送達する工程
    を含む方法。

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