JP2008540602A

JP2008540602A - 吸着剤の結腸送達

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Publication number: JP2008540602A
Application number: JP2008511657A
Authority: JP
Inventors: ユゲ，エレーヌ−セリーヌ; フアタル，エリアス; アンドルモン，アントワーヌ; ツアピ，ニコラ
Original assignee: ダ・ボルテラ; サントル・ナシオナル・ドウ・ラ・ルシエルシユ・シアンテイフイク
Priority date: 2005-05-18
Filing date: 2006-05-18
Publication date: 2008-11-20
Also published as: CA2608505C; PT1883396E; BRPI0610683B1; US20090324568A1; PL1883396T3; DK1883396T3; EP1883396B1; AU2006249100B2; ES2429095T3; CN101257892B; CN101257892A; CA2608505A1; AU2006249100A1; EP1883396A1; WO2006122835A1; WO2006122835B1; BRPI0610683A2; US8106000B2; BRPI0610683B8

Abstract

経口投与可能で、部位特異的（結腸性）な、吸着剤を含む粒子状送達系を開示する。結腸に特異的に送達されると、これらは結腸に存在する、またはこれらが到達した様々な物質を除去することができる。送達系を用いた治療法、および送達系の調製法も開示する。粒子状送達系は、粒子中および／または上に封入された吸着剤マトリクスをベースとし、粒子は吸着剤を結腸に選択的に送達する。代表的な薬物送達デバイスとしてペクチンビーズが挙げられるが、これは亜鉛および／またはカルシウムなどの金属イオンで場合により架橋されてもよい。送達系は吸着剤を保護し、また、上部胃腸（ＧＩ）管でのこの吸着効果を予防する。粒子がペクチンからなり、ビーズが結腸に投与されると、結腸中の特定のペクチン分解酵素がペクチンを崩壊させて、吸着剤を放出させて完全に活性化させる。その後、結腸に存在する抗生物質、毒素、および他の吸収可能な物質は、吸着剤中または上に吸着されることにより不活性化する。

Description

本出願は、治療薬の結腸送達の分野に関し、特に、結腸への吸着剤材料の特異的送達を扱う。

細菌の抗生物質耐性は抗生物質の使用が始まった後間もなく出現し、その後生じ続けているが、新たな抗細菌剤の発見と投入が続いてきたおかげで問題の大きさは１９世紀初頭までなんとか隠されてきた。しかしながら、今日、医薬業界では新規抗細菌剤が不足しているため、世界的に重大な公衆衛生の危機に面している。これら既存薬の世界的な利用は依然として増加しており、結果として、ヒトでの耐性細菌の発生は世界規模で警告レベルに達しようとしている。

細菌の耐性は、感染部位で耐性病原体が直接選択されることにより出現し得るが、細菌性病原体の耐性は、ほとんどの場合、２段階のプロセスで増加し、この場合耐性は最初に片利共生細菌叢で生じ、続いて耐性が病原種に水平伝播される。

隠されてはいるものの、片利共生腸管細菌叢での耐性の増加は、全ての抗生物質利用の準定常的な副次的効果である。研究者は、β−ラクタマーゼをマウスに経口胃内（ｏｒｏｇａｓｔｒｉｃ）投与するとβ−ラクタマーゼに付随する在来微小細菌叢の変化と病原体の異常増殖を減少させることを示している。この原理をヒトに当てはめると、抗生物質治療の間に発生する腸管耐性を減少させるためには、抗生物質を加水分解する酵素を結腸に特異的に送達する必要がある。このアプローチの例は、２００３年８月６日出願のＰＣＴＷＯ２００４／０１６２４８号に記載されており、この内容はこの全体が参照として本明細書中に組み込まれる。しかしながら、細菌耐性を誘導しながら特異的酵素により除去され得ない抗生物質はいぜんとして数多く存在する。さらに、多くの細菌が毒素を産生し、これらは結腸に達すると下痢などの副作用を引き起こす。

吸着剤は、抗生物質など様々な有機化学物質を吸着することが公知である。しかしながら、吸着剤の投与は、大抵は抗生物質の処方に相対すると示される。吸着剤がこれらの抗生物質を吸着できるため、血流に到達する前にこれらの大部分を不活性化してしまうからである［参照３から５］。

したがって、本発明の目的は、部位特異的粒子状送達系を用いて不活性化剤を結腸に届けることを目的とするシステム、ならびに抗生物質および他の活性剤を不活性化する方法、および有害または危険な産物、例えば限定されないが毒素、化学物質、アレルゲンなどを吸着する方法を提供することである。このようなシステムを提供することが本発明のさらなる目的であり、このシステムはこの内容物を特に結腸で放出し、および抗生物質を吸収する正常部位、すなわち上部消化（「ＧＩ」）管に干渉しない。本発明はこのようなシステムおよび方法を提供する。

本発明は、経口投与可能な、部位特異的（結腸性）、粒子状送達系に関する。この送達系は、結腸に特異的に送達されると、結腸に存在する、またはそこに到達した様々な物質を除去することができる。本発明は、この送達系を用いる治療法、およびこの送達系の調製法にも関する。

粒子状送達系は、粒子内および／または上に封入された吸着剤をベースとし、これは吸着剤を結腸に選択的に送達する。

代表的な薬物送達系として、ペクチン系ビーズが挙げられるが、ペクチンは亜鉛および／またはカルシウムイオンなどの金属イオンで場合により架橋されていてもよく、架橋ペクチンビーズはポリエチレンイミン、キトサン、またはポリリシンなどのポリカチオン性ポリマーで場合により網状になっていてもよい。ペクチンに加えて、またはペクチンの代わりに、キトサン、アルギネート、キサンタン、カードラン、グアーガム、および他の多糖類（特にイオン架橋可能な多糖類）などの他のポリマー、ならびにＥｕｄｒａｇｉｔ（登録商標）（ポリメタクリル酸メチルポリマー）もまた、粒子を網状にするのに用いられ得る。

粒子状送達系の役割は、吸着剤を保護すること、および上部消化（ＧＩ）管でのこの吸着効果を防ぐことである。粒子がペクチンからなり、ビーズが結腸に到達すると、特定のペクチン分解酵素がペクチンを分解し、これにより吸着剤が放出されて完全に活性になる。すると、結腸に存在する抗生物質、化学物質、毒素、および他の吸着可能な物質は、吸着剤内または上に吸着されて不活性化される。

部位特異的粒子状送達系は吸着剤を結腸で特異的に放出するため、上部ＧＩ管またはヒトの身体のどこかにおいて、これらは抗生物質または他の任意の活性物質の通常の吸着動態をこれほど妨げない。

１つの実施形態において、吸着剤は、β−ラクタム、サイクリン、キノロン、マクロライド、およびアミノグリコシドなどに限定されないがこれらの抗生物質が送達系と組み合わせて（すなわち投与前、中、または後に）投与されたときに、残留抗生物質を吸着するのに使用される。この実施形態において、ビーズは抗生物質を不活性化することができる酵素も場合により含み得る。これらの酵素の例として、β−ラクタマーゼなど、β−ラクタム、キノロン、および／またはマクロライドを不活性化する酵素が挙げられる。吸着剤は、抗生物質を酵素と接触させ、さらに患者の結腸から抗生物質を除去するのを補助する一助となると考えられる。

別の実施形態において、吸着剤は、細菌および／または真菌により吸収または産生され、結腸で深刻な副作用を起こし得る、毒素、化学物質、アレルゲンなどに限定されないがこれらの有害または危険な産物を吸着するのに使用される。

さらに別の実施形態において、吸着剤は、全身投与され、結腸外部の受容体と相互作用すると有益な効果をもたらすが、結腸中の受容体と相互作用すると下痢および／または便秘などの副作用をもたらす、医薬剤を吸着するのに使用される。

吸着剤含有粒子は、当業者に公知の方法を用いて調製され得る。１つの実施形態において、粒子は、吸着剤をペクチン溶液に混合し、ペクチンを亜鉛またはカルシウムなどの金属カチオンで架橋して吸着剤を封入したペクチンビーズを形成し、架橋したペクチンビーズを場合によりポリエチレンイミンまたは任意の他のポリカチオン性ポリマー溶液で網状にすることにより調製される。得られるペクチンビーズは、ついで、錠剤またはカプセル剤などの任意の適した薬物送達デバイスに含まれ得る。

封入された吸着剤を含む粒子状送達系、ならびにこの調製法および使用法を、以下により詳細に記載する。本明細書で中使用される場合、「封入された」および「封入」という用語は、吸着剤がビーズ中および／またはビーズの表面上に存在することを示す。
Ｉ．吸着剤含有粒子の構成要素
吸着剤含有粒子は、吸着剤、および粒子が結腸に到達するまで吸着剤を大量には放出しないポリマー構成要素を含む。

Ａ．吸着剤の種類
粒子を調製するのに用いられる吸着剤は、比表面積が高くなければならず、医薬品グレードのものであってもそうでなくてもよい。適した吸着剤として、活性炭、ベントナイト、カオリン、モンモリロナイト（ｍｏｎｔｍｏｒｒｉｌｌｏｎｉｔｅ）、アタパルジャイト、ハロイサイト、およびラポナイトなどの粘土、コロイドシリカ（例えば、Ｌｕｄｏｘ（登録商標）ＡＳ−４０）、メソ多孔質シリカ（ＭＣＭ４１）、ヒュームドシリカ、およびゼオライトなどのシリカ、ならびにＢＡＣＴＥＣ（登録商標）樹脂などの微生物検査用樹脂が挙げられる。これらの吸着剤の中で、薬局方基準（Ｐｈａｒｍａｃｏｐｏｉａｓｔａｎｄａｒｄｓ）に従った活性炭（例、Ｍｅｒｃｋ，Ｆｒａｎｃｅ）、カオリン（例、ＶＷＲ，Ｆｒａｎｃｅ）、アタパルジャイト（例、Ｌａｖｏｌｌｅｅ，Ｆｒａｎｃｅ）、ベントナイト（例、ＡｃｒｏｓＯｒｇａｎｉｃｓ，Ｆｒａｎｃｅ）、およびＴａｌｃＵＳＰ（例、ＶＷＲ，Ｆｒａｎｃｅ）などの医薬品グレードのものを用いることが好ましい。

Ｂ．ペクチンビーズ
網状化が望ましい実施形態において、ペクチンは粒子を調製するのに適したポリマーの一例であり、亜鉛およびカルシウムイオンは粒子（ビーズ）中でペクチンをイオン架橋するのに適したイオンの例であり、ポリエチレンイミンはイオン架橋したペクチンビーズを網状にするのに適したポリマーの一例である。適したペクチンビーズは、ペクチン、多価（すなわち、二価または三価）金属イオン、および場合によりカチオン性ポリマーから形成することができ、このペクチンビーズは１種以上の吸着剤を封入し得る。

ペクチン
ペクチンは、高等植物の細胞壁から単離される多糖類であり、農産食品産業（ジャムやアイスクリームなどの凝固剤または増粘剤として）および薬剤学で幅広く使用される。ペクチンは多分子多分散系である。この組成は、源、抽出条件、および環境要因によって変化する。

ペクチンは、所々にラムノースユニットが散在する、主にβ−１，４−（Ｄ）−ガラクツロン酸の直鎖からなる。ガラクツロン酸のカルボン酸基は、一部エステル化されてメチル化ペクチンとなることができる。メチル化の度合いによって２種類のペクチンに区別される（ＤＭ：ガラクツロン酸１００単位あたりのメトキシ基数）：
−高メチル化ペクチン（ＨＭ：高メトキシ）、メチル化の度合いは５０％から８０％の間で様々である。水にはあまり溶けず、酸性媒体（ｐＨ＜３．６）中、または糖の存在下でゲルを形成する；
−低メチル化ペクチン（ＬＭ：低メトキシ）、メチル化の度合いは２５％から５０％の範囲で様々である。ペクチンＨＭよりも水に溶解し、Ｚｎ^２＋イオンおよびＣａ^２＋イオンなどの二価カチオンの存在下でゲルとなる。実際には、Ｚｎ^２＋イオンおよびＣａ^２＋イオンは、ガラクツロン酸のないカルボキシ化基間に「橋」を形成する。こうして形成される網目は、Ｇｒａｎｔらにより「エッグボックスモデル」という名で記載されている（ＧｒａｎｔＧ．Ｔ．ｅｔａｌ．（１９７３）Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓａｎｄｄｉｖａｌｅｎｔｃａｔｉｏｎｓ：ｔｈｅｅｇｇ−ｂｏｘｍｏｄｅｌ，ＦＥＢＳＬｅｔｔｅｒｓ，３２，１９５）。

アミド化ペクチンも存在する。ペクチンをアンモニアで処理することで、あるメチルカルボン酸基（−ＣＯＯＣＨ_３）はカルボキサミド基（−ＣＯＮＨ_２）へ転換され得る。このアミド化はペクチンに新規性質を与え、特に様々なｐＨに対する耐性をより良くする。アミド化ペクチンは様々なｐＨに対して耐性がより高い傾向があり、これも結腸送達用の錠剤マトリクスの緻密化のために研究されてきた（ＷａｋｅｒｌｙＺ．ｅｔａｌ．（１９９７）Ｓｔｕｄｉｅｓｏｎａｍｉｄａｔｅｄｐｅｃｔｉｎｓａｓｐｏｔｅｎｔｉａｌｃａｒｒｉｅｒｓｉｎｃｏｌｏｎｉｃｄｒｕｇｄｅｌｉｖｅｒｙ，ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｈａｒｍａｃｙａｎｄＰｈａｒｍａｃｏｌｏｇｙ．４９，６２２）。

ペクチンは、高等植物および様々な微生物（すなわち、真菌および細菌）に由来する酵素により分解され、微生物の中にはヒト結腸細菌叢の細菌も形成される。微小細菌叢により産生される酵素は、多糖類、グリコシダーゼ、およびエステラーゼのセットからなる。

キトサン、アルギネート、キサンタン、カードラン、グアーガム、および他の多糖類（特にイオン架橋可能な多糖類）などの他のポリマー、ならびにＥｕｄｒａｇｉｔ（登録商標）（ポリメタクリル酸メチルポリマー）もまた、粒子を調製するのに用いられ得る。

金属カチオン
実施形態によっては、ペクチンは金属カチオンでイオン架橋される。任意の多価（すなわち、二価、三価など）金属カチオンを用いてペクチンを架橋することができる。例として、カルシウム、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム、鉄などが挙げられる。亜鉛およびカルシウムが好適な金属カチオンである。

カチオン性ポリマー
ペクチンが金属カチオンでイオン架橋される実施形態において、ペクチンは、ポリエチレンイミン、キトサン、またはポリリシンなどのカチオン性ポリマーでさらに場合により網目化され得る。ペクチンが酢酸亜鉛由来のものなどの亜鉛イオンで架橋されている場合は、カルシウムイオンが用いられている場合ほど網目化は重要ではないことが観察されている。

これらのカチオン性ポリマーのうち、ポリエチレンイミンが好ましい。ポリエチレンイミンは特定のタンパク質に結合する強カチオン性ポリマーであり、免疫学では、マーカーとして、酵素および脂質を沈殿および精製するのに用いられることが多い。これは、アジリジンポリマー；エパミン（ｅｐａｍｉｎｅ）；エポミン（ｅｐｏｍｉｎｅ）；エチレンイミンポリマー；モントレック（ｍｏｎｔｒｅｋ）；ＰＥＩ；およびポリミン（ｐｏｌｙｍｉｎ（ｅ））としても知られる。ポリエチレンイミンの分子量は１０，０００から１００，０００ダルトンの間、好ましくは２０，０００から５０，０００ダルトンの間である。

ポリエチレンイミンの使用量は、使用するペクチンの分子量および種類に依存して最適化され得る。有利には、ポリエチレンイミン（とにかく存在する場合）の最適濃度とは、胃腸管で残存するのに十分な安定性を持つが、結腸では十分に分解されて有効量の吸着剤および／または活性剤を放出するぐらいの不安定さである網状ペクチンビーズを提供する濃度である。ペクチンを架橋するのにカルシウムイオンが用いられる場合など実施形態によっては、０から１％の間がこうした目標を達成するのに最適なポリエチレンイミン濃度範囲であると思われる。

例えば、ペクチンビーズが、１から１０％（ｗ／ｖ）有利には２から６％（ｗ／ｖ）のペクチン溶液、および２から１０％（ｗ／ｖ）の塩化カルシウム溶液から調製される場合、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）濃度は０から１％（ｗ／ｖ）が最適である。

当業者は、本明細書中に記載される実施例で用いられるものと比べてペクチン濃度、ペクチンの種類、または用いられる金属カチオンの濃度もしくは種類が様々であっても、明細書中に記載される技法を用いて、ポリエチレンイミン量を最適化すること、またはこれを全く使用しないことも容易にできる。さらに、ペクチンビーズが封入された吸着剤を結腸に特異的に送達することを可能にするならば、ポリエチレンイミンの代わりに、キトサンまたはポリリシンなどの他のカチオン性ポリマーを用いることができる。

崩壊剤
崩壊剤はイオン指向性ゲル化（ｉｏｎｏｔｒｏｐｉｃｇｅｌａｔｉｏｎ）の前にペクチン溶液に加えることができる。こうした崩壊剤は、必要な場合には、結腸媒体でのビーズの崩壊を速めることができる。代表的な崩壊剤として、Ｄ−ラクトース、Ｔｗｅｅｎ（登録商標）８０などのポリソルベート界面活性剤、Ｌｕｔｒｏｌ（登録商標）Ｆ６８（ＢＡＳＦ）などのポロキサマー、またはポビドンＫｏｌｌｉｄｏｎ（登録商標）Ｋｌ７などのポリマーが挙げられるが、当分野で公知の他の崩壊剤も用いられ得る。

場合により加えられる構成要素
ペクチンビーズは場合により１種以上のさらなる構成要素を含み得る。理想的には、これは吸着剤に吸着されない構成要素であり、賦形剤および抗生物質もしくは他の吸着された物質を不活性化する酵素が挙げられる。例えば、酵素はβ−ラクタマーゼなどの、β−ラクタム、キノロンおよび／またはマクロライドを不活性化する酵素であり得る。特に理論に縛られることを望むものではないが、吸着剤は抗生物質が酵素と接触する一助となり、さらに患者の結腸から抗生物質を除去するのを補佐すると思われる。

ＩＩ．粒子状送達系の調製
粒子は当業者に公知の手段により調製され得る。粒子がイオン架橋したペクチンビーズの場合、これらは代表的には、吸着剤および／または活性剤をペクチン溶液に混ぜ、ペクチンを亜鉛またはカルシウムなどの金属カチオンと架橋させて吸着剤および／または活性剤を封入したペクチンビーズを形成し、場合によりビーズをポリエチレンイミン溶液で網目化することで調製され得る。

代表的には、吸着剤を含有しないビーズは、濃度１から１０％（ｗ／ｖ）のペクチン水溶液を酢酸亜鉛などの亜鉛塩、または塩化カルシウムなどのカルシウム塩の溶液に滴下して、亜鉛またはカルシウム櫛状ビーズを形成してこれを回収することにより調製される。場合により、イオン架橋した櫛状ビーズは、ポリエチレンイミンまたは他のカチオン性ポリマーの水溶液に導入されてイオン架橋したペクチンビーズを網目化する。

吸着剤を含むビーズを調製するのには少し異なるプロセスが用いられる。吸着剤を十分な水と混ぜてこれらを水和し、十分な時間（代表的には１２時間）撹拌して均質な懸濁液とし、溶液の粘土を維持するのに必要であれば加熱しながらペクチン（またはペクチン溶液）を加える。次いで、裸のビーズ（すなわち、吸着剤を封入しないビーズ）を調製するプロセスと実質的に同様にプロセスは進行する。

ペクチン溶液は、有利には、１から１０％（ｗ／ｖ）、好ましくは２から６％であり、亜鉛またはカルシウムイオン溶液は、有利には、２から１５％（ｗ／ｖ）であり、ポリエチレンイミン溶液は、用いられた場合には、有利には０．５から２％（ｗ／ｖ）である。より好ましくは、ペクチン溶液は約３％（ｗ／ｖ）であり、亜鉛溶液が約１０％（ｗ／ｖ）であるかまたはカルシウムイオン溶液が約６％（ｗ／ｖ）であり、ポリエチレンイミン溶液は、用いられた場合には、約０、５から１％（ｗ／ｖ）、好ましくは約０．８％（ｗ／ｖ）であるが、いずれの場合にしろ、ポリエチレンイミンの量は（とにかく存在するならば）、有利には、結腸に到達するまでは胃腸管を生き延びるが結腸では十分に分解して活性剤を有効に放出する網状ペクチンビーズを提供するように選択される。

ペクチンビーズは、有利には、ゆっくりした振盪下で１０分から１時間の間、好ましくは２０分から３０分の間、亜鉛またはカルシウムイオン溶液中撹拌される。約２００ビーズを、ゆっくりした振盪下で０．５分から１０分の間、好ましくは約１分間、ｍｉｌｌｉ−Ｑ水５０ｍＬで３回洗浄する。洗浄回数は場合により変更できる。ビーズは、場合により、ゆっくりした振盪下で１５分から４０分の間、好ましくは約２０分間、ポリエチレンイミンで網状化され、次いで上記のプロセスに従って洗浄される。ペクチンビーズを回収した後、これらを２０から４０℃の間の温度で３０分から１０時間、好ましくはａｔ３７℃で２時間乾燥させるか、凍結乾燥させる。粒子の直径は、約０．５ｍｍから５ｍｍの間、好ましくは約０．５から２ｍｍの間である。粒子の直径は、大きさの異なる針と、針を通って流れるペクチンを用いることで微調整できる。

１つの実施形態において、ペクチンをベースとする送達系は以下のプロセスに従って調製され、このプロセスは酢酸亜鉛または塩化カルシウムなどの二価または多価金属イオンの溶液中に存在するときのペクチン溶液滴のイオン指向性ゲル化に基づく。この方法の原理を図１に示す。

この実施形態では、メトキシ化ペクチンおよびアミド化ペクチンなどのペクチン（ＵｎｉｐｅｃｔｉｎＯＧ１７５Ｃ、ＤｅｇｕｓｓａＴｅｘｔｕｒａｎｔＳｙｓｔｅｍ，Ｆｒａｎｃｅ）を、磁気撹拌子を用いてＭｉｌｌｉ−Ｑ水に溶解させる。溶解しやすくするために、溶液を５０℃くらいに加熱できる。最終ペクチン濃度は、代表的には１％から１０％（ｗ／ｖ）の間であるが、この範囲外の濃度を用いることもできる。次いで、蠕動ポンプまたは注射器ポンプでペクチン溶液を針（内径：０．５ｍｍ）に流して、代表的には１分間に６０から８０ビーズの速度（これより速い速度または遅い速度も用いることができ、速度はプロセスの規模に依存して変化してもよい）で、酢酸亜鉛または塩化カルシウムなどの二価または多価金属イオンの溶液（代表的な塩濃度は約１から１２％ｗ／ｖの間）に滴下する。

溶液は、この粘度を下げるため、送られながら５０℃くらいに加熱され得る。亜鉛またはカルシウムなどの金属イオンは、エッグボックスモデルに基づき、ペクチン分子上の利用可能なＣＯＯ⁻基と相互作用する［参照６］。ペクチンの滴は２０から３０分間ほど塩浴中で撹拌され、塩をペクチンマトリクスに拡散させて金属イオン櫛状（Ｚｎ−櫛状またはＣａ−櫛状などの）ネットワークを完全に形成する。理想的には、その後ビーズを濾過し、既に記載したように過剰な塩を除去するために少なくとも３回ｍｉｌｌｉ−Ｑ水ですすぎ、洗浄し、次いで乾燥させる。乾燥は、任意の適した手段により、代表的には単にビーズをオーブン中約３７℃で少なくとも２時間放置することによるか、ビーズを凍結乾燥するかのいずれかにより達成することができる。

乾燥後、裸のビーズ（すなわち何も封入していない）は１ミリメートル程度の大きさを有する。ビーズの大きさは、例えば、ペクチン溶液の流速、針の大きさ、ペクチン濃度、または封入される材料の量を変えることにより、変えることができる。代表的な乾燥裸ビーズを図２に示す。裸ビーズは比較的滑らかな表面を有する。

吸着剤のＺｎまたはＣａ櫛状ビーズへの封入
吸着剤の封入は、吸着剤の水懸濁液とペクチン溶液とを別々に調製することで簡単に実行できる。吸着剤懸濁液を以下のように調製した：乾燥した吸着剤を秤量して、磁気撹拌子を用いて水に加えた（濃度は１から１０％ｗ／ｖの間）。懸濁液を一晩撹拌したままにし、確実に吸着剤を完全に水和させた（粘土の場合は、剥離させた）。この長時間の撹拌は、活性炭の場合にも重要であるようである：吸着剤を一晩撹拌しない場合、懸濁液は均質ではなく、封入も容易ではない。ペクチン溶液を加熱し（最高５０℃）、三枚羽根プロペラ機を用いて少なくとも３０分間、吸着剤懸濁液をこれに混ぜた。ペクチン溶液と吸着剤懸濁液との混合は、吸着剤をペクチンマトリクスに適切および均質に封入するために欠かせない。例えば、吸着剤懸濁液が一晩撹拌されていない場合、ペクチン溶液を加えたときに相分離（ペクチン豊富相と吸着剤豊富相）が観察される。懸濁液が一晩十分に水和されると不均質性は見られなくなる。医薬品グレード吸着剤のほかに、ラポナイトＸＬＧ（Ｒｏｃｋｗｏｏｄ，ＵＫ）およびコロイドシリカ（Ｌｕｄｏｘ（登録商標）ＡＳ−４０、Ｓｉｇｍａ，Ｆｒａｎｃｅ）もまた封入された。ラポナイトは天然粘土と同様に水和された。コロイドシリカ（４０％ｗ／ｖ）の場合、この吸着剤はすでに懸濁液であるため、三枚羽根プロペラ機を用いてペクチン溶液と直接混ぜた。

吸着剤含有ビーズは、裸ビーズについて記載したのと同様な方法を用いて調製できる。乾燥ビーズのＳＥＭ画像を図３、図４、図５、および図６に示す。

全てのビーズは、裸ビーズと比べて比較的粗い表面を有する。粗さは吸着剤の封入に由来する。封入がビーズ内で均質であったことは、乾燥前にビーズを切断して内部の画像を走査型電子顕微鏡（ここでは示さず）で撮ることにより確認をとることができる。吸着剤は櫛状マトリクス内に均質に分布しているようである。これらの結果は、ペクチン溶液の粘度が高いため配合が難しく相分離の問題があるにもかかわらず、有意義な量の吸着剤をペクチン溶液中に組み込んでこうした吸着剤を大量に封入したＺｎ櫛状またはＣａ櫛状ビーズを形成することが可能であることを示した。

本明細書中に記載される方法に従って調製されたビーズの安定性および吸着性は、以下に示される実施例で評価した。

ＩＩＩ．ペクチンビーズを含む薬物送達系
ペクチンビーズを収集し適切な賦形剤と組み合わせて様々な経口薬物送達デバイスに配合することができる。例えば、ビーズは固形賦形剤と組み合わせて錠剤化またはカプセル詰めすることができる。

ペクチンビーズは、ペクチンビーズを分解しない液体／ゲル賦形剤と組み合わせることもでき、この混合物／分散物はゲルキャップなどのカプセルに詰めることができる。

ペクチンビーズを用いて作られた錠剤またはカプセル剤は、所望であれば、適した腸溶コーティングでコーティングして、胃にある間分解することなく向上した安定性を提供することができる。胃のｐＨは１から３のオーダーのものであるが、小腸および結腸ではｐＨは上がって７に近い値に達する（ＨｏｖｇａａｒｄＬ．ｅｔａｌ．（１９９６）ＣｕｒｒｅｎｔＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆＰｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓｉｎＣｏｌｏｎＴａｒｇｅｔｉｎｇ，ＣｒｉｔｉｃａｌＲｅｖｉｅｗｓｉｎＴｈｅｒａｐｅｕｔｉｃＤｒｕｇＣａｒｒｉｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，１３，１８５）。ペクチンビーズを含有する、錠剤、ゼラチンカプセル剤、スフェロイドなどの形態の薬物送達デバイスは、酸性ｐＨでは不溶性だが中性またはアルカリ性ｐＨでは溶解性のｐＨ依存性ポリマーでコーティングされることにより、こうしたｐＨ変化にさらされることなく結腸に到達できる（Ｋｉｎｇｅｔｅｔａｌ．ｏｐ．ｃｉｔ．）。この目的で最近もっとも使用されるポリマーは、メタクリル酸誘導体の、Ｅｕｄｒａｇｉｔ（登録商標）ＬおよびＳである（ＡｓｈｆｏｒｄＭ．ｅｔａｌ．（１９９３），ＡｎｉｎｖｉｖｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｉｎｔｏｔｈｅｓｕｉｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｐＨ−ｄｅｐｅｎｄｅｎｔｐｏｌｙｍｅｒｓｆｏｒｃｏｌｏｎｉｃｔａｒｇｅｔｉｎｇ，ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃｓ，９５，１９３ａｎｄ９５，２４１；ａｎｄＤａｖｉｄＡ．ｅｔａｌ．（１９９７）Ａｃｒｙｌｉｃｐｏｌｙｍｅｒｓｆｏｒｃｏｌｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃｄｒｕｇｄｅｌｉｖｅｒｙ，Ｓ．Ｔ．Ｐ．ＰｈａｒｍａＳｃｉｅｎｃｅｓ，７，５４６）。

薬物送達デバイスは、吸着剤が投与される疾患の有効な治療または予防を提供するのに適した選択量で投与される。理想的には、本明細書中に記載される吸着剤の有効量は、結腸で所望の吸着効果を提供するのに十分であり、これは吸着されるべき物質の性質に依存して変化してもよい。

代表的には、吸着剤の有効用量は１００ｍｇ／体重ｋｇ未満の量であり、約１ｍｇ／患者の体重ｋｇ未満であることが多く、通常、ただし頻繁に、約１０ｍｇから１００ｍｇ／患者の体重ｋｇ未満である。上述の有効用量は、代表的には、２４時間以上の間に投与される、１回の用量として、または１種以上の用量として投与される量を表す。

ＩＶ．吸着剤ペクチンビーズ含有薬物送達デバイスを用いる治療法
薬物送達デバイスを用いて、吸着剤の結腸送達が適切なこうした種類の症状および疾患を治療することができる。１つの実施形態において、疾患は、下痢など、結腸が抗生物質に曝露することに由来するものである。この実施形態において、吸着剤は抗生物質を不活性化し、デバイスは、抗生物質を与えられた、与えられている、または与えられる予定の患者に、治療上有効量で投与され得る。吸着剤中／上に吸着され得る抗生物質は不活性化され得る。吸着され得る抗生物質クラスの代表例として、β−ラクタム、サイクリン、マクロライド、キノロン、アミノグリコシド、グリコペプチド、スルファミド、フェニコール、スルファミド、フラン、ポリペプチド、オキサゾリドン、およびホスホマイシン、リファンピンなどの抗生物質などが挙げられる。

別の実施形態において、薬物送達デバイスは、結腸に存在する細菌または真菌の毒素の影響に苦しんでいる患者に投与し得る。このような毒素の例として、クロストリジウム・ディフィシル（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍｄｉｆｆｉｃｉｌｅ）により産生されるものなど、マイコトキシン、エンドトキシン、またはエンテロトキシンが挙げられる（世界中の抗生物質投与後の下痢の主な原因と考えられている）。この実施形態において、吸着剤は、毒素を吸着するのに治療上有効量で投与される。

別の実施形態において、薬物送達デバイスは、医薬的活性剤で治療される障害を患っている患者に投与することができ、この活性剤は結腸以外の患者の体内の関連する受容体に結合して障害を治療するが、結腸で受容体に結合すると副作用をもたらす。例えば、結腸にはコリン受容体（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｅｄ−ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ．ｃｏｍ／ｇｉｍｍ／ｇｉｍｍＤｒｕｇＳｃｒｅｅｎ．ｈｔｍ）およびセロトニン受容体があるが、これらは中枢神経系にも存在する。コリン受容体に結合する薬剤での治療は、結腸にある受容体に結合すると副作用をもたらす可能性がある。本明細書中に記載される吸着剤粒子とこのような受容体に結合する薬剤の同時投与は、こうした副作用を最小化または排除し得る。

血圧薬（カルシウムチャンネル遮断薬）、鎮痛薬（特に麻薬）、抗鬱薬、アルミニウムおよびカルシウムを含有する制酸薬、抗パーキンソン薬、鎮痙薬、利尿薬、および抗けいれん薬での薬物有害反応として胃腸管での問題が一般に報告されること、および薬物の多くのクラスが便秘を伴うことが公知である。便秘が続いて、副作用が負担となって患者が治療を中断してしまうことが多い（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｅｄ−ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ．ｃｏｍ／ｇｉｍｍ／ｇｉｍｍＤｒｕｇＳｃｒｅｅｎ．ｈｔｍ）。リスペリドンなどの薬は、巨大結腸などの結腸障害を伴い得る（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｍａ．ｏｒｇ．ｓｇ／ｓｍｊ／４３１０／４３１０ｃｒ２．ｐｄｆ）。

以下の非限定的実施例の参照により、本発明はさらに理解されるものとなろう。

（実施例）

模擬胃腸管媒体での装填されたビーズの安定性
上記の方法を用いて調製した選択された配合物の溶解時間を、３７℃で穏やかに接線撹拌（ｔａｎｇｅｎｔｉａｌｓｔｉｒｒｉｎｇ）しながら、模擬胃媒体（ＳＧＭ）（ＵＳＰＸＸＩＶ）（表１）中、模擬腸媒体（ＳＩＭ）（ＵＳＰＸＸＩＶ）（表２）中、およびペクチン分解酵素を含有する模擬結腸媒体（ＳＣＭ）（表３）中で評価した。

イオン指向性ゲル化のため塩化カルシウムを酢酸亜鉛に変えた場合、模擬腸媒体および模擬結腸媒体で安定性の向上が観察される。

イオン指向性ゲル化のため用いる亜鉛濃度が高くなるほど、模擬腸媒体でビーズが安定になる（表３）。

模擬腸媒体でのプレインキュベーションなしでは、亜鉛濃度が８％（ｗ／ｖ）より高いと、模擬結腸媒体での崩壊時間が１から３時間になる（表４）。

イオン指向性ゲル化のため使用する６％酢酸亜鉛溶液に塩化カルシウムを加えると、カルシウムなしで調製したビーズと比較して、ＳＩＭ中のビーズ安定性が向上する（表５）。しかしながら、ＣａＣｌ_２を１２％酢酸亜鉛溶液に加えた場合の差異は観測されない。

ＳＩＭ中のプレインキュベーションなしでは、ＳＣＭ中のビーズ安定性は、異なる亜鉛濃度およびカルシウム濃度について見積もられていたのとほぼ同じである。模擬結腸媒体での崩壊時間は１から３時間になる（表６）。

ＰＥＩコーティングは、コーティングしていないＣａ櫛状ビーズと比較すると、模擬腸媒体および模擬結腸媒体の両方でビーズ安定性を顕著に向上させる（表７）。

ＳＩＭ中のプレインキュベーションなしでは、ＰＥＩコーティングは、コーティングしていないＣａ櫛状ビーズと比較すると、模擬結腸媒体中でのビーズ安定性を顕著に向上させる（表８）。

試験したそれぞれの崩壊剤は、ＳＩＭ中でのビーズ安定性に影響を及ぼさなかった：配合は全て少なくとも５時間は安定である（表９）。ｄ−ラクトースまたはＫｏｌｌｉｄｏｎ（登録商標）Ｋ１７を含ませても、崩壊剤なしで調製したＺｎ櫛状ビーズと比較して、ＳＩＭ中でインキュベーション後のＳＣＭ中でのビーズ崩壊時間は変わらなかった。一方、高濃度のＴｗｅｅｎ（登録商標）８０（ｃ＝１０％（ｗ／ｖ））および中濃度のＬｕｔｒｏｌ（登録商標）Ｆ６８（ｃ＝５％（ｗ／ｖ））は、ＳＩＭ中でインキュベーション後のＳＣＭ中でのビーズ安定性を下げた。Ｔｗｅｅｎ（登録商標）８０（ｃ＝１０％（ｗ／ｖ））については、ＳＣＭ中でインキュベーションして１．５時間後に崩壊しはじめ、３時間後に崩壊しおわる。Ｌｕｔｒｏｌ（登録商標）Ｆ６８（ｃ＝５％（ｗ／ｖ））については、ＳＣＭ中でインキュベーションして２時間後に崩壊しはじめ、３時間１５分後に崩壊しおわる。

ＳＩＭ中のプレインキュベーションですでに観測されたように、２種の配合は速い崩壊を必要とするときに目的にかなってる：Ｔｗｅｅｎ（登録商標）８０（ｃ＝１０％（ｗ／ｖ））およびＬｕｔｒｏｌ（登録商標）Ｆ６８（ｃ＝５％（ｗ／ｖ））（表１０）。

模擬結腸状態での裸の吸着剤の吸着効率
３種の医薬品グレードの吸着剤を、模擬結腸条件下のアモキシシリンおよびシプロフロキサシンの吸着について、ＨＰＬＣを用いて抗生物質の残留濃度を求めることにより試験した。これらの実験に用いる模擬結腸媒体（ＳＣＭ）は以下の通りであった：ＨＥＰＥＳ（２．３８３ｇ／Ｌ）およびＮａＣｌ（８．４７４ｇ／Ｌ）溶液（ｐＨ６）。吸着剤を上記の結腸媒体中、３７℃で穏やかに接線撹拌しながら、インキュベートした。所望の時点で、懸濁液を収集して、微小遠心分離を用いて１０，０００ＲＰＭで遠心分離した。シリンジ駆動フィルターユニット（Ｍｉｌｌｅｘ（登録商標）−ＨＶ、０．４５μｍ、ＰＶＤＦ、４ｍｍ；Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ，Ｆｒａｎｃｅ）で上清を濾過して、ＨＰＬＣでこの抗生物質濃度をアッセイした。試験するＳＣＭの対照試料を同じ実験条件でインキュベートした。吸着剤とともにインキュベーション後ＳＣＭ中に残存する抗生物質の割合を、インキュベートした対照との比較により求めた。

アモキシシリンの吸着速度
アタパルジャイト、活性炭、およびカオリンが模擬結腸状態でアモキシシリンを吸着する能力を研究した。吸着剤に曝露する前後のアモキシシリン濃度を、ＵＶ検出器（λ＝２３０ｎｍ）と接続したＨＰＬＣを用いて求めた。室温で、Ｙｐｅｒｓｐｈｅｒｅ（登録商標）５μｍ（２５０ｘ４．６ｍｍ、Ｉｎｔｅｒｃｈｉｍ，Ｆｒａｎｃｅ）、Ｃ１８逆相カラム、を用いて分離を達成した。移動相は、９５％ホスフェート溶液（ＫＨ_２ＰＯ_４、０．０１Ｍ、オルトリン酸でｐＨ３に酸性化）と５％アセトニトリルの混合物からなった。流速は１．３ｍＬ／分に固定した。アモキシシリンを用いた結合実験の実験条件および結果を表１１に示す。

図７および図８は、ペクチン分解酵素のないＳＣＭ中における、試験した各吸着剤との接触時間対除去されたアモキシシリン（０．５および１ｍｇ／ｍＬ）を示す。これらの図からわかるように、活性炭を用いるとアモキシシリン吸着は非常に効率的であるが、アタパルジャイトおよびカオリンを用いるとそれほどではないことが観測される。６時間インキュベーション後、それぞれの吸着剤で除去されたアモキシシリンの割合は約２５％から上限９５％までさまざまだったが、活性炭の方が多く減った。これらの結果は、活性炭との比較的短時間の接触で、吸着は常に最大に達する事を示す。試験したアモキシシリン濃度（０．５および１ｍｇ／ｍＬ）および炭の量（１、５、および１０ｍｇ／ｍＬ）に係わらず、１５分から３０分のインキュベーション後、プラトーになる。アタパルジャイトおよびカオリンはアモキシシリン濃度を下げるものの、これより高い濃度（２００ｍｇ／ｍＬ）であり、しかも定常状態は６時間後でなければ到達しない。

そのうえさらに、図８に示した結果は、吸着速度が炭濃度と関連しないことを実証する。しかしながら、飽和状態でのアモキシシリンの吸着量は強く使用量に依存する。

活性炭について得られた結果は非常に期待の持てるものであった。これらは、この吸着剤がかなりの少量（１ｍｇ／ｍＬから１０ｍｇ／ｍＬ）で糞便の０．２５０ｍｇ／ｍＬから１ｍｇ／ｍＬを構成する濃度でアモキシシリンを除去することを可能にすることを証明する。アモキシシリン薬理について公知のことから、糞便中の予想されるアモキシシリン残留濃度（５から１０％程度の標準経口投与量（１から２ｇ／日））これは糞便０．０８から０．３３ｍｇ／ｍＬに相当する。この濃度範囲は、本明細書中に記載される粒子が不活性化可能な濃度範囲と一致する。

シプロフロキサシンの吸着速度
裸の吸着剤と接触した後のシプロフロキサシン濃度を、２７８ｎｍでのＵＶ検出と接続したＨＰＬＣを用いて求めた。対照試料を上記のように調製した。２５℃で、Ｃ１８Ｓｙｍｍｅｔｒｙ（登録商標）カラム（５μｍ、１５０ｘ４．６ｍｍ；Ｗａｔｅｒｓ，Ｆｒａｎｃｅ）を用いて分離を達成した。移動相は、１０％アセトニトリルを加えた０．０２ＭＮａＨ_２ＰＯ_４溶液（オルトリン酸でｐＨ３に酸性化）であった。流速は１ｍＬ／分であった。

表１２はシプロフロキサシンを用いた吸着速度の実験条件および結果を示す。

図９は、吸着剤マトリクスとのインキュベーション時間対吸着により除去された除去シプロフロキサシンの割合を示す。アモキシシリンと比較すると、試験した３種の吸着剤について吸着速度がより速いことが観測された。用いた吸着剤に関係なく１５から３０分の間にプラトーに達する。アモキシシリンで既にわかったように、活性炭はアタパルジャイトよりも高い吸着能力を示し、アタパルジャイトはカオリンよりも効率的である。図１０からわかるとおり、シプロフロキサシン濃度が５倍に増加しても、炭上への吸着平衡は依然としてインキュベーションの１５から３０分後に起こる。そのうえ、活性炭は１ｍｇ／ｍＬでも吸着により抗生物質を除去するのに有効であり（０．５ｍｇ／ｍＬの４５％）、これは１５から３０分で除去された。初濃度の４５％しか不活性化されなかったものの、吸着により抗生物質が定量的により多い量（０．２２５ｍｇ／ｍＬ程度）で除去されたことを示した。これらの結果は、糞便中に予想されるシプロフロキサシン残留濃度と一致する、これは最大で経口用量（１から１．５ｇ／日）の２５％、すなわち０．４２０ｍｇ／ｍＬから０．６２５ｍｇ／ｍＬ程度を意味する。

模擬結腸状態における封入された吸着剤の吸着効率
実験１：活性炭を封入したＣａ櫛状ビーズをこの実験に用いた。活性炭対ペクチンの比は５／３（ｗ／ｗ）だった。この実験ではビーズを一度だけ洗浄した。吸着剤がペクチンから放出された後シプロフロキサシン濃度を下げる効率を、模擬結腸条件下で求めた。この研究に用いたＳＣＭは以下のとおりであった：ＨＥＰＥＳ（２．３８３ｇ／Ｌ）およびペクチン分解酵素溶液（Ｐｅｃｔｉｎｅｘ（登録商標）ＳＰＬＵｌｔｒａ、Ｓｉｇｍａ，Ｆｒａｎｃｅ）（１／２０；ｖ／ｖ）含有ＮａＣｌ（８．４７４ｇ／Ｌ）溶液（ｐＨ６）。

シプロフロキサシンを含有する上記ＳＣＭ中、３７℃で穏やかに接線撹拌しながら、ビーズをインキュベートした。所望の時点で、微小遠心分離を用いて１０，０００ＲＰＭで試料を遠心分離した。上清を、シリンジ駆動フィルターユニット（Ｍｉｌｌｅｘ（登録商標）−ＨＶ、０．４５μｍ、ＰＶＤＦ、４ｍｍ）で濾過してＨＰＬＣを用いて分析した。

シプロフロキサシンの吸着動態
表１３は、実験条件、および活性炭がＣａ櫛状ビーズから放出された後、活性炭から吸着により除去されたシプロフロキサシンの割合を示す。

１／２０でペクチン分解酵素を含有するＳＣＭを用いると、Ｃａ櫛状ビーズは３０分程度で完全に崩壊した。図１１ａおよび図１１ｂは、ＳＣＭ中、炭をロードしたビーズとともにインキュベートするとシプロフロキサシンが吸着により除去されたことを示す。裸の吸着剤を用いた結合実験と比較して、定常状態になるのは遅れた。吸着速度で観測された差異は、Ｃａ櫛状マトリクスが崩壊するのにかかった時間によるのかもしれない。吸着平衡では、吸着により除去されたシプロフロキサシン量は、封入されてない炭上に吸着された量と量的に同じであった。このことは、ペクチン分解酵素を含有するＳＣＭ中でインキュベートするとビーズから活性炭が実際に放出されたこと、および活性炭の吸着能力が封入により影響されていなかったことを示す。

実験２：活性炭を封入したＣａ櫛状ビーズおよびＺｎ櫛状ビーズをこの実験に用いた。活性炭対ペクチンの比は５／３（ｗ／ｗ）だった。イオン指向性ゲル化のため用いたカルシウム濃度は６％（ｗ／ｖ）、イオン指向性ゲル化のため用いた亜鉛濃度は６％（ｗ／ｖ）であった。洗浄は穏やかに行った。この実験ではビーズを一度だけ洗浄した。吸着剤がペクチンから放出された後シプロフロキサシン濃度を下げる効率を、模擬結腸条件下で求めた。この研究に用いたＳＣＭは以下のとおりであった：ＨＥＰＥＳ（２．３８３ｇ／Ｌ）およびペクチン分解酵素溶液（Ｐｅｃｔｉｎｅｘ（登録商標）ＳＰＬＵｌｔｒａ、Ｓｉｇｍａ，Ｆｒａｎｃｅ）（１／２０；ｖ／ｖ）含有ＮａＣｌ（８．４７４ｇ／Ｌ）溶液（ｐＨ６）。

シプロフロキサシンを含有する上記ＳＣＭ中、３７℃で穏やかに接線撹拌しながら、ビーズをインキュベートした。所望の時点で、微小遠心分離を用いて１０，０００ＲＰＭで試料を遠心分離した。上清を、シリンジ駆動フィルターユニット（Ｍｉｌｌｅｘ（登録商標）−ＨＶ、０．４５μｍ、ＰＶＤＦ、４ｍｍ）で濾過してＨＰＬＣを用いて分析した。代表的には、１つのビーズをＳＣＭ１．５ｍＬとともにインキュベートした。

図１２は、両種のビーズ（ＣａおよびＺｎ）がシプロフロキサシンを吸着できることを示す。吸着動態は、おそらくＳＣＭ中での崩壊が遅いためＺｎ櫛状ビーズの方が長い。Ｃａ櫛状ビーズから放出された活性炭の吸着能力は、３時間インキュベーション後に飽和に達する傾向にあるが、Ｚｎ櫛状ビーズから放出された活性炭上への吸着によるシプロフロキサシンの除去は、４時間接触後もいぜんとして増加している。

図１３に示されるとおり、ＳＣＭ中で４時間インキュベーション後、初期シプロフロキサシンの約４０％が吸着により除去される。

実験３：活性炭を封入したＺｎ櫛状ビーズをこの実験に用いた。活性炭対ペクチンの比は５／３（ｗ／ｗ）だった。イオン指向性ゲル化のため用いた亜鉛濃度は１０％（ｗ／ｖ）であった。この実験では、ビーズの１分間洗浄を３回行った。吸着剤がペクチンから放出された後シプロフロキサシン濃度を下げる効率を、模擬結腸条件下で求めた。この研究に用いたＳＣＭは以下のとおりであった：ＨＥＰＥＳ（２．３８３ｇ／Ｌ）およびペクチン分解酵素溶液（Ｐｅｃｔｉｎｅｘ（登録商標）ＳＰＬＵｌｔｒａ、Ｓｉｇｍａ，Ｆｒａｎｃｅ）（１／５；ｖ／ｖ）含有ＮａＣｌ（８．４７４ｇ／Ｌ）溶液（ｐＨ６）。代表的には、１つか２つのビーズを、シプロフロキサシン１００μｇ／ｍＬ含有ＳＣＭとともにインキュベートした（ビーズ２ｍｇまたは５ｍｇ／ｍＬのＳＣＭ）。

図１４に示されるとおり、Ｚｎ櫛状ビーズにロードされた活性炭によるシプロフロキサシンの吸着動態は、２段階プロセスである。ビーズが完全に崩壊する前、シプロフロキサシンはゆっくりと少しずつ吸着される（インキュベーションの最初の１時間で、２ｍｇまたは５ｍｇビーズ／ｍＬＳＣＭで、それぞれ１０％または３０％程度）。インキュベーション１時間後、ビーズが含有している炭を放出し始めると、吸着は速く多くなる。インキュベーション４時間後、初期シプロフロキサシンの７０％までもが２ｍｇ／ｍＬＳＣＭ濃度の炭で除去される。ビーズの量を５ｍｇ／ｍＬＳＣＭに増やすと、マトリクスへの吸着速度が増加する；吸着プロセスはインキュベーション２時間後にプラトーになる傾向があり、４時間後には初期シプロフロキサシンの９５％までもが吸着により除去される。

実験４：活性炭を封入したＺｎ櫛状ビーズをこの実験に用いた。活性炭対ペクチンの比は５／３（ｗ／ｗ）だった。イオン指向性ゲル化のため用いた亜鉛濃度は１０％（ｗ／ｖ）であった。ビーズを１０％（ｗ／ｖ）Ｔｗｅｅｎ８０と配合した。ビーズの１分間洗浄を３回行った。吸着剤がペクチンから放出された後シプロフロキサシン濃度を下げる効率を、模擬結腸条件下で求めた。この研究に用いたＳＣＭは以下のとおりであった：ＨＥＰＥＳ（２．３８３ｇ／Ｌ）およびペクチン分解酵素溶液（Ｐｅｃｔｉｎｅｘ（登録商標）ＳＰＬＵｌｔｒａ、Ｓｉｇｍａ，Ｆｒａｎｃｅ）（１／５；ｖ／ｖ）含有ＮａＣｌ（８．４７４ｇ／Ｌ）溶液（ｐＨ６）。代表的には、１つのビーズを、シプロフロキサシン１００μｇ／ｍＬ含有ＳＣＭとともにインキュベートした（ビーズ２ｍｇ／１ｍＬＳＣＭ）。

図１５に示されるとおり、シプロフロキサシンはゆっくりと少しずつ吸着される：インキュベーション３時間後、活性炭はビーズから放出されているにもかかわらず、初濃度の１０％しか吸着されなかった。シプロフロキサシンは、活性炭上への吸着でＴｗｅｅｎ８０と競合したのかもしれない。

実験５：活性炭を封入したＺｎ櫛状ビーズをこの実験に用いた。活性炭対ペクチンの比は５／３（ｗ／ｗ）だった。イオン指向性ゲル化のため用いた亜鉛濃度は１０％（ｗ／ｖ）であった。ビーズを５％（ｗ／ｖ）Ｌｕｔｒｏｌ（登録商標）Ｆ６８と配合した。ビーズの１分間洗浄を３回行った。吸着剤がペクチンから放出された後シプロフロキサシン濃度を下げる効率を、模擬結腸条件下で求めた。この研究に用いたＳＣＭは以下のとおりであった：ＨＥＰＥＳ（２．３８３ｇ／Ｌ）およびペクチン分解酵素溶液（Ｐｅｃｔｉｎｅｘ（登録商標）ＳＰＬＵｌｔｒａ、Ｓｉｇｍａ，Ｆｒａｎｃｅ）（１／５；ｖ／ｖ）含有ＮａＣｌ（８．４７４ｇ／Ｌ）溶液（ｐＨ６）。代表的には、１つか２つのビーズを、シプロフロキサシン１００μｇ／ｍＬ含有ＳＣＭとともにインキュベートした（ビーズ２ｍｇまたは５ｍｇ／ｍＬのＳＣＭ）。

図１６に示されるとおり、Ｌｕｔｒｏｌ（登録商標）Ｆ６８とともに調製したＺｎ櫛状ビーズから放出された活性炭上に吸着されることにより除去されるシプロフロキサシンの量は、ビーズの使用量に関係なく、２から３時間インキュベーション後にプラトーに達するまで増加する。除去されたシプロフロキサシンは、３時間インキュベーション後、ビーズ濃度が２ｍｇ／ｍＬまたは５ｍｇ／ｍＬＳＣＭで、それぞれ初濃度の３０％または６０％程度である。活性炭の吸着能力は、Ｌｕｔｒｏｌ（登録商標）Ｆ６８の存在により影響を受けるように見える。

実験６：シプロフロキサシンの炭をロードしたビーズへの吸着の制御：模擬結腸状態での「裸ビーズ」を用いた吸着効率
「裸ビーズ」をこれらの実験に用いた。吸着剤をロードしたビーズについて記述したように、Ｃａ櫛状ビーズおよびＺｎ櫛状ビーズを、３％（ｗ／ｖ）ペクチン溶液およびそれぞれ６％または１０％ｗ／ｖ酢酸亜鉛溶液を用いて調製した。吸着剤をロードしたビーズでの結合試験と同じ実験条件下、シプロフロキサシン（１００μｇ／ｍＬ）を「裸ビーズ」とともにインキュベートした。炭をロードしたビーズ１つはペクチン約０．５ｍｇを含むという事実に基づき、１ｍＬ／０．５ｍｇの裸ビーズの割合のシプロフロキサシン溶液を用いて対照試験を行った。残留抗生物質濃度を、上記のように、混合ＨＰＬＣ−ＵＶを用いて求めた。インキュベーション３時間後、試験した試料中のシプロフロキサシンレベルは対照と差がなかった（表１４および表１５）。抗生物質量は一定のままであり、シプロフロキサシンがペクチンにより吸着されなかったことを実証している。

クロストリジウム・ディフィシル毒素の吸着
模擬結腸状態での封入された吸着剤を用いた吸着効率
クロストリジウム・ディフィシル毒素（ＡおよびＢ）はＳｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ（ＵＳＡ）から得た。実質的に上記のとおりの活性炭を封入したＣａ櫛状ビーズを、この実験に用いた。活性炭対ペクチンの比は５／３（ｗ／ｗ）だった。吸着剤がペクチンから放出された後Ｃ．ディフィシル毒素濃度を下げる効率を、模擬結腸条件下で求めた。

この研究に用いたＳＣＭは以下のとおりであった：ＨＥＰＥＳ（２．３８３ｇ／Ｌ）およびペクチン分解酵素溶液（Ｐｅｃｔｉｎｅｘ（登録商標）ＳＰＬＵｌｔｒａ、Ｓｉｇｍａ，Ｆｒａｎｃｅ）（１／２０；ｖ／ｖ）含有ＮａＣｌ（８．４７４ｇ／Ｌ）溶液（ｐＨ６）。Ｃ．ディフィシル毒素を含有する上記ＳＣＭ中、３７℃で穏やかに接線撹拌しながら、ビーズをインキュベートした。所望の時点で、微小遠心分離を用いて１０，０００ＲＰＭで試料を遠心分離した。上清を、シリンジ駆動フィルターユニット（Ｍｉｌｌｅｘ（登録商標）−ＨＶ、０．４５μｍ、ＰＶＤＦ、４ｍｍ）で濾過してＥＬＩＳＡアッセイ（ｋｉｔＰｒｅｍｉｅｒＴｏｘｉｎｓＡ＆ＢｆｒｏｍｍｅｒｉｄｉａｎＢｉｏｓｃｉｅｎｃｅ，Ｉｎｃ．Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ，Ｏｈｉｏ）を用いて分析した。

ＳＣＭ中でインキュベートした毒素の迅速な吸着が観測され、本明細書中に記載される結腸粒子状送達系が結腸で細菌性毒素および真菌性毒素を吸着してこれらの毒素により引き起こされる症状を緩和するだろうということが示唆された。

参照
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６．Ｇｒａｎｔ，Ｇ．，ｅｔａｌ．，Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓａｎｄｄｉｖａｌｅｎｔｃａｔｉｏｎｓ：ｔｈｅｅｇｇ−ｂｏｘｍｏｄｅｌ．ＦＥＢＳｌｅｔｔｅｒ，１９７３．３２：ｐ．１９５−１９８．
本明細書中示される各文書は、全ての目的においてこの全体が参照として本明細書中に組み込まれる。

本発明の主題を本明細書により開示したが、これに照らして本発明の多くの変更、置換、および改変が可能であることが明らかであるはずである。本発明が具体的に記載されたとおり以外に実施され得ることが理解されるはずである。このような変更、置換、および改変は本出願の範囲内にあることが意図される。

本明細書中に記載されるＺｎ櫛状またはＣａ櫛状ビーズを調製するのに用いられ得る方法の模式図を示す。典型的なＣａ櫛状乾燥ビーズ（左）およびこの比較的滑らかな表面（右）の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を示す。活性炭を封入したカルシウム櫛状ビーズ（炭対ペクチン比＝５／３ｗ／ｗ）を示す。アタパルジャイトを封入したカルシウム櫛状ビーズ（アタパルジャイト対ペクチン比＝１／１ｗ／ｗ）を示す。カオリンを封入したカルシウム櫛状ビーズ（カオリン対ペクチン比＝５／３ｗ／ｗ）を示す。右側の画像では、ビーズ表面にカオリンの層状構造が見られる。コロイドシリカ（左、シリカ対ペクチン比＝８０／１２ｗ／ｗ）またはラポナイト（右、ラポナイト対ペクチン比＝１６／６ｗ／ｗ）のいずれかを封入したカルシウム櫛状ビーズのＳＥＭ画像を示す。ペクチン分解酵素のない模擬結腸媒体（ＳＣＭ）における、試験した吸着剤それぞれとのインキュベーションの接触時間（分）と、吸着により除去されたアモキシシリンの割合（％）（０．５および１ｍｇ／ｍＬ）を示す。図７において、ひし形は１０ｍｇ／ｍＬ濃度の活性炭を表し、三角は２００ｍｇ／ｍＬ濃度のアタパルジャイトを表し、四角は２００ｍｇ／ｍＬ濃度のカオリンを表す。ペクチン分解酵素のない模擬結腸媒体（ＳＣＭ）における、試験した吸着剤それぞれとのインキュベーションの接触時間（分）と、吸着により除去されたアモキシシリンの割合（％）（０．５および１ｍｇ／ｍＬ）を示す。図８において、三角は１０ｍｇ／ｍＬ濃度の活性炭を表し、ひし形は５ｍｇ／ｍＬ濃度の活性炭を表し、丸は１ｍｇ／ｍＬ濃度の活性炭を表す。ペクチン分解活性のないＳＣＭにおける、吸着剤マトリクスとのインキュベーション時間（分）と、吸着により除去されたシプロフロキサシンの割合（％）（初濃度は１００μｇ／ｍＬ）を示す。三角は１ｍｇ／ｍＬ濃度の活性炭を表し、ひし形は１ｍｇ／ｍＬ濃度のアタパルジャイトを表し、四角は１ｍｇ／ｍＬ濃度のカオリンを表す。ペクチン分解活性のないＳＣＭにおける、１ｍｇ／ｍＬ濃度で活性炭を含む吸着剤マトリクスとのインキュベーション時間（分）と、吸着により除去されたシプロフロキサシンの割合（％）（初濃度は５００μｇ／ｍＬ）を示す。ペクチン分解酵素を含有する模擬結腸媒体における、活性炭をロードしたカルシウム櫛状ビーズ（１ビーズ／ｍＬ）とのインキュベーション時間（分）と、吸着により除去されたシプロフロキサシンの割合（％）（初濃度は１００μｇ／ｍＬ）を示す。ペクチン分解酵素を含有する模擬結腸媒体における、活性炭をロードしたカルシウム櫛状ビーズ（１ビーズ／ｍＬ）とのインキュベーション時間（分）と、吸着により除去されたシプロフロキサシンの割合（％）（初濃度は５００μｇ／ｍＬ）を示す。 μｇ／ｍｇ活性炭対インキュベーション時間（分）で与えられる吸着により除去されるシプロフロキサシンの線量を示す；活性炭（対イオンの６％ｗ／ｖ）をロードした、カルシウム櫛状（青い四角）ビーズと亜鉛櫛状（赤い丸）ビーズとの比較。ビーズは５００μｇ／ｍＬシプロフロキサシン（ｎ＝２）含有模擬結腸媒体中インキュベートされる。模擬結腸媒体における、活性炭（酢酸亜鉛の６％ｗ／ｖ）をロードした亜鉛櫛状ビーズでのインキュベーション時間（分）と、吸着により除去されたシプロフロキサシンの割合を示す。初期シプロフロキサシン濃度は５００μｇ／ｍＬである。模擬結腸媒体における、活性炭をロードした亜鉛櫛状ビーズ（酢酸亜鉛の１０％ｗ／ｖ）でのインキュベーション時間（分）と、吸着により除去されたシプロフロキサシンの割合を示す。ビーズ（２ｍｇ／ｍＬ（青塗り丸）または５ｍｇ／ｍＬ（黒中抜き丸））を、初濃度１００μｇ／ｍＬでシプロフロキサシンを含有する模擬結腸媒体中インキュベートする。模擬結腸媒体における、活性炭および１０％（ｗ／ｖ）Ｔｗｅｅｎ８０をロードした亜鉛櫛状ビーズ（酢酸亜鉛の１０％ｗ／ｖ）でのインキュベーション時間（分）と、吸着により除去されたシプロフロキサシンの割合を示す。ビーズ（２ｍｇ／ｍＬ（青塗り丸）を、初濃度１００μｇ／ｍＬでシプロフロキサシンを含有する模擬結腸媒体中インキュベートする。活性炭および５％（ｗ／ｖ）Ｌｕｔｒｏｌ（登録商標）Ｆ６８をロードした亜鉛櫛状ビーズ（酢酸亜鉛の１０％ｗ／ｖ）でのインキュベーション時間（分）と、吸着により除去されたシプロフロキサシンの割合を示す。ビーズ（２ｍｇ／ｍＬ（青塗り丸）または５ｍｇ／ｍＬ（黒中抜き丸））を、初濃度１００μｇ／ｍＬでシプロフロキサシンを含有するＳＣＭ中インキュベートする。

Claims

ａ）結腸に到達したときに有害副作用を引き起こすことが公知である、抗生物質、細菌もしくは真菌毒素、または医薬的活性剤を吸着する能力がある吸着剤、および
ｂ）ペクチンビーズからなる薬物送達デバイス、
を含む、吸着剤の結腸放出用経口送達デバイス。
ペクチンは、亜鉛またはカルシウムイオンで架橋されている、請求項１の送達系。
架橋ペクチンは、崩壊剤を含有する、請求項２の送達デバイス。
架橋ペクチンは、ポリエチレンイミンで網状になっている、請求項２の送達デバイス。
ポリエチレンイミンの量は、ペクチンビーズの大部分が吸着剤を放出することなく胃腸管を通過して結腸に行くのを可能にするのに十分であり、および前記ペクチンビーズが結腸で十分に崩壊して有効量の前記吸着剤を放出するのにも十分である、請求項４の送達デバイス。
吸着剤は、活性炭、粘土、タルク、および血液培養瓶に用いられるものなどの樹脂からなる群より選択される、請求項１から５のいずれか一項の送達デバイス。
粘土は、ベントナイト、カオリン、モンモリロナイト（ｍｏｎｔｍｏｒｒｉｌｌｏｎｉｔｅ）、アタパルジャイト、ハロイサイト、およびラポナイトからなる群より選択される、請求項６の送達デバイス。
シリカは、コロイドシリカ、メソ多孔質シリカ、ヒュームドシリカ、およびゼオライトからなる群より選択される、請求項６の送達デバイス。
ペクチンはアミド化ペクチンである、請求項１から８のいずれか一項の送達デバイス。
デバイスは、１から１０％（ｗ／ｖ）のペクチンおよび２から１２％（ｗ／ｖ）の酢酸亜鉛または塩化カルシウムを含む溶液から調製される、請求項１から９のいずれか一項の送達デバイス。
抗生物質を不活性化する酵素をさらに含む、請求項１から１０のいずれか一項の送達デバイス。
抗生物質の投与前、中、または後のいずれかに、請求項１から１１のいずれか一項の送達デバイスを患者に投与することを含む、腸内細菌叢への前記抗生物質の副作用を治療または予防する方法。
請求項１から１１のいずれか一項の送達デバイスを患者に投与することを含む、腸内細菌叢への細菌または真菌毒素の副作用を治療または予防する方法。
結腸外の受容体と相互作用すると有益な効果をもたらすが結腸内の受容体と相互作用すると副作用をもたらす医薬的活性剤の投与前、中、または後のいずれかに、請求項１から１１のいずれか一項の送達デバイスを患者に投与することを含む、前記医薬的活性剤の副作用を治療または予防する方法。
ａ）吸着により抗生物質を不活性化する吸着剤が溶解、分散、または懸濁しているペクチン水溶液を、二価カチオン塩の水溶液に加え、これにより前記活性剤を含むカチオン塩の形でペクチンビーズを得ること、および
ｂ）前記得られるビーズをポリエチレンイミン水溶液に導入して場合により網状にすること、を含む、抗生物質を不活性化する活性剤の結腸送達用経口薬物送達デバイスの調製プロセス。
カチオン塩は、亜鉛またはカルシウムイオンである、請求項１５のプロセス。
ポリエチレンイミンの量は、ペクチンビーズの大部分が吸着剤を放出することなく胃腸管を通過して結腸に行くのを可能にするのに十分であり、および前記ペクチンビーズが結腸で十分に崩壊して有効量の前記吸着剤を放出するのにも十分である、請求項１５のプロセス。
吸着剤は、活性炭、粘土、タルク、および細菌学的試験用樹脂からなる群より選択される、請求項１５から１７のいずれか一項のプロセス。
粘土は、ベントナイト、カオリン、モンモリロナイト（ｍｏｎｔｍｏｒｒｉｌｌｏｎｉｔｅ）、アタパルジャイト、ハロイサイト、およびラポナイトからなる群より選択される、請求項１８のプロセス。
シリカは、コロイドシリカ、メソ多孔質シリカ、ヒュームドシリカ、およびゼオライトからなる群より選択される、請求項１８のプロセス。
ａ）吸着剤、および
ｂ）ペクチンビーズを含む薬物送達デバイス、
を含む、吸着剤の結腸放出用経口送達デバイス。
ペクチンは、亜鉛またはカルシウムイオンで架橋されている、請求項２１の経口送達デバイス。
架橋ペクチンは、ポリエチレンイミンで網状になっている、請求項２２の経口送達デバイス。
ポリエチレンイミンの量は、ペクチンビーズの大部分が吸着剤を放出することなく胃腸管を通過して結腸に行くのを可能にするのに十分であり、および前記ペクチンビーズが結腸で十分に崩壊して有効量の前記吸着剤を放出するのにも十分である、請求項２３の経口送達デバイス。
抗生物質の投与前、中、または後のいずれかに、請求項２１から２４のいずれか一項の送達系デバイスを患者に投与することを含む、腸内細菌叢への前記抗生物質の副作用を治療または予防する方法。
請求項２１から２４のいずれか一項の送達系デバイスを患者に投与することを含む、腸内細菌叢への細菌または真菌毒素の副作用を治療または予防する方法。
結腸外の受容体と相互作用すると有益な効果をもたらすが結腸内の受容体と相互作用すると副作用をもたらす医薬的活性剤の投与前、中、または後のいずれかに、請求項２１から２４のいずれか一項の送達系デバイスを患者に投与することを含む、前記医薬的活性剤の副作用を治療または予防する方法。