JP2012229433A - 両親媒性ポリ（ｎ−ビニル−２−ピロリドン）コポリマー - Google Patents

Abstract

【課題】ポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）の安定化できるラジカルを形成し、薬物送達系ブロックポリマーを調製する。
【解決手段】ヒドロキシ末端を有するポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）を調整したのち、他のジブロックあるいはトリブロックコポリマーを調製する２段階の重合方法。
【効果】ブロックコポリマーは薬物送達のための担体として用いることができる。
【選択図】図７

Description

本発明は全般的にブロックコポリマーの調製方法、具体的には２段階の重合によるブロックコポリマーの調製方法、最も具体的には（ａ）ラジカル開始剤、連鎖移動剤（任意）及びアルコール溶媒の存在下でＮ−ビニル−２−ピロリドンのラジカル重合を実施してヒドロキシ末端を有するポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）を形成、及び（ｂ）触媒あるいは塩基及びマクロ開始剤の存在下でのモノマーあるいはコモノマーのイオン重合であって、前記マクロ開始剤が段階（ａ）で形成されたヒドロキシ末端を有するポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）である重合を実施することにより、ジブロック及びトリブロックコポリマーを調製する段階を含む、前記ジブロック及びトリブロックコポリマーを調製するための方法に関する。段階（ａ）で形成されるポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）は分子量１，０００Ｄから７００ｋＤを有し、またジブロック及びトリブロックコポリマーは分子量２，０００Ｄから７００ｋＤを有する。

鎖端の官能基を制御した精密ポリマーの合成は、ナノテクノロジーの達成にとって重要である。これらのポリマーは、潜在的な薬物送達媒体として特に重要である。最近１０年間に、多様な重合制御を用いることによって多様なデザインの精密コポリマーが生成している。例えば、二酸化窒素を介した重合、ジチオコンポーネントを介した可逆的付加―断片化連鎖移動及び原子移動ラジカル重合（ＡＴＲＰ）は、分子量及び分子アーキテクチャ（ジブロック、グラフト化あるいはテーパー化コポリマー）に対する制御をもたらす制御プロセスである。しかし、酢酸ビニル及びＮ−ビニル−２−ピロリドン（ＶＰ）などどの数種類のモノマーは、共鳴及び誘起効果によって安定化できるラジカルを形成しないので、制御ラジカル重合によるこれらのモノマーの効率的重合は実施されていない。Matyjaszewskiらは（Am. Chem. Soc. Symp. Ser. 685:258 1998及びJ. Polym. Sci. Part A:Polym. Chem. 36:823-830 1998）、Ｍｅ_４サイクラムをリガンドとしたＶＰのホモ重合を報告した。Matyjaszewskiらが報告した合成経路を用いて連鎖及び官能基を得ることは困難である。

本発明者は、多様な薬物送達系におけるポリ（エチレングリコール）ＰＥＧの代替として、官能基を有する精密ポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）（ＰＶＰ）に関心を持っている。ジブロックあるいはトリブロックコポリマーは水溶液中でミセルを形成することができるものが多いものの、生物適合性の問題により、この中で薬物担体として真に適当なものは少ない［Alexandridis他. Current Opinion Colloid & Interface Science 2:478-489 1997; Rapoport他J Pharm. Sci. 91:157-170 2002; Kabanov他Adv. Drug Deliv. Rev. 54:223-233 2002; Nishiyama他Langmuir 15:377-383 1999; Kakizawa他Langmuir 18:4539-4543 2002; Katayose他Bioconjugate Chem.8 :702-707 1997; Yamamoto他J. Controlled Release 82:359-371 2002; Liggins他Adv. Drug Deliv. Rev. 54:191-202 2002; Kim他J. Controlled Release 72:191-202 2001; Yoo他J. Controlled Release 70:63-70 2001; Luo他Bioconjugate Chem. 13:1259-1265 2002; Lim Soo他Langmuir 18:9996-10004 2002; Gref他Science 263:1600-1603 1994及びBurt他Colloids Surf B 16:161-171 1999］。多くの研究がポリエステル−ブロック−ポリ（エチレングリコール）ブロックコポリマーの使用を報告している［Yamamoto他;Liggins他; Kim他;Yoo他;Luo他; Lim Soo他; Gref 他及びBurt他、上に引用の雑誌］。ＰＥＧはナノ粒子［Kissel他Adv. Drug Deliv. Rev. 54:99-134 2002］、リポソーム［Gabizon他Adv. Drug Deliv. Rev. 24:337-344 1997］及びポリマーミセル［Jones他Eur. 3. Pharm. Biopharm. 42:101-111 1999; Kataoka他Adv. Drug Deliv. Rev. 47:113-131 2001及びKabanov他Adv. Drug Deliv. Rev. 54:759-779 2002］の表面親水性アームとして幅広く使用されている。ＰＥＧベースの外殻は、立体化学的効果により、単核貪食系によるナノ担体の取込みを実際に防止することができる［Jones他;Kataoka他及びKabanov他、上に引用の雑誌］。この防止により、ポリマーミセルの血流中循環時間が大幅に改善する。癌の治療においては、腫瘍部位における浸透性の亢進及び血管内皮の保持効果によって、全般的にこの時間の延長により固形癌内での選択的蓄積が生じる［Yokoyama他Cancer Res. 50:1693-1700 1990; Yokoyama他Cancer Res. 51:3229-3236 1991; Kwon他J. Controlled Release 29:17-23 1994; Yokoyama他J. Controlled Release 50:79-92 1998及びYamamoto他J. Controlled Release 77:27-38 2001］。しかし、凍結乾燥時にコロナが発生するためにナノ粒子とＰＥＧとの凝集によってある程度の制限を有する。従って、ＰＥＧは薬物送達系への効果的な使用に理想的に適しているわけではない。

官能基化精密ＰＶＰは、薬物送達系においてＰＥＧに替わる理想的な成分である。ＰＶＰは生体適合性であることが確認されており［Haaf他Polymer J. 17:243-152 1985］かつ医薬品産業において幅広く使用されている。特にＰＶＰは低温保護剤［Doebb1er他Cryobiology 3:2-11 1966］及び凍結乾燥保護剤［Deluca 他J. Parent. Sci. Technol. 42:190-199 1998］として使用することができる。従って、薬物送達系内でＰＥＧをＰＶＰに替えることにより凍結乾燥の問題の一部を克服できるかもしれない。

Torchilinら［J. Microencapsulation 15:1-19 1998］はリポソームの親水コロナとしてのＰＶＰの研究に始めて取り組んだ。ＰＶＰ外殻を有するポリマーミセルのデザインにより、薬学的使用に有望な性質が提供される。従って、Benahmedら［Pharm. Res. 18:323-328 2001］は分解性ジブロックコポリマーより構成されるＰＶＰベースミセルの調製を報告した。Benahmedらの研究においては、連鎖移動剤として２−イソプロポキシエタノールを用いたＰＶＰ合成は、Ranucciらの先行研究［Macromol. Chem. Phys. 196:763-774 1995及びMacromol. Chem. Phys. 201:1219-1225 2000］に触発された。しかし、この合成法では分子量が制御されず、またＤＬ−ラクチドの重合に不可欠なヒドロキシル末端を有するＰＶＰを定量的に提供することができない［Benahmed他Pharm Res. 18:323-328 2001］。さらに、ポリマーから２−イソプロポキシ−エタノールを除去すると沸点が上昇し（１３ｍｍＨｇで４２−４４℃）、かつ水素結合によりＰＶＰと結合するために困難を来す［Haaf他Polymer J. 17:143-152 1985］。アルコールをポリマーに捕捉すると、その後の反応にポリ（Ｄ，Ｌ-ラクチド）の合成のように無水性及び非プロトン条件を必要とする問題が生じるかもしれない。Sannerらは［Proceeding of the International Symposium on Povidone, University of Kentucky: Lexington, KY, 1983, pp.20］、クメンハイドロパーオキシドを開始剤として用いる、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）中でのフリーラジカル重合によるヒドロキシル末端を有するＰＶＰオリゴマーの合成を報告した。^１Ｈ−ＮＭＲスペクトルより、鎖ごとに２−ヒドロキシイソプロピル末端基が１．３個あることが示されている。一次溶媒ラジカルと伸長鎖が結合すると顕著な停止を生じることが示唆される［Liu他Macromolecules 33:1200-1207 2002］。

米国特許第６，３３８，８３９（Leroux他）は、ポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）−ブロックポリマ−コポリマーの１クラスを開示する。このようなＰＶＰブロックコポリマーはＰＥＧを含まないが、薬物担体として適切な性質を示す新規の生体適合性でかつ分解性のポリマーミセル系を表す。ＰＶＰは非イオン性及びイオン性の共溶質に対する相互作用に著しい多様性を示す。Lerouxらの開示の前には、ランダムグラフトコポリマーであるポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）−グラフト−ポリ（Ｌ−ラクチド）のみが文献に記載されている［Eguiburu他Polymer 37:36l5-3622 1996］。

Lerouxらが開示する両親媒性ジブロックコポリマーの合成においては、２−イソプロピルエタノールを連鎖移動剤として用いるラジカル重合によってヒドロキシ末端を有するＰＶＰが調製される。ブロックコポリマーは陰イオン開環重合によって得られる。Lerouxらの戦略は実験室内での所望の両親媒性ジブロックコポリマーの調製に極めてよく作用したものの、スケールアップした方法を達成するにはいくつかの解決すべき問題が残っている。クラウンエーテルを使用すること、及びコポリマーの精製に透析及び超遠心分離を必要とすることは、工業スケールにとって望ましくない。その上、Lerouxらが開示した方法においてはヒドロキシル末端を有するＰＶＰの官能基化が評価されていない。

当技術分野に欠けているものは、ヒドロキシル末端を有するＰＶＰの調整法、及びこのような官能基化ＰＶＰを用いて両親媒性ＰＶＰ-ブロック−ポリエステルブロックコポリマー、さらにはブロックの１つとしてのＰＶＰより構成される他のジブロックあるいはトリブロックコポリマーを調製する方法であって、ＰＶＰの分子量、多分散性指数及び官能基化を制御することができ、かつその方法が工業的スケールで実施できる方法である。

本発明は、ヒドロキシル末端を有するＰＶＰ及び両親媒性ＰＶＰブロックポリエステル、さらにはブロックの１つとしてのＰＶＰよりなる他のジブロックあるいはトリブロックコポリマーを調製するための２段階の重合方法を提供する。当該方法はＰＶＰの分子量、多分散性及び官能基化の制御を可能にする。本発明のジブロック及びトリブロックコポリマーは、薬物担体システムにおける利用を目的として工業スケールで合成することができる。

本発明の方法は２段階の重合を含む。第１の段階は、ラジカル開始剤及びアルコール溶媒の存在下における、末端にヒドロキシル基を有する低分子量ＰＶＰ（ＰＶＰ−ＯＨ）の合成に至るＶＰのフリーラジカル重合を含む。この段階は連鎖移動剤の存在下あるいは非存在下で遂行することができる。新たに合成されたＰＶＰ−ＯＨを再沈殿化により精製する。ＰＶＰ−ＯＨの分子量は、ラジカル開始剤、連鎖移動剤及びアルコールとＶＰとのモル比を調節することにより効率的に変更及び制御することができる。高濃度を用いることにより、ポリマー鎖の組換えが促進されるので各ポリマー鎖の両末端にヒドロキシル基を有するＰＶＰ（ＨＯ−ＰＶＰ−ＯＨ）を選択的に得ることができる。ラジカル開始剤の例示的ではあるが非制限的な例は、２，２’−アゾビス（２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−プロピオンアミド（ＡＭＰＡＨＥ）、２，２’−アゾビス（２−メチル−Ｎ−［２−（１−ヒドロキシブチル）］−プロピオンアミド及び１，１−アゾビス（シクロヘキサン−カルボニトリル）である。ＡＭＰＡＨＥは特に好ましいラジカル開始剤であり、その使用は本明細書の実施例に例示されている。アルコール性溶媒の例示的ではあるが非制限的な例はメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、１−ペンタノール及び２−ペンタノールである。イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）は特に好ましいアルコール性溶媒であり、その使用は本明細書の実施例に例示されている。連鎖移動剤の例示的ではあるが非制限的な例は、２−メルカプトエタノール、３−メルカプト−１−プロパノール、３−メルカプト−２−プロパノール、４−メルカプト−１−ブタノール、３−メルカプト−２−ブタノール及び６−メルカプト１−ヘキサノールである。特に好ましい連鎖移動剤は２−メルカプトエタノール（ＭＣＥ）であり、その使用は本明細書の実施例に例示されている。

当該方法の第２の段階は、第１の段階で合成されたヒドロキシル末端を有する乾燥ＰＶＰをマクロ開始剤として用い、両親媒性ＰＶＰ−ブロックポリエステルジブロックあるいはトリブロックコポリマー、あるいは１つのブロックとしてのＰＶＰより構成される他のジブロック及びトリブロックコポリマーの生成に至る、モノマーあるいはコモノマーの陰イオン重合を含む。第２の段階は、不活性非プロトン溶媒中でクラウンエーテルあるいは他の錯体形成物質を使用することなく、触媒あるいは塩基を用いて遂行される。新たに形成されたブロックコポリマーは沈殿により分離し、さらに溶解及び再沈殿により精製する。精製のための透析は不要である。活性炭処理を用いて新たに形成されたブロックコポリマーから全ての色を取り除くことができる。ブロックコポリマーの分子量及びポリエステル含有百分率は、マクロ開始剤とモノマーの比率を調節することにより制御することができる。例示的ではあるが制限的でない触媒の例は、アルミニウム及びスズアルコキシドである。例示的ではあるが制限的でない塩基の例は、水素化カリウム及びナトリウムである。不活性溶媒の例示的であるが制限的でない例は、テトラヒドロフラン、トルエン、ジエチルエーテル及びｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテルである。テトラヒドロフランは好ましい不活性非プロトン溶媒であり、その使用は本明細書の実施例に例示されている。

このように、本発明の目的は、ＰＶＰ及び両親媒性ＰＶＰ−ブロック−ポリエステルコポリマー、及びブロックの１つとしてのＰＶＰより構成される他のジブロックあるいはトリブロックコポリマーを調製するための２段階の重合方法を提供することである。

本発明のさらなる目的は、ジブロック及びトリブロックコポリマーを調製するための２段階の重合方法であって、前記方法が各重合の成分の分子量、多分散性及び官能基化の制御を可能とする方法を提供することである。

本発明の他の目的は、ジブロック及びトリブロックコポリマーを調製するための２段階の重合方法であって、前記方法が工業スケールで遂行できる方法を提供することである。

本発明の他の目的は、薬物担体として使用するための（ＰＶＰ）−ブロック−ポリエステルコポリマーを提供することである。

実施例１のＮＭＲデータを示す（^１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３）、δ（ｐｐｍ）。ＮＭＲにおける溶媒ピークが消失するまで段階１の生成物を乾燥する。 実施例２のＮＭＲデータを示す（^１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３）、δ（ｐｐｍ）。ＮＭＲにおける溶媒ピークが消失するまで段階２の生成物を乾燥する。 ＰＶＰ−ＯＨホモポリマー（第１の重合）及びＰＶＰ−ｂ−ＰＤＬＬＡジブロックコポリマー（第２の重合）の合成を例示する。 ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦスペクトル分析により生成したスペクトルを示す（実施例８）。ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ分析はＰＶＰ−ＯＨのヒドロキシル基の評価に有用である。 ＰＶＰ−ＯＨのＭ_ｎに対するＭＯＥ（図５Ａ）及びＩＰＡ（図５Ｂ）とＶＰの比率の影響を立証するデータを示す。 ＣＤＣｌ３中のＰＶＰ−ＯＨ−２５００の^１Ｈ ＮＭＲスペクトルを示す（実施例６）。 ＣＤＣｌ_３（図７Ａ）及びＤ_２Ｏ（図７Ｂ）中のＰＶＰ−ｂ−ＰＤＬＬＡ（ジブロック−４７）の^１Ｈ ＮＭＲスペクトルを示す。 ＰＶＰ−ＰＤＬＬＡジブロックコポリマー（ジブロック−４７）の熱重量プロフィールを示す。 ＤＬＳで測定した、ＰＶＰ−ｂ−ＰＤＬＬＡ（ジブロック−４７）より構成されるミセルの水中におけるサイズ分布を示す。 ２５℃におけるＰＶＰ−ｂ−ＰＤＬＬＡ（ジブロック−４７）の水中におけるＣＡＣ測定データを示す。

本発明の他の目的及び利点は、付属の図面と共に考慮する以下の記述であって、例示あるいは実施例、本発明のいくつかの実施形態によって記載される記述により明らかになるであろう。図面は本明細書の一部を構成し、かつ本発明の例示的実施形態を含み、かつその他様な目的及び性質を例示する。

（用語の定義）
以下の一覧は本明細書の全体を通して使用される用語、語句及び略語を定義する。用語、語句及び略号は単数形で列挙されているものの、定義は全ての文法的形態を包含することを意図している。

本明細書で使用される略語「ＰＥＧ」はポリ（エチレングリコール）を指す。

本明細書で使用される略語「ＰＭ」はポリマーミセルを指す。

本明細書で使用される略語「ＶＰ」はＮ−ビニル−２−ピロリドンを指す。

本明細書で使用される略語「ＰＶＰ」はポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）を指す。

本明細書で使用される略語「ＰＶＰ−ＯＨ」は、各ポリマー鎖の一方の末端にヒドロキシル基を有するＰＶＰを指す。

本明細書で使用される略語「ＨＯ−ＰＶＰ−ＯＨ」は、各ポリマー鎖の両端にヒドロキシル基を有するＰＶＰを指す。

本明細書で使用される略語「ＰＤＬＬＡ」はポリ（Ｄ，Ｌ−ラクチド）を指す。

本明細書で使用される略語「ＰＶＰ−ｂ−ＰＤＬＬＡ」はポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）−ブロック−ポリ（Ｄ，Ｌ−ラクチド）を指す。

本明細書で使用される略語「ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ」は、マトリクス支援レーザー／脱離／イオン化飛行時間質量分析を指す。

本明細書で使用される略語「ＭＷ」は分子量を指す。

本明細書で使用される略語「Ｍ_Ｗ」重量平均分子量を指す。

本明細書で使用される略語「Ｍ_ｎ」は数量平均分子量を指す。

本明細書で使用される略語「ＮＭＲ」は核磁気共鳴を指す。

本明細書で使用される略語「ＥＡ」は元素分析を指す。

本明細書で使用される略語「ＳＥＣ−ＬＳ」は、光散乱検出器を組み合わせたサイズ排除クロマトグラフィを指す。

本明細書で使用される略語「ＩＰＡ」はイソプロパノールあるいはイソプロピルアルコールを指す。

本明細書で使用される略語「ＡＭＰＡＨＥ」は２，２’−アゾビス（２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−プロピオンアミドを指す。

本明細書で使用される略語「ＭＣＥ」は２−メルカプトエタノールを指す。

本明細書で使用される略語「ＴＢＭＥ」はｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテルを指す。

本明細書で使用される略語「ＭＩＢＫ」は４−メチル−２−ペンタノンを指す。

本明細書で使用される略語「ＴＨＦ」はテトラヒドロフランを指す。

本明細書で使用される略語「ＮａＨ」は水素化ナトリウムを指す。

本明細書で使用される略語「ＬＡ」は（Ｄ，Ｌ−ラクチド）を指す。

本明細書で使用される略語「ＡＴＲＰ」は原子移動ラジカル重合を指す。

本明細書で使用される略語「ＤＭＦ」はＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドを指す。

本明細書で使用される略語「ＴＢＡ」はｔｅｒｔ−ブチルアルコールを指す。

本明細書で使用される略語「ＣＡＣ」は臨界会合濃度を指す。

本明細書で使用される略語「ＤＬＳ」は動的光散乱法を指す。

本明細書で使用される略語「ＴＧＡ」は熱重量分析を指す。

本明細書で使用される略語「ＣＴＡ」は連鎖移動剤を指す。

本明細書で使用される略語「ＰＩ」は多分散性指数を指す。

ジブロック及びトリブロックコポリマーの合成は、２段階の重合方法である。

第１の段階は、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、１−ペンタノール及び２−ペンタノール等のアルコール溶媒中で遂行されるＶＰのフリーラジカル重合である。理想的には、溶媒の沸点はラジカル開始剤のクラッキング温度付近である。好ましい溶媒はイソプロパノール（ＩＰＡ）である。ラジカル開始剤の存在が必要である。ラジカル開始剤は、２，２’−アゾビス（２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−プロピオンアミド（ＡＭＰＡＨＥ）、２，２’−アゾビス（２−メチル−Ｎ−［２−（１−ヒドロキシブチル）］−プロピオンアミド及び１，１’−アゾビス（シクロヘキサン−カルボニトリル）からなるアゾ誘導体の群から選択される。好ましい開始剤はヒドロキシル末端基を有するものであり、２，２’−アゾビス（２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−プロピオンアミド（ＡＭＰＡＨＥ）が最も好ましい。２−メルカプトエタノール、３−メルカプト−１−プロパノール、３−メルカプト−２−プロパノール、４−メルカプト−１−ブタノール、３−メルカプト−２−ブタノール及び６−メルカプト１−ヘキサノールなどのチオール誘導体は、連鎖移動剤として使用することができる。好ましい連鎖移動剤は２−メルカプトエタノール（ＭＣＥ）である。分子量はＭＣＥ、ＡＭＰＡＨＥ及びＩＰＡとＶＰのモル比を調節することにより制御することができる。生成した第１のブロックホモポリマーＰＶＰはＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ、ＳＥＣ−ＬＳ、ＥＡ及びＮＭＲなどの方法を用いて評価することができる。ＰＶＰ−ＯＨは、その溶液を当該ポリマーの溶解度が低い不活性有機溶媒中に移して沈殿させることにより分離される。溶解のための溶媒あるいは溶媒の組合せは、メタノール、エタノール、ＴＥＡ、アセトン、２−ブタノン、４−メチル−２−ペンタノン、ジクロロメタン及びテトラヒドロフランを含む群より選択される。溶解のための好ましい溶媒はイソプロパノール及び４−メチル−２−ペンタノンであり、その使用は本明細書の実施例に例示されている。沈殿のための不活性性有機溶媒は、ジエチルエーテル、ｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル、ヘキサン（誘導体）、ヘプタン（誘導体）、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、トルエン及びキシレン（誘導体）を含む群より選択される。沈殿のための好ましい溶媒はｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテルであり、その使用は本明細書の実施例に例示されている。

ＰＶＰ−ＯＨの調製（本方法の第１段階）のために、いったん全ての試薬及び溶媒を装填し、加熱の前に反応混合物を脱気する。反応温度は、選択した開始剤及び溶媒に応じて６０−１４０℃の範囲である。本発明の好ましい実施形態においては、溶媒としてのＩＰＡ、開始剤としてのＡＭＰＡＨＥ及び連鎖移動剤としてのＭＣＥの組合せが用いられ、かつ反応は還流下で遂行される。反応時間は選択した溶媒、開始剤及び連鎖移動剤に応じて１６〜７２時間の範囲である。上記の好ましい組合せにおいて、典型的な反応時間は３０〜４８時間である。

次の段階の陰イオン開環重合を成功させるために、ＰＶＰ−ＯＨの乾燥を確保することが重要である。ポリマーの乾燥は、真空オーブンを用いて温度を１１０℃に上昇させながら実施する。これに替えて、第２の重合の前にトルエン、キシレン（誘導体）あるいはヘプタン（誘導体）などの不活性溶媒による共沸蒸留を用いてさらなる乾燥を実施してもよい。

第２の段階は、環状エステル、他の環状ラクトン、メタクリル酸あるいはメタクリルアミドの陰イオン重合による。この重合はマクロ開始剤によって陰イオンとすることも、あるいはアルミニウムあるいはスズアルコキシドによって触媒することもできる。マクロ開始剤は、水素化ナトリウムあるいはカリウムなどの水素化金属試薬によるヒドロキシル基の脱プロトン化によって得られる金属ＰＶＰ−ヒドロキシレートである。生成する第２のブロックは、反復単位がラクチド、ε−カプロラクトン、γ−カプロラクトンあるいは他の環状エステルであるポリ（エステル）である。生成する第２のブロックはポリ（アミノ酸）、ポリメタクリル酸、ポリメタクリルアミドあるいはそのコポリマーであってもよい。ホモポリマーのブロックは共有結合により化学結合する。ブロックホモポリマー間の化学的リンカーは、ラジカル開始剤によって発生するヒドロキシ誘導体あるいは連鎖移動剤あるいはアルコール溶媒である。反応には不活性無水非プロトン性溶媒、あるいはテトラヒドロフラン、トルエン、ジエチルエーテル、ｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテルなどの溶媒の組合せを使用することができるが、テトラヒドロフランが好まれる。反応温度は室温から約７０℃であり、好ましい温度は２０−２５℃である。^１Ｈ ＮＭＲによって反応の終了が立証されたならば（溶媒ピークが消失）、反応混合物を濾過し、ポリマーの溶解度が低い不活性有機溶媒に注いで沈殿させることによって濾液よりブロックコポリマーを分離する。ＰＶＰ−ＯＨの沈殿と同様の溶媒系が使用され、最も好ましい溶媒はｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテルである。活性炭処理によりＰＶＰブロックコポリマーよりあらゆる色を取り除いてもよく、さらに白〜オフホワイトの生成物粉末が得られる。
本発明は以下の非限定的実施例によってさらに例示される。

（末端にヒドロキシル基を有するポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）の調製（ＰＶＰ−ＯＨ））

ＶＰ（２００g、１．８ｍｏｌ）、ＡＭＰＡＨＥ（５．２ｇ、０．０１８ｍｏｌ）及びＭＣＥ（５．０ｍＬ、０．０７２ｍｏｌ）をＩＰＡ３０００ｍＬに溶解した。窒素パージにより溶液を１時間脱気した。乾燥窒素雰囲気下で撹拌しながら４４時間乾留して（約８９℃）ラジカル重合を遂行した。次に、室温に冷却した後、減圧下でＩＰＡをほとんど除去し、ＭＩＢＫ４００ｍＬを加えた。その後徐々にＴＢＭＥ５０００ｍＬに加えてポリマーを沈殿させた。懸濁液を濾過した。フィルターケークをＴＢＭＥ２００ｍＬで２回洗浄した。このようにして得られた白色粉末を、ＭＩＢＫ４００ｍＬ及びＩＰＡ１００ｍＬに溶解し、ＴＢＭＥ５０００ｍＬより再沈殿して精製した。最後に、ＮＭＲ上で溶媒ピークが消失するまで生成物を減圧乾燥した（室温から始めて１１０℃まで、１ｔｏｒｒ）（図２）。ＰＶＰ−ＯＨは１２２ｇの白色粉末として得られた。Ｍ_ｎ：２０６０、Ｍ_ｗ：２６００、Ｍ_ｗ／Ｍ_ｎ：１．３．

本発明人は、溶媒／ＶＰの比率やＡＭＰＡＨＥ及びＭＣＥのモル百分率などのパラメータを変えて同様のＰＶＰ−ＯＨの調製を実施した。表１は、ＰＶＰ−ＯＨの分子量（Ｍ_ｗ）及び数量平均分子量（Ｍ_ｎ）が効果的に変更されることを示している。また結果より、ＭＣＥが存在するとき多分散性指数（Ｍ_ｗ／Ｍ_ｎ）は全般的に低下することも示された。溶媒／ＶＰ比率が高くなると低いＭ_ｗ及びＭ_ｎが得られる。

表１ 様々な条件下で調製されたＰＶＰ−ＯＨのキャラクタライゼーション

（ジブロックコポリマーポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）−ブロック−ポリ（ＤＬラクチド）の調製（ＰＶＰ−ＰＤＬＬＡ））

ＰＶＰ−ＯＨ（１００ｇ、４８．５ｍｍｏｌ、Ｍｎ＝２０６Ｄ）を無水ＴＨＦ６００ｍＬに溶解し、鉱物油中の６０ｗｔ％水素化ナトリウム（３．０ｇ、７５ｍｏｌ）を加えた。混合物を室温で３０分間撹拌した後、ＬＡ（１２５ｇ、１２５％ｗ／ｗ）を加えた。乾燥窒素雰囲気下にて室温で２６時間撹拌して陰イオン重合を遂行した。濾過により過量の水素化ナトリウムを取り除いた。ＴＨＥを加えて濾液の体積を９００ｍＬに調節した。その後ポリマー溶液をＴＢＭＥ４５００ｍＬに徐々に加えてポリマーを沈殿させた。懸濁液を濾過した。フィルターケークをＴＢＭＥ１００ｍＬで２回洗浄した。このようにして得られたわずかに黄色の粉末を、ＴＨＦ１２１５ｍＬに溶解して精製し、４０．５ｇの活性炭を加えた。黒色の懸濁液を室温で１６時間撹拌した後、セライトで濾過した。ＴＢＭＥ６０００ｍＬ中でポリマーを沈殿させた。懸濁液を濾過した。フィルターケークをＴＢＭＥ１００ｍＬで２回洗浄し、最後にＮＭＲによる溶媒ピークが消失するまで減圧下で乾燥させた（図２）。ＰＶＰ−ＰＤＤＤＬＡは６２ｇの白色粉末として得られた。Ｍ_ｎ：３１４０、Ｍ_ｗ：３４４５、Ｍ_ｗ／Ｍ_ｎ：１：１．

プロトンＮＭＲ及び元素分析によってＰＤＬＬＡのモル含有百分率を評価するために、実験的方程式（方程式１）及び（方程式２）をそれぞれ生成した。

式１：プロトンＮＭＲによるＰＤＬＬＡ（モル％）含有量の測定

ただしＩ_{５．２ｐｐｍ}は、Ｃ−１０上の３級プロトンに対応する５．２ｐｐｍ信号の積分を表す。Ｉ_{４．５−０．８ＰＰＭ}はＰＶＰ−ＯＨのプロトンの信号の積分を表す。リンカーの寄与は省く。

式２：元素分析（ＥＡ）によるＰＤＬＬＡ（モル％）含有量の測定

ＰＶＰ及びＰＤＬＬＡのブロック組成物は、それぞれ反復単位Ｃ_６Ｈ_９ＮＯ及びＣ_３Ｈ_４Ｏ_２に相当する。ＰＤＬＬＡ含有量（％モル）は式（２）を用い、かつＥＡによって求められた（Ｃ）及び（Ｎ）原子の含有量に基づいて算出することができる。
表２は、本方法を用いたＰＤＬＬＡモル含有百分率の再現率と狭い多分散性を示す。Ａ：方程式１由来（プロトンＮＭＲ）、Ｂ：方程式２由来（元素分析）

表２ 実施例２によるＰＶＰ−ＰＤＬＬＡジブロックコポリマーの調製

表３は、ジブロックコポリマー中のＰＤＬＬＡのモル含有量は反応系に装填されたラクチド／ＰＶＰ−ＯＨの重量比に影響されることを示す。好ましいＰＤＬＬＡ％含有量を予測的に得ることができる。Ａ：方程式１由来（プロトンＮＭＲ）、Ｂ：方程式２由来（元素分析）

（末端にヒドロキシル基を有するポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）の合成（ＰＶＰ−ＯＨ））
図３に示すように、ＰＶＰ−ＯＨはＶＰのフリーラジカル重合によって合成された。ＶＰ（３０ｇ、２７０ｍｍｏｌ）、ＡＭＰＡＨＥ（０．７７８３ｇ、２．７ｍｏｌ）及びＭＣＥ（０．８４４ｇ、１０．８ｍｏｌ）をＩＰＡ５４０ｍＬに溶解した。アルゴンで溶液を１５分間脱気した。重合は８５℃で２４時間遂行した。次に、減圧下でＩＰＡをほぼ取り除いた。その後ポリマーをジエチルエーテル約３００ｍＬに加えて沈殿させた。ポリマーをジクロロエタン６０ｍＬに溶解し、ジエチルエーテル３００ｍＬに加えて再度沈殿させた。最後に、生成物（白色粉末）をワットマン抽出用セルロース円筒濾紙に移し、ジエチルエーテルによるソックスレー抽出で２４時間精製した。ポリマーは８０℃で一晩減圧乾燥した。

（ジブロックコポリマーポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）−ブロック−ポリ（Ｄ，Ｌ−ラクチド）の調製）
図３に例示されているように、ＰＶＰ−ＯＨをマクロ開始剤として用いたＬＡの陰イオン重合によりＰＶＰ−ｂ−ＰＤＬＬＡを合成した。ＰＶＰ−ＯＨ Ｍ_ｎ：２５００（１５ｇ、５．７７ｍｍｏｌ）をトルエン２５０ｍＬに溶解した。ディーンスタークトラップを用い、トルエンを共沸溶媒として全ての生成物を乾燥した。次に減圧下蒸留によりトルエンを取り除いた。１５０℃、減圧下、Ｐ_２Ｏ_５上でポリマーを４時間乾燥した。室温まで冷却した後、アルゴン雰囲気下で鉱物油中の水素化カリウム（ＫＨ、０．３４６ｍｇ、８．６５ｍｍｏｌ）をフラスコに入れた。再びフラスコを３０分間減圧下に置いた。蒸留直後でかつ無水のＴＨＦ体積７５ｍＬを加えて混合物を溶解した。ポリマーを溶解した後、溶液を１０分間撹拌した。ＬＡ（３０ｇ、２０．８ｍｍｏｌ）及び１８−クラウン−６（２．２９ｍｇ、８．６５ｍｍｏｌ）はいずれも事前に真空下、８０℃で４時間乾燥し、フラスコに入れた後体積１５０ｍＬのＴＨＦに溶解した。アルゴン雰囲気下で溶液をアルコレート溶液に移し、撹拌した。重合は６０℃で１８時間遂行した。ＰＶＰ−ｂ−ＰＤＬＬＡを冷ジエチルエーテル１．２Ｌに加えて沈殿させた。ポリマーを捕集し、室温で減圧乾燥した。ＰＶＰ−ｂ−ＰＤＬＬＡ（２０ｇ）をＤＭＦ１００ｍＬに溶解した。脱イオン水１００ｍＬをポリマー溶液に加えてミセル化した。ミセル溶液を透析袋（スペクトラム、ＭＷカットオフ値：３５００）に入れ、４℃の水（８Ｌ）で２４時間透析した。この間、水は少なくとも４回交換した。水溶液を４℃、１１６００ｇで３０分間遠心分離した後、０．２ｈｕｍフィルターで濾過した。濾過した溶液を捕集し、４８時間凍結乾燥した。ジブロックコポリマーは、分解を防止するために−８０℃で保存した。

（サイズ排除クロマトグラフィ）
ＳＥＣ分析は、Waters 2410屈折計を用いたBreeze Watersシステム（ミルフォード、マサチューセッツ州）及びPrecision Detectors PD 2000 光散乱（ＬＳ）検出器で実施した。ＬＳデータは１５及び９０°で収集した。ＳＥＣは１０ＭＭ ＬｉＢｒを含有するＤＭＦ中で実施した。溶液２００μＬ（約３％ｗ／ｖ）を一連のStyragel（ｒ）Waters ET2, HT3及びHT4の３カラムにインジェクトし、ＭＷ分離範囲を１０^２〜１０^６とするために流量は１．０ｍＬ／分とした。カラム温度（分離）は４０℃に保つと共に、屈折計／ＬＳ検出器の温度は３５℃に設定した。機器は単分散ポリスチレン標準で校正した。

（核磁気共鳴）
^１Ｈ−及び^１３Ｃ−ＮＭＲスペクトルは、Varian 300及びBruker AMX 600分光分析器（ミルトン、オンタリオ州）を用いて２５℃、ＣＤＣｌ_３中で記録した。ＰＤＬＬＡ含有量（％モル）は、式１を用いて算出した（実施例２の記載通り）。ただしＩ_{５．２ｐｐｒｓ}は５．２ｐｐｍの信号の強度を表し、３級プロトン（カルボニル基のα−部分）に対応している。この信号を正規化して１とした。重水（Ｄ_２０）中でも２５℃で^１Ｈ−ＮＭＲを実施し、自己集合ミセルの存在を立証した。

（元素分析）
ＥＡは酸化性雰囲気下で１０２１℃で実施した。熱伝導プローブを用い、二酸化窒素、炭酸、二酸化硫黄（ＮＯ_２、ＳＯ_２及びＣＯ_２）及び水の量を定量して窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）、水素（Ｈ）及びイオウ（Ｓ）原子の量をサンプルに提供した。ＰＶＰ及びＰＤＬＬＡのブロック組成物は、それぞれ反復単位Ｃ_６Ｈ_４Ｏ_２及びＣ_３Ｈ_４Ｏ_２のに相当する。ＰＤＬＬＡ含有量（％モル）は式（２）を用い（実施例２の記載に同じ）、かつ（Ｃ）及び（Ｎ）原子の含有量に基づいて算出した。

（ＰＶＰ分析のためのＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ分光分析）
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ質量スペクトルは、Micromass TofSpec-2E質量分析（マンチェスター、イギリス）により得た。機器は、加速電位＋２０ｋＶの陽イオンリフレクトロンモードで操作した。スペクトルは少なくとも１００回のレーザーショットを平均して得た。ジスラノールはマトリクス、クロロホルムは溶媒として用いた。ヨウ化ナトリウムはメタノールに溶解し、イオン化剤として使用した。サンプルはポリマー溶液２０μＬ（６〜８ｍｇ／ｍＬ）とマトリクス溶液２０μＬ（１０ｍｇ／ｍＬ）及びイオン化剤溶液１０μＬ(２ｍｇ／ｍＬ)を混合して調製した。これらの混合液１ｍＬをターゲットプレートに載せ、窒素気流により溶媒を除去した。外部マルチポイント校正は、ブラジキニン（１０６０．２ｇ／ｍｏｌ）、アンジオテンシン（１２６５．５ｇ／ｍｏｌ）、物質Ｐ（１３４７．６ｇ／ｍｏｌ）、レニンの基質であるテトラデカペプチド（１７５９．０ｇ／ｍｏｌ）及びインスリン（５７３３．５ｇ／ｍｏｌ）を標準として使用することにより実施した。

（ＰＶＦの粘度−平均分子量（Ｍ_ｖ）の測定）
ＢＡＳＦプロトコル（米国薬局方）に従い、１ａ型ウベローデ粘度計を用いてホモポリマーＰＶＰ−ＯＨの制限的な粘度値である「Ｋ値」（あるいはフィケンツッシャーのＫ値）を測定した。Ｍ_ｖは、Ｋ−値を用いて式Ｍ_ｖ＝２２．２２（Ｋ＋０．０７５Ｋ^２）^１．６９より直接得ることができる。

（臨界会合濃度（ＣＡＣ））
ＣＡＣは定常状態ピレン蛍光法により測定した（Benahmed他Pharm. Res. 18:323-328 2001）。以下に方法を簡単に記載する。ピレンを１０^−７Ｍ含有する数種類のポリマー水溶液を調製し、暗所、４℃で一晩撹拌した。定常状態蛍光スペクトル（λ_ｅｘ’、３９０ｎm）は、２０℃で５分間撹拌した後、Series 2 Amnico Bowman蛍光光度計（スペクトロニックインスツルメンツ社、ロシェスター、ニューヨーク州）を用いて測定した。実験はそれぞれ２回ずつ実施した。

（動的光散乱法（ＤＬＳ））ＤＬＳは水中での粒子径の測定に使用した。この分析のために、ポリマーを直接水に溶解することにより、濃度０．５，１及び２ｍｇ／ｍＬの一連のＰＶＰ−ＰＤＬＬＡ水溶液を調製した。溶液はMalvern instrument Autosizer 4700（ミソシーガ、オンタリオ州）によって測定した。各測定は、２５℃、角度９０°でそれぞれ３回実施した。粒子の粒径分布及び強度平均サイズを記録した。

（熱重量分析（ＴＧＡ））
ＴＧＡ測定値は、TA Instrument Hi-Res TGA 2950 Thermogravimetric Analyser（ニューキャッスル、デラウェア州）で収集した。

実験にはポリマー約１ｍｇを使用した。温度勾配は、室温から７０℃まで２０℃／分とした。凍結乾燥後、水中の残留量を定量した。ジブロックコポリマー中のＰＤＬＬＡ及びＰＶＰ含有量（％ｗ／ｗ）も分析した。

（実施例からの実験結果）
メルカプト化合物は、鎖端を官能基化し、ポリマー分子量を間接的に制御することのできる、良好な連鎖移動剤である（Ranucci他Macroml. Chem. Phys. 196:763-774 1995;Ranucci他Macromol. Chem. Phys. 201:1219-1225 2000; Sanner他Proceedings of the International Symposium on Povidone; University of Kentucky: Lexington, KY, page 20, 1983）。ヒドロキシル基は、ビニルモノマーのフリーラジカル重合においてＣＴＡとしてＭＣＥを用いることにより、ポリマー鎖の末端に導入することができる。しかし、メルカプト誘導体の存在下でＶＰをラジカル重合したところ、少量の官能基化短鎖オリゴマー分画のみが得られたことが報告された。さらに、製品中には末端に官能基を持たない大量の高ＭＷポリマーが確認されている。これは、チオールからＶＰへの高い移動係数による（Ranucci他Macromol. Chem. Phys. 196:763-774 1995; Ranucci 他Macromol. Chem. Phys. 201:1219-1225 2000）。ＶＰのフリーラジカル重合においては、ラジカルが溶媒に移動しておそらくはモノマーに転移することができる。従って、官能基化ＰＶＰは特定の溶媒（すなわちイソプロポキシエタノール）を用いて合成されていた。しかし、ＰＶＰの官能基化は定量的に制御されなかった（Ranucci他Macromol. Chem. Phys. 196:763-774 1995; Ranucci他Macromol. Chem. Phys. 201:1219-1225 2000）。ヒドロキシル末端を有するＰＶＰホモポリマーを定量的に得、かつその分子量プロフィールも制御するために、本発明においてはＩＰＡ、ＭＣＥ及びヒドロキシルを有するアゾ開始剤（ＡＭＰＡＨＥ）を全て合わせてＶＰをラジカル重合している（図３参照）。

図４に示すように、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦスペクトル分析により、ＰＶＰ鎖の大部分（＞９５％）はＰＶＰ鎖の一方の末端にヒドロキシル基を有することが示された。図４は、ＰＶＰ−ＯＨ−２５００のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦスペクトルを示す。大半の鎖は末端に２−ヒドロキシルイソプロピル基を有し、溶媒がポリマーの成長を開始した主な分子種であることを意味した。重合の希釈条件を用いると、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦデータより鎖端の質量はＩＰＡとナトリウムイオンを加算したもののみであることから（５９_ＩＰＡ＋２３_ＮＡ＝８２、線形式においてｎ＝０）、反応中に２分子複合による重要な終了は発生しないことが示唆される。他の２つの分布も認められ、これらはそれぞれ鎖端としてＭＣＥ及びＶＰを有するＰＶＰに帰せられた。これらの分布はｍ／ｚ（＜１０００ｇｍｏｌ^−１）の値が低い場合にのみ顕著であり、ＭＣＥ−及びＶＰ−末端を有する鎖のスペクトルの５％未満を表すに過ぎなかった。ＭＣＥはＬＰＡよりも連鎖移動剤としての有効性が高いので全てのＭＣＥは反応の初期に消費された。ＭＣＥを用いたこれまでの（ＩＰＡではなく）ＴＥＦにおけるＰＶＰの合成より、ラジカルがモノマーに直接移動することもあることが示されている（Ranucci他Macromol. Chem. Phys. 196:763-774 1995; Ranucci他Macromol. Chemu. Phys. 201:l219-1225 2000）。その結果、ＣＴＡとしてＩＰＡをＭＣＥと組み合わせることにより、低ＭＷ ＰＶＰの合成は、の一方の鎖端にヒドロキシル基を定量的に挿入しながら達成することができた。

ＰＶＰ−ＯＨの分子量は、ＳＥＣ及び粘度測定によって判定した（表４）。多分散性指数（ＰＩ）１．５はラジカル転移が２分子複合全体にひろがっていることを示し、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦデータと一致した。ＳＥＣ及び粘度測定の結果は良好に一致した。ＢＡＳＦが確立した普遍的方程式は幅広いＰＶＭ ＭＷ範囲（１０^３−１０^６）に当てはまるので、Ｍ_ｖはわずかに過大評価されているかもしれない。低ＭＷポリマーのマーク−フウィンク定数（Ｋ及びα）は非常に高いＭＷを有するものと異なるので、この過大評価を説明すると思われる。ＥＡによるＰＶＰ−ＯＨの分析により、全てのＰＶＰ−ＯＨにおけるN/C原子の重量比は理論値（０．１９４）と同様であることが判明した。

ＰＶＰ−ＯＨの分子量プロフィールは、ＭＣＥ（ＣＴＡ）及びＩＰＡのＶＰモノマーとの比率を変えることにより制御された。予想されたように、ＣＴＡ／ＶＰあるいはＩＰＡ／ＶＰの比率が上昇すると共にＰＶＰ−ＯＨの分子量は低下した（図５Ａ−Ｂ）。図５Ａにおいては、ＩＰＡ／ＶＰは（■）１８ｍＬ／ｇ及び（●）１５ｍＬに固定されている。図５Ｂにおいては、ＭＣＥ／ＶＰは（▲）２．５％に固定されている。

ＣＤＣｌ_３中のＰＶＰ−ＯＨ−２５００の^１Ｈ ＮＭＲスペクトルを図６に示す。ＭＣＥのメチレン基の化学シフトは２．７及び３．８ｐｐｍである。Ｓ−Ｈ結合の代わりにＳ−Ｃ結合を形成することによりＭＣＥをＰＶＰ−ＯＨ鎖の末端に導入したところ、スペクトルにおいて２．７ｐｐｍではなく２．７及び２．７５ｐｐｍに１個のメチレン基のピークがあらわれ、３．８ｐｐｍ付近にある信号がＰＶＰ−ＯＨのピークと重なった。１．１と１．３ｐｐｍの間の信号は、２−ヒドロキシイソプロピル基のメチルプロトンに割り当てられる（ＩＰＡフラグメント）。これらの結果より、ＰＶＰラジカルがＭＣＥ及びＴＰＡに転移し、かつこのことがＭＡＬＤＩ−ＴＯＦスペクトル分析で得られた結果と一致することが示唆される。

水酸化カリウム誘導体は、ＬＡの陰イオン開環重合に幅広く使用されている（Nagasaki他Macromclecues 31:1473-1479 1998; Iijima他Macromolecules 32:1140-1146 1999; Yasugi他Macromo1ecules 32:8024-8032 1999）。本発明においては、ＰＶＰ−ＯＨの末端におけるＯＨ基と水素化カリウムの相互作用により、ＬＡのマクロ開始剤としてのカリウムＰＶＰ−ヒドロキシレートが生成された。反応系内の水とアルコールの分子が遊離ＰＤＬＬＡホモポリマーの形成を開始すると思われる。ＰＶＰと水及びプロトン溶媒中に残留したアルコールとの間に強い水素結合があり、これはポリマーと相互作用するので除去することが不可能である（Haaf他Polymer J. 17:143-152 1985）。この場合、低ＭＷ ＰＶＰ−ＯＨはＩＰＡ内で合成された。従って、ポリマーには痕跡量のＩＰＡ及び水分子が含まれているかもしれない。溶媒の除去には２段階の乾燥が必要であった。簡単に説明すると、まずＰＶＰ−ＯＨをトルエンに溶解し、次に共沸蒸留を実施する。その後、１５０℃、減圧下、Ｐ_２Ｏ_５上でポリマーを４時間乾燥する。実際には、ポリマーはこの条件の下で融解し、高度に乾燥した材料を生じる。

ＰＶＰ−ｂ−ＰＤＬＬＡの分子量及びＰＩは、検出器として光散乱及び示差屈折計を用いたＳＥＣにより測定した（表５）。予想されたように、ＰＶＰ−ｂ−ＰＤＬＬＡのＭＷは対応するＰＶＰ−ＯＨよりも大きいのに対し、ＰＩは低下した。陰イオン重合ではＰＩが非常に小さくなる｛Nagasaki他Macromolecules 31:1473-1479 1998; Iijima他Macromolecules 32:1140-1146 1999;Yasugi他Macromolecules 32:8024-8032 1999）。従って、第２の重合段階によってジブロックコポリマーのＰＩが低下する可能性があり、生成する材料はジブロックコポリマーであり、ホモポリマーの混合物ではないことが示唆される。妥当と思われるＰＩ低下のもう１つの説明は、ＰＶＰ鎖長の最も短いＰＶＰ−ｂ−ＰＤＬＬＡはジエチルエーテル中で沈殿させることにより除去されるというものである。

ジブロックコポリマー中のＰＤＬＬＡ含有量（％ｍｏｌ）は、^１Ｈ−ＮＭＲ、ＥＡ及びＳＥＣによって測定した。ＣＤＣｌ_３中のＰＶＰ−ｂ−ＰＤＬＬＡ（ジブロック−４７）コポリマーの^１Ｈ ＮＭＲスペクトルを図７Ａに示す。５．２ｐｐｍピークはＰＤＬＬＡの−ＣＨ−基に対応している。０．８ｐｐｍ〜４．５ｐｐｍの信号は、ＰＶＰセグメントに関連する全てのプロトンに割り当てられ、ＰＤＬＬＡメチル基のピーク（１．４ｐｐｍ）と重なり合う。式１を用いてＰＤＬＬＡ含有量を算出し、結果を表５に示す。ＰＶＰ−ｂ−ＰＤＬＬＡコポリマーの痕跡量の水によるＰＶＰ信号の積分がわずかに過大評価されているので、ＥＡを実施して式２を用いたＰＤＬＬＡ含有量の算出のために窒素及び炭素原子の量を用いた。式２に示すように、ＥＡによるＰＤＬＬＡ含有量の算出では、水分中の水素原子はポリマー由来であっても考慮されない。ＥＡの結果は、^１Ｈ−ＮＭＲ分析とは対照的に非常に一定しており、水分含有量にかかわらず再現可能であった。ＥＡ分析はＰＶＰ−ｂ−ＰＤＬＬＡ中のＰＤＬＬＡ含有量の定量に適していることが分かった。実際に、ＮＭＲデータによるＰＤＬＬＡ含有量は、ＥＡで算出されるものよりも低い６〜8%であることが多い。ＳＥＣではＰＤＬＬＡ含有量がＥＡよりも高くなったが（約５％）、ＳＡ、ＳＥＣ及びＮＭＲの間の整合性は非常に良好であった（表５）。Ａ：元素分析から得られた、ＰＶＰ−ｂ−ＰＤＬＬＡジブロックコポリマー中のＰＤＬＬＡ含有量に基づくラベリング、Ｂ：方程式１由来（プロトンＮＭＲ）、Ｃ：方程式２由来（元素分析）、Ｄ：ＰＶＰ−ＯＨ及び対応するＰＶＰ−ｂ−ＰＤＬＬＡのＭ_ｎ由来

熱重量測定（ＴＧＡ）もジブロックコポリマーのキャラクタライゼーションのためのよい方法である（Liggins他Adv. Drug Deliv. Rev. 54:191-202 2002）。図８に示すように、ジブロックポリマー中の痕跡量の溶媒（４％未満）は１００℃未満で除去した。図８は、ＰＶＰ−ＰＤＬＬＡジブロックコポリマー（ジブロック−４７）の熱重量プロフィールを示す。次に、ジブロックコポリマー中のＰＤＬＬＡを２００〜３５０℃で分解した後、３５０〜４８０℃でＰＶＰを分解した。従って、ＴＧＡによってもＰＤＬＬＡ含有量を測定することができた。例えば、ジブロック−４５−のＴＧＡにより、ＰＤＬＬＡ含有量は４８％ｍｏｌであり、ＥＡの結果と良好な一致を示すことが判明した。

両親媒性であることから、精密ＰＶＰ−ｂ−ＰＤＬＬＡジブロックコポリマーは水溶液中で自己集合してミセルを形成することができる。濃度を変えてＤＬＳによりミセルのサイズを測定した。図９に示すように、水中の濃度２ｍｇ／ｍＬのＰＶＰ−ｂ−ＰＤＬＬＡ（ジブロック−４７）からなるミセルは、約４０ｎｍの狭い単峰性の粒径分布を有する。図９は、ＤＬＳで測定した、水中のＰＶＰ−ｂ−ＰＤＬＬＡ（ジブロック−４７）より構成されるミセルの粒径分布を示す。０．５ｍｇ／ｍＬに希釈するときミセルの粒径に変化は認められなかった。結果より、溶液中ではミセル凝集がないことが示される。対照的に、Benahinedら（C. Pharm. Res. 18:323-328 2001）はＰＶＰ−ｂ−ＰＤＬＬＡミセルは二峰性サイズ分布であると報告した。母集団が大きいと、二次的オーダーの凝集によって制御される小さい個別のミセルの凝集を反映することが示唆されている。差についての妥当と思われる説明は、Benahmedらが報告した分子量、ＰＤＬＬＡ含有量及び多分散性指数が、本明細書に記載されたポリマーよりも高かったというものである。

ピレンを疎水性蛍光プローブとして用いた定常状態蛍光測定は、ミセルの形成を示すのによく使用される方法である（Zhao他Macromolecules 30:7143-7150 1997; Kabanov他Macromolecules 28:2303-2314 1995; Wilhelm他Macromolecules 24:1033-4040 1991）。プローブ分子の周辺環境の極性が、蛍光発光スペクトルの振動帯の一部に影響する。微小環境の極性を試験するために、発光スペクトルにおける（０，０）バンドの３３３から３３８ｎｍへのシフトによる第１及び第３の振動数帯（１３３８／１３３３）の相対強度の変化が提案されている。ミセルのＣＡＣはこの方法によって測定することができる。ミセルの形成後、ピレンはミセル相と水相に分配される。ミセルのコアは疎水性であるので、１３３８／１３３３の強度比が変化する。蛍光強度比の主要な勾配変化の正接を外挿すると、ＣＡＣが得られる。図１０に例示するように、ＰＶＰ−ｂ−ＰＤＬＬＡコポリマーは約６ｍｇ／ＬのＣＡＣを示した。図１０は、２５℃における水中のＰＶＰ−ｂ−ＰＤＬＬＡ（ジブロック４７）のＣＡＣ測定値を示す。

ＰＶＰ−ｂ−ＰＤＬＬＡのミセル化は、Ｄ_２Ｏにおける^１Ｈ−ＮＭＲによっても評価することができる（Benahmed他C. Pharma. Res. 18:323-328 2001; Yamamoto他 J. Controlled Release 82:359-371 2002; Heald他Langmuir l8:3669-3675 2002）。図７Ｂは、Ｄ_２Ｏ中のＰＶＰ−ｂ−ＰＤＬＬＡ（ジブロック−４７）の^１Ｈ ＮＭＲスペクトルを示す。図７Ｂに示すように、ＰＤＬＬＡのメチルプロトン（−ＣＨ_３）及びメチンプロトン（ＣＨ−）のピークは高度に抑制される一方で、ＰＶＰのピークはまだスペクトルに現れており、コア−シェル構造形成のエビデンスを提供している。コアにおけるＰＤＬＬＡ鎖の運動性は高度に制限されているため、ＰＤＬＬＡの信号がマスキングされる。その一方で、ミセル外殻のＰＶＰ鎖の運動性は高いのでまだ^１Ｈ−ＮＭＲによって観察される。

連鎖移動剤としてＭＣＥとＩＰＡを組み合わせることにより、本発明の方法の第１の重合段階による一方の末端に末端ヒドロキシル基を有するＰＶＰの合成に成功した。ＰＶＰのＭＷは、ＭＣＥあるいはＩＰＡとＶＰとの比率の変化によって効率的に制御される。本発明の方法の第２の重合段階において、Ｄ，Ｌ−ラクチドの陰イオン開環重合によって、ＰＶＰ−ｂ−ＰＤＬＬＡジブロックコポリマーの効率的に合成するために、末端が官能基化した低ＭＷのＰＶＰを用いた。ＰＤＰ−ｂ−ＰＤＬＬＡは水中で自己集合してミセルとなる。これらのミセルを形成するコポリマーは数ｍｇ／Ｌと非常に低いＣＡＣを示すので、４０ｎｍのポリマーミセルを形成する。ＰＶＰブロックの低い分子量に基づくこれらのポリマーの自己集合は、非経口投与用の薬物担体として有用である。

本明細書において言及された全ての特許及び出版物は、本発明に関係する当業者のレベルを示す。すべての特許及び出版物は、各個別の特許及び出版物が参照文献として組み入れられることが具体的かつ個別に示されるような同程度に、本明細書に参照文献として組み入れられる。

本発明の一定の形態が例示されると同時に、本明細書に記載されかつ示される具体的な形態あるいは部分的調節に限定されるものではないことが理解される。本発明の範囲から外れることなく様々な変更を行ってもよく、かつ本発明は本明細書に示されかつ記載されたものに限定されると見なされないことが、当業者にとって明らかとなるであろう。

目的を遂行し、言及した最終結果及び利点、さらにそれに固有のものを得るために本発明が良好に適応されることを、当業者は容易に評価するであろう。本明細書に記載の方法、工程及び技法は、目下好ましい実施形態を代表し、例示的であることを意図し、かつ範囲に対する制限となることを意図していない。当業者には、本発明の趣旨内に包含されかつ付属の請求項の範囲によって定義されるその変更及び他の使用が着想されるであろう。本発明は具体的な好ましい実施形態と関連付けて記載されているものの、請求された本発明はこのような具体的実施形態に過度に限定されるべきでないことを理解すべきである。実際に、当業者にとって明白である本発明を実施するための記載された様態の様々な変更は、以下の請求項の範囲内であることを意図している。

Claims (4)

1. ジブロック及びトリブロックコポリマーを調製する方法であって、
   （ａ）ラジカル開始剤、及び、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、２−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、１−ペンタノール及び２−ペンタノールからなる群から選択されるアルコール溶媒の存在下でＮ−ビニル−２−ピロリドンのラジカル重合を実施してヒドロキシ末端を有するポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）を形成する、及び
   （ｂ）触媒又は塩基、及びマクロ開始剤の存在下でのモノマーあるいはコモノマーのイオン重合であって、前記マクロ開始剤が段階（ａ）で形成されたヒドロキシ末端を有するポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）である重合を実施することにより前記ジブロック及びトリブロックコポリマーを調製する段階を含む方法；又は、
   ジブロック及びトリブロックコポリマーを調製する方法であって、
   （ａ）ラジカル開始剤、２−メルカプトエタノール、３−メルカプト−１−プロパノール、３−メルカプト−２−プロパノール、４−メルカプト−１−ブタノール、３−メルカプト−２−ブタノール及び６−メルカプト１−ヘキサノールからなる群から選択されるチオール誘導体である連鎖移動剤、及び、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、２−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、１−ペンタノール及び２−ペンタノールからなる群から選択されるアルコール溶媒の存在下でＮ−ビニル−２−ピロリドンのラジカル重合を実施してヒドロキシ末端を有するポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）を形成する、及び
   （ｂ）触媒又は塩基、及びマクロ開始剤の存在下でのモノマーあるいはコモノマーのイオン重合であって、前記マクロ開始剤が段階（ａ）で形成されたヒドロキシ末端を有するポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）である重合を実施することにより前記ジブロック及びトリブロックコポリマーを調製する段階を含む方法、
   によって調製されるジブロックコポリマー。
2. 請求項２に記載のジブロックコポリマーであって、前記ジブロックコポリマーがポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）−ブロック−ポリ−（Ｄ，Ｌラクチド）であるジブロックコポリマー。
3. ジブロック及びトリブロックコポリマーを調製する方法であって、
   （ａ）ラジカル開始剤、及び、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、２−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、１−ペンタノール及び２−ペンタノールからなる群から選択されるアルコール溶媒の存在下でＮ−ビニル−２−ピロリドンのラジカル重合を実施してヒドロキシ末端を有するポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）を形成する、及び
   （ｂ）触媒又は塩基、及びマクロ開始剤の存在下でのモノマーあるいはコモノマーのイオン重合であって、前記マクロ開始剤が段階（ａ）で形成されたヒドロキシ末端を有するポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）である重合を実施することにより前記ジブロック及びトリブロックコポリマーを調製する段階を含む方法；又は、
   ジブロック及びトリブロックコポリマーを調製する方法であって、
   （ａ）ラジカル開始剤、２−メルカプトエタノール、３−メルカプト−１−プロパノール、３−メルカプト−２−プロパノール、４−メルカプト−１−ブタノール、３−メルカプト−２−ブタノール及び６−メルカプト１−ヘキサノールからなる群から選択されるチオール誘導体である連鎖移動剤、及び、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、２−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、１−ペンタノール及び２−ペンタノールからなる群から選択されるアルコール溶媒の存在下でＮ−ビニル−２−ピロリドンのラジカル重合を実施してヒドロキシ末端を有するポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）を形成する、及び
   （ｂ）触媒又は塩基、及びマクロ開始剤の存在下でのモノマーあるいはコモノマーのイオン重合であって、前記マクロ開始剤が段階（ａ）で形成されたヒドロキシ末端を有するポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）である重合を実施することにより前記ジブロック及びトリブロックコポリマーを調製する段階を含む方法、
   によって調製されるトリブロックコポリマー。
4. 請求項３に記載のトリブロックコポリマーであって、前記トリブロックコポリマーがポリ（Ｄ，Ｌラクチド）−ブロック−ポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）−ブロック−ポリ−（Ｄ，Ｌラクチド）であるトリブロックコポリマー。

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