JP2013540757A - カプセル化された作用物質の放出を制御する能力を有するナノ構造ゲル - Google Patents

Abstract

ゲル化剤、例えば、分子量が２５００以下である、酵素開裂可能なゲル化剤を含む自己組織化ゲル組成物が記載される。自己組織化ゲル組成物は１または複数の作用物質をカプセル化し得る。自己組織化ゲル組成物の製造方法および該自己組織化ゲル組成物を用いる薬物の送達方法も記載される。

Description

関連出願
本願は２０１０年９月２４日出願の米国仮特許出願番号：６１／３８６２６８および２０１１年３月２３日出願の米国仮特許出願番号：６１／４６６７５３の利益を主張する。これら先行する出願の各々の内容を出典明示により本願明細書の一部とする。

技術分野
本発明は、相対的に低分子量のゲル化剤を含む自己組織化（自己集合性（self-assembled））ゲルに、より詳細には一般に安全と認められる（ＧＲＡＳ（generally recognized as safe））ゲル化剤を含む自己組織化ゲルに関する。

経口投与でしばしば観察され得る、薬物の局所送達は、全身毒性を最小にしながら、高い薬物局所濃度を提供することができる。しかし、局所用デポー剤は、一般に、それほど頻繁には投与されず、治療の効能を最大にするのに、初期バーストを、つづいて持続的に放出することを含むため、薬物は必要とされる時だけに放出されることが望ましい。

薬物を安全、効果的かつ適合した様式で患者に送達することが、多様な疾患を治療するための最大の課題である。経口投与の場所から標的組織に到達する薬物は、胃での酵素および酸性分解、腸上皮を横切る吸収、肝クリアランスおよび非特異的摂取を含む、多くの障壁により制限され得る。全身毒性を最小にしながら、特定の組織内で薬物を高濃度とするのに効果的な経口投薬は有意な課題を提示しうる。移植片、注射用ミクロスフェアおよびパッチなどの従来のポリマー性薬物送達システムは、年間に数千万人の人々により利用されるが、それらは濃度を治療域より高いピークにまでまず急増させ、つづいてその治療域よりも低いレベルにまで濃度を急激に低下させることが多い。加えて、経口薬の服薬不履行が入院の主たる原因である。

薬物送達の高い目標は、生物刺激に応答して放出される薬物の量を漸増させ、それにより必要な時に治療に関連した濃度で薬物が放出されることを保証する自動システムにある。かかるシステムは、疾患の重篤度（これは局所的炎症状態により示されることが多い）、患者間の可変性、および環境因子に起因する変動に応じて薬物を迅速に放出することが可能である。

本願明細書の開示は、少なくとも一部にて、一般に安全と認められる（ＧＲＡＳ）一または複数のゲル化剤を含む自己組織化（自己集合性（self-assembled））ゲル組成物に関する。低分子量の作用物質、薬物、薬物候補体、ビタミン、蛋白、染料およびセンサーなどの物質および作用物質が組織化された構造にてカプセル化され得る。カプセル化された物質（複数でも可）はその後で自己組織化ゲルの加水分解または他の形態の分解を介して、あるいは特異酵素などの外部刺激に応答して送達され得る。ある実施態様にて、自己組織化ゲルは一または複数の両親媒性ゲル化剤で形成され得、それは一または複数の異なる作用物質（例、治療剤）をカプセル化しうる。新規な両親媒性ゲル化剤はカプセル化された作用物質と相乗効果を発揮し、その結果、カプセル化された作用物質の治療効果はカプセル化されていない作用物質と比べて大きい。ある実施態様にて、自己組織化ゲルは、相乗的に作用して効能の増強を達成しうる２種以上の異なる作用物質をカプセル化し、かつ放出しうる。ある実施態様にて、自己組織化ゲルは、ビタミンまたはビタミン誘導体を、もう一つ別のビタミン誘導体またはＧＲＡＳゲル化剤と組み合わせて含みうる。自己組織化ゲルは、カプセル化された治療剤および／またはビタミンなどの作用物質の、例えば光／紫外線分解からの安定性を増やし、高濃度のビタミンまたはＧＲＡＳ作用物質を送達しうる。

該開示はまた、少なくとも一部にて、分子量が２５００以下のＧＲＡＳゲル化剤などの酵素開裂可能なＧＲＡＳゲル化剤を含む、自己組織化ヒドロゲル組成物に関する。ヒドロゲル組成物は特異的な集合条件下で自己集合しうる。ヒドロゲルは、水性条件下での水和能および生体適合性の増大などの利点を示し、生物学的投与（例、湿式ヒドロゲルの移植）とうまく適合し得る。さらには、該開示は、少なくとも一部にて、アスコルビルアルカン酸エステル、ソルビタンアルカン酸エステル、トリグリセロールモノアルカン酸エステル、シュークロースアルカン酸エステル、および／またはグリコール酸などのＧＲＡＳゲル化剤で形成された有機ゲルに関する。

一の態様にて、該開示は、酵素開裂可能な、一般に安全と認められる（ＧＲＡＳ）、分子量が２５００以下の、第一ゲル化剤を含む自己組織化ゲル組成物を特徴付ける。第一ＧＲＡＳゲル化剤は、アスコルビルアルカン酸エステル、ソルビタンアルカン酸エステル、トリグリセロールモノアルカン酸エステル、シュークロースアルカン酸エステル、グリコール酸および／またはその組み合わせを含みうる。第一ＧＲＡＳゲル化剤はナノ構造体を含むゲルに自己組織化しうる。

もう一つ別の態様にて、該開示は作用物質の放出の制御能を有する自己組織化ゲル組成物を特徴付ける。自己組織化ゲル組成物は、酵素開裂可能な、一般に安全と認められる（ＧＲＡＳ）、分子量が２５００以下の第一ゲル化剤；および一または複数の作用物質、例えば本願明細書に記載のいずれかの作用物質を含む。該第一ＧＲＡＳゲル化剤はアスコルビルアルカン酸エステル、ソルビタンアルカン酸エステル、トリグリセロールモノアルカン酸エステル、シュークロースアルカン酸エステル、グリコール酸および／またはその組み合わせを含むことができ、ナノ構造体を含むゲルに自己組織化しうる。該作用物質は、ナノ構造体内に、または該ナノ構造体の間でカプセル化されるか、該ナノ構造体と非共有結合され得るか、あるいはその両方である。

もう一つ別の態様にて、該開示は自己組織化ゲル組成物の形成方法を特徴付ける。該方法は、酵素開裂可能な一般に安全と認められる（ＧＲＡＳ）分子量が２５００以下のゲル化剤を溶媒と合わせて混合物を形成し；該混合物を加熱または超音波処理に付し；該混合物を均質溶液の形成に十分な時間攪拌または振盪させ；および該均質溶液を自己組織化ゲル組成物の形成を可能にするのに十分な時間冷却することを含む。ＧＲＡＳゲル化剤はアスコルビルアルカン酸エステル、ソルビタンアルカン酸エステル、トリグリセロールモノアルカン酸エステル、シュークロースアルカン酸エステル、グリコール酸および／またはその組み合わせを包含しうる。ある実施態様にて、該方法は自己組織化ゲルを凍結乾燥してキシロゲルを形成することをさらに含む。

もう一つ別の態様にて、該開示は自己組織化ゲル組成物を形成する方法を特徴付ける。該方法は、酵素開裂可能な一般に安全と認められる（ＧＲＡＳ）分子量が２５００以下の第一ゲル化剤を、第二ゲル化剤と合わせて混合物を形成し；該混合物を加熱または超音波処理に付し；該混合物を均質溶液の形成に十分な時間攪拌または振盪させ；および該均質溶液を自己組織化ゲル組成物の形成を可能にするのに十分な時間冷却することを含む。該第一ＧＲＡＳゲル化剤は、アスコルビルアルカン酸エステル、ソルビタンアルカン酸エステル、トリグリセロールモノアルカン酸エステル、シュークロースアルカン酸エステル、グリコール酸および／またはその組み合わせを包含することができ、第二ゲル化剤はアルファトコフェロール酢酸エステル、レチニル酢酸エステルおよび／またはレチニルパルミチン酸エステルを包含し得る。ある実施態様にて、該方法はさらに、自己組織化ゲルを凍結乾燥に付し、キセロゲルを形成することを包含する。

さらなる態様にて、該開示は、分子量が２５００以下の両親媒性３−アミノベンズアミド誘導体を含む自己組織化ゲル組成物を特徴付ける。該両親媒性３−アミノベンズアミド誘導体はナノ構造体を含むゲルに自己組織化しうる。該自己組織化ゲル組成物はさらに作用物質を含むことができ、該作用物質は該ナノ構造体の中にまたはその間でカプセル化され、あるいは該ナノ構造体に非共有結合されうる。

もう一つのさらなる態様にて、該開示は、酵素開裂可能な一般に安全と認められる（ＧＲＡＳ）分子量が２５００以下の第一ゲル化剤と、非独立性の第二ゲル化剤とを含む自己組織化ゲル組成物を特徴付ける。第一ゲル化剤および第二非独立性ゲル化剤は、各々独立して、ゲルに対して０.０１〜２０重量／容量％の濃度を有し得る。第一ＧＲＡＳゲル化剤は、アスコルビルアルカン酸エステル、ソルビタンアルカン酸エステル、トリグリセロールモノアルカン酸エステル、シュークロースアルカン酸エステル、グリコール酸およびその組み合わせを包含しうる。第二非独立性ゲル化剤はアルファトコフェロール酢酸エステル、レチニル酢酸エステルおよびレチニルパルミチン酸エステルを包含しうる。

上記した態様の実施態様は、一または複数の次の特徴を有し得る。

ある実施態様にて、アスコルビルアルカン酸エステルは、アスコルビルパルミチン酸エステル、アスコルビルデカン酸エステル、アスコルビルラウリン酸エステル、アスコルビルカプリル酸エステル、アスコルビルミリスチン酸エステル、アスコルビルオレイン酸エステルおよび／またはその組み合わせを包含する。例えば、アスコルビルアルカン酸はアスコルビルパルミチン酸エステルを包含しうる。ある実施態様にて、ソルビタンアルカン酸エステルは、ソルビタンモノステアリン酸エステル、ソルビタンデカン酸エステル、ソルビタンラウリン酸エステル、ソルビタンカプリル酸エステル、ソルビタンミリスチン酸エステル、ソルビタンオレイン酸エステルおよび／またはその組み合わせを包含する。例えば、ソルビタンアルカン酸エステルは、ソルビタンモノステアリン酸エステルを包含し得る。ある実施態様にて、トリグリセロールモノアルカン酸エステルは、トリグリセロールモノパルミチン酸エステル、トリグリセロールモノデカン酸エステル、トリグリセロールモノラウリン酸エステル、トリグリセロールモノカプリル酸エステル、トリグリセロールモノミリスチン酸エステル、トリグリセロールモノステアリン酸エステル、トリグリセロールモノオレイン酸エステルおよび／またはその組み合わせを包含する。例えば、トリグリセロールモノアルカン酸エステルはトリグリセロールモノパルミチン酸エステルを包含する。ある実施態様にて、シュークロースアルカン酸エステルは、シュークロースパルミチン酸エステル、シュークロースデカン酸エステル、シュークロースラウリン酸エステル、シュークロースカプリル酸エステル、シュークロースミリスチン酸エステル、シュークロースオレイン酸エステルおよび／またはその組み合わせを包含する。例えば、シュークロースアルカン酸エステルはシュークロースパルミチン酸エステルを包含しうる。ある実施態様にて、第一ＧＲＡＳゲル化剤はグリコール酸を包含する。

ある実施態様にて、自己組織化ゲル組成物は第二非独立性ゲル化剤を包含し、それはアルファトコフェロール酢酸エステル、レチニル酢酸エステルおよび／またはレチニルパルミチン酸エステルを含み得る。第二非独立性ゲル化剤は第一ＧＲＡＳゲル化剤と一緒に共同して組織化し、自己組織化ゲルを形成しうる。

自己組織化ゲル組成物は溶媒不含であり得る。自己組織化ゲルが溶媒不含である場合、該ゲルは０.５重量％から（例、１、２、３、５、１０、１５または２０重量％から）２５重量％まで（例、２０、１５、１０、５、３、２または１重量％まで）のＧＲＡＳまたは非ＧＲＡＳの第一ゲル化剤および７５重量％から（例、８０、８５、９０、９５、９７、９８または９９重量％から）９９.５重量％まで（例、９９、９８、９７、９５、９０、８５または８０重量％まで）の非依存性の第二ゲル化剤を含みうる。ある実施態様にて、該ゲル組成物は、ＧＲＡＳおよび／または非独立性の第二ゲル化剤のゲル容量当たり、独立して、０.０１重量％から（例、０.０５、０.５、１、２、３、５、１０または１５重量％から）２５重量％まで（２０、１５、１０、５、３、２、１、０.５、０.０５重量％まで）を含みうる。

ある実施態様にて、自己組織化ゲル組成物は、水、ベンゼン、トルエン、四塩化炭素、アセトニトリル、グリセロール、１，４−ジオキサン、ジメチルスルホキシド、エチレングリコール、メタノール、クロロホルム、ヘキサン、アセトン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルホルムアミド、エタノール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、ペンチルアルコール、テトラヒドロフラン、キシレン、メシチレンおよび／またはその組み合わせなどの極性または非極性溶媒を包含しうる。自己組織化ゲルが溶媒を含む場合、該ゲルは、溶媒中に、０.０１〜１８（例、０.０５〜１８、０.０１〜１５、０.０５〜１５、０.１〜１５、０.５〜１５、１〜１５、または１〜１０）の重量／容量％の一または複数の、一般に安全と認められるゲル化剤を含みうる。

ある実施態様にて、ナノ構造体は、酵素開裂可能な、ＧＲＡＳの第一ゲル化剤で形成される薄層を含みうる。作用物質（例、疎水性または親水性物質）は薄層の間でカプセル化され得る。一例として、該作用物質は、ステロイド、抗炎症剤、化学療法剤、ＰＡＲＰ阻害剤、ポリペプチド、核酸、ポリヌクレオチド、ポリリボヌクレオチド、抗疼痛剤、解熱剤、抗うつ剤、血管拡張剤、血管収縮剤、免疫抑制剤、組織再生促進剤、ビタミン、低分子干渉ＲＮＡ、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（エチレンオキシド）、ヒアルロン酸、キトサン、カルボキシメチルセルロース、ポリ（エチレングリコール）ジアクリル酸エステルおよびポリ（グリセロール−コ−セバシン酸アクリル酸エステル）からなる群より選択されるポリマー、その誘導体、および／またはその組み合わせを包含しうる。ある実施態様にて、自己組織化ゲル組成物が２種以上の作用物質を含む場合、少なくとも一つの作用物質は一または複数の残りの作用物質の効能を強化する。

ある実施態様にて、両親媒性３−アミノベンズアミド誘導体は、式（Ｉ）：

［式中
ＡはＣＲ_１Ｒ_２またはＯであり、ここでＲ_１およびＲ_２は、各々独立して、Ｈまたはハロゲンであり；
ＥはＣ_１−２アルキル、Ｃ_１−２ハロアルキルまたは不在であり；
ＤはＣ_３−２０アルキル、Ｃ_２−６アルケニル、アリール、Ｃ_３−２０シクロアルキルからなる群より選択され、ここでその各々は、所望により、Ｃ_１−４アルコキシ、Ｃ_１−８アルキル、ハロ、Ｃ_１−８ハロアルキルおよびニトロからなる群より選択される１、２、３または４個の基で置換されていてもよい］
で示される構造を有する。

ある実施態様にて、両親媒性３−アミノベンズアミド誘導体は、

からなる群より選択される。

ある実施態様にて、生体系に適用される場合、両親媒性３−アミノベンズアミド誘導体は、化学療法剤（例、テモゾロマイド、カルムスチン（ビス−クロロエチルニトロソウレア）、カンプトテシンおよび／またはパクリタキセル）などの作用物質の効能を増強しうる（例えば、その効能を強化し、および／または該物質と相乗的に作用しうる）。

生体系に適用される場合、ここに記載の自己組織化ゲル組成物は作用物質の制御された放出を提供しうる。該ゲル組成物は制御可能に分解されるように適合し得る。

ある実施態様にて、自己組織化ゲル組成物は潤滑性であるか、および／または回復可能なレオロジー特性を有する。ある実施態様にて、自己組織化ゲル組成物は１０ないし１００００パスカルの弾性係数を有し、１０ないし１００００パスカルの粘性係数を有する

実施態様および／または態様は、一または複数の次の利点を提供しうる。

自己組織化ゲル組成物は、カプセル化された作用物質または該ゲルを形成するゲル化剤の安定性を強化し、および該作用物質の送達を促進し得る。自己組織化ゲル組成物は、例えば、特異的刺激に暴露されると、カプセル化された作用物質の制御放出を提供する。自己組織化ゲル組成物は、カプセル化された作用物質の効能が強化されるように、該物質と相乗して作用し得る。一般に、ゲル組成物は相対的に安定しており、合成が容易である。

特記しない限り、本願明細書に記載の専門用語および科学的用語はすべて、本発明が属する分野の当業者が共通して理解するのと同じ意義を有する。本願明細書に記載の方法および材料と同様ないし均等な方法および材料が本発明を実施または試験する上で使用され得るが、適当な方法および材料を以下に記載する。ここに記載のすべての刊行物、特許出願、特許および他の参考文献はその内容を出典明示により本願明細書の一部とする。対立する場合には、定義を含む本願明細書の記載により調整されるであろう。加えて、材料、方法および実施例は例示に過ぎず、限定することを意図とするものではない。

本発明の他の特徴および利点は以下の詳細な説明および特許請求の範囲から明らかであろう。

自己集合する（self-assembling）ゲル組成物、作用物質のカプセル化工程、およびゲル分解工程の画像表示である。 図２Ａおよび図２Ｂは、３７℃、インビトロにて、リパーゼ、ＭＭＰ−２およびＭＭＰ−９に応答して、作用物質の、アスコルビルパルミチン酸エステル（「Ａｓｃ−Ｐａｌ」）自己組織化ゲルファイバーからの放出を示すグラフである。（Ａ）酵素を０日目に加え、放出速度を連続してモニター観察した。（Ｂ）酵素を添加した４日後に、培地を取り替え、酵素を除去した（破線矢印）；１１日目に、新たな酵素を加え（実線矢印）、染料の放出を開始させた。 図３Ａおよび図３Ｂは、（Ａ）関節炎患者より収集した滑液が１５日間にわたってファイバーの分解および染料の放出を仲介したのに対して、ＰＢＳと一緒にインキュベートしてもゲルから染料が放出されなかったこと；（Ｂ）ゲルファイバーを、プロテアーゼ阻害剤と共にまたはなしで、関節炎のマウスの足関節組織より調製される滑液ライゼートと一緒にインキュベートしたこと、を示すグラフである。そすい 図４Ａおよび図４Ｂは、平行板レオメーターを用いて評価した、Ａｓｃ−Ｐａｌ繊維状ヒドロゲルの動的レオロジー：（Ａ）０−１２のラジアン／秒の範囲の周波数での貯蔵係数Ｇ’および粘性係数Ｇ”；（Ｂ）複数の高剪断応力のサイクルに付してＧ’を測定する前／後で行われる周波数掃引、を示すグラフである。 ３−アミノベンズアミド誘導体と、カプセル化される任意のテモドロマイドとを含む、自己集合するゲルの画像表示である。 Ａｂｚ−Ｃｈｏｌ両親媒性物質より形成されるゲルおよびキセロゲルにおけるテモゾロマイド（ＴＭＺ）の安定性の増加を示すグラフである。 テモゾロマイドのゲルファイバーおよびキセロゲルファイバーから３７℃のＤＰＢＳへの放出を示すグラフである（差し込み図：最初の１２時間にわたる放出）。 高性能液体クロマトグラフィー（「ＨＰＬＣ」）により測定される、テモゾロマイドの３７℃のＤＰＢＳ中でのトランスウェル製剤からの累積的放出を示すグラフである。 エステラーゼ酵素の不在または存在（１００００ユニット）下、３７℃でＳＭＳ（６％、重量／容量）の自己組織化ヒドロゲルファイバーからのカンプトテシンの制御された放出を示すグラフである。 図１０Ａおよび図１０Ｂは、カンプトテシンがカプセル化されている自己組織化ＳＭＳゲルファイバーの存在下での（Ａ）グリオーマ細胞（Ｇ５５）および（Ｂ）線維芽細胞（ＮＩＨ３Ｔ３）の生存能を示すグラフである。 図１１Ａおよび図１１Ｂは、化学療法剤（ＣＰＴ）およびＰＡＲＰ阻害剤（ＡＧＯ１４６９９）を充填したソルビタンモノステアリン酸エステルゲルを個々に、または併用して用いるグリア芽腫癌細胞株（（Ａ）Ｇ５５および（Ｂ）Ｕ８７）の細胞傷害性をまとめたグラフである。 エステラーゼ酵素の不在または存在（１００００ユニット）下、３７℃でＴＡの自己組織化ＳＭＳヒドロゲルからの制御放出を示すグラフである。 図１３Ａ−図１３Ｂは、異なる濃度のＡｓｃ−Ｐａｌ両親媒性物質（１−５重量／容量％）で、Ａｓｃ−Ｐａｌヒドロゲル（２０％エタノール容量／容量）のＡ）カプセル化効率およびＢ）負荷効率を示すグラフである。すべての試料で、カプセル化のための出発濃度として、２ｍｇのデキサメタゾンを用いた。 図１４Ａ−図１４Ｂは、エステラーゼ酵素の不在または存在（１００００ユニット）下、デキサメタゾンの、３７℃のＡｓｃ−Ｐａｌ（５％、重量／容量）の自己組織化ヒドロゲル（エタノール：水、１：３）からの制御制御を示すグラフである。制御放出をＡ）２ｍｇおよびＢ）４ｍｇのＡｓｃ−Ｐａｌヒドロゲル中にカプセル化されたデキサメタゾンについて試験した。同様の放出特性が両方のゲルで観察された。 図１５Ａ−図１５Ｂは、Ａ）低負荷およびＢ）高負荷のデキサメタゾンからアスコルビン酸を放出するＡｓｃ−Ｐａｌ（３および６重量／容量％）ヒドロゲルの酵素応答性分解を示すグラフである。リパーゼ酵素（１００００ユニット）と共にまたは無しで、３７℃でアスコルビン酸の放出を測定した。酵素の存在下、Ａｓｃ−Ｐａｌは速やかに開裂してアスコルビン酸を放出し（２時間以内）、それに対して酵素が不在では結果的に有意な濃度でアスコルビン酸は存在しなかった。アスコルビン酸は不安定であり、ＰＢＳ中、３７℃で速やかに分解し、かくしてその濃度は経時的に減少する。 賦形剤のグリコール酸をドープしたＡｓｃ−Ｐａｌヒドロゲルからのデキサメタゾンの放出を示すグラフである。１ｍｇのグリコール酸がヒドロゲルを調製する間に添加された。３および６％（重量／容量）の両親媒性物質を用いてゲルを調製した。デキサメタゾンの放出が、リパーゼ酵素（１００００ユニット）の不在（３％ＡＰＤＧＣ−ＮＥおよび６％ＡＰＤＣＧ−ＮＥ）または存在（３％ＡＰＤＧＣ−ＷＥおよび６％ＡＰＤＣＧ−ＷＥ）下、３７℃で行われた。 エステラーゼ酵素の不在または存在（１００００ユニット）下、３７℃での、Ａｓｃ−Ｐａｌ（８％、重量／容量）のデキサメタゾン−パルミテートのカプセル化された自己組織化ヒドロゲル（水中２０％ＤＭＳＯ（容量／容量））からのデキサメタゾンのオン・デマンドでの放出を示すグラフである。０日目から１１日目まで、ゲルをＰＢＳ中にてインキュベートし、１１日目にリパーゼを添加し（矢印）、デキサメタゾンの放出を開始させた。 エステラーゼ酵素の不在および存在（１００００ユニット）下、３７℃での、Ａｓｃ−Ｐａｌ（６％、重量／容量）の自己組織化ヒドロゲルからのインドメタシンの制御放出を示すグラフである。 ＳＭＳヒドロゲルファイバー中のＤＮＡの定量化を示すグラフである。

種々の図面中の参照記号等は元素等を示す。

組織欠損および複数の疾患を治療するために、オン・デマンドにて薬物を送達する解決手段を達成するのには大きな意義がある。この目標に対する一の解決手段は、炎症レベルと相関する酵素の局所的発現に応じて、薬物を調整して放出するように化合物を設計することである。細胞外結合組織を破壊する酵素であって、関節リウマチ（ＲＡ）および損傷治癒にて生じるなどの、酵素の生成により特徴付けられる炎症状態は、特に興味深い第一の適用を構成する。他の疾患と関連付けられる酵素経路を標的とすることにより、この基本的手段は癌、眼病、口腔病、胃腸病および心血管病などの疾患に対して広い適用性を有しうる。

本願明細書に記載のヒドロゲルまたは有機ゲル組成物は、自己組織化高分子のナノ構造のネットワークと、そのネットワークの間質腔を満たす液体とからなる。該ネットワークはその相互作用力を介して液体を適所に保持し、それでゲルの固形性およびコヒーレンスが付与されるが、該ゲルは湿っており、柔らかくもあり、ある程度の変形を受け入れることができる。そのゲル状態は固体でも液体でもなく、両方の特徴をいくらか有する。自己組織化は、ヒドロゲルを含む、分子的に定義された物質および機能性物質を開発するのに使用される。

自己組織化ヒドロゲル組成物は、微粒子、ナノ粒子、コーティングおよびフィルムを含む、種々の物理的形態にて処方され得る。結果として、ヒドロゲルは、組織工学および再生医療、診断、細胞の固定化、生体分子または細胞の分離および生体接着を制御するためのバリアー材料を含む、広範囲の臨床業務および実験医学の用途にて用いられるのが普通である。ヒドロゲル組成物は、その高含水能および生体適合性を理由として生物学的に適用されることは明らかである。

定義
「Ｃ_２−６アルケニル」なる語は、少なくとも一つの炭素−炭素二重結合が存在する、炭素数２〜６の基を意味し、ある実施態様は２ないし４個の炭素であり、ある実施態様は２ないし３個の炭素であり、およびある実施態様は２個の炭素である。ＥおよびＺの両方の異性体が「アルケニル」なる語により包含される。さらには、「アルケニル」なる語はジ−およびトリ−アルケニルを包含する。したがって、二つ以上の二重結合が存在する場合、該結合はＥまたはＺあるいはＥおよびＺの混合体のいずれであってもよい。アルケニルの例は、ビニル、アリル、２−ブテニル、３−ブテニル、２−ペンテニル、３−ペンテニル、４−ペンテニル、２−ヘキセニル、３−ヘキセニル、４−ヘキセニル、５−ヘキサニル、２,４−ヘキサジエニル等を包含する。

ここで使用される「Ｃ_１−４アルコキシ」なる語は、酸素原子に直接結合した、本願明細書に記載のアルキル基を意味する。例として、メトキシ、エトキシ、ｎ−プロポキシ、イソプロポキシ、ｎ−ブトキシ、ｔ−ブトキシ、イソブトキシ、ｓｅｃ−ブトキシ等が挙げられる。

「アルキル」なる語は、炭素数３〜２０の直鎖または分岐鎖の炭素基を意味し、ある実施態様は炭素数１〜８である。アルキルの例は、限定されないが、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、イソブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、イソペンチル、ｔ−ペンチル、ネオペンチル、１−メチルブチル（すなわち、−ＣＨ（ＣＨ_３）ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_３）、２−メチルブチル（すなわち、−ＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）ＣＨ_２ＣＨ_３）、ｎ−ヘキシル、ラウリル、デカノイル、パルミチル、カプリリル、ミリスチル、オレイル、ステアリル等を包含する。

「Ｃ_１−２アルキレン」なる語は、Ｃ_１−２二価直鎖炭素基をいう。ある実施態様にて、Ｃ_１−２アルキレンは、例えば、−ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−等をいう。

「アリール」なる語は、６ないし１４個の環原子を含有する芳香族環基を意味する。例として、フェニル、ナフチルおよびフルオレニルが挙げられる。

「Ｃ_３−２０シクロアルキル」なる語は、炭素数３〜２０の法が環基を意味する；ある実施態様は３ないし１７個の炭素を含有する；ある実施態様は３ないし４個の炭素を含有する。例として、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロペニル、シクロヘキシル、シクロヘプチル等が挙げられる。

「ハロゲン」または「ハロ」なる語は、フルオロ、クロロ、ブロモまたはヨード基を意味する。

「Ｃ_１−２ハロアルキル」なる語は、本願明細書にて定義のＣ_１−２アルキル基であって、該アルキルは１個ないし完全に置換されるまでハロゲンで置換されており、完全に置換されているＣ_１−２ハロアルキルは、式：Ｃ_ｎＬ_２ｎ＋１で表すことができ、ここでＬはハロゲンであり、「ｎ」は１または２であり；１個より多くのハロゲンが存在する場合、それらは同じであっても異なってもよく、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒおよびＩからなる群より選択され、好ましくはＦである。Ｃ_１−２ハロアルキル基の例として、限定されないが、フルオロメチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、クロロジフルオロメチル、２,２,２−トリフルオロエチル、ペンタフルオロエチル等が挙げられる。

「Ｃ_１−８ハロアルキル」なる語は、本願明細書にて定義のＣ_１−２アルキル基であって、該アルキルは１個ないし完全に置換されるまでハロゲンで置換されており、完全に置換されているＣ_１−２ハロアルキルは、式：Ｃ_ｎＬ_２ｎ＋１で表すことができ、ここでＬはハロゲンであり、「ｎ」は１、２、３、４、５、６、７または８であり；１個より多くのハロゲンが存在する場合、それらは同じであっても異なってもよく、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒおよびＩからなる群より選択され、好ましくはＦである。

「ニトロ」なる語は、基−ＮＯ_２をいう。

「非独立性ゲル化剤」は、単独で、自己組織化ゲルを形成できないが、ＧＲＡＳゲル化剤などの、その非独立性ゲル化剤のゲル化を容易にしうる、もう一つ別のゲル化剤の存在下で自己組織化ゲルの一体となる部分を形成しうる分子である。非独立性ゲル化剤は、該非独立性ゲル化剤のゲル化を容易にするゲル化剤と一緒になって、ゲル構造（例、ラメラ構造）の一部を形成する。非独立性ゲル化剤は、親水性基が疎水性基に結合しており、添加したゲル化分子の他の親水性基および疎水性基と一緒に集合してゲル構造を形成し得る、両親媒性であり得る。

当業者に知られる「ヒドロゲル」は、典型的には、共有結合で（例、高分子ヒドロゲル）または非共有結合で（例、自己組織化ヒドロゲル）一緒に保持される、水が主成分（通常、８０％より多い）の、３次元網目構造の分子である。ゲルは、ゲル化剤の自己集合性を介して、あるいはゲル化剤の架橋を介して形成され得る。ヒドロゲルを形成するのに水を基剤とするゲル化剤を使用することができ、その一方で有機ゲル化剤は、有機溶媒が主成分である溶媒中でゲル（有機ゲル）を形成するゲル化剤である。

当業者に知られる「有機ゲル」は、典型的には、共有結合で（例、高分子有機ゲル）または非共有結合で（例、自己組織化有機ゲル）一緒に保持される、有機溶媒が主成分（通常、８０％より多い）の、３次元網目構造の分子である。ゲルは、ゲル化剤の自己集合性を介して、あるいはゲル化剤の架橋を介して形成され得る。

当業者に知られる「ゲル化剤」は、一または複数の溶媒中で、水素結合、ファンデアワールス相互作用、疎水性相互作用、イオン相互作用、π−πスタッキングまたはその組み合わせなどの非共有結合性相互作用を介して自己集合しうる分子である。ゲル化剤は、例えば、毛細管力を介して溶媒を密にすることでゲルを形成しうる。ゲル化剤はヒドロゲル化剤（例、ヒドロゲルを形成するゲル化剤）および有機ゲル化剤（例、有機ゲルを形成するゲル化剤）を包含しうる。ある実施態様にて、ゲル化剤はヒドロゲルおよび有機ゲルの両方を形成しうる。

自己組織化ゲル組成物
一般に、自己組織化ゲル組成物は、酵素開裂可能な一般に安全と認められる（ＧＲＡＳ）分子量が２５００以下のゲル化剤などの、２５００以下の分子量の両親媒性ゲル化剤を含みうる。一般に安全と認められるゲル化剤は、ＦＤＡのＧＲＡＳリストに列挙されているいずれのゲル化剤も包含しうる。例えば、ＧＲＡＳゲル化剤は、限定されるものではないが、科学的なトレーニングおよび経験により、その安全性を評価することが適任である専門家のうちで、科学的方法を介して（あるいは、１９５８年１月１日以前の食品に使用される物質の場合には、科学的方法を介するか、または食品における通常の使用に基づく経験を介するかのいずれかにて）安全であると適切に明らかにされていると、一般に認識される作用物質を包含しうる。

理論により拘束しようとするものではないが、両親媒性分子が溶媒中で自己集合する場合、ゲル化分子の疎水性および親水性の部分が相互作用してゲル化分子の薄層を形成し得ると考えられる。ある実施態様にて、ゲルがヒドロゲルである場合、ゲル化剤の疎水性の部分がある一定の薄層の内部領域に位置付けられ、親水性の部分がその薄層の外側表面に位置付けられる。ある実施態様にて、ゲルが有機ゲルである場合、ゲル化剤の疎水性の部分がある一定の薄層の外部領域に位置付けられ、親水性の部分が薄層の内側表面に位置付けられる。薄層が約３ナノメータから（例、約４ナノメータから）約５ナノメータまで（例、約４ナノメータまで）の幅を、そして数ミクロン（例、１ミクロン、２ミクロン、３ミクロン、４ミクロン、５ミクロン、１０ミクロン、２０ミクロン、または２５ミクロン）以上の長さを有しうる。数十または数百の薄層が一緒になって束になり、繊維およびシート様構造などのナノ構造体を形成しうる。ある実施態様にて、ナノ構造はナノ粒子、ミセル、リポソームベシクル、繊維および／またはシートを包含しうる。ある実施態様にて、２ｎｍ以上（例、５０ｎｍ以上、１００ｎｍ以上、１５０ｎｍ以上、２００ｎｍ以上、２５０ｎｍ以上、３００ｎｍ以上、３５０ｎｍ以上）および／または４００ｎｍ以下（例、３５０ｎｍ以下、３００ｎｍ以下、２５０ｎｍ以下、２００ｎｍ以下、１５０ｎｍ以下、１００ｎｍ以下、または５００ｎｍ以下）の最小次元（例、厚み、幅または径）を有し得る。ある実施態様にて、ナノ構造（例、繊維、シート）は、数ミクロン（例、１ミクロン、２ミクロン、３ミクロン、４ミクロン、５ミクロン、１０ミクロン、２０ミクロンまたは２５ミクロン）以上の長さおよび／または幅を有し得る。ナノ構造は網状組織に集合し、および／または液体結晶、エマルジョン、繊維構造またはテープ様形態であり得る。ナノ構造が繊維形態である場合、該繊維は約２ｎｍ以上の直径を有し、数百ナノメータ以上の長さを有しうる。ある実施態様にて、繊維は数ミクロン（例、１ミクロン、２ミクロン、３ミクロン、４ミクロン、５ミクロン、１０ミクロン、２０ミクロンまたは２５ミクロン）以上の長さを有しうる。

ある実施態様にて、ＧＲＡＳゲル化剤は、アスコルビルアルカン酸エステル、ソルビタンアルカン酸エステル、トリグリセロールモノアルカン酸エステル、シュークロースアルカン酸エステル、グリコール酸、またはその組み合わせを包含する。アルカン酸エステルは、不安定な結合（例、エステル結合）を介してアスコルビル、ソルビタン、トリグリセロールまたはシュークロース分子に結合した疎水性Ｃ_１−Ｃ_２２アルキル（例、アセチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、カプリリル、カプリル、ラウリル、ミリスチル、パルミチル、ステアリル、アラキジル、またはベヘニル）を包含しうる。例えば、アスコルビルアルカン酸エステルは、アスコルビルパルミチン酸エステル、アスコルビルデカン酸エステル、アスコルビルラウリン酸エステル、アスコルビルカプリル酸エステル、アスコルビルミリスチン酸エステル、アスコルビルオレイン酸エステル、またはその組み合わせを包含し得る。ソルビタンアルカン酸エステルは、ソルビタンモノステアリン酸エステル、ソルビタンデカン酸エステル、ソルビタンラウリン酸エステル、ソルビタンカプリル酸エステル、ソルビタンミリスチン酸エステル、ソルビタンオレイン酸エステル、またはその組み合わせを包含し得る。トリグリセロールモノアルカン酸エステルは、トリグリセロールモノパルミチン酸エステル、トリグリセロールモノデカン酸エステル、トリグリセロールモノラウリン酸エステル、トリグリセロールモノカプリル酸エステル、トリグリセロールモノミリスチン酸エステル、トリグリセロールモノステアリン酸エステル、トリグリセロールモノオレイン酸エステル、またはその組み合わせを包含し得る。シュークロースアルカン酸エステルは、シュークロースパルミチン酸エステル、シュークロースデカン酸エステル、シュークロースラウリン酸エステル、シュークロースカプリル酸エステル、シュークロースミリスチン酸エステル、シュークロースオレイン酸エステル、またはその組み合わせを包含し得る。ある実施態様にて、ＧＲＡＳゲル化剤は、アスコルビルパルミチン酸エステル、ソルビタンモノステアリン酸エステル、トリグリセロールモノパルミチン酸エステル、シュークロースパルミチン酸エステルまたはグリコール酸を包含する。

ある実施態様にて、自己組織化ゲル組成物は、一のＧＲＡＳゲル化剤と異なるビタミン誘導体（複数でも可）などの一または複数の第二非独立性ゲル化剤を含みうる。例えば、自己集合するゲルは、ビタミンまたはビタミン誘導体と、もう一つ別のビタミン誘導体、ＧＲＡＳゲル化剤、または非−ＧＲＡＳゲル化剤とを組み合わせて形成され得る。非独立性ゲル化剤は、単独では、ゲルに集合し得ない。しかしながら、第一ＧＲＡＳゲル化剤などの第一ゲル化剤を使用することで、第二非独立性ゲル化剤のゲル化が容易となり、その結果、第一および第二ゲル化剤の両方が一緒に集合してゲルとなり、一体化してゲル構造（例、ラメラ、ミセル、ベシクルまたは繊維構造）を形成し、そこではどちらのゲル成分もゲルによりカプセル化されるだけのことはない。非独立性ビタミンゲル化剤誘導体の場合には、得られるゲルはビタミンの光／紫外線分解に対する耐性を増加させ、高濃度のビタミンまたはＧＲＡＳゲル化剤を送達し得る。

ある実施態様にて、第二非独立性ゲル化剤は、両親媒性液体を包含する。例えば、第二非独立性ゲル化剤は、アルファトコフェロール酢酸エステル、レチニル酢酸エステル、および／またはレチニルパルミチン酸エステルを包含しうる。第二非独立性ゲル化剤が両親媒性液体である場合、得られるゲルは溶媒を包含し得、あるいは溶媒不含であり得る。ゲルが溶媒不含である場合、該ゲルは０.５重量％（例、１、２、３、５、１０、１５、または２０重量％）から２５重量％（例、２０、１５、１０、５、３、２、または１重量％）までの第一ＧＲＡＳまたは非ＧＲＡＳゲル化剤、ならびに７５重量％（例、８０、８５、９０、９５、９７、９８、または９９重量％）から９９.５（例、９９、９８、９７、９５、９０、８５、または８０重量％）までの第二非独立性ゲル化剤を包含しうる。ゲルが溶媒を含む場合、該ゲルは、独立して、ゲル容量当たり０.０１重量％（例、０.０５、０.５、１、２、３、５、１０または１５重量％）ないし２５重量％（２０、１５、１０、５、３、２、１、０.５、０.０５重量％）の第一ＧＲＡＳまたは非ＧＲＡＳゲル化剤および第二非独立性ゲル化剤を包含しうる。得られるゲルは、相対的に安定しており、ゲル成分（例、ビタミンＥおよび／またはビタミンＡ誘導体）の安定性の強化を提供する。

ある実施態様にて、自己組織化ゲル組成物は溶媒を包含する。溶媒の例として、水、ベンゼン、トルエン、四塩化炭素、アセトニトリル、グリセロール、１，４−ジオキサン、ジメチルスルホキシド、エチレングリコール、メタノール、クロロホルム、ヘキサン、アセトン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルホルムアミド、エタノール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、ペンチルアルコール、テトラヒドロフラン、キシレン、メシチレン、またはそれらの組み合わせが挙げられる。自己組織化ゲルが溶媒を包含する場合、該ゲルは０.０１〜１８（例、０.０５〜１８、０.０１〜１５、０.０５〜１５、０.１〜１５、０.５〜１５、１〜１５、または１〜１０）重量／容量％の一般に安全と認められるゲル化剤を溶媒中に包含しうる。例えば、ゲルは０.５〜２５重量％の第一ＧＲＡＳ化剤および０.５〜２５重量％の第二非独立性ゲル化剤を包含しうる。

ある実施態様にて、自己組織化ゲル組成物を凍結乾燥させ、得られるゲルがキシロゲルを形成するように、溶媒を除去させる。キシロゲルは粉末形態であり得、それは吸入に、あるいは経口投与のピルに処方するのに有用であり得る。キシロゲルが溶媒不含である場合、それは貯蔵安定性が高められ、相対的に容易に輸送かつ貯蔵され得る。自己組織化ゲルを凍結乾燥させるのに、ゲルは凍結（例、−８０℃）され、キシロゲルを提供する期間にわたって真空乾燥され得る。

ある実施態様にて、第一ＧＲＡＳゲル化剤の代わりに、または加えて、自己組織化ゲル組成物は、分子量が２５００以下の両親媒性３−アミノベンズアミド誘導体より形成され得る。３−アミノベンズアミド誘導体は、２ｎｍ以上の最小次元を有するナノ構造体を形成しうる（前掲を参照）。３−アミノベンズアミド誘導体はさらに、ナノ構造体中にカプセル化されるか、または該ナノ構造体に非共有結合される、１または複数の作用物質を含むことができる。

ある実施態様にて、両親媒性３−アミノベンズアミド誘導体は、式（Ｉ）：

［式中
ＡはＣＲ_１Ｒ_２またはＯであり、ここでＲ_１およびＲ_２は、各々独立して、Ｈまたはハロゲンであり；
ＥはＣ_１−２アルキレン、Ｃ_１−２ハロアルキルまたは不在であり；
ＤはＣ_３−２０アルキル、Ｃ_２−６アルケニル、アリール、Ｃ_３−２０シクロアルキルからなる群より選択され、ここでその各々は、Ｃ_１−４アルコキシ、Ｃ_１−８アルキル、ハロ、Ｃ_１−８ハロアルキルおよびニトロからなる群より選択される１、２、３または４個の基で所望により置換されていてもよい］
で示される構造を有する。

ある実施態様にて、ＡはＣＨ_２またはＯである。

ある実施態様にて、ＥはＣＨ_２またはＣＨ_２ＣＨ_２である。

ある実施態様にて、ＤはニトロおよびＣ_１−４アルコキシより選択される１、２、３または４個の基で所望により置換されていてもよいフェニルである。

ある実施態様にて、Ｄはニトロおよびメトキシより選択される１、２、３または４個の基で所望により置換されていてもよいフェニルである。

ある実施態様にて、Ｄはエチレニルである。

ある実施態様にて、ＡはＯであり；Ｅは不在であり；およびＤは１、２、３または４個のＣ_１−８アルキルで所望により置換されていてもよいＣ_３−２０シクロアルキルである。

ある実施態様にて、ＡはＣＨ_２またはＯであり；Ｅは不在であり；およびＤはＣ_３−２０アルキルである。

ある実施態様にて、両親媒性３−アミノベンズアミド誘導体は、式（Ｉ）：

［式中
ＡはＣＨ_２またはＯであり；
ＥはＣＨ_２、ＣＨ_２ＣＨ_２、または不在であり；および
ＤはＣ_３−２０アルキル、Ｃ_３−２０シクロアルキル、エチレニルおよびフェニルからなる群より選択され、各々、ニトロ、Ｃ_１−４アルコキシおよびＣ_１−８アルキルから選択される１、２、３または４個の基で所望により置換されていてもよい］
で示される構造を有する。

ある実施態様にて、両親媒性３−アミノベンズアミド誘導体は：

で示される化合物を含み得る。

作用物質を送達するための自己組織化ゲル組成物
ある実施態様にて、自己組織化ゲル組成物は１または複数のカプセル化される作用物質を包含しうる。該作用物質は疎水性とすることができ、かかる作用物質は相対的に非極性とすることができ、かくして天然の分子で、非極性の溶媒中にあることが好ましい。ある実施態様にて、該作用物質は親水性とすることができる。該剤は約５００００Ｄａ以下の分子量を有し得る。一例として、該作用物質は、ステロイド、抗炎症剤、化学療法剤、ポリペプチド、核酸、ポリヌクレオチド、ポリリボヌクレオチド、抗疼痛剤、解熱剤、抗うつ剤、血管拡張剤、血管収縮剤、免疫抑制剤、組織再生促進剤、ビタミン、ビタミン誘導体、染料、センサーおよび／または低分子干渉ＲＮＡを包含する。ある実施態様にて、該剤はポリ（エチレングリコール）、ポリ（エチレンオキシド）、ヒアルロン酸、キトサン、カルボキシメチルセルロース、ポリ（エチレングリコール）ジアクリル酸エステル、またはポリ（グリセロール−コ−セバシン酸アクリル酸エステル）などのポリマーおよび／またはその誘導体を包含しうる。ある実施態様にて、該作用物質は、トリアミノロン・アセトニド、デキサメタゾン、エタンブトール、ヨードメタシン、カンプトテシン、パクリタキセル、テモゾロマイド、カルムスチン、ＰＡＲＰ阻害剤および／またはそれらの誘導体を包含する。カプセル化される作用物質は自己組織化ゲルの薄層の間に埋設されても、自己組織化ゲルを形成するゲル化剤の疎水性基中に埋設されてもよい。

ある実施態様にて、カプセル化されるＰＡＲＰ阻害剤は、ＮＵ１０２５、ＢＳＩ−２０１、ＡＺＤ−２２８１、ＡＢＴ−８８８、ＡＧＯ−１４６９９、４−ヒドロキシキナゾリン、３−アミノベンズアミド、１,５−イソキノリンジオール、４−アミノ−１,８−ナフタリミド、Ｏ^６−ベンジルグアニンおよび／またはその誘導体を包含する。

ある実施態様にて、該作用物質は、インスリン、抗凝固剤、抗凝血剤、酸化防止剤、睡眠剤、酵素阻害剤、ＧＰＣＲアゴニストまたはアンタゴニスト、ワクチン、抑制性リボ核酸（ＲＮＡｉ）、蛋白、ペプチド、酵素、栄養補給剤、抗体および／またはアプタマーを包含し得る。ある実施態様にて、該作用物質は、細胞遊走、増殖、マトリックス産生、細胞分化、経皮内移動、分化転換、再プログラム化および／または抗アポトーシスを促進しうる。ある実施態様にて、該作用物質は代謝作用を改変しうる。

自己組織化ゲル組成物の製造方法
自己組織化ゲル組成物を形成するには、一般に、溶媒、ゲル化剤、および所望によりカプセル化される作用物質を容器に加え、混合物を形成する。ある実施態様にて、該混合物は、一または複数の溶媒、一または複数のゲル化剤（例、ＧＲＡＳゲル化剤）および／または一または複数のカプセル化される作用物質を含みうる。該混合物は加熱され、および／または超音波処理に付され、および／または溶液槽に入れられ、ゲル化剤を完全に溶かして均質な溶液が形成され得、次に該溶液を冷却し、および／または静かな場所で静置する。該溶液は所定の時間が経過した後には粘性なゲルに移行しうる。容器を逆さにしても重力流が観察されない場合に、完全にゲル化したと考えられる。カプセル化されていない作用物質をゲルより取り除くのに、作用物質を溶解しうるが、ゲルと相互作用しない溶媒中にて該ゲルを繰り返してかき混ぜる。上澄み液を取り除き、カプセル化されていない作用物質が抽出され得る。

自己組織化ゲル組成物が溶媒を含まない場合、ゲル化剤（例、ＧＲＡＳまたは非ＧＲＡＳゲル化剤）が両親媒性液体（例、非独立性ビタミン誘導性両親媒性液体）と合わされ、混合物を形成し得る。該混合物は一または複数のゲル化剤および一または複数の両親媒性液体を包含し得る。次に、該混合物を加熱／超音波処理／溶液槽に入れ、均質溶液を形成する。次に、得られた溶液を冷却し、および／または静かな場所で静置する。該溶液は所定の時間が経過した後に粘性なゲルに移行しうる。

ある実施態様にて、一または複数のゲル化剤およびカプセル化される任意の作用物質が溶媒不在下で合わされ、混合物を形成し得る。次に、該混合物を加熱／超音波処理／溶液槽に入れ、均質溶液を形成する。ついで、得られた溶液を冷却し、および／または平静な場所で静置する。該溶液は所定の時間が経過した後に粘性なゲルに移行しうる。

ある実施態様にて、作用物質をカプセル化するために、一または複数のゲル化剤および一または複数の溶媒を含む溶融ゲルが、固体の作用物質に、同一の一または複数の溶媒に溶かした作用物質に、またはゲル相溶性溶媒に溶解または懸濁させた作用物質に添加され得る。

ある実施態様にて、加熱温度は４０℃から（例、５０、６０、７０、８０、９０または１００℃から）１１０℃まで（例、１００、９０、８０、７０、６０または５０℃まで）とすることができる。該混合物は、１分から（例、５、１０、１５、２０または２５分から）３０分まで（２５、２０、１５、１０または５分まで）の期間、加熱および／または超音波処理および／または溶液槽に置かれうる。該溶液は、４℃から（例、１０、２０または２５℃から）３７℃まで（例、２５、２０または１０℃まで）の温度に冷却され、および／または１５分から（例、３０分、４５分から）１時間まで（例、４５分、３０分まで）の一定時間静置され得る。

一例として、０.０１−１０重量％の第一ＧＲＡＳゲル化剤および０.０１−１０重量％の第二ＧＲＡＳゲル化剤を１−１５０μｌの水混和性有機溶媒に溶かし、所望により５０−１９９μｌの水またはリン酸緩衝セイライン（ＰＢＳ）を該混合物に添加してもよい。１−３０分間、加熱（４０−１１０℃）および／または超音波処理および／または溶液槽中での設置に供し、つづいて冷却（４−３７℃）すると、組織化ゲルの形成が起こりうる。ある実施態様にて、ＧＲＡＳゲル化剤の代わりに、一または複数の両親媒性ビタミン誘導体（例、ビタミンＣエステル、ビタミンＡエステル、ビタミンＥエステル）が使用され得る。

もう一つ別の例として、０.０１−１０重量％の第一ＧＲＡＳゲル化剤、０.０１−１０重量％の第二ＧＲＡＳゲル化剤および０.０１−８重量％の目的とする作用物質を１−１５０μｌの水混和性有機溶媒に溶かし、その後で５０−１９９μｌの水またはリン酸緩衝セイライン（ＰＢＳ）を添加することができる。１−３０分間、加熱（４０−１１０℃）および／または超音波処理および／または溶液槽中での設置に供し、つづいてＧＲＡＳ剤を冷却（４−３７℃）すると、カプセル化される作用物質を含む組織化ゲルの形成が起こりうる。ある実施態様にて、ＧＲＡＳゲル化剤を１−１５０μｌの水混和性有機溶媒に溶かし、目的とする水またはＰＢＳ中の作用物質（例、０.１−５重量％、０.０１−８重量％）をＧＲＡＳゲル化剤溶液に添加することができる。ある実施態様にて、ＧＲＡＳゲル化剤の代わりに、一または複数の両親媒性ビタミン誘導体（例、ビタミンＣエステル、ビタミンＡエステル、ビタミンＥエステル）が使用され得る。

一のゲル化剤が液体である場合、一例として、０.０１−１５重量％の固形ＧＲＡＳゲル化剤を、所望により０.１−１０重量％の目的とする作用物質を液体のＧＲＡＳゲル化剤に加えることができ、あるいはゲル化剤および目的とする作用物質を水混和性または非混和性有機溶媒に溶かすことができる。ある実施態様にて、ＧＲＡＳゲル化剤の代わりに、一または複数の両親媒性ビタミン誘導体（例、ビタミンＣエステル、ビタミンＡエステル、ビタミンＥエステル）が使用され得る。

もう一つ別の例として、０.０１−１５重量％の両親媒性ＧＲＡＳ剤および０.０１−１０重量％のリン脂質（カチオン、アニオンまたは両性イオンのいずれか）および０.０１−８重量％の目的とする作用物質を、１−３０分間、加熱（４０−１１０℃）および／または超音波処理および／または溶液槽中での設置に供することで有機（水混和性または非混和性）溶媒に溶かすことができ、つづいて低温（４−３７℃）に冷却し、自己組織化有機ゲルを形成することができる。

ある実施態様にて、０.０１−１５重量％の両親媒性ＧＲＡＳゲル化剤および０.０１−１０重量％のポリマー（カチオン性、アニオン性、両性イオンまたは天然ポリマー）を１−１５０μｌの水混和性溶媒に溶かし、その後で５０−１９９μｌの水またはリン酸緩衝セイライン（ＰＢＳ）を加え、混合物が形成され得る。１−３０分間、加熱（４０−１１０℃）および／または超音波処理および／または溶液槽中での設置に供し、つづいて低温（４−３７℃）に冷却し、自己組織化ヒドロゲルを得ることができる。該混合物は、所望により、水混和性溶媒に、水またはＰＢＳに溶かした、目的とする０.０１−８重量％の作用物質を含んでもよい。ある実施態様にて、水混和性溶媒、水および／またはＰＢＳの代わりに、両親媒性ＧＲＡＳゲル化剤、ポリマーおよび／または目的とする作用物質を水混和性または非混和性有機溶媒に溶かすことができる。

ある実施態様にて、自己組織化ファイバーが、遠心分離操作（２０００−２５０００ｒｐｍで２−１５分間）およびＰＢＳ洗浄操作の反復サイクルを介して単離され、全体としてのファイバーの充填量が変化する、水分散性自己組織化ファイバーが得られる。

自己組織化ゲル組成物の特徴付け、使用およびデリバリー方法
自己組織化ゲル組成物が一の表面に塗布される場合に、所定の摩擦誘発性物質により一定時間内に摩耗減少がその表面に対してもたらされるように、該ゲル組成物を潤滑性とすることができる。自己組織化ゲル組成物は再生可能なレオロジー特性を有しうる。例えば、該組成物は１０パスカルから（例、１００、１,０００、２,５００、５,０００または７,５００パスカルから）、１０,０００パスカルまで（例、７,５００、５,０００、２,５００、１,０００または１００パスカルまで）の弾性係数を有し、１０パスカルから（例、１００、１,０００、２,５００、５,０００または７,５００パスカルから）、１０,０００パスカルまで（７,５００、５,０００、２,５００、１,０００または１００パスカルまで）の粘性係数を有し得る。

生体系に塗布される場合、該ゲル組成物は、例えば加水分解、酵素分解条件に、または外部刺激に曝されると、制御可能に分解され得る。ゲル集合性は、エステル、アミド、無水物、カルバメート、ホスフェートを基礎とする結合（例、ホスホジエステル）、ジスルフィド（−Ｓ−Ｓ−）、ゲル化剤の内部にある疎水性基と親水性基の間に存在しうる、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−または−Ｃ＝ＮＮ−等の酸開裂基などの、両親媒性ゲル化剤にある不安定な結合の開裂を包含し得る。不安定な結合の例として、例えば、その内容を出典明示により本願明細書の一部とする、ＰＣＴ公開ＷＯ２０１０／０３３７２６にも記載される。

ある実施態様にて、カプセル化される作用物質は、ゲル分解で、ゲル組成物より制御可能に放出され得る。例えば、カプセル化される作用物質は一定期間（例、一日、一週間、一ヶ月、六ヶ月または一年）にわたって徐々に放出され得る。例えば、ゲル組成物が生理学的条件（約７．４のｐＨおよび約３７℃の温度）下で投与される場合、媒介変数に応じて、放出は数分から数日、数ヶ月または数年まで遅らせることができる。例えば、持続放出は酵素濃度および／または温度により制御され得る。例えば、持続放出は高酵素濃度を介して促進され得る。ある実施態様にて、持続放出はバースト放出なしで、または最小バースト放出だけで送達される。

刺激は生体系にて存在しうる。例えば、ある実施態様にて、ゲル組成物は、生物学的条件下、例えば血液または血清中の条件、細胞、組織または器官の内側または外側にある条件下で分解され得る。該ゲル組成物は、細胞、組織または器官の疾患症状、例えば炎症にある条件下でのみ分解され得、かくして標的とする組織および／または器官で作用物質の放出を可能とする。例えば、該ゲル組成物は酵素との接触で、および／または加水分解を介して開裂可能な分解性結合、例えばエステル、アミド、無水およびカルバミン酸エステル結合を包含しうる。ある実施態様にて、ホスフェートを基礎とする結合はホスファターゼにより開裂され得る。ある実施態様にて、不安定な結合はレドックス開裂可能であり、還元または酸化で開裂される（例、−Ｓ−Ｓ−）。ある実施態様にて、分解性結合は温度に対して感受性であり、例えば高温で開裂可能であり、例、３７−１００℃、４０−１００℃、４５−１００℃、５０−１００℃、６０−１００℃、７０−１００℃の温度範囲で開裂可能である。ある実施態様にて、分解性結合は生理学的温度（例、３６〜４０℃、約３６℃、約３７℃、約３８℃、約３９℃、約４０℃）で開裂され得る。例えば、結合は昇温で開裂され得る。このことは、作用物質が必要とされる部位で放出されるだけであるから、より低量の使用を可能とする。もう一つ別の利点は他の器官および組織への毒性を低下させることである。ある実施態様にて、刺激は超音波、温度、ｐＨ、金属イオン、光、電気刺激、電磁刺激およびその組み合わせであり得る。

自己組織化ゲル組成物が両親媒性３−アミノベンズアミド誘導体を包含する場合、該ゲル組成物は、本願明細書に記載の作用物質などのカプセル化される作用物質、およびテモゾロマイド、カルムスチン、カンプトテシンおよび／またはパクリタキセルを含む化学療法剤を包含し得る。ポリ（ＡＤＰ−リボース）（「ＰＡＲＰ」）阻害剤である、両親媒性３−アミノベンズアミド誘導体は、カプセル化される作用物質の効能を強化（例、促進）し得る。例えば、両親媒性３−アミノベンズアミドは、生体系の補完的経路を介して作用することでカプセル化される作用物質と相乗的に作用しうる。自己組織化ゲル組成物はまた、生物学的に活性なゲル化剤（例、両親媒性３−アミノベンズアミド）が生体系内の同じ位置でカプセル化される作用物質と一緒に放出され得るように、細胞により内在化され得る。相乗的に作用しうるゲル化剤およびカプセル化される作用物質は、例えば、ビタミンＣ誘導体ゲル化剤（例、鉄吸収を増加させるアスコルビルアルカン酸エステル）およびアロエ（ビタミンＣおよびＥの吸収を増加させる）を含み、一緒になってビタミン摂取を増大させ得る自己組織化ゲル組成物；ＰＡＲＰ阻害剤ゲル化剤（例、両親媒性３−アミノベンズアミド）およびシスプラチンおよび／またはＢＭＳ−５３６９２４を含み、一緒になって細胞修復経路を遮断しうる、自己組織化ゲル組成物；非独立性ビタミンＡ誘導化ゲル化剤（例、酢酸レチニル、パルミチン酸レチニル）およびインターフェロンを含み、高度の免疫応答を提供し得る、自己組織化ゲル組成物；ビタミンＣ誘導体ゲル化剤（例、アスコルビルアルカン酸エステル）およびビタミンＫ３を含み、癌細胞の死亡を増大させうる自己組織化ゲル組成物；非独立性ビタミンＥ誘導性ゲル化剤（例、アルファトコフェロール酢酸エステル）およびビタミンＤを含み、再ミエリン化を促進する、自己組織化ゲル組成物を包含し得る。

カプセル化される作用物質を所望により含んでもよい自己組織化ゲル組成物は、炎症性疾患を含む、蛋白分解性疾患などの種々の病態の治療に使用され得る。ある実施態様にて、ゲル組成物は損傷した関節に対する潤滑剤または粘度補足剤として使用され得る。該ゲル組成物は関節炎／病理学的関節の滑液の潤滑性を修復しうる。ある実施態様にて、ゲル組成物は、滑液、水性体液および／または硝子体液などの流体の代替物として使用され得る。ゲル組成物がカプセル化されるインスリンを含む場合、該ゲル組成物は糖尿病の治療に使用され得る。

ある実施態様にて、自己組織化ゲル組成物は、細胞分配を含む、細胞の使用に用いられ得る。ゲル組成物は骨形成を促進する骨形成剤を分配するのに、口腔を標的とする含嗽｛がんそう｝液の一部として使用され、化粧または治療を目的として作用物質を放出するのに皮膚に塗布され、粘膜および皮膚を含む潰瘍を治療するのに使用され、腫瘍（例として、脳、皮膚、頭頸部、乳房、前立腺、肝臓、膵臓、肺、骨および／または口腔腫瘍が挙げられる）を治療するのに使用され、急性および慢性腎疾患を治療するのに使用され、および／または歯周病の治療に適用され得る。該ゲル組成物は練り歯磨き、シャンプー／コンディショナー、石鹸、シェービングクリーム、ハンドクリーム、殺菌剤、メイクアップ、点眼剤、レイザー、鼻腔用スプレー、マニキュア液、ヘアースプレー／ゲル、靴クリーム、ペイント、洗剤、柔軟剤、浄水、膏薬、トイレクリーナー、食品の成分であり得る。ある実施態様にて、ゲル組成物は頭皮表面に送達され、頭髪の成長を促進することができる。ある実施態様にて、ゲル組成物は栄養素補給の高濃度での送達に使用され、ここでビタミンはＧＲＡＳゲル化剤により、および／またはトラップされたビタミンより提供され得る。

ある実施態様にて、自己組織化ゲル組成物は皮膚を日焼けおよび炎症より保護するのに、および酸化防止剤を送達するのに使用され得、ここで酸化防止特性はＧＲＡＳゲル化剤により、および／またはトラップされた酸化防止剤より提供され得る。ゲル組成物は背痛、手根管症候群、糖尿病性網膜症、海洋性結腸炎、クローン病、テニス肘、心疾患、心血管病および末梢血管疾患の治療に使用され得る。該ゲル組成物は、例えば、安全性、標的とする効率、単回投与から由来の利点を示すコンプライアンスおよび効能、持続性作用または組織特異性製剤の改善に有用であり得る。適用症の例として、限定されるものではないが、アレルギー（例、接触皮膚炎）、関節炎、喘息、癌、心血管疾患、糖尿病性潰瘍、皮膚炎、感染、炎症、歯周病、乾癬、気道疾患（例、結核）、血管閉塞、疼痛、対宿主移植片疾患、口内炎、粘膜炎、細菌性病態、ウイルス性病態が挙げられる。

ある実施態様にて、自己組織化ゲル組成物は、細胞外マトリックスの形成を促進するための経路の刺激を包含し得る（すなわち、ゲル組成物は化粧品にて有用性が見いだされるコラーゲンの形成を誘発するか、または筋肉または他の結合組織などの新しい組織の形成を促進する）。

注射および移植を含む、種々の既知の送達技法を介してゲル組成物を投与することが可能である。注射および移植は、ゲル化剤の系内での形成能（すなわち、インサイチュセルフアセンブリー）の観点から特に適している。ゲル組成物を関節に徐放性物質と一緒に注射または移植することは、ゲル組成物が一定期間にわたってカプセル化される作用物質を長期間放出することを可能とする。このことは、関節に存在する酵素が該関節の炎症に応じて自然に放出される場合に特に適している。関節が炎症を起こし、酵素を放出するようになると、該酵素は、順次、ゲル組成物を分解し、それで抗炎症剤が放出される。抗炎症剤が放出された後、酵素濃度は減少する。開裂されないゲル組成物は、別の炎症刺激が起こるまで、安定したままである。この現象は「オン・デマンドの放出（on demand release）」ということができ、炎症のレベルが作用物質の放出の量および時期を制御する。ある実施態様にて、ゲル組成物は組織再生の異なる段階と相関している治療剤を放出するのに有用であり得る。

塗布は、全身性注入、注射、移植、吸入を介するものであってもよく、または粘膜、口腔、バッカル、鼻、腸、膣、直腸および皮膚への塗布を含む局所塗布であってもよい。ゲル組成物は、生体系に投与される場合に、空間的に標的とされうる。例えば、ゲル組成物は移植または注射を介して局所的に送達されるか、あるいは該ゲル組成物は全身的に送達され得る。両親媒性物質の組織を介する能動輸送は、電気作用または他の形態のエネルギー作用により強化／達成され得る。これらはイオントフォレシス；ソノフォレシスおよびエレクトロポレーションを包含してもよい。該ゲル組成物は、薬物の内耳送達、薬物の口腔送達、眼科的適用、およびフレーバー剤、ビタミンまたは栄養補助食品を含む作用物質の放出を制御するためのチューインガムへの配合に適している。例えば、該ゲル組成物はキシロゲルの形態とすることができ、フレーバー剤、ビタミンまたは栄養補助食品の放出を制御するためにトローチまたはチューインガムに配合され得る。

自己組織化ゲル組成物は経皮送達（例、経皮用パッチ、透過化）に使用され、皮膚に塗布され得る他の外部装置と併用され得る。該ゲル組成物は、薬物の鼻腔内送達に、充填剤を含む種々の化粧用途に、またはコラーゲンなどの細胞外マトリックスの生成が望ましい用途に使用され得る。例えば、ゲル組成物はキシロゲル形態とし、吸入により鼻腔内に投与され得る。ある実施態様にて、ゲル組成物は、内視鏡使用（腔内使用）を介して薬物を胃および血管の内腔に送達するのに使用され得、そのことは炎症を誘発し、皮膚炎を生じさせうる経皮パッチよりも利点を提示しうる。

自己組織化ゲル組成物は、Natural Orifice Transluminal Endoscopic Surgery（「ＮＯＴＥＳ」）で薬物送達装置を特定の内部組織の中に、またはその間に位置付けるのに使用され得る。ある実施態様にて、ゲル組成物は、化学療法剤の持続的送達のために腫瘍に送達されるか、または再発の危険を減少させるのに癌を切除した後の健康な組織の部位に送達され得る。例えば、ＰＡＲＰ阻害剤および化学療法剤を含むゲル組成物が、注射により、または移植により、一または複数の細胞修復機構を遮断することで持続的な抗癌療法を行うために脳腫瘍の部位に送達され得る。、細胞修復機構を遮断することにより、送達され得る。

ある実施態様にて、ゲル化剤は生体系に適用され、自己集合が系内で起こり得る。例えば、本願明細書に記載のゲル組成物は骨表面に塗布されてもよく、該ゲルは骨の孔内で組織化され得る。例えば、加熱したゲル組成物を溶液の形態で骨部位に注射し、ついで、それを生理学的温度に冷却し、ゲル形態に集合されうる。

実施例
本発明はさらには以下の実施例にて記載されるが、それは特許請求の範囲に記載の発明の範囲を限定するものではない。

実施例１
ビタミン先駆体の他のビタミン先駆体またはＧＲＡＳ作用物質と組み合わせたゲル化能を研究した。代表的な結果を以下に示す。

表１−１：レチニル酢酸エステル（ビタミンＡ先駆体）のアスコルビルパルミチン酸エステル（ビタミンＣ先駆体）中１：１混合物

表１−２：レチニル酢酸エステル（ビタミンＡ先駆体）のアスコルビルパルミチン酸エステル（ビタミンＣ先駆体）中１：２混合物

表１−３：アルファトコフェロール酢酸エステル（ビタミンＥ先駆体）のアスコルビルパルミチン酸エステル中１：１混合物

表１−４：アルファトコフェロール酢酸エステル（ビタミンＥ先駆体）のアスコルビルパルミチン酸エステル（ビタミンＣ先駆体）中２５：１混合物

表１−５：アルファトコフェロール酢酸エステルおよびレチニルパルミチン酸エステルの溶媒としての使用

実施例２
本発明者らは、関節窩への注射が容易で、それでも遊離薬物よりもずっと大きく、リンパ系による迅速なクリアランスを妨げることで滞留時間が増加するはずである、酵素応答性自己組織化ナノ／ミクロファイバーヒドロゲルの開発に焦点を当てた。この自己組織化される非架橋性ヒドロゲルを独特なナノメータ規模の大きさとすることで、迅速な分解および薬物放出について特定の酵素との相互作用が最大となる。アスコルビルパルミチン酸エステル（Ａｓｃ−Ｐａｌ）より製造されるゲルは、実験用作用物質をカプセル化し、関節などの動的環境にて経験され得る剪断力に耐え、健全なマウスの関節への注射後でも安定したままであり、関節炎患者の滑液に応答して、インビトロにて分解し、カプセル化される作用物質を放出しうる。自己組織化ゲルによる作用物質のカプセル化工程、その後の分解および作用物質の放出工程の画像表示が、例えば、図１に示される。

アスコルビルパルミチン酸エステル（「Ａｓｃ−Ｐａｌ」）およびマトリックスメタロプロテイナーゼをSigma Aldrich（St. Louis、MO）より購入した。ノボザイム（Novozyme）４３５（カンジダ・アンタルクチカからのリパーゼＢ）およびリポラーゼ（Lipolase）１００Ｌを北アメリカのBrenntagを通してNovozymesより入手した。１,１０−ジオクタデシル−３,３,３０,３０−テトラメチルインドジカルボシアニン，４−クロロベンゼンスルホン酸塩（ＤｉＤ）染料をInvitrogenより購入した。

ゲルの調製
典型的には、溶媒（０.２ｍＬ）をゲル化剤（０.５−５重量／容量％）と一緒にガラス製シンチレーションバイアルに加え、スクリュー式キャップで密封した。ゲル化剤が完全に溶解するまで、該バイアルを約６０−８０℃に加熱した。該バイアルを安定表面に置き、室温にまで冷却させた。典型的には、１５−４５分経過後、該溶液は粘性ゲルに移行した。ガラス製バイアルを逆さにしても重力流が観察されない場合に、ゲル化が生じたものと考えられ、得られるヒドロゲルは注射可能である。Ａｓｃ−Ｐａｌは水、ベンゼン、トルエン、四塩化炭素およびアセトニトリルにてゲルを形成したが、ジメチルホルムアミドおよびジメチルスルホキシドでは沈殿物を形成した。Ａｓｃ−Ｐａｌはクロロホルムおよびメタノール中に可溶性であった。

自己組織化ヒドロゲルの形態をＳＥＭおよび蛍光分極性光学顕微鏡を用いて試験した。Ａｓｃ−Ｐａｌより形成されるヒドロゲルのＳＥＭでの調査により、ヒドロゲルが２０−３００ｎｍのファイバー厚および数ミクロンのファイバー長の繊維構造を形成することがわかった。両親媒性分子間の分子間相互作用の異方性がゲルファイバーの高い態様割合で支持される。染料をカプセル化しているファイバーを過剰量のＰＢＳですすぎ、カプセル化されていない染料を除去し、その後のファイバーの蛍光顕微鏡画像は染料がファイバー内にカプセル化されたことを示した。

酵素応答性ファイバー分解および染料放出
本発明者らは、モデル染料のＡｓｃ−Ｐａｌヒドロゲルでのカプセル化が、酵素媒介のゲル分解で、カプセル化されている染料をモデル生理学的条件で制御して放出することを明らかにする。特異的酵素は関節炎の関節にて有意にアップレギュレートされ、その発現および濃度は滑膜炎の程度と相関する。そこで、本発明者らは自己組織化ゲルファイバーの、関節炎の関節内で発現される酵素に応答する、カプセル化されているペイロードの放出能を試験した。

ＤｉＤをカプセル化するゲルファイバーをＰＢＳ内に分散させ、３７℃で、リパーゼ（エステラーゼ）あるいはＭＭＰ−２またはＭＭＰ−９酵素（１００ｎｇ／ｍＬ）のいずれかと一緒にインキュベートした。一定間隔で、サンプルのアリコートを集め、吸光分光法を用いて染料放出を定量した。染料の累積的放出（％）の時間に対するプロット（図２Ａ）は、リパーゼおよびＭＭＰがファイバー分解の引き金となり、カプセル化されている染料を放出させるのに対して、ＰＢＳ対照中のゲルは安定したままであり、有意な量の染料を放出しないことを明らかにした。加えて、薄層クロマトグラフィーを介して、本発明者らは、酵素を含んだゲル溶液においてのみ、アスコルビン酸とパルミチン酸の存在を同定した（アスコルビン酸とパルミチン酸の基準サンプルと共にスポットすることでＲｆ値を比較することにより確認された）。本発明者らは、ＰＢＳ中のゲルは少なくとも３ヶ月の間安定したままであることを明らかにし、それは酵素の存在がゲル分解およびカプセル化される作用物質の放出に不可欠であることを示す。この結果はゲルファイバーの表面に緩く結合した染料が不在であることを確認している。

酵素不在では、ファイバーを激しくかき混ぜながら機械的に攪拌しても染料の放出は誘発されず、このことはファイバー内に配合されている作用物質が安定してトラップされたままであることを示すものである。大事なことは、当該システムにて、本発明者らはバースト放出を観察しなかったことである（図２Ａ−２Ｂ）。オン・デマンドの分解についてその可能性を調べるのに、ファイバーの分解の引き金となる酵素（ＭＭＰ−２、ＭＭＰ−９またはリパーゼ）を含有する培地での４日間のインキュベーションの後で、培地をファイバーの分解および染料の放出を停止させる、ＰＢＳと取り替えた。その後のＰＢＳでの７日間のインキュベーションを経過した後、該懸濁したファイバーに酵素を加え、分解およびカプセル化されている染料の放出を開始させた（図２Ｂ）。これらの結果は、Ａｓｃ−Ｐａｌ自己組織化ファイバーが関節炎の関節内に存する蛋白分解酵素に応答し、要求に応じて、カプセル化されている作用物質を放出することを、明確に示唆する。

関節炎性滑液はファイバー分解を誘発する
ＤｉＤをカプセル化しているファイバーを、３７℃の関節炎性滑液中でインキュベートし、染料の放出を１５日間にわたって定量した。染料の累積的放出（％）の時間に対するプロット（図３Ａ）は、滑液がファイバーの分解の引き金となり、染料の放出に至ることを明らかにした。関節炎の関節に存在する蛋白分解酵素がファイバーの分解に関与しているかどうかを確認するために、本発明者らは、蛋白分解酵素阻害剤の存在または不在にて、プロテアーゼマウスの関節炎の関節からライゼートを調製した。自己組織化ゲルファイバーをこれらのライゼートと一緒にインキュベートし、関節炎に関連する蛋白分解酵素の役割を明らかにする助けとして用いた。蛋白分解酵素阻害剤の存在は、ファイバー分解および染料放出を有意に減少させ、このことは酵素の存在がＡｓｃ−Ｐａｌより形成されるゲルから作用物質の放出を促進するのに臨界的であることを示した（図３Ｂ）。

関節炎の症状のない関節でのファイバーの安定性
炎症していない際のファイバーの安定性を調査するのに、小口径（２７ゲージ）の針を用いて、健康なマウスの関節にファイバーを注射した。移植から８週間後に、マウスの足関節を切開し、光学および蛍光顕微鏡にて撮像し、ファイバーの存在を観察した。組織切片の撮像は、ＤｉＤをカプセル化するファイバーの存在を明らかにし、そのことはファイバーのインビボでの長期にわたる加水分解安定性の可能性を示唆する。

ファイバーの可逆的自己集合性
関節腔に注射された材料は歩行の間に循環的機械力を受ける；かくして、関節に注射される材料はこれらの機械力に耐え、機械強度および形態などの特徴的な材料特性を保持することが重要である。

関連する機械力のＡｓｃ−Ｐａｌファイバーに対する衝撃を調べるのに、ゲルナノファイバーに循環的剪断力を加え、その得られたレオロジー特性を平行板構造を備えたレオメーターを用いて調べた（図４Ａ）。弾性／貯蔵係数Ｇ’は周波数とは独立しており、試験した周波数の範囲（０−１２ラジアン／秒）で粘性係数Ｇ”よりもずっと高かった（図４Ａ）。この応答の型はゲルの典型である。というのも、サンプルがその特性を変えず、または長期にわたって「リラックス」であることを示すからである。Ｇ’の値はゲルの剛性の尺度であり、ここでの値（＞１０００Ｐａ）はコラーゲンプレートレットのゲルよりもわずかに高い強度を有するゲルを示す。これらゲルの機械的特性および強度は、骨関節炎を治療する可能性のある注射用関節潤滑剤として試験されてきた、以前に報告された自己組織化ペプチドゲルに匹敵する。

複数の高剪断ストレスの周期（１、２０および４０周期）の前／後に行われる周波数掃引を利用してＧ’（貯蔵係数）を測定した。興味深いことに、４０周期後には有意な違いは観察されず（図４Ｂ）、そのゲルファイバーは機械強度を保持することを示す。

これらの結果は、Ａｓｃ−Ｐａｌで作製される自己組織化ファイバーが、歩行の間に受けるかもしれない動的力の下であってもその形態および機械特性を保持する可能性を有することを示す。

実施例３
本発明者らは、テモゾロマイドをカプセル化し、グリオーマ細胞の存在と密に関連付けられる酵素、すなわち、炎症部位で一般に認められる一連のマトリックス金属ペプチダーゼ（ＭＭＰ）と接触した時にだけテモゾロマイドを放出する、Ａｂｚ誘導性両親媒性物質を設計しようと試みた。疎水性基をカルバミン酸エステル結合を介して水溶性Ａｂｚに付加することにより、加水分解に安定した酵素開裂可能な両親媒性物質が合成され得る（図５）。次に、この両親媒性物質は、単独で、またはテモゾロマイドの存在下で、自己組織化を受けるように製造され得、その場合には、化学療法剤はゲル内にカプセル化されるであろう。次に、かかるテモゾロマイドをカプセル化するＡｂｚ誘導化ゲルを切除後の腫瘍腔に注射し、グリオーマ細胞と接触して放出される、化学療法剤の遊離Ａｂｚと連動したオン・デマンドのリザバーを得る。

種々のＡｂｚ−誘導性両親媒性物質が合成された（スキーム３−１）。ゲル化条件を、自発的に分解することが分かっているＡｂｚ−ＰＮＰを除いて、一連の両親媒性物質について研究した。一般に、極性有機溶媒と水との混合液がゲル化の最高の結果をもたらし、２種類の純粋な有機ゲルを形成するにすぎない（Ａｂｚ−Ａｌｌｏｃ／グリセロール、およびＡｂｚ−Ｃｈｏｌ／１，４−ジオキサン）。ゲル化を促進することがわかった溶媒系を溶媒の濃度および割合についてさらに研究した。４種の両親媒性物質は広範に異なる溶解性およびゲル化特性を有し、その各々は少なくとも２種のゲルを形成する。

Ａｂｚ−ＯＮＢおよびＡｂｚ−Ｃｈｏｌで形成されるゲルは明視野顕微鏡の下で繊維構造を示し、それは自己組織化ファイバーの形成を示唆する。しかしながら、Ａｂｚ−ＡｌｌｏｃおよびＡｂｚ−Ｃｂｚのゲルは何らファイバーを示さず、その代わりに自然において高い結晶性を示し、このことはこれらの両親媒性物質が繊維性ゲルを形成しないことを示唆した。

本発明者らはゲル化に使用される有機溶媒にクルクミンを含めることでＡｂｚ−ＯＮＢおよびＡｂｚ−Ｃｈｏｌのカプセル化能を試験した。かかるゲルを過剰量の水で洗浄し、ついで蛍光顕微鏡上のＦＩＴＣチャネル下で観察した。クルクミンの存在がＡｂｚ−ＯＮＢおよびＡｂｚ−Ｃｈｏｌの両方のゲルで観察され、ファイバーの中でのみ位置付けられた。

本発明者らは次にテモゾロマイドのカプセル化の試験に移った。Ａｂｚ−Ｃｈｏｌはテモゾロマイドをカプセル化するのに成功した。薬物の装填における柔軟性を考慮する一方で、マイルドなゲル化条件の使用を追求した。（ａ）溶融したゲルを固体のテモゾロマイドに添加し、（ｂ）テモゾロマイドをゲル化溶媒で湿らせ、および（ｃ）テモゾロマイドを水で湿らせる、数種の方法を試みた。３種すべてのシステムで、略均等な充填が得られた。本発明者らは連続使用について方法（ａ）を選択し、テモゾロマイドと溶媒の接触をできるだけ長く回避することが、形成の間の分解の防止する助けとなると仮定した。重量％の装填が約２５％で水平状態となり始め、それはテモゾロマイドのＡｂｚ−Ｃｈｏｌに対するモル割合が１：１に相当する。１２ｍｇのＡｂｚ−Ｃｈｏｌに６ｍｇのテモゾロマイドを含む系がさらなる研究のために選択された。

本発明者らは、天然に存するＡｂｚ−Ｃｈｏｌゲルおよびテモゾロマイドをカプセル化するゲルの両方を、明視野顕微鏡法および走査電子顕微鏡法（ＳＥＭ）の両方を通して特徴付け、有意に異なる形態を観察した。光学顕微鏡では、天然に存するゲルは半結晶で現れるのに対して、カプセル化するゲルは綿毛状の塊として出現した。電子顕微鏡では、天然のゲルは、さらなる調査で、ミクロまたはナノ規模のファイバーと固く結合して形成される、大きな針状晶として現れた。カプセル化するゲルはミクロまたはナノ規模のファイバーの高繊維性の織り合わされたネットワークとして出現し、そのことはテモゾロマイドの存在はゲル化を阻害しないが、形成されたファイバーの半結晶塊への凝集能を有意に変化させることを示した。

本発明者らは、適当な媒体に分散したゲル（以下、ゲルという）および適当な媒体に分散した凍結乾燥ゲル（以下、キシロゲルという）について、安定性および放出の両方の実験を行った。本発明者らはまず、ＤＰＢＳに分散したファイバー中のテモゾロマイドの安定性を、２日間にわたって、遊離テモゾロマイドのＤＰＢＳ溶液の対照と比較して検討した（図６）。本発明者らはこのことをファイバーのアリコートを特定の時点でＤＭＳＯに溶かし、ＨＰＬＣ（Atlantisカラム）によって内側のテモゾロマイド濃度を測定することにより達成した。該データはテモゾロマイドが加水分解より保護され、遊離テモゾロマイドよりもゲルおよびキシロゲルの両方で顕著にゆっくりと分解することを示唆する。オン・デマンドで薬物を送達するデポー剤は、迅速に加水分解されるテモゾロマイドが送達されるまで、それを安定にする必要があるため、このことは極めて重要な指摘である。

本発明者らは、テモゾロマイド含有の未洗浄のゲルおよびキシロゲルを取り、そのファイバーをＤＰＢＳに分散させ、つづいてＨＰＬＣ（Atlantisカラム）によってテモゾロマイドの上澄中濃度およびＡＩＣを２週間にわたって追跡した。両方の製剤にて、カプセル化されていないテモゾロマイドとの関連で予測される初期のバーストが観察された（図７）；しかしながら、このバーストは、ゲルでずっと大きかった（キシロゲルでは３１％であるのに対して、５７％であった）。両方の製剤は初日では相対的に安定していた；しかしながら、ゲルは、実験を通して、テモゾロマイドを放出し続け、結局は全ての充填物を放出したのに対して、キシロゲルは予想されるバーストを越えて放出しなかった。

本発明者らはまた、トランスウェルに基づくキシロゲル製剤のエクスビトロでの放出特性を評価した。風乾により系内にて形成されるキシロゲルを含有するトランスウェルをＤＰＢＳにて三回重複してインキュベートした。各時点で、媒体を取りだし、容量を測定し、ＨＰＬＣで組成を測定し、新たな培地と置き換えた。このようにして、２週間にわたる累積的放出を測定し、その結果を図８に示す。以前の放出実験と比べて、有意に小さなテモゾロマイドのバースト放出が、つづいて一定した放出が観察され、１５日後には約６０％に達した。バースト放出の低さは、細胞培養プレートとの関連でかき混ぜが少なかった結果と思われた。

テモゾロマイドのカプセル化の機構をさらに理解し、酵素触媒性分解の作用をプローブするために、本発明者らは２種の付加的なＡｂｚ誘導性両親媒性物質を合成した（スキーム３−２）。構造は、一方がカルバミン酸エステルであり、他方がアミドであることを除いて、できるだけ類似するものを選択した。

スキーム３−２ カルバミン酸エステル（Ａｂｚ−Ｏ−１０）およびアミド（Ａｂｚ−Ｃ−１１）結合した長鎖両親媒性物質の構造

要するに、種々の有機および水性溶媒系にて自己集合性となり、ミクロまたはナノ線維性構造を形成しうる、一連の新規な３−アミノベンズアミド誘導性両親媒性物質を開発した。適当な条件下、かかるゲルは、自己集合性の邪魔をすることなく、クルクミンまたはテモゾロマイドをカプセル化することが明らかにされた。ゲルファイバー内でカプセル化されているテモゾロマイドは加水分解に対して安定化されており、いくつかの放出実験の結果は生理学的条件下で数種の製剤からの薬物の放出が制御されていることを示した。かかる系は脳腫瘍の数種の形態に対して新しい送達系の開発において広い適用可能性を有する。加えて、将来、細胞を基礎とするアッセイにて使用され得る、新規な系であって、トランスウェルインサートの使用を介して疎水性キシロゲルを培養中の細胞に送達することを可能とする新規な系が開発された。

材料および法法
合成

Ａｂｚ−ＯＮＢ：３−アミノベンズアミド（２２３ｍｇ、１.６ミリモル）の１,４−ジオキサン／１０％ＡｃＯＨ（水性）（１／１；合計２６ｍＬ）中溶液に、クロロギ酸４,５−ジメトキシ−２−ニトロベンジル（４７５ｍｇ、１.７２ミリモル）を室温で攪拌しながら添加し、黄色懸濁液を生成した。２３時間経過した後、該懸濁液を定性濾紙を介して濾過し、水で洗浄した。集めた黄色固体を真空下で乾燥させ、Ａｂｚ−ＯＮＢ（５５３ｍｇ、１.４７ミリモル、９０％収率）を得た。ＣＤＣｌ_３＋ＣＤ_３ＯＤ中でＮＭＲ（５００ＭＨｚ）を測定した。

Ａｂｚ−Ａｌｌｏｃ：３−アミノベンズアミド（６８１ｍｇ、５ミリモル）の１,４−ジオキサン／１０％ＡｃＯＨ（水性）（１／１；合計８０ｍＬ）中溶液に、クロロギ酸アリル（０.５６ｍＬ、５.２５ミリモル）を室温で攪拌しながら添加した。１７時間後、透明溶液を２Ｍ ＮａＯＨ（水性）でｐＨ２の塩基性にし、６０ｍＬの水で希釈して混濁した懸濁液を形成し、それを室温で２時間攪拌した。該混合物を水で２５０ｍＬの総容量まで希釈し、定性濾紙で濾過し、真空下で乾燥させ、Ａｂｚ−Ａｌｌｏｃを灰白色固体（２８４ｍｇ、１.３ミリモル、２６％収率）として得た。ＣＤＣｌ_３＋ＣＤ_３ＯＤ中でＮＭＲ（３００ＭＨｚ）を測定した。

Ａｂｚ−Ｃｈｏｌ：３−アミノベンズアミド（１.３６ｇ、１０ミリモル）およびコレステロールクロロギ酸エステル（４.７２ｇ、１０.５ミリモル）を含有するフラスコに、１，４−ジオキサン（１６０ｍＬ）および氷酢酸（８ｍＬ）を激しく攪拌しながら添加し、淡桃色に変色する、乳白色の懸濁液を生成した。該反応物を室温で２３時間攪拌し、その時点で該懸濁液を２Ｍ ＮａＯＨ（水性）でｐＨ１０の塩基性とし、Ｈ_２Ｏで６００ｍＬの総容量に希釈した。得られた灰白色懸濁液を定性紙を介して濾過し、水で洗浄して白色固体および黄色濾液を得た。乾燥固体をヘキサンを用い１００ｍｇ／ｍＬで８回洗浄し、遠心分離に付し、洗浄溶媒を除去した。得られた溶媒を真空下で乾燥させ、Ａｂｚ−Ｃｈｏｌを白色固体として得た（２.８８ｇ、５.２ミリモル、５２％収率）。ＤＭＳＯ−ｄ_６中でＮＭＲ（５００ＭＨｚ）を測定した。

Ａｂｚ−Ｃｂｚ：３−アミノベンズアミド（６８１ｍｇ、５ミリモル）の１，４−ジオキサン／１０％ＡｃＯＨ（水性）（１／１；合計８０ｍＬ）中溶液に、クロロギ酸ベンジル（７４５μＬ、５.２５ミリモル）を攪拌しながら一度に添加した。得られた淡黄色溶液を室温で一夜攪拌し、その時点で２Ｍ ＮａＯＨ（水性）を用いてｐＨ１１の塩基性にし、灰白色の沈殿物の形成がもたらされた。該懸濁液を定性紙を介して濾過し、水で洗浄し、フィルターで乾燥させ、Ａｂｚ−Ｃｂｚ（１.０８ｇ、４.０ミリモル、８０％収率）を得た。ＣＤＣｌ_３＋ＣＤ_３ＯＤ中でＮＭＲ（３００ＭＨｚ）を測定した。

Ａｂｚ−Ｏ−１０：３−アミノベンズアミド（１.３６ｇ、１０ミリモル）の１，４−ジオキサン（２０ｍＬ）および１０％ＡｃＯＨ（水性）（１４０ｍＬ）中溶液に、クロロギ酸デシル（２.４２ｍＬ、１０.５ミリモル）を攪拌しながら一度に添加した。得られた混濁エマルジョンを室温で４日間攪拌し、その時点で得られた橙色懸濁液を２Ｍ ＮａＯＨ（水性）でｐＨ１０の塩基性にし、定性紙を介して濾過し、水で洗浄した。集めた固体を真空下で乾燥させ、Ａｂｚ−Ｏ−１０を黄褐色固体として得た。ＤＭＳＯ−ｄ_６中でＮＭＲ（５００ＭＨｚ）を測定した。

Ａｂｚ−Ｃ−１１：３−アミノベンズアミド（６８１ｍｇ、５ミリモル）の１，４−ジオキサン（２０ｍＬ）および１０％ＡｃＯＨ（水性）（６０ｍＬ）中溶液に、塩化ドデカノイル（１.２１ｍＬ、５.２５ミリモル）を攪拌しながら一度に添加した。得られた灰白色懸濁液を室温で３日間攪拌し、その時点で懸濁液を２Ｍ ＮａＯＨ（水性）でｐＨ９の塩基性にし、定性紙を介して濾過し、水で洗浄した。集めた固体を真空下で乾燥させ、Ａｂｚ−Ｃ−１１を白色固体として得た。ＤＭＳＯ−ｄ_６中でＮＭＲ（５００ＭＨｚ）を測定した。

ゲル化：固形両親媒性物質を含有するバイアルに、適当な溶媒を添加した。バイアルを密封し、両親媒性物質が完全に溶解するまで、ヒートガン（最大約１１０℃）で加熱した。該バイアルを室温で静かに冷却し、その間にゲルを形成した。すべて特徴付けるために、少なくとも４５分間放置してゲルを形成させた。

クルクミンのＡｂｚ−Ｃｈｏｌにおけるカプセル化：Ａｂｚ−Ｃｈｏｌ（６ｍｇ）含有のバイアルに、クルクミンの１，４−ジオキサン中混合物（９０μＬ、１０ｍｇ／ｍＬ）を添加した。該バイアルを密封し、完全に溶解するまで加熱し、その時点でＨ_２Ｏ（１０μＬ）を加え、ゲル化を生じさせた。該バイアルを再び加熱し、完全に溶解させ、冷却して黄色ゲルを形成させた。該ゲルを機械的に破壊させ、Ｈ_２Ｏで洗浄し（Millipore、３ｘ１ｍＬ）、遠心分離に付して洗浄液を除去した。得られたファイバーを明視野顕微鏡および蛍光顕微鏡で観察した。

カプセル化の効率および負荷：Ａｂｚ−Ｃｈｏｌ（１２ｍｇ）を含有する各バイアルに、１，４−ジオキサン（１８０μＬ）およびＨ_２Ｏ（２０μＬ）を添加した。各バイアルを密封し、完全な溶解が得られるまで加熱し、最低１時間放置してゲルを形成させた。該ゲルを再び融点に加熱し、テモゾロマイド（１、３、６または１２ｍｇ；各々、三重重複にて）含有のバイアルに速やかに移し、最低１時間放置してゲルを形成させた。各ゲルをｐＨ５のＨ_３ＰＯ_４（水性）（２００μＬ）で破壊し、ｐＨ５のＨ_３ＰＯ_４（水性）（２ｘ４００μＬ）を用いて１.５ｍＬのエッペンドルフ試験管に移した。該懸濁液をかき混ぜ、遠心分離に付して上澄みを取り出した。ファイバーをｐＨ５のＨ_３ＰＯ_４（水性）（１ｘ１ｍＬ）で洗浄し、遠心分離に付し、上澄みを取りだし、上澄みを合わせて０.２μｍのナイロンまたはＰＴＦＥシリンジフィルターを通した後で、その組成をＨＰＬＣ（uBondapak）で測定した。

放出および安定性
あらゆるゲルの調製：Ａｂｚ−Ｃｈｏｌ（１２ｍｇ）含有のバイアルに、１，４−ジオキサン（１８０μＬ）およびＨ_２Ｏ（２０μＬ）を添加した。該バイアルを密封し、完全な溶解が得られるまで加熱し、最低１時間放置してゲルを形成させた。該ゲルを再び融点にまで加熱し、テモゾロマイド（６ｍｇ）含有のバイアルに速やかに移し、最低１時間放置してゲルを形成させた。ついで、ゲルをそのまま（ゲル）で使用するか、または最低３０分間−８０℃で凍結させ、一夜凍結乾燥させた（キシロゲル）。

ＤＰＢＳにおける放出：６％重量／容量のキシロゲルを２００μＬの規模で製造し、６ｍｇのテモゾロマイドを各々に負荷した。十分なキシロゲルを含有するバイアルを、各々、２０ｍＬのシンチレーションバイアルに入れ、ＤＰＢＳ（１８.０ｍＬ）を加え、その内側のバイアルを完全に満たした。大きい方のバイアルを密封し、キシロゲルが均質に分散するまでかき混ぜ、ついでインキュベーター中、３７℃で貯蔵した。各時点で、バイアルをかき混ぜ、１００μＬの懸濁液を取りだし、１０倍に希釈し、０.２μｍのナイロンシリンジフィルターを通して濾過した後で、ＨＰＬＣ（uBondapak）により測定した。バイアルより取り出した容量（１００μＬ）を各時点の終わりに元に戻した。

トランスウェル実験
細胞アッセイのためのトランスウェルインサート：６ｍｇ、３ｍｇおよび１ｍｇのテモゾロマイドを１２ｍｇのＡｂｚ−Ｃｈｏｌに負荷する３セットのゲルを形成した。その各々で、ゲルを溶融させ、適量のテモゾロマイドを含有するバイアルに加えた。該バイアルを軽く振盪し、得られた２μＬの懸濁液をトランスウェルインサートの膜にピペットで直ちに添加した。加えて、対照をＡｂｚ−Ｃｈｏｌゲルより、テモゾロマイドなしで調製した。各々を四重重複にて行った。トランスウェルインサートは細胞培養にて使用される前の１週間風乾に付された。

トランスウェル放出：Ａｂｚ−Ｃｈｏｌ（１２ｍｇ）含有のバイアルに、l,４−ジオキサン（１８０μＬ）およびＨ_２Ｏ（２０μＬ）を添加した。該バイアルを密封し、完全な溶解が得られるまで加熱し、最低１時間放置してゲルを形成させた。該ゲルを再び融点にまで加熱し、テモゾロマイド（６ｍｇ）含有のバイアルに速やかに移し、振盪して混合し、４μＬのアリコートを６つの２４−ウェルのトランスウェルインサートの各々の膜に加えた。ゲルを３０分間開口して乾燥させ、ついで２日間カバーした。インサートを２４−ウェルプレートに加え、ＤＰＢＳまたはリポラーゼ（１００Ｕ／ｍＬ、ＤＰＢＳにて１０倍に希釈）（最初１．５ｍＬ、その後は各時点で１．０ｍＬ）の下で、３７℃の細胞培養インキュベーター中に保持し、その各々を三重重複して行った。各時点で、培地を取りだし、同じ多様性の新たな培地と置き換えた。取り出した培地の容量を測定し、その組成を０.２μｍのナイロンまたはＰＴＦＥシリンジフィルターを通して濾過した後で、ＨＰＬＣ（uBondapak）により測定した。こうして累積的放出量を計算した。

実施例４
カンプトテシンをＰＡＲＰ阻害剤にてカプセル化させた。カンプトテシンは細胞傷害性アルカロイドであり、ＤＮＡ酵素トポイソメラーゼを阻害する。ＤＮＡトポイソメラーゼは複製の間のＤＮＡのねじれ歪みを緩和する手助けをする。カンプトテシンはトポイソメラーゼ１ニックのＤＮＡ複合体に結合し、リレゲーションを防止する。ＤＮＡは損傷を受けた時から、細胞はアポトーシスを受ける。しかし、細胞は該工程を修正する固有の機構を有する。ＰＡＲＰとして知られる酵素は、ＤＮＡ鎖が破壊されると活性化を確保し、ＤＮＡ修復酵素を補強し、壊れたＤＮＡを修復する。カンプトテシンは水に溶けにくく、不活性なカルボン酸塩の形態に容易に変換可能であり、望ましくない全身性副作用を有する。かくしてグリア芽腫を治療する効果的な法法は、カンプトテシンとＰＡＲＰ阻害剤の両方を一緒にカプセルとし、持続的に、長時間にわたって薬物を放出することである。

本発明者らはソルビタンモノステアリン酸エステル（ＳＭＳ、ＧＲＡＳ作用物質、スキーム４−１）の多種多様な溶媒の自己組織化能、種々の溶媒での最小ゲル化濃度、および電子顕微鏡を用いるその形態学を試験した。加えて、本発明者らはまた、ＳＭＳゲルの化学療法剤、カンプトテシン（ＣＰＴ）および種々のＰＡＲＰ阻害剤をカプセル化する能力を調査した。カプセル化の効率、負荷能、ゲルの安定性および酵素に応答する放出速度の詳細が調査された。詳細な結果を以下のセクションで要約する。

スキーム４−１ ソルビタンモノステアリン酸エステル（ＳＭＳ）の化学構造

結果
ＳＭＳのゲル化能 表４−１はＳＭＳの種々の溶媒における汎用的自己組織化能を示す。意外にも、ＳＭＳは、水溶液にて、また極性溶媒（ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド）およびプロトン性溶媒（エチレングリコール、ポリエチレングリコール）ならびにパルミチン酸イソプロピル、ヘキサンおよびヘキサデカンなどの非極性溶媒においても自己組織化に対して相当な能力を示した（表４−１）。これらの結果がＳＭＳ両親媒性物質の汎用的ゲル可能を示すのは明らかである。

表４−１ 両親媒性ＳＭＳの多種の溶媒でのゲル可能

加えて、ＳＭＳは異なる溶媒にて異なる最小ゲル化濃度（ＭＧＣ）を示した（表４−２）。ＳＭＳのＭＧＣ値は３から８重量／容量％まで様々であった。

表４−２ ゲル化溶媒中の両親媒性ＳＭＳの最小ゲル化濃度

カンプトテシンのカプセル化：化学療法剤のカンプトテシン（ＣＰＴ）は疎水性の薬物であり、水への溶解度が極めて低い。そこで、本発明者らはＳＭＳゲルのカプセル化能を調べた。結果を表４−３に要約する。興味深いことに、ＳＭＳゲルは高負荷能を示し、すなわち、４および６％（重量／容量）のＳＭＳゲルは約３０％（重量／重量）の負荷効率であることがわかった（表４−３）。

表４−３ ＳＭＳの自己組織化ゲルのＤＭＳＯ中でのカンプトテシン負荷効率

ＳＭＳの自己組織化ゲルの形態：本発明者らは、ＳＭＳの自己組織化ゲルの形態をその天然に存する形態にて、ならびにＣＰＴカプセル化ゲルの形態にて特徴付けた。ＳＭＳおよびＣＰＴカプセル化ゲルのＤＭＳＯゲルは共に走査電子顕微鏡法の下で類似する形態を示す。

同様に、本発明者らはＣＰＴカプセル化ＳＭＳゲルのヒドロゲル（水中２０％（容量／容量）ＤＭＳＯ）の形態を特徴付けた。興味深いことに、ＳＭＳの異なる重量％（例えば、４％、８％および１２％（重量／容量））で、これらのゲルはこれらの形態にて中程度の違いしか示さなかった。

化学療法剤の制御放出：薬物送達ベヒクルは、ベヒクルの分解による負荷物のバースト放出および連続放出に問題を抱えることが多い。化学療法剤のカンプトテシン（ＣＰＴ）は高負荷効率（３０％（重量／重量））でＳＭＳゲルにカプセル化された。放出速度実験は、ＣＰＴカプセル化のＳＭＳゲルがバースト放出しないことを示す（図９）。酵素の不在の下、これらのゲルは安定しており、ＣＰＴの中程度の放出（約１５％）を示すに過ぎず、約８−１０時間で水平状態に達した。反対に、エステラーゼ酵素（リパーゼ、１０,０００単位）の存在下においては、ＣＰＴの酵素応答性放出を示し、そのことはエステラーゼ酵素がオン・デマンド方式にてＳＭＳゲルを分解し、制御された方式にてカプセル化されている薬物を放出しうることを示唆する（図９）。

ＣＰＴカプセル化したＳＭＳ自己組織化ファイバーの細胞傷害性実験：インビボでの実験の前に、適当な細胞系を用いる薬物放出系の効能を評価することは必須の工程である。ＣＰＴ負荷のＳＭＳ組織化ファイバーの効能をグリオーマ細胞株、Ｇ５５および対照細胞株の線維芽細胞、ＮＩＨ３Ｔ３を用いて調査した。ＣＰＴ負荷のＳＭＳ自己組織化ファイバーを培養基にてＧ５５と一緒にインキュベートした場合、ＣＰＴ負荷のＳＭＳファイバーのＩＣ_５０は、ＣＰＴ単独では３０ｎＭであったことと比べて、１５ｎＭであった（図１０Ａ）。反対に、ＣＰＴ負荷のＳＭＳ自己組織化ファイバーを培養基にて線維芽細胞（ＮＩＨ３Ｔ３）と一緒にインキュベートした場合、ＣＰＴ負荷のＳＭＳファイバーのＩＣ_５０は、ＣＰＴ単独では３.９ｎＭであったことと比べて、６２.５ｎＭであった（図１０Ｂ）。興味深いことに、ＣＰＴ負荷のＳＭＳファイバーはグリオーマＧ５５ではＩＣ_５０を２倍減少させたのに対して、ＣＰＴ負荷のＳＭＳファイバーは線維芽細胞ではＩＣ_５０を１５倍増加させた。本発明者らは、高増殖性のグリオーマ細胞が自己組織化ファイバーを分解し、ＣＰＴを効率よく放出する酵素を高濃度で分泌し、それに対して遊離形態のＣＰＴは生理学的条件ではその半減期が低いため培養基で分解すると仮定する。反対に、線維芽細胞はファイバーを分解しないで、ＣＰＴを放出できず、かくしてカプセル化ＣＰＴ（加水分解より保護されている）のＩＣ_５０は高いＩＣ_５０（約１５倍）を有した。これらの結果は、増殖性グリオーマ細胞がオン・デマンド様式にて薬物の送達を開始させることを示す。

カンプトテシンおよびＰＡＲＰ阻害剤（ＡＧＯ１４６９９）のカプセル化：化学療法剤のカンプトテシン（ＣＰＴ）は疎水性の薬物であり、ＰＡＲＰ阻害剤ＡＧＯ１４６９９は適度の水への溶解度を有する。かくして、両方の作用物質をＳＭＳのヒドロゲルファイバーにカプセル化し、グリア芽腫（脳腫瘍）細胞株に対するそれらの相乗的効果を評価した。ＣＰＴおよびＡＧＯ１４６９９の存在下でＳＭＳの固有のゲル可能は変化しなかった；ゲル化の結果を表４−４に要約する。ＣＰＴおよびＡＧＯ１４６９９は、各々、約３０および１５％（重量／重量）でＳＭＳヒドロゲルファイバーに効率よく負荷された（表４−５）。

表４−４ カンプトテシン（ＣＰＴ）およびＰＡＲＰ阻害剤（ＡＧＯ−１４６９９）の存在下でのソルビタンモノステアリン酸エステルのゲル化能

表４−５ カンプトテシン（ＣＰＴ）およびＰＡＲＰ阻害剤（ＡＧＯ−１４６９９）のソルビタンモノステアリン酸エステル−ＤＭＳＯゲル中での負荷効率

ＣＰＴおよびＡＧＯ１４６９９（ＰＡＲＰ阻害剤）カプセル化のＳＭＳ自己組織化ヒドロゲルの細胞傷害性実験：ＣＰＴおよびＰＡＲＰ阻害剤を負荷したＳＭＳ自己組織化ヒドロゲルの効能をグリオーマ細胞株Ｇ５５およびＵ８７を用いて調べた。ＣＰＴ−ＰＡＲＰ阻害剤を負荷したＳＭＳヒドロゲルを培養基にてＧ５５細胞と一緒にインキュベートした場合、ＣＰＴ負荷およびＰＡＲＰ阻害剤負荷のＳＭＳゲルのＩＣ_５０は、併用ゲル単独では３６ｎＭであるとに比べて、１０５ｎＭおよび１８７５ｎＭであった（図１１Ａ）。かくして、化学療法剤、ＣＰＴの３倍大きな効能が自己組織化ヒドロゲルを介するＣＰＴおよびＰＡＲＰ阻害剤の共同した局所送達で観察された。興味深いことに、同様の傾向がＵ８７グリオーマ細胞株についても観察された（図１１Ｂ）。

要約すれば、ＳＭＳ両親媒性物質は、極性、非極性、プロトン性および非プロトン性溶媒を含む、多種の溶媒にて自己組織化ゲルを形成するとの予期せぬ能力を示した。ＳＭＳゲルは高負荷効率でＣＰＴをカプセル化し、ＣＰＴを安定化してその加水分解からＣＰＴを保護しうる。ＣＰＴ負荷のＳＭＳファイバーは、エステル酵素の存在下、オン・デマンド様式にてＣＰＴを放出し得る。細胞傷害性実験はインビトロでの放出実験と一致し、ＣＰＴ負荷のＳＭＳ自己組織化ファイバーはグリオーマ細胞Ｇ５５に対して極めて効果的である。

実施例５
本発明者らはまた、ＳＭＳゲルの抗炎症剤、トリアムシノロンアセトニド（ＴＡ、スキーム５−１）のカプセル化能を調べた。酵素の存在に対する負荷効率、ゲルの安定性および放出速度を調べた。

スキーム５−１ コルチコステロイド骨格の抗炎症剤、トリアムシノロン・アセトニド（ＴＡ）の化学構造

トリアムシノロン・アセトニドカプセル化のヒドロゲルの自己組織化ゲルの形態：走査型電子顕微鏡画像はＴＡカプセル化のＳＭＳヒドロゲル（水中２０％（容量／容量）ＤＭＳＯ）が高度に多孔質であり、ＴＡを含まないＳＭＳゲルと同様であることを明らかにした。

トリアムシノロン・アセトニドの制御放出：コルチコステロイドＴＡはＳＭＳゲル中により高い負荷効率でカプセル化される。放出速度実験は、ＴＡカプセル化されているＳＭＳゲルはバースト放出を示さないことを明らかにした（図１２）。酵素の不在下で、これらのゲルは安定しており、ＴＡの適度に放出（約２０％）するだけで、約２４時間以内に安定状態に達した。反対に、エステラーゼ酵素（リパーゼ、１０,０００単位）の存在下で、ゲルはＴＡの酵素応答性放出を示し、それはエステラーゼ酵素がＳＭＳゲルをオン・デマンド様式にて分解し、カプセル化される薬物を放出し得ることを示唆する（図１２）。

実施例６
本発明者らは、アスコルビン酸パルミチン酸エステル（Ａｓｃ−Ｐａｌ、スキーム６−１）を骨格とするヒドロゲルのコルチコステロイド、デキサメタゾン（スキーム６−２）をカプセル化する能力を調べた。負荷効率、ゲルの安定性および酵素に応答する放出速度を調べた。

アスコルビルパルミチン酸エステル（Ａｓｃ−Ｐａｌ）

デキサメタゾンのＧＲＡＳ−ヒドロゲル中でのカプセル化：デキサメタゾンは水に対する溶解度が低い疎水性の薬物である。自己組織化Ａｓｃ−Ｐａｌヒドロゲル（共溶媒としての２０％エタノール）中にカプセル化されるデキサメタゾンは、効果的なカプセル化を示した（表６−１）。自己組織化ファイバーを、攪拌およびＰＢＳ洗浄の複数のサイクルを用いてデキサメタゾンカプセル化のＡｓｃ−Ｐａｌヒドロゲルより単離した。単離したファイバーをＤＭＳＯに溶かし、デキサメタゾンの濃度をＨＰＬＣで測定した。

表６−１ デキサメタゾンのＡｓｃ−Ｐａｌを骨格とするヒドロゲルにおけるカプセル化

両親媒性物質の自己組織化は、付加的な作用物質による影響を受けうる細心の注意を要する工程である。デキサメタゾンの効果を理解するのに、Ａｓｃ−Ｐａｌのゲル化を、Ａｓｃ−Ｐａｌの濃度（１−５重量／容量％）を変え、デキサメタゾンの濃度（２ｍｇ）を一定に維持しながら、水中２０％エタノール中で調べた。表６−２の結果は、デキサメタゾンの存在がＡｓｃ−Ｐａｌの自己組織化を促進し、ゲル化を強化することを明らかにする。

表６−２ デキサメタゾンを含まないか、含む（２ｍｇ）水中２０％エタノール中の異なる濃度でのＡｓｃ−Ｐａｌのゲル化

カプセル化効率および負荷効率を、表６−２に記載のＡｓｃ−Ｐａｌゲルの凍結乾燥ファイバーより測定した。図１３Ａ−１３Ｂは、カプセル化および薬物負荷効率が、両親媒性物質の割合が減少するほど、増加することを明らかにした。

デキサメタゾンカプセル化の自己組織化ヒドロゲルの形態：走査型電子顕微鏡画像はデキサメタゾンカプセル化のＡｓｃ−Ｐａｌヒドロゲルが、デキサメタゾンを含まないＡｓｃ−Ｐａｌゲルと同様に、繊維状形態（ミクロンまでの幅および数ミクロンの長さ）からなることを明らかにした。

ＧＲＡＳ骨格のＡｓｃ−Ｐａｌの自己組織化ヒドロゲルからのデキサメタゾンのオン・デマンド送達：５（重量／容量）％のＡｓｃ−Ｐａｌ自己組織化ゲル（エタノール：水、１：３）中の異なる量（２および４ｍｇ）のデキサメタゾンを制御放出の実験に供した。エステラーゼ酵素の不在下で、デキサメタゾンを放出させ、適度のバースト放出（＜１０％）を観察した。反対に、リパーゼ酵素の存在はカプセル化されたデキサメタゾンの放出を開始させた。興味深いことに、出発量の異なるデキサメタゾンのゲルは同じような放出特性を示した。図１４Ａ−１４Ｂは、エステラーゼ酵素の不在または存在（１００００ユニット）下、３７℃でのＡｓｃ−Ｐａｌ（５重量／容量％）の自己組織化ヒドロゲル（エタノール：水、１：３）からデキサメタゾンの制御放出を示す。制御放出は、Ａｓｃ−Ｐａｌヒドロゲル中にカプセル化されている、図１４Ａ：２ｍｇおよび図１４Ｂ：４ｍｇのデキサメタゾンで試験された。同様の放出特性が両方のゲルで観察された。

予め形成されたＡｓｃ−Ｐａｌヒドロゲルは、リパーゼ（一のエステラーゼ）により完全に分解され、カプセル化されるデキサメタゾンを放出した。デキサメタゾンの酵素応答性放出が生じるため、Ａｓｃ−Ｐａｌヒドロゲルからの分解生成物を理解することが重要である。Ａｓｃ−Ｐａｌ両親媒性物質はアスコルビン酸とパルミチン酸を結ぶエステル結合を包含する（図１５Ａ−１５Ｂ）。かくして、リパーゼは、Ａｓｃ−Ｐａｌ両親媒性物質のエステル結合を加水分解することにより該ヒドロゲルを分解するものと考えられる。副生成物であるアスコルビン酸の形成がＨＰＬＣにより追跡された。アスコルビン酸の形成を追跡するのに、２つのセットのＡｓｃ−Ｐａｌヒドロゲル（３および６％重量／容量）を０.４２（図１５Ａ）および１（図１５Ｂ）ｍｇのデキサメタゾンを負荷して製造した。これらのヒドロゲルをリパーゼ酵素に供し、酵素応答性のアスコルビン酸形成（図１５Ａ−１５Ｂ）は、Ａｓｃ−Ｐａｌヒドロゲルが、加水分解酵素により両親媒性ゲル化剤のエステル結合を開裂する酵素に応答して分解することを明らかにする。

自己組織化ヒドロゲルへの賦形剤の添加は、ゲル化能に影響を及ぼしうる。該ヒドロゲルの強度は自己組織化工程の間の適当な賦形剤の添加を介して変化しうる。一の賦形剤の添加は、ゲル化度を変える他に、カプセル化される作用物質の放出を変えるのに用いられ得る。Ａｓｃ−Ｐａｌヒドロゲル（３および６％）のゲル化度を調節するのに、グリコール酸（１ｍｇ）を自己組織化工程の間に添加し、これらのゲルをリパーゼ介在性分解に供した。興味深いことに、図１６のデータは、グリコール酸の添加は酵素の応答性を逆にすることを明らかにした。リパーゼの存在は、対照（ＰＢＳ、図１６）と比べて、デキサメタゾンの放出を減少させた。グリコール酸のステロイド剛性骨格はＡｓｃ−Ｐａｌ両親媒性物質の自己組織化ラメラ構造の不安定化を誘発するかもしれない。このようにグリコール酸のドーピングは、デキサメタゾンの非酵素応答性放出をもたらす、デキサメタゾンの最適なカプセル化を混乱させるかもしれない。

デキサメタゾン構造のＡｓｃ−Ｐａｌヒドロゲルからのその放出に対する効果：デキサメタゾンの疎水性アナログである、すなわちパルミチン酸化デキサメタゾン（Ｄｅｘ−Ｐａｌ）を用いてＤｅｘ−ＰａｌをＡｓｃ−Ｐａｌの自己組織化ファイバーに組み入れた。デキサメタゾンパルミチン酸エステルを使用する原理は、疎水性鎖の存在が疎水性薬物のＡｓｃ−Ｐａｌの自己組織化ラメラ構造への効果的な組み入れを促進することである。放出速度を解明するのに、１.６ｍｇのＤｅｘ−Ｐａｌを１６ｍｇのＡｓｃ−Ｐａｌに２００μｌの２０％ＤＭＳＯ／水中でカプセル化した。エステラーゼ酵素の不在下で、３７℃のＰＢＳ中にてインキュベートした場合、デキサメタゾン−パルミチン酸エステルカプセル化のＡｓｃ−Ｐａｌヒドロゲルはデキサメタゾンを放出しなかった（図１７）。１１日経過後にあっても、これらのゲルから有意な量のデキサメタゾンが放出されることはなかった。しかし、１１日目に、リパーゼ酵素はゲルの分解を促進し、オン・デマンド様式にてデキサメタゾンを放出した（図１７）。

実施例７
本発明者らはアスコルビン酸パルミチン酸エステル（Ａｓｃ−Ｐａｌ）ゲルの抗炎症剤、インドメタシン（スキーム７−１）のカプセル化能を調べた。負荷効率、ゲルの安定性および酵素に対する放出速度を調べた。詳細な結果を以下のセクションに要約する。

インドメタシンの制御放出：非ステロイド系抗炎症薬、インドメタシンをＡｓｃ−Ｐａｌゲルに高負荷効率（約８３％）でカプセル化した。放出速度実験は、インドメタシンカプセル化のＡｓｃ−Ｐａｌゲルがバースト放出を示さないことを明らかにした（図１８）。酵素の不在下で、ゲルは安定しており、適度（約２０％）のインドメタシンの放出を示すだけで、約２４時間以内に安定状態に達した。反対に、エステラーゼ酵素（リパーゼ、１００００単位）の存在下で、該ゲルはＴＡの酵素応答性放出を示した。このことは酵素がＳＭＳゲルをオン・デマンド様式にて分解し、カプセル化される薬物を放出しうることを示す（図１８）。

実施例８
ＳＭＳ両親媒性物質の自己組織化ナノファイバーヒドロゲルは、小分子干渉ＲＮＡ（ｓｉＲＮＡ）をカプセル化するのに使用された。この場合には、ＧＬ３ ｓｉＲＮＡ（センス：5’-CUU ACG CUG AGU ACU UCG AdTdT-3’およびアンチセンス：5’−UCGAAG UAC UCA GCG UAA GdTdT−3’）は細胞中の蛍ルシフェラーゼに対してサイレントであることが知られている。ＧＬ３カプセル化のヒドロゲルは繊維様形態を示した。カプセル化効率を定量するのに、ＧＬ３と同じ配列を有する蛍光染料（Ｃｙ−３）標識されたＤＮＡを、カプセル化に影響を及ぼしうる同様の充填能を模倣するように選択した。ｓｉＲＮＡをＳＭＳヒドロゲルにカプセル化した後でも、最小ゲル化濃度およびゲル安定性などの固有のゲル化特性はｓｉＲＮＡの存在により影響を受けなかった。カプセル化されるＣｙ３−ＤＮＡの定量は、ＳＭＳヒドロゲルがＤＮＡを１５％カプセル化効率でトラップすることを明らかにした。しかしながら、プロトコルのさらなる最適化は、カプセル化効率を有意に向上させることができた。ＤＮＡカプセル化の自己組織化ファイバーをリン酸緩衝セイラインで洗浄し、カプセル化されていないＤＮＡを除去した。その後で、ＤＮＡカプセル化ファイバーをＤＭＳＯに溶かし、ＤＮＡの存在を吸光度スペクトルを用いて定量した（図１９）。図１９について、ＤＮＡカプセル化ＳＭＳヒドロゲルの、ＳＭＳだけのヒドロゲルと比較した、５５５ｎｍでの吸収ピークの存在は、ＤＮＡがゲル中にカプセル化されていることを示唆する。

実施例９
本発明者らは、ＧＲＡＳ−両親媒性物質、アスコルビン酸パルミチン酸エステル（Ａｓｃ−Ｐａｌ）、ソルビタンモノステアリン酸エステル（ＳＭＳ）およびトリグリセロールモノステアリン酸エステル（ＴＧ−１８、スキーム９−１）骨格のヒドロゲルのインスリンをカプセル化する能力を調べた。負荷効率、ゲル安定性およびゲルの形態を調べた。

インスリンのＧＲＡＳ−ヒドロゲルでのカプセル化：インスリンを自己組織化Ａｓｃ−ＰａｌまたはＳＭＳヒドロゲル中にカプセル化し、それは５８−８０％の効果的なカプセル化を示した。自己組織化粒子を、攪拌およびＰＢＳ洗浄の複数のサイクルを用いて、インスリンカプセル化のＳＭＳヒドロゲルより単離した。単離した粒子を溶かし、インスリンの濃度をBradfordアッセイを用いて測定した。ＧＲＡＳを基礎とするヒドロゲル中のインスリンの負荷効率は１５−３５（重量／重量）％であった。

インスリンカプセル化のＳＭＳヒドロゲルの形態：インスリンカプセル化ＳＭＳヒドロゲルを走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で特徴付けた。ヒドロゲルを天然のゲル、凍結乾燥したキシロゲルおよびキシロゲルとして、トレハロースおよびツィーン−２０などの安定化剤の存在下で試験した。これらのヒドロゲルは走査電子顕微鏡で粒子様形態を示した。

他の実施態様
本発明はその詳細な記載と連動して記載されるが、上記した記載は本願発明を説明することを意図とするものであり、添付した特許請求の範囲により規定される、その範囲を限定するものではない。他の態様、利点および修飾は、添付した特許請求の範囲内にある。

Claims (37)

1. 酵素開裂可能な、一般に安全と認められる（ＧＲＡＳ）、分子量が２５００以下の、第一ゲル化剤を含む自己組織化ゲル組成物であって、ここで第一ＧＲＡＳゲル化剤がアスコルビルアルカン酸エステル、ソルビタンアルカン酸エステル、トリグリセロールモノアルカン酸エステル、シュークロースアルカン酸エステル、グリコール酸およびその組み合わせからなる群より選択され、かつナノ構造体を含むゲルに自己組織化する、自己組織化ゲル組成物。
2. 酵素開裂可能な、一般に安全と認められる（ＧＲＡＳ）、分子量が２５００以下の第一ゲル化剤；および
   作用物質
   を含む、該作用物質の放出制御能を有する自己組織化ゲル組成物であって、
   ここで第一ＧＲＡＳゲル化剤がアスコルビルアルカン酸エステル、ソルビタンアルカン酸エステル、トリグリセロールモノアルカン酸エステル、シュークロースアルカン酸エステル、グリコール酸およびその組み合わせからなる群より選択され、および
   該第一ＧＲＡＳゲル化剤がナノ構造体を含むゲルに自己組織化し、該作用物質が該ナノ構造体内にカプセル化されるか、該ナノ構造体と非共有結合しているか、あるいはその両方である、自己組織化ゲル組成物。
3. アスコルビルアルカン酸エステルがアスコルビルパルミチン酸エステル、アスコルビルデカン酸エステル、アスコルビルミリスチン酸エステル、アスコルビルラウリン酸エステル、アスコルビルカプリル酸エステル、アスコルビルミリスチン酸エステル、アスコルビルオレイン酸エステルまたはその組み合わせを含む、請求項１または請求項２記載の自己組織化ゲル組成物。
4. アスコルビルアルカン酸エステルがアスコルビルパルミチン酸エステルを含む、請求項３記載の自己組織化ゲル組成物。
5. ソルビタンアルカン酸エステルがソルビタンモノステアリン酸エステル、ソルビタンデカン酸エステル、ソルビタンラウリン酸エステル、ソルビタンカプリル酸エステル、ソルビタンミリスチン酸エステル、ソルビタンオレイン酸エステルまたはその組み合わせを含む、請求項１または請求項２記載の自己組織化ゲル組成物。
6. ソルビタンアルカン酸エステルがソルビタンモノステアリン酸エステルを含む、請求項５記載の自己組織化ゲル組成物。
7. トリグリセロールモノアルカン酸エステルがトリグリセロールモノパルミチン酸エステル、トリグリセロールモノデカン酸エステル、トリグリセロールモノラウリン酸エステル、トリグリセロールモノカプリル酸エステル、トリグリセロールモノミリスチン酸エステル、トリグリセロールモノステアリン酸エステル、トリグリセロールモノオレイン酸エステル、またはその組み合わせを含む、請求項１または請求項２記載の自己組織化ゲル組成物。
8. トリグリセロールモノアルカン酸エステルがトリグリセロールモノパルミチン酸エステルを含む、請求項７記載の自己組織化ゲル組成物。
9. シュークロースアルカン酸エステルがシュークロースパルミチン酸エステル、シュークロースデカン酸エステル、シュークロースラウリン酸エステル、シュークロースカプリル酸エステル、シュークロースミリスチン酸エステル、シュークロースオレイン酸エステル、またはその組み合わせを含む、請求項１または請求項２記載の自己組織化ゲル組成物。
10. シュークロースアルカン酸エステルがシュークロースパルミチン酸エステルを含む、請求項９記載の自己組織化ゲル組成物。
11. 第一ＧＲＡＳゲル化剤がグリコール酸を含む、請求項１または請求項２記載の自己組織化ゲル組成物。
12. アルファトコフェロール酢酸エステル、レチニル酢酸エステルおよびレチニルパルミチン酸エステルからなる群より選択される第二非独立性ゲル化剤をさらに含む自己組織化ゲル組成物であって、ここで第二非独立性ゲル化剤が第一ＧＲＡＳゲル化剤と一緒に共同して組織化し、自己組織化ゲルを形成する、請求項１または請求項２記載の自己組織化ゲル組成物。
13. ゲルが溶媒不含である、請求項１２記載の自己組織化ゲル組成物。
14. ゲルが０．５ないし２５重量％の第一ＧＲＡＳゲル化剤および７５ないし９９．５重量％の第二非独立性ゲル化剤を含む、請求項１３記載の自己組織化ゲル組成物。
15. ゲルが０．５ないし２５重量％の第一ＧＲＡＳゲル化剤および０．５ないし２５重量％の第二非独立性ゲル化剤を含む、請求項１２記載の自己組織化ゲル組成物。
16. ゲルが、水、ベンゼン、トルエン、四塩化炭素、アセトニトリル、グリセロール、１，４−ジオキサン、ジメチルスルホキシド、エチレングリコール、メタノール、クロロホルム、ヘキサン、アセトン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルホルムアミド、エタノール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、ペンチルアルコール、テトラヒドロフラン、キシレン、メシチレン、およびその組み合わせからなる群より選択される溶媒をさらに含む、請求項１または請求項２記載の自己組織化ゲル組成物。
17. ゲルが０．０１と１８重量／容量％の間の一般に安全と認められるゲル化剤を溶媒中に含む、請求項１６記載の自己組織化ゲル組成物。
18. ナノ構造体が酵素開裂可能な第一ＧＲＡＳゲル化剤で形成される薄層を含む、請求項１または請求項２記載の自己組織化ゲル組成物。
19. 作用物質が薄層間でカプセル化される、請求項１８記載の自己組織化ゲル組成物。
20. 作用物質が疎水性または親水性である、請求項２記載の自己組織化ゲル組成物。
21. 作用物質が、ステロイド、抗炎症剤、化学療法剤、ＰＡＲＰ阻害剤、ポリペプチド、核酸、ポリヌクレオチド、ポリリボヌクレオチド、抗疼痛剤、解熱剤、抗うつ剤、血管拡張剤、血管収縮剤、免疫抑制剤、組織再生促進剤、ビタミン、低分子干渉ＲＮＡ、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（エチレンオキシド）、ヒアルロン酸、キトサン、カルボキシメチルセルロース、ポリ（エチレングリコール）ジアクリル酸エステルおよびポリ（グリセロール−コ−セバシン酸アクリル酸エステル）からなる群より選択されるポリマーまたはその誘導体、ならびにその組み合わせからなる群より選択される、請求項２記載の自己組織化ゲル組成物。
22. ゲルが２種以上の作用物質を含み、少なくとも一つの作用物質が１または複数の残りの作用物質の効能を高める、請求項２記載の自己組織化ゲル組成物。
23. ゲルが潤滑性であるか、回復可能なレオロジー特性を有するか、あるいはその両方である、請求項１または請求項２記載の自己組織化ゲル組成物。
24. ゲルが１０ないし１００００パスカルの弾性係数を有し、１０ないし１００００パスカルの粘性係数を有する、請求項１または請求項２記載の自己組織化ゲル組成物。
25. 生体系に適用されると、ゲルが作用物質の放出の制御を提供する、請求項２記載の自己組織化ゲル組成物。
26. 生体系に適用されると、ゲルが制御可能に分解されるように適合される、請求項１記載の自己組織化ゲル組成物。
27. 自己組織化ゲル組成物を形成する方法であって、
    酵素開裂可能な一般に安全と認められる（ＧＲＡＳ）分子量が２５００以下のゲル化剤を溶媒と合わせて混合物を形成し、ここでＧＲＡＳゲル化剤がアスコルビルアルカン酸エステル、ソルビタンアルカン酸エステル、トリグリセロールモノアルカン酸エステル、シュークロースアルカン酸エステル、グリコール酸およびその組み合わせからなる群より選択され；
    該混合物を加熱または超音波処理に付し；
    該混合物を均質溶液の形成に十分な時間攪拌または振盪させ；および
    該均質溶液を自己組織化ゲル組成物の形成を可能にするのに十分な時間冷却することを特徴とする、方法。
28. 自己組織化ゲル組成物を形成する方法であって、
    酵素開裂可能な一般に安全と認められる（ＧＲＡＳ）分子量が２５００以下の、アスコルビルアルカン酸エステル、ソルビタンアルカン酸エステル、トリグリセロールモノアルカン酸エステル、シュークロースアルカン酸エステル、グリコール酸およびその組み合わせからなる群より選択される、第一ゲル化剤を、アルファトコフェロール酢酸エステル、レチニル酢酸エステルおよびレチニルパルミチン酸エステルからなる群より選択される第二ゲル化剤と合わせて混合物を形成し；
    該混合物を加熱または超音波処理に付し；
    該混合物を均質溶液の形成に十分な時間攪拌または振盪させ；および
    該均質溶液を自己組織化ゲル組成物の形成を可能にするのに十分な時間冷却することを特徴とする、方法。
29. 自己組織化ゲルをさらに凍結乾燥に付し、キセロゲルを形成させることを特徴とする、請求項２７または請求項２８記載の方法。
30. 分子量が２５００以下の両親媒性３−アミノベンズアミド誘導体を含む自己組織化ゲル組成物であって、
    ここで、該両親媒性３−アミノベンズアミド誘導体がナノ構造体を含むゲルに自己組織化する、自己組織化ゲル組成物。
31. 分子量が２５００以下の両親媒性３−アミノベンズアミド誘導体、および
    作用物質を含む自己組織化ゲル組成物であって、
    ここで、該両親媒性３−アミノベンズアミド誘導体がナノ構造体を含むゲルに自己組織化し、該作用物質が該ナノ構造体中にカプセル化されるか、または該ナノ構造体と非共有結合している、自己組織化ゲル組成物。
32. 両親媒性３−アミノベンズアミド誘導体が、式（Ｉ）：
    

    

    
    ［式中
    ＡはＣＲ_１Ｒ_２またはＯであり、ここでＲ_１およびＲ_２は、各々独立して、Ｈまたはハロゲンであり；
    ＥはＣ_１−２アルキル、Ｃ_１−２ハロアルキルまたは不在であり；
    ＤはＣ_３−２０アルキル、Ｃ_２−６アルケニル、アリール、Ｃ_３−２０シクロアルキルからなる群より選択され、ここでその各々は、Ｃ_１−４アルコキシ、Ｃ_１−８アルキル、ハロ、Ｃ_１−８ハロアルキルおよびニトロからなる群より選択される１、２、３または４個の基で置換されていてもよい］
    で示される構造を有する、請求項３０または請求項３１記載の自己組織化ゲル組成物。
33. 両親媒性３−アミノベンズアミド誘導体が、
    

    

    
    からなる群より選択される、請求項３０または請求項３１記載の自己組織化ゲル組成物。
34. 生体系に適用されると、両親媒性３−アミノベンズアミド誘導体が作用物質の効能を高める、請求項３０または請求項３１記載の自己組織化ゲル組成物。
35. 作用物質が化学療法剤である、請求項３０または請求項３１記載の自己組織化ゲル組成物。
36. 化学療法剤がテモゾロマイド、カルムスチン、カンプトテシンまたはパクリタキセルである、請求項３０または請求項３１記載の自己組織化ゲル組成物。
37. 酵素開裂可能な、一般に安全と認められる（ＧＲＡＳ）、分子量が２５００以下の、アスコルビルアルカン酸エステル、ソルビタンアルカン酸エステル、トリグリセロールモノアルカン酸エステル、シュークロースアルカン酸エステル、グリコール酸およびその組み合わせからなる群より選択される、第一ゲル化剤；および
    アルファトコフェロール酢酸エステル、レチニル酢酸エステルおよびレチニルパルミチン酸エステルからなる群より選択される第二非独立性ゲル化剤とを含む、自己組織化ゲル組成物であって、
    第一ゲル化剤および第二非独立性ゲル化剤が、各々独立して、ゲル容量当たり０．０１ないし２０重量％の濃度を有する、自己組織化ゲル組成物。

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