JP2014065681A - Drug eluting type film preparation and method of producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、生体内の臓器や組織に貼り付けて薬剤を疾患部位に送達する生体貼付用の機能性フィルムに関し、特に生体適合性の高分子に生理活性物質を封入した生体適合性ナノ粒子が分散された薬剤溶出型フィルム製剤、及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a functional film for bioadhesion that is applied to an in vivo organ or tissue and delivers a drug to a diseased site, and in particular, biocompatible nanoparticles in which a bioactive substance is encapsulated in a biocompatible polymer. The present invention relates to a dispersed drug-eluting film preparation and a method for producing the same.
近年、薬剤を含有する生体適合性のフィルムを生体内の臓器に直接貼り付ける治療方法が普及しつつある。例えば、特許文献１には、ポリ乳酸・グリコール酸共重合体で形成された薬物含有ナノ粒子を分散させた水溶性のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルム製剤が開示されている。また、特許文献２には、少なくとも１種の疎水性ポリマーを含む第一の層と、少なくとも１種の水溶性治療剤を含む第二の層とを備える、自己支持型多層フィルムが開示されている。 In recent years, a treatment method in which a biocompatible film containing a drug is directly attached to an organ in a living body is becoming widespread. For example, Patent Document 1 discloses a water-soluble polyvinyl alcohol (PVA) film preparation in which drug-containing nanoparticles formed of a polylactic acid / glycolic acid copolymer are dispersed. Patent Document 2 discloses a self-supporting multilayer film comprising a first layer containing at least one hydrophobic polymer and a second layer containing at least one water-soluble therapeutic agent. Yes.
また、特許文献３には、エオシン化ゼラチン等の可視光架橋物質と、ハイドロゲンドナーと、抗腫瘍剤とを含む水溶液を面状に展延し、可視光を照射することにより光架橋・不溶化した抗がん剤徐放シートが開示されている。 Further, in Patent Document 3, an aqueous solution containing a visible light cross-linking substance such as eosinized gelatin, a hydrogen donor, and an antitumor agent is spread in a planar shape and photocrosslinked / insolubilized by irradiation with visible light. An anticancer agent sustained release sheet is disclosed.
このようなフィルム製剤においては、疾患部位への薬物送達を行うドラッグ・デリバリー・システム（ＤＤＳ）機能を発揮するために、フィルム自体が吸水して溶解し、フィルム内のナノ粒子が外部に放出される必要がある。一方、フィルムはある程度長期間に亘って疾患部位に固定されている必要がある。 In such a film preparation, in order to exert a drug delivery system (DDS) function for delivering a drug to a diseased site, the film itself absorbs and dissolves, and the nanoparticles in the film are released to the outside. It is necessary to On the other hand, the film needs to be fixed to the diseased site for a long period of time.
しかし、特許文献１のような水溶性のフィルムを臓器に貼り付けた場合、生体内の水分によってフィルムが短期間で溶解して貼付部位から剥がれ落ちてしまい、ＤＤＳ機能を長期間に亘って発揮できないという問題点があった。 However, when a water-soluble film as in Patent Document 1 is applied to an organ, the film dissolves in a short period of time due to moisture in the living body and peels off from the applied site, and exhibits the DDS function over a long period of time. There was a problem that it was not possible.
一方、特許文献２に記載の自己支持型多層フィルムは、ポリグリコリドとε−カプロラクトンとのコポリマーのような疎水性ポリマーを基材としている。そのため、特許文献２のフィルム内にナノ粒子を分散させたとしても、ナノ粒子がフィルムから円滑に放出されず、十分なＤＤＳ機能を発揮できないおそれがあった。 On the other hand, the self-supporting multilayer film described in Patent Document 2 is based on a hydrophobic polymer such as a copolymer of polyglycolide and ε-caprolactone. Therefore, even if the nanoparticles are dispersed in the film of Patent Document 2, the nanoparticles are not smoothly released from the film, and there is a possibility that a sufficient DDS function cannot be exhibited.
また、特許文献３に記載の抗がん剤徐放シートは、基材としてエオシン等のキサンテン系色素で修飾されたゼラチンを使用する必要があるため、製造コスト面で不利となる。また、キサンテン系色素による修飾や可視光の照射の程度によってはゼラチンが過度に難溶化してゼラチンの生分解性が損なわれてしまい、薬剤の放出性、人体に対する安全性が低下するという問題点があった。 In addition, the anticancer agent sustained-release sheet described in Patent Document 3 is disadvantageous in terms of production cost because it is necessary to use gelatin modified with a xanthene dye such as eosin as a base material. In addition, depending on the degree of modification with xanthene dyes or irradiation with visible light, gelatin becomes excessively insoluble and the biodegradability of gelatin is impaired, resulting in a decrease in drug release and safety to the human body. was there.
本発明は、上記問題点に鑑み、生理活性物質が封入された生体適合性ナノ粒子を細胞内へ効率良く到達させることができ、且つ、ある程度長期間に亘って疾患部位に固定可能な薬剤溶出型フィルム製剤を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention is capable of efficiently delivering biocompatible nanoparticles encapsulating a physiologically active substance into cells and fixing the drug to a diseased site for a certain period of time. An object is to provide a mold film preparation.
上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、生理活性物質が封入された生体適合性ナノ粒子を、生体適合性の水溶性高分子で形成されたフィルム内に分散させた薬剤溶出型フィルム製剤であって、前記フィルムの片面を難水溶化処理することにより、一方の面に難水溶性の第１層が形成され、他方の面に水溶性の第２層が形成されたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the first configuration of the present invention is a drug elution in which biocompatible nanoparticles encapsulating a physiologically active substance are dispersed in a film formed of a biocompatible water-soluble polymer. A film-type film formulation, in which one side of the film was subjected to poor water-solubilization treatment to form a poorly water-soluble first layer on one side and a water-soluble second layer on the other side It is characterized by.
また本発明の第２の構成は、上記構成の薬剤溶出型フィルム製剤において、前記フィルムは、ポリカルボン酸から成る単層構成であり、前記フィルムの片面をカチオン性高分子の水溶液、若しくは２価以上の無機塩の水溶液で難水溶化処理することを特徴としている。 According to a second configuration of the present invention, in the drug-eluting film preparation having the above-described configuration, the film has a single-layer configuration made of polycarboxylic acid, and one side of the film is an aqueous cationic polymer solution or a divalent solution. It is characterized by being hardly water-soluble with an aqueous solution of the above inorganic salt.
また本発明の第３の構成は、上記構成の薬剤溶出型フィルム製剤において、前記フィルムは、片面にポリカルボン酸層を有する多層構成であり、前記ポリカルボン酸層をカチオン性高分子の水溶液、若しくは２価以上の無機塩の水溶液で難水溶化処理することを特徴としている。 The third configuration of the present invention is the drug eluting film preparation of the above configuration, wherein the film is a multilayer configuration having a polycarboxylic acid layer on one side, and the polycarboxylic acid layer is an aqueous solution of a cationic polymer, Alternatively, it is characterized by being hardly water-soluble with an aqueous solution of a divalent or higher inorganic salt.
また本発明の第４の構成は、上記構成の薬剤溶出型フィルム製剤において、前記生体適合性ナノ粒子が、前記フィルムのポリカルボン酸層以外の層に分散されていることを特徴としている。 The fourth configuration of the present invention is characterized in that, in the drug-eluting film preparation of the above configuration, the biocompatible nanoparticles are dispersed in a layer other than the polycarboxylic acid layer of the film.
また本発明の第５の構成は、上記構成の薬剤溶出型フィルム製剤において、前記カチオン性高分子が、キトサンであることを特徴としている。 A fifth configuration of the present invention is characterized in that, in the drug-eluting film preparation of the above configuration, the cationic polymer is chitosan.
また本発明の第６の構成は、上記構成の薬剤溶出型フィルム製剤において、前記無機塩が、炭酸カルシウム、塩化カルシウムから選ばれた１種以上であることを特徴としている。 A sixth configuration of the present invention is characterized in that, in the drug-eluting film preparation of the above configuration, the inorganic salt is one or more selected from calcium carbonate and calcium chloride.
また本発明の第７の構成は、上記構成の薬剤溶出型フィルム製剤において、前記ポリカルボン酸が、アルギン酸であることを特徴としている。 The seventh configuration of the present invention is characterized in that, in the drug-eluting film preparation of the above configuration, the polycarboxylic acid is alginic acid.
また本発明の第８の構成は、上記構成の薬剤溶出型フィルム製剤において、前記生体適合性ナノ粒子が、乳酸・グリコール酸共重合体で形成されることを特徴としている。 The eighth configuration of the present invention is characterized in that, in the drug-eluting film preparation of the above configuration, the biocompatible nanoparticles are formed of a lactic acid / glycolic acid copolymer.
また本発明の第９の構成は、上記構成の薬剤溶出型フィルム製剤において、前記生理活性物質が、抗がん剤、免疫抑制剤、抗炎症剤、鎮痛剤、血管拡張剤、癒着防止剤、核酸化合物、受容体チロシンキナーゼ阻害剤から選ばれた１種以上であることを特徴としている。 According to a ninth configuration of the present invention, in the drug-eluting film preparation of the above configuration, the physiologically active substance is an anticancer agent, an immunosuppressive agent, an anti-inflammatory agent, an analgesic agent, a vasodilator, an antiadhesive agent, It is characterized by being at least one selected from nucleic acid compounds and receptor tyrosine kinase inhibitors.
また本発明は、ポリビニルアルコールを溶解させた水溶液に、少なくとも生理活性物質の溶液と生体適合性高分子を有機溶媒に溶解させた溶液との混合液を加えて、前記生理活性物質が前記生体適合性高分子中に封入された生体適合性ナノ粒子を形成するナノ粒子形成工程と、生体適合性の水溶性高分子の水溶液に前記生体適合性ナノ粒子を分散させてシート状に展延することにより、ポリカルボン酸から成る単層構成、若しくは片面にポリカルボン酸層を有する多層構成のナノ粒子含有フィルムを形成するフィルム形成工程と、前記ナノ粒子含有フィルムの片面のポリカルボン酸層をカチオン性高分子の水溶液、若しくは２価以上の無機塩の水溶液で処理することにより、前記ナノ粒子含有フィルムの一方の面に難水溶性の第１層を形成する難水溶化工程と、一方の面に前記第１層が形成され、他方の面に水溶性の第２層が形成された前記ナノ粒子含有フィルムを乾燥させる乾燥工程と、を有することを特徴とする薬剤溶出型フィルム製剤の製造方法である。 The present invention also includes adding an aqueous solution in which at least a solution of a physiologically active substance and a solution in which a biocompatible polymer is dissolved in an organic solvent to an aqueous solution in which polyvinyl alcohol is dissolved, so that the physiologically active substance is the biocompatible substance. A nanoparticle forming step for forming biocompatible nanoparticles encapsulated in a biocompatible polymer, and dispersing the biocompatible nanoparticles in an aqueous solution of a biocompatible water-soluble polymer and spreading it in a sheet form Forming a nanoparticle-containing film having a single-layer structure composed of a polycarboxylic acid or a multilayer structure having a polycarboxylic acid layer on one side, and forming the polycarboxylic acid layer on one side of the nanoparticle-containing film cationically Forming a poorly water-soluble first layer on one surface of the nanoparticle-containing film by treatment with an aqueous solution of a polymer or an aqueous solution of a divalent or higher inorganic salt A water-solubilizing step, and a drying step of drying the nanoparticle-containing film having the first layer formed on one surface and the water-soluble second layer formed on the other surface. This is a method for producing a drug-eluting film preparation.
本発明の第１の構成によれば、生理活性物質が封入された生体適合性ナノ粒子を生体適合性の水溶性高分子で形成されたフィルム内に分散させたフィルムの片面を難水溶化処理することにより、一方の面に難水溶性の第１層が形成され、他方の面に水溶性の第２層が形成された薬剤溶出型フィルム製剤としたので、第２層を生体組織に対向させてフィルムを貼り付けることで、生体内の水分によって第２層が徐々に溶解し、第２層から放出したナノ粒子が生体組織内へ取り込まれ、生体組織内でナノ粒子内部から生理活性物質が徐放される。また、難水溶性の第１層によってある程度長期間に亘りフィルム形状が保持されるため、ＤＤＳ機能を長期間に亘って発揮することができる。さらに、第１層側からのナノ粒子の放出が規制されるため、ナノ粒子を生体組織に面した第２層側から効率良く放出させることができる。このようにして、フィルムから放出されたナノ粒子の浸透方向を生体組織側に限定することができるため、副作用の低減にもつながる。 According to the first configuration of the present invention, one surface of a film in which biocompatible nanoparticles encapsulating a physiologically active substance are dispersed in a film formed of a biocompatible water-soluble polymer is hardly water-soluble. By doing so, a drug-eluting film preparation in which a poorly water-soluble first layer is formed on one surface and a water-soluble second layer is formed on the other surface is formed. By attaching the film, the second layer is gradually dissolved by moisture in the living body, the nanoparticles released from the second layer are taken into the living tissue, and the biologically active substance from inside the nanoparticles in the living tissue Is released slowly. In addition, since the film shape is maintained for a long time by the slightly water-soluble first layer, the DDS function can be exhibited for a long time. Furthermore, since the release of the nanoparticles from the first layer side is regulated, the nanoparticles can be efficiently released from the second layer side facing the living tissue. In this way, the penetration direction of the nanoparticles released from the film can be limited to the living tissue side, which leads to reduction of side effects.
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の薬剤溶出型フィルム製剤において、フィルムをポリカルボン酸から成る単層構成とし、フィルムの片面をカチオン性高分子の水溶液、若しくは２価以上の無機塩の水溶液で難水溶化処理することにより、難水溶性の第１層と水溶性の第２層とが形成された薬剤溶出型フィルム製剤を容易に且つ低コストで製造することができる。 According to the second configuration of the present invention, in the drug-eluting film preparation of the first configuration, the film has a single-layer configuration composed of polycarboxylic acid, and one side of the film is an aqueous solution of a cationic polymer, or A drug-eluting film preparation in which a poorly water-soluble first layer and a water-soluble second layer are formed is produced easily and at low cost by subjecting it to a poorly water-soluble treatment with an aqueous solution of a divalent or higher inorganic salt. be able to.
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１の構成の薬剤溶出型フィルム製剤において、フィルムを片面にポリカルボン酸層を有する多層構成とし、ポリカルボン酸層をカチオン性高分子の水溶液、若しくは２価以上の無機塩の水溶液で難水溶化処理することにより、難水溶性の第１層と水溶性の第２層とが形成された薬剤溶出型フィルム製剤を容易に且つ低コストで製造することができる。また、フィルム全体をカチオン性高分子の水溶液、若しくは無機塩の水溶液に浸漬しても、ポリカルボン酸層のみが難水溶化されて第１層を形成するため、第２層の層厚を一定に保持可能となる。従って、第２層からのナノ粒子の放出時間も確保でき、難水溶化処理法の選択範囲も広くなる。 According to the third configuration of the present invention, in the drug-eluting film preparation of the first configuration, the film has a multilayer configuration having a polycarboxylic acid layer on one side, and the polycarboxylic acid layer is made of a cationic polymer. A drug-eluting film preparation in which a poorly water-soluble first layer and a water-soluble second layer are formed by subjecting it to a poorly water-soluble treatment with an aqueous solution or an aqueous solution of a divalent or higher inorganic salt is easy and low-cost. Can be manufactured. In addition, even if the entire film is immersed in an aqueous solution of a cationic polymer or an aqueous solution of an inorganic salt, only the polycarboxylic acid layer is hardly water-soluble to form the first layer, so that the thickness of the second layer is constant. Can be maintained. Accordingly, it is possible to secure the release time of the nanoparticles from the second layer, and the selection range of the hardly water-soluble treatment method is widened.
また、本発明の第４の構成によれば、上記第３の構成の薬剤溶出型フィルム製剤において、生体適合性ナノ粒子を、フィルムのポリカルボン酸層以外の層に分散させることにより、ナノ粒子の放出に寄与しない第１層にはナノ粒子が分散されず、ナノ粒子の放出に寄与する第２層のみにナノ粒子が分散された、フィルム内からのナノ粒子の放出効率の高い薬剤溶出型フィルム製剤となる。 Further, according to the fourth configuration of the present invention, in the drug eluting film preparation of the third configuration, the biocompatible nanoparticles are dispersed in a layer other than the polycarboxylic acid layer of the film, whereby the nanoparticles are obtained. Nanoparticles are not dispersed in the first layer that does not contribute to the release of the drug, and the nanoparticles are dispersed only in the second layer that contributes to the release of the nanoparticle. It becomes a film preparation.
また、本発明の第５の構成によれば、上記第２乃至第４のいずれかの構成の薬剤溶出型フィルム製剤において、カチオン性高分子として生分解性のキトサンを用いることにより、生体への悪影響がなく、安全性の高い薬剤溶出型フィルム製剤となる。 Moreover, according to the fifth configuration of the present invention, in the drug-eluting film preparation of any one of the second to fourth configurations, biodegradable chitosan is used as a cationic polymer. The drug-eluting film preparation has no adverse effects and is highly safe.
また、本発明の第６の構成によれば、上記第２乃至第４のいずれかの構成の薬剤溶出型フィルム製剤において、無機塩として炭酸カルシウム、塩化カルシウムから選ばれた１種以上を用いることにより、生体への悪影響がなく、安全性の高い薬剤溶出型フィルム製剤となる。 According to the sixth configuration of the present invention, in the drug eluting film preparation of any of the second to fourth configurations, at least one selected from calcium carbonate and calcium chloride is used as the inorganic salt. As a result, a highly safe drug-eluting film preparation is obtained that has no adverse effects on the living body.
また、本発明の第７の構成によれば、上記第２乃至第６のいずれかの構成の薬剤溶出型フィルム製剤において、ポリカルボン酸としてアルギン酸を用いることにより、生分解性、生体に対する安全性の面で特に優れた薬剤溶出型フィルム製剤となる。 According to the seventh configuration of the present invention, in the drug eluting film preparation of any one of the second to sixth configurations, by using alginic acid as the polycarboxylic acid, biodegradability and safety to the living body are achieved. In this respect, the drug-eluting film preparation is particularly excellent.
また、本発明の第８の構成によれば、上記第１乃至第７のいずれかの構成の薬剤溶出型フィルム製剤において、生体適合性ナノ粒子が、乳酸・グリコール酸共重合体で構成されることにより、生体への刺激・毒性が低く、且つ乳酸・グリコール酸共重合体の分解により生理活性物質の徐放が可能な薬剤溶出型フィルム製剤となる。 According to the eighth configuration of the present invention, in the drug eluting film preparation of any of the first to seventh configurations, the biocompatible nanoparticle is composed of a lactic acid / glycolic acid copolymer. As a result, a drug-eluting film preparation that has low irritation and toxicity to the living body and is capable of sustained release of a physiologically active substance by decomposition of a lactic acid / glycolic acid copolymer.
また、本発明の第９の構成によれば、上記第１乃至第８のいずれかの構成の薬剤溶出型フィルム製剤において、生理活性物質として、抗がん剤、免疫抑制剤、抗炎症剤、鎮痛剤、血管拡張剤、癒着防止剤、核酸化合物、受容体チロシンキナーゼ阻害剤から選ばれた１種以上を用いることにより、生体内の臓器や組織への貼り付けによって種々の疾病に有効な治療用ツールとなる薬剤溶出型フィルム製剤を提供可能となる。 According to the ninth configuration of the present invention, in the drug-eluting film preparation of any one of the first to eighth configurations, as a physiologically active substance, an anticancer agent, an immunosuppressive agent, an anti-inflammatory agent, By using one or more selected from analgesics, vasodilators, anti-adhesion agents, nucleic acid compounds, and receptor tyrosine kinase inhibitors, effective treatment for various diseases can be achieved by applying them to in vivo organs and tissues. It is possible to provide a drug-eluting film preparation that is a tool for use.
また、本発明によれば、ポリカルボン酸から成る単層構成、若しくは片面にポリカルボン酸層を有する多層構成のナノ粒子含有フィルムの片面のポリカルボン酸層をカチオン性高分子の水溶液、若しくは２価以上の無機塩の水溶液で処理してナノ粒子含有フィルムの一方の面に難水溶性の第１層を形成し、他方の面に水溶性の第２層を形成した後、乾燥させることにより、生理活性物質を細胞内へ効率良く、且つ長期間に亘って送達可能であり、取り扱い性にも優れた薬剤溶出型フィルム製剤を簡便且つ低コストで製造することができる。 Further, according to the present invention, a polycarboxylic acid layer on one side of a nanoparticle-containing film having a monolayer structure composed of polycarboxylic acid or a multilayer structure having a polycarboxylic acid layer on one side is used as an aqueous solution of a cationic polymer, or 2 By forming a sparingly water-soluble first layer on one side of the nanoparticle-containing film by treatment with an aqueous solution of an inorganic salt of a valence or higher, and forming a water-soluble second layer on the other side, followed by drying. In addition, it is possible to easily and inexpensively produce a drug-eluting film preparation that can deliver a physiologically active substance into cells efficiently and over a long period of time and is excellent in handleability.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の薬剤溶出型フィルムの製造方法は、脂溶性、或いは親水性の生理活性物質を封入した生体適合性ナノ粒子を形成する工程と、ナノ粒子を分散させた水溶性高分子の水溶液をシート状に展延することによりナノ粒子含有フィルムを形成するフィルム形成工程と、ナノ粒子含有フィルムの片面を難水溶化処理する難水溶化工程と、難水溶化処理されたナノ粒子含有フィルムを乾燥させる乾燥工程とを含むものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The method for producing a drug eluting film of the present invention comprises a step of forming biocompatible nanoparticles encapsulating a fat-soluble or hydrophilic bioactive substance, and a sheet of an aqueous solution of a water-soluble polymer in which the nanoparticles are dispersed. Film forming step of forming a nanoparticle-containing film by spreading into a shape, a poorly water-soluble step of subjecting one side of the nanoparticle-containing film to a poorly water-soluble treatment, and drying the poorly water-soluble nanoparticle-containing film And a drying step.
ナノ粒子含有フィルムの片面を難水溶化処理することにより、水溶性高分子で形成された薬剤溶出型フィルムを生体内の臓器や組織に貼り付けたとき、ある程度の期間はフィルムの形状が保持される。また、難水溶化処理された面を外側にして薬剤溶出型フィルムを貼り付けることで、水溶性のフィルム内面側から疾患部位へのナノ粒子の放出は維持しつつ、難水溶性のフィルム外面側からのナノ粒子の放出を抑制することができる。その結果、フィルム内から徐放されるナノ粒子を長期間に亘って疾患部位へ効率良く送達することができる。以下、ナノ粒子内部への生理活性物質の封入工程からフィルムの乾燥工程までを順を追って説明する。 When one side of the nanoparticle-containing film is treated with poor water solubility, the shape of the film is maintained for a certain period of time when a drug-eluting film made of a water-soluble polymer is attached to an organ or tissue in a living body. The In addition, by attaching the drug-eluting film with the slightly water-solubilized surface facing outside, the release of nanoparticles from the water-soluble film inner surface side to the disease site is maintained, while the water-insoluble film outer surface side is maintained. The release of nanoparticles from can be suppressed. As a result, nanoparticles that are slowly released from the film can be efficiently delivered to the disease site over a long period of time. Hereinafter, the steps from the step of encapsulating the physiologically active substance into the nanoparticles to the step of drying the film will be described step by step.
（ナノ粒子形成工程）
本発明に用いられる生体適合性ナノ粒子は、生理活性物質及び生体適合性高分子を１，０００ｎｍ未満の平均粒径を有するナノ単位の大きさの粒子（ナノスフェア）に加工することができる球形晶析法を用いて、ナノ粒子の内部に生理活性物質を封入することにより製造される。球形晶析法は高剪断力を発生しない粒子調製法であるため、特に、生理活性物質が外部応力に弱い核酸化合物等の場合にも好適に用いることができる。
(Nanoparticle formation process)
The biocompatible nanoparticle used in the present invention is a spherical crystal that can process a physiologically active substance and a biocompatible polymer into particles having a mean particle size of less than 1,000 nm (nanosphere). It is manufactured by encapsulating a physiologically active substance inside the nanoparticles using an analysis method. Since the spherical crystallization method is a particle preparation method that does not generate a high shearing force, it can be suitably used particularly in the case where the physiologically active substance is a nucleic acid compound that is weak against external stress.
球形晶析法は、化合物合成の最終プロセスにおける結晶の生成・成長プロセスを制御することで、球状の結晶粒子を設計し、その物性を直接制御して加工することができる方法である。この球形晶析法の一つに、エマルジョン溶媒拡散法（ＥＳＤ法）がある。 Spherical crystallization is a method in which spherical crystal particles can be designed and processed by directly controlling their physical properties by controlling the crystal generation and growth process in the final process of compound synthesis. One of the spherical crystallization methods is an emulsion solvent diffusion method (ESD method).
ＥＳＤ法は、次に示すような原理によって、ナノスフェアを製造する技術である。本法には、生理活性物質を封入する基剤ポリマーとなるＰＬＧＡ（乳酸・グリコール酸共重合体）等を溶解できる良溶媒と、これとは逆にＰＬＧＡを溶解しない貧溶媒の二種類の溶媒が用いられる。この良溶媒には、ＰＬＧＡを溶解し、且つ貧溶媒へ混和するアセトン等の有機溶媒を用いる。そして、貧溶媒には、通常、ポリビニルアルコール水溶液等を用いる。 The ESD method is a technique for producing nanospheres based on the following principle. In this method, there are two types of solvents: a good solvent that can dissolve PLGA (lactic acid / glycolic acid copolymer) as a base polymer that encapsulates a physiologically active substance, and a poor solvent that does not dissolve PLGA. Is used. As this good solvent, an organic solvent such as acetone that dissolves PLGA and is mixed with the poor solvent is used. And a polyvinyl alcohol aqueous solution etc. are normally used for a poor solvent.
操作手順としては、まず、良溶媒中にＰＬＧＡを溶解後、このＰＬＧＡが析出しないように、生理活性物質の溶解液を良溶媒中へ添加混合する。このＰＬＧＡと生理活性物質の混合液を、貧溶媒中に攪拌下、滴下すると、混合液中の良溶媒（有機溶媒）が貧溶媒中へ急速に拡散移行する。その結果、貧溶媒中で良溶媒の自己乳化が起き、サブミクロンサイズの良溶媒のエマルジョン滴が形成される。さらに、良溶媒と貧溶媒の相互拡散により、エマルジョン内から有機溶媒が貧溶媒へと継続的に拡散していくので、エマルジョン滴内のＰＬＧＡ並びに生理活性物質の溶解度が低下し、最終的に、生理活性物質を包含した球形結晶粒子のＰＬＧＡナノスフェアが生成する。 As an operation procedure, first, after dissolving PLGA in a good solvent, a solution of a physiologically active substance is added and mixed in the good solvent so that the PLGA does not precipitate. When the mixed solution of PLGA and a physiologically active substance is dropped into a poor solvent while stirring, the good solvent (organic solvent) in the mixed solution rapidly diffuses and moves into the poor solvent. As a result, self-emulsification of the good solvent occurs in the poor solvent, and submicron sized good solvent emulsion droplets are formed. Furthermore, because the organic solvent continuously diffuses from the emulsion to the poor solvent due to the mutual diffusion of the good solvent and the poor solvent, the solubility of the PLGA and the physiologically active substance in the emulsion droplets decreases, and finally, PLGA nanospheres of spherical crystal particles including a physiologically active substance are generated.
上記球形晶析法では、物理化学的な手法でナノ粒子を形成でき、しかも得られるナノ粒子が略球形であるため、均質なナノ粒子を、触媒や原料化合物の残留といった問題を考慮する必要がなく、容易に形成することができる。 In the above spherical crystallization method, nanoparticles can be formed by a physicochemical method, and the resulting nanoparticles are substantially spherical. Therefore, it is necessary to consider the problem of catalyst and raw material compound residues from homogeneous nanoparticles. And can be easily formed.
なお、ナノ粒子内に封入される生理活性物質が、水溶液中で負の電荷を持つアニオン分子として存在するアニオン性薬物であるときは、貧溶媒にカチオン性高分子を添加すると、ナノ粒子内部への生理活性物質の封入率を高めることができる。通常、封入される生理活性物質が親水性（水溶性）の場合、良溶媒中に分散混合した生理活性物質が貧溶媒中に漏出、溶解してしまい、ナノ粒子を形成する高分子だけが沈積するため、生理活性物質がほとんど封入されないが、カチオン性高分子を貧溶媒中に添加した場合は、ナノ粒子表面に吸着したカチオン性高分子がエマルション滴表面に存在するアニオン性薬物と相互作用し、貧溶媒中へのアニオン性薬物の漏出を抑制できるものと考えられる。 In addition, when the physiologically active substance encapsulated in the nanoparticle is an anionic drug that exists as an anion molecule having a negative charge in an aqueous solution, the addition of a cationic polymer to the poor solvent causes the nanoparticle to enter the interior of the nanoparticle. The entrapment rate of the physiologically active substance can be increased. Normally, when the encapsulated bioactive substance is hydrophilic (water-soluble), the bioactive substance dispersed and mixed in the good solvent leaks and dissolves in the poor solvent, and only the polymer that forms the nanoparticles is deposited. Therefore, when a cationic polymer is added in a poor solvent, the cationic polymer adsorbed on the nanoparticle surface interacts with the anionic drug present on the emulsion droplet surface. It is considered that leakage of an anionic drug into a poor solvent can be suppressed.
さらに、貧溶媒中にカチオン性高分子を添加することにより、ナノ粒子表面を正に帯電させてアニオン性薬物をナノ粒子表面に静電気的に担持させることもできる。具体的には、形成されたナノ粒子の表面がカチオン性高分子により修飾（被覆）され、ナノ粒子表面のゼータ電位が正となる。その後、凍結乾燥によりナノ粒子を複合化する際に、アニオン性薬物をさらに添加することにより、水溶液中で負の電荷を持つアニオン分子となったアニオン性薬物が静電気的相互効果によりナノ粒子表面に所定量担持される。これにより、アニオン性薬物の、ナノ粒子内部及び表面への担持を合わせたトータルの封入率を高めることができる。 Further, by adding a cationic polymer in a poor solvent, the nanoparticle surface can be positively charged and the anionic drug can be electrostatically supported on the nanoparticle surface. Specifically, the surface of the formed nanoparticle is modified (coated) with a cationic polymer, and the zeta potential on the nanoparticle surface becomes positive. Then, when the nanoparticles are complexed by freeze-drying, an anionic drug is further added so that the anionic drug that has become a negatively charged anion molecule in the aqueous solution is brought to the nanoparticle surface by electrostatic interaction. A predetermined amount is carried. Thereby, the total encapsulation rate of the anionic drug combined with the inside and the surface of the nanoparticle can be increased.
カチオン性高分子としては、キトサン及びキトサン誘導体、セルロースに複数のカチオン基を結合させたカチオン化セルロース、ポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン等のポリアミノ化合物、ポリオルニチン、ポリリジン等のポリアミノ酸、ポリビニルイミダゾール、ポリビニルピリジニウムクロリド、アルキルアミノメタクリレート４級塩重合物（ＤＡＭ）、アルキルアミノメタクリレート４級塩・アクリルアミド共重合物（ＤＡＡ）等が挙げられるが、特にキトサン或いはその誘導体が好適に用いられる。 Examples of cationic polymers include chitosan and chitosan derivatives, cationized cellulose in which a plurality of cationic groups are bonded to cellulose, polyamino compounds such as polyethyleneimine, polyvinylamine, and polyallylamine, polyamino acids such as polyornithine and polylysine, and polyvinylimidazole. , Polyvinylpyridinium chloride, alkylaminomethacrylate quaternary salt polymer (DAM), alkylaminomethacrylate quaternary salt / acrylamide copolymer (DAA) and the like, and chitosan or derivatives thereof are particularly preferably used.
キトサンは、エビやカニ、昆虫の外殻に含まれる、アミノ基を有する糖の１種であるグルコサミンが多数結合したカチオン性の天然高分子であり、乳化安定性、保形性、生分解性、生体適合性、抗菌性等の特徴を有するため、化粧品や食品、衣料品、医薬品等の原料として広く用いられている。このキトサンを貧溶媒中に添加することにより、生体への悪影響がなく、安全性の高いナノ粒子を製造することができる。 Chitosan is a cationic natural polymer in which many glucosamines, one of the sugars with amino groups, contained in shrimp, crabs, and insect shells are bound. Emulsification stability, shape retention, biodegradability Since it has characteristics such as biocompatibility and antibacterial properties, it is widely used as a raw material for cosmetics, foods, clothing, pharmaceuticals and the like. By adding this chitosan into a poor solvent, highly safe nanoparticles can be produced without adverse effects on the living body.
なお、カチオン性高分子の中でもカチオン性のより強いものを用いることにより、ゼータ電位がより大きな正の値となるため、後述するナノ粒子付着工程での電気的吸着力が増大するとともに、粒子間の反発力が強くなって懸濁液中での粒子の安定性も高くなる。例えば、元来カチオン性であるキトサンの一部を第４級化することで、さらにカチオン性を高めた塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（トリメチルアンモニオ）プロピル］キトサン等のキトサン誘導体（カチオニックキトサン）を用いることが好ましい。 In addition, since the zeta potential becomes a larger positive value by using a more cationic polymer among the cationic polymers, the electric adsorption force in the nanoparticle adhesion process described later increases, The repulsive force increases and the stability of the particles in the suspension also increases. For example, a chitosan derivative such as N- [2-hydroxy-3- (trimethylammonio) propyl] chitosan having a higher cationic property by quaternizing a part of chitosan which is originally cationic ( Cationic chitosan) is preferably used.
また、良溶媒中でのアニオン性薬物の親和性及び分散安定性を向上させるため、良溶媒中にＤＯＴＡＰ等のカチオン性脂質を添加し、アニオン性薬物と複合体を形成させても良い。但し、細胞内において放出されたカチオン性脂質により細胞障害性を示すおそれがあるため、添加量には注意が必要である。 Further, in order to improve the affinity and dispersion stability of an anionic drug in a good solvent, a cationic lipid such as DOTAP may be added to the good solvent to form a complex with the anionic drug. However, since the cationic lipid released in the cell may cause cytotoxicity, attention should be paid to the amount added.
上記球形晶析法で用いられる良溶媒および貧溶媒の種類は、ナノ粒子内に封入される生理活性物質の種類等に応じて決定されるものであり、特に限定されるものではないが、生体適合性ナノ粒子は、人体内へ留置される薬剤溶出型フィルムの材料として用いられるため、人体に対して安全性が高く、且つ環境負荷の少ないものを用いる必要がある。 The type of the good solvent and the poor solvent used in the spherical crystallization method is determined according to the type of the physiologically active substance encapsulated in the nanoparticles, and is not particularly limited. Since the compatible nanoparticles are used as a material for a drug-eluting film to be placed in the human body, it is necessary to use those having high safety for the human body and low environmental load.
このような貧溶媒としては、水、或いは界面活性剤を添加した水が挙げられるが、例えば界面活性剤としてポリビニルアルコールを添加したポリビニルアルコール水溶液が好適に用いられる。ポリビニルアルコール以外の界面活性剤としては、レシチン、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等が挙げられる。 Examples of such a poor solvent include water or water to which a surfactant is added. For example, a polyvinyl alcohol aqueous solution to which polyvinyl alcohol is added as a surfactant is preferably used. Examples of surfactants other than polyvinyl alcohol include lecithin, hydroxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose, and the like.
良溶媒としては、低沸点且つ難水溶性の有機溶媒であるハロゲン化アルカン類、アセトン、メタノール、エタノール、エチルアセテート、ジエチルエーテル、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン等が挙げられるが、例えば環境や人体に対する悪影響が少ないアセトン、若しくはアセトンとエタノールの混合液が好適に用いられる。 Examples of good solvents include halogenated alkanes, which are low-boiling and poorly water-soluble organic solvents, acetone, methanol, ethanol, ethyl acetate, diethyl ether, cyclohexane, benzene, toluene, and the like, for example, adverse effects on the environment and the human body. Acetone, or a mixture of acetone and ethanol, is preferably used.
ポリビニルアルコール水溶液の濃度、或いはアセトンとエタノールの混合比や、結晶析出時の条件も特に限定されるものではなく、目的となる生理活性物質の種類や、球形造粒結晶の粒径（本発明の場合ナノオーダー）等に応じて適宜決定すればよいが、ポリビニルアルコール水溶液の濃度が高いほどナノ粒子表面へのポリビニルアルコールの付着が良好となり、乾燥後の水への再分散性が向上する反面、ポリビニルアルコール水溶液の濃度が所定以上になると、貧溶媒の粘度が上昇して良溶媒の拡散性に悪影響を与える。 The concentration of the polyvinyl alcohol aqueous solution, the mixing ratio of acetone and ethanol, and the conditions at the time of crystal precipitation are not particularly limited, and the type of target physiologically active substance, the particle size of the spherical granulated crystal (of the present invention) In the case of nano-order) etc., it may be appropriately determined, but the higher the concentration of the polyvinyl alcohol aqueous solution, the better the adhesion of polyvinyl alcohol to the nanoparticle surface, and the redispersibility in water after drying is improved, When the concentration of the polyvinyl alcohol aqueous solution exceeds a predetermined value, the viscosity of the poor solvent increases and adversely affects the diffusibility of the good solvent.
そのため、ポリビニルアルコールの重合度やけん化度によっても異なるが、ナノ粒子形成後に有機溶媒を留去し、さらに凍結乾燥等により一旦粉末化する場合は、ポリビニルアルコール水溶液の濃度として０．１重量％以上１０重量％以下が好ましく、２％程度がより好ましい。なお、ナノ粒子形成後の懸濁液から有機溶媒を留去した後、遠心分離操作によってポリビニルアルコールを除去せずにそのままフィルム形成工程に用いる場合は０．５重量％以下とすることが好ましく、０．１重量％程度が特に好ましい。 Therefore, depending on the polymerization degree and saponification degree of polyvinyl alcohol, when the organic solvent is distilled off after nanoparticle formation and further pulverized once by freeze-drying or the like, the concentration of the polyvinyl alcohol aqueous solution is 0.1% by weight or more. It is preferably 10% by weight or less, and more preferably about 2%. In addition, after distilling off the organic solvent from the suspension after nanoparticle formation, it is preferably 0.5% by weight or less when directly used in the film forming step without removing polyvinyl alcohol by centrifugation. About 0.1% by weight is particularly preferable.
本発明に用いられる生体適合性高分子は、生体への刺激・毒性が低く、生体適合性で、投与後分解して代謝される生体内分解性のものが望ましい。また、内包する生理活性物質を持続して徐々に放出する粒子であることが好ましい。このような素材としては、特に乳酸・グリコール酸共重合体（ＰＬＧＡ）を好適に用いることができる。 The biocompatible polymer used in the present invention is desirably a biocompatible polymer that has low irritation and toxicity to the living body, is biocompatible, and is decomposed and metabolized after administration. Moreover, it is preferable that it is the particle | grains which release the physiologically active substance to include continuously and gradually. As such a material, a lactic acid / glycolic acid copolymer (PLGA) can be particularly preferably used.
ＰＬＧＡの分子量は、５，０００〜２００，０００の範囲内であることが好ましく、１５，０００〜２５，０００の範囲内であることがより好ましい。ＰＬＧＡの乳酸とグリコール酸との組成比は１：９９〜９９：１であればよいが、乳酸１に対しグリコール酸０．３３３であることが好ましい。また、乳酸およびグリコール酸の含有量が２５重量％〜６５重量％の範囲内であるＰＬＧＡは、非晶質であり、且つアセトン等の有機溶媒に可溶であるから、好適に使用される。 The molecular weight of PLGA is preferably in the range of 5,000 to 200,000, and more preferably in the range of 15,000 to 25,000. The composition ratio of lactic acid and glycolic acid in PLGA may be 1:99 to 99: 1, but glycolic acid is preferably 0.333 with respect to lactic acid 1. PLGA having a lactic acid and glycolic acid content in the range of 25 wt% to 65 wt% is preferably used because it is amorphous and soluble in an organic solvent such as acetone.
生体内分解性の生体適合性高分子としては、ほかに、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）等が挙げられる。また、アミノ酸のような荷電基あるいは官能基化し得る基を有していてもよい。 Other biodegradable biocompatible polymers include polyglycolic acid (PGA), polylactic acid (PLA), and the like. Moreover, you may have the group which can be charged or functionalized like an amino acid.
なお、封入される生理活性物質が親水性（水溶性）の場合、ＰＬＧＡの表面をポリエチレングリコール（ＰＥＧ）で修飾したもの（以下、ＰＥＧ−ＰＬＧＡという）を用いると、親水性の生理活性物質とＰＬＧＡとの親和性が向上し、封入が容易になるため好ましい。 When the physiologically active substance to be encapsulated is hydrophilic (water-soluble), when the surface of PLGA modified with polyethylene glycol (PEG) (hereinafter referred to as PEG-PLGA) is used, It is preferable because the affinity with PLGA is improved and encapsulation becomes easy.
上記以外の生体適合性高分子としては、セルロースおよび他の多糖類、ならびにペプチドまたはタンパク質、あるいはそれらのコポリマーまたは混合物が挙げられる。 Other biocompatible polymers include cellulose and other polysaccharides, and peptides or proteins, or copolymers or mixtures thereof.
その後、得られたナノ粒子の懸濁液をそのまま、或いは必要に応じて良溶媒である有機溶媒を減圧留去し（溶媒留去工程）、遠心分離操作によって余剰のポリビニルアルコールを除去し、さらに必要に応じて凍結乾燥等によりナノ粒子を一旦粉末化させた後、再度水に分散させて次のナノ粒子付着工程に用いる。ナノ粒子を懸濁液のまま次工程に用いる場合は、凍結乾燥等を行う必要がなくなり、製造工程が簡略化できるとともに、貧溶媒中へのポリビニルアルコールの添加量も低減できるため好ましい。 Thereafter, the suspension of the obtained nanoparticles is left as it is or, if necessary, the organic solvent which is a good solvent is distilled off under reduced pressure (solvent distillation step), and excess polyvinyl alcohol is removed by a centrifugal operation. If necessary, the nanoparticles are once pulverized by freeze-drying or the like, then dispersed again in water and used in the next nanoparticle adhesion step. When the nanoparticles are used in the next step as a suspension, it is not necessary to perform lyophilization or the like, which is preferable because the production process can be simplified and the amount of polyvinyl alcohol added to the poor solvent can be reduced.
なお、ナノ粒子を一旦粉末化する場合、結合剤（例えばトレハロース等）と共に再分散可能な凝集粒子に複合化して複合粒子としておけば、使用前まではナノ粒子が集まった、取り扱いやすい凝集粒子となっており、使用時に水分に触れることで結合剤が溶解して再分散可能なナノ粒子に復元できるため好ましい。 In addition, when the nanoparticles are once powdered, if they are combined with a binder (for example, trehalose) and re-dispersed aggregated particles to form composite particles, the nanoparticles are collected before use and are easy to handle. It is preferable because the binder can be dissolved and restored to redispersible nanoparticles by touching moisture during use.
本発明に用いられる生体適合性ナノ粒子は、１，０００ｎｍ未満の平均粒子径を有するものであれば特に制限はないが、フィルムが貼り付けられる疾患部位に生理活性物質を導入するためナノ粒子を細胞内に取り込ませる必要がある。標的細胞内への浸透効果を高めるためには、平均粒子径を５００ｎｍ以下とすることが好ましく、１００ｎｍ以下がより好ましい。 The biocompatible nanoparticles used in the present invention are not particularly limited as long as they have an average particle diameter of less than 1,000 nm. However, in order to introduce a physiologically active substance into a disease site to which a film is attached, nanoparticles are used. It must be taken up into the cell. In order to enhance the penetration effect into the target cell, the average particle size is preferably 500 nm or less, more preferably 100 nm or less.
生体適合性ナノ粒子に封入される生理活性物質としては、抗がん剤、免疫抑制剤、抗炎症剤、鎮痛剤、血管拡張剤、癒着防止剤、核酸化合物、受容体チロシンキナーゼ阻害剤等が挙げられるが、これらの物質に限定されるものではない。なお、上記生理活性物質のうち何れか１種のみを封入しても良いが、効能や作用機序の異なる成分を複数種封入しておけば、各成分の相乗効果により薬効の促進が期待できる。 Examples of physiologically active substances encapsulated in biocompatible nanoparticles include anticancer agents, immunosuppressive agents, anti-inflammatory agents, analgesics, vasodilators, anti-adhesion agents, nucleic acid compounds, and receptor tyrosine kinase inhibitors. Although not limited to these substances. In addition, although any one of the above physiologically active substances may be encapsulated, if a plurality of components having different efficacy and mechanism of action are encapsulated, the synergistic effect of each component can be expected to promote drug efficacy. .
ナノ粒子内部への生理活性物質の封入量は、ナノ粒子形成時に添加する生理活性物質の量やカチオン性高分子の種類及び添加量の調整、ナノ粒子を形成する生体適合性高分子の種類により調整可能である。 The amount of bioactive substance enclosed in the nanoparticle depends on the amount of bioactive substance added during nanoparticle formation, the type of cationic polymer, adjustment of the amount added, and the type of biocompatible polymer that forms the nanoparticle. It can be adjusted.
（フィルム形成工程）
次に、生理活性物質が封入された生体適合性ナノ粒子を含むナノ粒子含有フィルムを形成する方法について説明する。操作手順としては、先ず、生体適合性の水溶性高分子を水に溶解して水溶液を調製する。次に、水溶性高分子の水溶液中にナノ粒子を分散させた後、シート状に展延し、乾燥して固化させる。
(Film forming process)
Next, a method for forming a nanoparticle-containing film containing biocompatible nanoparticles encapsulating a physiologically active substance will be described. As an operation procedure, first, an aqueous solution is prepared by dissolving a biocompatible water-soluble polymer in water. Next, after dispersing the nanoparticles in an aqueous solution of a water-soluble polymer, the nanoparticles are spread in a sheet shape, dried and solidified.
ナノ粒子を分散させた水溶性高分子の水溶液をシート状に展延する方法としては、例えば水溶液を成形型に流し込んで固化させる方法や、刷毛やへら、バーコート等により水溶液を基板上に塗布して固化させる方法が挙げられる。また、水溶液の粘度が高い場合はスリット状のノズル口からシート状に押し出すようにして展延させることもできる。 Examples of the method of spreading the aqueous solution of the water-soluble polymer in which the nanoparticles are dispersed into a sheet form include, for example, a method in which the aqueous solution is poured into a mold and solidified, or an aqueous solution is applied onto the substrate by a brush, a spatula, a bar coat, or the like. And solidifying it. In addition, when the viscosity of the aqueous solution is high, the aqueous solution can be extended by being extruded into a sheet form from a slit-like nozzle opening.
生分解性の水溶性高分子としては、後述する難水溶化処理を容易に行うことのできるポリカルボン酸が好ましく、海藻（褐藻類）からの抽出により製造されるアルギン酸が生分解性、生体に対する安全性の面で特に好ましい。これらの水溶性高分子の種類や分子量等を適宜選択することにより、フィルム内に分散させたナノ粒子の放出速度を制御可能となる。アルギン酸の水溶液を用いてフィルムを形成する場合、アルギン酸の濃度は１〜１０重量％が好ましく、２〜５重量％がより好ましい。 The biodegradable water-soluble polymer is preferably a polycarboxylic acid that can be easily subjected to a hardly water-soluble treatment described later, and alginic acid produced by extraction from seaweed (brown algae) is biodegradable and biodegradable. This is particularly preferable in terms of safety. By appropriately selecting the type and molecular weight of these water-soluble polymers, the release rate of the nanoparticles dispersed in the film can be controlled. When a film is formed using an aqueous solution of alginic acid, the concentration of alginic acid is preferably 1 to 10% by weight, and more preferably 2 to 5% by weight.
或いは、片面にポリカルボン酸層を有する多層構成のナノ粒子含有フィルムとすることもできる。具体的には、フィルムの一方の面をポリカルボン酸層で形成し、他方の面をポリカルボン酸以外の生体適合性の水溶性高分子（例えば、ポリビニルアルコールや、ヒアルロン酸等の生体内に存在するムコ多糖類）で形成する。このような多層構成のフィルムを用いた場合、ポリカルボン酸層は難水溶化処理されるため、ナノ粒子の放出にはほとんど寄与しない。そこで、ポリカルボン酸層にはナノ粒子を分散させずに、ポリカルボン酸以外の水溶性高分子の層のみにナノ粒子を分散させておけば、フィルム内のナノ粒子を水溶性高分子層から効率良く放出させることができる。 Or it can also be set as the nanoparticle containing film of the multilayer structure which has a polycarboxylic acid layer on one side. Specifically, one surface of the film is formed of a polycarboxylic acid layer, and the other surface is placed in a living body such as a biocompatible water-soluble polymer other than polycarboxylic acid (for example, polyvinyl alcohol or hyaluronic acid). Existing mucopolysaccharides). When such a multilayer film is used, the polycarboxylic acid layer is hardly water-solubilized and thus hardly contributes to the release of nanoparticles. Therefore, if the nanoparticles are dispersed only in the water-soluble polymer layer other than the polycarboxylic acid without dispersing the nanoparticles in the polycarboxylic acid layer, the nanoparticles in the film are separated from the water-soluble polymer layer. It can be released efficiently.
（難水溶化工程）
次に、シート状に展延したナノ粒子含有フィルムの片面を難水溶化処理する。ここでは、フィルムを形成する水溶性高分子としてポリカルボン酸を用いた場合の難水溶化処理法として、カチオン性高分子の水溶液を用いる方法と、２価以上の無機塩の水溶液を用いる方法について説明する。
(Slightly water-soluble process)
Next, one surface of the nanoparticle-containing film spread in a sheet form is subjected to a hardly water-soluble treatment. Here, a method using an aqueous solution of a cationic polymer and a method using an aqueous solution of an inorganic salt having a valence of 2 or more are used as poorly water-soluble treatment methods when polycarboxylic acid is used as the water-soluble polymer forming the film. explain.
ポリカルボン酸のカルボキシル基は、水の存在下では水素イオン（Ｈ＋）が解離してカルボアニオンとなる。ポリカルボン酸で形成されたフィルムの一方の面（表面側）にカチオン性高分子の水溶液を塗布すると、ポリカルボン酸のカルボキシル基がカルボアニオンとなり、カチオン性高分子のカチオン基（−ＮＨ3＋等）のＨ＋とイオン結合する。その結果、カルボキシル基がカチオン性高分子と結合することで疎水化され、ナノ粒子含有フィルムの表面に難水溶性の層（以下、第１層という）が形成される。一方、カチオン性高分子の水溶液を塗布しないナノ粒子含有フィルムの他方の面（裏面側）は水溶性の層（以下、第２層という）となっている。 The carboxyl group of the polycarboxylic acid becomes a carbanion by dissociation of hydrogen ions (H +) in the presence of water. When an aqueous solution of a cationic polymer is applied to one side (surface side) of a film formed of polycarboxylic acid, the carboxyl group of the polycarboxylic acid becomes a carbanion, and the cationic group of the cationic polymer (—NH 3 + Etc.) are ionically bonded to H +. As a result, the carboxyl group is hydrophobized by bonding with the cationic polymer, and a poorly water-soluble layer (hereinafter referred to as the first layer) is formed on the surface of the nanoparticle-containing film. On the other hand, the other surface (back surface side) of the nanoparticle-containing film to which the aqueous solution of the cationic polymer is not applied is a water-soluble layer (hereinafter referred to as the second layer).
カチオン性高分子としては、キトサン及びキトサン誘導体、セルロースに複数のカチオン基を結合させたカチオン化セルロース、ポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン等のポリアミノ化合物、ポリオルニチン、ポリリジン等のポリアミノ酸、ポリビニルイミダゾール、ポリビニルピリジニウムクロリド、アルキルアミノメタクリレート４級塩重合物（ＤＡＭ）、アルキルアミノメタクリレート４級塩・アクリルアミド共重合物（ＤＡＡ）等が挙げられるが、特に生体への悪影響が少なく安全性に優れたキトサン或いはその誘導体が好適に用いられる。 Examples of cationic polymers include chitosan and chitosan derivatives, cationized cellulose in which a plurality of cationic groups are bonded to cellulose, polyamino compounds such as polyethyleneimine, polyvinylamine, and polyallylamine, polyamino acids such as polyornithine and polylysine, and polyvinylimidazole. , Polyvinylpyridinium chloride, alkylaminomethacrylate quaternary salt polymer (DAM), alkylaminomethacrylate quaternary salt / acrylamide copolymer (DAA), etc. Alternatively, derivatives thereof are preferably used.
また、カルボン酸は、２価以上の金属イオンと反応して難水溶性の塩を形成することが知られている。ポリカルボン酸で形成されたフィルムの一方の面（表面側）に２価以上の無機塩の水溶液を塗布すると、ポリカルボン酸のカルボキシル基がカルボアニオンとなり、金属イオンと難水溶性の塩を形成することで、ナノ粒子含有フィルムの表面に難水溶性の第１層が形成される。一方、無機塩の水溶液を塗布しないナノ粒子含有フィルムの他方の面（裏面側）は水溶性の第２層となっている。 Carboxylic acids are known to react with divalent or higher valent metal ions to form poorly water-soluble salts. When an aqueous solution of a divalent or higher valent inorganic salt is applied to one side (front side) of a film made of polycarboxylic acid, the carboxyl group of the polycarboxylic acid becomes a carbanion, forming a slightly water-soluble salt with metal ions. By doing so, a slightly water-soluble first layer is formed on the surface of the nanoparticle-containing film. On the other hand, the other surface (back surface side) of the nanoparticle-containing film to which an aqueous solution of inorganic salt is not applied is a water-soluble second layer.
２価以上の無機塩としては、安価で入手が容易であり、生体への悪影響が少ない炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）、塩化カルシウム（ＣａＣｌ2）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ3）、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ2）等が用いられ、このうち、一般的にアルギン酸との結合性が良好なＣａ2+イオンを生成する炭酸カルシウム、塩化カルシウムが好適に用いられる。 Divalent or higher inorganic salts are inexpensive, easily available, and have little adverse effects on the living body, such as calcium carbonate (CaCO 3 ), calcium chloride (CaCl 2 ), magnesium carbonate (MgCO 3 ), and magnesium chloride (MgCl 2 ). Of these, calcium carbonate and calcium chloride, which generally generate Ca 2+ ions having good binding properties to alginic acid, are preferably used.
ナノ粒子含有フィルムがポリカルボン酸の単層構成である場合は、２価以上の無機塩の水溶液を用いて難水溶化処理を行うと、カチオン性高分子の水溶液を用いて難水溶化処理を行う場合に比べてフィルムの内部まで難水溶化が進み易い。そのため、第１層の層厚が増加する一方、第２層の層厚が減少する傾向となり、第２層からのナノ粒子の放出量も減少するおそれがある。従って、カチオン性高分子の水溶液を用いて難水溶化処理を行う方が好ましい。 When the nanoparticle-containing film has a single-layer structure of polycarboxylic acid, when the water-insoluble treatment is performed using an aqueous solution of a divalent or higher inorganic salt, the water-insoluble treatment is performed using an aqueous solution of a cationic polymer. Compared with the case where it carries out, it becomes easy to advance poorly water-soluble to the inside of a film. Therefore, while the layer thickness of the first layer increases, the layer thickness of the second layer tends to decrease, and the release amount of nanoparticles from the second layer may also decrease. Therefore, it is preferable to perform the water-insoluble treatment using an aqueous solution of a cationic polymer.
また、シート状に固化したナノ粒子含有フィルムの片面にカチオン性高分子の水溶液を塗布することにより難水溶化処理を行う方法の他、カチオン性高分子としてキトサンを用いる場合は、ポリカルボン酸とキトサンの接触界面では瞬時に膜形成されるため、ナノ粒子を分散させたポリカルボン酸の水溶液をシート状に展延し、乾燥する前の湿潤状態で片面をキトサン水溶液と反応させて難水溶化処理を行うこともできる。 In addition to the method of performing a poorly water-soluble treatment by applying an aqueous solution of a cationic polymer to one side of a nanoparticle-containing film solidified in a sheet form, when using chitosan as a cationic polymer, Since a film is instantly formed at the contact interface of chitosan, an aqueous solution of polycarboxylic acid in which nanoparticles are dispersed is spread in a sheet form, and one surface reacts with the chitosan aqueous solution in a wet state before drying to make it hardly water soluble Processing can also be performed.
一方、ナノ粒子含有フィルムが片面にポリカルボン酸層を有する多層構成である場合は、２価以上の無機塩の水溶液を用いて難水溶化処理を行ってもポリカルボン酸層のみが難水溶化されるため、第２層の層厚は確保される。また、一旦乾燥して固化させた多層構成のナノ粒子含有フィルムを、カチオン性高分子の水溶液、若しくは２価以上の無機塩の水溶液に浸漬して、ポリカルボン酸層のみを選択的に難水溶化することができるため、難水溶化処理が容易になるとともに、処理方法の選択範囲も広くなる。また、ポリカルボン酸層以外の水溶性高分子層の材質を選択することで、ナノ粒子の放出速度を制御することもできる。 On the other hand, when the nanoparticle-containing film has a multi-layer structure having a polycarboxylic acid layer on one side, only the polycarboxylic acid layer is hardly water-soluble even if the water-solubilizing treatment is performed using an aqueous solution of a divalent or higher inorganic salt. Therefore, the layer thickness of the second layer is ensured. Moreover, the nanoparticle-containing film having a multilayer structure once dried and solidified is immersed in an aqueous solution of a cationic polymer or an aqueous solution of a divalent or higher inorganic salt, and only the polycarboxylic acid layer is selectively hardly water-soluble. Therefore, the water-solubilization treatment becomes easy and the selection range of the treatment method is widened. Moreover, the release rate of the nanoparticles can be controlled by selecting a material for the water-soluble polymer layer other than the polycarboxylic acid layer.
次に、上記の方法により難水溶化処理されたナノ粒子含有フィルムを自然乾燥させる（乾燥工程）。そして、乾燥したナノ粒子含有フィルムを成形型や基板から剥がし、必要に応じて外装容器等に密封して薬剤溶出型フィルム製剤とする。 Next, the nanoparticle-containing film that has been hardly water-solubilized by the above method is naturally dried (drying step). Then, the dried nanoparticle-containing film is peeled off from the mold or the substrate, and sealed in an outer container or the like as necessary to obtain a drug-eluting film preparation.
以上のようにして得られた、ポリカルボン酸の単層構成である薬剤溶出型フィルム製剤を、生体内の臓器や組織、粘膜、口腔内等の疾患部位に貼り付けた状態を図１に示す。また、片面にポリカルボン酸層を有する多層構成である薬剤溶出型フィルム製剤を、生体内の臓器や組織、粘膜、口腔内等の疾患部位に貼り付けた状態を図２に示す。 FIG. 1 shows a state in which the drug-eluting film preparation having a single-layer structure of polycarboxylic acid obtained as described above is attached to a diseased site such as an organ, tissue, mucous membrane, or oral cavity in a living body. . Further, FIG. 2 shows a state in which a drug-eluting film preparation having a multilayer structure having a polycarboxylic acid layer on one side is attached to a diseased site such as an organ, tissue, mucous membrane, or oral cavity in a living body.
図１及び図２に示すように、薬剤溶出型フィルム製剤１は、難水溶性の第１層２と、水溶性の第２層３が形成されており、第２層３を生体組織（例えば臓器壁細胞）４の疾患部位に対向させて貼り付けられる。これにより、生体内の水分によって第２層３が徐々に溶解し、第２層３から放出したナノ粒子５が疾患部位内へと取り込まれる。そして、疾患部位内でナノ粒子５内部から生理活性物質が徐放される。 As shown in FIGS. 1 and 2, the drug-eluting film preparation 1 is formed with a poorly water-soluble first layer 2 and a water-soluble second layer 3. (Organ wall cell) 4 is attached to face the diseased part. Thereby, the second layer 3 is gradually dissolved by moisture in the living body, and the nanoparticles 5 released from the second layer 3 are taken into the diseased part. Then, the physiologically active substance is gradually released from inside the nanoparticle 5 within the disease site.
また、薬剤溶出型フィルム製剤１は、難水溶性の第１層２によってある程度長期間に亘りフィルム形状が保持される。そのため、薬剤溶出型フィルム製剤１が生体組織４から剥がれ落ち難くなり、長期間に亘ってナノ粒子５を生体組織４内へ送達することができる。さらに、第１層２側からのナノ粒子５の放出が抑制されるため、ナノ粒子５を生体組織４に対向する第２層３側から効率良く放出させることができる。 Further, the drug-eluting film preparation 1 is maintained in a film shape for a long period of time by the poorly water-soluble first layer 2. Therefore, the drug eluting film preparation 1 is hardly peeled off from the living tissue 4, and the nanoparticles 5 can be delivered into the living tissue 4 over a long period of time. Furthermore, since the release of the nanoparticles 5 from the first layer 2 side is suppressed, the nanoparticles 5 can be efficiently released from the second layer 3 side facing the living tissue 4.
なお、第１層２は難水溶性ではあるが、生体内の水分により第２層３に比べて非常にゆっくりと溶解する。そのため、薬剤溶出型フィルム製剤１は生体組織４に貼り付けてから所定期間が経過した後には、完全に消失する。従って、生体への負荷の極めて少ない薬剤溶出型フィルム製剤１となる。 The first layer 2 is sparingly water-soluble, but dissolves very slowly as compared with the second layer 3 due to moisture in the living body. For this reason, the drug-eluting film preparation 1 disappears completely after a predetermined period of time has elapsed after being attached to the living tissue 4. Therefore, the drug-eluting film preparation 1 with very little burden on the living body is obtained.
さらに、図２のような片面にポリカルボン酸層を有する多層構成である薬剤溶出型フィルム製剤１では、ポリカルボン酸層（第１層２）にはナノ粒子５を分散させずに、ポリカルボン酸以外の水溶性高分子の層（第２層３）のみにナノ粒子５を分散させておくことで、薬剤溶出型フィルム製剤１内の全てのナノ粒子５を、第２層３から生体組織４へ効率良く放出させることができる。 Furthermore, in the drug eluting film preparation 1 having a multilayer structure having a polycarboxylic acid layer on one side as shown in FIG. 2, the nanoparticles 5 are not dispersed in the polycarboxylic acid layer (first layer 2). By dispersing the nanoparticles 5 only in the water-soluble polymer layer (second layer 3) other than the acid, all the nanoparticles 5 in the drug eluting film preparation 1 can be transferred from the second layer 3 to the living tissue. 4 can be efficiently released.
また、封入される生理活性物質の種類が異なる複数種のナノ粒子を作製し、それぞれのナノ粒子をフィルム内に分散させても良い。このとき、薬剤溶出型フィルム製剤１の貼り付け後短時間で溶出させたい生理活性物質はナノ粒子の表面に担持させ、所定時間経過後に溶出させたい生理活性物質はナノ粒子に内包させておけば、２種類以上の生理活性物質の目的に合わせてナノ粒子からの溶出時間を制御できる。また、２種類以上の生理活性物質を、生体適合性高分子の種類や分子量の異なるナノ粒子中に封入して溶出時間を制御しても良い。 Further, a plurality of types of nanoparticles having different types of physiologically active substances to be encapsulated may be prepared, and each nanoparticle may be dispersed in the film. At this time, the physiologically active substance to be eluted in a short time after the drug-eluting film preparation 1 is attached is supported on the surface of the nanoparticles, and the physiologically active substance to be eluted after a predetermined period of time is encapsulated in the nanoparticles. The elution time from the nanoparticles can be controlled in accordance with the purpose of two or more types of physiologically active substances. Further, two or more types of physiologically active substances may be enclosed in nanoparticles having different types and molecular weights of biocompatible polymers to control the elution time.
さらに、ナノ粒子を分散させる水溶性高分子の水溶液中にも生理活性物質を添加することにより、ナノ粒子外部の水溶性高分子層から成るフィルム中に封入された生理活性物質を疾患部位に即効的に作用させるとともに、ナノ粒子内部に封入された生理活性物質を遅効的且つ持続的に作用させることができる。生理活性物質の種類及び封入量は、生理活性物質の作用機序や、要求される即効性、持続性の程度等により適宜設定することができる。 Furthermore, by adding a physiologically active substance to an aqueous solution of a water-soluble polymer that disperses the nanoparticles, the physiologically active substance enclosed in a film composed of a water-soluble polymer layer outside the nanoparticles is immediately effective at the diseased site. In addition, the bioactive substance encapsulated inside the nanoparticles can act slowly and continuously. The type and amount of the physiologically active substance can be appropriately set according to the action mechanism of the physiologically active substance, the required immediate effect, the degree of sustainability, and the like.
即ち、投与後長期間に亘る効果の持続性が要求される生理活性物質の場合はナノ粒子内部に封入すれば良く、投与直後より効果の発現が要求される生理活性物質の場合はナノ粒子外部のフィルム中に封入すれば良い。フィルム中に封入される生理活性物質としては、ナノ粒子内部に封入される生理活性物質として例示した種々の生理活性物質を用いることができる。 That is, in the case of a physiologically active substance that requires a long-lasting effect after administration, it may be encapsulated inside the nanoparticle, and in the case of a physiologically active substance that requires the expression of an effect immediately after administration, the outside of the nanoparticle What is necessary is just to enclose in the film. As the physiologically active substance encapsulated in the film, various physiologically active substances exemplified as the physiologically active substance encapsulated inside the nanoparticles can be used.
なお、水溶性の第２層に比べて非常にゆっくりと溶解する難水溶性の第１層中にもナノ粒子を分散させておくか、或いはナノ粒子と共に、またはナノ粒子に代えて生理活性物質を封入しておくことで、より長期間に亘ってナノ粒子または生理活性物質の徐放効果が期待できる薬剤溶出型フィルム製剤となる。 It should be noted that the nanoparticles are dispersed in the poorly water-soluble first layer which dissolves very slowly as compared with the water-soluble second layer, or the physiologically active substance is used together with or in place of the nanoparticles. By encapsulating, a drug-eluting film preparation that can be expected to have a sustained release effect of nanoparticles or physiologically active substances over a longer period of time is obtained.
ところで、「フィルム」という名称は、一般に薄膜をいうものであり（理化学辞典、岩波書店）、厚さ１００〜数１００μｍで、巻き芯に巻き取られているロール状のものを指すことが多い。一方、「シート」という名称は、フィルムに比べて厚みが厚く（１〜数ｍｍ）、所定の形状（矩形状等）に切り取られたものを指すことが多く、両者は慣用的に区別されている。本明細書中でいう「フィルム製剤」は、上記の一般的な「フィルム」に限らず、厚みがやや厚いもの、所定の形状に切り取られたものを指す「シート」を含むものである。 By the way, the name “film” generally refers to a thin film (Science and Chemical Dictionary, Iwanami Shoten), and often refers to a roll-shaped one having a thickness of 100 to several hundred μm and being wound around a winding core. On the other hand, the name “sheet” is often referred to as being thicker (1 to several mm) than a film and cut into a predetermined shape (rectangular shape, etc.). Yes. The “film preparation” referred to in the present specification is not limited to the above-mentioned general “film”, but includes a “sheet” indicating a slightly thicker one or a sheet cut into a predetermined shape.
その他、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。以下、蛍光標識物質であるフルオレセインイソチオシアネート（ＦＩＴＣ）を封入したＰＬＧＡナノ粒子の調製及びそれを分散させた薬剤溶出型フィルム製剤の作製、並びに細胞内への薬物浸透効果について、参考例、実施例、比較例、及び試験例を用いて具体的に説明する。
［ＦＩＴＣ内包ＰＬＧＡナノ粒子の調製］
In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible. Embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments are also included in the present invention. Included in the technical scope. Examples of preparation of PLGA nanoparticles encapsulating fluorescent labeling substance fluorescein isothiocyanate (FITC), preparation of drug-eluting film preparation in which PLGA nanoparticles are dispersed, and drug penetration effect into cells This will be specifically described with reference to comparative examples and test examples.
[Preparation of FITC-encapsulated PLGA nanoparticles]
［参考例］
１重量％のポリビニルアルコール（ＰＶＡ ＥＧ０５、日本合成化学工業製）水溶液２００ｍＬを貧溶媒とした。また、乳酸・グリコール酸共重合体（和光純薬工業製ＰＬＧＡ７５２０）１ｇをアセトン・エタノール混合液（混合比２：１）１２０ｍＬに溶解させ、ここにＦＩＴＣ４０ｍｇを精製水１０ｍＬに溶解させた溶液を添加し、均一に混合し良溶媒とした。
[Reference example]
200 mL of a 1% by weight aqueous solution of polyvinyl alcohol (PVA EG05, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry) was used as a poor solvent. Also, 1 g of lactic acid / glycolic acid copolymer (PLGA7520 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is dissolved in 120 mL of acetone / ethanol mixed solution (mixing ratio 2: 1), and a solution in which 40 mg of FITC is dissolved in 10 mL of purified water is added. And mixed uniformly to make a good solvent.
貧溶媒を４０℃、４００ｒｐｍで攪拌下、一定速度（４ｍＬ／分）で良溶媒を滴下した。滴下終了後５分間攪拌したのち、減圧下２００ｒｐｍで攪拌しながら４時間で有機溶媒を留去した。その後、遠心分離操作によって過剰のポリビニルアルコールを除去し、約１日かけて凍結乾燥を行いＦＩＴＣ内包ＰＬＧＡナノ粒子の凍結乾燥粉末１．２ｇを得た。
［ＰＬＧＡナノ粒子含有フィルムの形成］
The good solvent was added dropwise at a constant rate (4 mL / min) while stirring the poor solvent at 40 ° C. and 400 rpm. After stirring for 5 minutes after completion of dropping, the organic solvent was distilled off in 4 hours while stirring at 200 rpm under reduced pressure. Thereafter, excess polyvinyl alcohol was removed by centrifugation and freeze-dried over about 1 day to obtain 1.2 g of freeze-dried powder of FITC-encapsulated PLGA nanoparticles.
[Formation of film containing PLGA nanoparticles]
［実施例１］
アルギン酸ナトリウム（和光純薬工業社製）を水に溶解して２重量％のアルギン酸水溶液を調製した。このアルギン酸水溶液１０ｇに、参考例で調製したＦＩＴＣ封入ＰＬＧＡナノ粒子粉末を分散させたスラリー（２０重量％）１ｇを加えて均一に混合し、ＰＬＧＡナノ粒子含有アルギン酸水溶液とした。
[Example 1]
Sodium alginate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in water to prepare a 2 wt% aqueous alginate solution. 1 g of a slurry (20 wt%) in which FITC-encapsulated PLGA nanoparticle powder prepared in Reference Example was dispersed was added to 10 g of this alginic acid aqueous solution and mixed uniformly to obtain a PLGA nanoparticle-containing alginate aqueous solution.
このＰＬＧＡナノ粒子含有アルギン酸水溶液１．０ｍＬをポリプロピレンプレート上に１ｍｍ程度の厚さに展延し、湿潤状態のまま２重量％のキトサン（ＣＨＩＴＯＳＡＮ ＧＨ−４００ＥＦ、日油製）水溶液１．０ｍＬを重ねて展延した。その後、常温、常圧で一晩風乾させることにより、フィルムの片面に難水溶性の面が形成されたＰＬＧＡナノ粒子含有アルギン酸フィルムを作製した。 This PLGA nanoparticle-containing alginic acid aqueous solution (1.0 mL) was spread on a polypropylene plate to a thickness of about 1 mm, and the wet 2 wt% chitosan (CHITOSAN GH-400EF, manufactured by NOF) aqueous solution (1.0 mL) was layered. And extended. Thereafter, the film was air-dried at room temperature and normal pressure overnight to produce a PLGA nanoparticle-containing alginate film in which a poorly water-soluble surface was formed on one side of the film.
［実施例２］
２重量％のキトサン水溶液に代えて、１０重量％の塩化カルシウム（和光純薬工業社製）水溶液１．０ｍＬを塗布する以外は実施例１と同様の方法により、フィルムの片面に難水溶性の面が形成されたＰＬＧＡナノ粒子含有アルギン酸フィルムを作製した。
[Example 2]
In place of the 2% by weight chitosan aqueous solution, a non-water-soluble one-sided film was applied to one side of the film in the same manner as in Example 1 except that 1.0 mL of 10% by weight calcium chloride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) was applied A surface-formed PLGA nanoparticle-containing alginate film was prepared.
［実施例３］
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ ＥＧ０５、日本合成化学工業製）を水に溶解して２重量％のポリビニルアルコール水溶液を調製した。このポリビニルアルコール水溶液４ｇに、参考例で調製したＦＩＴＣ封入ＰＬＧＡナノ粒子粉末を分散させたスラリー（５重量％）１ｇを加えて均一に混合し、ＰＬＧＡナノ粒子含有ポリビニルアルコール水溶液とした。このＰＬＧＡナノ粒子含有ポリビニルアルコール水溶液１．０ｍＬをポリプロピレンプレート上に１ｍｍ程度の厚さに展延し、常温、常圧で一晩風乾させることにより、ＰＬＧＡナノ粒子含有ＰＶＡフィルムを作製した。
[Example 3]
Polyvinyl alcohol (PVA EG05, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry) was dissolved in water to prepare a 2% by weight polyvinyl alcohol aqueous solution. 1 g of a slurry (5 wt%) in which FITC-encapsulated PLGA nanoparticle powder prepared in Reference Example was dispersed was added to 4 g of this polyvinyl alcohol aqueous solution and mixed uniformly to obtain a PLGA nanoparticle-containing polyvinyl alcohol aqueous solution. A PLGA nanoparticle-containing PVA film was produced by spreading 1.0 mL of this PLGA nanoparticle-containing aqueous polyvinyl alcohol solution on a polypropylene plate to a thickness of about 1 mm and allowing it to air dry at room temperature and normal pressure overnight.
上記で作製したＰＬＧＡナノ粒子含有ＰＶＡフィルムの片面に、２重量％のアルギン酸水溶液０．２ｍＬを塗布し、続いて２重量％のキトサン水溶液０．２ｍＬを塗布した。その後、常温、常圧で一晩風乾させることにより、フィルムの片面に難水溶性の面が形成されたＰＬＧＡナノ粒子含有ＰＶＡフィルムを作製した。 One side of the PLGA nanoparticle-containing PVA film produced above was coated with 0.2 mL of a 2 wt% aqueous alginate solution, followed by 0.2 mL of a 2 wt% chitosan aqueous solution. Then, the PLGA nanoparticle containing PVA film in which the slightly water-soluble surface was formed in the single side | surface of the film was produced by air-drying at normal temperature and a normal pressure overnight.
[比較例１]
アルギン酸ナトリウム（和光純薬工業社製）を水に溶解して２重量％のアルギン酸水溶液を調製した。このアルギン酸水溶液１０ｇに、参考例で調製したＦＩＴＣ封入ＰＬＧＡナノ粒子粉末を分散させたスラリー（２０重量％）１ｇを加えて均一に混合し、ＰＬＧＡナノ粒子含有アルギン酸水溶液とした。
[Comparative Example 1]
Sodium alginate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in water to prepare a 2 wt% aqueous alginate solution. 1 g of a slurry (20 wt%) in which FITC-encapsulated PLGA nanoparticle powder prepared in Reference Example was dispersed was added to 10 g of this alginic acid aqueous solution and mixed uniformly to obtain a PLGA nanoparticle-containing alginate aqueous solution.
このＰＬＧＡナノ粒子含有アルギン酸水溶液１．０ｍＬをポリプロピレンプレート上に１ｍｍ程度の厚さに展延し、そのまま常温、常圧で一晩風乾させて、難水溶性の面が形成されていないＰＬＧＡナノ粒子含有アルギン酸フィルムを作製した。 This PLGA nanoparticle-containing alginic acid aqueous solution 1.0 mL is spread on a polypropylene plate to a thickness of about 1 mm, and then air-dried at room temperature and normal pressure overnight to form a PLGA nanoparticle having no poorly water-soluble surface. A containing alginate film was prepared.
[比較例２]
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ ＥＧ０５、日本合成化学工業製）を水に溶解して２重量％のポリビニルアルコール水溶液を調製した。このポリビニルアルコール水溶液４ｇに、参考例で調製したＦＩＴＣ封入ＰＬＧＡナノ粒子粉末を分散させたスラリー（５重量％）１ｇを加えて均一に混合し、ＰＬＧＡナノ粒子含有ポリビニルアルコール水溶液とした。このＰＬＧＡナノ粒子含有ポリビニルアルコール水溶液１．０ｍＬをポリプロピレンプレート上に１ｍｍ程度の厚さに展延し、常温、常圧で一晩風乾させることにより、難水溶性の面が形成されていないＰＬＧＡナノ粒子含有ＰＶＡフィルムを作製した。
[Comparative Example 2]
Polyvinyl alcohol (PVA EG05, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry) was dissolved in water to prepare a 2% by weight polyvinyl alcohol aqueous solution. 1 g of a slurry (5 wt%) in which FITC-encapsulated PLGA nanoparticle powder prepared in Reference Example was dispersed was added to 4 g of this polyvinyl alcohol aqueous solution and mixed uniformly to obtain a PLGA nanoparticle-containing polyvinyl alcohol aqueous solution. This PLGA nanoparticle-containing polyvinyl alcohol aqueous solution (1.0 mL) is spread on a polypropylene plate to a thickness of about 1 mm and air-dried overnight at room temperature and normal pressure. A particle-containing PVA film was prepared.
[比較例３]
アルギン酸ナトリウム（和光純薬工業社製）を水に溶解して２重量％のアルギン酸水溶液を調製した。このアルギン酸水溶液１０ｇに、参考例で調製したＦＩＴＣ封入ＰＬＧＡナノ粒子を分散させたスラリー（２０重量％）１ｇを加えて均一に混合し、ＰＬＧＡナノ粒子含有アルギン酸水溶液とした。
[Comparative Example 3]
Sodium alginate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in water to prepare a 2 wt% aqueous alginate solution. 1 g of a slurry (20 wt%) in which FITC-encapsulated PLGA nanoparticles prepared in Reference Example were dispersed was added to 10 g of this alginate aqueous solution and mixed uniformly to obtain a PLGA nanoparticle-containing alginate aqueous solution.
このＰＬＧＡナノ粒子含有アルギン酸水溶液１．０ｍＬをポリプロピレンプレート上に１ｍｍ程度の厚さに展延し、そのまま常温、常圧で一晩風乾させてフィルムとした後、１０重量％の塩化カルシウム（和光純薬工業社製）水溶液中に浸漬し、再び常温、常圧で一晩風乾させて、フィルムの両面に難水溶性の面が形成されたＰＬＧＡナノ粒子含有アルギン酸フィルムを作製した。 This PLGA nanoparticle-containing alginic acid aqueous solution (1.0 mL) was spread on a polypropylene plate to a thickness of about 1 mm, and then air-dried at room temperature and normal pressure overnight to form a film. (Product made by Yakuhin Kogyo Co., Ltd.) It was immersed in an aqueous solution and air-dried again at room temperature and normal pressure overnight to prepare a PLGA nanoparticle-containing alginic acid film in which poorly water-soluble surfaces were formed on both surfaces of the film.
［ＰＬＧＡナノ粒子含有フィルムの貼り付け性評価試験］
［試験例１］
実施例１および比較例１〜３で作製したＰＬＧＡナノ粒子含有フィルムを、それぞれ生体組織に見立てた寒天培地（生理食塩水に１．２重量％の寒天を添加して固化したもの）の表面に貼り付けた。なお、実施例１のＰＬＧＡナノ粒子含有アルギン酸フィルムは、難水溶化しなかった面を寒天培地に貼り付けた。そして、寒天培地に貼り付けられた各フィルムの溶解性を目視により観察した。結果を図３及び図４に示す。
[Attachment evaluation test of film containing PLGA nanoparticles]
[Test Example 1]
The PLGA nanoparticle-containing films prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 were each applied to the surface of an agar medium (which was solidified by adding 1.2% by weight of agar to physiological saline). Pasted. In addition, as for the PLGA nanoparticle containing alginate film of Example 1, the surface which did not become hardly water-soluble was affixed on the agar medium. And the solubility of each film affixed on the agar medium was observed visually. The results are shown in FIGS.
図３に示すように、フィルムの片面のみに難水溶性の面が形成された実施例１のＰＬＧＡナノ粒子含有アルギン酸フィルム（図３の右側）では、寒天培地に貼り付けた後、５分後においてもフィルム形状が保持されていた。 As shown in FIG. 3, the PLGA nanoparticle-containing alginate film (right side of FIG. 3) of Example 1 in which a poorly water-soluble surface was formed only on one side of the film, 5 minutes after being attached to the agar medium Also, the film shape was maintained.
これに対し、難水溶性の面が形成されていない比較例１のＰＬＧＡナノ粒子含有アルギン酸フィルム（図３の左側）では、寒天培地に貼り付けた後、培地表面の水分を吸収してフィルムが溶解し始め、５分後にはフィルムがほぼ溶解した。 On the other hand, in the PLGA nanoparticle-containing alginate film (left side of FIG. 3) of Comparative Example 1 in which a poorly water-soluble surface was not formed, the film was absorbed on the surface of the medium after being affixed to the agar medium. The film started to dissolve and the film was almost dissolved after 5 minutes.
また、フィルムの両面に難水溶性の面が形成された比較例３のＰＬＧＡナノ粒子含有アルギン酸フィルム（図３の中央）では、フィルムが寒天培地の水分を吸収しないために培地にうまく貼り付かず、５分後にはフィルム側面からの吸湿によってフィルム全体が収縮変形した。 In addition, in the PLGA nanoparticle-containing alginate film (center of FIG. 3) of Comparative Example 3 in which poorly water-soluble surfaces were formed on both sides of the film, the film did not absorb well from the agar medium because it did not absorb the moisture of the agar medium. After 5 minutes, the entire film contracted and deformed due to moisture absorption from the side of the film.
また、難水溶性の面が形成されていない比較例２のＰＬＧＡナノ粒子含有ＰＶＡフィルムでは、寒天培地に貼り付けた後、培地表面の水分を吸収してフィルムが溶解し始め、３分程度まではフィルム形状を保持していたが、５分後には図４に示すようにフィルムがほぼ溶解し、２０分後には培地を傾斜させると液垂れする程度であった。 In addition, in the PLGA nanoparticle-containing PVA film of Comparative Example 2 in which a poorly water-soluble surface is not formed, the film starts to dissolve by adsorbing moisture on the surface of the medium after being attached to the agar medium until about 3 minutes. Although the film shape was maintained, the film almost dissolved as shown in FIG. 4 after 5 minutes, and the liquid dripped when the medium was tilted after 20 minutes.
［ＰＬＧＡナノ粒子含有フィルムの薬物溶出性評価試験］
［試験例２］
[Drug elution evaluation test of PLGA nanoparticle-containing film]
[Test Example 2]
実施例１、２および比較例１、２で作製したＰＬＧＡナノ粒子含有フィルムを、試験例１と同様の方法により寒天培地の表面に貼り付けた。貼り付け直後（０時間）、１時間後、６時間後、及び２４時間後におけるＦＩＴＣの溶出挙動を目視により観察した。結果を図５〜図８に示す。図５〜図８中、右から順に実施例１、比較例１、実施例２のＰＬＧＡナノ粒子含有フィルムを示している。また、実施例１、２、および比較例１、２のフィルムの組成を表１に示す。 The PLGA nanoparticle-containing films prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were attached to the surface of the agar medium in the same manner as in Test Example 1. Immediately after pasting (0 hours), the elution behavior of FITC was observed visually after 1 hour, 6 hours, and 24 hours. The results are shown in FIGS. 5-8, the PLGA nanoparticle containing film of Example 1, Comparative Example 1, and Example 2 is shown in order from the right. The compositions of the films of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 are shown in Table 1.
※※遠心分離処理粒子のため、粒子由来のＰＶＡは０％と仮定
図５〜図８に示すように、実施例１、２、及び比較例１のＰＬＧＡナノ粒子含有アルギン酸フィルムのいずれからも、ＦＩＴＣ含有ナノ粒子が寒天培地中へ徐々に放出され、６時間経過後には寒天培地全体にＦＩＴＣが広がっているのが確認された。特に、フィルムの片面のみに難水溶性の面が形成された実施例１、２のＰＬＧＡナノ粒子含有アルギン酸フィルムでは、２４時間経過後もフィルム形状が保持されていた。 As shown in FIGS. 5 to 8, FITC-containing nanoparticles were gradually released into the agar medium from any of the PLGA nanoparticle-containing alginate films of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, and after 6 hours had passed. Confirmed that FITC spread throughout the agar medium. In particular, in the PLGA nanoparticle-containing alginic acid films of Examples 1 and 2 in which a poorly water-soluble surface was formed only on one side of the film, the film shape was maintained even after 24 hours.
また、図示しないが、難水溶性の面が形成されていない比較例２のＰＬＧＡナノ粒子含有ＰＶＡ酸フィルムからも、ＦＩＴＣ含有ナノ粒子が寒天培地中へ徐々に放出され、２４時間経過後には寒天培地全体にＦＩＴＣが広がっているのが確認された。 Although not shown, FITC-containing nanoparticles are gradually released into the agar medium from the PLGA nanoparticle-containing PVA acid film of Comparative Example 2 in which a poorly water-soluble surface is not formed. It was confirmed that FITC spread throughout the medium.
以上から、ＰＬＧＡナノ粒子含有アルギン酸フィルムの片面のみに難水溶性の面を形成し、難水溶化しなかった面を生体組織に貼り付けることにより、生体組織に対するフィルムの密着性が良好であり、且つ、貼り付け後長期間に亘ってフィルムの形状が保持されるため、ナノ粒子の生体組織への取り込み性が向上することが確認された。 From the above, by forming a poorly water-soluble surface on only one side of the PLGA nanoparticle-containing alginate film, and sticking the surface that has not been water-insoluble to the biological tissue, the adhesion of the film to the biological tissue is good, and Since the shape of the film is maintained for a long period after the pasting, it was confirmed that the uptake of the nanoparticles into the living tissue was improved.
なお、上記の試験例ではアルギン酸から成る単層構成のＰＬＧＡナノ粒子含有フィルムを用いて試験を行ったが、ＰＶＡフィルムの片面にアルギン酸水溶液を塗布してアルギン酸層を形成し、アルギン酸層にキトサン水溶液を塗布して難水溶性の面を形成した実施例３のＰＬＧＡナノ粒子含有フィルムを用いた場合についても同様の結果が得られるものと推認される。また、ここではナノ粒子内部に蛍光物質であるＦＩＴＣを封入し、細胞内への浸透効果について調査したが、ＦＩＴＣ以外の種々の生理活性物質を封入した場合についても同様に優れた浸透効果が期待できる。 In the above test example, the test was performed using a monolayer-structured PLGA nanoparticle-containing film made of alginic acid. However, an alginic acid aqueous solution was formed on one side of the PVA film to form an alginic acid layer, and the chitosan aqueous solution was formed on the alginic acid layer. It is presumed that the same result can be obtained even when the film containing PLGA nanoparticles of Example 3 in which a surface having poor water solubility is formed by coating the film. In addition, here, FITC, which is a fluorescent substance, was encapsulated inside the nanoparticles, and the permeation effect into the cells was investigated. However, excellent permeation effect is also expected when various bioactive substances other than FITC are encapsulated. it can.
本発明は、生体内の疾患部位に直接貼り付けて使用する薬剤溶出型フィルム製剤に利用可能である。本発明の利用により、生理活性物質を内包したナノ粒子を長期間に亘って疾患部位へ効率よく送達することができ、安全性が高く、安定性、徐放性にも優れた薬剤溶出型フィルム製剤を簡単な方法で提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a drug-eluting film preparation that is directly attached to a disease site in a living body. Utilizing the present invention, a drug-eluting film that can efficiently deliver nanoparticles encapsulating a physiologically active substance to a diseased site over a long period of time, has high safety, and is excellent in stability and sustained release. The formulation can be provided in a simple manner.
１ 薬剤溶出型フィルム製剤
２ 第１層
３ 第２層
４ 生体組織
５ ナノ粒子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drug eluting film formulation 2 1st layer 3 2nd layer 4 Biological tissue 5 Nanoparticle
Claims (10)
前記フィルムの片面を難水溶化処理することにより、一方の面に難水溶性の第１層が形成され、他方の面に水溶性の第２層が形成されることを特徴とする薬剤溶出型フィルム製剤。 A drug-eluting film preparation in which biocompatible nanoparticles encapsulating a physiologically active substance are dispersed in a film formed of a biocompatible water-soluble polymer,
A drug-eluting type characterized in that one surface of the film is subjected to a hardly water-soluble treatment to form a slightly water-soluble first layer on one surface and a water-soluble second layer on the other surface. Film formulation.
生体適合性の水溶性高分子の水溶液に前記生体適合性ナノ粒子を分散させてシート状に展延することにより、ポリカルボン酸から成る単層構成、若しくは片面にポリカルボン酸層を有する多層構成のナノ粒子含有フィルムを形成するフィルム形成工程と、
前記ナノ粒子含有フィルムの片面のポリカルボン酸層をカチオン性高分子の水溶液、若しくは２価以上の無機塩の水溶液で処理することにより、前記ナノ粒子含有フィルムの一方の面に難水溶性の第１層を形成する難水溶化工程と、
一方の面に前記第１層が形成され、他方の面に水溶性の第２層が形成された前記ナノ粒子含有フィルムを乾燥させる乾燥工程と、
を有することを特徴とする薬剤溶出型フィルム製剤の製造方法。 A mixed solution of at least a solution of a physiologically active substance and a solution in which a biocompatible polymer is dissolved in an organic solvent is added to an aqueous solution in which polyvinyl alcohol is dissolved, so that the physiologically active substance is contained in the biocompatible polymer. A nanoparticle forming process for forming encapsulated biocompatible nanoparticles;
A single layer structure composed of a polycarboxylic acid or a multilayer structure having a polycarboxylic acid layer on one side by dispersing the biocompatible nanoparticles in an aqueous solution of a biocompatible water-soluble polymer and spreading it in the form of a sheet. Film forming step of forming a nanoparticle-containing film of
By treating the polycarboxylic acid layer on one side of the nanoparticle-containing film with an aqueous solution of a cationic polymer or an aqueous solution of a divalent or higher inorganic salt, a slightly water-soluble first layer is formed on one side of the nanoparticle-containing film. A poorly water-soluble step for forming one layer;
A drying step of drying the nanoparticle-containing film in which the first layer is formed on one surface and the water-soluble second layer is formed on the other surface;
A method for producing a drug-eluting film preparation characterized by comprising:
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