JP2014181237A - 封入型金属イオンナノクラスター - Google Patents

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Abstract

【課題】中性または酸性の条件において安定な金属錯体を提供する。
【解決手段】Ｘ（ＯＨ）ａＹｂＺｃＭｄ（Ｈ２Ｏ）ｅの式を有する金属イオンナノクラスター。Ｘは金属カチオンであり、Ｙは水溶性の塩を形成するアニオンであり、Ｚは水溶性のリガンドであり、Ｍは濁り点改変剤であり、ａは０．１〜２０、ｂは０〜９、ｃは０．１〜１０、ｄは０．１〜９、およびｅは０〜２５である。ナノクラスターは、２〜５００ｎｍの粒径および３５００〜１００００００ダルトンの分子量を有する。ナノクラスターを含有する組成物およびナノクラスターを調製する方法も開示される。
【選択図】なし

Description

本発明は、金属イオンナノクラスターに関する。
ミネラル欠乏症の治療に有用な数多くのミネラルは、単に金属イオンとして可溶性であるにすぎず、一般に組織に対して刺激性であって不快な味を有する。金属錯体はこの問題に取り組むために代用されてきた。
金属錯体は、通常は高い濁り点（ｔｕｒｂｉｄｉｔｙ ｐｏｉｎｔ）および低い酸解離速度を有し、経口および筋肉内適用に望ましい中性または酸性の条件において不安定である。そのため、金属錯体は典型的には塩基性溶液中で製剤化される。例えば、静脈内経路を介してのみ投与されなければならない鉄スクロース製品であるＶｅｎｏｆｅｒ（登録商標）は、１１程度のｐＨ値を有し、よって飲料、および静脈内注射剤以外の医薬製剤については、不適となっている。
中性または酸性の条件において安定な金属錯体を開発することが必要とされている。
米国特許第８０５３４７０号明細書 米国特許第８０３０４８０号明細書 米国特許第７６７４７８０号明細書 米国特許第７００５５３１号明細書 米国特許第７１７９９３９号明細書 米国特許第８２６３５７７号明細書 米国特許第７６１２１０９号明細書 米国特許第７９６４５６８号明細書 米国特許第５６２４６６８号明細書 米国特許第７８７１５９７号明細書 米国特許第７９４３６６４号明細書 米国特許出願公開第２００５／００３７９９６号明細書 米国特許出願公開第２００６／０２９３２２０号明細書 米国特許出願公開第２００６／０１９９９７２号明細書 米国特許出願公開第２００３／０２３２０８４号明細書 米国特許出願公開第２００７／０１６１６００号明細書 米国特許出願公開第２００８／０１７６９４１号明細書 米国特許第６５９９４９８号明細書 米国特許第６３４２２５７号明細書 米国特許出願公開第２０１０／０００９９０１号明細書 国際公開第２０１０／００７４４１号 国際公開第１９９６／００６１０１号 中国特許出願公開第１７９８７５４号明細書
Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ、１９９６年、第３１４巻、ｐ．１０３５−１０３９ Ｎｅｐｈｒｏｌｏｇｙ Ｄｉａｌｙｓｉｓ Ｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎ、２００６年、第２１巻、第２号、ｐ．３７８−３８２ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｎｅｐｈｒｏｌｏｇｙ、２００８年、第１９巻、第５号、ｐ．８３３−８３４ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｎｅｐｈｒｏｌｏｇｙ、２００４年、第１５巻、補足第２号、ｐ．Ｓ１０７−Ｓ１１１
本発明の目的は、中性または酸性の条件において安定な金属錯体を提供することにある。
本発明は、低い濁り点および高い酸解離速度を有する安定な金属イオンナノクラスターの発見に基づいている。
１つの態様では、本発明は、粒径が２〜５００ｎｍ（例えば２〜１５０ｎｍおよび２〜８０ｎｍ）、分子量が３５００〜１００００００ダルトン（例えば５０００〜３０００００ダルトンおよび１００００〜１８００００ダルトン）、濁り点が８以下（例えば７以下および４．５以下）、ならびに解離速度が１〜１８０分（例えば１〜６０分）である金属イオンナノクラスターを特徴とする。濁り点とは、ｐＨ滴定中に沈澱反応が生じるｐＨ点を指す。解離速度とは、０．７５ＭのＨＣｌ水溶液中で３７℃にて撹拌中にナノクラスターの７５％超が遊離金属イオンへと解離するのに必要な時間を指す。
本発明の金属イオンナノクラスターは、
Ｘ（ＯＨ）ａＹｂＺｃＭｄ（Ｈ２Ｏ）ｅ
の式を有する。
Ｘは金属カチオンである。例としては、限定するものではないが、Ｃｒ、Ａｌ、Ｂｉ、Ｚｎ、Ｂａ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｐｔ、Ｃａ、Ｓｅ、Ｉｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｖ、Ｌａ、Ｍｏ、Ｓｒ、Ｚｒのカチオン、およびこれらの組合せが挙げられる。好ましくは、金属カチオンは、Ｍｇ（ＩＩ）、Ａｌ（ＩＩＩ）、Ｃａ（ＩＩ）、Ｃｒ（ＩＩＩ）、Ｃｕ（ＩＩ）、Ｚｎ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｔｉ（ＩＶ）、Ｆｅ（ＩＩ／ＩＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩ）、Ｂｉ（ＩＩＩ）、Ｖ（Ｖ）、Ｌａ（ＩＩＩ）、Ｍｏ（ＶＩ）、Ｓｒ（ＩＩ）、Ｚｒ（ＩＶ）またはこれらの組合せである。Ｙは水溶性の塩を形成するアニオンであり、無機アニオンであっても有機アニオンであってもよい。例としては、限定するものではないが、フッ化物アニオン、塩化物アニオン、臭化物アニオン、ヨウ化物アニオン、硝酸アニオン、硫酸アニオン、酢酸アニオン、およびこれらの組合せが挙げられる。好ましくは、該アニオンは、塩化物アニオン、硝酸アニオン、硫酸アニオン、酢酸アニオン、またはこれらの組合せである。Ｚは水溶性のリガンドである。例としては、限定するものではないが、炭水化物、水素化炭水化物、加水分解された炭水化物、ポリオール、ポリエーテル、およびこれらの組合せが挙げられる。好ましくは、該リガンドは、キシリトール、マンニトール、リボース、マンノース、キシロース、ガラクトース、フルクトース、ラクトース、グルコース、イソマルトース、イソマルト、スクロース、マルチトール、トレハロース、アラビノース、ソルビトール、ポリイソマルトース、イソマルトオリゴ糖、デキストリン、デキストラン、フラクトオリゴ糖、またはこれらの組合せである。Ｍは濁り点改変剤である。例としては、限定するものではないが、錯体を形成する多価アニオン、酸化された炭水化物（例えばグルコン酸、グルコン酸ナトリウム、およびグルコン酸エステル）、カルボキシル化されたポリオール、カルボキシル化されたポリエーテル、スルホン化された炭水化物、スルホン化されたポリオール、スルホン化されたポリエーテル、リン酸化された炭水化物、リン酸化されたポリオール、リン酸化されたポリエーテル、アミノ酸、水溶性ポリペプチド、水溶性タンパク質、およびこれらの組合せが挙げられる。錯体を形成する多価アニオンの例には、限定するものではないが、クエン酸アニオン、リンゴ酸アニオン、フマル酸アニオン、酒石酸アニオン、乳酸アニオン、シュウ酸アニオン、コハク酸アニオン、アスコルビン酸アニオン、リン酸アニオン、ピロリン酸アニオン、グリセロリン酸アニオン、またはこれらの組合せが挙げられる。
用語「炭水化物」は、単糖類（例えばキシロース、アラビノース、グルコース、マンノース、フルクトース、ガラクトース、およびリボース）、二糖類（例えばスクロース、ラクトース、マルトース、およびイソマルトース）、オリゴ糖類（すなわちグリコシド結合によって連結された３〜９個の単糖類残基から構成されている炭水化物、例えばラフィノース、メレチトース、マルトトリオース、アカルボース、スタキオース、フラクトオリゴ糖、およびガラクトオリゴ糖など）、または多糖類（例えばデキストリン、デキストラン、ポリイソマルトースおよびマルトデキストリン）を指す。
再び式Ｘ（ＯＨ）ａＹｂＺｃＭｄ（Ｈ２Ｏ）ｅを参照すると、ａは０．１〜２０（例えば１〜１０）であり、ｂは０〜９（例えば０．１〜９、０〜３、および０．１〜３）であり、ｃは０．１〜１０（例えば１〜６）であり、ｄは０．１〜９（例えば０．１〜６）であり、ｅは０〜２５（例えば０〜１０）である。
本発明の別の態様は、上述のナノクラスターを含有する組成物に関する。この組成物は、透明な水溶液または再構成して透明な水溶液とするための水溶性の固形物であり、キレート化されていないイオン、反応しない水溶性リガンド、および不安定な低分子量イオン錯体（すなわち３５００ダルトン未満）を含まない。該透明な水溶液のｐＨ値は３〜１１．５、例えば３．５〜９であってよい。透明な水溶液とは、透き通った水溶液または透光性の水溶液、すなわちコロイド溶液もしくはコロイド懸濁液を指す。
さらに本発明の範囲内には、投与を必要とする対象者に有効な量の上記のナノクラスターを投与することにより、疾患を治療するための、または組織画像を検出するための方法がある。疾患の例には、ミネラル欠乏症、胃逆流症、および慢性腎不全が挙げられる。組織画像は病的組織を正常組織と区別する際に使用される。
用語「治療」とは、上記の疾患、そのような疾患の症状、またはそのような疾患を生じやすい素因を有する対象者に、治療的効果を与える目的で、例えば、上記の疾患、該疾患の任意の症状、または該疾患を生じやすい素因を、治し、軽減し、変化させ、改善し、または上記の疾患、該疾患の任意の症状、または該疾患を生じやすい素因に影響を及ぼす目的で、ナノクラスターを投与することを指す。
本発明の範囲内にはさらに、上記のナノクラスターを調製する方法がある。該方法は、（１）Ｘ、Ｙ、Ｚ、およびＯＨを含有する水性分散液を提供するステップと、（２）該水性分散液のｐＨを所定値に調整して、ｐＨ調整された水性分散液を得るステップと、（３）ｐＨ調整された水性分散液を５０〜１８０℃に加熱してナノクラスターを形成するステップと、（４）上記のステップのうちいずれかの後でＭを添加するステップとを含む。Ｍは、このように形成されたナノクラスターの必須構成要素となることに注意されたい。Ｘ：Ｙ：Ｚ：Ｍの比は、１：０〜９：０．１〜１０：０．１〜９である。水溶液中にこのように形成されたナノクラスターは、ナノ濾過処理によって収集され、次いで（例えばオーブン中で、真空により、噴霧により、また凍結によって）乾燥することにより固形のナノクラスターを得ることができる。
本発明の１つ以上の実施形態の詳細が以下の説明において述べられている。本発明のその他の特徴、目的および利点は、該説明から、および特許請求の範囲から明白となろう。
本明細書中で説明されるのは、金属イオンナノクラスターであって、各々が１つ以上の金属カチオンと、１つ以上の水溶性の塩を形成するアニオンと、１つ以上の水溶性のリガンドと、１つ以上の濁り点改変剤とを含有する金属イオンナノクラスターである。
食事療法上または健康上の有益性を有する任意の金属カチオンが、本発明のナノクラスター中で使用されうる。例としては、Ｍｇ（ＩＩ）、Ａｌ（ＩＩＩ）、Ｃａ（ＩＩ）、Ｃｒ（ＩＩＩ）、Ｃｕ（ＩＩ）、Ｚｎ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｔｉ（ＩＶ）、Ｆｅ（ＩＩ／ＩＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩ）、Ｂｉ（ＩＩＩ）、Ｖ（Ｖ）、Ｌａ（ＩＩＩ）、Ｍｏ（ＶＩ）、Ｓｒ（ＩＩ）、およびＺｒ（ＩＶ）が挙げられる。２種以上のカチオン、例えばＦｅ（ＩＩＩ）およびＭｇ（ＩＩ）が、該ナノクラスター中に含められてもよい。
適切な水溶性の塩を形成するアニオンは有機アニオンであっても無機アニオンであってもよく、例えばフッ化物アニオン、塩化物アニオン、臭化物アニオン、ヨウ化物アニオン、硝酸アニオン、硫酸アニオン、および酢酸アニオンである。
適切なリガンドは水に可溶であり、金属カチオンに結合して本発明のナノクラスターを形成する。例としては、キシリトール、マンニトール、リボース、マンノース、キシロース、ガラクトース、フルクトース、ラクトース、グルコース、イソマルトース、イソマルト、スクロース、マルチトール、トレハロース、アラビノース、ソルビトール、ポリイソマルトース、イソマルトオリゴ糖、デキストリン、デキストラン、およびフラクトオリゴ糖が挙げられる。さらなる例は米国特許出願公開第２０１２／００９３８９８号明細書に記載されている。
濁り点改変剤は、ナノクラスターの濁り点を所定範囲に、例えば７以下に調整することによって該ナノクラスターを中性または酸性の溶液中で安定にするために使用される。中性または酸性の溶液中での安定性は、筋肉内注射剤または経口製剤にとって重要な特徴である。さらに、濁り点改変剤は、ナノクラスターを調製するための時間を短縮する。濁り点改変剤は、調製の過程で必要とされる温度を低くすることもできる。濁り点改変剤は、金属カチオン、アニオン、またはリガンドと相互作用し、ナノクラスターの必須構成要素となる。ナノクラスター中の濁り点改変剤は、該ナノクラスター中の水溶性の塩を形成するアニオンとは異なる、錯体を形成する多価アニオンであってよい。多価アニオンの例には、クエン酸アニオン、リンゴ酸アニオン、フマル酸アニオン、酒石酸アニオン、乳酸アニオン、シュウ酸アニオン、コハク酸アニオン、アスコルビン酸アニオン、リン酸アニオン、ピロリン酸アニオン、およびグリセロリン酸アニオンが挙げられる。中でも、クエン酸アニオン、シュウ酸アニオン、コハク酸アニオン、および酒石酸アニオンが好ましい。
本発明のナノクラスターは様々な方法を使用して調製可能である。１つの実施形態では、該ナノクラスターは、水溶性の金属塩（例えば塩化鉄（ＩＩＩ））、リガンド（例えばキシリトール）、アルカリ性剤（例えば水酸化ナトリウム）、および濁り点改変剤（例えばクエン酸ナトリウム）を、適温（例えば５０〜１８０℃または好ましくは６５〜１０５℃）下で所定の工程時間（例えば３０分〜１０時間）の間、水と混合することによって得られる。別例として、金属塩、リガンド、およびアルカリ性剤が混合および加熱されてナノクラスター前駆体が形成される。その後、濁り点改変剤が、加熱（例えば５０〜１８０℃および６５〜１０５℃）を伴って、または加熱を伴わずに、該前駆体に導入される。濁り点改変剤の種類および量は、所定の濁り点を有するナノクラスターを得るために変更可能である。
このように形成されたナノクラスターは水溶液の状態である。これを、ナノ濾過処理を使用して分離し、キレート化されていない金属カチオン、反応しないリガンド、および不安定な低分子量イオン錯体を含まない濃縮ナノクラスター含有溶液を得ることができる。キレート化されていない金属カチオンは組織に対して刺激性であって不快な金属味を有することに注意されたい。キレート化されていない金属カチオンはさらにタンパク質沈殿を引き起こして生理学的機能を妨害する可能性もある。反応しないリガンドは溶液の微生物汚染および浸透圧モル濃度を増大させる。不安定な低分子量イオン錯体は、解離して組織内へ迅速に拡散し、酸化的損傷を引き起こす。ワイク（Ｗｙｃｋ）、米国腎臓学会誌（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｎｅｐｈｒｏｌｏｇｙ）、２００４年、第１５巻、ｐ．Ｓ１０７−１１を参照されたい。
濃縮ナノクラスター含有溶液は、任意選択で、ナノクラスター固形物を得るために、適切な乾燥方法、例えばオーブン乾燥、真空乾燥、噴霧乾燥、および凍結乾燥を使用して乾燥させてもよい。ナノクラスター固形物は、濁り点およびその他の特性を変化させることなくナノクラスター溶液に再構成することができる。
下記は、本発明のナノクラスターを調製するための典型的な手順である。塩または塩混合物としての金属カチオンおよびアニオンは、水溶液中で水溶性リガンドと混合されて溶液または分散液を生じる。ｐＨはアルカリ塩または塩基を使用して調整される。ｐＨ調整された該溶液または分散液は、ナノクラスター前駆体が形成されるまで、すなわち該溶液または分散液が透き通るまで加熱される。次いで、濁り点改変剤が該前駆体に添加されかつ５０〜１０５℃に加熱されてナノクラスターが生じ、該ナノクラスターはナノ濾過処理によって分離され、次いでオーブン中で乾燥されてナノクラスター固形物を生じる。溶媒で誘発される沈澱（例えばエタノールのような水溶性有機溶媒を使用）のような他の分離技法も適用可能である。得られる固形生成物は、ナノクラスターコロイド溶液へ再構成されてもよいし、その他の剤形へと製剤化されてもよい。
こうして形成されたナノクラスターは、典型的には、以下の実施例１に記載された手順または類似の手順によって判定可能な、８以下（例えば４．５以下）の濁り点と、動的レーザー光散乱技法によって判定可能な、２ｎｍ〜５００ｎｍ（例えば２〜８０ｎｍ）の粒径とを有する。前記動的レーザー光散乱技法はＢ．Ｊ．ベルン（Ｂｅｒｎｅ）ら、「動的光散乱（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）」、米国ニューヨークのＪ．ワイリーおよびサンズ社（Ｊ．Ｗｉｌｅｙ ａｎｄ Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．）、１９７６年；Ｐ．Ｊ．フロイト（Ｆｒｅｕｄ）ら、「動的光散乱による粒度測定への新しいアプローチ（Ａ Ｎｅｗ Ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｉｚｉｎｇ ｂｙ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）」、マイクロトラック社（Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ，Ｉｎｃ．）；ならびにＭ．Ｎ．トレーナー（Ｔｒａｉｎｅｒ）ら、「動的光散乱による高濃度サブミクロン粒度分布」、アメリカン・ラボラトリー（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）、１９９２年７月、に記載されているような技法である。
低い濁り点を有しつつ、本発明のナノクラスターは数多くの生理学的成分および賦形剤成分との適合性を有する。該ナノクラスターは、上記成分とともに固形または液状形態に製剤化可能である。ナノクラスターを含有する固形組成物は、飲料、ペースト剤、ゼリー剤、カプセル剤、または錠剤の調製に使用するのに好都合である。他方、ナノクラスターを含有する液状組成物は、透明な溶液であっても透光性の溶液であってもよく、注射製剤または経口製剤を調製するために使用可能である。
本発明のナノクラスターを含有する組成物は、栄養補助食品、化粧品、コントラスト撮像用製品、または医薬製剤であってよい。栄養補助食品としては、ミネラル、アミノ酸、またはハーブ抽出物のような追加の栄養素が含められてもよい。化粧品としては、湿潤剤、美白剤、酸化防止剤、またはハーブ抽出物のような追加成分が含められてもよい。コントラスト撮像用製品（例えば組織画像を検出するための製品）としては、該組成物は適切な薬学的に許容される担体とともに経口または注射用の剤形に製剤化可能である。重金属組成物および磁性金属組成物は、撮像目的で広く使用される（例えばＭＲＩ造影剤としての鉄含有組成物およびＸ線放射線造影剤としてのバリウム含有組成物）。医薬製剤（例えば、限定するものではないが、散剤、カプセル剤、錠剤、乳剤、水性懸濁液、分散液、および溶液などの形態のもの）としては、ナノクラスター組成物は、単独で使用されてもよいし、薬学的に許容される担体と組み合わせて使用されてもよい。コントラスト撮像用製品または医薬組成物中の担体は、該製剤の有効成分との適合性を有する（かつ好ましくは該有効成分を安定化する能力を有する）とともに治療される対象者に対して有害でないという意味において、「許容される」ものでなければならない。例としては、ラクトース、コロイド状二酸化ケイ素、ステアリン酸マグネシウム、ラウリル硫酸ナトリウム、およびＤ＆Ｃ黄色１０号が挙げられる。ステアリン酸マグネシウムのような滑沢剤が典型的には添加される。カプセル形態での経口投与について、有用な希釈剤にはラクトースおよび乾燥トウモロコシデンプンが挙げられる。水性懸濁液または乳剤が経口投与される場合、ナノクラスター組成物は水性相中で乳化剤または懸濁化剤と併せて懸濁または溶解されればよい。必要に応じ、甘味料、香料、または着色料が添加されてもよい。
ナノクラスター組成物はさらに、食品生産物、すなわち液状、固形、または半固形の材料であってヒトもしくは動物を養育するため、正常もしくは加速的な成長を維持するため、または耐久力もしくは注意力を維持するために使用されるものであってもよい。例としては、茶系飲料、ジュース、コーヒー、ミルク、ゼリー、クッキー、シリアル、パン、ドーナッツ、ベーグル、チョコレート、棒状スナック、ハーブ抽出物、乳製品（例えばアイスクリームやヨーグルト）、ダイズ製品（例えば豆腐）、ならびに米製品が挙げられる。
鉄を含有するナノクラスター組成物は、鉄欠乏性貧血のような鉄欠乏症を治療するために使用することができる。クロムを含有する組成物は、糖尿病（例えばＩＩ型糖尿病）を治療し、コレステロールレベルを低下させ、肥満を治療するために使用することができる。マグネシウムおよびアルミニウム／鉄を含有するものは制酸剤として使用可能であり、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＺｎおよびＣｕイオンを含有するものは非経口完全栄養注射剤として使用可能である。
さらに、本発明は、上記の概要の節に記載された疾患の患者に有効な量のナノクラスター組成物を投与する方法を包含する。該ナノクラスター組成物は、診断（例えば画像診断）用に、リン吸着剤として、または胃逆流症用の制酸剤として、使用することもできる。
「有効な量」とは、治療を受ける対象者に治療効果を与えるために必要なナノクラスター組成物の量を指す。有効用量は、当業者には認識されるように、治療される疾患の種類、投与経路、賦形剤の使用、および他の治療的処置との共用の可能性に応じて変化しうる。
用語「投与」とは、任意の適切な形態、例えば食品生産物、飲料、錠剤、カプセル剤、懸濁液、ローション剤、クリーム剤、ゲル、および溶液の形態の本発明の組成物の、対象者への経口送達、局所送達、または非経口送達を包含する。用語「非経口の」とは、皮下、皮内、静脈内、筋肉内、関節内、動脈内、滑液内、胸骨内、鞘内、病巣内、および頭蓋内への注射、ならびに様々な注入技法を指す。注射用無菌組成物、例えば水性または油性の注射用無菌懸濁液は、必要に応じて適切な分散剤または湿潤剤（Ｔｗｅｅｎ（登録商標）８０など）および懸濁化剤を使用して、当分野で既知の技法に従って製剤化されてもよい。注射用無菌調製物は、無毒の非経口的に許容される希釈剤中または無毒の非経口的に許容される溶媒中の注射用無菌溶液または懸濁液、例えば１，３‐ブタンジオール、プロピレングリコール、またはグリセリン中の溶液であってもよい。使用することができる許容されるビヒクルおよび溶媒としては、キシリトール、マンニトール、水、リンゲル液および等張食塩水が挙げられる。加えて、無菌の不揮発性油は、溶媒または懸濁媒として従来から使用されている（例えば合成モノグリセリドまたはジグリセリド）。オレイン酸およびそのグリセリド誘導体のような脂肪酸は、オリーブ油またはヒマシ油のような天然の薬学的に許容される油（特にそれらのポリオキシエチレン化体）と同様に、注射剤の調製に有用である。これらの油溶液または油懸濁液はさらに長鎖アルコールの希釈剤もしくは分散剤、またはカルボキシメチルセルロースもしくは類似の分散剤を含有することもできる。Ｔｗｅｅｎ（登録商標）もしくはＳｐａｎ（登録商標）のような他の一般に用いられている界面活性剤、または、薬学的に許容される固形、液状もしくはその他の剤形の製造において一般に使用される他の同様の乳化剤もしくは生物学的利用能増強剤も、製剤化を目的として使用可能である。
上述のナノクラスターは、ｉｎ ｖｉｔｒｏのアッセイによって上記疾患を治療する際の有効性について予備的にスクリーニングされ、次いで動物実験および臨床試験によって確認されうる。当業者にはその他の方法も明白となろう。
下記の特定の実施例は単なる実例として解釈されるべきであり、いかなる意味においても本開示の残りの部分を限定するものではない。さらに詳細に説明するまでもなく、当業者であれば、本明細書中の記載に基づいて本発明を最大限利用することができると考えられる。本明細書中で引用された全ての出版物は参照により全体が本願に援用される。
（実施例１）
本発明の典型的な組成物である組成物１は、下記の手順に従って調製された。撹拌および加熱デバイスを装備した槽内において、８７グラムの水に次の作用剤すなわち：（１）水溶性のリガンドとして１３．６８グラムのキシリトール、（２）濁り点改変剤として２．１８グラムのグルコン酸ナトリウム、および（３）金属カチオンとして、かつ水溶性の塩を形成するアニオンとして、２７グラムの塩化鉄（ＩＩＩ）六水和物を溶解することにより水溶液を得た。該水溶液を７５〜８０℃に加熱した後、ＮａＯＨ（５４グラムの水中に１２グラム）を添加し、続いて９０℃で３０分間加熱して水酸化鉄（ＩＩＩ）キシリトールグルコン酸ナノクラスターを含有する組成物１を得た。
比較組成物１’は、グルコン酸ナトリウムが添加されないという点を除いて上記と全く同じ手順に従って調製された。
濁り点アッセイ
組成物１および１’の濁り点は、鉄スクロース注射（Ｉｒｏｎ Ｓｕｃｒｏｓｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）のアメリカ薬局方（ＵＳＰ）モノグラフすなわちＵＳＰ２８‐ＮＦ２３、第１０６４ページに記載された方法によって測定された。組成物１のｐＨ値は０．１Ｍの塩酸溶液を使用して約６．０に調整された。該溶液に光源を適用して溶液に光線を透過させた。さらなる塩酸溶液を、軽微であるが永続的な濁りが生じるまで滴下した。この時点でのｐＨ値を濁り点とした。
結果を以下の表中に示す。表中に示されるように、濁り点改変剤であるグルコン酸塩を含有する組成物１は、予想外なことに、濁り点改変剤を含有しない比較組成物１’よりも濁り点が顕著に低下した。
下記の表は、各々が濁り点改変剤を含有する組成物２〜６、ならびにいずれも濁り点改変剤を含有しない比較組成物２’、３’、５’、および６’の濁り点も示していることに注意されたい。予想外なことに、組成物２〜６はそれぞれ、その対応する比較組成物、すなわち比較組成物２’、３’、５’、および６’よりも顕著に低い濁り点を示した。組成物３’は組成物４の対応する比較組成物であることに注意されたい。
（実施例１Ａ）
組成物１Ａは、組成物１に含まれるナノクラスターを分画分子量が５０００ダルトンのナノ濾過処理によって該水溶液から分離することにより調製された。分離されたナノクラスターを９０℃で１６時間乾燥させ、組成物１Ａを固形物として得た。
固形組成物１Ａをナノクラスター溶液へ再構成することができることを実証するために、組成物１Ａを水に溶解して透明なナノクラスター溶液を形成した。該溶液は組成物１の濁り点と同じ濁り点を示した。上記の表を参照されたい。組成物１と同じように、組成物１Ａは予想外なことに比較組成物１’よりも顕著に低い濁り点を示した。
（実施例２）
組成物２は以下に記載された手順に従って調製された。撹拌および加熱デバイスを装備した槽内において、８７グラムの水に次の作用剤すなわち：（１）水溶性のリガンドとして１８．２グラムのマンニトール、（２）濁り点改変剤として２．９４グラムのクエン酸ナトリウム二水和物、および（３）金属カチオンとして、かつ水溶性の塩を形成するアニオンとして、２７グラムの塩化鉄（ＩＩＩ）六水和物を溶解することにより水溶液を得た。該水溶液を７５〜８０℃に加熱した後、ＮａＯＨ（５４グラムの水中に１２グラム）を添加し、続いて９０℃で３０分間加熱して水酸化鉄（ＩＩＩ）マンニトールクエン酸ナノクラスターを含有する組成物２を得た。
比較組成物２’は、クエン酸ナトリウム二水和物が添加されないという点を除いて組成物２と全く同じ手順に従って調製された。
組成物２および２’両方の濁り点が実施例１に記載された手順に従って測定された。上記の表に示された結果は、予想外なことに、組成物２の濁り点が比較組成物２’よりも顕著に低かったことを示している。
（実施例３および４）
組成物３および４を得るために、比較組成物３’が以下に記載される手順に従って調製された。撹拌および加熱デバイスを装備した槽内において、硝酸鉄（ＩＩＩ）九水和物溶液（２５０グラムの水中に１０２グラム）および炭酸ナトリウム溶液（３５０グラムの水中に５５グラム）を混合することにより水酸化鉄（ＩＩＩ）炭酸塩懸濁液を調製した。固形スクロース（２３０グラム）およびＮａＯＨ溶液（１３グラムの水中に５グラム）を添加した。得られた混合物を９２℃で３時間加熱し、水酸化鉄（ＩＩＩ）スクロースナノクラスターを含有する比較組成物３’を得た。
組成物３は、０．５グラムの比較組成物３’を０．０６８３グラムのシュウ酸ナトリウムとともに混合することにより調製した。
他方、組成物４は、０．５グラムの比較組成物３’を０．１１７グラムのコハク酸ナトリウムとともに混合することにより調製した。
組成物３、３’および４の濁り点は実施例１に記載された手順に従って測定された。上記の表に示されたその結果は、予想外なことに、組成物３および４の濁り点がそれぞれの比較組成物すなわち組成物３’よりも顕著に低かったことを示している。
（実施例５）
組成物５は以下に記載された手順に従って調製された。撹拌および加熱デバイスを装備した槽内において、硝酸鉄（ＩＩＩ）九水和物溶液（６２グラムの水中に２５．６グラム）および炭酸ナトリウム溶液（７５グラムの水中に１３グラム）を混合することにより水酸化鉄（ＩＩＩ）炭酸塩沈殿物を得た。固形スクロース（６０．８グラム）および固形酒石酸ナトリウム（４．６グラム）を添加した。得られた混合物を９２℃で１時間加熱し、水酸化鉄（ＩＩＩ）スクロース酒石酸塩ナノクラスターを含有する組成物５を得た。
比較組成物５’は、固形酒石酸ナトリウムの代わりにＮａＯＨ溶液（１３グラムの水中に５．０５グラム）を使用したという点を除いて組成物５と全く同じ手順に従って調製された。
組成物５および５’両方の濁り点は実施例１に記載された手順に従って測定された。上記の表に示された結果は、予想外なことに、組成物５の濁り点が比較組成物５’よりも顕著に低かったことを示している。
（実施例６）
組成物６を得るために、比較組成物６’が以下に記載された手順に従って調製された。撹拌および加熱デバイスが装備された槽内において、塩化鉄（ＩＩＩ）溶液（１０００グラムの水中に１５０グラム）および炭酸ナトリウム溶液（５４４グラムの水中に９６グラム）を混合して水酸化鉄（ＩＩＩ）炭酸塩沈殿物を得た。該沈殿物を遠心分離処理によって分離および洗浄し、３２８グラムの濃縮沈殿物を得た。固形スクロース（５４５グラム）およびＮａＯＨ溶液（１０８グラムの水中に１２グラム）を添加した。得られた混合物を１０５℃で１０時間加熱し、水酸化鉄（ＩＩＩ）スクロースナノクラスターを含有する比較組成物６’を得た。
組成物６は、１０グラムの比較組成物６’をクエン酸ナトリウム二水和物溶液（１．５グラムの水中に０．５グラム）とともに混合して８０℃で３０分間加熱することにより調製した。
組成物６および６’両方の濁り点が実施例１に記載された手順に従って測定された。上記の表に示された結果は、予想外なことに、組成物６の濁り点が比較組成物６’よりも顕著に低かったことを示している。
解離アッセイ
さらに、組成物６および６’両方の解離速度が以下に記載された手順に従って測定された。
組成物６の酸解離速度は米国特許第８，０５８，０７６号明細書に記載された方法に従って決定された。最初に、組成物６の溶液をメスフラスコに入れ、続いて３７℃の０．７５Ｍ塩酸溶液を添加した。混合後、ＵＶ／ＶＩＳ分光光度計を使用して、該溶液の４５０ｎｍの吸光度を５分ごとに測定した。測定は、時間０を始点として一定した吸光度が分光光度計によって得られるまで行った。米国特許第８，０５８，０７６号明細書の第４欄に記載された式を使用して濃度（％）を算出した。酸解離速度（Ｔ７５）は、組成物から鉄（ＩＩＩ）イオンの７５％を放出するのに必要な時間（分）とした。組成物６の酸解離速度は３２分であった。
上述の同じ手順に従うと、比較組成物６’の酸解離速度は２７．６分であった。
予想外なことに、組成物６の酸解離速度は比較組成物６’よりも低かった。
その他の実施形態
本明細書中で開示された特徴はすべて、任意に組み合わせることが可能である。本明細書中で開示された特徴はそれぞれ、同一、等価、または同様の目的を果たす別の特徴に置き換え可能である。したがって、明示的に別段の定めがないかぎり、開示された特徴はそれぞれ、総括的な一連の等価または同様の特徴の例にすぎない。
以上の説明から、当業者は、本発明の本質的特質を容易に確認することが可能であり、かつ、本発明の思想および範囲から逸脱することなく、様々な使用法および条件に本発明を適合させるため本発明の様々な変更および改変を行うことが可能である。従って、他の実施形態も特許請求の範囲の範囲内にある。

Claims (13)

  1. 粒径が２〜５００ｎｍ、分子量が３５００〜１００００００ダルトンであり、式Ｘ（ＯＨ）ａＹｂＺｃＭｄ（Ｈ２Ｏ）ｅを有する金属イオンナノクラスターであって、前記式中、Ｘは金属カチオンであり、Ｙは水溶性の塩を形成するアニオンであり、Ｚは水溶性のリガンドであり、Ｍは濁り点改変剤であり、ａは０．１〜２０、ｂは０〜９、ｃは０．１〜１０、ｄは０．１〜９、およびｅは０〜２５である、ナノクラスター。
  2. 粒径が２〜１５０ｎｍまたは好ましくは２〜８０ｎｍである、請求項１に記載のナノクラスター。
  3. 金属カチオンは、Ｃｒ、Ａｌ、Ｂｉ、Ｚｎ、Ｂａ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｐｔ、Ｃａ、Ｓｅ、Ｉｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｖ、Ｌａ、Ｍｏ、Ｓｒ、Ｚｒのカチオン、またはこれらの組合せであり、水溶性の塩を形成するアニオンは、フッ化物アニオン、塩化物アニオン、臭化物アニオン、ヨウ化物アニオン、硝酸アニオン、硫酸アニオン、酢酸アニオン、またはこれらの組合せであり、水溶性のリガンドは、炭水化物、水素化炭水化物、加水分解された炭水化物、ポリオール、ポリエーテル、またはこれらの組合せであり、濁り点改変剤は、錯体を形成する多価アニオン、酸化された炭水化物、カルボキシル化されたポリオール、カルボキシル化されたポリエーテル、スルホン化された炭水化物、スルホン化されたポリオール、スルホン化されたポリエーテル、リン酸化された炭水化物、リン酸化されたポリオール、リン酸化されたポリエーテル、アミノ酸、水溶性ポリペプチド、水溶性タンパク質、またはこれらの組合せである、請求項１または２に記載のナノクラスター。
  4. 金属カチオンは、Ｍｇ（ＩＩ）、Ａｌ（ＩＩＩ）、Ｃａ（ＩＩ）、Ｃｒ（ＩＩＩ）、Ｃｕ（ＩＩ）、Ｚｎ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｔｉ（ＩＶ）、Ｆｅ（ＩＩ／ＩＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩ）、Ｂｉ（ＩＩＩ）、Ｖ（Ｖ）、Ｌａ（ＩＩＩ）、Ｍｏ（ＶＩ）、Ｓｒ（ＩＩ）、Ｚｒ（ＩＶ）またはこれらの組合せであり、水溶性の塩を形成するアニオンは、塩化物アニオン、硝酸アニオン、硫酸アニオン、酢酸アニオン、またはこれらの組合せであり、水溶性のリガンドは、キシリトール、マンニトール、リボース、マンノース、キシロース、ガラクトース、フルクトース、ラクトース、グルコース、イソマルトース、イソマルト、スクロース、マルチトール、トレハロース、アラビノース、ソルビトール、ポリイソマルトース、イソマルトオリゴ糖、デキストリン、デキストラン、フラクトオリゴ糖、またはこれらの組合せであり、錯体を形成する多価アニオンは、クエン酸アニオン、リンゴ酸アニオン、フマル酸アニオン、酒石酸アニオン、乳酸アニオン、シュウ酸アニオン、コハク酸アニオン、アスコルビン酸アニオン、リン酸アニオン、ピロリン酸アニオン、グリセロリン酸アニオン、またはこれらの組合せである、請求項３に記載のナノクラスター。
  5. ８以下、または好ましくは４．５以下の濁り点を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のナノクラスター。
  6. ａは１〜１０、ｂは０〜３、ｃは１〜６、ｄは０．１〜６、およびｅは０〜１０である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のナノクラスター。
  7. ５０００〜３０００００ダルトン、または好ましくは１００００〜１８００００ダルトンの分子量を有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のナノクラスター。
  8. １〜１８０分、または好ましくは１〜６０分の解離速度を有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載のナノクラスター。
  9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載のナノクラスターを含む組成物であって、３〜１１．５、または好ましくは３．５〜９のｐＨ値を有し、かつ、キレート化されていないイオン、反応しない水溶性リガンド、および不安定な低分子量イオン錯体を含まない組成物。
  10. 透明な水溶液であるか、または透明な水溶液として再構成可能な水溶性の固形物であって、前記透明な水溶液のｐＨ値は３．５〜９．５である、請求項９に記載の組成物。
  11. 投与を必要とする対象者に有効な量の請求項１〜８のいずれか１項に記載のナノクラスターを投与することを含む、疾患を治療するための、または組織画像を検出するための方法であって、前記疾患はミネラル欠乏症、胃逆流症、または慢性腎不全であり、組織画像は病的組織を正常組織と区別する際に使用される、方法。
  12. 請求項１〜８のいずれか１項に記載のナノクラスターを調製する方法であって、
    Ｘ、Ｙ、Ｚ、およびＯＨを含有する水性分散液を提供するステップと、
    前記水性分散液のｐＨを所定値に調整して、ｐＨ調整された水性分散液を得るステップと、
    ｐＨ調整された水性分散液を５０〜１８０℃に加熱してナノクラスターを形成するステップと、
    上記のステップのうちいずれかの後でＭを添加するステップと
    を含み、
    Ｘは金属カチオンであり、Ｙは水溶性の塩を形成するアニオンであり、Ｚは水溶性のリガンドであり、Ｍは濁り点改変剤であり、Ｘ：Ｙ：Ｚ：Ｍの比は、１：０〜９：０．１〜１０：０．１〜９である、方法。
  13. Ｍが添加されかつナノクラスターが形成された後に、前記ナノクラスターをナノ濾過処理によって収集するステップと、前記ナノクラスターを乾燥させて固形のナノクラスターを形成するステップとをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
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