JP2014517043A - 大容量のジケトピペラジン微粒子 - Google Patents

Abstract

本発明で開示されるのは、薬剤又は活性物質の吸着のために大容量であるジケトピペラジン微粒子である。特に、ジケトピペラジン微粒子は、フマリルジケトピペラジンを用いて形成され、経口吸入を介する肺への輸送によって、疾患又は障害の治療のために多量の薬剤を含むことができる。
【選択図】なし

Description

本明細書で開示されるのは、医薬物質を運搬及び輸送するために大容量であるジケトピペラジン微粒子である。特に、微粒子は、フマリルジケトピペラジン（ＦＤＫＰ）を含み、大量の薬剤又は活性物質を必要とする疾患又は障害の治療のために、肺への薬剤輸送システムとして用いられ、例えば、疼痛、糖尿病及び肥満等の全身性又は内分泌に由来するものを含む疾患又は障害の治療のために用いられる。

薬剤の輸送は、長年の間、主要な問題となっており、それは特に、対象者に経口で投与された際、その標的とする局所に到達する前に胃腸管で直面する条件下で輸送される化合物が不安定な場合である。例えば、特に投与の容易さ、患者のコンプライアンス、及び費用の削減の観点で、薬剤を経口で投与することは多くの場合でより望ましい。しかし、有機小分子、ペプチド及びタンパク質等の多くの化合物は、経口で投与した場合、無効であるか、あるいは低い若しくは変化しやすい有効性を示す。推定上、これは、薬剤が消化管の条件で不安定であるため、又はそれらの吸収が非効率であるためである。

経口の薬剤輸送に関連する問題のために、肺への薬剤輸送が検討された。例えば、典型的には、肺へ輸送される薬剤は、肺の組織に影響を及ぼすことを目的とし、例えば、インフルエンザ又はその他呼吸器の疾病のための血管拡張剤、界面活性剤、化学療法剤又はワクチンである。ヌクレオチド薬等の他の薬剤が肺に輸送されるのは、肺が治療、例えば、嚢胞性線維症に対する遺伝子治療に特に好適な組織であるためであって、この場合、欠損したアデノシンデアミナーゼを発現するレトロウイルスベクターが不完全な遺伝子を修正すべく肺に投与される。

全身性の効果を有する物質に関しても、肺への薬剤輸送が行われる。全身性物質の輸送に関する肺の利点は、大きい表面積及び肺の粘膜面における取り込みの容易さ等である。肺への薬剤輸送の形態のすべてに関連する１つの問題は、天然の障壁、例えば気管内の繊毛を通過する上での問題、及び均一な体積と重量の薬剤を投与しようとするうえでの問題のせいで、肺に薬剤を輸送することが難しいということである。さらに、肺へ輸送される粉末の量を減少させることは、咳を最小限に抑え、肺機能のいかなる喪失をも防ぐので、治療の対象者にとって有益であって、それは、活性物質の適切な量又は増加させた投与量を輸送するのに必要な粉末の量が増加するにつれて潜在的な問題となり得る。したがって、治療及び患者のコンプライアンスを改善するために、肺への輸送に関して多量又は多投与量の活性物質を必要とする医薬製剤を設計及び提供することには改善の余地がある。

本開示は、肺への薬剤の輸送を改善するための吸入システム、微粒子及び方法を提供する。本明細書で開示される実施の形態は、高い薬剤吸着のための大容量を有し、かつ高い薬剤含量である粉末を与えるジケトピペラジン微粒子を提供することによって改善された輸送をもたらす。本発明の微粒子で調製された粉末は、より少ない粉末投与量でさらに高い薬剤含量を輸送でき、患者への薬剤輸送を容易にすることができる。

１つの実施の形態では、本明細書に記載のジケトピペラジン微粒子は、複数の構造ドメインを有するように形成され、各構造ドメインは、多孔質の結晶物質層で包囲された中心部を含み、中心部又はコアは、Ｘ線断層撮影法を用いて測定して１から約８５０ボクセルを有する。特定の実施の形態では、微粒子は、平均で、ドメインにつき、１，０００より多いボクセル、又はドメインにつき、２，０００より多いボクセルを有する。各ボクセルは、各縁で約３３ｎｍを規定する定義された体積要素を有し、かつ約３．６×１０^−２３ｍ^３の体積を有する。いくつかの実施の形態では、ジケトピペラジン微粒子は、１個以上の構造ドメインを含み；各ドメインは、約２，０００ボクセル又は２，０００より多いボクセルを有する；微粒子は、約０．５から約４μｍまでの幾何学径を有する微粒子に対して、約２，０００ボクセルから約６８０，０００ボクセルまでの大きさである。当該実施の形態では、粒子は、約３３，０００ボクセルから約２１６，０００ボクセルの質量加重平均粒径を有する。

他の実施の形態では、ジケトピペラジンの微粒子を含む粉末が提供され；微粒子は、約５００ボクセルから約１２５，０００ボクセルまでの数加重平均径を有する。１つの実施の形態では、数加重平均粒径は、約２，０００ボクセルから１００，０００ボクセルまで；又は約４０，０００ボクセルから約８５，０００ボクセルまでである。

１つの実施の形態では、大容量の粒子は、ビス−３，６−（Ｎ−フマリル−４−アミノブチル）−２，５−ジケトピペラジン（フマリルジケトピペラジン）微粒子、ＦＤＫＰから形成され、複数の構造ドメインを含み；各粒子は、１個以上の構造ドメインを含む。本実施の形態において、肺への輸送のための典型的なジケトピペラジン微粒子は、約１ドメインから約１，０００ドメイン；２から約８００ドメイン；又は約５０から約２５０ドメインを有する。特定の実施の形態では、粒子あたりのドメイン数は、平均で約３から１６０ドメインであって、粒子の幾何学径は、約０．５から４μｍである。

１つの実施の形態では、ＦＤＫＰ微粒子は、約２５０ボクセルから約１３７０ボクセルまでの数加重ドメイン平均径で構成される。

いくつかの実施の形態では、大容量のＦＤＫＰ微粒子は、ドーマン（ｄｏｍａｎ）回転半径で測定して平均で約３００ｎｍから約４５０ｎｍまで；又は約３１０ｎｍから約４４５ｎｍまでの物理的な大きさであるドメインのボクセル加重径分布を有する。

いくつかの実施の形態では、ジケトピペラジン微粒子は薬剤又は活性物質を含み、当該薬剤又は活性物質は、有機小分子、ペプチド又はタンパク質である。内分泌性ホルモンの例は、インスリン、副甲状腺ホルモン、カルシトニン、グルカゴン、グルカゴン様ペプチド１、オキシントモジュリン、オキシトシン、ＣＣＫ−８、ＰＹＹ３−３６、グレリン及びＶＩＰ（血管作動性腸管ペプチド）、内分泌性ホルモンの類似体又は活性断片等である。有機小分子の例は、神経伝達物質作動薬、神経伝達物質拮抗薬、モルヒネ及びモルヒネ誘導体を含む鎮痛剤、及びスマトリプタン及びリザトリプタン等のトリプタン、ワクチン、抗炎症剤、抗癌剤、細胞受容体作動分子又は細胞受容体拮抗分子等である。

他の実施の形態では、フマリルジケトピペラジン微粒子を形成する方法が提供され、形成された微粒子は、複数の構造ドメインを有し、各構造ドメインは、多孔質の結晶物質層で包囲された中心部を含み、ドメインは、Ｘ線断層撮影法を用いて測定して５００より多いボクセルを有する。方法は、２．７５重量％のフマリルジケトピペラジン溶液を用意すること；等量の約１１重量％から約１２重量％の酢酸と約２．７５重量％のフマリルジケトピペラジン溶液とを送り出し、０．０５重量％の濃度で界面活性剤を、約１７℃から約２２℃の温度で高せん断混合器に通すことにより含ませること、及びフマリルジケトピペラジン微粒子を収集すること、を含む。いくつかの実施の形態は、フマリルジケトピペラジン微粒子を合成する方法であって、該方法は、前駆体溶液を高せん断混合器に通すことにより得られる生成物であるフマリルジケトピペラジン微粒子を収集することを含み；前駆体溶液は、約１１重量％から約１２重量％の酢酸を含む第１の溶液と、約２．７５重量％のフマリルジケトピペラジンを含む第２の溶液とを含み、前駆体溶液は、約０．０５重量％の濃度で界面活性剤を含む。１つの実施の形態において、使用され得る界面活性剤は、例えば、ポリソルベート８０である。特定の実施の形態では、方法は、過剰な酸を除去するために脱イオン水で懸濁液を洗浄するステップをさらに含むことができる。他の実施の形態では、方法は、ペプチド又は小分子等の活性成分を含む溶液を、懸濁液の微粒子に加えること、及び粒子への活性成分の吸着を促進するために、アンモニア水溶液で溶液のｐＨを約４．５に調整することを含む。

他の実施の形態では、疾患又は障害を有する患者に活性物質を輸送する方法が開示され、該方法は、本明細書に記載のように微粒子に吸着される、疾患又は障害を治療するための活性物質を含有する製剤を、その治療を必要としている患者に投与することを含む。

１つの実施の形態では、治療方法は、肺への輸送を目的としている。特定の実施の形態では、方法は、糖尿病の治療のためであって、該方法は、形成されたジケトピペラジンの微粒子に吸着されたインスリンを含む乾燥粉末製剤を、治療を必要とする患者に投与することを含み、ここで、ジケトピペラジンは、フマリルジケトピペラジンであって、微粒子は、複数の構造ドメインを有し、各構造ドメインは、多孔質の結晶物質層で包囲された中心部を含み、中心部は、Ｘ線断層撮影法を用いて測定して５００より多いボクセルを有し、微粒子は、患者による上記乾燥粉末製剤の吸入によって肺の奥深くに輸送される。この実施の形態及び他の実施の形態において、製剤は、高抵抗吸入システムを用いる輸送に使用される。

１つの実施の形態では、ジケトピペラジン微粒子は、複数の構造ドメインを有し、各構造ドメインは、多孔質の結晶物質層で包囲された中心部を含み、中心部は、Ｘ線断層撮影法を用いて測定して５００より多いボクセルを有する。ジケトピペラジン微粒子は、３５ｍ^２／ｇより大きい比表面積を有してもよい。特定の実施の形態では、７０ｍ^２／ｇよりも大きい高比表面積を有するジケトピペラジン微粒子が提供される。特定の実施の形態では、ビス−３，６−（Ｎ−フマリル−４−アミノブチル）−２，５−ジケトピペラジン（ＦＤＫＰ）から形成された微粒子は、約７２ｍ^２／ｇから約９４ｍ^２／ｇまでの比表面積を有する。７２ｍ^２／ｇから約９４ｍ^２／ｇまでの高比表面積を有する微粒子は、薬剤吸着を改善して、例えば薬剤又は活性物質を運ぶための容量が向上し、肺への輸送に有益な特性を示し、さらに、優れた空力性能を維持することができる。また、粒子は、安定性の改善も示す。

他の実施の形態では、ジケトピペラジン微粒子は薬剤を伴う。本実施の形態では、薬剤は、ペプチド又はタンパク質であって、例えばインスリン、副甲状腺、グルカゴン、グルカゴン様ペプチド１、及びこれらに類するもの等のホルモンである。他の実施の形態では、薬剤又は活性物質は、局所又は全身への輸送を目的とする薬剤であってもよく、例えば神経伝達物質、鎮痛剤、血管作用剤、免疫抑制剤、抗癌剤、ワクチン、核酸分子、及び／又は予防剤等の小分子である。特定の実施の形態では、輸送される薬剤は、スマトリプタン、リザトリプタン及びその塩等のトリプタンを含んでもよい。

さらなる実施の形態では、ジケトピペラジン微粒子は、疾患及び障害の治療に関する薬剤又は活性物質の肺への輸送のための乾燥粉末製剤におけるビス−３，６−（Ｎ−フマリル−４−アミノブチル）−２，５−ジケトピペラジン（フマリルジケトピペラジン）微粒子であって、薬剤又は活性物質は、あらかじめ形成された粒子に吸着される。微粒子に吸着される薬剤の量は、製剤化される薬剤に依存する。

いくつかの実施の形態では、ジケトピペラジン微粒子は、インスリン等のペプチドを含み、インスリン含量は、例えばＦＤＫＰで製造された微粒子において、４Ｕ／ｍｇより多い。特定の実施の形態では、ＦＤＫＰ微粒子は、粉末製剤ｍｇあたり６Ｕ／ｍｇのインスリン又はより多量のインスリンを含んでもよい。本実施の形態では、約５Ｕ／ｍｇのインスリンを含むＦＤＫＰ微粒子は、約２８ｍ^２／ｇから約７１ｍ^２／ｇまでの比表面積を有し、約６Ｕ／ｍｇのインスリンを含むＦＤＫＰ微粒子は、例えば約１９ｍ^２／ｇから約５７ｍ^２／ｇまでの比表面積を有する。

さらなる実施の形態は、吸入器、単位用量の乾燥粉末薬剤容器及び本明細書に開示される微粒子と活性物質とを含む粉末を備える薬剤輸送システムに関する。

本明細書で開示される他の実施の形態は、インスリンを必要としている患者にインスリンを輸送する方法であって、該方法は、患者による乾燥粉末の吸入によって肺の奥深くまで本明細書に開示されたジケトピペラジン微粒子を含む乾燥粉末を投与することを含む。本実施の形態の態様において、吸入システムの特別な特徴が明確になる。

ＦＤＫＰ微粒子の多様な実施の形態では、薬剤は、例えばインスリン、グルカゴン様ペプチド−１（ＧＬＰ−１）、グルカゴン、エキセンジン、副甲状腺ホルモン、カルシトニン、オキシントモジュリン、及びこれらに類するもの等のペプチドであってもよい。ＦＤＫＰ微粒子の他の実施の形態では、ペプチド含量は、下流の加工条件に応じて変えてもよい。特定の実施例では、ＦＤＫＰ微粒子は、目標とされる又は輸送される投与量に応じて変更可能な薬剤／ペプチド含量になるように調製される。例えば、薬剤がインスリンの場合、インスリン成分は、患者に輸送される粉末量を減らすために、粉末製剤で４Ｕ／ｍｇより多くてよい。

さらなる実施の形態は、吸入器、単位用量の乾燥粉末薬剤容器、例えばカートリッジ、及び本明細書に開示された微粒子と活性物質とを含む粉末を備える薬剤輸送システムに関する。１つの実施の形態では、乾燥粉末とともに使用するための輸送システムは、粉末を解砕及び分配するために空気路を通る気流に高抵抗を与える空気路を有する高抵抗吸入器を備える吸入システム等である。１つの実施の形態では、吸入システムは、例えば毎分およそ０．０６５から約０．２００（√ｋＰａ）／リットルの抵抗値を有する。特定の実施の形態では、乾燥粉末は、吸入システムで吸入することによって効率よく輸送され、吸入圧の差のピークは、約２から約２０ｋＰａに及び、結果として毎分およそ７から７０リットルのピーク流速となる。特定の実施の形態では、吸入システムは、患者に輸送される粉末の連続流として、又は１つ以上のパルスとして、吸入器から粉末を放出することによって単一の投与量をもたらすように構成される。本明細書で開示されるいくつかの実施の形態では、乾燥粉末吸入器システムは、吸入器内で所定の質量流量バランスを有する。例えば、吸入器から患者へ流出する総流量の約１０％から７０％の流量バランスが１個以上の分配ポートによってもたらされ、気流が粉末製剤を含む領域を通過し、約３０％から９０％の気流が吸入器の他の路から発生する。さらに、バイパス流れ、又はカートリッジを経由する等粉末格納容器の領域から流出するが流入しない流れが、吸入器内の粉末分配ポートから流出する流れと合わされ、希薄化し、加速し、最終的にはマウスピースから流出する前に流動粉末を解砕できる。１つの実施の形態では、毎分約７から７０リットルまでの流速は、１から３０ｍｇの間の充填量において、容器又はカートリッジ容量の７５％より多くを分配する。特定の実施の形態では、上記のような吸入システムは、１回の吸入で４０％より多く、５０％より多く、６０％より多く、又は７０％より多く、約９０％、９５％、９９％まで、あるいはほとんど１００％の割合で粉末量の呼吸性分画／フィル（ｒｅｓｐｉｒａｂｌｅ ｆｒａｃｔｉｏｎ／ｆｉｌｌ）を放出する。

特定の実施の形態では、乾燥粉末吸入器、フマリルジケトピペラジンの微粒子を含む乾燥粉末製剤を備える吸入システムが提供され、ここでＦＤＫＰ微粒子は、複数の構造ドメインを有し、各構造ドメインは、多孔質の結晶物質層で包囲された中心部を含み、ドメインは、Ｘ線断層撮影法を用いて測定して５００より多いボクセルを有する。吸入システムの本実施の形態のいくつかの態様では、乾燥粉末製剤が、再使用可能な吸入器で使用されるために単位投与量カートリッジで提供される。あるいは、乾燥粉末製剤は、１回の使用である使い捨ての吸入器に最初から組み込まれていてもよい。本実施の形態では、吸入システムの構造的構成は、吸入器の解砕機構に５０％を超える呼吸性分画を形成させることができ、すなわち吸入器（カートリッジ）内に含まれる粉末の半分を超える量が５．８μｍ未満の粒子として放出される。吸入器は、投与の間、容器内に含まれる粉末薬剤の８５％より多くを出すことができる。特定の実施の形態では、吸入器は、１回の吸入で、容器内に含まれる粉末薬剤の８５％より多くを出すことができる。１つの実施の形態では、吸入器はカートリッジ含量又は容器含量の約９０％より多く又は約９７％からほぼ１００％を、３秒未満で３０ｍｇまで又はそれより多くの充填質量で２及び５ｋＰａの間の圧力差で出すことができる。

特定の実施の形態において、複数の構造ドメインを有するＦＤＫＰ微粒子を合成する方法が説明され、各構造ドメインは、多孔質の結晶物質層で包囲されたドメインを含み、ドメインは、Ｘ線断層撮影法を用いて測定して５００より多いボクセルを有する。方法は、等量の約１１重量％から約１２重量％の酢酸と約２．７５重量％のＦＤＫＰ溶液とを、懸濁液を形成させるために、約１７℃から約２２℃で、Ｄｕａｌ−ｆｅｅｄ ＳＯＮＯＬＡＴＯＲ（商標）のような高せん断混合器に通して、０．００１−インチ^２の開口部を介して２０００ｐｓｉで送り出すことを含む。方法は、溶液における微粒子を沈殿させ、およそ同じ量と温度の脱イオン水中で形成された微粒子を収集するステップをさらに含むこともできる。特定の実施の形態では、方法は、例えば、接線流濾過技術を用いて脱イオン水で微粒子を洗浄することで微粒子懸濁液を濃縮することをさらに含む。本実施の形態及び他の実施の形態では、沈殿物は、はじめに約４％固体に濃縮され、次に、脱イオン水でさらに洗浄されてもよい。いくつかの実施の形態では、懸濁液は、用いられたＦＤＫＰ組成物の当初の質量に基づいて、典型的には約１０％固体に濃縮される。濃縮された懸濁液は、オーブン乾燥法によって固体含量について分析されてもよい。本明細書に開示された実施の形態では、方法は、粒子が乾燥された後、粒子の表面積を決定することをさらに含む。

具体的な実施の形態では、複数の構造ドメインを有するジケトピペラジン微粒子の製造方法が説明され、各構造ドメインは、多孔質の結晶物質層で包囲された中心部を含み、ドメインは、Ｘ線断層撮影法を用いて測定して５００より多いボクセルを有し、式３，６−ビス（Ｎ−Ｘ−４−アミノブチル）−２，５−ジケトピペラジンを有するジケトピペラジンを利用し、ここでＸは、フマリル、スクシニル、マレイル、及びグルタリルからなる群から選択される。例示の実施の形態では、ジケトピペラジンは、式ビス−３，６−（Ｎ−フマリル−４−アミノブチル）−２，５−ジケトピペラジン、又は２，５−ジケト−３，６−ビス（Ｎ−フマリル−４−アミノブチル）ピペラジンを有する。

本明細書で開示される他の実施の形態は、複数の構造ドメインを有するＦＤＫＰ微粒子と、薬剤又は活性物質とを含む乾燥粉末製剤の製造方法であって、各構造ドメインは、多孔質の結晶物質層で包囲された中心部を含み、ドメインは、Ｘ線断層撮影法を用いて測定して５００より多いボクセルを有し、ここで微粒子は、約２，０００ボクセルから約６８０，０００ボクセルまでの大きさであって、約３３，０００ボクセルから約２１６，０００ボクセルまでの質量加重平均粒径を有する。１つの実施の形態では、微粒子は、平均約５００ボクセルから約１２５，０００ボクセルまで；約２，０００ボクセルから約１００，０００ボクセルまで；約５０，０００ボクセルから約８０，０００ボクセルまで；約６０，０００ボクセルから約７０，０００ボクセルまで；又は約６０，０００ボクセルから６５，０００ボクセルまでの大きさである。本実施の形態では、方法は、トリプタン等の小分子、又はインスリン、グルカゴン、グルカゴン様ペプチド−１、オキシントモジュリン、ペプチドＹＹ（３−３６）、グレリン、血管作動性腸管ペプチド、オキシトシン、ＣＣＫ及び類するもの等のペプチドのような活性物質を含む溶液を、微粒子の懸濁液に加えること；懸濁液のｐＨを４．５に上げるためにアンモニア水を懸濁液に加えること；及び得られた懸濁液を液体窒素で急速冷凍し、ＦＤＫＰ微粒子を含む乾燥粉末を生じさせるために形成されたペレットを凍結乾燥することを含む。

さらなる実施の形態は、インスリン関連疾患を治療する方法に関し、該方法は、それを必要とする人に上記乾燥粉末を投与することを含む。多様な実施の形態では、インスリン関連疾患は、具体的には、前糖尿病、１型糖尿病（寛解期、寛解期後、又はその両方）、２型糖尿病、妊娠性糖尿病、低血糖、高血糖、インスリン抵抗性、分泌機能不全、インスリンの早期放出低下、膵臓のβ−細胞機能の消失、膵臓のβ−細胞消失、及び代謝異常のいずれか又はすべてを含む。

１つの実施の形態では、内分泌系疾患又は障害を治療することを含む疾患又は障害を治療する方法が開示され、該方法は、複数の構造ドメインを有するＦＤＫＰ微粒子と、当該疾患又は障害を治療するのに適した薬剤とを含む乾燥粉末製剤を、それを必要とする人に投与することを含み、各構造ドメインは、多孔質の結晶物質層で包囲された中心部を含み、ドメインは、Ｘ線断層撮影法を用いて測定して５００より多いボクセルを有し；ここで微粒子は、約２，０００ボクセルから約４００，０００ボクセルまでの大きさであって、約３３，０００ボクセルから約２１６，０００ボクセルまでの質量加重平均粒子径を有する。１つの実施の形態では、微粒子は、平均約５００ボクセルから約１２５，０００ボクセルまで；２，０００ボクセルから１００，０００ボクセルまで又は５０，０００ボクセルから８０，０００ボクセルまでの大きさであってもよい。

１つの実施の形態は、上記ＦＤＫＰの微粒子を含む乾燥粉末を、それを必要とする人に投与することを含むインスリン関連疾患を治療する方法である。多様な実施の形態では、インスリン関連疾患は、具体的には、前糖尿病、１型糖尿病（寛解期、寛解期後、又はその両方）、２型糖尿病、妊娠性糖尿病、低血糖、高血糖、インスリン抵抗性、分泌機能不全、インスリンの早期放出低下、膵臓のβ−細胞機能の消失、膵臓のβ−細胞消失、及び代謝異常のいずれか又はすべてを含む。１つの実施の形態では、乾燥粉末は、インスリンを含む。他の実施の形態では、乾燥粉末は、グルカゴン、エキセンジン、又はＧＬＰ−１を含む。

以下の図面は、本明細書の一部を形成し、本明細書で開示される実施例の特定の態様をさらに説明するために包含される。開示は、本明細書で示された具体的な実施の形態の詳細な説明と組み合わせて、１以上のこれら図面を参照することでより理解される。

大容量の粒子（図１Ａ）のＸ線断層撮影法の解析から集められたデータから得られた粒子の数加重径分布のグラフ表現を、標準的な先行技術の方法で得られた粒子（図１Ｂ）と比較して示す。 大容量の粒子（図１Ａ）のＸ線断層撮影法の解析から集められたデータから得られた粒子の数加重径分布のグラフ表現を、標準的な先行技術の方法で得られた粒子（図１Ｂ）と比較して示す。 大容量の粒子（図２Ａ）のＸ線断層撮影法の解析から集められたデータから得られた粒子のボクセル加重径分布のグラフ表現を、標準的な先行技術の方法で得られた粒子（図２Ｂ）と比較して示す。 大容量の粒子（図２Ａ）のＸ線断層撮影法の解析から集められたデータから得られた粒子のボクセル加重径分布のグラフ表現を、標準的な先行技術の方法で得られた粒子（図２Ｂ）と比較して示す。 大容量の粒子（図３Ａ）のＸ線断層撮影法の解析から集められたデータから得られたドメインの数加重径分布のグラフ表現を、標準的な先行技術の方法で得られた粒子（図３Ｂ）と比較して示す。 大容量の粒子（図３Ａ）のＸ線断層撮影法の解析から集められたデータから得られたドメインの数加重径分布のグラフ表現を、標準的な先行技術の方法で得られた粒子（図３Ｂ）と比較して示す。 大容量の粒子（図４Ａ）のＸ線断層撮影法の解析から集められたデータから得られたドメインのボクセル加重径分布のグラフ表現を、標準的な先行技術の方法で得られた粒子（図４Ｂ）と比較して示す。 大容量の粒子（図４Ａ）のＸ線断層撮影法の解析から集められたデータから得られたドメインのボクセル加重径分布のグラフ表現を、標準的な先行技術の方法で得られた粒子（図４Ｂ）と比較して示す。 ａは、大容量のＦＤＫＰ微粒子に関する回転半径で算出された物理的なドメインの大きさのボクセル加重分布のグラフを、標準的な先行技術のＦＤＫＰ微粒子（ｂ）と比較して示す。ｃは、大容量の微粒子（実線）と先行技術の粒子（破線）との重ね合わせであって、大容量の粒子と標準の粒子との径分布の差を示す。 ３Ｕ／ｍｇ及び４Ｕ／ｍｇの標準のＦＤＫＰ微粒子及び６Ｕ／ｍｇを含有する大容量のＦＤＫＰ微粒子について、異なるインスリン含量、を含むバルク粒子に関する幾何学粒径分布のグラフを示す。

上記のように、肺への薬剤輸送は多くの利点を示す。しかし、薬剤の均一な体積及び重量で天然の障壁を通過させて運ぶことにおける問題のせいで、肺に薬剤を輸送することは困難である。本明細書での開示されるのは、小分子、核酸及びペプチド等の活性物質を吸着するために大容量である薬剤輸送手段としてのジケトピペラジン微粒子である。１つの実施の形態では、微粒子は、約７０ｍ^２／ｇより大きい比表面積を有する。微粒子の製造方法及び微粒子の使用方法が開示される。例示的な実施の形態において、本発明の微粒子は、肺吸入のためにペプチド、例えば、４ＩＵ／ｍｇを超える濃度でインスリンを輸送できる。いくつかの実施の形態では、微粒子は、重量で約１８％から約２５％、約２０％から約２５％、又は約２１％から約２５％のインスリンを含んでもよい。

本明細書で使用される場合、用語“微粒子”は、明確な外部の又は内部の構造に関わりなく、直径約０．５から約１０００μｍを有する粒子を意味する。直径１０ミクロン未満の微粒子は、肺に到達し、ほとんどの天然の障壁をうまく通過することができる。喉の湾曲を移動するのに、約１０ミクロン未満の直径が必要となる。最も効果的な吸着が起こると考えられている肺の奥深く（又は肺胞領域）に到達するために、“呼吸性分画”（ＲＦ）に含まれる粒子の割合を最大化するのが好ましく、当該粒子は、標準的な技術、例えばアンダーソン カスケード インパクタを用いて測定し、いくつかの基準が多少異なる範囲であるとはいえ、空気動力学的直径５．８ミクロン未満の粒子であると一般的には認められている。ネクスト ジェネレーション インパクタ（商標）（ＮＧＩ（商標）、ＭＳＰ社）のような他のインパクタが空気動力学的粒子径を測定するために使用されてもよく、呼吸性分画は同様の空気動力学的径により定められ、例えば＜６．４μｍである。いくつかの実施の形態では、レーザ回折装置が粒子径を決定するのに用いられ、例えば、レーザ回折装置は、２０１０年３月１８日に出願された米国特許出願番号１２／７２７，１７９号明細書（その関連する事項に関してその全体について本明細書に組み込まれる）に開示されており、粒子の体積メジアン幾何学直径（ＶＭＧＤ）が吸入システムの性能を評価するために測定される。例えば、様々な実施の形態において、カートリッジ排出として≧８０％、８５％、又は９０％及び放出される粒子のＶＭＧＤとして≦１２．５μｍ、≦７．０μｍ、又は≦４．８μｍが徐々に向上する空気動力学性能を示す。本明細書に開示される実施の形態は、複数の構造ドメインを有するＦＤＫＰ微粒子を示し、各構造ドメインは、多孔質の結晶物質層で包囲された中心部を含み、ドメインは、Ｘ線断層撮影法を用いて測定して５００より多いボクセルを有する。特定の実施の形態では、本明細書に記載のＦＤＫＰ微粒子は、３６ｍ^２／ｇを超える又は７０ｍ^２／ｇを超える比表面積を有し、かつ改善された空気動力学的性能を維持すること等の肺への薬剤の輸送に有利な特性を示す。

充填状態での呼吸性分画（ＲＦ／ｆｉｌｌ）は、投与量で用いるために充填された粉末含量の排出において、吸入器から放出される投与量における粉末の分画又は割合を表し、それは呼吸、すなわち肺への輸送に適した大きさで放出される充填された投与量からの粒子の割合に適していて、それは微粒子の空気動力学的性能の目安である。本明細書に記載のように、４０％の又は４０％を超えるＲＦ／ｆｉｌｌ値は、許容できる空気動力学的性能特性を反映している。本明細書に開示された特定の実施の形態では、充填状態での呼吸性分画は、５０％を超えてもよい。例示的な実施の形態において、充填状態での呼吸性分画は、約８０％まであってもよく、標準的な技術を用いて測定して、充填量の約８０％が＜５．８μｍの粒子径で放出される。

本明細書で用いられる場合、用語“乾燥粉末”は、推進剤、担体、又は他の液体に懸濁又は溶解されていない微細な粒子組成物を意味する。それは、すべての水分子を完全に欠くことを必ずしも意味しない。

具体的なＲＦ／ｆｉｌｌ値は、粉末を輸送するために用いられる吸入器に依存することが理解されるべきである。粉末は通常、塊になる傾向があり、結晶質のＤＫＰ微粒子は、特に凝集性のある粉末を形成する。乾燥粉末吸入器の機能の１つは粉末を解砕することで、得られる粒子は吸入による投与量の輸送に適した呼吸性分画を含む。しかし、凝集性のある粉末の解砕は、通常は不十分なので、吸入器で輸送される呼吸性分画を測定したときに見られる粒子径の分布が初期の粒子の径分布と一致せず、すなわちプロファイルがより大きい粒子の方に変化する。吸入器の構造は、それらの解砕の効率の点で異なり、ゆえに異なる構造を用いて得られるＲＦ／ｆｉｌｌの絶対値も変化する。

本明細書で用いられる場合、用語“約”は、値を決定するために用いられる装置又は方法の測定における標準偏差を含む値を示すために用いられる。

本明細書で用いられる場合、用語ボクセルは、体積要素を規定するためにＸ線断層撮影法で用いられる測定単位である。各ボクセルの容積は、各体積要素における物質の線吸収係数（ＬＡＣ）に比例する吸光度で表される。水の線吸収係数は、およそ０．１μｍ^−１（３．３×１０^−３／ボクセル）である。ボクセルは、各側面又は縁で約３３ｎｍを規定する体積要素として定義され、かつ約３．６×１０^−２３ｍ^３の体積を有する。

ジケトピペラジン
本明細書で用いられる場合、ジケトピペラジンは、置換された又はジケトピペラジン及び関連する化合物を含む。薬剤の不安定な性質及び／又は乏しい吸収のような医薬分野における問題を克服するために用いられる薬剤輸送物質の１つのクラスは、２，５−ジケトピペラジンである。２，５−ジケトピペラジンは、下に示されるように一般式１の化合物で表され、ここで、Ｅ_１及びＥ_２は、独立にＮ又はより具体的にはＮＨである。他の実施の形態では、Ｅ_１及び／又はＥ_２は、独立に酸素又は窒素であって、Ｅ_１及びＥ_２に対する置換基の一方が酸素で、他方が窒素の場合、式は置換類似体ジケトモルホリンを示し、あるいはＥ_１及びＥ_２の両方が酸素の場合、式は置換類似体ジケトジオキサンを示す。

これら２，５ジケトピペラジンは、薬剤輸送において有用であることが、例えば、“自己集合性のジケトピペラジン薬剤輸送システム”という表題の米国特許第５，３５２，４６１号明細書、“自己集合性のジケトピペラジン薬剤輸送システムを製造するための方法”という表題の米国特許第５，５０３，８５２号明細書、“ジケトピペラジンを含む肺輸送のための微粒子”という表題の米国特許第６，０７１，４９７号明細書、及び“炭素置換されたジケトピペラジン輸送システム”という表題の米国特許第６，３３１，３１８号明細書に開示されたような（各々が、ジケトピペラジン及びジケトピペラジンを介する薬剤輸送について、それが教示するすべてに関してその全体を参照することで本明細書に組み入れられる）、特に酸性のＲ_１及びＲ_２基を有するもので示されている。いくつかの実施の形態では、２，５−ジケトピペラジンは、３，６−ジ（４−アミノブチル）−２，５−ジケトピペラジン、３，６−ジ（スクシニル−４−アミノブチル）−２，５−ジケトピペラジン、３，６−ジ（マレイル−４−アミノブチル）−２，５−ジケトピペラジン、３，６−ジ（シトラコニル−４−アミノブチル）−２，５−ジケトピペラジン、３，６−ジ（グルタリル−４−アミノブチル）−２，５−ジケトピペラジン、３，６−ジ（マロニル−４−アミノブチル）−２，５−ジケトピペラジン、３，６−ジ（オキサリル−４−アミノブチル）−２，５−ジケトピペラジン、３，６−ジ（フマリル−４−アミノブチル）−２，５−ジケトピペラジンであってもよい。

ジケトピペラジンは、薬剤を組み込む微粒子又は薬剤が吸着される微粒子に形成される。薬剤とジケトピペラジンとの組み合わせは、改善された薬剤安定性及び／又は吸収特性をもたらす。これら微粒子は、様々な投与経路で投与される。乾燥粉末のまま、これら微粒子は、吸入器によって肺等の呼吸器系の特定の領域に輸送される。

上記微粒子はｐＨに基づく遊離酸（又は塩基）の沈降によって典型的に得られ、凝集した結晶質プレートを含む自己集合性の微粒子が生じる。粒子の安定性は、粒子が沈降するＤＫＰ溶液における少量の界面活性剤、例えばポリソルベート−８０で向上する（例として“活性物質に対する結晶質の微粒子表面の親和性の増加に基づく薬剤製剤の方法”という表題の米国特許出願公開第２００７／００５９３７３号明細書（ＤＫＰ微粒子の製剤化及び調製並びにその乾燥粉末について、それが教示するすべてに関してその全体を参照することで本明細書に組み入れられる。）を参照されたい）。最終的に、溶媒は、乾燥粉末を得るために除去され得る。溶媒除去の適切な方法は、凍結乾燥及び噴霧乾燥等である（例として“ジケトピペラジン及び活性物質を含む微粒子の医薬特性を改善する方法”という表題の米国特許出願公開第２００７／０１９６５０３号明細書及び“ペプチド及びタンパク質医薬物質の精製と安定化”という表題の米国特許第６，４４４，２２６号明細書（各々がＤＫＰ微粒子の製剤化及び調製並びにその乾燥粉末について、それが教示するすべてに関してその全体を参照することで本明細書に組み入れられる。）。本明細書に開示される微粒子は、ＤＫＰ塩で構成される微粒子とは異なる。当該粒子は、（乾燥されるのとは対照的に）噴霧乾燥で典型的に形成され、（遊離酸又は塩基とは対照的に）非結晶質の塩の球及び／又は崩壊した球が生じるので、それらは化学的に、物理的に、そして形態的に全く異なる物質である。本開示は、遊離酸又は溶解した陰イオンとして理解されるＦＤＫＰに言及する。

ジケトピペラジンを合成するための方法は、例えばＫａｔｃｈａｌｓｋｉら、Ｊ．Ａｍｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．６８，８７９−８８０（１９４６）及びＫｏｐｐｌｅら、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．３３（２），８６２−８６４（１９６８）に記載されており、その教示は、それら全体を参照することで本明細書に組み入れられる。また、２，５−ジケト−３，６−ジ（アミノブチル）ピペラジン（Ｋａｔｃｈａｌｓｋｉらは、これをリジン無水物という）が融解フェノールにおけるＮ−ε−Ｐ−Ｌ−リジンの環状二量体化を経て調製され、Ｋｏｐｐｌｅの方法と同様に、続いて適切な試薬及び条件で保護（Ｐ）基を除去される。例えば、ＣＢｚ−保護基は、酢酸中の４．３Ｍ ＨＢｒを用いて除去される。この経路は市販の出発物質を用いるので好ましく、生成物における出発物質の立体化学を維持すると報告された反応条件を含み、すべての工程が製造のために容易に大規模化され得る。また、ジケトピペラジンを合成するための方法は、“ジケトピペラジン合成の触媒反応”という表題の米国特許第７，７０９，６３９号明細書に開示されており、それも同等のものに関するその教示について参照することで本明細書に組み入れられる。

フマリルジケトピペラジン（ビス−３，６−（Ｎ−フマリル−４−アミノブチル）−２，５−ジケト−ジケトピペラジン；ＦＤＫＰ）は、肺への適用のために好ましいジケトピペラジンの１つである：

ＦＤＫＰが有益な微粒子マトリクスをもたらすのは、それが酸に対して低溶解性を有するが中性又は塩基のｐＨで容易に溶解するためである。これらの特性によって、ＦＤＫＰは結晶化でき、酸性条件下で微粒子を形成するために結晶が自己集合できる。粒子は、ｐＨが中性である生理的条件下で速やかに溶解する。上記のように、約０．５から約１０ミクロンの間の直径である微粒子は肺に到達し、天然の障壁のほとんどをうまく通過する。この大きさの範囲の粒子は、ＦＤＫＰから容易に調製される。

上述のように、直径約０．５及び約１０ミクロンである微粒子は肺に到達し、天然の障壁のほとんどをうまく通過する。この大きさの範囲の粒子は、ＦＤＫＰにおける（同様に２，５−ジケト−３，６−ジ（４−Ｘ−アミノブチル）ピペラジンであって、Ｘがスクシニル、グルタリル、又はマレイルのような関連する分子における）カルボキシレート基のような酸性基を有するジケトピペラジンから容易に調製される。酸性沈降で結晶質プレートの凝集体から構成される自己集合性の粒子が得られる。これらプレートの構造及び大きさは、微粒子の合成の際の反応条件で調整され、そのため、粒子の比表面積に関連し、同様に、粒子の構造、担持容量、及び空気動力学的性能に影響する。

ＤＫＰ微粒子のＳＳＡは平均結晶径の基準であって、結晶核形成と微粒子への成長特性の相対的な寄与を評価するために用いられてもよい。ＳＳＡは、微粒子結晶の大きさ及び微粒子マトリクスの密度（ρ）に依存し、結晶の特徴的な大きさであるＬに反比例する。３６ｍ^２／ｇより大きい比表面積を有する微粒子が“単位投与カートリッジ及び乾燥粉末吸入器”という表題の米国特許第７，４６４，７０６号明細書（同等のものに関するその教示について参照することで本明細書に組み入れられる）に開示されたＭＥＤＴＯＮＥ（登録商標）吸入器のような適度に有効な吸入器で改善される空気動力学的性能のように、肺への薬剤の輸送に関して標準の微粒子よりもさらに有益な特性を示すことを、本明細書に開示される実施の形態は説明する。いくつかの実施の形態では、ジケトピペラジン微粒子は、約７０ｍ^２／ｇを超える比表面積を有し、空気動力学性能が向上し、かつ薬剤吸着容量が改善される。

１つの実施の形態では、本明細書におけるジケトピペラジン微粒子は、複数の構造ドメインを有するように形成され、各構造ドメインは、多孔質の結晶物質層で包囲された中心部を含み、ドメイン又はコアは、Ｘ線断層撮影法を用いて測定して５００より多いボクセルを有する。特定の実施の形態では、微粒子は、中央値としてドメインにつき１，０００より多いボクセル、あるいはドメインにつき２，０００より多いボクセルを有する。いくつかの実施の形態では、ジケトピペラジン微粒子は、約２，０００ボクセル、又は２，０００を超えるボクセルを有する１個以上のコアを含み、；ここで微粒子は、約２，０００ボクセルから約６８０，０００ボクセルまでの大きさであって、約３３，０００から約２１６，０００ボクセルの質量加重平均粒子径を有する。１つの実施の形態では、微粒子は、平均約５００ボクセルから約１２５，０００ボクセルまで、約２，０００ボクセルから約１００，０００ボクセルまで、約５０，０００ボクセルから約８０，０００ボクセルまで、約６０，０００ボクセルから約７０，０００ボクセルまで、あるいは約６０，０００ボクセルから約６５，０００ボクセルまでの大きさであってもよい。特定の実施の形態における質量の基準としての平均粒子径、又は質量加重平均粒子径は、約６２，０００から６３，０００ボクセルである。いくつかの実施の形態における微粒子は、約５０，０００ボクセルから約２００，０００ボクセル、約７５，０００ボクセルから約１５０，０００ボクセル、約１００，００から約１５０，０００ボクセル、又は約１２０，０００ボクセルから約１３０，０００ボクセルのボクセル加重粒子径を有してもよい。

例示の実施の形態では、ＦＤＫＰ微粒子は、複数の構造ドメインを有するように形成され、各構造ドメインは、多孔質の結晶物質層で包囲されたドメイン又はコアを含み、ドメインは、Ｘ線断層撮影法を用いて測定して５００より多いボクセルを有し、各粒子は、２，０００ボクセルより大きい。本実施の形態及び他の実施の形態では、粒子は、ドメインの数が可変である。いくつかの実施の形態では、微粒子及び各ドメインは、大きさが可変である。いくつかの実施の形態では、各ドメインは、約２５０ボクセルから約１４００ボクセルまで、約５００ボクセルから約１０００ボクセルまで、約７００ボクセルから約９００ボクセルまで、約８００ボクセルから約９００ボクセルまで、約８００ボクセルから約８５０ボクセルまで、又は約８１０ボクセルから約８２０ボクセルまでの数加重平均径を有してもよい。本実施の形態及び他の実施の形態では、各ドメインは、約５００から約２，０００ボクセル、約８００ボクセルから約１５００ボクセル、約９００ボクセルから約１３００ボクセル、約１０００ボクセルから約１３００ボクセル、約１１００ボクセルから約１２００ボクセル、又は約１１５０ボクセルから約１２００ボクセルのボクセル加重径を有してもよい。

本明細書で開示される実施の形態では、微粒子は、複数の構造ドメインを有してよい。いくつかの実施の形態では、肺輸送のための微粒子は、１から約１０００の構造ドメインを含む。

他の実施の形態では、ジケトピペラジンの微粒子を含む粉末が提供され、微粒子は、約５００ボクセルから約１２５，０００ボクセルまでの数加重平均径を有する。１つの実施の形態では、数加重平均粒子径は、約２，０００ボクセルから１００，０００ボクセルまで、約４０，０００ボクセルから約８５，０００ボクセルまで、約６０，０００ボクセルから約７０，０００ボクセルまで、又は約６０，０００ボクセルから約６５，０００ボクセルまでである。

１つの実施の形態では、複数の構造ドメインを含むジケトピペラジンの大容量の粒子が提供され、各粒子は、１個以上の構造ドメインを含む。本実施の形態では、典型的なジケトピペラジン微粒子は、約１から約１０００ドメインを有し、各ドメインは約２５０から約２，０００ボクセルまで、約５００から約１８００ボクセルまで、又は約５００ボクセルから約１，８００ボクセルまでの大きさである。本実施の形態では、粒子ごとのドメインの数は、平均約７５から８０ドメインであって、粒子は、約０．５μｍから４μｍである。いくつかの実施の形態では、微粒子は、約３００ｎｍから約４００ｎｍ、約３５０ｎｍから約４００ｎｍ、又は約３７０ｎｍから約３９０ｎｍのボクセル加重平均ドメイン径を有してもよい。

活性物質、例えば糖尿病の治療用の製剤を製造するためのインスリン担持ＦＤＫＰ微粒子、インスリンを含むＦＤＫＰ微粒子を形成するために、インスリンが微粒子に直接吸着されてもよいが、ＦＤＫＰ微粒子懸濁液にインスリンの原液を加えることで（すなわち凍結乾燥前に）微粒子が懸濁されてもよい。また、１つの実施の形態では、ｐＨ調整ステップは、インスリンの原液を加えた後に行われる。当該ステップは、さらなる処理の前に懸濁液の微粒子へのインスリン吸着を促進する。懸濁液のｐＨを約４．５に上げることにより、粒子マトリクスからＦＤＫＰを過度に溶解させることなく、懸濁液の微粒子へのインスリンの完全な吸着を促進し、また、バルクの薬剤製品におけるインスリンの安定性を改善する。懸濁液は液体窒素中で急速凍結滴下（すなわち、低温ペレット化）され、溶媒を除去するために凍結乾燥され、乾燥粉末をもたらす。代わりの実施の形態では、懸濁液は、乾燥粉末を得るために噴霧乾燥されてもよい。

インスリンを含有するＦＤＫＰ微粒子を得るための製造工程が提供される。本実施の形態では、０．００１−インチ^２の開口部を介して２０００ｐｓｉでＤＵＡＬ−ＦＥＥＤ ＳＯＮＯＬＡＴＯＲ（商標）のような高せん断混合器、又は例えば、米国特許出願番号１２／９１７，６１１号（２０１０年１１月２日に出願された米国特許出願公開第２０１１／０１０５７１９明細書であって、その開示はそれら全体を参照することで本明細書に組み入れられる）に開示された高せん断混合器を用いて、約１６℃±約２℃で（表１及び２）、等量の約１０．５重量％の酢酸と約２．５重量％のＦＤＫＰ溶液とが０．００１インチ^２開口部を介して２０００ｐｓｉで送り出されてもよい。沈殿物は、およそ等しい量及び温度の脱イオン水容器内で収集される。得られた懸濁液は、約０．８％の固体を含む。沈殿物は、接線流濾過によって濃縮され、洗浄され得る。沈殿物は、まずは約４％の固体に濃縮され、次に脱イオン水で洗浄されてもよい。懸濁液は、ＦＤＫＰの当初の質量に基づいて約１０％まで最終的に濃縮される。濃縮された懸濁液は、オーブン乾燥法によって固体含量について分析される。

活性物質の選択と組み込み
本明細書に記載の微粒子が３６ｍ^２／ｇを超える必要な比表面積を維持する限り、微粒子は肺への輸送及び／又は薬剤吸着に有益な付加的な他の特性を有してもよい。“肺システムへの薬剤輸送のための方法”という表題の米国特許第６，４２８，７７１号明細書は、肺へのＤＫＰ粒子の輸送を開示しており、同等のものに関してそれが教示するすべてについてその全体を参照することで、それは本明細書に組み入れられる。“ペプチド及びタンパク質医薬物質の精製と安定化”という表題の米国特許第６，４４４，２２６号明細書は、微粒子表面に薬剤を吸着させるために有利な方法を開示しており、これも同等のものに関してそれが教示するすべてについてその全体を参照することで本明細書に組み入れられる。微粒子表面の性質は、“活性物質に対する結晶質の微粒子表面の親和性の向上に基づく薬剤製剤化の方法”という表題の米国特許第７，７９９，３４４号明細書（同等のものに関してそれが教示するすべてについてその全体を参照することで本明細書に組み入れられる。）に記載されたように、必要な特性を得るために調整され得る。“結晶質の微粒子表面に対する活性物質の親和性の向上に基づく薬剤形成の方法”という表題の米国特許第７，８０３，４０４号明細書は、微粒子への活性物質の吸着を促進するための方法を開示している。米国特許出願番号７，８０３，４０４号明細書も同様に、同等のものについてそれが教示するすべてについてその全体を参照することで本明細書に組み入れられる。

本明細書に記載の微粒子は、１種以上の活性物質を含むことができる。本明細書で用いられる場合、“薬剤”と区別しないで用いられる“活性物質”は医薬物質を意味し、小分子医薬、生物学的物質及び生物活性物質を含む。活性物質は、天然に存在するものでも、組み換えでも、又は合成を起源とするものでもよく、タンパク質、ポリペプチド、ペプチド、核酸、有機高分子、合成された有機化合物、多糖及び他の糖類、脂肪酸、及び脂質、並びに抗体及びその断片等であって、限定されないが、ヒト化された若しくはキメラ化された抗体、Ｆ（ａｂ）、Ｆ（ａｂ）_２、単独若しくは他のポリペプチドに結合された単鎖抗体又は癌抗原に対する治療用の若しくは診断用のモノクローナル抗体等である。活性物質は、血管作用剤、神経活性剤、ホルモン、抗凝血剤、免疫調節剤、細胞毒性剤、抗生物質、抗ウイルス剤、抗原、病原体、炎症性メディエータ、ホルモン、及び細胞表面抗原等の多様な生物学的な活性及びクラスに分類される。より具体的には、活性物質は、限定されない形態において、サイトカイン、リポカイン、エンケファリン、アルキン、シクロスポリン、抗ＩＬ−８抗体、ＡＢＸ−ＩＬ−８等のＩＬ−８拮抗剤；ＰＧ−１２等のプロスタグランジン、ＬＹ２９３１１、ＢＩＩＬ２８４及びＣＰ１０５６９６等のＬＴＢ受容体阻害剤；スマトリプタン及びパルミトレイン酸塩のようなトリプタン、インスリン及びその類似体、成長ホルモン及びその類似体、副甲状腺ホルモン（ＰＴＨ）及びその類似体、副甲状腺ホルモン関連ペプチド（ＰＴＨｒＰ）、オキシトシン、ロイプロリド、インターフェロン−アルファ、ＲＧＤペプチド、ＤＤＡＶＰペプチド、ＧＨＲペプチド、デチレリックスヒト成長ホルモン、アルブミン、免疫グロブリンＧ、シクロスポリン、グレリン、オベスタチン、エンテロスタチン、顆粒球単球コロニー刺激因子（ＧＭ−ＣＳＦ）、顆粒球コロニー刺激因子（ＧＣＳＦ）、アミリン、アミリン類似体、グルカゴン様ペプチド１（ＧＬＰ−１）、クロピドグレル、ＰＰＡＣＫ（Ｄ−フェニルアラニル−Ｌ−プロリル−Ｌ−アルギニンクロロメチルケトン）、オキシントモジュリン（ＯＸＭ）、ペプチドＹＹ（３−３６）（ＰＹＹ）、アディポネクチン、コレシストキニン（ＣＣＫ）、セクレチン、ガストリン、グルカゴン、モチリン、ソマトスタチン、脳性ナトリウム利尿ペプチド（ＢＮＰ）、心房性ナトリウム利尿ペプチド（ＡＮＰ）、ＩＧＦ−１、成長ホルモン放出因子（ＧＨＲＦ）、インテグリンベータ−４前駆体（ＩＴＢ４）受容体拮抗剤、ノシセプチン、ノシスタチン、オルファニンＦＱ２、カルシトニン、ＣＧＲＰ、アンジオテンシン、サブスタンスＰ、ニューロキニンＡ、膵臓ポリペプチド、神経ペプチドＹ、デルタ睡眠誘発ペプチド及び血管作用性腸ペプチド等である。

特定の実施の形態では、粒子の薬剤含量は、輸送される薬剤の構造及び大きさに依存して可変である。輸送される薬剤の担持量の範囲は、典型的には、約０．０１％から約２０％、約２５％、又はさらにそれ以上までの間であって、輸送される薬剤の構造及び大きさに依存する。インスリンの場合、好ましい担持量は、１５％より多く、約１８％から約２５％、約２０％から約２５％、又は約２１％から約２５％であってもよい。具体的な実施の形態では、インスリンは、肺への輸送のための乾燥粉末製剤において４Ｕ／ｍｇを超える量でＦＤＫＰ微粒子に担持されてもよい。いくつかの実施の形態では、本発明のＦＤＫＰ微粒子のインスリン含量は、吸入のための乾燥粉末製剤で５Ｕ／ｍｇ、６Ｕ／ｍｇ又はそれ以上でもよい。具体的な実施の形態では、患者に投与されるインスリンの投与量は、本明細書に記載の吸入システムを用いて、１回の吸入で約６０Ｕ以上でもよい。

本開示の微粒子の実施の形態を例示するために、以下に実施例が記載される。下記実施例に開示された技術は、本開示の実施において良好に機能するように発明者によって見出された技術を示していることが本技術分野の当業者によって理解されるべきであって、そのため、その実施に関してより好ましい形態を構成すると考えられる。しかし、本開示を考慮すると、開示された具体的な実施の形態において多くの変更がなされることが可能であり、それでも同様の又は類似の結果を得ることができることを、本技術分野の当業者は理解するべきである。

実施例１
インスリンを含む及び含まない標準のＦＤＫＰ微粒子を製造するための製造工程
ＦＤＫＰ微粒子の製造における第１のステップは、ＦＤＫＰのｐＨ誘導結晶化及び全体的に球状形態である微粒子へのＦＤＫＰ結晶の自己集合性による微粒子の形成である。つまり、微粒子の製造は、基本的に結晶化工程である。過剰な溶媒は、遠心分離、傾斜法（ｄｅｃａｎｔａｔｉｏｎ）及び再懸濁の繰り返しによって、又は透析濾過（ｄｉａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）によって懸濁液を洗浄することで除去される。ＦＤＫＰ微粒子を合成するための標準的な方法の例は、上記及び国際ＰＣＴ特許出願番号ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０３８２９８（国際公開第２０１０／１４４７８９号）に記載されており、当該開示は、その全体を参照することで本明細書に組み入れられる。

微粒子は、ＦＤＫＰ及びインスリンから製造された。ＦＤＫＰが、溶液を調製するためにアンモニア水（ＮＨ_４ＯＨ）に溶解された。当該溶液の注入流は、微粒子の懸濁水溶液を調製するために、高せん断混合器内で酢酸（ＨＯＡｃ）水溶液の注入流と合わせられた。

ＦＤＫＰ注入溶液が、約２．５重量％のＦＤＫＰと、約１．６重量％の濃縮アンモニア水（ＮＨ_４ＯＨ）（約２８から約３０重量％のアンモニア（ＮＨ３））と、約０．０５重量％のポリソルベート８０とで調製された。酢酸注入溶液が、約１０．５重量％の氷酢酸及び約０．０５重量％のポリソルベート８０で調製された。両方の注入溶液は、使用前に０．２μｍの膜を通して濾過された。

（質量で）等量の注入溶液各々が＃５開口部（０．００１１平方インチ）を備えるＤＵＡＬ−ＦＥＥＤ ＳＯＮＯＬＡＴＯＲ（商標）を介して送り出された。小さいポンプが各注入流の流量を等しくするために５０％に設定され、注入圧は約２０００ｐｓｉであった。受入容器管は、いずれかの注入溶液の質量と等しいＤＩ水を含んでいた（例えば、４ｋｇのＦＤＫＰ注入溶液及び４ｋｇの酢酸（ＨＯＡｃ）注入溶液がＳＯＮＯＬＡＴＯＲ（商標）を介して４ｋｇのＤＩ水を含む受入容器へ送り出される）。

得られた懸濁液は、０．２ｍ^２のＰＥＳ膜を用いた接線流濾過法によって、濃縮され、洗浄された。懸濁液は、まず約４％固体に濃縮され、次にＤＩ水で透析濾過され、最後に名目上約１６％の固体まで濃縮された。洗浄された懸濁液の実際のパーセント固体は、“乾燥減量”によって決定された。２０１１年５月４日に出願されたラマン分光法を用いた懸濁液のパーセント固体の決定という表題のＰＣＴ特許出願番号ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０３５１１２（国際公開第２０１１／１４０１７５号）に開示されたように（当該開示は、その内容を参照することで本明細書に組み入れられる）、別の方法が懸濁液のパーセント固体を測定するために用いられてもよい。

ＤＩ水に約２重量％の酢酸（ＨＯＡｃ）を含む溶媒に、インスリンの原液が約１０重量％の（入手したままの状態の）インスリンを含むように調製され、無菌濾過された。懸濁液の固体含量に基づいて、適量の原液が混合された懸濁液に加えられた。そして、得られた微粒子／インスリンは、アンモニア溶液を用いて約３．６のｐＨから約４．５のｐＨまでに調整された。

インスリンを含むＦＤＫＰ微粒子を含有する懸濁液は、例えば、米国特許出願番号１２／９１７，６２３（米国特許出願公開第２０１１／０１０００２８号明細書）に開示されたように（当該開示は、本明細書に関する教示として参照することで本明細書に組み入れられる）、低温粒状体製造機／ペレット製造機に移され、液体窒素中で急速凍結された。凍結したペレットが乾燥粉末を生成するために凍結乾燥された。

Ｂ．大容量のＦＤＫＰ微粒子の形成
ＦＤＫＰの微粒子が、Ａ及び国際公開第２０１／１４４７８９号の記載と同様に、２つの条件セット（表１）下で調製された。

標準のＦＤＫＰ微粒子が表１の条件１に示された標準的な条件を用いて調製された。条件２の例示的な大容量のＦＤＫＰ微粒子は、表１に示された通りのものを用いた製造工程で、２つの注入溶液を用いて条件１と同様に調製された。条件２において、製造工程は、懸濁液を調製するために、等量の約１１．５重量％の酢酸と約２．７５重量％のＦＤＫＰ溶液とを、２２℃の温度で高せん断混合器（Ｄｕａｌ−ｆｅｅｄ ＳＯＮＯＬＡＴＯＲ（商標））に通して、２０００ｐｓｉで０．００１−インチ^２の開口部を介して送り出すステップを含む。ＦＤＫＰ微粒子は溶液から沈殿し、ほぼ等しい質量及び温度の脱イオン水容器内で形成された微粒子が収集される。粒子は、過剰な酸を除去するために洗浄され、乾燥され、粉末の試料がＸ線断層撮影法で解析された。

標準の、及び大容量の粒子がＸ線断層撮影法で特徴づけられた。粒子の３次元表示が各側面で３３ｎｍの体積要素へ離散化される。体積要素は画素に関するピクセルと同様に名付けられボクセルと呼ばれる。各ボクセルの容積は、各体積要素における物質の線吸収係数（ＬＡＣ）に比例する吸収度で表される。水の線吸収係数は、およそ０．１μｍ^−１（３．３×１０^−３／ボクセル）であって、１．４ｇ／ｃｍ^３の密度であるＦＤＫＰ結晶に対して算出された線吸収係数は、１．３μｍ^−１（４３×１０^−３／ボクセル）である。

粒子がＬＡＣ＜１４×１０^−３／ボクセル（ほぼ３３％のＦＤＫＰ固体に相当する）であるすべてのボクセルを最初に除外することによって特定された。残りのすべてのボクセルに続いて、ＬＡＣ≧１４×１０^−３／ボクセルである隣接するボクセルが加えられた。次に、すべての隣接するボクセルが粒子に組み込まれるまで、これらボクセルに隣接するボクセルが順に加えられた。この工程は、次の粒子を規定するために、他のボクセルで繰り返された。

粒子構造が“コア”及び“外殻”から構成される隣接するドメインの集まりとして解釈された。コアは、ボクセル密度（ＬＡＣ）が極大である領域内の隣接するボクセルから成る一方で、外殻は、コア周辺のより低い密度のボクセルである。複数の“コア”及び少なくとも２０００ボクセルを有する粒子のみが解析対象となった。

図１Ａ及び１Ｂは、大容量の粒子（図１Ａ）のＸ線断層撮影法の解析から集められたデータから得られた粒子の数加重径分布のグラフ表現を、標準的な先行技術の方法で得られた粒子（図１Ｂ）と比較して示す。大容量の粒子が６２，７０２ボクセルの標準偏差で６２，３４７ボクセルの数加重平均径を有するのに対し、標準の粒子は１４０，４４４ボクセルの標準偏差で平均１０８，１３５の大きさであって、大容量の粒子のほぼ２倍の大きさであることを、データは示している。

また、粒子がその外膜密度の観点から特徴付けられた。粒子周囲の外膜は完全に粒子を覆う凸状の外殻である。各外膜の固体分画は、粒子の大きさ（粒子を構成するボクセルの体積）を外膜の体積で割ることによって算出された。図２Ａ及び２Ｂは、得られて、この粒子特性の相関に関して解析されたデータを示し、図２Ｂは、標準的な条件である条件１で調製された微粒子の結果を示し、図２Ａは、条件２で調製された微粒子から得られたデータを示す。結果は、標準の粒子よりも大容量の粒子がよりぎっしり詰まっているか、くぼみが少ないことを示す。さらに、測定された大容量の微粒子がＸ線断層撮影法で計測したときの体積において、標準の、従来の微粒子のほぼ２分の１から３分の１小さいことを、データは示す。また、本発明の微粒子は、標準の粒子と比較して、粒子あたりのがほぼ４分の１少ない。

図２Ａ及び２Ｂは、大容量の粒子（図２Ａ）のＸ線断層撮影法の解析から集められたデータから得られた粒子のボクセル加重径分布のグラフ表現を、標準的な先行技術の方法で得られた粒子（図２Ｂ）と比較して示す。データは、分布が数加重、又は質量（ボクセル）加重（図２Ａ及び２Ｂ）のどちらであっても、標準の粒子（図１Ｂ）が大容量の粒子（図１Ａ）より平均で大きいことを示す。

表２、図３Ａ及び３Ｂは、大容量のＦＤＫＰ粒子（図３Ａ）のＸ線断層撮影法の解析から集められたデータから得られたドメインの数加重径分布のグラフ表現を、標準的な先行技術の方法で得られたＦＤＫＰ粒子（図３Ｂ）と比較して示す。図４Ａ及び４Ｂは、大容量のＦＤＫＰ粒子（図４Ａ）のＸ線断層撮影法の解析から集められたデータから得られたドメインの質量（ボクセル）加重径分布のグラフ表現を、標準的な先行技術の方法で得られたＦＤＫＰ粒子（図４Ｂ）と比較して示す。また、図３Ａ及び４Ａで示される代表的なデータは、大容量の粒子がより小さいことを示しており、それは１）大容量の粒子を構成するドメインは標準の粒子におけるそれよりも小さく（図３Ｂ及び４Ｂ）、そして２）、より少ないドメインが大容量の粒子を構成している（表２）ためである。大きさの等しい粒子、例えば直径２μｍの粒子の比較では、大容量の粒子は平均７８０ボクセルの大きさで、ほぼ１５８ドメインを含むのに対し、標準の粒子は平均１０５０ボクセルの大きさで、ほぼ１１２ドメインを含む。

また、ＦＤＫＰ粒子の両方のタイプがその回転半径の観点で特徴付けられた。回転半径、Ｒ_ｇ＝（Ｒ^２ _ｇ）^１／２は、ドメインの物理的な大きさの基準である。粒子のサンプル集団に関して、各ドメインが次の式を用いて計算された。

ここで、（ｘ_ｉ,ｙ_ｉ,ｚ_ｉ）はボクセルｉの中心であって、（ｘ_ｃ,ｙ_ｃ,ｚ_ｃ）はドメインの重心であって、ｃはボクセルのサイズ（３３ｎｍ）である。図５のａ、ｂ及びｃは、大容量の粒子（ａ）及び標準の粒子（ｂ）から得られたデータのグラフ表現である。大容量の粒子のドメインは、平均でより小さく（３７８ｎｍ）、平均３１２ｎｍから４４４ｎｍまでの平均径分布を有し、標準の粒子のそれよりも狭い。標準の粒子におけるドメインは、平均４２６ｎｍの大きさであって、３４０ｎｍから５１２ｎｍまでの平均径分布を有する。これは、核形成と成長との間の平衡が、大容量の粒子において、標準の粒子においてよりも核形成に傾いている状態であることを示す。

実施例２
体積メジアン幾何学直径（ＶＭＧＤ）特性による放出された製剤の幾何学的粒径の解析
乾燥粉末吸入器から放出された乾燥粉末製剤のレーザ回折は、粉末に対する解砕の程度を特徴付けるために用いられる一般的な方法論である。方法論は、産業上標準的なインパクション（ｉｍｐａｃｔｉｏｎ）法で得られる空気力学的な大きさよりもむしろ幾何学的な大きさの基準を示す。通常、放出された粉末の幾何学的な大きさは、メジアン粒子径によって特徴付けられる体積分布、ＶＭＧＤ等である。重要なことには、放出された粒子の幾何学的な大きさは、インパクション法で得られる空気力学的な大きさと比較して、増大した分解能で識別される。より小さなサイズは好ましく、個々の粒子が肺の気管へ輸送される見込みが高まる。このため、吸入器の解砕及び最終的な性能の違いは、回折で解明することがより容易である。これらの実験では、粉末製剤を解砕する吸入システムの有効性を評価するために、実際の患者の深吸気量に近い圧力で、吸入器がレーザ回折で試験された。具体的には、製剤は、活性のあるインスリンを含む成分を有する及び有していない凝集性のジケトピペラジン粉末を含んでいた。条件１で調製されたＦＤＫＰ微粒子は、３Ｕ／ｍｇ及び４Ｕ／ｍｇのインスリン含量（肺輸送のための空気力学的性能を失わないインスリンの最大容量）で担持され、条件２で調製されたＦＤＫＰ微粒子も調製され、試験された。図６に記載されるのは、米国特許出願番号１２／４８４，１２９（米国特許出願公開第２００９／０３０８３９１号明細書）に記載されたような乾燥粉末吸入器を用いて試験された、様々な粉末に関するＶＭＧＤのグラフ表現である。

図６は、３Ｕ／ｍｇ及び４Ｕ／ｍｇ（最大）の標準のＦＤＫＰ微粒子、並びに６Ｕ／ｍｇを含有する大容量のＦＤＫＰ微粒子について、異なるインスリン含量であるバルク粒子に関する幾何学粒子径分布のグラフ表示を示す。図６のデータは、６Ｕ／ｍｇのインスリン含量である微粒子がＶＭＧＤでわずかな上昇を示したが、ＶＭＧＤの増加は、３Ｕ／ｍｇ又は４Ｕ／ｍｇ粒子を上回るほどに肺への輸送性能を変化させなかった。これは、粉末が臨床試験において健常者に投与された表３における証拠である。

データは、条件２で調製された６Ｕ／ｍｇのＦＤＫＰ／インスリン粉末製剤が複数の投与量での細粒量（ＦＰＤ）及び濃度曲線下面積（ＡＵＣ）を評価された場合に、標準の粒子（３Ｕ／ｍｇ及び４Ｕ／ｍｇ）よりも多量のインスリンを効率よく輸送したことを示す。また、大容量の粒子は、活性物質、例えばインスリンをより少量の投与量で、したがって少ない粉末で患者に輸送できる。

データは、条件２で調製された粒子が条件１で調製された粒子よりも溶液からのより高いインスリン吸着能力を示すことを証明している。

特に示されない限り、明細書及び特許請求の範囲で用いられる成分の量、分子量、反応条件及びその他の特性を示すすべての数字は、すべての場合で用語“約”で修正されることが理解されるべきである。したがって、特に否定されない限り、明細書及び添付された特許請求の範囲に記載されている数値パラメータは、本発明によって獲得しようと努められる所望の性質に応じて変化し得る近似値である。少なくとも、特許請求の範囲に対する均等論の適用を制限しようとするものではなく、各数値パラメータは、少なくとも記載された有効数字の数値を考慮して、かつ通常の四捨五入処理を適用することによって解釈されるべきである。本発明の広い範囲を記載している数値範囲及びパラメータが近似値であっても、具体的な実施例に記載された数値は、可能な限り正確に報告される。しかし、あらゆる数値は、各試験測定で見られる標準偏差から必然的にもたらされるいくらかのエラーを本質的に含む。

用語“ａ”及び“ａｎ”及び“ｔｈｅ”及び本発明の記載の文脈で（特に以下の特許請求の範囲の文脈で）用いられる類似の指示対象は、本明細書で特に示されない、又は文脈で明らかに否定されない限り、単数及び複数の両方を対象にすることが理解される。本明細書における値の範囲の列挙は、範囲内に収まるそれぞれ別個の値を個々に意味する簡単な方法として提供することをただ単に目的としている。本明細書で特に示されない限り、まるでそれが別個に本明細書に挙げられたように、個々の値が明細書に組み入れられる。本明細書に記載されたすべての方法は、本明細書で特に示されない、ないしは文脈で明らかに否定されない限り、あらゆる適した順番で行われ得る。本明細書における任意の及びすべての例の使用、又は例示的な言語（例えば、“のような”）は、本発明の理解をより容易にすることをただ単に目的としており、本発明の範囲、さもなければ特許請求の範囲を限定しない。明細書中にない言語は、本発明の実施に必要な主張されない任意の要素を示すものと解釈されるべきである。

特許請求の範囲における用語“又は”の使用は、明確に示されない限り、選択肢のみを意味するために“及び／又は”を意味するために用いられ、あるいは選択肢は相互に排他的であるが、その開示は、選択肢のみと“及び／又は”に関連する定義を支持する。

本明細書に開示される本発明の択一的な要素又は実施の形態の群分けは、限定として解釈されない。群の各要素が参照され、個々に、若しくは群の他の要素又は本明細書に見られる他の要素とのあらゆる組み合わせにおいて主張される。群の１個以上の要素が群に含まれ、又は群から除かれることが、利便性及び／又は特許性のために予期される。任意の包含又は削除があった場合、明細書は、修正されたように群を含むと見なされるので、添付の特許請求の範囲で用いられるマーカッシュ群のすべての記載を満たす。

本発明の好ましい実施の形態が本明細書に記載され、それは本発明を実施するために発明者が知っている最良の形態を含む。もちろん、それら好ましい実施の形態における変更が上記記載を読んだ当業者にとって明らかである。発明者は、当業者が上記変更を必要に応じて行うことを予期し、さらに発明者は、本明細書に記載された具体的なものよりも本発明を実施し得るものにしようと試みる。結果的に、本発明は、すべての変更、及び適用法で許容される限り、本明細書に添付の特許請求の範囲に記載された対象と同等のものを含む。さらに、本明細書で示されない場合、あるいは文脈で明らかに否定されない場合、上記要素のあらゆる組み合わせが、可能なすべてのその改変において本発明に包含される。

本明細書に開示された具体的な実施の形態は、から成る、又はから本質的に成るという用語を用いて、特許請求の範囲においてさらに限定されてもよい。特許請求の範囲で用いられる場合、出願時でも、補正によって追加されても、移行用語“から成る”は、特許請求の範囲で特定されていないあらゆる要素、ステップ、又は成分を除外する。移行用語“から本質的に成る”は、特許請求の範囲を、特定された物質又はステップ及び基本的な及び新しい特性に実質的に影響しないものに限定する。そのように主張された本発明の実施の形態は、本明細書において、本質的に、あるいは明確に記載され、使用可能である。

さらには、本明細書の至るところで特許及び出版された文献が多数参照されている。上記参照及び出版された文献それぞれは、その全体を参照することで、個別に本明細書に組み入れられる。

さらに、本明細書に開示される本発明の実施の形態は、本発明の本質の例示であることが理解される。使用され得る他の変更は本発明の範囲内である。したがって、例としてではあるが限定されることなく、本発明の代替構造が本明細書の教示に従って利用され得る。そのため、本発明は示された及び記載されたようには明確に限定されない。

さらに、本明細書に開示される本発明の実施の形態は、本発明の本質の例示であることが理解される。使用され得る他の変更は本発明の範囲内である。したがって、例としてではあるが限定されることなく、本発明の代替構造が本明細書の教示に従って利用され得る。そのため、本発明は示された及び記載されたようには明確に限定されない。
（付記）
（付記１）
複数のジケトピペラジン微粒子と、薬剤又は活性物質と、を含む組成物であって、各ジケトピペラジン微粒子は、複数の構造ドメインを含み、前記ジケトピペラジン微粒子は、幾何学直径で約０．５μｍから約４μｍである粒子径に対して、Ｘ線断層撮影法で測定して約３３，０００から約２１６，０００ボクセルの質量加重平均粒子径を有する、組成物。
（付記２）
ジケトピペラジン微粒子は、約１４０から約１７０の構造ドメインを含む、付記１に記載の組成物。
（付記３）
ジケトピペラジン微粒子は、約２５０ボクセルから約１，４００ボクセルまでの数加重径の構造ドメインを含む、付記１又は２に記載の組成物。
（付記４）
ジケトピペラジン微粒子は、約５００ボクセルから約２，０００ボクセルまでのボクセル加重径の構造ドメインを含む、付記１乃至３のいずれか一つに記載の組成物。
（付記５）
各ジケトピペラジン微粒子は、３５ｍ ^２ ／ｇを超える比表面積を有する、付記１乃至４のいずれか一つに記載の組成物。
（付記６）
各ジケトピペラジン微粒子は、７０ｍ ^２ ／ｇを超える比表面積を有する、付記１乃至５のいずれか一つに記載の組成物。
（付記７）
複数の構造ドメインは、回転半径で測定して平均約３００ｎｍから約４５０ｎｍの大きさである、付記１乃至６のいずれか一つに記載の組成物。
（付記８）
前記薬剤又は活性物質は、有機小分子、ペプチド若しくはタンパク質、若しくは核酸分子又はその組み合わせである、付記１乃至７のいずれか一つに記載の組成物。
（付記９）
前記ペプチドは、内分泌性ホルモンである、付記８に記載の組成物。
（付記１０）
前記ペプチド又はタンパク質は、インスリン、副甲状腺ホルモン、カルシトニン、グルカゴン、グルカゴン様ペプチド１、オキシントモジュリン、オキシトシン、ＣＣＫ−８、ＰＹＹ３−３６、グレリン、血管作動性腸管ペプチド、ロイプロリド、成長ホルモン、ＲＧＤ（Ａｒｇ−Ｇｌｙ−Ａｓｓｐ）ペプチド、成長ホルモン放出ペプチド、ＤＤＡＶＰ（デスアミノ−Ｃｙｓ−１、Ｄ−ａｒｇ８）バソプレシンペプチド、シクロスポリン、デチレリックス、ソマトスタチン、インターフェロン−α、顆粒球コロニー刺激因子、ＩｇＧ、その類似体又は活性断片である、付記８に記載の組成物。
（付記１１）
有機小分子は、神経伝達物質作動薬、神経伝達物質拮抗薬、鎮痛剤、ワクチン、抗炎症剤、抗癌剤、細胞受容体作動分子、細胞受容体拮抗分子、免疫抑制剤、スタチン又は抗感染症薬である、付記８に記載の組成物。
（付記１２）
前記ジケトピペラジンは、フマリルジケトピペラジン（ビス−３，６−（Ｎ−フマリル−４−アミノブチル）−２，５−ジケト−ジケトピペラジン）又はその塩である、付記１乃至１１のいずれか一つに記載の組成物。
（付記１３）
乾燥粉末の形態である、付記１乃至１２のいずれか一つに記載の組成物。
（付記１４）
乾燥粉末ミリグラムあたり４ユニットを超える量でインスリンをさらに含む、付記１３に記載の組成物。
（付記１５）
インスリンの量が、乾燥粉末ミリグラムあたり６ユニットである、付記１４に記載の組成物。
（付記１６）
乾燥粉末は、乾燥粉末吸入器を用いて１回の吸入で患者に投与するための６０ユニット以上のインスリンを含むインスリン投与量を含有する、付記１５に記載の組成物。
（付記１７）
フマリルジケトピペラジン微粒子を合成する方法であって、等量の約１１重量％から約１２重量％の酢酸を含む第１の溶液と約２．７５重量％のフマリルジケトピペラジン溶液を含む第２の溶液とを送り出し、約１７℃から約２２℃の温度で０．０５重量％の濃度で界面活性剤を高せん断混合器に通すことにより含ませること、及びフマリルジケトピペラジン微粒子を収集すること、を含む、方法。
（付記１８）
前駆体溶液を高せん断混合器に通して送り出すことにより得られる生成物であるフマリルジケトピペラジン微粒子を収集することを含み、前駆体溶液は、約１１重量％から約１２重量％の酢酸を含む第１の溶液と約２．７５重量％のフマリルジケトピペラジンを含む第２の溶液とを含み、前駆体溶液は、約０．０５重量％の濃度で界面活性剤を含む、フマリルジケトピペラジン微粒子を合成する方法。
（付記１９）
前記界面活性剤は、ポリソルベート８０である、付記１７又は１８に記載の方法。
（付記２０）
過剰な酸を除去するために、懸濁液を脱イオン水で洗浄するステップをさらに含む、付記１７乃至１９のいずれか一つに記載の方法。
（付記２１）
活性物質を含む溶液を前記懸濁液に加え、溶液のｐＨをアンモニア水溶液でｐＨ４．５に調整するステップをさらに含む、付記１７乃至１９のいずれか一つに記載の方法。
（付記２２）
付記１乃至１６のいずれか一つに記載の乾燥粉末組成物を、患者による乾燥粉末製剤の吸入によって肺の奥深くまで対象に投与することを含む、インスリンを、それを必要とする患者に輸送する方法。
（付記２３）
複数の構造ドメインを含み、幾何学的な大きさで約０．５μｍから約４μｍである粒子径に対して、Ｘ線断層撮影法で測定して約３３，０００から約２１６，０００ボクセルの質量加重平均粒子径を有する、ジケトピペラジン微粒子。

Claims (23)

1. 複数のジケトピペラジン微粒子と、薬剤又は活性物質と、を含む組成物であって、各ジケトピペラジン微粒子は、複数の構造ドメインを含み、前記ジケトピペラジン微粒子は、幾何学直径で約０．５μｍから約４μｍである粒子径に対して、Ｘ線断層撮影法で測定して約３３，０００から約２１６，０００ボクセルの質量加重平均粒子径を有する、組成物。
2. ジケトピペラジン微粒子は、約１４０から約１７０の構造ドメインを含む、請求項１に記載の組成物。
3. ジケトピペラジン微粒子は、約２５０ボクセルから約１，４００ボクセルまでの数加重径の構造ドメインを含む、請求項１又は２に記載の組成物。
4. ジケトピペラジン微粒子は、約５００ボクセルから約２，０００ボクセルまでのボクセル加重径の構造ドメインを含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の組成物。
5. 各ジケトピペラジン微粒子は、３５ｍ^２／ｇを超える比表面積を有する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の組成物。
6. 各ジケトピペラジン微粒子は、７０ｍ^２／ｇを超える比表面積を有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の組成物。
7. 複数の構造ドメインは、回転半径で測定して平均約３００ｎｍから約４５０ｎｍの大きさである、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の組成物。
8. 前記薬剤又は活性物質は、有機小分子、ペプチド若しくはタンパク質、若しくは核酸分子又はその組み合わせである、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の組成物。
9. 前記ペプチドは、内分泌性ホルモンである、請求項８に記載の組成物。
10. 前記ペプチド又はタンパク質は、インスリン、副甲状腺ホルモン、カルシトニン、グルカゴン、グルカゴン様ペプチド１、オキシントモジュリン、オキシトシン、ＣＣＫ−８、ＰＹＹ３−３６、グレリン、血管作動性腸管ペプチド、ロイプロリド、成長ホルモン、ＲＧＤ（Ａｒｇ−Ｇｌｙ−Ａｓｓｐ）ペプチド、成長ホルモン放出ペプチド、ＤＤＡＶＰ（デスアミノ−Ｃｙｓ−１、Ｄ−ａｒｇ８）バソプレシンペプチド、シクロスポリン、デチレリックス、ソマトスタチン、インターフェロン−α、顆粒球コロニー刺激因子、ＩｇＧ、その類似体又は活性断片である、請求項８に記載の組成物。
11. 有機小分子は、神経伝達物質作動薬、神経伝達物質拮抗薬、鎮痛剤、ワクチン、抗炎症剤、抗癌剤、細胞受容体作動分子、細胞受容体拮抗分子、免疫抑制剤、スタチン又は抗感染症薬である、請求項８に記載の組成物。
12. 前記ジケトピペラジンは、フマリルジケトピペラジン（ビス−３，６−（Ｎ−フマリル−４−アミノブチル）−２，５−ジケト−ジケトピペラジン）又はその塩である、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の組成物。
13. 乾燥粉末の形態である、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の組成物。
14. 乾燥粉末ミリグラムあたり４ユニットを超える量でインスリンをさらに含む、請求項１３に記載の組成物。
15. インスリンの量が、乾燥粉末ミリグラムあたり６ユニットである、請求項１４に記載の組成物。
16. 乾燥粉末は、乾燥粉末吸入器を用いて１回の吸入で患者に投与するための６０ユニット以上のインスリンを含むインスリン投与量を含有する、請求項１５に記載の組成物。
17. フマリルジケトピペラジン微粒子を合成する方法であって、等量の約１１重量％から約１２重量％の酢酸を含む第１の溶液と約２．７５重量％のフマリルジケトピペラジン溶液を含む第２の溶液とを送り出し、約１７℃から約２２℃の温度で０．０５重量％の濃度で界面活性剤を高せん断混合器に通すことにより含ませること、及びフマリルジケトピペラジン微粒子を収集すること、を含む、方法。
18. 前駆体溶液を高せん断混合器に通して送り出すことにより得られる生成物であるフマリルジケトピペラジン微粒子を収集することを含み、前駆体溶液は、約１１重量％から約１２重量％の酢酸を含む第１の溶液と約２．７５重量％のフマリルジケトピペラジンを含む第２の溶液とを含み、前駆体溶液は、約０．０５重量％の濃度で界面活性剤を含む、フマリルジケトピペラジン微粒子を合成する方法。
19. 前記界面活性剤は、ポリソルベート８０である、請求項１７又は１８に記載の方法。
20. 過剰な酸を除去するために、懸濁液を脱イオン水で洗浄するステップをさらに含む、請求項１７乃至１９のいずれか一項に記載の方法。
21. 活性物質を含む溶液を前記懸濁液に加え、溶液のｐＨをアンモニア水溶液でｐＨ４．５に調整するステップをさらに含む、請求項１７乃至１９のいずれか一項に記載の方法。
22. 請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の乾燥粉末組成物を、患者による乾燥粉末製剤の吸入によって肺の奥深くまで対象に投与することを含む、インスリンを、それを必要とする患者に輸送する方法。
23. 複数の構造ドメインを含み、幾何学的な大きさで約０．５μｍから約４μｍである粒子径に対して、Ｘ線断層撮影法で測定して約３３，０００から約２１６，０００ボクセルの質量加重平均粒子径を有する、ジケトピペラジン微粒子。

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