JP2014518264A - 制御された放出システム - Google Patents

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Abstract

本願発明は、静脈内以外に投与され得る制御放出システムに関する。制御放出システムは、ポリマー担体又はポリマーデバイス、例えば、ミセル、ナノ粒子、ミクロスフェア、及び制御放出用の他の種類のポリマーデバイスに封入されたか又はさもなくば取り込まれたか若しくは結合された有効成分に係り、有効成分はポリマー担体又はポリマーデバイスに共有結合される。制御放出システムは疾患を処置するために適切に使用されてもよい。

Description

本発明は、複数の投与経路を介して投与され得る制御放出システムに関する。
背景技術
制御された放出システム及びナノ粒子ポリマー担体（例えば、ミセル）は、薬物の標的化されたデリバリーのための期待の候補物質であると考えられている。標的化デリバリーのためのかかるポリマーデバイスは、疎水性薬物のうち、広範囲の生物活性成分を含有することができる。制御された制御放出システムの製造方法が開示されている、国際公開公報第２０１０／０３３０２２号を参照されたい。これは、有効成分、好ましくは、生物活性成分（例えば、薬物）の制御された放出のためのポリマー担体中の化合物の封入方法を開示する。この方法は、有効成分の制御された放出用システム、特に、制御された薬物デリバリー用システムをもたらす。
本発明を踏まえて、用語「制御された放出」は、徐放、持続及び遅延放出を含む、全ての種類の制御された放出を包含する。特に、本発明は、ポリマー担体又はポリマーデバイス、例えば、ミセル、ナノ粒子、ミクロスフェア、ヒドロゲル、及びその他の種類の制御された放出用のポリマー担体又はデバイスに封入されているか、又は別の方法で取り込まれているか、又は結合している有効成分をもたらす；有効成分は、これらのポリマーデバイス又は担体に結合、特に、共有結合する。
ナノ粒子担体及び制御された放出システムは、しばしば、静脈内投与されるが、利用可能な他の投与経路を有するのが望ましい。リポソーム及びミセルの他の投与経路、例えば、皮下投与、リンパ内投与が用いられてきたが、様々な結果を伴う。例えば、Dhanikula et al. Curr Drug Deliv. 2005 Jan;2(1):35-44, Sakakura, et al. Anti-Cancer Drugs 3 (1992), pp. 233-236, Reddy et al., J. Control Release 105 (2005) 185-198, Cai et al., J Surg Res 147, (2008) 247-252, Maincent, Pharmac Res 9 (1992) vol 12, Nishioka and Yoshino, Adv Drug Deliv Rev 47 (2001) 55-64を参照。
皮下投与の際、ナノ担体は、血流への直接的アクセスを有しない。これらは、注射部位を流れる毛細リンパ管に入るか、又は注射部位に残存する。ナノ粒子は、間質を横切り、毛細リンパ管に入ると、リンパ系を通過し、ここで、リンパ節により捕獲されるか、又は血流に到達し続ける。注射部位に残留するこれらの粒子について、不安定化及び分解が、経時的に生じ、これにより、治療剤の放出が可能になる。不安定な粒子の結果としての早期又はバースト放出を含む注射部位での治療剤のこの放出は、毒性作用を有し、注射部位を害し、患者に炎症及び不快感を引き起こす。生じた小分子（ＭＷ＜１６kDa）は、毛細血管壁中の孔を通ることができ、一方巨大粒子は、リンパ管により運ばれる。小分子、例えば、治療剤の直接的な血流への通過は、しばしば、望ましくない。ナノ粒子中の剤の封入は、しばしば、治療剤の徐放、又は持続放出をもたらすことが意図されていた。治療剤は、血流に直接的に放出されるとき、かかる持続放出は、もう起こり得ない。ナノ粒子はまた、特定の部位に行くよう標的化されているとき、ナノ粒子が注射部位にて分解されるとき、及び治療剤のみが血液中で放出されるとき、標的化作用はもはや存在しない。
Oussoren及びStorm（Adv Drug Del Rev 50 (2001) 143-156）によると、大きさは、皮下投与のリンパ系吸収及びリンパ節取り込みに影響する決定的因子である。一般に、他の因子、例えば、リポソーム表面上での親水性ＰＥＧコーティングの脂質組成、帯電、及び存在は、皮下投与されたリポソームのリンパ系吸収及びリンパ節取り込みに影響を有し得るが、先行技術に示される結果は、非常に様々であり、しばしば、互いに矛盾する。注射用量の約１〜２％が、局所リンパ節により取り込まれることが見出された。小さい（０．１μm）中性リポソームについて、リンパ系吸収の程度は、注射用量の最大７０％のレベルに達することができる。しかしながら、小さな平均サイズを有するリポソーム分散物の注射後でさえ、注射用量のかなりの割合は、注射部位に残留することは、考慮されるべきである。注射の解剖学的部位が、皮下注射後の取り込みに非常に影響することも示された（Oussoren 2001, Adv. Drug Del Rev 50 p143-156）。側腹部への注射後、リポソームは、主に、注射部位（約９５％）に残留する一方、足への注射は、注射用量の約４０％が、注射部位から取り込まれた。リンパ節への取り込みもまた、足又は足蹠の背面（約０．５〜０．８％）での注射についてより、側腹部（０．１％未満）での注射について、有意に低かった。間質組織の圧は、注入部位からのリポソームの取り込みを決定する重要な因子であると考えられている。ラットにおいて、側腹部の疎性組織より、足の間質空間がより少ない。足への注射は、限られた空間に起因して、足の局所間質圧の上昇を誘導し得、これにより、注射されたリポソームの増大した取り込みに寄与する。不運なことに、足は、皮下注射のための注射部位の第一選択ではない。
従って、静脈内以外に投与され得る制御放出システム、例えば、ナノ粒子及びミセルが必要とされている。好ましくは、これらの粒子は、リンパ系により容易に取り込まれ、次に、リンパ節により取り込まれ、そして／又は血流を通過する。好ましくは、ナノ粒子は、投与部位で安定し続け、分解されずに治療剤又は活性剤を放出する。制御放出粒子の取り込み、及び／又は安定性に対して効果を有することなく、異なる活性剤を運び得る制御放出粒子を有することも望まれる。共有結合的に封入された活性剤が、所望の場所又は時間で放出されるように、好ましくは、制御放出粒子は、リンカー、例えば、分解可能なリンカーを含み得る。好ましくは、制御放出粒子は、制御放出粒子の取り込み、及び／又は安定性に対する効果がない異なるリンカーを収容し得る。
国際公開公報第２０１０／０３３０２２号の制御放出システムは、静脈内投与により、全て与えられた。これらの粒子は血液循環における長い循環時間を示し、そして薬物は、生分解可能な結合を介してその粒子に共有結合しているので、治療レベルを含む持続血漿レベルを示す。
驚くべきことに、国際公開公報第２０１０／０３３０２２号の制御放出システムはまた、静脈内以外の経路で投与されたとき、良好な特性を有することが見出された。
発明の概要
本発明は、制御放出システムの生物への投与方法に関し、ここで、投与は静脈内ではない。さらに、本発明は、有効成分を生物に投与するための制御放出システムの使用に関し、ここで、投与は静脈内ではない。加えて、本発明は、疾患の処置のための制御放出システムに関し、ここで、制御放出システムは、静脈内投与されない。制御放出システムは、国際公開公報第２０１０／０３３０２２号に記載のシステムである。
詳細な説明
国際公開公報第２０１０／０３３０２２号において、方法は、制御放出システムを調製するために提供され、ここで、有効成分、例えば、薬物分子は、水性の環境において、ポリマー相、特に、ポリマーリッチな相に非共有結合的に取り込まれ、続いて、３Ｄ−ポリマーネットワークに結合する。
国際公開公報第２０１０／０３３０２２号の制御された放出システムは、静脈内以外の投与に適している。それ故、本発明の態様は、制御放出システムの生物への投与方法に関し、ここで、投与は静脈内ではなく、制御放出システムは、
（ｉ）反応部分を含む有効成分を、有効成分の反応部分と反応可能な少なくとも１個の反応部分を含むポリマー鎖を含む水溶液又は分散液と混合させ（ポリマー鎖は更に、分子内又は分子間で架橋結合可能である）；
（ｉｉ）ポリマーマトリックスの形成と同時に、有効成分が、このポリマーマトリックスに取り込まれ、好ましくは、共有結合的に取り込まれるような条件下で、この混合物を、ポリマーマトリックスを形成する架橋結合に供すること、
により、得られる。
それ故、本出願の別の態様は、有効成分を生物に投与するための制御放出システムの使用に関し、ここで、投与は静脈内ではなく、制御放出システムは、
（ｉ）反応部分を含む有効成分を、有効成分の反応部分と反応可能な、少なくとも１個の反応部分を含むポリマー鎖を含む水溶液又は分散液と混合させ（ポリマー鎖は更に、分子内又は分子間で架橋結合可能である）；
（ｉｉ）ポリマーマトリックスの形成と同時に、有効成分が、このポリマーマトリックスに取り込まれ、好ましくは、共有結合的に取り込まれるような条件下で、この混合物を、ポリマーマトリックスを形成する架橋結合に供すること、
により得られる。
それ故、本出願のなお別の態様は、疾患の処置用制御放出システムに関し、ここで、制御放出システムは、静脈内投与されず、制御放出システムは、
（ｉ）反応部分を含む有効成分を、有効成分の反応部分と反応可能な、少なくとも１個の反応部分を含むポリマー鎖を含む水溶液又は分散液と混合させ（ポリマー鎖は更に、分子内又は分子間で架橋結合可能である）；
（ｉｉ）ポリマーマトリックスの形成と同時に、有効成分が、このポリマーマトリックスに取り込まれ、好ましくは、共有結合的に取り込まれるような条件下で、この混合物を、ポリマーマトリックスを形成する架橋結合に供すること、
により得られる。
それ故、本出願のなお別の態様は、制御放出システムを生物に投与することによる疾患の処置に関し、ここで、制御放出システムは、静脈内投与されず、制御放出システムは、
（ｉ）反応部分を含む有効成分を、有効成分の反応部分と反応可能な、少なくとも１個の反応部分を含むポリマー鎖を含む水溶液又は分散液と混合させ（ポリマー鎖は更に、分子内又は分子間で架橋結合可能である）；
（ｉｉ）ポリマーマトリックスの形成と同時に、有効成分が、このポリマーマトリックスに取り込まれ、好ましくは、共有結合的に取り込まれるような条件下で、この混合物を、ポリマーマトリックスを形成する架橋結合に供すること、
により得られる。
本出願において、有効成分及び活性分子は、互いに交換可能に用いられ、ある種の活性、例えば、治療、予防（例えば、予防接種）、対比、造影、発光、照射を有する剤を意味する。薬物分子は、活性分子を意味し、従って、治療活性ばかりでなく、他の活性も含み得ることは理解されるべきである。
工程（ｉ）において、ポリマー鎖は、好ましくは、水相において、互いに相互作用して、ポリマーサブフェーズを形成する（本明細書において以下を参照）。すなわち、比較的ポリマー鎖リッチなフェーズ、及び比較的ポリマー鎖プアなフェーズが創られる。最善の方法では、有効成分は、ポリマー鎖リッチなフェーズに存在することが優先である。ポリマー鎖リッチなサブフェーズにおける有効成分のサブロケーションは、有効成分とポリマー鎖との間の物理的相互作用に基づいて生じる。
工程（ｉ）において、有効成分は、ポリマー鎖との共有共役物を形成しない。架橋結合の工程（ｉｉ）においてのみ、有効成分とポリマー鎖は、一緒に３Ｄ−ネットワークを形成する。
有効成分は、ポリマー担体又はデバイスを形成するポリマーの架橋結合と同時に、ポリマー担体に共有結合する。国際公開公報第２０１０／０３３０２２号の方法を用いて形成される、架橋結合した有効成分とポリマーの共役物は、非架橋結合ポリマー粒子より高い熱力学的安定性を示す。加えて、封入された薬物分子が、ポリマー担体への共有結合に起因して急速に放出されることを防ぐ。
国際公開公報第２０１０／０３３０２２号の方法は、有効成分、例えば、薬物分子が、前もって単一のポリマー鎖に直接結合することを必要とせず、これにより、用いられるポリマーの当初の特性、例えば、温度感受性特性、及び／又は薬物充填ミセルの形成の容易さを完全に保持する。固定タイプのポリマーの使用、例えば、温度感受性生分解性ブロックコポリマーは、有効成分を充填したデバイスの組成の迅速かつ容易な変更／最適化を可能にする、広く適用可能なプラットホーム技術を提供する。
方法は、架橋結合後にポリマー担体を形成可能であるポリマー鎖と非共有結合的に相互作用する全ての有効成分に適用可能である。水相において、ポリマー鎖（架橋結合工程の前）は、好ましくは、ある種の構造、又は少なくともポリマー鎖リッチなドメインを構築し；有効成分は、これらの構築物に局在する。全ての種類の物理的相互作用が可能である（以下を参照）が、好ましい実施態様において、有効成分は、むしろ疎水性であるか、又は少なくとも非親水性である。
ただ、更なる要件は、有効成分が、ポリマーデバイス又は担体の基盤を形成するポリマー鎖部分と反応可能である（又は反応基で修飾され得る）部分を含有することである。
担体中心、例えば、ミセル中心における有効成分、例えば、薬物分子の共有結合的封入により、有効成分は、体内における架橋結合担体の長期循環から恩恵を受け、結果的に、所望の組織、例えば、腫瘍、感染部、器官、又は関節において上昇した有効成分濃度を導くだろう。
加えて、国際公開公報第２０１０／０３３０２２号の方法により調製される生成物は、これらを凍結乾燥に供することにより、長期の生成物安定性を得てもよい。例えば、国際公開公報第２０１０／０３３０２２号の方法により調製された、有効成分を充填したミセルは、容易に凍結乾燥され、続いて、形態を喪失することなく再懸濁され；乾燥粉末として、長期保存可能なものが得られる。
故に、国際公開公報第２０１０／０３３０２２号の方法により得られる生成物は、水性の環境において、ポリマー担体における活性（薬物）分子の非共有結合的封入を含み、これにより、ポリマー担体のポリマー鎖は、少なくとも１個の反応部分を含有する。この非共有結合的封入に、場合により、なお一般的に、修飾された活性（薬物）分子とポリマー鎖との同時の架橋結合反応が続き、これにより、結びつけられたネットワークを形成する。
得られた有効成分充填ポリマーデバイス、例えば、ミセルは、有効成分の早期放出を提示しないが、長期循環を示す。これは、例えば、所望の組織、例えば、腫瘍、感染部、器官、又は関節において、（非常に）改良された蓄積を生じる。本発明及びその実施態様の方法において用いるための制御放出システムは、増大した安定性を有し、投与部位でより長くインタクトなままであるということを生じることも見出された。
有効成分が、分解可能なリンカーを介して封入されるとき、治療上活性な化合物の一定の放出が保証される。担体からの活性（薬物）分子の制御された放出は、本明細書において以下に説明され、詳述される、生理的条件下、又は局所環境的誘因又は外部刺激による、有効成分（例えば、薬物分子）とポリマー担体との間での（好ましくは、分解可能な）リンカー又は連結基の開裂により、達成される。分解可能なリンカーの適当な例は、国際公開公報第２０１２／０３９６０２号（引用により取り込まれる）において見られ得る。
かかるリンカーは、以下の式
ＨＯＱ−（ＣｎＨ２ｎ）−Ｓ（Ｒ１）（Ｒ２）−（ＣｍＨ２ｍ）−ＣＨ２−Ａ
｛式中、ｎ及びｍは、０〜２０、好ましくは、１〜１０の整数であり、好ましい実施態様において、ｎは、１〜５、より好ましくは、１〜３の整数であり；ｍは、１〜７；より好ましくは、１〜５の整数であり；
式中、Ｒ１及びＲ２は、孤立電子対、酸素部分、例えば＝Ｏ、窒素部分、例えば＝Ｎ−Ｒｘ［式中、Ｒｘは、均一又は不均一な原子群、好ましくは、独立して、直鎖又は分岐のＣ１−Ｃ６アルキル、直鎖又は分岐のＣ１−Ｃ６アルケニル（アルキル若しくはアルケニル基は、１個又は複数のハロゲン基、ヒドロキシル基、アミノ若しくは置換されたアミノ基、カルボン酸基、ニトロ基、又はシアノ基により場合により置換されてもよい）；又は芳香族基、好ましくは、フェニル基（アルキル及びアルケニル基について述べられた１個又は複数の置換基により場合により置換されている）；又はハロゲン基、ヒドロキシル基、アミノ基、又は置換アミノ基（置換基は、１又は２個のＣ１−Ｃ３アルキル基である）、カルボン酸基、ニトロ基、又はシアノ基である］から互いに独立して選択され；
Ａは、共役部分であり；
Ｑは、直接結合、Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝ＮＨ又はＣ＝ＮＲｐ基（式中、Ｒｐは、Ｃ１−Ｃ３アルキルである）であり、この式において、ＨＯ−Ｑ基は、ＨＲ９Ｎ−Ｑ基（式中、Ｒ９は、水素原子又はＣ１−Ｃ３アルキル基のいずれかであり得る）により置換され得る｝により例示される。
以下の好ましいリンカーの式において、ＨＯ−Ｑ基はカルボン酸基であり、共役部分Ａは、重合可能なメタクリレートであり、この部分は後述の実施例においても例示される。
適当な共役基は、式
-ＰＬ−ＲｖＣ＝ＣＲｕＲｗ（式中、−ＰＬ−は、連結基、例えば、−Ｏ−、−ＮＨ−、置換された−Ｎ−であり、置換基は、Ｃ１−Ｃ３アルキル、−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−、−Ｏ−（Ｃ（Ｏ））ｒ−Ｃ６Ｈ２６−（式中、ｒは０又は１である）であり、ｂは、１〜６の整数であり；Ｒｕ、Ｒｖ及びＲｗは、独立して、水素原子又はＣ１−Ｃ３基を表す）の重合可能な部分である。
加えて、カプセル化は、さもなければ、遊離有効成分の投与直後に存在する、毒性の高い有効成分ピークレベルへの組織の暴露を防ぐ。より重要なことに、薬物の正常組織への移動を防ぐことにより、急性毒性作用が弱められ得る。逆に、活性（薬物）分子は、架橋結合ポリマー担体、例えば、架橋結合ミセル中心の形成された３次元ネットワーク中での閉じ込めにより、環境から完全に保護され、これにより、早期分解及び／又はクリアランスを防ぐ。これらの固有の態様は、正しい場所及び時間で、かつ予測される有効な用量で薬物をデリバリーする。
本発明及びその実施態様の制御放出システムは、すなわち、積極的に標的化されたナノ粒子を創るために、標的リガンドとの誘導体であってもよい。標的リガンドは、（放射性）原子、小分子、ペプチド構造から、完全抗体又は類似の巨大構造までの範囲にある全てであり得る。本発明及びその実施態様の制御放出システムの外側への標的分子の共役は、１つの工程、又は複数の工程で行われ、場合により、続く精製により、未結合のリガンドが取り除かれ得る。この精製は、例えば、透析又は膜遠心分離を介して行われ得る。標的リガンドの共役の具体的条件は、リガンドの性質に依存し、当業者の技術の十分範囲内である。標的組織／細胞は、皮下領域又はリンパ節中の局部、例えば、樹状細胞であってもよく、又は全身性、例えば、固形腫瘍又は循環中の癌細胞であってもよい。更に、これらの標的制御放出システムは、治療又は予防的療法の部分、例えば、予防接種であってもよい。標的は、様々な適応症、例えば、腫瘍、心血管疾患、炎症などにおいて用いられ得る。
国際公開公報第２０１０／０３３０２２号の段階的方法は、２つの本質的に連続する工程を含む。
第１の工程において、架橋結合可能なポリマーと有効成分は、水性環境において混合される。好ましくは、これは、場合により、好ましくは、水又は水混和性溶媒、例えば、エタノールの様な低級アルコール、又はテトラヒドロフランである適当な溶媒中の有効成分を、水性ポリマー溶液又は分散液に加えることにより、達成される。存在しているポリマー及び有効成分は、ポリマー及び有効成分が、密接に接触し、好ましい実施態様において、有効成分が、ポリマー鎖と接触することが優先されるように、選択される。言い換えると、第１の工程において、ポリマー鎖と有効成分の間の物理的な非共有結合の相互作用は、ポリマーデバイスの特定の領域中の化合物の選択的局在化を生じる。
第１工程の結果として、有効成分を形成する分子は、溶液中のポリマー鎖中及びポリマー鎖間に非共有結合的に封入される。本明細書及び添付の請求の範囲において、「非共有結合的相互作用」の概念は、共有結合でない任意の相互作用、すなわち、電子対の共有に関与しない原子又は結合間の任意の弱い結合を意味する。非共有結合的相互作用の例は、疎水性、芳香族性、水素結合、静電気、ステレオコンプレックス、及び金属イオンの相互作用である。
国際公開公報第２０１０／０３３０２２号の方法の第２の本質的工程において、非共有結合的に封入された有効成分は、新規に形成している／形成されたポリマーネットワークに共有結合する。すなわち、ポリマー鎖が架橋結合する反応が実行される。このことは、分子内及び分子間の両方で生じることができるが、分子内架橋結合が明らかに好まれ、分子内架橋結合を支持する任意の工程が、本願にて請求されるプロセスの好ましい実施態様である。架橋結合工程と同時に、有効成分の反応部分は、共架橋結合でもあり、ポリマーと有効成分の結びつけられたネットワークが形成される。しばしば、この工程は、開始剤を必要とするが、また物理的環境が架橋結合及び共役物を形成する反応を導き得る。開始剤が必要とされる場合、これらは、有効成分と一緒にポリマー溶液に加えられるが、その前に又はその後に反応系に加えることもできる。
有効成分の適量は、ポリマー＋有効成分の重量に対して０．１〜３０重量％、好ましくは、０．５〜１５重量％、例えば、１〜１０重量％の量である。有効成分の取り込みの程度は、９５〜１００％もの高さであり得るので、同等の量が、形成された３Ｄ−ネットワークに取り込まれ得る。
本発明及び／又はその実施態様の方法において使用するための制御放出粒子は、好ましくは、１００nm未満、好ましくは、３０〜９０nm、より好ましくは、３５〜８５nm、より好ましくは、４５〜８０nm、より好ましくは、５０〜７５nm、なおより好ましくは、５５〜７０nm、最も好ましくは、６０〜６５nmの流体力学的直径を有する。適当な流体力学的直径は、６０〜８０nm、より適当には６２〜７７nm、より適当には６６〜７３nm、最も適当には６８〜７１nmである。粒子の流体力学的直径は、例えば、実施例の部に記載される、動的光散乱により測定され得る。
好ましくは、本発明及び／又はその実施態様の方法において使用するための制御放出粒子は、狭いサイズ分布を示す（すなわち、好ましくは、粒子サイズは均一である）。多分散指標（ＰＤ）は、粒子試料中の分子質量又は大きさの分布の測定値である。本発明の関連で、ＰＤ１は、粒子が完全に不均一である大きさであることを意味するが、０は１００％（均一）を意味する。本発明及び／又はその実施態様の好ましい実施態様において、制御放出粒子は、０．２５未満のＰＤを有する。より好ましくは、本発明の制御放出粒子は、０．２未満、より好ましくは、０．１８未満のＰＤを有する。適当には、本発明の制御放出粒子は、ＰＤ０．００１〜０．２２、より適当には、ＰＤ０．０１〜０．１５、なおより適当には、ＰＤ０．０５〜０．１２、最も適当にはＰＤ０．０７〜０．１を有する。
好ましい実施態様において、本発明及びその実施態様の方法において使用するための制御放出粒子は、中性又は本質的に中性である表面電荷を有する。別の好ましい実施態様において、本発明及びその実施態様の方法において使用するための制御放出粒子は、負又は正である表面電荷を有する。異なるコーティングは、表面電荷、並びに標的リガンドを変化させ得る。当業者は、制御放出粒子の表面電荷の調整方法を知っているであろう。
国際公開公報第２０１０／０３３０２２号の好ましい方法によれば、両親媒性ポリマーは、溶媒中に完全に溶解され得る；
（生物）活性化合物は、溶媒中に存在するか、又は当該ポリマーの溶解後加えられ、（生物）活性化合物は、ポリマー溶液に渡る全体的な分布を形成するだろう；
次に、このシステムは、ある種の環境（例えば、温度、ｐＨ、溶媒）の変化に供され、これにより、ポリマーの少なくとも一部が、ポリマーの他の部分と異なる挙動を表し、クラスタリングが生じる状況を導き；
（生物）活性剤の物理的特性により、これらの剤は、新たに形成されたクラスターポリマー溶液のある種の領域に局在し；
この局在化後、架橋結合が生じ、これらの好ましい領域に（生物）活性化合物を定着させる。
国際公開公報第２０１０／０３３０２２号の方法の好ましい実施態様において、温度感受性ブロックコポリマーが用いられる。例えば、有効成分は、水性の環境で混合され、ここで、また非架橋結合した温度感受性ブロックコポリマーが、その下限臨界溶解温度（ＬＣＳＴ）より低いか、又は臨界ミセル形成温度（ＣＭＴ）より低い温度で存在する。このＬＣＳＴ未満の任意の温度で、システムは溶液中にあり；このＣＭＴ未満の任意の温度で、ミセル形成は生じない。しかしながら、かかるシステムを加熱することにより、粒子又はミセルが形成され、これにより、その疎水性中心において活性な疎水性成分が捕獲される。次に、中心において結びつけられたミセルネットワークを形成する、架橋結合反応はまた、ＬＣＳＴ又はＣＭＴより高い温度でも行われる。この架橋結合反応は、ポリマー溶液の加熱の前、又は非架橋結合粒子又はミセルの形成後、開始剤を加えることにより促進することができる。
国際公開公報第２０１０／０３３０２２号において用いられ得る適当なポリマー鎖は、例えば、温度感受性ブロックコポリマーである。特に、部分的にメタクリル化されたオリゴラクテート単位を有するＰＥＧ−ｂ−ポリ（Ｎ−ヒドロキシアルキルメタクリルアミドオリゴラクテート）に基づくコポリマーが好ましい。種々の他の（メタ）アクリルアミドエステルを用いて、温度感受性ブロック、例えば、エステル、好ましくは、ＨＰＭＡｍ（ヒドロキシプロピルメタクリルアミド）又はＨＥＭＡｍ（ヒドロキシエチルメタクリルアミド）の（オリゴ）ラクテートエステル及びＮ−（メタ）アクリロイルアミノ酸エステルを構築にすることができる。好ましい温度感受性ブロックコポリマーは、メタクリル酸基、例えば、ＨＰＭＡｍ−ラクテートポリマーにより修飾されていてもよい官能基を含有するモノマーからもたらされる。
用いることができる、他の種類の機能的温度感受性（コ）ポリマーは、疎水性に修飾されたポリ（Ｎ−ヒドロキシアルキル）（メタ）アクリルアミド；Ｎ−イソプロピルアクリルアミド（ＮＩＰＡＡｍ）と反応性官能基（例えば、酸性アクリルアミド、及び他の部分、例えば、Ｎ−アクリルオキシスクシンイミド）を含有するモノマーとのコポリマー組成物；又はポリ（アルキル）２−オキサザリンの類似のコポリマー等である。
更に好ましい温度感受性基は、ＮＩＰＡＡｍ及び／又はアルキル−２−オキサキソリンに基づくことができ、このモノマーは、反応性官能基を含有するモノマー、例えば、ヒドロキシル、カルボキシル、アミン、又はスクシンイミド基を含有する、（メタ）アクリルアミド又は（メタ）アクリレートと反応し得る。適当な温度感受性ポリマーは、米国特許第７，４２５，５８１号及び欧州特許公開公報第１７７６４００号に記載されている。
しかしながら、また、必ずしも温度感受性ではなく、架橋結合可能な反応基を含有するか、又は架橋結合可能な反応基で修飾され得る、他の種類の両親媒性ブロックコポリマー又はイオンミセルが用いられ得る。かかる場合において、最新式の方法、例えば、直接溶解、透析、及び溶媒蒸発を用いて、ミセルを形成することができる。
ポリマーリッチな相を水中に順応させ（例えば、疎水性相互作用又はイオン性相互作用による）、かつ反応部分を含有するか、又は反応部分、例えば、ＰＥＧ−ＰＬＡ−メタクリレート（例えば、Kim et al., Polym. Adv. Technol., 10 (1999), 647-654に詳述される）、メタクリル酸ＰＬＡ−ＰＥＧ−ＰＬＡ（例えば、Lee et al. in Macromol. Biosci. 6 (2006) 846-854により記載される）、メタクリル酸ＰＥＧ−ポリカプロラクトン（例えば、Hu et al. in Macromol. Biosci. 9 (2009), 456-463により記載される）を共有結合させるために用いられ得る部分、並びにポリ乳酸、ポリ乳酸グリコール酸、及び／又はポリカプロラクトンに基づく（ブロックコ）ポリマーを含有する他の反応部分を含有する、これらの他の種類のポリマー。
加えて、イオン相互作用のため、ミセルを形成可能なポリマー、例えば、ポリ（エチレンオキシド）−ｂ−ポリ（メタクリル酸コポリマー）と二価の金属カチオンのブロックイオノマー複合体（例えば、Kim et al. in J. Control. Rel. 138 (2009) 197-204により、及びBontha et al. in J. Control. Rel. 114 (2006) 163-174により記載される）、ポリ（エチレングリコール）及びポリ（アミノ酸）のブロックコポリマーに基づくポリイオン複合体（例えば、Lee et al., Angew. Chem 121 (2009) 5413-4516;Nishi yama et al. in Cancer Res. 63 (2003), 8977-8983、又はMiyata et al., J. Control. Rel. 109 (2005) 15-23にて教示される）が用いられ得る。一般的に、適当な溶媒系において異なるサブフェーズを創ることができる全てのポリマーを、かかるサブフェーズに選択的に局在することができる（生物）活性剤と一緒に、用いることができる。
ポリマーに封入されるべき有効成分が、薬物分子、ペプチド／タンパク質、造影剤、遺伝物質、又はこれらの化合物の組み合わせを含むが、これらに限定されない。好ましくは、これらの有効成分は、これらが、上述のポリマーのポリマー鎖と物理的な非共有結合方法で相互作用するような性質であるべきである。好ましい実施態様において、温度感受性ポリマーを用いるとき、国際公開公報第２０１０／０３３０２２号の方法は、疎水性化合物のカプセル化に特に有用である。１より高いｌｏｇＰ、好ましくは、２より高いｌｏｇＰを有する有効成分を用いて、良好な結果が得られる。ｌｏｇＰの定義について、Chemical Reviews 1971, volume 71, number 6を参照のこと。
ポリマー鎖及び有効成分は、これらが、末端の２重結合（例えば、ビニル基、（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルアミド）、及び不飽和化合物（例えば、炭素−炭素の２重結合を含有する直鎖）を含むが、これらに限定されない、反応性及び／又は重合可能な部分、及び特に、フリーラジカルの重合可能な部分を含有するか、又はこれらを含有するように、修飾され得る。フリーラジカル開始のみが、反応基から形成される結合を導くような、有効成分が選択されるか、又は修飾されることは言うまでもない。これは、有効成分が、意図される最終用途適用において所望の効果を維持することを保証する。
用いられるポリマーは、好ましくは、有効成分の反応基と架橋結合及び反応することができる十分に多数の反応性置換基を含有し得る。適当な結果は、例えば、ポリマーのモノマー単位の１０〜１５％が、反応性置換基を有するとき、得られるが、モノマー単位の最大１００％が、反応性置換基で誘導され得る。
有効成分の放出速度は、異なる種類のリンカーを用いて、反応部分を有効成分に結合させることにより、容易に制御することができる。適当な種類の周知の分解可能なリンカー分子は、エステル、カーボネート、カルバメート、スクシネート又はオルトエステル、ケタール、アセタール、ヒドラゾン、及び酵素で分解可能なリンカー（例えば、ペプチド）、又はこれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。加えて、全種類の周知の刺激感受性リンカー、例えば、光−／温度−／超音波−感受性、及び他のリンカーも用いられ得る。生物活性成分を修飾するとき、放出の際、本来の分子のみが放出され、誘導体は放出されず、その治療活性を保証する様に共役の種類に注意を払う。生分解性連結を用いることにより、本来の有効成分、例えば、薬物分子は、特定の制御された放出プロファイルに従い放出され、続いて、その活性、特に、治療作用を発揮する。
国際公開公報第２０１０／０３３０２２号の方法により得られた生成物は、制御された放出のための、封入されたか又はさもなくば取り込まれた有効成分を含む、ポリマー担体、例えば、ミセル、ナノ粒子、ミクロスフェア、ヒドロゲル、及び他の種類のポリマー担体又はデバイス、例えば、封入された有効成分でコーティングされたデバイスである。制御放出システム又は制御放出粒子は、封入された有効成分でコーティングされた、ミセル、リポソーム、ナノ粒子、ミクロスフェア、ヒドロゲル、及び他の種類のポリマー担体又はデバイスからなる群より選択され得るシステム又は粒子を含み得る。本発明及び／又はその実施態様の制御放出システム又は制御放出粒子の好ましい実施態様において、制御放出粒子は、ミセル及びナノ粒子、好ましくは、ナノ粒子の群から選択される。
上述の通り、国際公開公報第２０１０／０３３０２２号の方法の第２の本質的工程において、架橋結合及び共役が達成される。それに加えて、ＫＰＳ（過硫酸カリウム）／ＴＥＭＥＤ、光開始剤、温度感受性開始剤、レドックス開始剤、及び開環メタセシス重合のための金属配位子を含むが、これらに限定されない、幾つかの種類の、重合により誘導される架橋結合用の（フリーラジカル）開始剤を使用することができる。また、リビングフリーラジカル重合技術（例えば、原子移動ラジカル重合（ＡＴＲＰ）及び可逆的付加開裂連鎖移動重合（ＲＡＦＴ））も用いられ得る。封入された有効成分の最終適用に依存して、開始剤の残基は、洗浄を繰り返すことにより、又は他の既知の技術により取り除かれ得る。
例えば、国際公開公報第２０１０／０３３０２２号の方法の特定の実施態様の形成が記載される。この実施態様において、部分的にメタクリル化されたオリゴラクテート単位を有するＰＥＧ−ｂ−ポリ（Ｎ−ヒドロキシアルキルメタクリルアミドオリゴラクテート）に基づくコポリマーから開始する。疎水性（薬物）分子は、分解可能なリンカー、例えば、カルバメートエステルを介して薬物分子に結合している重合可能な部分を用いて誘導体化される。続いて、当該温度感受性ブロックコポリマーの水溶液は、水混和性有機溶媒（好ましくは、低い沸点を有するもの、例えば、エタノール又はテトラヒドロフラン）中の（若干）疎水性の薬物分子の少量の濃縮溶液（典型的には、容量比１０：１）と、ポリマーのＣＭＴ未満の温度（すなわち、ミセル形成を可能にしない）で混合される。次に、開始剤溶液（ＫＰＳ−ＴＥＭＥＤ）が加えられ、直後に、臨界ミセル形成温度（ＣＭＴ）より上になるまで迅速に加熱される。これにより、単分散ポリマーミセル（大きさ約７０nm）の形成（ここで、（薬物）化合物は、疎水性中心中、疎水性相互作用を介して共有結合的に局在化されない）が生じる。ミセル形成後、窒素雰囲気が作られる。これにより、開始剤ラジカルは、メタクリル酸ポリマーと反応部分を有する重合可能な薬物化合物の重合を誘導する。この架橋結合プロセスは、結び付けられたネットワークの形成を生じ、ミセルの大きさ又は均一性に影響することなく、薬物をミセル中心内部に共有結合で固定する。
従って、（薬物）分子は、架橋結合ミセルに共有結合的に封入される。この実施態様におけるミセルは、未修飾のオリゴラクテート単位の（部分的）加水分解後の水和により、生理的環境において膨張し、その後、薬物が分解可能なリンカーの開裂の際に放出される。この開裂はまた、局所環境的誘因又は外部刺激の結果でもあり得る。
国際公開公報第２０１０／０３３０２２号の方法は、ミセルを形成することができるポリマーの使用に限定されない。これはまた、ポリマーナノ粒子、ミクロスフェア、ヒドロゲル、又はコーティング中の（薬物）分子の非共有結合封入及びそれに続く共有架橋結合を可能にする。（薬物）化合物を含有するこれらのデバイスの適用に関して、国際公開公報第２０１０／０３３０２２号は、以下の非限定的実施態様を包含する：
（ａ）インビボによる投与、例えば、経口適用、血流への注射、又は器官若しくは腫瘍への直接注射の際、架橋結合ミセル中に封入された活性な（薬物）分子の制御された放出；
（ｂ）局部投与の際、架橋結合ポリマーミクロスフェア又はヒドロゲル中に封入された活性な（薬物）分子及び／又はタンパク質の制御された放出；及び
（ｃ）例えば、温度感受性ポリマーの相転移温度より上を維持する医療デバイス上への氷冷ポリマー水溶液及び薬物溶液（有機溶媒中）の２重噴霧により、封入された薬物分子でのデバイスのコーティングの際、活性（薬物）分子の制御された放出。続く架橋結合及び溶媒の蒸発後、架橋結合コーティングが形成される。
好ましい実施態様において、本発明及びその実施態様の方法において用いられるための制御放出システムは、０．１〜０．３g/cm3、好ましくは、０．１５〜０．２g/cm3である表面密度を有する。加えて、本発明及びその実施態様の方法において使用するための制御放出システムは、制御放出システムの表面上のポリマー鎖、例えば、ＰＥＧ鎖を含み得る。１個のＰＥＧ鎖当たり制御放出粒子殻の表面面積（Ｓ／Ｎａｇｇ）は、好ましくは、５〜２５nm2である。流体力学的半径（Ｒｈ）に基づき測定された制御放出システム粒子の殻の表面面積（Ｓ）は、制御放出粒子（Ｎａｇｇ）の凝集数により割る。好ましくは、Ｓ／Ｎａｇｇは、７〜２０nm2、より好ましくは、９〜１５nm2、最も好ましくは、１０〜１３nm2である。１個のＰＥＧ鎖当たりの狭表面面積（すなわち、より高いグラフト密度）は、制御放出粒子が、他のミセルシステム、例えば、ＰＥＧ−ＰＬＡコポリマーと比較したとき、コンパクトな構造を有することを示す。
制御放出粒子の表面上のポリマー鎖、例えば、ＰＥＧ鎖間の距離は、血漿タンパク質の吸着に影響する。例えば、６．２から５．１nmへのポリスチレン表面上ＰＥＧ鎖間距離の減少が、アポリポタンパク質の吸着を最大９０％大々的に低減することが報告された。距離ｄは、ｘ（４Ｓ）／dを介して計算することができる。好ましくは、本発明及びその実施態様の方法において使用するための制御放出システムは、制御放出粒子の表面上の隣接したポリマー鎖間の距離、２〜１０nm、好ましくは、２．５〜８nm、より好ましくは、３〜６nm、より好ましくは、３．２〜４．５nm、最も好ましくは、３．５〜４nmを有する。適当には、制御放出粒子は、その表面上にＰＥＧ鎖を含む。好ましくは、制御放出システムの表面上のポリマー間の距離は、血清タンパク質の吸着がほぼ回避されるように、小さい。適当には、制御放出粒子は、３〜４nm、より適当には３．２〜３．８nm、より適当には３．４〜３．６nmの隣接したポリマー鎖、例えば、ＰＥＧ間距離を有する。
本発明及びその実施態様の制御放出システムの表面は、好ましくは、親水性である。本発明及びその実施態様の制御放出システムの表面はまた、疎水性であってもよい。表面の親水性／疎水性は、制御放出粒子の表面上に存在するポリマー鎖に依存し、それ故、望ましく調整され得る。適当には、制御放出粒子の表面は、ＰＥＧ鎖を含み、親水性である。他の適当な表面分子は、制御放出システムの親水性又は疎水性に影響し得る標的リガンドである。
本発明及び／又はその実施態様による好ましい実施態様である制御放出システムは、経腸又は腸内投与、経皮又は経粘膜経路、非経口投与、直腸、舌下（舌の下）及び唇の下又は口腔、（頬と歯茎／歯肉の間）、経口、硬膜外（epidural）（同義語：硬膜外（peridural））（硬膜外空間への注射又は注入）、脳内（大脳内へ）、脳室内（脳室内へ）、皮膚上（皮膚上への適用）、局所、皮内（皮膚自体内へ）、皮下（皮膚の下）、経鼻投与（鼻を介して）、耳内（耳の中）、筋肉内（筋肉内へ）、心腔内（心臓内へ）、肺、関節内、皮内、骨内注入（骨髄内へ）、くも膜下腔内（脊柱管内へ）、腹腔内（腹膜への注入又は注射、また腹膜透析）、膀胱内（膀胱内への注入）、硝子体腔内（眼を介して）、陰茎内（ペニスの付け根内へ）、膣内（膣内へ）、子宮内（子宮内へ）、及び羊膜外投与、子宮内膜と胎膜の間からなる群より選択される経路を介して投与される。
好ましい投与経路は、皮下、筋肉内（筋肉中への）、腹腔内（腹膜への注入又は注射、また腹膜透析）、硝子体腔内（眼を介して）、硬膜外（epidural）（同義語：硬膜外（peridural））、くも膜下腔内（脊柱管内へ）、脳内（大脳へ、脳室内（脳室内へ）、心腔内（心臓内へ）、関節内、骨内注入（骨髄内へ）、陰茎内（ペニスの付け根内へ）、皮内（皮膚自体内へ）、耳内（耳の中）、膀胱内（注入が膀胱内へである）、膣内（膣内へ）、子宮内（子宮内へ）、羊膜外投与、子宮内膜と胎膜の間、直腸、肺、経鼻投与（鼻を介して）、舌下（舌の下）及び唇の下又は口腔（頬と歯茎／歯肉の間）、経皮又は経粘膜経路、皮膚上、局所からなる群より選択される。
本発明及びその実施態様によるより好ましい投与経路は、皮下、筋肉内（筋肉中への）、腹腔内（腹膜への注入又は注射、また腹膜透析）、硝子体腔内（眼を介して）、硬膜外（epidural）（同義語：硬膜外（peridural））、くも膜下腔内（脊柱管内へ）、脳内（大脳へ）、脳室内（脳室内へ）、心腔内（心臓内へ）、関節内、骨内注入（骨髄内へ）、陰茎内（ペニスの付け根内へ）、皮内、（皮膚自体内へ）、耳内（耳の中）、膀胱内（注入が膀胱内へである）、膣内（膣内へ）、子宮内（子宮内へ）、羊膜外投与、子宮内膜と胎膜の間、直腸からなる群より選択される。
本発明及びその実施態様によるさらにより好ましい投与経路は、皮下、筋肉内（筋肉中への）、腹腔内（腹膜への注入又は注射、また腹膜透析）、硝子体腔内（眼を介して）、硬膜外（epidural）（同義語：硬膜外（peridural））、くも膜下腔内（脊柱管内へ）、脳内（大脳へ）、脳室内（脳室内へ）、心腔内（心臓内へ）、関節内、骨内注入（骨髄内へ）、陰茎内（ペニスの付け根内へ）、皮内（皮膚自体内へ）、耳内（耳の中）からなる群より選択される。
本発明及びその実施態様によるより好ましい投与経路は、皮下、筋肉内（筋肉中への）、腹腔内（腹膜への注入又は注射、また腹膜透析）、硝子体腔内（眼を介して）、硬膜外（epidural）（同義語：硬膜外（peridural））、くも膜下腔内（脊柱管内へ）、脳内（大脳へ）、脳室内（脳室内へ）、心腔内（心臓内へ）、関節内からなる群より選択される。
本発明及びその実施態様によるなおより好ましい投与経路は、皮下、筋肉内（筋肉中への）、腹腔内（腹膜への注入又は注射、また腹膜透析）、硝子体腔内（眼を介して）、硬膜外（epidural）（同義語：硬膜外（peridural））、くも膜下腔内（脊柱管内へ）からなる群より選択される。
本発明及びその実施態様によるさらにより好ましい投与経路は、皮下、筋肉内（筋肉中への）、腹腔内（腹膜への注入又は注射、また腹膜透析）からなる群より選択される。
好ましい投与経路は、皮下、腹腔内、口腔、鼻、肺、関節内、硬膜外、経口、局所、皮内、筋肉内、リンパ管内、硝子体腔内である。皮下注射の例は、膝上、腹部、耳内、腕内、手内へである。好ましくは、皮下注射は、注射を皮膚の下に容易に行うことができるように、皮膚が少々ゆるんでいる領域内である。患者にとって、ゆるんだ皮膚が存在する領域において、皮下に注射することがより快適である。加えて、注射部位は、好ましくは、特にヒトが自分自身で注射するとき（例えば、糖尿病患者又は他の慢性患者）、容易に到達できるものである。制御放出粒子が、ゆるんだ皮膚での注射部位から増強した取り込みを有することを本発明が示したことに注目すべきである。これは、先行技術と対照的であり、足蹠又は足の背部（皮膚はしまっている）への注射は、かなりの取り込みを示すだけであるが、一方、ゆるんだ皮膚を有する側腹部への注射は、ほぼ全ての注射用量が、注射部位に残存することを示す。従って、本発明は、患者にとってより快適である部位での皮下注射を可能にする。
本発明及び／又はその実施態様による好ましい実施態様において、制御された放出システムは、疾患の処置のために用いられる。任意の種類の疾患が、本発明の制御された放出システムを用いて処置され得る。本発明の制御された放出システムは、癌、感染、眼科的疾患、ウイルス感染、細菌感染、真菌感染、マイコプラズマ感染、寄生虫感染、炎症、皮膚病、心血管疾患、中枢神経系の疾患、自己免疫疾患、増殖性疾患、関節炎、精神病、乾癬、糖尿病、代謝異常、肺病(Lung diseases)、呼吸器系疾患、肺疾患(pulmonary diseases)、ＣＯＰＤ、筋骨格系の疾患、肺気腫、浮腫、ホルモン病からなる群より選択される疾患を含むが、これらに限定されない、疾患の処置に適している。本発明の制御された放出システムはまた、麻酔薬のデリバリー、及び／又は予防接種において治療又は予防のいずれかで用いられるのに適している。
より具体的には、本発明及び／又はその実施態様の制御された放出システムは、脊椎損傷、心臓発作、虚血、関節炎、真菌感染、術後疼痛、疼痛、非小細胞性肺癌（又は小細胞性肺癌、膀胱癌、非ホジキンリンパ腫、一般的消化器癌、結腸直腸、頭部及び頸部癌、乳癌、一般的な固形癌）、急性リンパ性及び急性骨髄性白血病、乳癌、脳腫瘍、一般的な白血病、肝臓癌、膵臓癌、結腸直腸癌、子宮頸癌、一般的なリンパ腫、卵巣癌、扁平上皮癌、一般的な肺癌、膵臓癌、膀胱癌、腎臓癌、肝臓癌、小細胞性肺癌、胃癌、ホジキンリンパ腫、非小細胞性肺癌、食道癌、副腎癌、メラノーマ、骨髄異形成症候群、ヘアリー細胞白血病、一般的な皮膚癌、膀胱癌、頭部及び頸部癌、非小細胞性肺癌、食道癌、卵巣癌、メラノーマ、平滑筋肉腫、胆道癌、乳癌、前立腺、全身性エリテマトーデス、中皮腫、及び／又は一般的な肉腫からなる群より選択される疾患を含むが、これらに限定されない、疾患の処置に適している。
更に、本発明及び／又はその実施態様の制御放出システムは、眼に対する疾患、感染性疾患、炎症性疾患、癌、心血管疾患、中枢神経系由来の疾患、自己免疫疾患、及び／又は他の疾患、例えば、尿崩症、多尿症、多渇症、術後疼痛、及び／又は脊椎損傷からなる群より選択される疾患を含むが、これらに限定されない疾患の処置に適している。
感染性疾患は、グラム陰性菌感染を含む細菌感染、皮膚の感染、及び／又は真菌感染を含む群から選択され得る。
炎症性疾患は、関節リウマチ、Ｉ型糖尿病、ＩＩ型糖尿病、虫垂炎、滑液包炎、大腸炎、膀胱炎、皮膚炎、髄膜炎、静脈炎、鼻炎、腱炎、へんとう炎、及び／又は脈管炎を含む群から選択され得る。
癌は、ホルモン感受性前立腺癌、ホルモン感受性乳癌、非小細胞性肺癌、小細胞性肺癌、膀胱癌、非ホジキンリンパ腫、一般的消化器癌、結腸直腸癌、頭部及び頸部癌、乳癌、急性リンパ性白血病、急性骨髄性白血病、乳癌、脳腫瘍、白血病、肝臓癌、精巣癌、小細胞性肺癌腫、卵巣癌、子宮頸癌、扁平上皮癌、膵臓癌、腎臓癌、胃癌、ホジキンリンパ腫、食道癌、副腎癌、メラノーマ、骨髄異形成症候群、ヘアリー細胞白血病、皮膚癌、平滑筋肉腫、前立腺癌、全身性エリテマトーデス、中皮腫、及び／又は肉腫を含む群から選択され得る。
眼に対する疾患は、黄斑変性症、急性術後眼内炎、黄斑浮腫、及び／又は白内障を含む群より選択され得る。
心血管疾患は、血管狭窄、冠動脈心疾患、虚血性心疾患、冠動脈疾患、心筋症、高血圧性心疾患、心不全、肺性心、不整脈、炎症性心疾患、心内膜炎、炎症性心肥大、心筋炎、心臓弁膜症、脳卒中、及び脳血管疾患、末梢動脈疾患、高血圧、及び／又はアテローム性動脈硬化症を含む群から選択され得る。
中枢神経系由来の疾患は、脳炎、灰白髄炎、神経変性疾患、例えば、アルツハイマー病、筋萎縮性側索硬化症、自己免疫及び炎症性疾患、例えば、多発性硬化症、又は急性散在性脳脊髄炎、及び遺伝性障害、例えば、クラッベ病、ハンチントン病、及び／又は副腎白質ジストロフィーを含む群から選択され得る。
自己免疫疾患は、急性散在性脳脊髄炎（ＡＤＥＭ）、アジソン病、無ガンマグロブリン血症、円形脱毛症、筋萎縮性側索硬化症、強直性脊椎炎、抗リン脂質症候群、抗合成酵素症候群、アトピー性アレルギー、アトピー性皮膚炎、自己免疫性再生不良性貧血、自己免疫性心筋症、自己免疫性腸疾患、自己免疫性溶血性貧血、自己免疫性肝炎、自己免疫性内耳疾患、自己免疫性リンパ増殖症候群、自己免疫性末梢神経障害、自己免疫性膵炎、自己免疫性多内分泌腺症候群、自己免疫性プロゲステロン皮膚炎、自己免疫性血小板減少性紫斑病、自己免疫性蕁麻疹、自己免疫性ブドウ膜炎、バロー病／バロー同心円性硬化症、ベーチェット病、ベルジェ病、ビッカースタッフ型脳炎、ブラウ症候群、水疱性類天疱瘡、癌、キャッスルマン病、セリアック病、シャーガス病、慢性炎症性脱髄性多発ニューロパチー、慢性再発性多巣性骨髄炎、慢性閉塞性肺疾患、チャーグ・ストラウス症候群、瘢痕性類天疱瘡、コーガン症候群、寒冷凝集素症、補体成分２欠乏症、接触性皮膚炎、頭部動脈炎、ＣＲＥＳＴ症候群、クローン病、クッシング症候群、皮膚白血球破砕性血管炎、デゴス病、ダーカム病、ヘルペス状皮膚炎、皮膚筋炎、１型糖尿病、汎発性皮膚全身性硬化症、ドレスラー症候群、薬物誘導性ループス、円板状エリテマトーデス、湿疹、子宮内膜症、腱付着部炎付随関節炎、好酸球性筋膜炎、好酸球性胃腸炎、後天性表皮水疱症、結節性紅斑、胎児赤芽球症、本態性混合型クリオグロブリン血症、エヴァンス症候群、進行性骨化性線維異形成症、線維性肺胞炎（又は特発性肺線維症）、胃炎、胃腸性類天疱瘡、巨細胞性動脈炎、糸球体腎炎、グッドパスチャー症候群、グレーブス病、ギラン・バレー症候群（ＧＢＳ）、橋本脳症、橋本甲状腺炎、ヘノッホ・シェーンライン紫斑病、妊娠性類天疱瘡としても知られている妊娠性疱疹、化膿性汗腺炎、ヒューズ・ストーヴィン症候群、低ガンマグロブリン血症、特発性炎症性脱髄疾患、特発性肺線維症、特発性血小板減少性紫斑病（自己免疫性血小板減少性紫斑病を参照）、ＩｇＡネフロパシー、封入体筋炎、慢性炎症性脱髄性多発ニューロパチー、間質性膀胱炎、若年性関節リウマチとしても知られている若年性特発性関節炎、川崎病、ランバート・イートン筋無力症候群、白血球破壊性血管炎、扁平苔癬、硬化性苔癬、線状ＩｇＡ病（ＬＡＤ）、ルー・ゲーリック病（また筋萎縮性側索硬化症）、自己免疫性肝炎としても知られているルポイド肝炎、エリテマトーデス、マジード症候群、メニエール病、顕微鏡的多発血管炎、ミラー・フィッシャー症候群、ギラン・バレー症候群、混合型結合組織疾患、モルフェア、急性痘瘡状苔癬状粃糠疹としても知られているムッハ・ハーベルマン病、多発性硬化症、重症筋無力症、筋炎、ナルコレプシー［４６］［４７］、視神経脊髄炎（またデビック病）、神経性筋強直症、眼部瘢痕性類天疱瘡、眼球クローヌス・ミオクローヌス症候群、オード甲状腺炎、回帰性リウマチ、ＰＡＮＤＡＳ（連鎖球菌に付随する小児自己免疫神経精神病学的障害）、傍腫瘍性小脳変性症、発作性夜間血色素尿症（ＰＮＨ）、ペイリーロンベルグ病、パーソネージ・ターナー症候群、毛様体扁平部炎、尋常性天疱瘡、悪性貧血、静脈周囲脳脊髄炎、ＰＯＥＭＳ症候群、結節性多発性動脈炎、リウマチ性多発筋痛症、多発性筋炎、原発性胆汁性肝硬変、原発性硬化性胆管炎、進行性炎症性神経障害、乾癬、乾癬性関節炎、壊疽性膿皮症、赤芽球癆、ラスムッセン脳炎、レイノー現象、再発性多発性軟骨炎、ライター症候群、下肢静止不能症候群、後腹膜線維症、関節リウマチ、リウマチ熱、サルコイドーシス、統合失調症、ＡＰＳの別の形態であるシュミット症候群、シュニッツラー症候群、強膜炎、強皮症、血清病、シェーグレン症候群、脊椎関節症、スチル病、若年性関節リウマチ、全身硬直症候群、亜急性細菌性心内膜炎（ＳＢＥ）、スザック症候群、スイート症候群、シデナム舞踏病、ＰＡＮＤＡＳ、交感性眼炎、全身性エリテマトーデス、エリテマトーデス、高安動脈炎、側頭動脈炎（また「巨細胞性動脈炎」としても知られている）、血小板減少症、トロサ・ハント症候群、横断性脊髄炎、潰瘍性大腸炎（２種の特発性炎症性腸疾患「ＩＢＤ」のうちの１つ）、混合型結合組織疾患とは異なる未分化結合組織疾患、未分化脊椎関節症、蕁麻疹様血管炎、血管炎、白斑、及び／又はウェゲナー肉芽腫症を含む群から選択され得る。
他の疾患は、尿崩症、多尿症、及び／又は多渇症、そう痒、術後疼痛、及び／又は対麻痺を含む脊椎損傷を含む群から選択され得る。
硝子体腔内投与に適した実施態様は、黄斑変性症、急性術後眼内炎、黄斑浮腫、及び／又は白内障を含む。
皮下投与に適当な実施態様は、関節炎及び関節リウマチ、Ｉ型糖尿病及びＩＩ型糖尿病、ホルモン感受性前立腺癌及びホルモン感受性乳癌を含む前立腺癌及び乳癌、血管狭窄を含む心血管疾患、脳炎、灰白髄炎、アルツハイマー病、筋萎縮性側索硬化症、多発性硬化症、急性散在性脳脊髄炎、クラッベ病疾患、ハンチントン病を含む、中枢神経系由来の疾患、他の疾患、例えば、尿崩症、多尿症、及び／又は多渇症を含む。
硬膜外投与に適当な実施態様は、対麻痺、及び／又は術後疼痛を含む。
本発明の内容について、生物は、多細胞性生物であり、好ましくは、循環器系、例えば、血液系を含み、かつ／又は好ましくは、消化管を含み、かつ／又は好ましくは、運動性である。本発明について、動物は、用語生物に含まれる。好ましい実施態様において、生物は、好ましくは、脊椎動物、及び／又は哺乳動物であり、最も好ましくは、哺乳動物又はヒトである。
ここで、本発明を、以下の非限定的実施例により説明する。
実施例
実施例１：
パクリタキセルを、メタクリレート単位で分解可能なエステル誘導体リンカーを介して修飾した。修飾したパクリタキセルを、部分的にメタクリル化したオリゴラクテート単位（ＣＭＴ約１０℃）を有するＰＥＧ−ｂ−ポリ（Ｎ−２−ヒドロキシプロピルメタクリルアミドオリゴラクテート）に基づく特定の実施態様により物理的に封入し、続いて、架橋結合したミセル中心に共有結合的に結合した。詳細については、後述、及び国際公開公報第２０１０／０３３０２２号を参照。
研究のセットアップ：
健康なマウス（約８週齢−２３ｇ）に皮下又は腹腔内（ｉ．ｐ．）注射をし、２、４及び２１時間後にパクリタキセルの血液濃度（遊離及び総量）を測定する。最終の時間ポイントで、動物を屠殺し、パクリタキセル濃度（遊離及び総量）を測定する。別の実験において、動物に皮下又は腹腔内注射をし、３、８及び２４時間後に血液レベルを測定し、並びに以下に示す組織中の遊離及び総パクリタキセルを測定する。
実施例２：分解可能なリンカーを有する制御放出システム
デキサメタゾン及びパクリタキセルを、モデル薬物化合物として用いた。これらの疎水性薬物分子を、当該リンカーで誘導体化し、これにより、生分解可能なプロドラッグを形成した：
この合成スキームにおいて、Ｒは、一又は二酸化硫黄；すなわち、リンカーＬ１（Ｓ）、Ｌ２（ＳＯ）、又はＬ３（ＳＯ２）である。国際公開公報第２０１２／０３９６０２号も参照。
２−（２−（２−（（８Ｓ，９Ｒ，１０Ｓ，１１Ｓ，１６Ｒ，１７Ｒ）−９−フルオロ−１１，１７−ジヒドロキシ−１０，１３，１６−トリメチル−３−オキソ−６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７−ドデカヒドロ−３Ｈ−シクロペンタ［α］フェナントレン−１７−イル）−２−オキソエトキシ）−２−オキソエチルチオ）エチルメタクリレート（ＤＭＳＬ１）：４（０，２５ｇ、１．２mmol、１．０５当量）、及び４−（ジメチルアミノ）−ピリジン（ＤＭＡＰ）（０．０７７ｇ、０．６３mmol、０．５当量）を、乾燥ＣＨ２Ｃｌ２（２０mL）に、窒素下で溶解した。反応混合物を氷上で冷却し、次に、Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）（０．２９ｇ、１．４mmol、１．１当量）を、混合物に、乾燥ＴＨＦ（２０mL）に溶解したＤＭＳ（０．５ｇ、１．３mmol、１当量）と一緒に加えた。反応物を室温になるまでそのままにし、一晩撹拌後、反応の完了をＴＬＣ（ＥｔＯＡｃ／Ｈｅｘ、３：２（v/v）、Ｒｆ：０．７６）により確かめた。溶媒の大部分を蒸発させ、残りの混合物を、１５cmシリカゲルカラム（ＥｔＯＡｃ／Ｈｅｘ、３：２（ｖ／ｖ）、Ｒｆ：０．４４）にて精製した。ＤＭＳＬ１０．５ｇ（収率７０％）を、白色のフワフワの固形物として得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ）：δ（ｐｐｍ）７．２６（ｄ，１Ｈ），６．２２（ｄ，１Ｈ），６．０２（ｓ，１Ｈ），５．９８（ｓ，１Ｈ＊），５．６８（ｓ，１Ｈ＊），５．３９（ｓ，１Ｈ），５．１９（ｓ，１Ｈ），５．１８（ｄ，１Ｈ），４．８２（ｄ，１Ｈ），４．２７（ｔ，２Ｈ＊），３．５１（ｓ，２Ｈ＊），２．９１（ｔ，２Ｈ＊），１．８７（ｓ，３Ｈ＊），１．４６（ｓ，３Ｈ），０．８６（ｓ，３Ｈ），０．７８（ｄ，３Ｈ）；１３Ｃ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ）：δ（ｐｐｍ）２０．５４（ＣＨ３），２１．６６（ＣＨ３），２３．４２（ＣＨ３＊），２８．４４（ＣＨ３），３２．７３（ＣＨ２），３５．６１（ＣＨ２＊），３５．７（ＣＨ２），３７．３５（ＣＨ２），３８．０２（ＣＨ２＊），３９．１９（ＣＨ），４０．８７（ＣＨ２），４１．０９（ＣＨ），４８．７３（ＣＨ），５３．４２（ＣＨ２），６８．５５（ＣＨ２＊），７４．１１（ＣＨ），７５．６８（Ｃ），７６．１６（Ｃ），９５．９３（ＣＨ２），１０５．５４（ＣＨ），１０７．８５（Ｃ），１２９．５２（Ｃ），１３１．４３（ＣＨ２＊），１３４．４１（ＣＨ），１４１．１４（Ｃ＊），１５８．１５（ＣＨ），１７１．７７（Ｃ＊），１７２．４６（ＣＨ），１７４．９３（Ｃ＊），１９０．６８（Ｃ）；ＥＳＩ−ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋、計算値＝５７９．６９ｄ、測定値＝５７８．８５ｄ。［２Ｍ＋Ｈ］＋，計算値＝１１５８．３８ｄ、測定値＝１１５７．２５ｄ
２−（２−（２−（（８Ｓ，９Ｒ，１０Ｓ，１１Ｓ，１６Ｒ，１７Ｒ）−９−フルオロ−１１，１７−ジヒドロキシ−１０，１３，１６−トリメチル−３−オキソ−６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７−ドデカヒドロ−３Ｈ−シクロペンタ［α］フェナントレン−１７−イル）−２−オキソエトキシ）−２−オキソエチルスルフィニル）エチルメタクリレートメタクリレート（ＤＭＳＬ２）：５（０．５４ｇ、２．４mmol、１．０５当量）を、乾燥ＴＨＦ（５mL）中に溶解し、ＤＭＡＰ（０．１４ｇ、１．２mmol、０．５当量）を溶液に窒素下で加えた。氷上で冷却後、乾燥ＴＨＦ（２５mL）中のデキサメタゾン溶液（０．９１ｇ、２．３mmol、１当量）及びＤＣＣ（０．５２５ｇ、２．５mmol、１．１当量）を混合物に加えた。反応混合物を室温までゆっくり温め、一晩、室温で撹拌した。反応の完了を、ＴＬＣ（ＥｔＯＡｃ／Ｈｅｘ、２０：１（ｖ／ｖ）、Ｒｆ：０．２４）により確かめた。溶媒の大部分を蒸発させ、残りの溶液を、２０cmシリカゲルカラム（ＥｔＯＡｃ／Ｈｅｘ、２０：１（v/v））にて精製した。ＤＭＳＬ２ １ｇ（収率７３％）を、黄色のフワフワの固形物として得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ）：δ（ｐｐｍ）７．２９（ｄ，１Ｈ），６．２２（ｄ，１Ｈ），６．０５（ｓ，１Ｈ），５．９９（ｓ，１Ｈ＊），５．７１（ｓ，１Ｈ＊），５．４０（ｄ，１Ｈ），５．１９（ｓ，ＯＨ），５．１８（ｄ，１Ｈ），４．８８（ｄ，１Ｈ），４．５（ｔ，２Ｈ＊），４．１８（ｓ，１Ｈ），４．１５（ｄ，１Ｈ＊），４．００（ｄ，１Ｈ＊），２．８６（ｓ，１Ｈ），１．８８（ｓ，３Ｈ＊），１．４７（ｓ，３Ｈ），０．８７（ｓ，３Ｈ），０．７８（ｄ，３Ｈ）；１３Ｃ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ）：δ（ｐｐｍ）２０．５１（ＣＨ３），２１．６２（ＣＨ３），２３．３２（ＣＨ３＊），２８．３４（ＣＨ３），３２．６９（ＣＨ２），３５．６８（ＣＨ２＊），３５．８４（ＣＨ２），３７．３２（ＣＨ２），３９．８０（ＣＨ），４１．０７（ＣＨ），４８．７２（ＣＨ），５３．６６（ＣＨ２），５５．５３（ＣＨ２＊），６１．６７（ＣＨ２＊），６２．７２（ＣＨ２＊），７４．１１（ＣＨ），７５．６６（Ｃ），７６．１４（Ｃ），９５．９２（ＣＨ２），１０５．５４（ＣＨ），１０７．８５（Ｃ），１２９．５３（Ｃ），１３１．７８（ＣＨ＊），１３４．４２（ＣＨ），１４０．９４（Ｃ＊），１５８．１７（ＣＨ），１７０．９８（Ｃ＊），１７１．６０（ＣＨ＊），１７２．４８（Ｃ），１９０．７１（Ｃ）；ＥＳＩ−ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋、計算値＝５９５．６９ｄ、測定値＝５９５．１０ｄ。［２Ｍ＋Ｈ］＋、計算値＝１１９０．３８ｄ、測定値＝１１８９．６５ｄ
２−（２−（２−（（８Ｓ，９Ｒ，１０Ｓ，１１Ｓ，１６Ｒ，１７Ｒ）−９−フルオロ−１１，１７−ジヒドロキシ−１０，１３，１６−トリメチル−３−オキソ−６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７−ドデカヒドロ−３Ｈ−シクロペンタ［α］フェナントレン−１７−イル）−２−オキソエトキシ）−２−オキソエチルスルホニル）エチルメタクリレート（ＤＭＳＬ３）：８（６７mg、０．２８mmol、１．０５当量）を、乾燥ＤＣＭ（１０mL）中に溶解し、ＤＭＡＰ（０．０１７ｇ、０．１４mmol、０．５当量）を、反応混合物に窒素下で加えた。デキサメタゾン（０．１１ｇ、０．２７mmol、１当量）を、乾燥ＴＨＦ（１０mL）中に溶解した。混合物を氷上で冷却後、ＤＣＣ（０．２１ｇ、０．４６mmol、１．１当量）を、混合物にデキサメタゾンと一緒に加えた。反応物を、一晩、室温で撹拌し、完了を、ＴＬＣ（ＥｔＯＡｃ／Ｈｅｘ、７：３（v/v）、Ｒｆ：０．４７）により確かめた。溶媒の大部分を蒸発させ、残りの溶液を、２０cmシリカゲルカラム（ＥｔＯＡｃ／Ｈｅｘ、７：３（v/v））にて精製した。ＤＭＳＬ３ ０．１ｇ（収率６０％）を、白色の固形物として得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ）：δ（ｐｐｍ）７．２９（ｄ，１Ｈ），６．２２（ｄ，１Ｈ），６．０５（ｓ，１Ｈ），５．９９（ｓ，１Ｈ＊），５．７１（ｓ，１Ｈ＊），５．４０（ｄ，１Ｈ），５．１９（ｓ，ＯＨ），５．１８（ｄ，１Ｈ），４．８８（ｄ，１Ｈ），４．５９（ｓ，２Ｈ＊），４．５１（ｔ，２Ｈ＊），３．７８（ｔ，２Ｈ＊），１．８７（ｓ，３Ｈ＊），１．４７（ｓ，３Ｈ），０．８７（ｓ，３Ｈ），０．７７（ｄ，３Ｈ）；１３Ｃ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ）：δ（ｐｐｍ）（ＣＨ３），（ＣＨ３），１５．７９（ＣＨ３），１６．９３（ＣＨ３），１８．５５（ＣＨ２），２３．６３（ＣＨ２），２５．１６（ＣＨ２），２７．９８（ＣＨ２），３０．９６（ＣＨ），３２．５９（ＣＨ），３４．０４（ＣＨ），３６．３６（ＣＨ２），４４．００（ＣＨ２），４８．７５（ＣＨ２），５２．７７（ＣＨ２），５８．２４（ＣＨ），７０．０９（Ｃ），７１．４０（Ｃ），９１．１８（ＣＨ２），（ＣＨ），１２４．８０（Ｃ），１２７．２５（Ｃ），１２９．６９（ＣＨ），１３６．０５（ＣＨ），１５３．４２（Ｃ），１６３．２３（ＣＨ），１６６．７４（Ｃ），１６７．７３（ＣＨ），１８５．９６（Ｃ），２０４．６６（Ｃ）；ＥＳＩ−ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋、計算値＝６１１．６９ｄ、測定値＝６１１．０５ｄ。［２Ｍ＋Ｈ］＋、計算値＝１２２２．３８ｄ、測定値＝１２２１．２０ｄ
対応するパクリタキセルベース化合物であるＰＴＸＬ１、ＰＴＸＬ２、ＰＴＸＬ３を、同様に調製した。
実施例３：ポリマー合成
Rijcken et al., in Biomacromolecules, 2005. 6(4): p.2343-2351、及びBiomaterials, 2007. 28(36): p. 5581-5593により記載の通り、用いるブロックコポリマーを調製した。ポリマーは、親水性モノメトキシ−ＰＥＧ（Ｍｎ５０００g/mol）ブロック、及びＮ−２−ヒドロキシプロピルメタクリルアミド（ＨＰＭＡｍ）のモノラクテート（３６％）及びジラクテート（６４％）のいずれかを含む温度感受性ブロックを含有していた。続いて、参考文献Biomaterialsに既に記載される通り、ラクテート側鎖の分画（１０〜１５％）を、メタクリル酸無水物との反応の際にメタクリル化した。ブロックコポリマーの分子量、及び臨界ミセル温度は、全ての場合で、それぞれ、〜２５kDa、及び８〜１２℃であった。
実施例４−薬物充填ミセルの調製
一般的用語、及び典型的な実験において、ブロックコポリマーは、部分的メタクリル化したオリゴラクテート単位（温度感受性ポリマー）を有するＰＥＧ−ｂ−ポリ（Ｎ−ヒドロキシアルキルメタクリルアミドオリゴラクテート）に基づくものであった。より具体的には、２種類のポリマー骨格を用いた：２−ヒドロキシプロピル−メタクリルアミド（ＨＰＭＡｍ）。温度感受性ブロックコポリマーの水溶液を、上述のプロドラッグの１つの濃溶液少量と、水混和性有機溶媒（好ましくは、低い沸点を有するもの、例えば、エタノール又はテトラヒドロフラン）中、ミセル形成を可能にしない温度で、混合した（典型的には、容量比１０：１）。次に、開始剤溶液（ＫＰＳ−ＴＥＭＥＤ、フリーラジカルを生成する能力があり、また他のフリーラジカル開始剤を用いることもできる）を加え、直後に、臨界ミセル形成温度（ＣＭＴ）より高くなるまで急激に加熱した。これにより、単分散ポリマーミセル（ここで、プロドラッグを、疎水性中心に疎水性相互作用を介して非共有結合的に局在化した）の形成を得た。ミセル形成後、窒素雰囲気を作成した。これにより、開始剤ラジカルは、メタクリル化ポリマーと重合可能なプロドラッグ化合物の重合を誘導した。このいわゆる架橋結合プロセスにより、結び付けられたネットワークの形成を生じ、プロドラッグを、架橋結合ミセル中心（ＣＣＬ ＰＭ）内に共有結合で固定した。
ＨＰＭＡｍに基づくポリマーを用いて、ＤＭＳ及びＤＭＳ−リンカー充填ミセルを調製した（１４％メタクリル化）。ポリマーの氷冷酢酸アンモニウムバッファー（ｐＨ５）溶液（８．３容量、一晩、４℃で溶解）を、ＫＰＳ（０．４５容量）及びＴＥＭＥＤ（０．２５容量）と混合した。エタノール（１容量）中のＤＭＳ（プロドラッグ）を加え、続いて、５０℃まで、１分間、勢い良く撹拌しながら、急激に加熱した。ポリマー、ＫＰＳ、ＴＥＭＥＤ、及び薬物の終濃度は、それぞれ、２０、１．３５、３、及び２mg/mLであった。続いて、各ミセルを構成するポリマーを、上で引用したBiomaterialsのRijcken等の記事において記載される通り、Ｎ２雰囲気下、１時間、室温で架橋結合させた。ＫＰＳ及びＴＥＭＥＤ濃度を最適化して、早期重合によりミセル形態に影響することなく、完全なメタクリレート変換（Stenekes and Hennink in Polymer, 2000, 41(15), 5563-5569により記載される通り）を確かにした。同様に、ＰＴＸ及びＰＴＸ−リンカー充填ミセルを調製した。
ＤＭＳ−Ｐ充填リポソームを、既に記載（Banciu et al. J. Contr. Release, 2008, 127(2), 131-136; Schiffelers et al., Neoplasia, 2005, 7(2), 118-127）の通り、調製した。簡単に言うと、それぞれモル比１．８５：１．０：０．１５の適量のジパルミトイルホスファチジルコリン（Lipoid GmbH、Ludwigshafen、Germany）、コレステロール（Sigma、St.Louis、USA）、及びポリエチレングリコール２０００−ジステアロイルホスファチジルエタノールアミン（Lipoid GmbH）を、エタノール中に、丸底フラスコにおいて溶解した。回転蒸発により、脂質フィルムを作成した。フィルムを１００mg/mL ＤＭＳ−Ｐ溶液で水和した。最終孔サイズ５０nmを有するポリカーボネートメンブレン（Nuclepore, Pleasanton, USA）を通す多押出し工程により、リポソームサイズを小さくした。リポソームの平均粒子サイズを、動的光散乱により測定した。Slide-A-Lyzerカセットにおける透析（分子量カットオフ１０kDa、４℃、バッファーを繰り返し交換）により、未封入のＤＭＳ−Ｐを取り除いた。抽出後の水相を、既に記載（［８］）の通り高速液体クロマトグラフィーによってグルココルチコイドリン酸塩含有量を決定するために用い、約５mg/mL ＤＭＳ−Ｐを含有していた。
実施例５−粒子の特徴付け
サイズ及びサイズ分布
動的光散乱（ＤＬＳ）を用いて、粒子の流体力学的直径（ＺＡｖｅ）及びその多分散性（ＰＤ）を決定した。デバイスは、He-Ne JDS Uniphaseレーザー（ｌ 1/4 ６３２．８nm、出力２２mW）、光ファイバーベースの検出器、デジタルＬＶ／ＬＳＥ−５００３相関器、及び温度調節器（Julabo Waterbath）を有するMalvern CGS-3マルチアングル角度計（Malvern Ltd.、Malvern、UK）から構成されていた。時間相関関数を、Malvernにより供給のALV-60.0ソフトウエアV.3.Xを用いて、分析した。粒子溶液（１〜２mg/mL）の分散を、角度９０°、２５℃で、光学的品質の８mLホウケイ酸セルにて測定した。多分散性（ＰＤ）０は、完全に均一な混合物であり、多分散性１は、完全に不均一な混合物である。
ゼータ電位測定は、電荷により誘導される粒子の移動度に基づく。測定原理に内在するものであるが、中性粒子は低シグナルを生じ、それ故、ＺＰを確実に割り当てることはできない（故に、高いゼータ偏差）。−１０〜１０mVの全値を０と見なすことができる。これらの測定において、全ＺＰ値は−１〜＋１mVの間であり、従って、中性であると考えた。
表面電荷−ゼータ電位
表面密度
１個のＰＥＧ鎖当たり利用可能な粒子殻の表面面積（Ｓ／Ｎａｇｇ）を、非架橋結合ＰＥＧ５０００−ｂ−ｐ（（８０％ＨＥＭＡｍＬａｃ２）−（２０％ＨＥＭＡｍＬａｃ４））、及びＰＥＧ５０００−ｂ−ｐ（ＨＰＭＡｍＬａｃ２）ミセルについて、計算した。それに加えて、Ｓ（流体力学的半径（Ｒｈ）に基づき計算するミセルの殻の表面面積）を、Ｎａｇｇ（ミセルの凝集数）で割った。ＰＥＧ５０００−ｂ−ｐ（（８０％ＨＥＭＡｍＬａｃ２）−（２０％ＨＥＭＡｍＬａｃ４））ミセルについて、Ｆｍｉｃ及びＳ／Ｎａｇｇは、それぞれ、０．１６７g/cm3及び１０．２nm2であった。ＰＥＧ５０００−ｂ−ｐ（ＨＰＭＡｍＬａｃ２）（Ｍｎは１１９００である）ミセルは、Ｆｍｉｃ０．１６g/cm3及びＳ／Ｎａｇｇ１２．７nmを有する同等な結果を生じた。１個のＰＥＧ鎖当たりの小さな表面面積（すなわち、より高いグラフト密度）は、ミセルが、他のミセルシステム、例えば、ＰＥＧ−ＰＬＡコポリマーと比較したとき、コンパクトな構造を有することを示す。
ナノ粒子の表面上のＰＥＧ鎖間の距離（ｄ）は、血漿タンパク質の吸着を回避するのに重要である。例えば、６．２から５．１nmへのポリスチレンの表面上のＰＥＧ鎖間の距離の短縮が、アポリポタンパク質の吸着を最大９０％まで大々的に低減することが報告されている。距離ｄは、ｘ（４Ｓ）／dを介して計算することができる。ＰＥＧ５０００−ｂ−ｐ（（８０％ＨＥＭＡｍＬａｃ２）−（２０％ＨＥＭＡｍＬａｃ４））ミセルについて、隣接したＰＥＧ鎖間の距離は、恐らく血清タンパク質の吸着を防ぐであろう、３．６nmであると計算した。
表面親水性
全ナノ粒子の表面を、より親水性であると知られているＰＥＧ５０００鎖で修飾し、血清化合物との相互作用を防止する。
実施例６−制御放出システムの皮下及び腹腔内投与
ＨＰＭＡｍ ＮＰ（CriPec）中のＰＴＸＬ１を、１kg当たりパクリタキセル２５mg当量を、健康なオスのＣ５７Ｂｌ／６Ｊマウスに投与した。場所は、側腹部に繋がる上部大腿骨の場所の疎性組織での皮下注射であり、腹腔内注射は腹部空間であった。注射部位が、動物にとって、Oussoren等（Adv Drug Del Rev 50 (2001) 143-156）で行われた足への注射より快適であるように、皮下注射部位を選択した。
群は６匹のマウスからなり、血液試料採取を、２〜２４時間（２−４−２１、及び３−８−２４）で行った。動物を、それぞれ２１時間、及び２４時間後に屠殺し、主要な組織を取り出した。次に、遊離及び総パクリタキセルレベルを、血漿及び組織において決定した。
血漿中の遊離パクリタキセルの分析
血漿１容量を、０．５Ｍ酢酸アンモニウムバッファー（ｐＨ５）１容量で希釈した。次に、遊離パクリタキセルを、アセトニトリル（最終％＝６６%v/v）４容量を用いて抽出した。
血漿中の総（放出及び封入）パクリタキセルの分析
血漿１容量を、０．０５％アジドを添加した０．５Ｍリン酸バッファー（ｐＨ７．４）１容量で希釈し、封入パクリタキセルが、定量的に放出されるまで、６０℃でインキュベーションする。次に、放出されたパクリタキセルを、アセトニトリル（最終％＝６６%v/v）４容量を用いて、抽出する。
組織中の遊離パクリタキセルの分析
組織アリコートに、０．５Ｍ酢酸アンモニウムバッファー（ｐＨ５）１容量を加え、組織を、Bertinホモジェナイザーを用いて、３×２０秒間、５０００RPMでホモジェナイゼーションする。ホモジェネートを、数秒間、５．０００RPMで遠心した。次に、遊離パクリタキセルを、アセトニトリル２容量を用いて抽出する。
血漿中の総（放出及び封入）パクリタキセルの分析
組織アリコートに、０．０５％アジドを添加した０．５Ｍリン酸バッファー（ｐＨ７．４）１容量を加える。組織を、Bertinホモジェナイザーを用いて、３×２０秒間、５０００RPMでホモジェナイゼーションする。ホモジェネートを、数秒間、５．０００RPMで遠心し、次に、封入されたパクリタキセルが定量的に放出されるまで、６０℃でインキュベーションする。次に、フリーパクリタキセルを、アセトニトリル２容量を用いて抽出する。
ＵＰＬＣ方法：
血漿及び組織抽出物のための勾配
成分の保持時間
CriPec（商標）デキサメタゾンの分析
血漿中の遊離デキサメタゾンの分析
血漿１容量を、０．５Ｍ酢酸アンモニウムバッファー（ｐＨ５）１容量で希釈する。次に、遊離デキサメタゾンを、アセトニトリル（最終％v/v＝６６％）４容量を用いて抽出し、試料を、１０分間、１０，０００RPMで遠心する。分析前に、上清を水で１：１希釈する（最終％アセトニトリル＝３３%v/v）。
血漿中の総（放出及び封入）デキサメタゾンの分析
血漿１容量をアセトニトリル２容量と、１０秒間のボルテックスにより混合する。２分間、１０，０００RPMで遠心分離後、上清を回収し、０．５Ｍリン酸バッファー（ｐＨ１２）６容量を加える。試料を、封入デキサメタゾンが定量的に放出され、直接分析されるまで、３７℃でインキュベーションする。
ＵＰＬＣ：ＵＰＬＣ−４
ＵＰＬＣ設定
提案：ＵＰＬＣ勾配
図１は、血漿中の遊離及び総量（従って、遊離及び粒子に結合したもの）パクリタキセルレベルの両方を示す。これは、パクリタキセル粒子が、全身循環により、ほぼインタクトで吸収されることを示す。
注射用量の少なくとも２５％が、２８時間後に取り込まれることを見出した。これは、Oussoren（Adv Drug Del Rev 50 (2001) 143-156）により示されたものより、顕著に多い取り込みである。この実験に用いた注射部位が、上部大腿骨と側腹部をつなぐ疎性組織中であることに注目すべきである。Oussorenにおいて、注射用量の９５％より多くが、注射部位にとどまり、一方本明細書において示す本発明のシステムにおいて、７５％未満が注射部位にとどまった。このことは、先行技術と比較して、注射用量の取り込みの大規模な増強であった。
１匹のマウスにおいて、リンパへの取り込みを測定した。リンパ節中１０８ng/mgを取り込み、これは、注射用量の１６%/g組織に対応する（ｔ＝０分で、身体の１００％同等の分布と仮定）。
図２は、腹腔内注射後の遊離パクリタキセル及び総パクリタキセルの血漿中のパクリタキセルレベルを示す。腹腔内を介して、パクリタキセル粒子も、全身循環により、ほぼインタクトで吸収されることを示す。さらに、腹腔内注射後の血中への取り込みはほぼ１００％である。
皮下と静脈内の比較
設定
ＨＰＭＡｍ ＮＰ（CriPec）中のＰＴＸＬ１を、１kg当たりパクリタキセル２５mg当量で、健康なオスのＣ５７Ｂｌ／６Ｊマウスに投与した。場所は、上部大腿骨の側腹部への接合部での皮下注射であった。１群当たり３匹のマウスの７群を、各注射部位に割りあてた（１注射経路当たり計２１匹のマウス）。７群を、１〜１４日間で屠殺した。各マウスから、３種の血液試料（初期、中期、後期の時間ポイント）を採取した。屠殺の際、主要な組織を取り出した。次に、遊離及び総パクリタキセルレベルを、上述の通り決定した。
結果
ＰＴＸＬ１ ＨＰＭＡｍ ＮＰ（CriPec）は、皮下注射の際に血流中に取り込まれ、血流を通って、少なくとも９６時間循環した。その後、濃度は、検出レベル未満であった。図３は、静脈投与及び皮下投与の際の血漿中の総パクリタキセルを示す。
皮下注射の生物学的利用率を、皮下注射の曲線下面積を静脈注射（同用量）のＡＵＣで割ることにより、決定した：
ＡＵＣ皮下／ＡＵＣ静脈内×１００＝４３４８／１２７２３＝CriPecパクリタキセル（ＰＴＸＬ１）について３４％
デキサメタゾンの皮下投与
設定
ＤＭＳＬ１（CriPec）デキサメタゾンの静脈内投与及び皮下投与の際の薬物動態的プロファイルを、健康なマウスに対する遊離及びリポソームＤＭＳに対して決定した。加えて、投薬量約１５mg/kg（範囲１３．８〜２０mg/kg）を、ＨＰＭＡｍ ＮＰ中のＤＭＳＬ１、ＤＭＳＬ２及びＤＭＳＬ３、又は遊離デキサメタゾン又はリポソームデキサメタゾンとして、健康なオスのＣ５７Ｂｌ／６Ｊマウスに投与した。血液試料を、１〜９６時間で採取した。各マウスから、３種（早期、中期、後期の時間ポイント）の血液試料を採取した。各時間ポイントで、３匹のマウスを試料採取した。各生成物を、３群（つまり、９匹のマウス）で評価した。屠殺の際、主要な組織を取り出した。次に、遊離及び総パクリタキセルレベルを、上述の通り血漿及び組織において決定した。
図４は、静脈内注射及び皮下注射の際、血漿中のリンカーＬ１に結合したデキサメタゾンを有する総制御放出粒子の取り込みを示す。
ＡＵＣ総ＤＭＳＬ１ ＮＰ皮下／ＡＵＣ総ＤＭＳＬ１ ＮＰ静脈内＝１５２２／５８９９×１００％＝２５．８％（容量〜２０mg/kg）
図５は、静脈内注射及び皮下注射の際、血漿中のリンカーＬ２に結合したデキサメタゾンを有する総制御放出粒子の取り込みを示す。
ＡＵＣ総ＤＭＳＬ２ ＮＰ皮下／ＡＵＣ総ＤＭＳ２ ＮＰ静脈内＝８１４／４３４４×１００％＝１８．７％（容量〜１５mg/kg）
図６は、静脈内注射及び皮下注射の際、血漿中のリンカーＬ３に結合したデキサメタゾンを有する総制御放出粒子の取り込みを示す。
ＡＵＣ総ＤＭＳＬ３ ＮＰ皮下／ＡＵＣ総ＤＭＳＬ３ ＮＰ静脈内＝５４６／２６９７×１００％＝２０％（容量〜１５mg/kg）
概して、この研究は、デキサメタゾン制御放出粒子が、パクリタキセル制御放出粒子と同程度の取り込みであることを示す。用いた異なる種類のリンカーは、２０〜２５％の再現可能な取り込みを生じた。
皮下及び腹腔内投与の際、本発明の制御放出システムを用いて、粒子がインタクトのままであることが示された。これは、整数粒子として取り込まれ、実質的かつ再現可能な取り込みを示す。取り込みは、封入薬物の種類、及び用いたリンカーに依存しないことも示した。局所毒性は見出されなかった。

Claims (24)

  1. 生物に制御放出システムを投与する方法であって、投与が静脈内ではなく、制御放出システムが、
    （ｉ）反応部分を含む有効成分を、有効成分の反応部分と反応可能な、少なくとも１個の反応部分を含むポリマー鎖を含む水溶液又は分散液と混合させ（ポリマー鎖は更に、分子内又は分子間で架橋結合可能である）；
    （ｉｉ）ポリマーマトリックスの形成と同時に、有効成分が、このポリマーマトリックスに取り込まれ、好ましくは、共有結合的に取り込まれるような条件下で、この混合物を、ポリマーマトリックスを形成する架橋結合に供すること、
    により得られる、方法。
  2. 生物に有効成分を投与するための制御放出システムの使用であって、投与が静脈内ではなく、制御放出システムが、
    （ｉ）反応部分を含む有効成分を、有効成分の反応部分と反応可能な、少なくとも１個の反応部分を含むポリマー鎖を含む水溶液又は分散液と混合させ（ポリマー鎖は更に、分子内又は分子間で架橋結合可能である）；
    （ｉｉ）ポリマーマトリックスの形成と同時に、有効成分が、このポリマーマトリックスに取り込まれ、好ましくは、共有結合的に取り込まれるような条件下で、この混合物を、ポリマーマトリックスを形成する架橋結合に供すること、
    により得られる使用。
  3. 疾患の処置用制御放出システムであって、制御放出システムは、静脈内投与されず、制御放出システムは、
    （ｉ）反応部分を含む有効成分を、有効成分の反応部分と反応可能な、少なくとも１個の反応部分を含むポリマー鎖を含む水溶液又は分散液と混合させ（ポリマー鎖は更に、分子内又は分子間で架橋結合可能である）；
    （ｉｉ）ポリマーマトリックスの形成と同時に、有効成分が、このポリマーマトリックスに取り込まれ、好ましくは、共有結合的に取り込まれるような条件下で、この混合物を、ポリマーマトリックスを形成する架橋結合に供すること、
    により得られる、システム。
  4. 工程（ｉ）のポリマー鎖が、ポリマー鎖−リッチフェーズを連続する水相に形成する、請求項１〜３のいずれか記載の方法、使用、又は制御放出システム。
  5. 有効成分が、水相に比べて、ポリマー相中により高い濃度で存在し、好ましくは、ポリマー相に本質的に存在する、請求項１〜４のいずれか記載の方法、使用、又は制御放出システム。
  6. ポリマー鎖が、温度感受性ポリマー鎖である、請求項１〜５のいずれか記載の方法、使用、又は制御放出システム。
  7. 有効成分が、水性の環境で混合され、非架橋結合ポリマー鎖が、開始時、下限臨界溶解温度（ＬＣＳＴ）未満の温度で存在し、その後、工程（ｉｉ）がＬＣＳＴより高い温度で行われるか；又は臨界ミセル形成温度（ＣＭＴ）未満の温度で存在し、その後、工程（ｉｉ）が、ＣＭＴより高い温度で行われる、請求項１〜６のいずれか記載の方法、使用、又は制御放出システム。
  8. 温度感受性ポリマー鎖が、Ｎ−ヒドロキシアルキル−（メタ）アクリルアミド又はＮ−（メタ）アクリロイルアミノ酸の疎水性に修飾されたエステルに基づく（コ）ポリマーから選択される、請求項１〜７のいずれか記載の方法、使用、又は制御放出システム。
  9. ポリマー鎖が、ＨＰＭＡｍ（ヒドロキシプロピルメタクリルアミド）、又はＨＥＭＡｍ（ヒドロキシエチルメタクリルアミド）の（オリゴ）ラクテートエステルを含む、メタクリル化された官能基、例えば、Ｎ−ヒドロキシアルキルメタクリルアミドオリゴラクテートの（コ）ポリマーを含有する、請求項１〜８のいずれか記載の方法、使用、又は制御放出システム。
  10. 前記温度感受性ポリマー鎖が、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド及び／又はアルキル−２−オキサザリンから誘導されたモノマーも含む、請求項１〜９のいずれか記載の方法、使用、又は制御放出システム。
  11. 前記温度感受性ポリマーに基づく、ミセル、ヒドロゲルマイクロ粒子、及び／又はコーティング形成ポリマーを用いる、請求項１〜１０のいずれか記載の方法、使用、又は制御放出システム。
  12. ＰＥＧを有するジ−又はトリブロックコポリマーである、請求項１〜１１のいずれか記載の方法、使用、又は制御放出システム。
  13. 制御放出システムが、１００nm未満、好ましくは、３０〜９０nmの流体力学的直径を有する、請求項１〜１２のいずれか記載の方法、使用、又は制御放出システム。
  14. 制御放出システムが、中性表面電荷を有する、請求項１〜１３のいずれか記載の方法、使用、又は制御放出システム。
  15. 有効成分が、薬物分子、ペプチド、タンパク質、造影剤、遺伝物質、又はこれらの化合物の組み合わせである、請求項１〜１４のいずれか記載の方法、使用、又は制御放出システム。
  16. ポリマー鎖及び有効成分が、重合可能、特に、フリーラジカルの重合可能な部分を含有する、請求項１〜１５のいずれか記載の方法、使用、又は制御放出システム。
  17. 重合可能、特に、フリーラジカルの重合可能な部分が、末端の２重結合、好ましくは、ビニル基、（メタ）アクリレート基、（メタ）アクリルアミド基を含むか；又は、不飽和化合物、好ましくは、炭素−炭素の２重結合を含有する直鎖である、請求項１〜１６のいずれか記載の方法、使用、又は制御放出システム。
  18. 重合可能な部分が、有効成分に分解可能な結合を介して結合する、請求項１〜１７のいずれか記載の方法、使用、又は制御放出システム。
  19. 重合可能な部分が、有効成分に、
    ＨＯＱ−（ＣｎＨ２ｎ）−Ｓ（Ｒ１）（Ｒ２）−（ＣｍＨ２ｍ）−ＣＨ２−Ａ
    ｛式中、ｎ及びｍは、０〜２０、好ましくは、１〜１０の整数であり、好ましい実施態様において、ｎは、１〜５、より好ましくは、１〜３の整数であり；ｍは１〜７；より好ましくは、１〜５の整数であり；
    式中、Ｒ１及びＲ２は、孤立電子対、酸素部分、例えば＝Ｏ、窒素部分、例えば＝Ｎ−Ｒｘ［式中、Ｒｘは、原子の均一又は不均一な原子群、好ましくは、独立して、直鎖又は分岐のＣ１−Ｃ６アルキル、直鎖又は分岐のＣ１−Ｃ６アルケニル（アルキル又はアルケニル基は、１個又は複数のハロゲン基、ヒドロキシル基、アミノ若しくは置換されたアミノ基、カルボン酸基、ニトロ基、又はシアノ基により場合により置換されていてもよい）；又は芳香族基、好ましくは、フェニル基（アルキル及びアルケニル基について記載される１個又は複数の置換基により場合により置換されている）；又はハロゲン基、ヒドロキシル基、アミノ基、又は置換されたアミノ基（置換基は、１又は２個のＣ１−Ｃ３アルキル基である）、カルボン酸基、ニトロ基、又はシアノ基である］から互いに独立して選択され；
    Ａは共役部分であり；
    Ｑは直接結合、Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝ＮＨ、又はＣ＝ＮＲｐ基（式中、Ｒｐは、Ｃ１−Ｃ３アルキルである）であり、この式中、ＨＯ−Ｑ基は、ＨＲ９Ｎ−Ｑ基（式中、Ｒ９は、水素原子又はＣ１−Ｃ３アルキル基のいずれかである）により置換され得る｝を介して結合する、請求項１〜１８のいずれか記載の方法、使用、又は制御放出システム。
  20. 制御放出システムが標的リガンドを含む、請求項１〜１９のいずれか記載の方法、使用、又は制御放出システム。
  21. 制御放出システムが、経腸又は腸内投与、経皮又は経粘膜経路、非経口投与、直腸、舌下（舌の下）及び唇の下又は口腔（頬と歯茎／歯肉の間）、経口、硬膜外（epidural）（同義語：硬膜外（peridural））（硬膜外空間への注射又は注入）、脳内（大脳内へ）、脳室内（脳室内へ）、皮膚上（皮膚上への適用）、局所、皮内（皮膚自体内へ）、皮下（皮膚の下）、経鼻投与（鼻を介して）、耳内（耳の中）、筋肉内（筋肉中への）、心腔内（心臓内へ）、肺、関節内、皮内、骨内注入（骨髄内へ）、くも膜下腔内（脊柱管内へ）、腹腔内（腹膜への注入又は注射、また腹膜透析）、膀胱内（注入が膀胱内へである）、硝子体腔内（眼を介して）、陰茎内（ペニスの付け根内へ）、膣内（膣内へ）、子宮内（子宮内へ）、及び羊膜外投与、子宮内膜と胎膜の間からなる群より選択される経路を介して投与される、請求項１〜２０のいずれか記載の方法、使用、又は制御放出システム。
  22. 疾患が、癌、感染、眼科的疾患、ウイルス感染、細菌感染、真菌感染、マイコプラズマ感染、寄生虫感染、炎症、皮膚病、心血管疾患、中枢神経系の疾患、自己免疫疾患、増殖性疾患、関節炎、精神病、乾癬、糖尿病、代謝異常、肺病、呼吸器系疾患、肺疾患、ＣＯＰＤ、筋骨格系の疾患、肺気腫、浮腫、痴呆、及びホルモン病からなる群より選択される、請求項１〜２１のいずれか記載の方法、使用、又は制御放出システム。
  23. 制御放出システムが、治療又は予防のいずれかで、麻酔薬のデリバリーのため用いられるか又は予防接種において用いられる、請求項１〜２２のいずれか記載の方法、使用、又は制御放出システム。
  24. 生物が、脊椎動物、哺乳動物、及びヒトからなる群から選択される、請求項１〜２３のいずれか記載の方法、使用、又は制御された放出システム。
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